JP3592112B2 - 液体供給システム、液体収納容器、およびヘッドカートリッジ - Google Patents
液体供給システム、液体収納容器、およびヘッドカートリッジ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部へ液体を供給するための負圧を利用する液体供給システムに関し、より具体的には記録ヘッドに液体を供給して被記録媒体に印字記録する液体噴射記録装置における液体供給システム、該システムに用いられる交換液体収納容器及びヘッドカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部へ液体を供給するための負圧を利用する液体供給方法としては、例えばインクジェット記録装置分野では、インク吐出ヘッドに対して負圧を与えるインクタンクが提案され、記録ヘッドと一体化可能にした構成（インクジェットカートリッジ）が実施されてきた。インクジェットカートリッジは、さらに分類すると、記録ヘッドとインクタンク（インク収容部）とが常時一体の構成と、記録手段とインク収納部が別体で、かつ記録装置に対して双方とも分離でき、使用時に一体にして使用する構成とに分けることができる。
【０００３】
このような液体供給システムにおいて負圧を発生させるための最も容易な方法の一つとして、多孔質体の毛管力を利用する方法が挙げられる。この方法におけるインクタンクは、インクタンク内部全体にインク貯蔵を目的として収納、好ましくは圧縮収納されたスポンジ等の多孔質体と、印字中のインク供給を円滑にするためインク収納部に空気を取り入れ可能な大気連通口とを含む構成となる。
【０００４】
しかし、多孔質部材をインク保持部材として使用する場合の課題として、単位体積当たりのインク収納効率が低いことが挙げられる。この課題を解決するために、本出願人は、ＥＰ０５８０４３３号公報に示されるように、負圧発生部材収納室に対して連通部を除く全体が実質密閉のインク収納室を有し負圧発生部材収納室を大気に開放した状態で使用されるインクタンクを提案している。また、ＥＰ０８１５３１号公報において、上述のインクタンクに対して、インク収納室を交換可能にした発明を提案している。
【０００５】
上述のインクタンクは、インク収納室内のインク導出に伴って気体がインク収納室内に収納される気液交換動作によってインク収納室から負圧発生部材収納室へのインク供給が行われるために、この気液交換動作中は、ほぼ一定の負圧条件下でインクを供給できるメリットがある。
【０００６】
一方、本出願人は、ＥＰ０７３８６０５号公報において、略多角形状の筐体と、筐体の内面と同等もしくは相似形の外面を有し内部に収納される液体の導出に伴い変形可能な収納部と、を備え、収納部の厚さを、略多角形状の各面の中央域より角部を構成する部分を薄くすることを特徴とする液体収納容器を提案している。この液体収納容器は、液体の導出に伴い収納部が適当に収縮する（現象的には気液交換していない）ことで、負圧を利用しながら液体供給ができるものである。そのため、従来の袋状のインク収納部材に比べて、配置する位置に制限されることがなくなり、キャリッジ上に配置することができる。また、収納部に直接インクを保持することで、インク収納効率の向上という点からも優れた発明である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したような負圧発生部材収納室と、これに対するインク収納室とを隣接させたタイプのインクタンクは、予め定められている固定された収納空間をもつインク収納室のインクを負圧発生部材収納室へ供給する際に、インク収納室内に気体を導入する気液交換を行うものである。
【０００８】
従って、インク収納室のインクを負圧発生部材収納室へ供給すると、それに連動してインク量に相当する外気の導入が行われるため、インク収納室内には外気とインクとが存在することになる。この外気がプリンタの使用される環境変化（例えば一日の温度差）により膨張することで、インク収納室内のインクが負圧部材発生部材収納室側へ導出されることがある。そのため、従来は、その膨張割合に対するインク移動量を種々の使用環境とともに考慮して、実用上は負圧発生部材に最大限のバッファ空間を確保し結果的にインク収納室内の内容積をあまり大きくできない場合があった。
【０００９】
本発明者らは、上述の課題を解決するために、負圧発生部材収納室と、これに対するインク収納室とを隣接されたタイプのインクタンクの、空気が入ったインク収納室の状況を詳細に分析することになった。その結果、インク収納室内のインクの負圧発生部材収納室への供給は気体の導入と連動して行なわれていることから、インク収納室から負圧発生部材へ移動するインク量に規制を与えればよいという知見を得た。
【００１０】
そして、更なる分析の結果、インク収納室内に存在する空気の外部環境の変化による膨張を阻止することはできないが、このインク収納室内における空気の膨張をインク収納室内で許容する、という従来とは異なる逆転の発想を想起するに至った。
【００１１】
本発明は上述の新規な知見をもとに、本発明者らの更なる鋭意検討の結果想起されたものである。
【００１２】
本発明者たちが認識した点は、“インク収納室を交換可能とした場合において、より安定した液体供給のためには大気導入のための促進構造を設けるとともに、促進構造がインクの固着などにより目詰まりすることなく有効に機能することが大切である。”ということである。
【００１３】
本発明の目的は、上記インク収納室（液体収納容器）が交換可能な液体供給システムにおいて、常に安定した負圧を発生し確実にインク供給を実現することのできる、より実用性に優れた液体供給システム及び該システムに用いられる液体収納容器を提供することである。
【００１４】
加えて、本発明のその他の目的は、上記液体供給システムを適用可能なヘッドカートリッジなど、関連する諸発明を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の諸目的を達成するための本発明の具体的な手段は以下の構成から理解できよう。
【００１６】
本発明の液体供給システムは、外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対して着脱自在に交換可能であって、前記負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納容器と、を用いる液体供給システムにおいて、
前記負圧発生部材収納容器に対して装着される前記液体収納容器は前記負圧発生部材収納容器との接続部に、前記液体収納室内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめるための大気導入溝を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の液体収納容器は、外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室に対して着脱自在に交換可能であって、前記負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納室において、
前記負圧発生部材収納容器との接続部に、前記液体収納室内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめるための大気導入溝を有することを特徴とする。
【００１８】
上述の液体供給システム及び液体収納容器によれば、大気導入溝が液体収納室とともに交換可能となるため、大気導入溝の機能に障害が発生することなく、安定した液体供給を行うことのできる液体供給システムを提供することができる。また、接続時に負圧発生部材の毛管力を利用して液体収納部内の液体の一部を負圧発生部材収納容器に移動させることができるので、接続部における負圧発生部材の液体保持状態に関わらず、装着すれば確実に液体収納容器の液体を使用することができる。
【００１９】
さらに、上記の液体供給システム及び液体収納容器は、前記液体収納容器は、液体を収納し該液体の導出に伴い変形し負圧発生可能な液体収納部と、該液体収納部を覆う筐体と、該筐体と前記液体収納部との間に大気を導入可能な外気連通口とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
このような液体収納部を備えた構成によれば、液体収納部が弾性変形可能であるので、液体収納部内部に導入された空気などが環境変化に伴い膨張したとしても液体収納部が元の形状に戻ることでその影響を緩和することができる。
【００２１】
さらに、前記液体収納部の液体導出口部は密閉部材により密閉されていることが好ましい。この場合において前記密閉部材は前記液体収納容器を前記負圧発生部材収納容器に装着した後、離脱することが好ましい。
【００２２】
前記負圧発生部材収納容器は前記大気導入溝と大気連通部との間に前記負圧発生部材が介在するものである。
【００２３】
前記負圧発生部材収納容器には、前記大気導入溝と合致して一体となり気液交換を行なう溝が設けられていることも考えられる。
【００２４】
また、本発明のヘッドカートリッジは、上述の負圧発生部材収納容器から供給される液体を外部へ吐出して記録を行なう記録ヘッド部を有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する。
【００２６】
また、本発明の液体供給方法、液体供給システムに用いられる液体として、以下の実施の形態ではインクを例にとって説明を行なっているが、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。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はインクタンクを記録ヘッドに接続した場合の断面図である。
【００２８】
インクタンク１は、負圧発生部材収納室１０と、インク収納室５０とにより構成されており、インク収納室５０は負圧発生部材収納室１０に対し分離可能な構成となっている。
【００２９】
負圧発生部材収納室１０は、液体を吐出口６１から吐出して記録を行なう記録ヘッド部６０等の外部へインク（処理液などの液体を含む）を供給するインク供給口１２を有する筐体１１と、筐体内部に収納されるポリウレタンフォームなどの多孔質部材から構成される負圧発生部材１３を備えている。筐体１１はさらに、内部に収納した負圧発生部材と外気とを連通させるための大気連通口１５を備えており、この大気連通口１５の近傍には筐体内面から突出したリブにより形成されたバッファ部１６が設けられている。
【００３０】
一方、インク収納室５０は、室を構成する筐体（外壁）５１と、筐体内面と同等もしくは相似形の内面を有する壁（内壁）５４により構成され内部にインクを収納するインク収納部５３、液体収納部５３の液体を負圧発生部材収納室へ導出するためのインク導出口５２を備えている。内壁５４は可撓性を有しており、インク収納部５３は、内部に収納されたインクの導出に伴い変形可能である。また、内壁は溶着部（ピンチオフ部）５６を有し、この溶着部で内壁は外壁に係合する形で支持されている。また、外壁には外気連通口５２が設けられており、内壁と外壁との間に大気を導入可能となっている。
【００３１】
さらに、インク収納室５０のインク導出口５２には、後述する気液交換を促進するための大気導入溝５８と気液交換通路５９ａが形成された気液交換促進部５９が備えられており、負圧発生部材収納室１０には気液交換促進部５９を装着するための開口からなる接続部１４が形成されている。本実施形態では、大気導入溝５８の一部と気液交換通路５９ａの端部が接続部１４において負圧発生部材１３と当接する形となっているとともに、大気導入溝５８は接続部１４からインク導出口５２まで延びており、後述する液体供給動作をスムーズに実現することが可能になっている。
【００３２】
また、図示していないが、負圧発生部材収納室１０の接続部１４の形成された壁部に、負圧発生部材収納室１０に対して交換されるインク収納室５０の大気導入溝５８と合致して一体となる溝を設けてあってもよい。言い換えれば、負圧発生部材収納室側にインク収納部内と気液交換を行なう大気導入溝がそもそも備わっている場合は、インク収納室交換時にこの大気導入溝に合致して一体となり気液交換を行なう溝をインク収納室側にも設けてもよい。
【００３３】
なお、図１を含め以下の各断面図において、負圧発生部材がインクを保持している領域については斜線部で示す。また、インク収納部や大気導入溝、気液交換通路などのような空間内に収納されているインクを網線部で示す。
【００３４】
ここで、本実施形態のインク収納室は、略直方体形状をなす６つの平面から構成され、円筒状のインク導出口５２が曲面として付加されたものであり、この直方体形状の最大面積面は、図１上で間接的に表示されている。そして、内壁面５３の厚さは、直方体の各面の中央域より頂点部分（頂点部分が微小曲面形状をなす場合も含め、以下、角部と称する）を構成する部分の方が薄く、各面の中央域から前記角部それぞれに向かって徐々に減少しており、インク収納部内側に凸の形状を有している。この方向は、言い換えると面の変形方向と同じであり、後述する変形を促進させる効果を有する。
【００３５】
また、内壁の角部は３面により構成されているので、結果として内壁の角部全体の強度は中央域の強度に比べ相対的には強くなっている。また、面の延長から見れば、中央域に比べて厚さは薄いので後述する面の移動を許容する。この内壁の角部を構成する部分は、それぞれほぼ同等の厚さであることが望ましい。
【００３６】
なお、図１は模式的概略図であるため、インク収納室の外壁５１と内壁５４との位置関係は空間を隔てたように描かれているが、実際は分離可能な状態になっていればよく、内壁と外壁が接触していても、微少な空間を隔てて配置されるように構成されていてもよい。
【００３７】
次に、本発明の特徴である、図１に示すインクタンクの液体供給動作について、図２〜図７を用いて説明する。図２〜図６のそれぞれは、図１に示すインクタンクのインク収納室を負圧発生部材収納室に接続し、負圧発生部材収納室のインク供給口に接続された記録ヘッド部６０からインクを導出したときの変化を図２〜図６の順に示す概略説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図を示している。また、図７は、図１に示すインクタンクのインク導出量とインク供給口部の負圧の関係を示す説明図であり、横軸はインク供給口からの外部へのインク導出量、縦軸はインク供給口部の負圧（静負圧）である。図７では、図２〜図６に示す負圧の変化の状態を矢印で示している。
【００３８】
図２（ａ）、（ｂ）は、接続前の負圧発生部材収納室及びインク収納室を示す説明図である。
【００３９】
図２（ａ）、（ｂ）において、液体収納室５０のインク導出口５２には、インク収納部５３に収納されたインクの導出を防止するためにシール部材５７が設けられ、液体収納室５０のインク収納部５３は大気に対して密閉状態を維持している。また、インク収納部５３を構成する内壁５４は、筐体（外壁）５１の内面形状に沿って、少なくとも外壁の角部に内壁の角部がくるように成形されている。（この状態を、初期状態、と称する。）
このとき、インク収納部５３内については、シール部材５７を開封した際にインク導出口５２がわずかに負圧となるよう、インク収納部５３に収納可能なインク量よりわずかに少ないインクを収納しておくと、外力、温度変化、気圧の変化からシール部材開封時にインクが外部に漏出することをより確実に防ぐことができる。
【００４０】
また、このような環境変化に対する観点から、接続前のインク収納部５３に収納される空気の量は極めて少ないことが望ましい。インク収納部内に収納される空気量を減らすためには、例えば特願平０９−２００１２６号公報に開示されるような液体注入方法を用いればよい。
【００４１】
一方、図２（ａ）において、負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３は、その一部にインクを保持している。
【００４２】
ここで、負圧発生部材１３に収納されるインク量は、後述するインク収納室５０の交換時に負圧発生部材１３に収納されていたインク量によるので、多少のばらつきがあってもよく、必ずしも図示するように均一な状態でインクを保持していなくてもよい。
【００４３】
次に、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、インク収納室５０を負圧発生部材収納室１０と接続させる。このとき、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０の圧力が等しくなるまで図３（ａ）の矢印に示すようにインクが移動し、インク供給口１２における圧力が負となる状態で平衡状態になる。（この状態を、使用開始状態、と称する。）
そこで、この平衡状態となるためのインク移動について、詳細に説明する。
【００４４】
負圧発生部材収納室１０の接続部１４に気液交換促進部５９を挿入し、シール部材５７を引き抜くことにより、負圧発生部材１３に大気導入溝５８と気液交換通路５９ａが確実に当接する。するとインク収納部５３内のインクと負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３との間にインクパスが形成される。また、図２（ａ）で示す状態で空気が接続部１４内に存在する場合、空気はインク収納室５３へと移動する。（なお、図３においてはこの空気は省略している。）
インクパスが形成されると、負圧発生部材１３の毛細管力により、インク収納部５３から負圧発生部材１３へのインク移動が開始される。このとき、内壁５４は、インク収納部５３の体積が減少する方向に、面積最大の面の中央部から変形をはじめる。ここで、外壁５１は内壁５４の角部の変位を抑制する働きをするため、インク収納部５３はインク消費による変形の作用力と初期状態（図２）の形状に戻ろうとする作用力とが働き、急激な変化をすることなく、変形の度合いに応じた負圧を発生するようになる。なお、内壁５４と外壁５１の空間は、外気連通口５５を介して外気に連通しているので、上記変形に応じて内壁５４と外壁５１との間に空気が導入される。また、大気導入溝５８へのインク導入については、本実施形態のようにインク収納部５３の発生する負圧より大気導入溝５８の毛管力が大きい場合はインクが充填される。
【００４５】
インク移動が開始され、負圧発生部材１３にインクが充填されていくと、大気導入溝５８の上端部より上方にもインクが充填されるようになり、大気導入溝５８は大気とは連通しなくなる。すると、インク収納室５０は負圧発生部材収納室１０を介してのみインク及び大気のやり取りを行なうようになるため、インク収納室５０における静負圧と、負圧発生部材収納室１０における静負圧とが等しくなるように、さらなるインクの移動が行なわれる。
【００４６】
すなわち、このときの負圧発生部材収納室１０側の負圧がインク収納室５０側の負圧より大きいので、両者の負圧が等しくなるまで、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へ更なるインク移動が行なわれ、それに伴い負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３が保持するインク量が増大する。このように、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの移動においては、インク収納室５０に負圧発生部材１３を介した気体を導入をすることなく行われる。平衡状態となった時の２つの室の静負圧は、インク供給口１２に接続される記録ヘッドなどの液体吐出記録手段（不図示）からインクが漏れ出ないよう、接続する液体吐出記録手段の種類に応じて適切な値（図７のα）となるように設定すればよい。
【００４７】
インク収納部５３から移動可能なインク量の下限は、大気導入溝５８の上限レベル（後述する気液界面）まで負圧発生部材１３をインク充填する時のインク量であり、上限は負圧発生部材１３を完全にインク充填する時のインク量となる。従って、接続前に負圧発生部材１３に保持されるインク量のばらつきを考慮したうえで、これらの上限、下限のインク量から負圧発生部材１３へ移動するインク量を決定すると、このインク量と平衡状態での負圧の値αをもとに負圧発生部材に対応したインク収納部５３の材料、厚さを適切に選択することができる。
【００４８】
また、接続前に負圧発生部材１３に保持されるインク量のばらつきが存在するため、図３に示すように平衡状態に達した場合でも、負圧発生部材１３にインクが充填されない領域が残っていることがある。この領域は、バッファ部とあわせ、後述する温度や圧力の変化に対するバッファ領域として利用することができる。
【００４９】
逆に、ばらつき量の影響により、平衡状態に達した時のインク供給口部の圧力が正になってしまう恐れのある時は、液体吐出記録装置本体に設けられる吸引回復手段により吸引回復を行ない、若干のインクを流出させることで対応してもよい。
【００５０】
なお、接続時における気液交換通路５９ａ内でのインクパスの形成は、接続時の衝撃を利用して行なってもよく、接続時にインク収納部５３を筐体５１ごと押圧するなど、インク収納部５３を加圧することにより行なってもよい。また、接続前のインク収納部５３をごく僅かな負圧状態にしておき、この負圧を利用して気液交換通路５９ａ内の気体をインク収納部５３へ移動させることを促進させてもよい。
【００５１】
次に、図４に示すように、記録ヘッド６０によりインク供給口１２からインクタンクのインクの消費を開始する。このとき、インク収納部５３と負圧発生部材１３の双方の発生する静負圧の値が増大する方向にバランスを取りつつ、インク収納部５３と負圧発生部材１３の双方に保持されたインクが消費される。（第１のインク供給状態、と称する。）
すなわち、インク供給口１２からインクが消費されると、負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３の液面が低下するとともに、インク収納部５３がさらに変形し、インク収納部５３の中央部分が内方に向かう安定した潰れかたが維持される。
【００５２】
ここで、ピンチオフ部（溶着部）５６も、内壁５４の変形規則部分となり、最大面積を有する面に隣接する面について、相対的にピンチオフ部５６を有する領域より、ピンチオフ部を有していない部分が先に変形を始め、外壁５１から離間する。なお、本実施形態では表面積最大の対向する面が、ほぼ同時に変形を行うため、より安定した変形を実現している。
【００５３】
なお、図４に示す状態でのインク供給口１２からのインク導出量に対する静負圧の変化は、図７のＡに示す領域のように、インク導出量に比例して静負圧が少しずつ増大する形となる。この第１のインク供給状態においても、インク収納部５３には気液交換通路５９ａを経由して空気が入ることがない。
【００５４】
インク供給口１２からのインクの導出がさらに進むと、図５に示すように、インク収納部５３に気体が導入されるようになる。（以下、気液交換状態、または第２のインク供給状態と称する。）
このとき、負圧発生部材１３の液面レベルは大気導入溝５８の上端部でほぼ一定（気液界面）であり、大気連通口１５から大気導入溝５８及び気液交換通路５９ａを経由した空気がインク収納部５３に入ることで、インク収納部５３からインクがインク導出口５２を通じて負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３へと移動する。
【００５５】
従って、液体吐出記録手段としての記録ヘッド６０によりインクが消費されてもその消費量に応じてインクが吸収体に充填され、負圧発生部材１３は一定量のインクを保持し、また、インク収納部５３も空気が導入されることで、気液交換時の形状をほぼ維持したままインクタンクの負圧をほぼ一定に保つので、液体吐出記録手段へのインク供給が安定する。図５に示す状態でのインク供給口１２からのインク導出量に対する静負圧の変化は、図７のＢに示す領域のように、インク導出量に対し、ほぼ一定の値となる。
【００５６】
さらにインク供給口１２からのインクの導出がさらに進むと、図６に示すように、インク収納部５３のインクはほぼ完全に消費され、負圧発生部材収納室１０内に残存するインクを消費するようになる。図６に示す状態でのインク供給口１２からのインク導出量に対する負圧の変化は、図７のＣに示す領域のように、インク導出量に比例して負圧が増大する形となる。このような状態になったら、インク収納室５０を取り外しても、接続部１４からインク漏れが生じる恐れは少ないので、インク収納室５０を取り外し、図２に示すように新たな交換用インク収納室を用意すればよい。
【００５７】
図１に示した形態におけるインクタンクの液体供給動作は以上の通りである。すなわち、インク収納室５０を負圧発生部材収納室１０と接続させると、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０の圧力が等しくなるまでインクが移動して使用開始状態となり、その後液体吐出記録手段によりインクの消費が開始されると、まずはインク収納部５３と負圧発生部材１３の双方の発生する静負圧の値が増大する方向にバランスを取りつつ、インク収納部５３と負圧発生部材１３の双方に保持されたインクが消費される。その後、インク収納部５３に気体が導入されることで負圧発生部材１３が気液界面を保ちながらインクの導出に対しほぼ一定の負圧を保持する気液交換状態を経て、負圧発生部材収納室１０内に残存するインクを消費するようになる。
【００５８】
このように、本発明のインクタンクは、インク収納部５３へ外気を導入することなくインク収納部５３のインクを使用する工程を有するため、このインク供給工程（第１のインク供給状態）においてインク収納室５０の内容積の制限は、結合時においてインク収納部５３に導入された空気のみを考慮すればよいことになる。すなわち、インク収納室５０内の内容積の制限を緩和しても、環境変化に対応可能であるという利点がある。
【００５９】
また、本発明のインクタンクによれば、インク収納部５３のインクをほぼ完全に消費することができるだけでなく、交換時に気液交換通路５９ａに空気を含んでいてもよく、負圧発生部材１３のインク保持量によらずインク収納室５０の交換をできるので、従来技術のように残量検出機構を設けなくとも、インク収納室５３を交換可能なインク供給システムを提供することができる。
【００６０】
なお、図７に示すようにインク導出量に比例して負圧が増大し（Ａの領域）、その後一定の値を保ち（Ｂの領域）、さらにその後インク導出量に比例して負圧が増大する（Ｃの領域）ためには、インク収納部の対向する変形面が互いに接するようになるまえに、大気導入が行なわれる、すなわちＡの領域からＢの領域に移行することが望ましい。これは、対向する最大面積面が接触する前後で、インク収納室におけるインク導出量に対する負圧の変化の割合が異なるためである。さらに、本発明の構成によれば、第２のインク供給状態など、インク収納部５３に空気を含む場合においても、従来の方法とは異なる解決方法により、環境の変化に対応することが可能な構成となっている。
【００６１】
図８は図７に示した負圧曲線の実際の一例を示す詳細説明図であり、図中の（１）、（２）、（３）はそれぞれ、気液交換動作前、気液交換動作中、気液交換動作後に対応する。また、図９は図８のＢ領域についての一例を示すさらに詳細な説明図、図１０〜図１２はこの図面順に図９のａ，ｂ，ｃ領域に対応するインクタンクの動作を説明するための図、図１３は図８のＢ領域についての他の例を示すさらに詳細な説明図、図１４〜図１６はこの図面順に図１３のａ’，ｂ’，ｃ’領域に対応するインクタンクの動作を説明するための図である。図１０〜図１２及び図１４〜図１６において、（ａ）は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面と同じ断面図を示している。なお各説明に使用する図はよりわかりやすくするためにインク収納室の変形等について多少極端に図示している。
【００６２】
（１）図８の（１）領域の説明
本領域（気液交換動作前）を以下の３パターンにわけて説明する。それぞれのパターンは本願発明に含まれるものであり、負圧発生部材の毛管力、インク収納室部の肉厚、材質等の条件やそれぞれのバランスによって変わるものである。
【００６３】
＜図８の領域（１）の第１パターン＞
本パターンの場合は、一般的に負圧発生部材１３に比べてインク収納部５３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。具体的には、インク収納室５０の内壁５４の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納室５０の内壁５４の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００６４】
初期状態からのインク導出において、はじめに負圧発生部材１３からのインクの導出が行われる。これはインク収納室５０からインクを導出する抵抗力より負圧発生部材１３からインクが導出する抵抗力のほうが小さいためである。このようにはじめに負圧発生部材１３からインクが導出された後は、負圧発生部材１３とインク収納部５３との負圧バランスをとりながらそれぞれからインクが導出される。インク収納室５０からインクが導出される場合は、内壁が内面側に変形しながら行われるものである。
【００６５】
＜図８の領域（１）の第２パターン＞
本パターンにおいては、前例の第１パターンと逆にインク収納部５３に比べて負圧発生部材１３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。この場合は、インク収納室５０の内壁５４が比較的薄い場合や、内壁５４の剛性が小さい場合に起こる場合が多い。
【００６６】
初期状態からのインクの導出において、はじめにインク収納室５０からのインクの導出が行われる。これは負圧発生部材１３からインクを導出する抵抗力よりもインク収納室５０からインクを導出する抵抗力が小さいためである。その後、前述したように負圧発生部材１３とインク収納部５３との負圧バランスを取りながらそれぞれからインクが導出される。
【００６７】
＜図８の領域（１）の第３パターン＞
本パターンにおいては、負圧制御に対して、負圧発生部材１３とインク収納部５３とがほぼ同等の支配力を有する場合に起こる場合が多い。
【００６８】
この場合、初期状態からのインク導出において、負圧発生部材１３とインク収納部５３とが負圧バランスをとりながらそれぞれからインクが導出されるものである。そのままバランスを取りながら後述する気液交換状態へと移行するものである。
【００６９】
（２）図８の領域（２）の説明
次に気液交換動作領域について説明する。本領域は２パターンにわけて説明する。より詳細に説明するために、図８の（２）の領域の負圧曲線をより拡大した図にて説明する。
【００７０】
＜図８の領域（２）の第１パターン＞
本パターンにおいては、一般的に負圧発生部材１３に比べてインク収納部５３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。具体的には、インク収納室５０の内壁５４の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納室５０の内壁５４の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００７１】
気液交換動作領域において負圧発生部材収納室１０からインク収納室５０へ大気の導入が行われる（図９のａ領域）。これは前述したそれぞれの負圧のバランスを緩和するためである。このインク収納室５０へのインクの導入により図１０に示すようにインク収納室５０の内壁５４が外方に微少変形する。またエアの導入に対して、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの供給が行われ負圧発生部材収納室１０の液面が微少上昇する。（図１０→図１１）
さらなるヘッドからのインクの導出により、本例においてはまず負圧発生部材１３からのインクの導出が行われる。それにより図に示すように負圧発生部材収納室１０の液面が下方に変化する。（図９のｂ領域）（図１１）
その状態を経て、次に負圧発生部材１３とインク収納部５３の負圧バランスを取りながら、それぞれからインクの導出の行われる。それにより負圧発生部材１３の液面はさらに下方に変化し、インク収納室５０の内壁５４は内方に変化する（図９のｃ領域）（図１２）
その状態が続いた後に大気導入溝５８を介して大気がインク収納部５３へ導入され、図９のａ領域へと移行する。
【００７２】
＜図８の領域（２）の第２パターン＞
本パターンにおいては、前例とは逆にインク収納部５３に比べて負圧発生部材１３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。この場合は、インク収納室５０の内壁５４が比較的薄い場合や、内壁５４の剛性が小さい場合に起こる場合が多い。
【００７３】
前述したように、気液交換動作領域において負圧発生部材収納室１０からインク収納室５０へと大気の導入が行われる（図１３の領域ａ’）。このインク収納室５０へのインクの導入により図１４に示すようにインク収納室５０の内壁５４が外方に微少変形する。またエアの導入に対して、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの供給が行われ負圧発生部材収納室１０の液面が微少上昇する。（図１４→図１５）
さらなるヘッドからのインクの導出により、本パターンにおいては、インク収納室５０から支配的にインクの導出が行われる。この場合、インク収納室５０の肉厚、剛性の特性から負圧はあまり変化せずになだらかな負圧上昇となる。このインクの導出により徐々にインク収納室５０の内壁５４が内方へ変形する。（図１３の領域ｂ’）
なおこの領域においては負圧発生部材１３からのインク導出はほとんど行われないため、負圧発生部材１３の液面はほとんど変化しない。
【００７４】
領域ｂ’を経て、さらにインクの導出が行われると、負圧発生部材１３とインク収納部５３との負圧バランスを取りながらそれぞれからインクが導出される図１３の領域ｃ’へと移行する。この領域においては、前述したように負圧発生部材１３の液面は下方に変化し、インク収納室５０の内壁５４は内方に変化する。（図１３の領域ｃ’）（図１６）
その状態が続いた後に大気導入溝５８を介して大気がインク収納部５３へ導入され再び図１３のａ’領域へと移行する。
【００７５】
（３）図８の（３）領域の説明
最後に気液交換領域後の図８の領域（３）の領域について説明する。
【００７６】
本領域は、インクの導出が進み気液交換が終わった後、すなわちインク収納室５０内のインクがほとんど導出され、主に負圧発生部材１３内のインクのみが導出される場合のものである。本領域を以下の２パターンにわけて説明する。
【００７７】
＜図８の領域（３）の第１パターン＞
本例においては、気液交換領域後、インク収納部５３内の圧力が略大気圧になる場合を説明する。
【００７８】
前述した気液交換が終了した状態において、インク収納室５０内のインクはほとんど消費されている。気液交換が終了した状態では、一般的に大気導入溝５８、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０との連通路、もしくは負圧発生部材１３にメニスカスがはっている。しかし、負圧発生部材１３内の液面が大気導入溝５８の上端部より下がった場合にキャリッジ振動などの要因で上記メニスカスが破れる。それにより大気が大気導入溝５８を介してインク収納部５３と連通状態になる。それによりインク収納部５３内が略大気圧になる。それにより内方に変位していたインク収納室５０の内壁５４が、それ自身の弾性力によりもとの状態に戻ろうとする。しかし、一般的には初期状態には完全には戻らない。これは前述したインク収納室５０からのインクの導出時にある状態以上内方に変形するといわゆる座屈がおきる場合が多い。それによりインク収納部５３内が大気圧になった状態においても完全にはもとの状態には戻らないことが多い。
【００７９】
このようにインク収納部５３内が大気圧状態になって、内壁５４がもとの状態に戻った後は負圧発生部材１３内のインクが導出されることで、負圧発生部材１３内の液面が下がる。それにより負圧も略比例状態で増大する。
【００８０】
＜図８の領域（３）の第２パターン＞
次に本パターンでは、負圧発生部材１３の液面が大気導入溝５８の上端部よりも下がった場合においてもインク収納室内が負圧状態を維持する場合について説明する。
【００８１】
前述したように、大気導入溝５８内、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０との連通路、負圧発生部材１３内のメニスカスによりインク収納部５３内は大気と遮断されている。その状態のままインクが消費され、負圧発生部材１３内の液面が下がりつづける場合がある。それによりインク収納室５０の内壁５４は内方に変形状態を維持したままで負圧発生部材１３内のインクが消費される。
【００８２】
ただしこの場合においても、インク消費途中でキャリッジ振動、環境変化などの要因により上記メニスカスが破れ、インク収納部５３内が略大気圧になる場合がある。この場合は前述したようにインク収納室５０の内壁５４は略もとの状態に戻る。
【００８３】
以上説明したように、本発明の構成における気液交換動作の現象の特徴として、気液交換中の圧力変動（振幅γ）が従来の気液交換を行うインクタンクシステムに比べて比較的大きいことがあげられる。
【００８４】
この理由として、本発明の構成では図８の領域（１）にて説明したように、気液交換を行う以前にインク収納室５０からのインクの導出により、内壁５４がタンク内方に変形した状態になっている。そのため内壁５４自身の弾性力によりインク収納室５０の内壁５４は常に外方へ向かう力が働いている。そのため気液交換時に負圧発生部材１３とインク収納部５３との圧力差を緩和させるためにインク収納部５３内に入るエアの量が、所定以上に入る場合が多い。それによりインク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの導出も多くなる傾向にある。それに対して、従来のシステムであるインク収納室が変形しない構成の場合は、所定量のエアが入ることにより直ちに負圧発生部材収納室１０へインクを導出するものである。
【００８５】
また、たとえばベタモードの印字を行う場合、ヘッドから一度に大量のインクが吐出される。それによりタンクからも急激にインクの導出が行われるが本発明のインクタンクにおいては、気液交換によるインクの導出が従来に比べて比較的多いので、インク切れの心配がなく信頼性が向上する。
【００８６】
また本発明の構成によればインク収納室５０の内壁５４が内方に変形した状態でインクの導出が行われるため、キャリッジなどの振動、環境変化などによる外的要因に対してのバッファー効果が高い。
【００８７】
ここで、以上説明した一連のインク消費過程における動作について、図８（ｂ）にてさらに別の観点で説明する。
【００８８】
図８（ｂ）において、横軸に時間、縦軸にインク収納部からのインク導出量とインク収納部への空気同入量の一例を示す。また、経過時間においてのインクジェットヘッドからのインク供給量は一定とする。
【００８９】
以上の観点で、インク収納部からのインク導出量を実線▲１▼、インク収納部への空気導入量を実線▲２▼で示す。
【００９０】
ｔ＝０からｔ＝ｔ１までは、図８（ａ）で示した気液交換前の領域に相当する。本領域では、前述したように負圧発生部材１３からとインク収納部５３からの負圧バランスをとりながらインクがヘッドから導出される。各々の導出パターンについては、前述した通りである。
【００９１】
次にｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２までは、図８（ａ）の気液交換領域（Ｂ領域）に相当する。本領域では、前述したような負圧バランスに基づき、気液交換が行われる。図８（ｂ）の実線▲１▼で示すように、インク収納部５３内にエアが導入される（実線▲２▼の段差で示される）ことによりインク収納部５３からインクが導出される。その際に、エアの導入に伴い直ちに導入されたエアに等しい量のインクがインク収納部５３から導出されるわけではなく、例えばエアの導入からある所定時間を経た後、最終的に導入されたエアに等しい量のインクが導出されるようになっている。この図からも明らかなように、前述したような従来のインク収納室の内壁が変形しないインクタンクの動作に比べてタイミングのずれが生じるものである。以上のように気液交換領域においてこの動作が繰り返される。ある点で、インク収納部５３内のエアの量とインクの量とが逆転する点を経る。
【００９２】
ｔ＝ｔ２を過ぎると、図８（ａ）で示す気液交換後の領域（ｃ領域）となる。この領域では、前述したようにインク収納部５３が略大気圧になる。（条件によっては、大気圧状態にならない場合があることは前述した通りである。）それに伴い、インク収納室５０の内壁５４の弾性力により初期状態にもどる動作となる。ただし、前述したように、いわゆる座屈により完全には初期の状態には戻りきらない。そのためインク収納部５３への最終的な空気導入量Ｖｃは（Ｖ＞Ｖｃ）となる。本領域でもインク収納部５３からのインクはすべて使い切る状態となる。次に、インク消費途中の各状態において、インク収納室５０を交換した場合の動作について、図１７を用いて説明する。
【００９３】
（ａ）気液交換前にインクタンクを交換した場合（図１７（ａ））
この気液交換前の状態は、前述したように、負圧発生部材１３、インク収納室５０、負圧発生部材１３とインク収納室５０とが相互の負圧バランスをとりながらインクを消費している。この状態において負圧は略比例状態で増大している。また負圧発生部材１３内のインク液面は大気導入路上端よりも上方に位置している。
【００９４】
この時点でインク収納室５０を交換した場合、一般的にインク収納室５０は初期において負圧は弱く、また正圧状態の場合もあるので、インク収納室５０を新たに装着した場合、インク収納室５０のインクが負圧発生部材１３に供給され、負圧発生部材収納室１０内の液面が上昇し、両者の負圧バランスがとれた点で液面が安定する。この場合、負圧発生部材１３の上部には前述したバッファー領域を有するため、液面が上昇したとしても大気連通口１５からのインク漏れはない。
【００９５】
またインク収納室５０の装着により負圧がさがり、また場合によっては正圧になることがあるが、タンク装着時の初期回復などを行うことで速やかに適正な負圧状態を形成することが可能である。その後は前述した消費パターンによりインクが消費される。
【００９６】
なお、負圧発生部材収納室１０の気液交換経路近傍の負圧発生部材１３がインクで充填されていなくても、本発明の液体供給システムの場合、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクパスが形成されれば、負圧発生部材収納室１０内の毛管力を利用してインク収納部５３内のインクを負圧発生部材１３へと移動させることができる。従って、接続部１４近傍の負圧発生部材１３のインクの保持状態に関わらず、装着すれば確実にインク収納室５０のインクを使用することができる。
【００９７】
（ｂ）気液交換中にインクタンクを交換した場合（図１７（ｂ））
気液交換動作中においては、前述したように一般的に負圧発生部材１３内の液面は、大気導入溝５８の上端部で安定し、インク収納室５０の内壁５４は内方に変形した状態である。
【００９８】
この状態でインク収納室５０を取り外し、新たに初期状態のインク収納室５０を装着すると、前述したようにインク収納室５０内のインクが負圧発生部材１３内に供給され、負圧発生部材１３内の液面が上昇する。すなわち液面が大気導入溝５８より上方へ変位する。それによりインク収納室５０の内壁５４は内方に変位し、タンク内は若干の負圧状態になる。
【００９９】
液面が安定した後インクを消費すると、前述したような消費パターン（（１）−１〜（１）−３）によりインクが消費される。そして所定の負圧になった場合に気液交換が行われる。
【０１００】
（ｃ）気液交換後にインクタンクを交換した場合（図１２（ｃ））
気液交換後の状態は、前述したように負圧発生部材１３内の液面は大気導入溝５８の上端より下がった状態で、インク収納室５０は略大気圧でほぼ内壁５４がもとの状態にもどっているか、内部が負圧状態で内方変形状態を維持した状態である。
【０１０１】
この状態でインク収納室５０を交換した場合は、やはりインク収納室５０内のインクは負圧発生部材１３側へ供給され、負圧発生部材１３内の液面は上昇するこの場合は一般的には大気導入溝５８の上端より上方まで上昇するが、大気導入溝５８より下方で液面がつりあう場合もある。このインクの導出によりインク収納室５０の内壁５４は内方へ変位し略負圧状態になる。
【０１０２】
液面が大気導入溝５８より上方に変位した場合には、前述した消費過程を経た後気液交換動作領域に移行する。また液面が大気導入溝５８より下方でつりあっている場合は、すぐに気液交換動作を行う。
【０１０３】
以上説明したように、（ａ）〜（ｃ）の各消費過程においてインク収納室５０を交換した場合においても安定した負圧を発生することができそれにより確実なインク供給動作を行うことができる。
【０１０４】
本発明のインクタンクは、このように微小な負圧変動をインク収納部５３により緩和することができるが、さらに、本発明の構成によれば、第２のインク供給状態など、インク収納部５３に空気を含む場合においても、従来の方法とは異なる解決方法により、環境の変化に対応することが可能な構成となっている。
【０１０５】
そこで、次に、図１に示すインクタンクの、環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムについて図１８〜図２１及び図２２を用いて説明する。
【０１０６】
図１８〜図２１は大気導入溝５８より上方にある負圧発生部材１３のバッファ吸収体としての機能、及びインク収納部５３のバッファ作用を説明する説明図であり、図５に示す状態（気液交換状態）から大気圧の減圧ないしは気温の上昇などによるインク収納部５３内の空気の膨張した時のインクタンクの変化を図１８〜図２１の図面順に示している。これらの図において、（ａ）は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面と同じ断面図を示している。
【０１０７】
大気圧の減圧（あるいは気温の上昇）により、インク収納部５３内の空気は膨張すると、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、インク収納部５３を構成する壁面（▲１▼）及び液面（▲２▼）が押圧され、インク収納部５３の内容積が増加すると共に、一部のインクは気液交換通路５９ａを介してインク収納部５３内から負圧発生部材収納室１０側へと流出する。ここで、インク収納部５３の内容積が増加するために、負圧発生部材１０へ流出するインク量（図２０の▲３▼に示される負圧発生部材の液面の上昇）はインク収納部５３が変形不能な場合に比べ大幅に少ないものとなる。
【０１０８】
ここで、気液交換通路５９ａを通じて流出するインク量は、気圧変化が急激な場合、インク収納部５３内の負圧を緩和しインク収納部５３内の内容積を増加させるため、インク収納室５０の内壁５４の内方への変形を緩和することにより生じる壁面の抵抗力と、インクを移動させて負圧発生部材１３に吸収させるための抵抗力と、の影響が初期的には支配的である。
【０１０９】
特に、本構成の場合、負圧発生部材１３の流抵抗がインク収納部５３の復元に対する抵抗より大きいので、空気の膨張にともない、まず図１８（ａ），（ｂ）に示すようにインク収納部５３の内容積が増加する。そして、この増加分の上限より空気の膨張による体積の増加が大きい場合、図１９（ａ），（ｂ）に示すように気液交換通路５９ａを介してインク収納部５３内から負圧発生部材収納室１０側へインクが流出するようになる。つまり、インク収納部５３の壁面が環境変化に対するバッファとしての機能を果たすため、負圧発生部材１３内のインクの移動が緩やかになり、インク供給口における負圧特性が安定する。
【０１１０】
なお、本実施形態では負圧発生部材収納室１０に流出したインクは負圧発生部材１３で保持されるようにしている。この場合、図２０（ａ），（ｂ）に示すように負圧発生部材収納室１０のインク量が一時的に増加して気液界面が上昇するので、使用初期と同様にインク内圧の安定期より一時的にやや正側の内圧になるが、記録ヘッドなどの液体吐出記録手段の吐出特性への影響は小さく、実使用上の問題はない。また、大気圧が減圧前のレベルに回復（１気圧に戻る）した場合（あるいは元の温度に戻った場合）は、負圧発生部材収納室１０に漏出して負圧発生部材１３に保持されていたインクが再びインク収納部５３に戻ると共にインク収納部５３の体積が元の状態へと戻るようになる。
【０１１１】
次に、気圧変化の後の初期的な動作の後、変化した気圧のもとで図２１（ａ）、（ｂ）に示す定常状態に至ったときの原理動作を図２２を用いて説明する。
【０１１２】
この状態で特徴的なことは、インク収納部５３から導出されたインク量だけでなく、インク収納部自体の体積変化による負圧の変動に対してバランスを保つように、負圧発生部材１３に保持されているインクの界面が変化することである。ここで、本発明における、負圧発生部材１３のインク吸収量とインク収納室５０との関係については、前述の減圧ないしは温度変化時の大気連通口１５などからのインクの漏れを防止するという観点から、インク収納室５０からの最悪条件下でのインク流出量と、インク収納室５０からのインク供給時に負圧発生部材収納室１０に保持させるインク量とを考慮して負圧発生部材収納室１０の最大インク吸収量を決め、少なくともその分の負圧発生部材１３を収納するだけの容積を負圧発生部材収納室１０に持たせれば良い。
【０１１３】
図１４に、ｔ＝０で大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下にタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部の体積を模式的に示す。図１４において、横軸は時間（ｔ）、縦軸はインク収納部からのインク導出量及びインク収納部体積であり、インク収納部からのインク導出量の時間変化を実線▲１▼で、インク収納部の体積の時間変化を実線▲２▼で示す。
【０１１４】
図１４において、ｔ＝ｔａ， ｔ＝ｔｂ， ｔ＝ｔｃ， ｔ＝ｔｄに対応するインクタンクの状態はそれぞれ、図１８、図１９、図２０、図２１となっている。
【０１１５】
図１４に示すように、急激な環境の変化に対しては、最終的に負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０とが負圧バランスを保つ定常状態となる前に、主としてインク収納室５０で空気の膨張に対応することができる。従って、急激な環境変化に対して、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの導出タイミングを遅らせることができる。
【０１１６】
従って、種々の使用環境下であっても、気液交換により導入された外気の気体膨張に対して許容力を高めつつ、インク収納室５０の使用中に安定した負圧条件下でインク供給を行なうことのできるインク供給システムを提供することができる。
【０１１７】
本発明のインク供給システムによれば、使用する負圧発生部材１３及びインク収納部５３の材料を適宜選択することで、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０との体積割合を任意に決定することができ、１：２より大きな場合でも、実用上使用することができる。特に、インク収納室５０のバッファ効果を重視する場合には、弾性変形可能な範囲内で使用開始状態に対する気液交換状態でのインク収納部５３の変形量を大きくするようにすればよい。
【０１１８】
なお、上述のインク収納部５３のバッファ効果を有効に機能させるためには、インク収納部５３の変形が少ない状態でインク収納部５３内に存在する空気量が少ないこと、すなわち、接続後、気液交換状態の前にインク収納部５３内に存在する空気の量はなるべく少ないことが望ましい。
【０１１９】
以上、本発明の第１の実施形態を用いて、本発明の要部について説明を行なったが、本発明を適用可能な他の実施の形態について、以下に説明する。なお、以下の各実施の形態と第１の実施の形態とは、組み合わせ可能な要素については任意の組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【０１２０】
（第２の実施の形態）
図２３は本発明の液体供給システムに適用可能な第２の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は負圧発生部材収容室に対してインク収容室を装着する前の状態の断面図、（ｂ）はインク収容室を装着した後の状態の断面図を示している。
【０１２１】
本実施形態は、負圧発生部材収納室１０のインク収容室５０との接続部１４における負圧発生部材１３が圧縮される状態で、負圧発生部材収納室１０に対してインク収容室５０が装着される構成である点で第１の実施の形態とは異なっている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【０１２２】
このような構成によると、インク収容室装着時に接続部１４における負圧発生部材１３が圧縮状態であるので、インク収納部５３から負圧発生部材１３へのインク導出がより安定して行われることになる。また、インク収容室を交換した時もインク収納部５３から負圧発生部材１３へスムースにインクを補充することが可能になる。
【０１２３】
（第３の実施の形態）
図２４は本発明の液体供給システムを適用可能な第３の実施形態のインクタンクの概略説明図である。
【０１２４】
本実施形態では、負圧発生部材収納室１１０の鉛直方向上方にインク収納室１５０が位置している点が第１の実施形態とは異なっている。その他の点については、第１の実施形態と同様、負圧発生部材収納室１１０は筐体１１１内部に負圧発生部材１１３を保持するとともにインク供給口１１２、大気連通口１１５、バッファ部１１６、大気導入溝１１７を備えており、インク収納室１５０は筐体（外壁）１５１内面形状に対応する外面を有する内壁１５４から構成されるインク収納部１５３を有し、外気導入口１５５、ピンチオフ部１５６、インク導出口１５２を有している。
【０１２５】
（第４の実施の形態）
図２５は本発明の液体供給システムを適用可能な第４の実施形態のインクタンクの概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【０１２６】
本実施形態では、複数種類の液体（本実施例の場合、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色）を吐出可能な液体吐出部３０１にそれぞれの液体を収納した負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０が一体化されたヘッドカートリッジ３００を構成しており、このヘッドカートリッジ３００に対してそれぞれの液体を収納したインク収納室４５０，５５０，６５０を互いに着脱可能としている。
【０１２７】
本実施形態では、それぞれのインク収納室を対応する負圧発生部材収納室に確実に結合させるために、ヘッドカートリッジ３００にインク収納室の外面の一部を覆うホルダー部３０２を設けるとともに、インク収納室に係止爪を有するラッチレバー４５９，５５９，６５９を設け、ガイド部材に係止爪と対応する係合孔３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃを設けることで、結合後の結合状態を維持しやすい構成となっている。それぞれのインク収納室４５０，５５０，６５０はほぼ同じ形状であるが、例えば誤装着防止用の識別ラベル（不図示）を設けることで、誤装着を防止することができる。もちろん、ホルダー形状を各色ごとに変更し、誤装着防止構成を付加してもよい。この場合、各色の使用頻度に応じて容器の容積を変更することで誤装着防止をおこなってもよい。
【０１２８】
なお、本実施形態の変形例として、複数の負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０がそれぞれ液体吐出部に対して互いに分離可能としても良い。また、収納される液体の種類は他の色であってもよいことは言うまでもなく、収納される液体容器の数、及び組合せについても任意であることは言うまでもない。
【０１２９】
また、本実施形態ではインク収納室はそれぞれ互いに分離可能としたが、一体に構成されていても良い。
【０１３０】
一体に構成された場合のインク収納容器７５０の断面形状の例を（ｂ）に示す。インク収納容器７５０は負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０に対応するインクを保持するインク収納部７５３ａ，７５３ｂ，７５３ｃを備え、シール部材７５７ａ，７５７ｂ，７５７ｃによりシールされているインク導出口７５２ａ，７５２ｂ，７５２ｃを接続させることができる。図２５（ｂ）に示すインク収納容器７５０は、インク収納部の大きさがそれぞれ異なっているが、このようにすることで、例えば、使用する液体の使用頻度に応じて、内部の収納部の大きさを変化させておくことができる。また、本変形例のように一体形状にすることで、容器の誤装着を防止する効果も有する。
【０１３１】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態について説明を行なったが、以下にその他の実施例及び変形例についての説明をさらに行なう。なお、以下の説明では、特に断りのない限りは、上述の各実施の形態に適用可能である。
【０１３２】
＜負圧発生部材収納室の構造＞
まずはじめに上述の各実施形態における負圧発生部材収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０１３３】
負圧発生部材収納室（負圧発生部材収納容器）に収納される負圧発生部材としては、ポリウレタンフォームなどの多孔質部材の他、繊維をフェルト状にしたものや繊維塊を熱成形したものなどを用いることができる。
【０１３４】
気液交換通路（連通部）については、本実施形態では管状のもので説明したが、気液交換状態において気液交換を阻害するものでなければ、どのような形態のものを用いても良い。
【０１３５】
また、上述の各実施の形態の負圧発生部材がない空間（バッファ部）を上面部近傍に設けているが、これを無くし、かわりに通常の状態では液体を保持していない負圧発生部材を充填していても良い。このようにバッファ空間に液体を保持しない負圧発生部材が存在することで、前述の環境変化の際に負圧発生部材収納室へ移動したインクを保持することが可能となる。
【０１３６】
＜インク収納室の構造＞
次に上述の各実施の形態におけるインク収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０１３７】
インク収納室が負圧発生部材に対して着脱可能な場合、インク収納室の負圧発生部材収納室との連通部には、結合時の連通部からの液体や空気の漏れを防止すると共に結合前のインク収納部内のインクの導出を防止する部材としてのシール部材が設けられる。
【０１３８】
また、上述の各実施の形態のインク収納室は、ダイレクトブロー製造方法によって形成される。すなわち、互いに分離可能な筐体（外壁）とインク収納部（内壁）とは、略多角柱の型に対して円筒状のパリソンをエアーブローによって均一に膨張させることで形成されるものである。これにかわり、例えば可撓性の袋内に金属製のばね等を備えることで、インクの導出に伴い負圧を発生させるようにしてもよい。
【０１３９】
しかし、ブロー成形を用いることで、筐体内面形状と同等あるいは相似形の外面形状を有するインク収納部を容易に製造することができるだけでなく、インク収納部を構成する内壁の材料、厚みを変えることで容易に発生する負圧を設定できる利点がある。さらに、内壁、及び外壁の材料に熱可塑性樹脂を利用することで、リサイクル性に富んだインク収納室を提供することができる。
【０１４０】
ここで、前述した各実施の形態における「外壁」の構造および「外壁」が「内壁」に対して及ぼす結果的な構造について補足説明する。
【０１４１】
前述した各実施の形態では、インク収納室はブロー成形により製造されるため、内壁は、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。また外壁も同様に、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。さらに、外壁に対して内壁は、各面の中央部から各面の角部に向かって徐々に減少する厚み分布を有する外壁に積層されることで形成されている。
【０１４２】
この結果、上記内壁は外壁の内面に対して一致する外面を有することになる。この内壁の外面は、外壁の厚み分布に対して沿うため、内壁が形成するインク収納部側に向かって凸となる。そして、内壁の内面は、上述した内壁の厚み分布を有するので、より一層インク収納部に向かって凸となる。これらの構造は、最大面積部で特に前述した機能を発揮するため、本発明としては、このような凸状形状は少なくとも最大面積部で存在すれば良く、その凸状形状も内壁面として２ｍｍ以下で良く、内壁外面で１ｍｍ以下でよい。この凸状形状は、小面積部では測定誤差範囲内になることもあるが、略多角柱インクタンクの各面における変形優先順位をもたらす１つの要因となるので、本発明にとって好ましい条件の１つとなる。
【０１４３】
加えて、外壁の構造について補足する。前述した外壁の１つの機能として内壁の角部の変形を規制することをあげたが、この機能を発揮する構造としては、内壁の変形に対しては形状を維持でき、かつ角部の周囲を覆う構造（角部包囲部材）を有するものであればよい。従って、プラスチック、金属あるいは、厚紙等の材質で、上述した外壁または内壁を覆う構造にしてもよい。この外壁としては、全面でもよく、角部のみ面構造で、この面構造を金属等の棒で結合するようなものでも良い。さらに外壁は、メッシュ構造でも良い。
【０１４４】
さらに、インク収納室が交換式の場合のインク収納室の交換時など、何らかの理由で負圧発生部材の気液交換経路近傍領域からインク供給口近傍領域でインク切れが起こった場合、弾性変形可能な外壁を、図２６に示すように手動で内壁とともに一時的に押圧することで、インク収納室内のインクを強制的に負圧発生部材収納室へ移動させ、簡単に回復させることができる。このような加圧回復処理は手動ではなく自動で行なってもよく、そのための加圧回復手段を後述する記録装置に設けてもよい。なお、内壁の一部が露出している場合は内壁の露出部だけを押圧してもよい。
【０１４５】
なお、本発明の実施の形態においては、インク収納部は略多角柱形状となっているが、この形態に限定されるものではなく、少なくともインクの導出に伴い変形可能で、この変形により負圧を発生可能であるものならば、どのような形態であっても本発明の第１の目的を達成することが可能である。
【０１４６】
さらに前述したインク収納部によるバッファ効果を得るためには、インク収納部が弾性変形可能であり、内部の収容物の膨張によりインク収納部が変形前の形状に戻ることができること、すなわち弾性変形の範囲内で変形することが求められる。もし、インク導出による変形にともなう負圧の変化の割合が急激に変わる状態が存在する場合（例えば変形部分同士が当接する場合など）には、弾性変形の範囲内であっても、この急激に変わる状態になる前に第１のインク供給状態を終え、第２のインク供給状態が開始されるようになっていることが望ましい。
【０１４７】
また、本発明の液体収納容器に使用される材料としては、内壁と外壁とが分離可能なものであればよく、内壁又は外壁にそれぞれ複数の材料を用いて、多層により構成してもよい。また、インク収納室を単独で負圧発生型液体収納容器として使用する場合より、内壁としては弾性の高いものを使用することが可能となっている。内部に収容されるインクなどに対する影響を考慮すれば、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが好適に適用可能である。
【０１４８】
さらに加えて、大気導入溝の製法について補足する。ダイクレクトブロー製造方法によってインク収納室を形成することにより、ピンチオフ部形状内面には溝形状が形成される。この溝形状を大気導入溝として利用することができる。
【０１４９】
また、より好ましくは、ブロー成形を行う際に大気導入溝としての形状を転写させることにより、大気導入溝の長さ、深さを規定することができる。
【０１５０】
＜インクタンク＞
上述の各実施の形態では、インク収納室は負圧発生部材収納室に対して着脱可能な形態であるため、２つの室の接続部からのインクの漏れ出しがないよう、Ｏリングなどを用いて部をシールすることが望ましい。
【０１５１】
＜液体供給動作及びインク供給システム＞
次に、液体供給動作及びインク供給システムに関する補足説明を行なう。
【０１５２】
上述した各実施の形態のインクタンク（インク供給システム）におけるインク供給動作については、インク収納室と負圧発生部材収納室とが接続されていない初期状態から、接続させた時の使用開始状態、第１及び第２のインク供給状態を経るものとなっている。
【０１５３】
ここで、上述した各実施形態の第１の変形例として、気液交換状態、すなわち第２のインク供給状態がないインク供給システムについても、インク収納部へ外気を導入することなくインク収納部のインクを使用する工程を有するため、液体収納容器の内容積の制限は、結合時においてインク収納部に導入された空気のみを考慮すればよいことになる。すなわち、インク収納室内の内容積の制限を緩和しても、環境変化に対応可能であるという利点があり、本発明の第１の目的を達成しうる構成となっている。ただし、インク収納部の使用効率を考慮するならば、上述の各実施の形態のように第１のインク供給状態のあとに気液交換状態を有する方が、より容易にインク収納部のインクを消費することができる。
【０１５４】
第２の変形例としては、図２に示す状態で、接続前の負圧発生部材収納室の液面が、気液界面より高い場合がある。このときは、図３を用いて説明した使用開始状態となるためのインクの移動のうち、毛細管力による負圧発生部材収納室への一方的なインク移動がないものとなる。
【０１５５】
第３の変形例としては、記録ヘッドからインクを消費する際の消費スピードが、極めて大きい場合がある。このときは、第１の供給状態において、両者の負圧が常時バランスを取るのではなく、両者の負圧の差がある所定の値以上になるまでは負圧発生部材収納室のインクが優先的に消費され、負圧の差が一定以上になった時、インク収納室のインクが負圧発生部材収納室側へ移動するようになることが起こりうる。
【０１５６】
なお、上述した２室が常時一体のインクタンクでは、使用開始時には使用開始状態が終了した段階になっているだけで、それ以外は各供給動作についての効果は本変形例においても各実施の形態の効果をそのまま適用可能である。
【０１５７】
＜液体吐出記録装置＞
最後に、図１に示した本発明の第１の実施例にかかるインクタンクを搭載して記録を行うインクジェット記録装置の説明を行う。図２７に、本発明の第１の実施の形態にかかるインクタンクを搭載するインクジェット記録装置の概略図を示す。
【０１５８】
図２７において、ヘッドユニット４０１０及びインクタンク１００は、インクジェット記録装置本体にキャリッジ４５２０の不図示の位置決め手段と所定軸廻りに回動する接続板５３００によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対してそれぞれ着脱可能な形で装着される。
【０１５９】
駆動モータ５１３０の正逆回転は駆動伝達ギア５１１０、５０９０を介してリードスクリュー５０４０に伝達され、これを回転させ、またキャリッジ４５２０はリードスクリュー５０４０の螺旋溝５０５０に係合するピン（不図示）を有する。これによって、キャリッジ４５２０は装置長手方向に往復移動される。
【０１６０】
符号５０２０は記録ヘッドユニット内の各記録ヘッドの前面をキャップするキャップを示し、キャップ５０２０は不図示の吸引手段によりキャップ内開口を介して記録ヘッドの吸引回復を行うために用いられる。キャップ５０２０はギア５０８０等を介して伝達される駆動力により移動して各記録ヘッドの吐出口面を覆うことができる。キャップ５０２０の近傍には、不図示のクリーニングブレードが設けられ、このブレードは図の上下方向に移動可能に支持されている。ブレードは、この形態に限られず、周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。
【０１６１】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジ４５２０がホームポジションに移動したときにリードスクリュー５０５０の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適応できる。
【０１６２】
ここで、このような往復移動をするキャリッジに本願発明のインクタンクを搭載する場合の利点について説明する。
【０１６３】
本願発明のインクタンクは、インク収納室が変形可能な部材となっているため、キャリッジの走査によるインクの揺動をインク収納部の変形により緩和することができる。このようなキャリッジの走査に対して負圧の変動を発生させないようにするためには、インク収納部の角部の一部が対応する筐体内面から離脱していないか、離脱していても近傍に位置することが望ましい。また、本実施例のように対向する一組の最大面積面を有するインク収納部については、その対向する最大面積面を、キャリッジの走査方向に対して略直交する方向となるようにキャリッジに搭載することで、上述のインク揺動の緩和効果をより一層効果的なものとすることができる。
【０１６４】
また、＜インク収納室の構造＞の項目で説明したように、記録装置にインク収納室の外壁を介して内壁を加圧する加圧回復手段４５１０を搭載してもよい。この場合、インク収納室に光を透過させ、その反射の状態によりインクの有無を検知する発光手段と受光手段とを備える液体有無検知検知手段５０６０と、記録ヘッドの不吐出を検知する不吐出検知手段（不図示）と、制御手段（不図示）とを備えると、例えば次のようなシーケンスを採用することにより、負圧発生部材の気液交換経路近傍領域からインク供給口近傍領域でインク切れを解消することができる。
【０１６５】
まず、インク収納室を交換した場合、キャップ５０２０を利用した通常の吸引回復処理後に、交換したインク収納室に対応するヘッドのノズルで不吐出が検知される場合、加圧回復手段４５１０による加圧回復動作を行うことで通常の状態に復帰することができる。また、使用途中に、液体有無検知検知手段で「インクあり」の状態が、不吐出検知手段によって対応するヘッドのノズルに「不吐出」の状態がそれぞれ検知され、通常の吸引回復処理で不吐出が解消されない場合にも、加圧回復手段４５１０による加圧回復動作を行うことで通常の状態に復帰することができる。いずれの場合も、加圧回復を行うインクタンクに対応する記録ヘッド部はキャップによりキャッピングを行ない、記録ヘッド部からの不用意なインク漏れを防止することが好ましい。
【０１６６】
なお、液体有無検知検知手段は上述した光学式のものだけではなく、ドットカウント方式など他の方式を適用してもよいし、いくつかの方法を組合わせてもよい。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負圧発生部材収納室に対して分離可能なインク収納室に気液交換を促進する大気導入溝があることで、インク固着などによる大気導入溝の機能障害を防ぎ、安定したインク供給の行うことのできるインク供給システム及びこれに適用可能な液体収納容器を提供することができる。
【０１６８】
また、液体収納容器が液体の導出に伴い変形し負圧発生可能な液体収納部を備えていることで、インク収納部内に導入された空気が環境変化に伴い膨張しても、インク収納部の内容積が増加してインク収納部内から負圧発生部材収納室側へインクを流出させない、あるいは流出量を少なくできるので、吐出をより安定して行うことが可能である。
【０１６９】
さらに、本発明の液体供給システムに用いられる液体収納容器は、装着時に負圧発生部材収納室の毛管力を利用して液体収納容器内の液体を負圧発生部材へと移動させることができるので、接続部近傍の負圧発生部材の液体保持状態に関わらず、装着すれば確実に液体収納容器のインクを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの第１の実施形態の概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は結合部拡大図である。
【図２】図１に示すインクタンクのインク収納室と負圧発生部材収納室との結合前の状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示すインクタンクの使用開始状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示すインクタンクのインク導出時の状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１に示すインクタンクの気液交換状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１に示すインクタンクのインク収納室交換前の状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図１に示すインクタンクのインク導出量とインク供給口部の負圧の関係を示す説明図である。
【図８】（ａ）は図７に示す負圧曲線の詳細説明図であり、（ｂ）は連続して気体を導出させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部への空気の導入量の変化の状態を説明するための説明図である。
【図９】図８に示すＢ領域の一例についての詳細説明図である。
【図１０】図９に示すａ領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１１】図９に示すｂ領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１２】図９に示すｃ領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１３】図８に示すＢ領域の他の例についての詳細説明図である。
【図１４】図１３に示すａ’領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１５】図１３に示すｂ’領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１６】図１３に示すｃ’領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１７】インク収納室の交換時の動作を説明する図である。
【図１８】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図１９】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図２０】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図２１】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図２２】大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下に図１に示すタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部の体積の変化を説明するための説明図である。
【図２３】本発明の液体供給システムに適用可能な第２の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は負圧発生部材収容室に対してインク収容室を装着する前の状態の断面図、（ｂ）はインク収容室を装着した後の状態の断面図を示している。
【図２４】本発明の液体供給システムに適用可能な第３の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は負圧発生部材収容室に対してインク収容室を装着した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って見た断面図を示している。
【図２５】本発明の液体供給システムに適用可能な第４の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２６】本発明の液体供給システムにおけるインク切れの加圧回復処理の一例を示す斜視図である。
【図２７】本発明の液体供給システムを適用可能なインクジェット記録装置の一例の概略説明図である。
【符号の説明】
１ インクタンク
１０ 負圧発生部材収納室
１２ インク供給口
１３ 負圧発生部材
１４ 接続部
１５ 大気連通口
５０ インク収納室
５１ 筐体（外壁）
５２ インク導出口
５３ インク収納部
５４ 内壁
５５ 外気連通口
５６ ピンチオフ部（溶着部）
５７ シール部材
５８ 大気導入溝
５９ 気液交換促進部
５９ａ 気液交換通路
６０ 記録ヘッド部
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部へ液体を供給するための負圧を利用する液体供給システムに関し、より具体的には記録ヘッドに液体を供給して被記録媒体に印字記録する液体噴射記録装置における液体供給システム、該システムに用いられる交換液体収納容器及びヘッドカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部へ液体を供給するための負圧を利用する液体供給方法としては、例えばインクジェット記録装置分野では、インク吐出ヘッドに対して負圧を与えるインクタンクが提案され、記録ヘッドと一体化可能にした構成（インクジェットカートリッジ）が実施されてきた。インクジェットカートリッジは、さらに分類すると、記録ヘッドとインクタンク（インク収容部）とが常時一体の構成と、記録手段とインク収納部が別体で、かつ記録装置に対して双方とも分離でき、使用時に一体にして使用する構成とに分けることができる。
【０００３】
このような液体供給システムにおいて負圧を発生させるための最も容易な方法の一つとして、多孔質体の毛管力を利用する方法が挙げられる。この方法におけるインクタンクは、インクタンク内部全体にインク貯蔵を目的として収納、好ましくは圧縮収納されたスポンジ等の多孔質体と、印字中のインク供給を円滑にするためインク収納部に空気を取り入れ可能な大気連通口とを含む構成となる。
【０００４】
しかし、多孔質部材をインク保持部材として使用する場合の課題として、単位体積当たりのインク収納効率が低いことが挙げられる。この課題を解決するために、本出願人は、ＥＰ０５８０４３３号公報に示されるように、負圧発生部材収納室に対して連通部を除く全体が実質密閉のインク収納室を有し負圧発生部材収納室を大気に開放した状態で使用されるインクタンクを提案している。また、ＥＰ０８１５３１号公報において、上述のインクタンクに対して、インク収納室を交換可能にした発明を提案している。
【０００５】
上述のインクタンクは、インク収納室内のインク導出に伴って気体がインク収納室内に収納される気液交換動作によってインク収納室から負圧発生部材収納室へのインク供給が行われるために、この気液交換動作中は、ほぼ一定の負圧条件下でインクを供給できるメリットがある。
【０００６】
一方、本出願人は、ＥＰ０７３８６０５号公報において、略多角形状の筐体と、筐体の内面と同等もしくは相似形の外面を有し内部に収納される液体の導出に伴い変形可能な収納部と、を備え、収納部の厚さを、略多角形状の各面の中央域より角部を構成する部分を薄くすることを特徴とする液体収納容器を提案している。この液体収納容器は、液体の導出に伴い収納部が適当に収縮する（現象的には気液交換していない）ことで、負圧を利用しながら液体供給ができるものである。そのため、従来の袋状のインク収納部材に比べて、配置する位置に制限されることがなくなり、キャリッジ上に配置することができる。また、収納部に直接インクを保持することで、インク収納効率の向上という点からも優れた発明である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したような負圧発生部材収納室と、これに対するインク収納室とを隣接させたタイプのインクタンクは、予め定められている固定された収納空間をもつインク収納室のインクを負圧発生部材収納室へ供給する際に、インク収納室内に気体を導入する気液交換を行うものである。
【０００８】
従って、インク収納室のインクを負圧発生部材収納室へ供給すると、それに連動してインク量に相当する外気の導入が行われるため、インク収納室内には外気とインクとが存在することになる。この外気がプリンタの使用される環境変化（例えば一日の温度差）により膨張することで、インク収納室内のインクが負圧部材発生部材収納室側へ導出されることがある。そのため、従来は、その膨張割合に対するインク移動量を種々の使用環境とともに考慮して、実用上は負圧発生部材に最大限のバッファ空間を確保し結果的にインク収納室内の内容積をあまり大きくできない場合があった。
【０００９】
本発明者らは、上述の課題を解決するために、負圧発生部材収納室と、これに対するインク収納室とを隣接されたタイプのインクタンクの、空気が入ったインク収納室の状況を詳細に分析することになった。その結果、インク収納室内のインクの負圧発生部材収納室への供給は気体の導入と連動して行なわれていることから、インク収納室から負圧発生部材へ移動するインク量に規制を与えればよいという知見を得た。
【００１０】
そして、更なる分析の結果、インク収納室内に存在する空気の外部環境の変化による膨張を阻止することはできないが、このインク収納室内における空気の膨張をインク収納室内で許容する、という従来とは異なる逆転の発想を想起するに至った。
【００１１】
本発明は上述の新規な知見をもとに、本発明者らの更なる鋭意検討の結果想起されたものである。
【００１２】
本発明者たちが認識した点は、“インク収納室を交換可能とした場合において、より安定した液体供給のためには大気導入のための促進構造を設けるとともに、促進構造がインクの固着などにより目詰まりすることなく有効に機能することが大切である。”ということである。
【００１３】
本発明の目的は、上記インク収納室（液体収納容器）が交換可能な液体供給システムにおいて、常に安定した負圧を発生し確実にインク供給を実現することのできる、より実用性に優れた液体供給システム及び該システムに用いられる液体収納容器を提供することである。
【００１４】
加えて、本発明のその他の目的は、上記液体供給システムを適用可能なヘッドカートリッジなど、関連する諸発明を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の諸目的を達成するための本発明の具体的な手段は以下の構成から理解できよう。
【００１６】
本発明の液体供給システムは、外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対して着脱自在に交換可能であって、前記負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納容器と、を用いる液体供給システムにおいて、
前記負圧発生部材収納容器に対して装着される前記液体収納容器は前記負圧発生部材収納容器との接続部に、前記液体収納室内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめるための大気導入溝を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の液体収納容器は、外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室に対して着脱自在に交換可能であって、前記負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納室において、
前記負圧発生部材収納容器との接続部に、前記液体収納室内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめるための大気導入溝を有することを特徴とする。
【００１８】
上述の液体供給システム及び液体収納容器によれば、大気導入溝が液体収納室とともに交換可能となるため、大気導入溝の機能に障害が発生することなく、安定した液体供給を行うことのできる液体供給システムを提供することができる。また、接続時に負圧発生部材の毛管力を利用して液体収納部内の液体の一部を負圧発生部材収納容器に移動させることができるので、接続部における負圧発生部材の液体保持状態に関わらず、装着すれば確実に液体収納容器の液体を使用することができる。
【００１９】
さらに、上記の液体供給システム及び液体収納容器は、前記液体収納容器は、液体を収納し該液体の導出に伴い変形し負圧発生可能な液体収納部と、該液体収納部を覆う筐体と、該筐体と前記液体収納部との間に大気を導入可能な外気連通口とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
このような液体収納部を備えた構成によれば、液体収納部が弾性変形可能であるので、液体収納部内部に導入された空気などが環境変化に伴い膨張したとしても液体収納部が元の形状に戻ることでその影響を緩和することができる。
【００２１】
さらに、前記液体収納部の液体導出口部は密閉部材により密閉されていることが好ましい。この場合において前記密閉部材は前記液体収納容器を前記負圧発生部材収納容器に装着した後、離脱することが好ましい。
【００２２】
前記負圧発生部材収納容器は前記大気導入溝と大気連通部との間に前記負圧発生部材が介在するものである。
【００２３】
前記負圧発生部材収納容器には、前記大気導入溝と合致して一体となり気液交換を行なう溝が設けられていることも考えられる。
【００２４】
また、本発明のヘッドカートリッジは、上述の負圧発生部材収納容器から供給される液体を外部へ吐出して記録を行なう記録ヘッド部を有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する。
【００２６】
また、本発明の液体供給方法、液体供給システムに用いられる液体として、以下の実施の形態ではインクを例にとって説明を行なっているが、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。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はインクタンクを記録ヘッドに接続した場合の断面図である。
【００２８】
インクタンク１は、負圧発生部材収納室１０と、インク収納室５０とにより構成されており、インク収納室５０は負圧発生部材収納室１０に対し分離可能な構成となっている。
【００２９】
負圧発生部材収納室１０は、液体を吐出口６１から吐出して記録を行なう記録ヘッド部６０等の外部へインク（処理液などの液体を含む）を供給するインク供給口１２を有する筐体１１と、筐体内部に収納されるポリウレタンフォームなどの多孔質部材から構成される負圧発生部材１３を備えている。筐体１１はさらに、内部に収納した負圧発生部材と外気とを連通させるための大気連通口１５を備えており、この大気連通口１５の近傍には筐体内面から突出したリブにより形成されたバッファ部１６が設けられている。
【００３０】
一方、インク収納室５０は、室を構成する筐体（外壁）５１と、筐体内面と同等もしくは相似形の内面を有する壁（内壁）５４により構成され内部にインクを収納するインク収納部５３、液体収納部５３の液体を負圧発生部材収納室へ導出するためのインク導出口５２を備えている。内壁５４は可撓性を有しており、インク収納部５３は、内部に収納されたインクの導出に伴い変形可能である。また、内壁は溶着部（ピンチオフ部）５６を有し、この溶着部で内壁は外壁に係合する形で支持されている。また、外壁には外気連通口５２が設けられており、内壁と外壁との間に大気を導入可能となっている。
【００３１】
さらに、インク収納室５０のインク導出口５２には、後述する気液交換を促進するための大気導入溝５８と気液交換通路５９ａが形成された気液交換促進部５９が備えられており、負圧発生部材収納室１０には気液交換促進部５９を装着するための開口からなる接続部１４が形成されている。本実施形態では、大気導入溝５８の一部と気液交換通路５９ａの端部が接続部１４において負圧発生部材１３と当接する形となっているとともに、大気導入溝５８は接続部１４からインク導出口５２まで延びており、後述する液体供給動作をスムーズに実現することが可能になっている。
【００３２】
また、図示していないが、負圧発生部材収納室１０の接続部１４の形成された壁部に、負圧発生部材収納室１０に対して交換されるインク収納室５０の大気導入溝５８と合致して一体となる溝を設けてあってもよい。言い換えれば、負圧発生部材収納室側にインク収納部内と気液交換を行なう大気導入溝がそもそも備わっている場合は、インク収納室交換時にこの大気導入溝に合致して一体となり気液交換を行なう溝をインク収納室側にも設けてもよい。
【００３３】
なお、図１を含め以下の各断面図において、負圧発生部材がインクを保持している領域については斜線部で示す。また、インク収納部や大気導入溝、気液交換通路などのような空間内に収納されているインクを網線部で示す。
【００３４】
ここで、本実施形態のインク収納室は、略直方体形状をなす６つの平面から構成され、円筒状のインク導出口５２が曲面として付加されたものであり、この直方体形状の最大面積面は、図１上で間接的に表示されている。そして、内壁面５３の厚さは、直方体の各面の中央域より頂点部分（頂点部分が微小曲面形状をなす場合も含め、以下、角部と称する）を構成する部分の方が薄く、各面の中央域から前記角部それぞれに向かって徐々に減少しており、インク収納部内側に凸の形状を有している。この方向は、言い換えると面の変形方向と同じであり、後述する変形を促進させる効果を有する。
【００３５】
また、内壁の角部は３面により構成されているので、結果として内壁の角部全体の強度は中央域の強度に比べ相対的には強くなっている。また、面の延長から見れば、中央域に比べて厚さは薄いので後述する面の移動を許容する。この内壁の角部を構成する部分は、それぞれほぼ同等の厚さであることが望ましい。
【００３６】
なお、図１は模式的概略図であるため、インク収納室の外壁５１と内壁５４との位置関係は空間を隔てたように描かれているが、実際は分離可能な状態になっていればよく、内壁と外壁が接触していても、微少な空間を隔てて配置されるように構成されていてもよい。
【００３７】
次に、本発明の特徴である、図１に示すインクタンクの液体供給動作について、図２〜図７を用いて説明する。図２〜図６のそれぞれは、図１に示すインクタンクのインク収納室を負圧発生部材収納室に接続し、負圧発生部材収納室のインク供給口に接続された記録ヘッド部６０からインクを導出したときの変化を図２〜図６の順に示す概略説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図を示している。また、図７は、図１に示すインクタンクのインク導出量とインク供給口部の負圧の関係を示す説明図であり、横軸はインク供給口からの外部へのインク導出量、縦軸はインク供給口部の負圧（静負圧）である。図７では、図２〜図６に示す負圧の変化の状態を矢印で示している。
【００３８】
図２（ａ）、（ｂ）は、接続前の負圧発生部材収納室及びインク収納室を示す説明図である。
【００３９】
図２（ａ）、（ｂ）において、液体収納室５０のインク導出口５２には、インク収納部５３に収納されたインクの導出を防止するためにシール部材５７が設けられ、液体収納室５０のインク収納部５３は大気に対して密閉状態を維持している。また、インク収納部５３を構成する内壁５４は、筐体（外壁）５１の内面形状に沿って、少なくとも外壁の角部に内壁の角部がくるように成形されている。（この状態を、初期状態、と称する。）
このとき、インク収納部５３内については、シール部材５７を開封した際にインク導出口５２がわずかに負圧となるよう、インク収納部５３に収納可能なインク量よりわずかに少ないインクを収納しておくと、外力、温度変化、気圧の変化からシール部材開封時にインクが外部に漏出することをより確実に防ぐことができる。
【００４０】
また、このような環境変化に対する観点から、接続前のインク収納部５３に収納される空気の量は極めて少ないことが望ましい。インク収納部内に収納される空気量を減らすためには、例えば特願平０９−２００１２６号公報に開示されるような液体注入方法を用いればよい。
【００４１】
一方、図２（ａ）において、負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３は、その一部にインクを保持している。
【００４２】
ここで、負圧発生部材１３に収納されるインク量は、後述するインク収納室５０の交換時に負圧発生部材１３に収納されていたインク量によるので、多少のばらつきがあってもよく、必ずしも図示するように均一な状態でインクを保持していなくてもよい。
【００４３】
次に、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、インク収納室５０を負圧発生部材収納室１０と接続させる。このとき、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０の圧力が等しくなるまで図３（ａ）の矢印に示すようにインクが移動し、インク供給口１２における圧力が負となる状態で平衡状態になる。（この状態を、使用開始状態、と称する。）
そこで、この平衡状態となるためのインク移動について、詳細に説明する。
【００４４】
負圧発生部材収納室１０の接続部１４に気液交換促進部５９を挿入し、シール部材５７を引き抜くことにより、負圧発生部材１３に大気導入溝５８と気液交換通路５９ａが確実に当接する。するとインク収納部５３内のインクと負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３との間にインクパスが形成される。また、図２（ａ）で示す状態で空気が接続部１４内に存在する場合、空気はインク収納室５３へと移動する。（なお、図３においてはこの空気は省略している。）
インクパスが形成されると、負圧発生部材１３の毛細管力により、インク収納部５３から負圧発生部材１３へのインク移動が開始される。このとき、内壁５４は、インク収納部５３の体積が減少する方向に、面積最大の面の中央部から変形をはじめる。ここで、外壁５１は内壁５４の角部の変位を抑制する働きをするため、インク収納部５３はインク消費による変形の作用力と初期状態（図２）の形状に戻ろうとする作用力とが働き、急激な変化をすることなく、変形の度合いに応じた負圧を発生するようになる。なお、内壁５４と外壁５１の空間は、外気連通口５５を介して外気に連通しているので、上記変形に応じて内壁５４と外壁５１との間に空気が導入される。また、大気導入溝５８へのインク導入については、本実施形態のようにインク収納部５３の発生する負圧より大気導入溝５８の毛管力が大きい場合はインクが充填される。
【００４５】
インク移動が開始され、負圧発生部材１３にインクが充填されていくと、大気導入溝５８の上端部より上方にもインクが充填されるようになり、大気導入溝５８は大気とは連通しなくなる。すると、インク収納室５０は負圧発生部材収納室１０を介してのみインク及び大気のやり取りを行なうようになるため、インク収納室５０における静負圧と、負圧発生部材収納室１０における静負圧とが等しくなるように、さらなるインクの移動が行なわれる。
【００４６】
すなわち、このときの負圧発生部材収納室１０側の負圧がインク収納室５０側の負圧より大きいので、両者の負圧が等しくなるまで、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へ更なるインク移動が行なわれ、それに伴い負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３が保持するインク量が増大する。このように、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの移動においては、インク収納室５０に負圧発生部材１３を介した気体を導入をすることなく行われる。平衡状態となった時の２つの室の静負圧は、インク供給口１２に接続される記録ヘッドなどの液体吐出記録手段（不図示）からインクが漏れ出ないよう、接続する液体吐出記録手段の種類に応じて適切な値（図７のα）となるように設定すればよい。
【００４７】
インク収納部５３から移動可能なインク量の下限は、大気導入溝５８の上限レベル（後述する気液界面）まで負圧発生部材１３をインク充填する時のインク量であり、上限は負圧発生部材１３を完全にインク充填する時のインク量となる。従って、接続前に負圧発生部材１３に保持されるインク量のばらつきを考慮したうえで、これらの上限、下限のインク量から負圧発生部材１３へ移動するインク量を決定すると、このインク量と平衡状態での負圧の値αをもとに負圧発生部材に対応したインク収納部５３の材料、厚さを適切に選択することができる。
【００４８】
また、接続前に負圧発生部材１３に保持されるインク量のばらつきが存在するため、図３に示すように平衡状態に達した場合でも、負圧発生部材１３にインクが充填されない領域が残っていることがある。この領域は、バッファ部とあわせ、後述する温度や圧力の変化に対するバッファ領域として利用することができる。
【００４９】
逆に、ばらつき量の影響により、平衡状態に達した時のインク供給口部の圧力が正になってしまう恐れのある時は、液体吐出記録装置本体に設けられる吸引回復手段により吸引回復を行ない、若干のインクを流出させることで対応してもよい。
【００５０】
なお、接続時における気液交換通路５９ａ内でのインクパスの形成は、接続時の衝撃を利用して行なってもよく、接続時にインク収納部５３を筐体５１ごと押圧するなど、インク収納部５３を加圧することにより行なってもよい。また、接続前のインク収納部５３をごく僅かな負圧状態にしておき、この負圧を利用して気液交換通路５９ａ内の気体をインク収納部５３へ移動させることを促進させてもよい。
【００５１】
次に、図４に示すように、記録ヘッド６０によりインク供給口１２からインクタンクのインクの消費を開始する。このとき、インク収納部５３と負圧発生部材１３の双方の発生する静負圧の値が増大する方向にバランスを取りつつ、インク収納部５３と負圧発生部材１３の双方に保持されたインクが消費される。（第１のインク供給状態、と称する。）
すなわち、インク供給口１２からインクが消費されると、負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３の液面が低下するとともに、インク収納部５３がさらに変形し、インク収納部５３の中央部分が内方に向かう安定した潰れかたが維持される。
【００５２】
ここで、ピンチオフ部（溶着部）５６も、内壁５４の変形規則部分となり、最大面積を有する面に隣接する面について、相対的にピンチオフ部５６を有する領域より、ピンチオフ部を有していない部分が先に変形を始め、外壁５１から離間する。なお、本実施形態では表面積最大の対向する面が、ほぼ同時に変形を行うため、より安定した変形を実現している。
【００５３】
なお、図４に示す状態でのインク供給口１２からのインク導出量に対する静負圧の変化は、図７のＡに示す領域のように、インク導出量に比例して静負圧が少しずつ増大する形となる。この第１のインク供給状態においても、インク収納部５３には気液交換通路５９ａを経由して空気が入ることがない。
【００５４】
インク供給口１２からのインクの導出がさらに進むと、図５に示すように、インク収納部５３に気体が導入されるようになる。（以下、気液交換状態、または第２のインク供給状態と称する。）
このとき、負圧発生部材１３の液面レベルは大気導入溝５８の上端部でほぼ一定（気液界面）であり、大気連通口１５から大気導入溝５８及び気液交換通路５９ａを経由した空気がインク収納部５３に入ることで、インク収納部５３からインクがインク導出口５２を通じて負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３へと移動する。
【００５５】
従って、液体吐出記録手段としての記録ヘッド６０によりインクが消費されてもその消費量に応じてインクが吸収体に充填され、負圧発生部材１３は一定量のインクを保持し、また、インク収納部５３も空気が導入されることで、気液交換時の形状をほぼ維持したままインクタンクの負圧をほぼ一定に保つので、液体吐出記録手段へのインク供給が安定する。図５に示す状態でのインク供給口１２からのインク導出量に対する静負圧の変化は、図７のＢに示す領域のように、インク導出量に対し、ほぼ一定の値となる。
【００５６】
さらにインク供給口１２からのインクの導出がさらに進むと、図６に示すように、インク収納部５３のインクはほぼ完全に消費され、負圧発生部材収納室１０内に残存するインクを消費するようになる。図６に示す状態でのインク供給口１２からのインク導出量に対する負圧の変化は、図７のＣに示す領域のように、インク導出量に比例して負圧が増大する形となる。このような状態になったら、インク収納室５０を取り外しても、接続部１４からインク漏れが生じる恐れは少ないので、インク収納室５０を取り外し、図２に示すように新たな交換用インク収納室を用意すればよい。
【００５７】
図１に示した形態におけるインクタンクの液体供給動作は以上の通りである。すなわち、インク収納室５０を負圧発生部材収納室１０と接続させると、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０の圧力が等しくなるまでインクが移動して使用開始状態となり、その後液体吐出記録手段によりインクの消費が開始されると、まずはインク収納部５３と負圧発生部材１３の双方の発生する静負圧の値が増大する方向にバランスを取りつつ、インク収納部５３と負圧発生部材１３の双方に保持されたインクが消費される。その後、インク収納部５３に気体が導入されることで負圧発生部材１３が気液界面を保ちながらインクの導出に対しほぼ一定の負圧を保持する気液交換状態を経て、負圧発生部材収納室１０内に残存するインクを消費するようになる。
【００５８】
このように、本発明のインクタンクは、インク収納部５３へ外気を導入することなくインク収納部５３のインクを使用する工程を有するため、このインク供給工程（第１のインク供給状態）においてインク収納室５０の内容積の制限は、結合時においてインク収納部５３に導入された空気のみを考慮すればよいことになる。すなわち、インク収納室５０内の内容積の制限を緩和しても、環境変化に対応可能であるという利点がある。
【００５９】
また、本発明のインクタンクによれば、インク収納部５３のインクをほぼ完全に消費することができるだけでなく、交換時に気液交換通路５９ａに空気を含んでいてもよく、負圧発生部材１３のインク保持量によらずインク収納室５０の交換をできるので、従来技術のように残量検出機構を設けなくとも、インク収納室５３を交換可能なインク供給システムを提供することができる。
【００６０】
なお、図７に示すようにインク導出量に比例して負圧が増大し（Ａの領域）、その後一定の値を保ち（Ｂの領域）、さらにその後インク導出量に比例して負圧が増大する（Ｃの領域）ためには、インク収納部の対向する変形面が互いに接するようになるまえに、大気導入が行なわれる、すなわちＡの領域からＢの領域に移行することが望ましい。これは、対向する最大面積面が接触する前後で、インク収納室におけるインク導出量に対する負圧の変化の割合が異なるためである。さらに、本発明の構成によれば、第２のインク供給状態など、インク収納部５３に空気を含む場合においても、従来の方法とは異なる解決方法により、環境の変化に対応することが可能な構成となっている。
【００６１】
図８は図７に示した負圧曲線の実際の一例を示す詳細説明図であり、図中の（１）、（２）、（３）はそれぞれ、気液交換動作前、気液交換動作中、気液交換動作後に対応する。また、図９は図８のＢ領域についての一例を示すさらに詳細な説明図、図１０〜図１２はこの図面順に図９のａ，ｂ，ｃ領域に対応するインクタンクの動作を説明するための図、図１３は図８のＢ領域についての他の例を示すさらに詳細な説明図、図１４〜図１６はこの図面順に図１３のａ’，ｂ’，ｃ’領域に対応するインクタンクの動作を説明するための図である。図１０〜図１２及び図１４〜図１６において、（ａ）は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面と同じ断面図を示している。なお各説明に使用する図はよりわかりやすくするためにインク収納室の変形等について多少極端に図示している。
【００６２】
（１）図８の（１）領域の説明
本領域（気液交換動作前）を以下の３パターンにわけて説明する。それぞれのパターンは本願発明に含まれるものであり、負圧発生部材の毛管力、インク収納室部の肉厚、材質等の条件やそれぞれのバランスによって変わるものである。
【００６３】
＜図８の領域（１）の第１パターン＞
本パターンの場合は、一般的に負圧発生部材１３に比べてインク収納部５３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。具体的には、インク収納室５０の内壁５４の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納室５０の内壁５４の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００６４】
初期状態からのインク導出において、はじめに負圧発生部材１３からのインクの導出が行われる。これはインク収納室５０からインクを導出する抵抗力より負圧発生部材１３からインクが導出する抵抗力のほうが小さいためである。このようにはじめに負圧発生部材１３からインクが導出された後は、負圧発生部材１３とインク収納部５３との負圧バランスをとりながらそれぞれからインクが導出される。インク収納室５０からインクが導出される場合は、内壁が内面側に変形しながら行われるものである。
【００６５】
＜図８の領域（１）の第２パターン＞
本パターンにおいては、前例の第１パターンと逆にインク収納部５３に比べて負圧発生部材１３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。この場合は、インク収納室５０の内壁５４が比較的薄い場合や、内壁５４の剛性が小さい場合に起こる場合が多い。
【００６６】
初期状態からのインクの導出において、はじめにインク収納室５０からのインクの導出が行われる。これは負圧発生部材１３からインクを導出する抵抗力よりもインク収納室５０からインクを導出する抵抗力が小さいためである。その後、前述したように負圧発生部材１３とインク収納部５３との負圧バランスを取りながらそれぞれからインクが導出される。
【００６７】
＜図８の領域（１）の第３パターン＞
本パターンにおいては、負圧制御に対して、負圧発生部材１３とインク収納部５３とがほぼ同等の支配力を有する場合に起こる場合が多い。
【００６８】
この場合、初期状態からのインク導出において、負圧発生部材１３とインク収納部５３とが負圧バランスをとりながらそれぞれからインクが導出されるものである。そのままバランスを取りながら後述する気液交換状態へと移行するものである。
【００６９】
（２）図８の領域（２）の説明
次に気液交換動作領域について説明する。本領域は２パターンにわけて説明する。より詳細に説明するために、図８の（２）の領域の負圧曲線をより拡大した図にて説明する。
【００７０】
＜図８の領域（２）の第１パターン＞
本パターンにおいては、一般的に負圧発生部材１３に比べてインク収納部５３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。具体的には、インク収納室５０の内壁５４の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納室５０の内壁５４の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００７１】
気液交換動作領域において負圧発生部材収納室１０からインク収納室５０へ大気の導入が行われる（図９のａ領域）。これは前述したそれぞれの負圧のバランスを緩和するためである。このインク収納室５０へのインクの導入により図１０に示すようにインク収納室５０の内壁５４が外方に微少変形する。またエアの導入に対して、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの供給が行われ負圧発生部材収納室１０の液面が微少上昇する。（図１０→図１１）
さらなるヘッドからのインクの導出により、本例においてはまず負圧発生部材１３からのインクの導出が行われる。それにより図に示すように負圧発生部材収納室１０の液面が下方に変化する。（図９のｂ領域）（図１１）
その状態を経て、次に負圧発生部材１３とインク収納部５３の負圧バランスを取りながら、それぞれからインクの導出の行われる。それにより負圧発生部材１３の液面はさらに下方に変化し、インク収納室５０の内壁５４は内方に変化する（図９のｃ領域）（図１２）
その状態が続いた後に大気導入溝５８を介して大気がインク収納部５３へ導入され、図９のａ領域へと移行する。
【００７２】
＜図８の領域（２）の第２パターン＞
本パターンにおいては、前例とは逆にインク収納部５３に比べて負圧発生部材１３のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。この場合は、インク収納室５０の内壁５４が比較的薄い場合や、内壁５４の剛性が小さい場合に起こる場合が多い。
【００７３】
前述したように、気液交換動作領域において負圧発生部材収納室１０からインク収納室５０へと大気の導入が行われる（図１３の領域ａ’）。このインク収納室５０へのインクの導入により図１４に示すようにインク収納室５０の内壁５４が外方に微少変形する。またエアの導入に対して、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの供給が行われ負圧発生部材収納室１０の液面が微少上昇する。（図１４→図１５）
さらなるヘッドからのインクの導出により、本パターンにおいては、インク収納室５０から支配的にインクの導出が行われる。この場合、インク収納室５０の肉厚、剛性の特性から負圧はあまり変化せずになだらかな負圧上昇となる。このインクの導出により徐々にインク収納室５０の内壁５４が内方へ変形する。（図１３の領域ｂ’）
なおこの領域においては負圧発生部材１３からのインク導出はほとんど行われないため、負圧発生部材１３の液面はほとんど変化しない。
【００７４】
領域ｂ’を経て、さらにインクの導出が行われると、負圧発生部材１３とインク収納部５３との負圧バランスを取りながらそれぞれからインクが導出される図１３の領域ｃ’へと移行する。この領域においては、前述したように負圧発生部材１３の液面は下方に変化し、インク収納室５０の内壁５４は内方に変化する。（図１３の領域ｃ’）（図１６）
その状態が続いた後に大気導入溝５８を介して大気がインク収納部５３へ導入され再び図１３のａ’領域へと移行する。
【００７５】
（３）図８の（３）領域の説明
最後に気液交換領域後の図８の領域（３）の領域について説明する。
【００７６】
本領域は、インクの導出が進み気液交換が終わった後、すなわちインク収納室５０内のインクがほとんど導出され、主に負圧発生部材１３内のインクのみが導出される場合のものである。本領域を以下の２パターンにわけて説明する。
【００７７】
＜図８の領域（３）の第１パターン＞
本例においては、気液交換領域後、インク収納部５３内の圧力が略大気圧になる場合を説明する。
【００７８】
前述した気液交換が終了した状態において、インク収納室５０内のインクはほとんど消費されている。気液交換が終了した状態では、一般的に大気導入溝５８、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０との連通路、もしくは負圧発生部材１３にメニスカスがはっている。しかし、負圧発生部材１３内の液面が大気導入溝５８の上端部より下がった場合にキャリッジ振動などの要因で上記メニスカスが破れる。それにより大気が大気導入溝５８を介してインク収納部５３と連通状態になる。それによりインク収納部５３内が略大気圧になる。それにより内方に変位していたインク収納室５０の内壁５４が、それ自身の弾性力によりもとの状態に戻ろうとする。しかし、一般的には初期状態には完全には戻らない。これは前述したインク収納室５０からのインクの導出時にある状態以上内方に変形するといわゆる座屈がおきる場合が多い。それによりインク収納部５３内が大気圧になった状態においても完全にはもとの状態には戻らないことが多い。
【００７９】
このようにインク収納部５３内が大気圧状態になって、内壁５４がもとの状態に戻った後は負圧発生部材１３内のインクが導出されることで、負圧発生部材１３内の液面が下がる。それにより負圧も略比例状態で増大する。
【００８０】
＜図８の領域（３）の第２パターン＞
次に本パターンでは、負圧発生部材１３の液面が大気導入溝５８の上端部よりも下がった場合においてもインク収納室内が負圧状態を維持する場合について説明する。
【００８１】
前述したように、大気導入溝５８内、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０との連通路、負圧発生部材１３内のメニスカスによりインク収納部５３内は大気と遮断されている。その状態のままインクが消費され、負圧発生部材１３内の液面が下がりつづける場合がある。それによりインク収納室５０の内壁５４は内方に変形状態を維持したままで負圧発生部材１３内のインクが消費される。
【００８２】
ただしこの場合においても、インク消費途中でキャリッジ振動、環境変化などの要因により上記メニスカスが破れ、インク収納部５３内が略大気圧になる場合がある。この場合は前述したようにインク収納室５０の内壁５４は略もとの状態に戻る。
【００８３】
以上説明したように、本発明の構成における気液交換動作の現象の特徴として、気液交換中の圧力変動（振幅γ）が従来の気液交換を行うインクタンクシステムに比べて比較的大きいことがあげられる。
【００８４】
この理由として、本発明の構成では図８の領域（１）にて説明したように、気液交換を行う以前にインク収納室５０からのインクの導出により、内壁５４がタンク内方に変形した状態になっている。そのため内壁５４自身の弾性力によりインク収納室５０の内壁５４は常に外方へ向かう力が働いている。そのため気液交換時に負圧発生部材１３とインク収納部５３との圧力差を緩和させるためにインク収納部５３内に入るエアの量が、所定以上に入る場合が多い。それによりインク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの導出も多くなる傾向にある。それに対して、従来のシステムであるインク収納室が変形しない構成の場合は、所定量のエアが入ることにより直ちに負圧発生部材収納室１０へインクを導出するものである。
【００８５】
また、たとえばベタモードの印字を行う場合、ヘッドから一度に大量のインクが吐出される。それによりタンクからも急激にインクの導出が行われるが本発明のインクタンクにおいては、気液交換によるインクの導出が従来に比べて比較的多いので、インク切れの心配がなく信頼性が向上する。
【００８６】
また本発明の構成によればインク収納室５０の内壁５４が内方に変形した状態でインクの導出が行われるため、キャリッジなどの振動、環境変化などによる外的要因に対してのバッファー効果が高い。
【００８７】
ここで、以上説明した一連のインク消費過程における動作について、図８（ｂ）にてさらに別の観点で説明する。
【００８８】
図８（ｂ）において、横軸に時間、縦軸にインク収納部からのインク導出量とインク収納部への空気同入量の一例を示す。また、経過時間においてのインクジェットヘッドからのインク供給量は一定とする。
【００８９】
以上の観点で、インク収納部からのインク導出量を実線▲１▼、インク収納部への空気導入量を実線▲２▼で示す。
【００９０】
ｔ＝０からｔ＝ｔ１までは、図８（ａ）で示した気液交換前の領域に相当する。本領域では、前述したように負圧発生部材１３からとインク収納部５３からの負圧バランスをとりながらインクがヘッドから導出される。各々の導出パターンについては、前述した通りである。
【００９１】
次にｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２までは、図８（ａ）の気液交換領域（Ｂ領域）に相当する。本領域では、前述したような負圧バランスに基づき、気液交換が行われる。図８（ｂ）の実線▲１▼で示すように、インク収納部５３内にエアが導入される（実線▲２▼の段差で示される）ことによりインク収納部５３からインクが導出される。その際に、エアの導入に伴い直ちに導入されたエアに等しい量のインクがインク収納部５３から導出されるわけではなく、例えばエアの導入からある所定時間を経た後、最終的に導入されたエアに等しい量のインクが導出されるようになっている。この図からも明らかなように、前述したような従来のインク収納室の内壁が変形しないインクタンクの動作に比べてタイミングのずれが生じるものである。以上のように気液交換領域においてこの動作が繰り返される。ある点で、インク収納部５３内のエアの量とインクの量とが逆転する点を経る。
【００９２】
ｔ＝ｔ２を過ぎると、図８（ａ）で示す気液交換後の領域（ｃ領域）となる。この領域では、前述したようにインク収納部５３が略大気圧になる。（条件によっては、大気圧状態にならない場合があることは前述した通りである。）それに伴い、インク収納室５０の内壁５４の弾性力により初期状態にもどる動作となる。ただし、前述したように、いわゆる座屈により完全には初期の状態には戻りきらない。そのためインク収納部５３への最終的な空気導入量Ｖｃは（Ｖ＞Ｖｃ）となる。本領域でもインク収納部５３からのインクはすべて使い切る状態となる。次に、インク消費途中の各状態において、インク収納室５０を交換した場合の動作について、図１７を用いて説明する。
【００９３】
（ａ）気液交換前にインクタンクを交換した場合（図１７（ａ））
この気液交換前の状態は、前述したように、負圧発生部材１３、インク収納室５０、負圧発生部材１３とインク収納室５０とが相互の負圧バランスをとりながらインクを消費している。この状態において負圧は略比例状態で増大している。また負圧発生部材１３内のインク液面は大気導入路上端よりも上方に位置している。
【００９４】
この時点でインク収納室５０を交換した場合、一般的にインク収納室５０は初期において負圧は弱く、また正圧状態の場合もあるので、インク収納室５０を新たに装着した場合、インク収納室５０のインクが負圧発生部材１３に供給され、負圧発生部材収納室１０内の液面が上昇し、両者の負圧バランスがとれた点で液面が安定する。この場合、負圧発生部材１３の上部には前述したバッファー領域を有するため、液面が上昇したとしても大気連通口１５からのインク漏れはない。
【００９５】
またインク収納室５０の装着により負圧がさがり、また場合によっては正圧になることがあるが、タンク装着時の初期回復などを行うことで速やかに適正な負圧状態を形成することが可能である。その後は前述した消費パターンによりインクが消費される。
【００９６】
なお、負圧発生部材収納室１０の気液交換経路近傍の負圧発生部材１３がインクで充填されていなくても、本発明の液体供給システムの場合、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクパスが形成されれば、負圧発生部材収納室１０内の毛管力を利用してインク収納部５３内のインクを負圧発生部材１３へと移動させることができる。従って、接続部１４近傍の負圧発生部材１３のインクの保持状態に関わらず、装着すれば確実にインク収納室５０のインクを使用することができる。
【００９７】
（ｂ）気液交換中にインクタンクを交換した場合（図１７（ｂ））
気液交換動作中においては、前述したように一般的に負圧発生部材１３内の液面は、大気導入溝５８の上端部で安定し、インク収納室５０の内壁５４は内方に変形した状態である。
【００９８】
この状態でインク収納室５０を取り外し、新たに初期状態のインク収納室５０を装着すると、前述したようにインク収納室５０内のインクが負圧発生部材１３内に供給され、負圧発生部材１３内の液面が上昇する。すなわち液面が大気導入溝５８より上方へ変位する。それによりインク収納室５０の内壁５４は内方に変位し、タンク内は若干の負圧状態になる。
【００９９】
液面が安定した後インクを消費すると、前述したような消費パターン（（１）−１〜（１）−３）によりインクが消費される。そして所定の負圧になった場合に気液交換が行われる。
【０１００】
（ｃ）気液交換後にインクタンクを交換した場合（図１２（ｃ））
気液交換後の状態は、前述したように負圧発生部材１３内の液面は大気導入溝５８の上端より下がった状態で、インク収納室５０は略大気圧でほぼ内壁５４がもとの状態にもどっているか、内部が負圧状態で内方変形状態を維持した状態である。
【０１０１】
この状態でインク収納室５０を交換した場合は、やはりインク収納室５０内のインクは負圧発生部材１３側へ供給され、負圧発生部材１３内の液面は上昇するこの場合は一般的には大気導入溝５８の上端より上方まで上昇するが、大気導入溝５８より下方で液面がつりあう場合もある。このインクの導出によりインク収納室５０の内壁５４は内方へ変位し略負圧状態になる。
【０１０２】
液面が大気導入溝５８より上方に変位した場合には、前述した消費過程を経た後気液交換動作領域に移行する。また液面が大気導入溝５８より下方でつりあっている場合は、すぐに気液交換動作を行う。
【０１０３】
以上説明したように、（ａ）〜（ｃ）の各消費過程においてインク収納室５０を交換した場合においても安定した負圧を発生することができそれにより確実なインク供給動作を行うことができる。
【０１０４】
本発明のインクタンクは、このように微小な負圧変動をインク収納部５３により緩和することができるが、さらに、本発明の構成によれば、第２のインク供給状態など、インク収納部５３に空気を含む場合においても、従来の方法とは異なる解決方法により、環境の変化に対応することが可能な構成となっている。
【０１０５】
そこで、次に、図１に示すインクタンクの、環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムについて図１８〜図２１及び図２２を用いて説明する。
【０１０６】
図１８〜図２１は大気導入溝５８より上方にある負圧発生部材１３のバッファ吸収体としての機能、及びインク収納部５３のバッファ作用を説明する説明図であり、図５に示す状態（気液交換状態）から大気圧の減圧ないしは気温の上昇などによるインク収納部５３内の空気の膨張した時のインクタンクの変化を図１８〜図２１の図面順に示している。これらの図において、（ａ）は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面と同じ断面図を示している。
【０１０７】
大気圧の減圧（あるいは気温の上昇）により、インク収納部５３内の空気は膨張すると、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、インク収納部５３を構成する壁面（▲１▼）及び液面（▲２▼）が押圧され、インク収納部５３の内容積が増加すると共に、一部のインクは気液交換通路５９ａを介してインク収納部５３内から負圧発生部材収納室１０側へと流出する。ここで、インク収納部５３の内容積が増加するために、負圧発生部材１０へ流出するインク量（図２０の▲３▼に示される負圧発生部材の液面の上昇）はインク収納部５３が変形不能な場合に比べ大幅に少ないものとなる。
【０１０８】
ここで、気液交換通路５９ａを通じて流出するインク量は、気圧変化が急激な場合、インク収納部５３内の負圧を緩和しインク収納部５３内の内容積を増加させるため、インク収納室５０の内壁５４の内方への変形を緩和することにより生じる壁面の抵抗力と、インクを移動させて負圧発生部材１３に吸収させるための抵抗力と、の影響が初期的には支配的である。
【０１０９】
特に、本構成の場合、負圧発生部材１３の流抵抗がインク収納部５３の復元に対する抵抗より大きいので、空気の膨張にともない、まず図１８（ａ），（ｂ）に示すようにインク収納部５３の内容積が増加する。そして、この増加分の上限より空気の膨張による体積の増加が大きい場合、図１９（ａ），（ｂ）に示すように気液交換通路５９ａを介してインク収納部５３内から負圧発生部材収納室１０側へインクが流出するようになる。つまり、インク収納部５３の壁面が環境変化に対するバッファとしての機能を果たすため、負圧発生部材１３内のインクの移動が緩やかになり、インク供給口における負圧特性が安定する。
【０１１０】
なお、本実施形態では負圧発生部材収納室１０に流出したインクは負圧発生部材１３で保持されるようにしている。この場合、図２０（ａ），（ｂ）に示すように負圧発生部材収納室１０のインク量が一時的に増加して気液界面が上昇するので、使用初期と同様にインク内圧の安定期より一時的にやや正側の内圧になるが、記録ヘッドなどの液体吐出記録手段の吐出特性への影響は小さく、実使用上の問題はない。また、大気圧が減圧前のレベルに回復（１気圧に戻る）した場合（あるいは元の温度に戻った場合）は、負圧発生部材収納室１０に漏出して負圧発生部材１３に保持されていたインクが再びインク収納部５３に戻ると共にインク収納部５３の体積が元の状態へと戻るようになる。
【０１１１】
次に、気圧変化の後の初期的な動作の後、変化した気圧のもとで図２１（ａ）、（ｂ）に示す定常状態に至ったときの原理動作を図２２を用いて説明する。
【０１１２】
この状態で特徴的なことは、インク収納部５３から導出されたインク量だけでなく、インク収納部自体の体積変化による負圧の変動に対してバランスを保つように、負圧発生部材１３に保持されているインクの界面が変化することである。ここで、本発明における、負圧発生部材１３のインク吸収量とインク収納室５０との関係については、前述の減圧ないしは温度変化時の大気連通口１５などからのインクの漏れを防止するという観点から、インク収納室５０からの最悪条件下でのインク流出量と、インク収納室５０からのインク供給時に負圧発生部材収納室１０に保持させるインク量とを考慮して負圧発生部材収納室１０の最大インク吸収量を決め、少なくともその分の負圧発生部材１３を収納するだけの容積を負圧発生部材収納室１０に持たせれば良い。
【０１１３】
図１４に、ｔ＝０で大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下にタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部の体積を模式的に示す。図１４において、横軸は時間（ｔ）、縦軸はインク収納部からのインク導出量及びインク収納部体積であり、インク収納部からのインク導出量の時間変化を実線▲１▼で、インク収納部の体積の時間変化を実線▲２▼で示す。
【０１１４】
図１４において、ｔ＝ｔａ， ｔ＝ｔｂ， ｔ＝ｔｃ， ｔ＝ｔｄに対応するインクタンクの状態はそれぞれ、図１８、図１９、図２０、図２１となっている。
【０１１５】
図１４に示すように、急激な環境の変化に対しては、最終的に負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０とが負圧バランスを保つ定常状態となる前に、主としてインク収納室５０で空気の膨張に対応することができる。従って、急激な環境変化に対して、インク収納室５０から負圧発生部材収納室１０へのインクの導出タイミングを遅らせることができる。
【０１１６】
従って、種々の使用環境下であっても、気液交換により導入された外気の気体膨張に対して許容力を高めつつ、インク収納室５０の使用中に安定した負圧条件下でインク供給を行なうことのできるインク供給システムを提供することができる。
【０１１７】
本発明のインク供給システムによれば、使用する負圧発生部材１３及びインク収納部５３の材料を適宜選択することで、負圧発生部材収納室１０とインク収納室５０との体積割合を任意に決定することができ、１：２より大きな場合でも、実用上使用することができる。特に、インク収納室５０のバッファ効果を重視する場合には、弾性変形可能な範囲内で使用開始状態に対する気液交換状態でのインク収納部５３の変形量を大きくするようにすればよい。
【０１１８】
なお、上述のインク収納部５３のバッファ効果を有効に機能させるためには、インク収納部５３の変形が少ない状態でインク収納部５３内に存在する空気量が少ないこと、すなわち、接続後、気液交換状態の前にインク収納部５３内に存在する空気の量はなるべく少ないことが望ましい。
【０１１９】
以上、本発明の第１の実施形態を用いて、本発明の要部について説明を行なったが、本発明を適用可能な他の実施の形態について、以下に説明する。なお、以下の各実施の形態と第１の実施の形態とは、組み合わせ可能な要素については任意の組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【０１２０】
（第２の実施の形態）
図２３は本発明の液体供給システムに適用可能な第２の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は負圧発生部材収容室に対してインク収容室を装着する前の状態の断面図、（ｂ）はインク収容室を装着した後の状態の断面図を示している。
【０１２１】
本実施形態は、負圧発生部材収納室１０のインク収容室５０との接続部１４における負圧発生部材１３が圧縮される状態で、負圧発生部材収納室１０に対してインク収容室５０が装着される構成である点で第１の実施の形態とは異なっている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【０１２２】
このような構成によると、インク収容室装着時に接続部１４における負圧発生部材１３が圧縮状態であるので、インク収納部５３から負圧発生部材１３へのインク導出がより安定して行われることになる。また、インク収容室を交換した時もインク収納部５３から負圧発生部材１３へスムースにインクを補充することが可能になる。
【０１２３】
（第３の実施の形態）
図２４は本発明の液体供給システムを適用可能な第３の実施形態のインクタンクの概略説明図である。
【０１２４】
本実施形態では、負圧発生部材収納室１１０の鉛直方向上方にインク収納室１５０が位置している点が第１の実施形態とは異なっている。その他の点については、第１の実施形態と同様、負圧発生部材収納室１１０は筐体１１１内部に負圧発生部材１１３を保持するとともにインク供給口１１２、大気連通口１１５、バッファ部１１６、大気導入溝１１７を備えており、インク収納室１５０は筐体（外壁）１５１内面形状に対応する外面を有する内壁１５４から構成されるインク収納部１５３を有し、外気導入口１５５、ピンチオフ部１５６、インク導出口１５２を有している。
【０１２５】
（第４の実施の形態）
図２５は本発明の液体供給システムを適用可能な第４の実施形態のインクタンクの概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【０１２６】
本実施形態では、複数種類の液体（本実施例の場合、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色）を吐出可能な液体吐出部３０１にそれぞれの液体を収納した負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０が一体化されたヘッドカートリッジ３００を構成しており、このヘッドカートリッジ３００に対してそれぞれの液体を収納したインク収納室４５０，５５０，６５０を互いに着脱可能としている。
【０１２７】
本実施形態では、それぞれのインク収納室を対応する負圧発生部材収納室に確実に結合させるために、ヘッドカートリッジ３００にインク収納室の外面の一部を覆うホルダー部３０２を設けるとともに、インク収納室に係止爪を有するラッチレバー４５９，５５９，６５９を設け、ガイド部材に係止爪と対応する係合孔３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃを設けることで、結合後の結合状態を維持しやすい構成となっている。それぞれのインク収納室４５０，５５０，６５０はほぼ同じ形状であるが、例えば誤装着防止用の識別ラベル（不図示）を設けることで、誤装着を防止することができる。もちろん、ホルダー形状を各色ごとに変更し、誤装着防止構成を付加してもよい。この場合、各色の使用頻度に応じて容器の容積を変更することで誤装着防止をおこなってもよい。
【０１２８】
なお、本実施形態の変形例として、複数の負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０がそれぞれ液体吐出部に対して互いに分離可能としても良い。また、収納される液体の種類は他の色であってもよいことは言うまでもなく、収納される液体容器の数、及び組合せについても任意であることは言うまでもない。
【０１２９】
また、本実施形態ではインク収納室はそれぞれ互いに分離可能としたが、一体に構成されていても良い。
【０１３０】
一体に構成された場合のインク収納容器７５０の断面形状の例を（ｂ）に示す。インク収納容器７５０は負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０に対応するインクを保持するインク収納部７５３ａ，７５３ｂ，７５３ｃを備え、シール部材７５７ａ，７５７ｂ，７５７ｃによりシールされているインク導出口７５２ａ，７５２ｂ，７５２ｃを接続させることができる。図２５（ｂ）に示すインク収納容器７５０は、インク収納部の大きさがそれぞれ異なっているが、このようにすることで、例えば、使用する液体の使用頻度に応じて、内部の収納部の大きさを変化させておくことができる。また、本変形例のように一体形状にすることで、容器の誤装着を防止する効果も有する。
【０１３１】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態について説明を行なったが、以下にその他の実施例及び変形例についての説明をさらに行なう。なお、以下の説明では、特に断りのない限りは、上述の各実施の形態に適用可能である。
【０１３２】
＜負圧発生部材収納室の構造＞
まずはじめに上述の各実施形態における負圧発生部材収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０１３３】
負圧発生部材収納室（負圧発生部材収納容器）に収納される負圧発生部材としては、ポリウレタンフォームなどの多孔質部材の他、繊維をフェルト状にしたものや繊維塊を熱成形したものなどを用いることができる。
【０１３４】
気液交換通路（連通部）については、本実施形態では管状のもので説明したが、気液交換状態において気液交換を阻害するものでなければ、どのような形態のものを用いても良い。
【０１３５】
また、上述の各実施の形態の負圧発生部材がない空間（バッファ部）を上面部近傍に設けているが、これを無くし、かわりに通常の状態では液体を保持していない負圧発生部材を充填していても良い。このようにバッファ空間に液体を保持しない負圧発生部材が存在することで、前述の環境変化の際に負圧発生部材収納室へ移動したインクを保持することが可能となる。
【０１３６】
＜インク収納室の構造＞
次に上述の各実施の形態におけるインク収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０１３７】
インク収納室が負圧発生部材に対して着脱可能な場合、インク収納室の負圧発生部材収納室との連通部には、結合時の連通部からの液体や空気の漏れを防止すると共に結合前のインク収納部内のインクの導出を防止する部材としてのシール部材が設けられる。
【０１３８】
また、上述の各実施の形態のインク収納室は、ダイレクトブロー製造方法によって形成される。すなわち、互いに分離可能な筐体（外壁）とインク収納部（内壁）とは、略多角柱の型に対して円筒状のパリソンをエアーブローによって均一に膨張させることで形成されるものである。これにかわり、例えば可撓性の袋内に金属製のばね等を備えることで、インクの導出に伴い負圧を発生させるようにしてもよい。
【０１３９】
しかし、ブロー成形を用いることで、筐体内面形状と同等あるいは相似形の外面形状を有するインク収納部を容易に製造することができるだけでなく、インク収納部を構成する内壁の材料、厚みを変えることで容易に発生する負圧を設定できる利点がある。さらに、内壁、及び外壁の材料に熱可塑性樹脂を利用することで、リサイクル性に富んだインク収納室を提供することができる。
【０１４０】
ここで、前述した各実施の形態における「外壁」の構造および「外壁」が「内壁」に対して及ぼす結果的な構造について補足説明する。
【０１４１】
前述した各実施の形態では、インク収納室はブロー成形により製造されるため、内壁は、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。また外壁も同様に、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。さらに、外壁に対して内壁は、各面の中央部から各面の角部に向かって徐々に減少する厚み分布を有する外壁に積層されることで形成されている。
【０１４２】
この結果、上記内壁は外壁の内面に対して一致する外面を有することになる。この内壁の外面は、外壁の厚み分布に対して沿うため、内壁が形成するインク収納部側に向かって凸となる。そして、内壁の内面は、上述した内壁の厚み分布を有するので、より一層インク収納部に向かって凸となる。これらの構造は、最大面積部で特に前述した機能を発揮するため、本発明としては、このような凸状形状は少なくとも最大面積部で存在すれば良く、その凸状形状も内壁面として２ｍｍ以下で良く、内壁外面で１ｍｍ以下でよい。この凸状形状は、小面積部では測定誤差範囲内になることもあるが、略多角柱インクタンクの各面における変形優先順位をもたらす１つの要因となるので、本発明にとって好ましい条件の１つとなる。
【０１４３】
加えて、外壁の構造について補足する。前述した外壁の１つの機能として内壁の角部の変形を規制することをあげたが、この機能を発揮する構造としては、内壁の変形に対しては形状を維持でき、かつ角部の周囲を覆う構造（角部包囲部材）を有するものであればよい。従って、プラスチック、金属あるいは、厚紙等の材質で、上述した外壁または内壁を覆う構造にしてもよい。この外壁としては、全面でもよく、角部のみ面構造で、この面構造を金属等の棒で結合するようなものでも良い。さらに外壁は、メッシュ構造でも良い。
【０１４４】
さらに、インク収納室が交換式の場合のインク収納室の交換時など、何らかの理由で負圧発生部材の気液交換経路近傍領域からインク供給口近傍領域でインク切れが起こった場合、弾性変形可能な外壁を、図２６に示すように手動で内壁とともに一時的に押圧することで、インク収納室内のインクを強制的に負圧発生部材収納室へ移動させ、簡単に回復させることができる。このような加圧回復処理は手動ではなく自動で行なってもよく、そのための加圧回復手段を後述する記録装置に設けてもよい。なお、内壁の一部が露出している場合は内壁の露出部だけを押圧してもよい。
【０１４５】
なお、本発明の実施の形態においては、インク収納部は略多角柱形状となっているが、この形態に限定されるものではなく、少なくともインクの導出に伴い変形可能で、この変形により負圧を発生可能であるものならば、どのような形態であっても本発明の第１の目的を達成することが可能である。
【０１４６】
さらに前述したインク収納部によるバッファ効果を得るためには、インク収納部が弾性変形可能であり、内部の収容物の膨張によりインク収納部が変形前の形状に戻ることができること、すなわち弾性変形の範囲内で変形することが求められる。もし、インク導出による変形にともなう負圧の変化の割合が急激に変わる状態が存在する場合（例えば変形部分同士が当接する場合など）には、弾性変形の範囲内であっても、この急激に変わる状態になる前に第１のインク供給状態を終え、第２のインク供給状態が開始されるようになっていることが望ましい。
【０１４７】
また、本発明の液体収納容器に使用される材料としては、内壁と外壁とが分離可能なものであればよく、内壁又は外壁にそれぞれ複数の材料を用いて、多層により構成してもよい。また、インク収納室を単独で負圧発生型液体収納容器として使用する場合より、内壁としては弾性の高いものを使用することが可能となっている。内部に収容されるインクなどに対する影響を考慮すれば、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが好適に適用可能である。
【０１４８】
さらに加えて、大気導入溝の製法について補足する。ダイクレクトブロー製造方法によってインク収納室を形成することにより、ピンチオフ部形状内面には溝形状が形成される。この溝形状を大気導入溝として利用することができる。
【０１４９】
また、より好ましくは、ブロー成形を行う際に大気導入溝としての形状を転写させることにより、大気導入溝の長さ、深さを規定することができる。
【０１５０】
＜インクタンク＞
上述の各実施の形態では、インク収納室は負圧発生部材収納室に対して着脱可能な形態であるため、２つの室の接続部からのインクの漏れ出しがないよう、Ｏリングなどを用いて部をシールすることが望ましい。
【０１５１】
＜液体供給動作及びインク供給システム＞
次に、液体供給動作及びインク供給システムに関する補足説明を行なう。
【０１５２】
上述した各実施の形態のインクタンク（インク供給システム）におけるインク供給動作については、インク収納室と負圧発生部材収納室とが接続されていない初期状態から、接続させた時の使用開始状態、第１及び第２のインク供給状態を経るものとなっている。
【０１５３】
ここで、上述した各実施形態の第１の変形例として、気液交換状態、すなわち第２のインク供給状態がないインク供給システムについても、インク収納部へ外気を導入することなくインク収納部のインクを使用する工程を有するため、液体収納容器の内容積の制限は、結合時においてインク収納部に導入された空気のみを考慮すればよいことになる。すなわち、インク収納室内の内容積の制限を緩和しても、環境変化に対応可能であるという利点があり、本発明の第１の目的を達成しうる構成となっている。ただし、インク収納部の使用効率を考慮するならば、上述の各実施の形態のように第１のインク供給状態のあとに気液交換状態を有する方が、より容易にインク収納部のインクを消費することができる。
【０１５４】
第２の変形例としては、図２に示す状態で、接続前の負圧発生部材収納室の液面が、気液界面より高い場合がある。このときは、図３を用いて説明した使用開始状態となるためのインクの移動のうち、毛細管力による負圧発生部材収納室への一方的なインク移動がないものとなる。
【０１５５】
第３の変形例としては、記録ヘッドからインクを消費する際の消費スピードが、極めて大きい場合がある。このときは、第１の供給状態において、両者の負圧が常時バランスを取るのではなく、両者の負圧の差がある所定の値以上になるまでは負圧発生部材収納室のインクが優先的に消費され、負圧の差が一定以上になった時、インク収納室のインクが負圧発生部材収納室側へ移動するようになることが起こりうる。
【０１５６】
なお、上述した２室が常時一体のインクタンクでは、使用開始時には使用開始状態が終了した段階になっているだけで、それ以外は各供給動作についての効果は本変形例においても各実施の形態の効果をそのまま適用可能である。
【０１５７】
＜液体吐出記録装置＞
最後に、図１に示した本発明の第１の実施例にかかるインクタンクを搭載して記録を行うインクジェット記録装置の説明を行う。図２７に、本発明の第１の実施の形態にかかるインクタンクを搭載するインクジェット記録装置の概略図を示す。
【０１５８】
図２７において、ヘッドユニット４０１０及びインクタンク１００は、インクジェット記録装置本体にキャリッジ４５２０の不図示の位置決め手段と所定軸廻りに回動する接続板５３００によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対してそれぞれ着脱可能な形で装着される。
【０１５９】
駆動モータ５１３０の正逆回転は駆動伝達ギア５１１０、５０９０を介してリードスクリュー５０４０に伝達され、これを回転させ、またキャリッジ４５２０はリードスクリュー５０４０の螺旋溝５０５０に係合するピン（不図示）を有する。これによって、キャリッジ４５２０は装置長手方向に往復移動される。
【０１６０】
符号５０２０は記録ヘッドユニット内の各記録ヘッドの前面をキャップするキャップを示し、キャップ５０２０は不図示の吸引手段によりキャップ内開口を介して記録ヘッドの吸引回復を行うために用いられる。キャップ５０２０はギア５０８０等を介して伝達される駆動力により移動して各記録ヘッドの吐出口面を覆うことができる。キャップ５０２０の近傍には、不図示のクリーニングブレードが設けられ、このブレードは図の上下方向に移動可能に支持されている。ブレードは、この形態に限られず、周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。
【０１６１】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジ４５２０がホームポジションに移動したときにリードスクリュー５０５０の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適応できる。
【０１６２】
ここで、このような往復移動をするキャリッジに本願発明のインクタンクを搭載する場合の利点について説明する。
【０１６３】
本願発明のインクタンクは、インク収納室が変形可能な部材となっているため、キャリッジの走査によるインクの揺動をインク収納部の変形により緩和することができる。このようなキャリッジの走査に対して負圧の変動を発生させないようにするためには、インク収納部の角部の一部が対応する筐体内面から離脱していないか、離脱していても近傍に位置することが望ましい。また、本実施例のように対向する一組の最大面積面を有するインク収納部については、その対向する最大面積面を、キャリッジの走査方向に対して略直交する方向となるようにキャリッジに搭載することで、上述のインク揺動の緩和効果をより一層効果的なものとすることができる。
【０１６４】
また、＜インク収納室の構造＞の項目で説明したように、記録装置にインク収納室の外壁を介して内壁を加圧する加圧回復手段４５１０を搭載してもよい。この場合、インク収納室に光を透過させ、その反射の状態によりインクの有無を検知する発光手段と受光手段とを備える液体有無検知検知手段５０６０と、記録ヘッドの不吐出を検知する不吐出検知手段（不図示）と、制御手段（不図示）とを備えると、例えば次のようなシーケンスを採用することにより、負圧発生部材の気液交換経路近傍領域からインク供給口近傍領域でインク切れを解消することができる。
【０１６５】
まず、インク収納室を交換した場合、キャップ５０２０を利用した通常の吸引回復処理後に、交換したインク収納室に対応するヘッドのノズルで不吐出が検知される場合、加圧回復手段４５１０による加圧回復動作を行うことで通常の状態に復帰することができる。また、使用途中に、液体有無検知検知手段で「インクあり」の状態が、不吐出検知手段によって対応するヘッドのノズルに「不吐出」の状態がそれぞれ検知され、通常の吸引回復処理で不吐出が解消されない場合にも、加圧回復手段４５１０による加圧回復動作を行うことで通常の状態に復帰することができる。いずれの場合も、加圧回復を行うインクタンクに対応する記録ヘッド部はキャップによりキャッピングを行ない、記録ヘッド部からの不用意なインク漏れを防止することが好ましい。
【０１６６】
なお、液体有無検知検知手段は上述した光学式のものだけではなく、ドットカウント方式など他の方式を適用してもよいし、いくつかの方法を組合わせてもよい。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負圧発生部材収納室に対して分離可能なインク収納室に気液交換を促進する大気導入溝があることで、インク固着などによる大気導入溝の機能障害を防ぎ、安定したインク供給の行うことのできるインク供給システム及びこれに適用可能な液体収納容器を提供することができる。
【０１６８】
また、液体収納容器が液体の導出に伴い変形し負圧発生可能な液体収納部を備えていることで、インク収納部内に導入された空気が環境変化に伴い膨張しても、インク収納部の内容積が増加してインク収納部内から負圧発生部材収納室側へインクを流出させない、あるいは流出量を少なくできるので、吐出をより安定して行うことが可能である。
【０１６９】
さらに、本発明の液体供給システムに用いられる液体収納容器は、装着時に負圧発生部材収納室の毛管力を利用して液体収納容器内の液体を負圧発生部材へと移動させることができるので、接続部近傍の負圧発生部材の液体保持状態に関わらず、装着すれば確実に液体収納容器のインクを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの第１の実施形態の概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は結合部拡大図である。
【図２】図１に示すインクタンクのインク収納室と負圧発生部材収納室との結合前の状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示すインクタンクの使用開始状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示すインクタンクのインク導出時の状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１に示すインクタンクの気液交換状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１に示すインクタンクのインク収納室交換前の状態を説明する説明図であり、（ａ）は、図１（ｂ）と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図１に示すインクタンクのインク導出量とインク供給口部の負圧の関係を示す説明図である。
【図８】（ａ）は図７に示す負圧曲線の詳細説明図であり、（ｂ）は連続して気体を導出させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部への空気の導入量の変化の状態を説明するための説明図である。
【図９】図８に示すＢ領域の一例についての詳細説明図である。
【図１０】図９に示すａ領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１１】図９に示すｂ領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１２】図９に示すｃ領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１３】図８に示すＢ領域の他の例についての詳細説明図である。
【図１４】図１３に示すａ’領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１５】図１３に示すｂ’領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１６】図１３に示すｃ’領域に対応するインクタンクの動作説明図である。
【図１７】インク収納室の交換時の動作を説明する図である。
【図１８】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図１９】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図２０】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図２１】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの一部説明図である。
【図２２】大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下に図１に示すタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部の体積の変化を説明するための説明図である。
【図２３】本発明の液体供給システムに適用可能な第２の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は負圧発生部材収容室に対してインク収容室を装着する前の状態の断面図、（ｂ）はインク収容室を装着した後の状態の断面図を示している。
【図２４】本発明の液体供給システムに適用可能な第３の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は負圧発生部材収容室に対してインク収容室を装着した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って見た断面図を示している。
【図２５】本発明の液体供給システムに適用可能な第４の実施の形態のインクタンクの概要説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２６】本発明の液体供給システムにおけるインク切れの加圧回復処理の一例を示す斜視図である。
【図２７】本発明の液体供給システムを適用可能なインクジェット記録装置の一例の概略説明図である。
【符号の説明】
１ インクタンク
１０ 負圧発生部材収納室
１２ インク供給口
１３ 負圧発生部材
１４ 接続部
１５ 大気連通口
５０ インク収納室
５１ 筐体（外壁）
５２ インク導出口
５３ インク収納部
５４ 内壁
５５ 外気連通口
５６ ピンチオフ部（溶着部）
５７ シール部材
５８ 大気導入溝
５９ 気液交換促進部
５９ａ 気液交換通路
６０ 記録ヘッド部
Claims (13)
- 外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対して着脱可能であって、前記負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納容器と、を用いる液体供給システムにおいて、
前記負圧発生部材収納容器に対して装着される前記液体収納容器は前記負圧発生部材収納容器との接続部に、前記液体収納部内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめるための大気導入溝を備えていることを特徴とする液体供給システム。 - 前記液体収納容器は、液体を収納し該液体の導出に伴い変形し負圧発生可能な液体収納部と、該液体収納部を覆う筐体と、該筐体と前記液体収納部との間に大気を導入可能な外気連通口とを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の液体供給システム。
- 前記液体収納容器の液体導出部は密閉部材により密閉されていることを特徴とする、請求項１に記載の液体供給システム。
- 前記密閉部材は前記液体収納容器を前記負圧発生部材収納容器に装着した後、離脱するものであることを特徴とする、請求項３に記載の液体供給システム。
- 前記負圧発生部材収納容器は前記大気導入溝と前記大気連通部との間に前記負圧発生部材が介在するものであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体供給システム。
- 前記負圧発生部材収納容器には、前記大気導入溝と合致して一体となり気液交換を行なう溝が設けられていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体供給システム。
- 外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室に対して着脱自在に交換可能であって、前記負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納容器において、
前記負圧発生部材収納容器との接続部に、前記液体収納部内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめるための大気導入溝を備えていることを特徴とする液体収納容器。 - 液体を収納し該液体の導出に伴い変形し負圧発生可能な液体収納部と、該液体収納部を覆う筐体と、該筐体と前記液体収納部との間に大気を導入可能な外気連通口とをさらに備えたことを特徴とする、請求項７に記載の液体収納容器。
- 前記負圧発生部材収納室に対しての液体導出部は密閉部材により密閉されていることを特徴とする、請求項７に記載の液体収納容器。
- 前記密閉部材は前記液体収納容器を前記負圧発生部材収納容器に装着した後、離脱するものであることを特徴とする、請求項８に記載の液体収納容器。
- 前記負圧発生部材収納容器は前記大気導入溝と前記大気連通部との間に前記負圧発生部材が介在するものであることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか１項に記載の液体収納容器。
- 前記負圧発生部材収納容器には、前記大気導入溝と合致して一体となり気液交換を行なう溝が設けられていることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか１項に記載の液体収納容器。
- 前記負圧発生部材収納容器から供給される液体を外部に吐出する記録ヘッド部を有することを特徴とする、請求項７から１２のいずれか１項に記載のヘッドカートリッジ。
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