JP4217454B2 - 液体収納容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、記録部としてのペンあるいは記録ヘッドなどに、インクなどの液体を無駄なくかつ安定して供給するための液体収納容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体使用装置、例えばインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体へと液体であるインクを付与することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置には、記録媒体に対し記録ヘッドを移動させつつその過程でインク吐出を行うことにより画像形成を行うものや、これとは逆に固定した記録ヘッドに対し記録媒体を移動させつつその過程でインク吐出を行うことにより画像形成を行うもの等がある。
【０００３】
かかるインクジェット記録装置に適用される記録ヘッドへのインクの供給方式としては、キャリッジ等に搭載されて往復移動（主走査）する記録ヘッドに一体不可分にまたは分離可能にインクタンクが取り付けられ、このインクタンクからインクを記録ヘッドに直接供給するようにしたオンキャリッジ方式と称されるものがある。また、キャリッジ上に搭載される記録ヘッドとは別体に、インクタンクを記録装置の他の部位に固定的に据え付け、可撓性チューブを介してインクタンクと記録ヘッドとを連結してインクを供給するチューブ供給方式と称されるものがあるが、ここにはインクタンク（メインタンク）と記録ヘッドとの中間タンク（サブタンク）として機能する第２のインクタンクが記録ヘッドないしキャリッジ上に搭載されて、この第２のインクタンクからインクを記録ヘッドに直接供給するようにした形態のものも含まれる。
【０００４】
これら方式にあって、記録ヘッドに直接的にインクを供給するインクタンクには、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インク吐出部からのインク漏れを防止するに十分で、かつ記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある適切な負圧を発生させる機構が設けられる。
【０００５】
かかる負圧発生機構としては、インクを含浸保持するスポンジ等の多孔質部材をインクタンク内に収納し、そのインクの保持力によって適切な負圧を生じさせるものがある。
【０００６】
また、弾性力をもち、容積を拡張する方向に張力を発生するゴム等の材料で形成させた袋状部材内にインクをそのまま充填し、この袋状部材が発生する張力によって内部のインクに負圧を作用するようにしたものもある。
【０００７】
さらに、可撓性のフィルムで袋状部材を形成し、その内部または外部に、袋状部材が容積を拡張する方向にフィルムを付勢するばね等を接合することにより、負圧を発生させるようにしたものもある。
【０００８】
しかしながら、上記いずれの機構においても、インクタンク内のインク残量が少なくなってくるに伴って負圧は強くなる傾向を持ち、その負圧レベルが所定値を超えると、記録ヘッドに対しインクを安定して供給することができなくなる。その結果、インクを完全に消費しきらない内にインクタンクが使用に耐えなくなってしまう問題がある。
【０００９】
例えば、インクを直接収容しその収容量に応じて変形可能な可撓性の密閉袋状部材により構成され、この部材内にばね部材を設ける構成を開示する特許文献１がある。この公報のインクタンクでは、基本的に、ばね力と上記の負圧(と大気圧との差)による力が平衡するようにその負圧が定まるため、インク消費に伴う袋状部材の変形に伴ってばねが変形するほど袋状部材内部の負圧が高まる。この結果、記録ヘッドのインク吐出動作が可能な適性な負圧の範囲を越え、記録ヘッドのインク吐出部に適切なメニスカスを形成できなかったり、記録へッドに対して良好にインクを供給できないなどの問題を生じることがある。この場合には、また、インクの全てを使うことができないことにもなる。
【００１０】
また、材質や形状を適切に選定した袋状部材にインクを収納し、袋状部材自体で負圧を発生する一方、インクを完全に消費しきった状態で内部に空間のない偏平な状態となるような構成のインクタンクもあるが、そのような袋状部材には形状の制約がある。従って、箱状の筐体に収容した形態としたインクタンクを構成する場合、インクを充填した状態でも袋状部材は筐体内に完全に嵌まり合う形状とはならず、インクタンク全体のスペースに対して容積効率が劣るものである。また、そのような袋状部材でも、インクを消費しきる際には負圧が高くなるので、記録ヘッドへのインク供給性能が低下したり、記録ヘッドのインク吐出動作が不安定となる問題がある。
【００１１】
そこで、負圧レベルが所定の水準よりあまり大きくならないようにするために、次のような幾つかの機構が提案されている。
【００１２】
例えば、特許文献２あるいは特許文献３では、タンクに疎水性膜と管状の通気口とを設け、さらにその管内に球体を配設することによって、内部の負圧が増大した際に、タンク内部に空気を取り込むようにした機構が開示されている。すなわち、これら公報においては、外部から容器内に連通する管状の通気口（ボス）を具備し、外径がボスの内径より小さい球体をボス内壁に設けた複数の突起リブに取り付けることで、球体とボスとで略環状のオリフィスを形成する構成が開示されている。かかるオリフィスは、インクの毛管現象が少量のインクを液体シールとしてオリフィス内に保持するような大きさに選定される。また、容器内負圧が記録ヘッドの動作範囲の限界に近づくときに、その負圧がインクの毛管現象に打ち勝ち、液体シールが無効とされるような形状とされている。
【００１３】
また、特許文献４では、可撓性シートでなるインク袋内に穴付き板と突起付き板とを対向配置するとともにそれらの間にばね部材を配設し、インク残量が減ってインク袋が縮み、内部負圧が所定値を超えるところで突起が穴に挿入して、穴付き板と可撓性シートとを剥離させてタンク内部に空気を取り込むようにした機構が開示されている。そしてこの機構では、空気の取り込みが行われると穴付き板と可撓性シートとが密接し、その間のインクのメニスカス保持力、換言すれば液体シールによってインク漏洩を防止するものである。
【００１４】
しかしながら、これらの方法においては、空気を取り込む部分に複数の部品を要し、その箇所における構造の複雑化を伴っていた。
【００１５】
また、図１（ａ）に示すように、収納容器Ｔ内に中に空気がある程度導入された状態で環境変化（外気圧の低下や温度上昇など）によって容器内の圧力が極端に高くなった場合には、図１（ｂ）に示すように、容器内からインクが押し出され、インクジェット記録ヘッドに適用する場合にあってはインク吐出口Ｎや通気口Ａを通じてインクが漏れることがある。可撓性シートでなる袋状部材に液体を収納した場合には、空気の減圧膨張分を許容して内部圧力の上昇を緩和するためのある程度のバッファ効果は期待できるが、それにも限界がある。
【００１６】
特許文献２あるいは特許文献３に開示された構成は、環状オリフィスの部分に形成されるインクのメニスカスによる力（液体シール）とばねによる負圧とのバランスによって密閉系を成立させているものであり、機械的構成は比較的簡単であるものの、密閉系を維持する上では安定性に欠けるものである。すなわち、容器内外の気圧差、インクの温度上昇による粘性の低下、単体でインクタンクを取り扱う際の衝撃や落下、また特にシリアル記録方式にあって主走査時に作用する加速度など、種々の条件により液体シールが破られ、収容するインクが漏出する不都合が生じる。また、液体シールは乾燥など湿度変化の影響を被り易く、これによって気泡の導入動作がばらつき、結果として記録ヘッドへのインク供給性能ひいては記録品位を低下せしめるものである。
【００１７】
これらの不都合を防ぐために、上記公報では、オーバフロー容器として機能するとともに湿度勾配を保証するための入口迷路をボスに連続して設けた構成を開示しているものと考えられるが、その分構成が複雑化する。また迷路状の通路の他端が常に大気と連通しているので、ある程度のインク蒸発は免れ得ない。
【００１８】
また、容器内のインクが消費され尽くす際には外気が一気に導入され、容器内の負圧が解消されることによって記録ヘッド部分に残っているインクが吐出口から漏出したり、メニスカスが形成されなくなった環状オリフィスから残留インクが漏出する恐れがある。
【００１９】
さらに、これらの従来例では、インクタンクに直接に大気を導入する開口部を設けているために、その開口部の大きさや設置場所によっては、インクタンク内のインクがほとんど消費されてインクタンク内のインクがなくなる付近においては、相対的にタンク内の気体の量が多くなり、大気導入による負圧解消時にインク吐出口や開口部（通気口）におけるメニスカス維持が不完全となる場合があり、インク漏れや、これに伴う大気導入の不完全性につながる恐れがある。
【００２０】
加えて、容器内外の気圧差、温度の上昇や下降、単体でインクタンクを取り扱う際の衝撃や落下、また特にシリアル記録方式にあって主走査時に作用する加速度など、種々の条件により液体シールが破られ、内部の圧力が所定値にならなくても空気が導入されてしまったり、逆にインクが漏出してしまう不都合が生じる。また、これらの条件は記録ヘッドやインクタンクの設計あるいはインクの物性等によって種々変わり得るものであり、また、使用する形態に合わせて開口部の形状や寸法、あるいは負圧発生機構の基本構成等に応じて、それぞれ設計の適正化が必要となるという問題もある。
【００２１】
空気導入のため液体シールを用いる上記のインクタンクは、以上説明したような本来的に有している問題の他に、記録装置の設計上の自由度が低くなるなどの問題を派生させる。
【００２２】
すなわち、この液体シール部をインクタンクに対して着脱可能とするなど、インクタンクとは別体のものとして構成することは容易ではない。仮にこの液体シール部を別体のものとした場合には、これをインクタンクに直接装着し、またはチューブ等を介して間接的に接続する際、インク内外の圧力差等を考慮して上記の環状部分に良好なメニスカスを形成するための複雑な処理もしくは装置構成が必要となる。
【００２３】
また、チューブ等を介して液体シール部をインクタンクから離れた位置に設ける場合には、液体シール部のメニスカス形成のためこのチューブ内をインクで満たしている必要があるが、液体シール部を介した空気導入によってチューブ内のインクはインクタンク内に戻されてしまい、その後、チューブ内にインクを再充填することは上記と同様、複雑な処理もしくは構成を必要とすることになる。
【００２４】
また、特許文献４に開示の技術では、薄い板状部材と可撓性シートとの微小な隙間から空気を導入する構造であるため、その隙間に液体が侵入した場合に生じる毛管力により上記剥離を行わせるための力が変化し、その結果、空気導入を行うときの負圧が安定しないという問題もあった。
【００２５】
さらに、温度上昇等によって容器内部の気体（空気）の圧力が高まったときに、可撓性部材の変形により容器内の容積を実質的に増加させて、その内圧を緩和させるための可撓性部材としては、充分なバッファ機能を発揮するために、剛性が極めて低くて変形しやすいものが用いられている。
【００２６】
しかしながら、そのような可撓性部材として用いられる剛性の低い材料は、一般に、厚みが薄くて気体透過度が高いために、気体の浸透圧によって容器内に気体を浸透させやすい。そのため、容器内に液体を長期保存した場合に、容器内の気体（空気）の膨張分を吸収するバッファ機能によっては対応できない量の気体が容器内に浸透し、バッファ機能が充分に発揮できなくなるおそれがあった。そのため、可撓性部材の材料としては、低剛性化と気体透過度の低下とを両立させるに、金属を蒸着したような極めて高コストの材料を用いなければならなかった。
【００２７】
【特許文献１】
特公平３−２４９００号公報
【００２８】
【特許文献２】
特開平７−１２５２４０号公報
【００２９】
【特許文献３】
特開平７−１２５２４１号公報
【００３０】
【特許文献４】
特開平６−１８３０２３号公報
【００３１】
【特許文献５】
特開平９−２６７４８３号公報
【００３２】
【特許文献６】
米国特許第６，１８６，６２０号公報
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、まず本発明者らは、液体収納容器内に空気を導入することによって容器内の負圧が全く解消される状態とすることは好ましくなく、所定の負圧値に戻すことが重要であるとの知見を得た。また、発明者らは、そのために空気の導入量も適切であるべきであると判断した。
【００３４】
特に、液体収納容器をインクジェット記録ヘッドに直接インクを供給するためのインクタンクに適用する場合、記録の高速化かつ高画質化を図る上では、安定した流速および流量によるインクの供給が不可欠であり、そのためにはインクが流れる際のインク供給路内における抵抗がほぼ一定に保たれることが強く望ましい。従って、インクタンク内の負圧の安定化は重要な要素であり、さらにいうならば、負圧を所定範囲内に維持しておくことが重要である。そしてこのためには、空気を導入する部分が確実に動作することが必要となる。
【００３５】
また、容器内への気体の浸透を低減すべく、それらの部材に気体の浸透圧が掛かる機会を減らして、液体を適正な状態に収納することができると共に、その収納した液体を安定的に供給することができるようにすることも重要である。
【００３６】
本発明は、上述した諸問題点に鑑みてなされたものであり、本発明またはその種々の実施形態では、次の事項の少なくとも一つを達成することを目的とする。
【００３７】
外部（記録ヘッドなど）に供給する液体（インクなど）の収納部に、所要の負圧を発生させる手段と、液体供給に伴う収納部内の負圧増大に応じて内部に空気を導入できるようにすることで負圧が適正な範囲に保たれるようにするための空気導入部とを有する構成にあって、いかなる使用環境および保存環境においても空気導入部から液体が漏出することがなく、かつ液体消費の段階によらず安定した負圧特性を維持できるようにすること。
【００３８】
液体収納容器内の負圧を一定に保つための内部への外気の導入を確実かつ適切なタイミングで行わせることで、負圧の安定化に対してより高い信頼性が得られるとともに、急激な環境変化に対しても液体供給口からの液体漏れが起きないようになし、究極的には無駄な液体消費が生じないようにした液体収納容器（インクタンクなど）およびこの液体収納容器を用いた液体使用装置（インクジェット記録装置など）を提供すること。
【００３９】
液体シールを用いる上記のインクタンクが本来的に有している問題を解決できるとともに、記録装置の設計上の自由度を向上させることが可能な負圧調整機構を具えたインクタンク、インクジェット記録ヘッド、該インクジェト記録ヘッドと前記インクタンクとを一体に備えたインクジェットカートリッジおよびインクジェト記録装置を提供すること。
【００４０】
より簡単な構造にも拘らず、液体収納容器内負圧の液体消費に伴う変化を吸収し、負圧の安定化を図るとともに、急激な環境変化に対しても液体供給口からの液体漏れが起きないようにした安価に製造できる液体収納容器及びこの液体収納容器を用いた液体吐出記録装置を提供すること。
【００４１】
液体収納容器の一部を可撓性部材や気体透過度の大きい部材によって構成した場合に、容器内への気体の浸透を低減すべく、それらの部材に気体の浸透圧が掛かる機会を減らして、液体を適正な状態に収納することができると共に、その収納した液体を安定的に供給することができる液体収納容器、および、それを用いた記録装置を提供すること。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明では、インクを吐出する吐出部に対して供給されるインクを収納する液体収納容器であって、
大気連通口によって大気に開放された外装と、
該外装内でインクを収納するインクの収納空間を形成しインクの消費に伴って変形する可撓性部材と、
前記可撓性部材の形状を規制する板部材と、
前記インクの収納空間内に設けられ、前記板部材を介して前記可撓性部材に作用し、前記吐出部のインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる弾性部材と、前記インクの収納空間を外部に開放する連通部と、を備えるとともに、
前記インクの収納空間内と連通する連通路と、大気開放用の開口、可動部材およびばね部材からなり、該ばね部材が前記可動部材を付勢するよう構成された一方向弁と、を備えた弁室が、前記連通管を前記インクの収納空間の連通部に位置づけて接続され、
インクの消費による前記インクの収納空間内の負圧上昇によって前記弁室内の空気が前記インクの収納空間に供給され、前記弁室内の負圧が一定圧以上となった時、前記一方向弁が開放されて外気が前記弁室に導入されることによって、前記インクの収納空間および前記弁室内の負圧を調整することを特徴とする。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化）に供される液体を言うものとする。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００６８】
なお、以下においては、本発明をインクジェット記録装置に適用した諸実施形態について説明する。すなわち、液体収納容器はインクジェット記録ヘッドに供給するインクを収納するものであり、よって以下の説明では「液体」を「インク」と表現することもある。特に、色材を含むインクに対して本発明は有効であり、顔料を成分に有するインクに対しては、一層優れたインク供給性を確保できるので、より好ましいものである。
【００６９】
１．基本的構成例
１．１ 基本的構成の第１例
図２から図６は、本発明の基本的構成の第１例を説明するための図である。
【００７０】
図２において、１０はインクを収容可能なカートリッジタイプのインクタンク（「インクカートリッジ」ともいう）、２０は、インクタンク１０から供給されるインクを吐出可能な記録ヘッドである。記録ヘッド２０におけるインクの吐出方式は特定されず、例えば、インクを吐出するためのエネルギーとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギーを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギーによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。本例のインクタンク１０と記録ヘッド２０は、分離可能または不能に結合することによって、インクジェット記録装置に対して着脱可能なインクジェットカートリッジを構成することができる。したがって、カートリッジタイプのインクタンク１０、または記録ヘッド２０を個別に交換したり、あるいはインクジェットカートリッジ全体を交換することができる。
【００７１】
インクタンク１０の内部には、可動部材１１によってインクの収納空間Ｓが形成されている。インクタンク１０内における可動部材１１の上側空間は、大気連通口１２によって大気に開放されて、大気圧と等しくされている。インクタンク１０の外装１３は、可動部材１１を外力から保護するシェルとしての役割を果たす。本例の可動部材１１は変形可能な可撓性膜（シート部材）によって形成されており、その中央部分は板１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。そして、この可動部材１１は、その中央部分が凸状とされていて、側面形状が台形となっている。この可動部材１１は、後述するように、収納空間Ｓ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、可動部材１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、その可動部材１１の中央部分がほぼ水平姿勢を保ったまま上下動する。このように可動部材１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴なう衝撃の発生がなく、その衝撃に起因して収納空間Ｓ内に異常な圧力変動が生じることもない。
【００７２】
また、インクの収納空間Ｓ内には、板１４を介して可動部材１１を外側に押し広げる力を作用することで、記録ヘッドのインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材４０が設けられている。なお、図２の状態は、収納空間Ｓにほぼ完全にインクが充填された状態を示しているが、この状態でもばね部材４０は圧縮された状態にあり、インクタンク内に適切な負圧が生じているものとする。
【００７３】
記録ヘッド２０側には、ゴム栓１７，１８を突き刺し可能な中空針２１，２２が備えられている。一方の中空針２１は、ゴム栓１７に突き刺さることによって、収納空間Ｓ内のインクを記録ヘッド２０に供給するための供給路Ｌ１を形成する。その供給路Ｌ１中にはフィルタ２３が備えられている。２４は、ゴム栓１７に密着するゴム等のシール部材である。他方の中空針２２は、ゴム栓１８に突き刺さることによって、収納空間Ｓ内を大気に開放する連通路Ｌ２を形成する。その連通路Ｌ２中には、図２中にて模式的に表す一方向弁３０が備えられている。２５は、ゴム栓１８に密着するゴム等のシール部材である。ゴム栓１７，１８には、中空針２１，２２の突き刺しを容易とするために、予め、スリット１７Ａ，１８Ａを形成しておいてもよい。それらのスリット１７Ａ，１８Ａは、中空針２１，２２が突き刺されないときは、ゴム栓１７，１８自体の弾性力によって閉じられる。インクタンク１０の下側には、インク供給口１５と連通口１６が形成されており、それらはゴム栓１７，１８によって閉じられている。したがって、インクの収納空間Ｓは、中空針２１，２２が突き刺されないときは完全に、また突き刺されているときはインク供給口１５と連通口１６を除いて実質的に、密閉空間となっている。
【００７４】
なお、図示の如く模式的に表された一方向弁は、その機能を象徴的に示したものであり、図示の状態が弁の開放状態または閉塞状態をそのまま示しているのではない。このように象徴的に一方向弁が示されている他の図でも同様である。
【００７５】
図３（ａ）および３（ｂ）は、図２の構成に適用されるところの、本発明で言う一方向弁３０の具体的な構成および動作を説明するための図である。この構成は、後述する他の例についても、その動作を行う上で同様に適用できることは勿論である。
【００７６】
図３（ａ）において、一方向弁３０は、インクタンク１０に対して直接接続されて連通する中空針（管）２２を介して接続されるものであり、本例では、ダイヤフラム３１を用いたダイヤフラム弁として構成されている。すなわち、ダイヤフラム３１には、筐体３６に固定して配備されたシール部材３２と対向する定位置に、開口部３１Ａが形成されている。通常は、開口部３１Ａは、シール部材３２により密閉されている。ダイヤフラム３１は、ばね部材３３によって、後述する支持板３４を介し図３（ａ）中の下方に付勢されている。ダイヤフラム３１およびばね部材３３を有してバルブ室Ｒを構成する筐体３６には大気に連通している開口部３６Ａが設けられるとともに、開口部３１Ａと対向する部位にシール部材３２が固定されている。図３（ａ）のように、開口部３１Ａがシール部材３２に押し付けられることによって、その開口部３１Ａが閉じられて、バルブ室Ｒと大気との間の連通路Ｌ２が遮断される。支持板３４は、ダイヤフラム３１に密着するとともに、開口部３１Ａに対応した開口部３４Ａを有している。中空針２２を通してインクタンク１０内に連通されると、中空針２２の端部もしくは中空部のいずこかの部分までインクタンク１０中のインクが存在することになり、結果としてバルブ室Ｒはインクの収納空間Ｓと同じ内圧となる。
【００７７】
インクタンク１０から記録ヘッド２０にインクが供給されて、収納空間Ｓ内のインク量が減少すると、収納空間Ｓ内の圧力（内圧）が低下（負圧が上昇）する。そして、その収納空間Ｓ内が所定圧以下（所定負圧以上）となったときに、図３（ｂ）のように開口部３１Ａがシール部材３２から離れ、開口部３１Ａは大気に連通する。すなわち、収納空間Ｓ内の減圧に伴なってバルブ室Ｒ内の空気が供給され、結果としてバルブ室Ｒ内の負圧も増大する。バルブ室Ｒ内の負圧が所定値に達したときに、ダイヤフラム３１と支持板３４は、バルブ室Ｒの内の圧力と大気（室外）の圧力との差が、ばね部材３３の付勢力に優ることで、抗してバルブ室Ｒ側に移動し、開口部３１Ａがシール部材３２から離間する。この結果、その開口部３１Ａが開いて、バルブ室Ｒ内よりも高圧の外気がバルブ室Ｒ内に導入される。このような外気の導入により、バルブ室Ｒ内および収納空間Ｓ内が緩和され、開口部３１Ａは、ばね部材３３の付勢力によって再び閉じられる。このときまでバルブ室Ｒ内は大気圧近くまで昇圧するが、ばね３３の付勢力によってダイヤフラム３１がシール部材３２に向けて変位し、これに密着して所定の負圧に保持される。従って、一方向弁３０は、インクタンクに対しても、記録ヘッド２０に対しても、負圧発生手段としての機能を果たすものである。
【００７８】
このような一方向弁３０の開閉機能により、バルブ室Ｒ内およびインクの収納空間Ｓ内が所定圧（大気圧より小の圧力）に保たれる。
【００７９】
一方、バルブ室Ｒとインク収納空間Ｓとは、中空針２２を介して連通しているが、中空針２２先端の開口２２Ａはインクと接しており、開口２２Ａにはインク収納空間Ｓ側へ凸となるインクと気体との界面であるメニスカス２２Ｂが形成される。
【００８０】
そして、インクが記録ヘッド２０に供給されることによって、収納空間Ｓ内の負圧が所定の値より大きくなると、まず収納空間Ｓ内とバルブ室Ｒとの間に圧力差が生じる。この圧力差がメニスカスの保持力を越えた瞬間にエアが収納空間Ｓ内に取り込まれて圧力差が解消される。次に、収納空間Ｓ内の圧力が減少し続けると、ダイヤフラム３１がその圧力を受けて、ばね部材３３を圧縮しつつ図３（ａ）および図３（ｂ）において上方に変位することで、開口部３１Ａが開放され、エアがバルブ室Ｒ内に導入される。これによりバルブ室Ｒ内の負圧が緩和され、同時に収納空間Ｓ内とバルブ室Ｒとの間に圧力差が生じ、中空針２２先端の開口２２Ａ先端のメニスカスを破ってエアが収納空間Ｓ内に取り込まれる。
【００８１】
ここで、開口部３１Ａが開放され、エアが導入され始めた瞬間に気流に乱れが生じることがあるが、本例の場合はバルブ室Ｒとインク収納空間Ｓとを中空針２２を介して連通させており、中空針２２先端の開口２２Ａにはメニスカスが形成される構成であるので、大量のインクがバルブ室Ｒ側に流入してくることはない。
【００８２】
また、環境の変化や運搬時の揺動などによりインクがバルブ室Ｒに侵入した場合があったとしても、インク収納空間Ｓ内の負圧調整のためのエア導入動作に伴ってインクが収納空間Ｓ側に戻るため、最終的にインクタンク１０および一方向弁３０は好ましい状態に戻ることになる。
【００８３】
以上の動作を勘案すれば、中空針は、そこに形成される気液界面のメニスカスの保持力が開口部３１Ａが開放される力より小となるよう中空部の断面寸法が定められていることが好ましい。すなわち、図示の例では、中空針２２先端の開口２２Ａは、バルブ室Ｒへの開口部３１Ａが開放される力よりメニスカス保持力が小さくなるように開口寸法ａが定められていることが好ましく、インクの物性等にもよるが、例えば５ｍｍ以下の開口径を有する円形状、より好ましくは１ｍｍ以下の開口径を有する円形状とするのがよい。また、中空針２２の長さＬについても、上述した気流の乱れに起因するバルブ室Ｒ側へ向かうのインクの移動が生じた場合にも、バルブ室Ｒへは到達しにくい寸法とすることが好ましく、具体的には０．５ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上とするのがよい。
【００８４】
これらの構成は、実際の使用時以外の条件、例えば運搬時の揺動や環境変化に対しても極めて有効であり、一方向弁の動作や、記録ヘッドに対する負圧の安定性に関して非常に好ましい性能を提供するものである。
【００８５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、記録ヘッド２０と結合したインクタンク１０のインク供給動作を説明するための図である。
【００８６】
図４（ａ）は、収納空間Ｓ内にインクが満充填されたインクタンク１０の初期状態（図２）から、そのインクが少し消費された状態を示す。図４（ｂ）は、インクの消費に伴なって、可動部材１１が下方（ばね部材４０を圧縮する方向）に変位した状態を示す。この図４（ｂ）の状態において可動部材１１の下方への自由変位は最大となり、さらにインクが消費されたときは、可動部材１１としての可撓性膜に張力が掛かり、さらにばね部材４０による荷重が加わって、収納空間Ｓ内の負圧が増大する。その収納空間Ｓ内の負圧が所定のエアー導入圧力を越えたときに、上述したように一方向弁３０が開いて、図４（ｃ）のように収納空間Ｓ内に外気が導入される。したがって、収納空間Ｓ内の圧力は所定圧以下には減少せず、その収納空間Ｓが一定圧に維持される。この結果、記録ヘッド２０にインクを安定供給して、所期とおりの記録動作を実行することができる。従って、本発明の効果をより適切なものとする上で、上記構成のインクタンクは好ましいものとなる。
【００８７】
図５は本実施形態にかかるインクタンクを用いた場合のインク供給量と収納空間Ｓ内の圧力変化との関係を示す。上述した特許文献２あるいは特許文献３に開示されたものの如く、環状オリフィスの部分に形成されるインクのメニスカスによる力（液体シール）とばねによる負圧とのバランスによって密閉系を成立させている構成では、負圧増大に伴う空気導入の前後において液体シールを破り、また再形成する動作を伴うこと、またタンク内のレベルも不安定である等の理由で空気導入および遮断の応答性に劣り、タンク内圧力が大きく変動する。これに対して本実施形態では、空気導入（図４（ｃ））と遮断（図４（ｂ））が速やかにかつ安定して行われ、図５に示すように、インクが消費され尽くすまでの広い領域で、安定した負圧状態すなわち安定したインク供給が確保されることになる。収納空間Ｓ内にエアーが溜まっている状態において、外気圧の低下や環境温度の上昇によって、その収納空間Ｓ内のエアーが膨張した場合には、図６のように、可動部材１１が上方に変位する。すなわち、可動部材１１は、収納空間Ｓ内のエアーの膨張に応じて上方に変位することにより、そのエアーの膨張分の圧力変化を吸収する。さらに、ばね部材４０が可動部材１１を情報に付勢する方向に荷重を作用する。したがって、収納空間Ｓ内は、確実に一定圧に維持されることになる。この結果、記録ヘッド２０にインクを安定供給して、所期とおりの記録動作を実行することができる。また、図６のように、収納空間Ｓ内のエアーが膨張した場合においても図３（ａ）に示したように一方向弁３０は閉じたままとなり、インクタンク１０内のインクが外部に漏出することはない。
【００８８】
なお、収納空間Ｓ内に導入される空気の体積増加を許容できるよう、当該増加量（ΔＶｉ）以上に、可動部材の変形（上方への変位）による容積増加量（Ｖｓ）が定められているのが望ましい。
【００８９】
以上のように、一方向弁３０を通して、インクタンク１０内に外気を導入することにより、インクタンク１０内のインクの消費量（インクの取り出し量）に応じて、インクタンク１０内のインクの液面が低下するため、供給口１５を通して、インクタンク１０内のインクをほぼ完全に取り出すことができる。しかも、一方向弁３０は、インクタンク１０内から外部へのインクの導出を阻止するため、インクタンク１０の使用時等における姿勢の如何に拘わらず、インクタンク１０内のインクは連通口１６から外部に漏出しない。したがって、インクタンク１０の使用時等における姿勢は、特に制限を受けることがない。
【００９０】
なお、一方向弁３０は、本例のようなダイヤフラムを用いた構成のみに特定されず、例えば、ばね部材の付勢力によって弁体が弁座に押し付けられる一般的な逆止弁と同様の構成等、種々の構成のものを用いることもできる。つまり、一方向弁３０は、インクタンク１０内から外部へのインクや気体（流体）の導出を阻止し、かつ外部からインクタンク１０内への空気（気体）やインク（流体）の導入を許容するものであればよい。仮に、インクタンク１０の構成上、インクタンク１０の外部における一方向弁３０の外側（例えば、図３（ｂ）におけるダイヤフラム３１の下側）にインクが存在する場合には、一方向弁３０によって、その外部のインクのインクタンク１０内への導入が許容されることになる。
【００９１】
また、インクタンク１０における連通口１６の位置は、インクタンク１０の底部のみに特定されず任意である。例えば、収納空間Ｓ内に導入された空気が位置するインクタンク１０内の上部や側部に位置するように、連通口１６を設けてもよい。
【００９２】
１．２ 基本的構成の第２例
図７は、本発明の基本的構成の第２例を説明するための図である。図示の形態では、インクの収納空間Ｓの外側に、可動部材１１を外側に押し広げる力を作用することで記録ヘッドのインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる引っ張りばね形態のばね部材４２が設けられている。
【００９３】
すなわち、このばね部材４２の機能も上述の第１例に係るばね部材４０の機能と実質的に同様である。しかし、本例ではばね部材４２がインクと直接接触しない構成であるので、ばね部材自体の長期保存製および耐久性が向上するとともに、ばねおよびインクの材料の選定の自由度が増す。
【００９４】
１．３ 基本的構成の第３例
第１例においては、負圧発生のためにばね部材を設けた構成としたが、可動部材を構成する変形可能な可撓性膜自体をばね性を持ったもので形成し、ばね部材の配設を省くこともできる。すなわち、可撓性膜を収容空間Ｓの容積を増大する方向の変位習性を付与した部材とすることにより、可撓性膜自体を付勢手段としてのばね部材に兼用することができる。
【００９５】
図８はその構成例を示すもので、適切なばね性を有する可撓性膜を用いて可動部材１１’を形成し、第１実施形態に係るばね部材４０と実質的に同様な機能を実現している。本実施形態は特別なばね部材が配設されないので、インクの収容効率が向上し、またインクタンクの製造コストを低廉化する効果がある。
【００９６】
なお、そのような可撓性膜を有するインクタンクとしては、例えば特許文献５に開示されたもののように、インクタンク外壁と、この外壁から分離して変形可能なインク収容内壁とがダイレクトブロー成型により同時に一工程で形成されたものを用いてもよい。
【００９７】
このようなインクタンクは、例えば、インクタンクと記録ヘッドとの位置関係による水頭差や記録ヘッドにおいて生じる負圧の大きさなどの関係から、記録へッドに対する負圧が有る程度適切な範囲に維持され、ばねを用いなくても記録へッドのインク吐出には支障がない場合に用いることができる。
【００９８】
１．４ 基本的構成の第４例
第１例においては、ばね部材をコイルばね形状のものとして説明したが、板ばね形状のものを用いて構成することもできる。
【００９９】
図９はその構成に係るインク収納ユニットの一例を示す斜視図であり、四角枠状のフレーム１１５の上下の開口部に、上下のばね・シートユニット１１４を取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から成るばねユニット１１２と、可撓性のタンクシート（可撓性部材）１０６とによって構成される。フレーム１１５には、インク供給口１５と連通口１６とが形成されている。
【０１００】
図１０から図１４は、このようなインクタンク１２７の製造方法を説明するための図である。
【０１０１】
まず、図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、可撓性のタンクシート１０６を凸型に成型する工程の説明図である。
【０１０２】
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成型されたものであり、このシート材料１０１は、インクタンク性能の重要なファクターを占める。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、さらに、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。
【０１０３】
このようなシート材料１０１は、図１０（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）を有する成型金型１０２を用いて凸型に成型する。すなわち、シート材料１０１は、バキューム孔１０４に吸着され、成型金型１０２からの熱により凸形状部１０３に沿う凸型に成型される。シート材料１０１は、図１０（ｂ）のように凸型に成型されてから、図１０（ｃ）のように、タンクシート１０６として所定のサイズに切り出される。そのサイズは、次工程の製造装置に適したサイズであればよく、インクを収容するインクタンク１２７の容積などに応じて設定することができる。
【０１０４】
図１１（ａ）は、インクタンク１２７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。
【０１０５】
図１１（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。
【０１０６】
図１２（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、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１２（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。
【０１０７】
図１２（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。
【０１０８】
図１３および図１４（ａ），（ｂ）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制作した他のばね・シートユニット１１４を熱溶着する工程の説明図である。
【０１０９】
図１３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１４（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。すなわち、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。
【０１１０】
さらに、押さえ治具１２１を下降させて、図１４（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の上側のフラット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。したがって、図１４（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。
【０１１１】
このように、上側のユニット１１４のタンクシート１０６の平面部１０６Ａと、下側のユニット１１９のタンクシート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の平行度が高いインクタンク１２７を安定的に大量生産することができる。また、一対をなすばね１０７は、図１４（ａ），（ｂ）中において対称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の平面部１０６Ａの平行度が高いインクタンク１２７をより安定的に生産することができる。さらに、インクタンク１２７内の容積変化に伴なって、一対をなすばね１０７が図１４（ａ），（ｂ）中において対称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、インクタンク１２７のシール性、耐圧性、耐久性が向上することになる。
【０１１２】
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７のインクタンク１２７が完成する。インクタンク１２７の内部は、インク供給口１５と連通口１６とによってのみ外部に連通する密閉構造となっている。
【０１１３】
図１５は、以上の工程を経て製造されたインクタンクを備えたインク収納室の断面図である。
【０１１４】
インクタンク１２７の内部にはインクの貯蔵が可能であり、そのインクは、インクタンク１２７のインク供給口１５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２０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）が備えられており、インクタンク１２７から供給されたインクの吐出が可能となっている。インクタンク１２７内には、上述の実施形態と同様、連通口１６を介して空気を導入することが可能である。さらに、蓋１３２によって準密閉構造とされたインクタンク収納室１３０は、小孔の連通口１２のみによって外部と連通している。
【０１１５】
なお、単一のインクタンクのみを収納するインクタンク収納室を構成することもできるし、複数のインクタンクを収容するインクタンク収納室を構成することもできる。
【０１１６】
図１６はその構成例を示し、収容室１３０内にインクタンク１２７が複数個取り付けられる。インクタンク１２７は、取り付け部１３１に溶着や接着によって取り付けられる。その後、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内を準密閉空間とすることができる。
【０１１７】
１．５ インクジェット記録装置への適用例
図１７は、本発明を適用可能な液体使用装置としてインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。
【０１１８】
本例の記録装置５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸５１，５２によって、キャリッジ５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ５３には、記録ヘッド２０（図１７においては不図示）と、その記録ヘッド２０にインクを供給するインクタンク１０が搭載される。記録ヘッド２０とインクタンク１０は、上述した実施形態と同様に構成されており、インクジェットカートリッジを構成するものであってもよい。被記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置５０は、記録ヘッド２０を主走査方向に移動させつつ、プラテン５７上の用紙Ｐの記録領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。
【０１１９】
記録ヘッド２０は、インクを吐出するためのエネルギーとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギーを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギーによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッド２０におけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。
【０１２０】
キャリッジ５３の移動領域における図１７中の左端には、キャリッジ５３に搭載された記録ヘッド２０のインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）５８が設けられている。回復系ユニット５８には、記録ヘッド２０のインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッド２０の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吸引回復処理」ともいう）をする。また、キャップ内に向かって、インク吐出口からインクを吐出させることによって、記録ヘッド２０の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吐出回復処理」ともいう）をすることもできる。
【０１２１】
本例の記録装置においては、記録ヘッド２０と共にキャリッジ５３に搭載されたインクタンク１０から、記録ヘッド２０に対してインクが供給されることになる。
【０１２２】
１．６ 変形例
インクタンク１０における収納空間Ｓの内壁は、少なくとも一部を変形可能な可撓性膜などの可動部材１１によって構成する他、全部をそのような部材で構成してもよい。この場合には、可動部材１１を外装３に接合する工程を省略でき、部品点数を低減することが可能となり、製造コストを低廉化できるという効果がある。また、そのような変形可能な部材を設ける代わりに、収納空間Ｓの内容積に応じて変位する部材を一部に有したものでもよい。
【０１２３】
また、インクタンク１０に、インク供給口１５と連通口１６の形成予定位置を設定しておいて、インクタンク１０の使用時に、それらのインク供給口１５と連通口１６を形成するようにしてもよい。また、インクタンク１０は、インクが収納可能であればよく、予めインクが収容されていなくてもよい。
【０１２４】
また、上例では記録ヘッドと分離不能に、または分離可能に一体化されて主走査されるインクタンクの構成について説明したが、記録ヘッドとは別体に設けられ、チューブ等を介して記録ヘッドに向けてインクを供給するとともに所要の負圧を発生する手段が設けられているインクタンクに対しても本発明を適用することができる。
【０１２５】
２．インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続の諸実施例
インクタンク１０に対し記録ヘッド２０および一方向弁３０を互いに分離できないように結合することによって、インクジェット記録装置に対して着脱可能なインクジェットカートリッジを構成することもできるが、その双方または一方を分離可能な構成としてもよい。
【０１２６】
この項では、インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合態様のいくつかの例について説明する。
【０１２７】
２．１ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合態様の第１例
図１８は、インクタンク１０と記録ヘッド２０とを互いに分離できないように結合し、かつインクタンク１０と一方向弁３０とを分離可能に結合した構成である。本例の場合は、インクタンク１０と記録ヘッド２０の結合体の交換、一方向弁３０のみの交換、またはインクジェットカートリッジ全体の交換ができる。
【０１２８】
この場合においては、各機能部材をそれぞれ交換できるため、長期間使用時に仮に機能低下を生じた場合でも、その部分のみを交換することで、メンテナンスコストを低廉化することができる。さらには、異なる記録ヘッドや異なる記録装置に同一のインクタンク１０を装着する場合や、同一の記録ヘッドにおいても使用方法が異なる場合においては、記録ヘッドにかかる最適な負圧値が異なる場合があるが、同一のインクタンク１０を用いても、一方向弁３０だけを交換することで、負圧値を自由に設定することが可能となり、非常に汎用性のあるシステム構成となる。
【０１２９】
２．２ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合態様の第２例
図１９は、インクタンク１０と一方向弁３０とを互いに分離できないように結合し、かつインクタンク１０と記録ヘッド２０とを分離可能に結合した構成である。本例の場合は、インクタンク１０と一方向弁２０の結合体の交換、記録ヘッド２０のみの交換、またはインクジェットカートリッジ全体の交換ができる。フィルタ２３は、インクタンク１０側に備えてもよい。
【０１３０】
この場合においては、インクタンク１０と一方向弁３０とを分離可能とするための構成部品が必要なく、全体として製造コストの低廉化に効果的である。
【０１３１】
また、インクタンク１０と記録ヘッド２０とを分離可能に結合し、かつインクタンク１０と一方向弁３０とを分離可能に結合することによって、インクタンク１０のみの交換、記録ヘッド２０のみの交換、および一方向弁３０のみの交換が可能となる。その場合、フィルタ２３はインクタンク１０側に備えてもよい。
【０１３２】
インクタンク１０を一方向弁３０とを分離可能としたことにより、比較的精密な部品である一方向弁３０の保護に意を払いながらインクタンク１０を物流する必要がなく、より簡便なパッケージで物流することが可能となる。
【０１３３】
２．３ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第３例
図２０は、インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第３例を示す断面図である。
【０１３４】
本例では、図に示すように一方向弁３０は記録ヘッドチップ(以下、単に記録ヘッドともいう)と一体に設けられる。そして、インクタンクは、この記録ヘッド２０と一体に設けられた一方向弁３０に対して着脱自在に装着されるものである。
【０１３５】
一方向弁３０は、記録ヘッド２０を保持するホルダ２２の一部に設けられ、この弁にはその開閉する通路と連通する中空のジョイント針２３８が取り付けられる。一方向弁３０は、先端にシール弾性体２３３を取り付けた可動部材２３１とこの可動部材２３１の動作を弁を閉める方向に付勢するばね２３２を主要な構成とするものである。すなわち、可動部材２３１はその両側(図の上下方向の両側)に作用する圧力差に応じて、ばね２３２により図中下方に付勢されと、そのシール弾性体２３３が大気連通孔を形成する孔の周囲に設けられた他方のシール弾性体２３４と当接し、弁を閉状態とする。一方、上記圧力差が可動部材２３１を図中上方に付勢するものであり、かつその力がばね２３２の付勢力より大きいときは、可動部材２３１は上方に動作して弁を開状態とする。
【０１３６】
なお、図では一方向弁としてニードル弁形態のものを例示するが、上述したようなダイアフラム弁を用いてもよいことは勿論である。このことは、インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第４例以降でも同様である。
【０１３７】
記録ヘッドのホルダ２２には、インク供給用のジョイント針２２８も設けられる。そして、その中空の内部は記録ヘッド２０のフィルタ２２５を具えたインク流路２２７に連通している。記録ヘッド２０は、複数のインク吐出口(不図示)を具え、各吐出口に連通するインク路(不図示)には熱エネルギーを発生してインクに気泡を生じさせるための電気熱変換素子(不図示)が設けられ、これらのインク路に上記インク流路２２７を介してインクタンクからインクが供給される。
【０１３８】
インクタンク１０は、概略、そのインク収納部の一部を形成する可撓性の可動部材１１と、この可動部材１１を図中上方に付勢するばね２１５を備えるものである。この構成により、図２１（ａ）〜（ｃ）にて後述されるように、記録ヘッド２０のインク吐出口に適切なメニスカスを形成するための適正な範囲の負圧を発生することができる。詳しくは、インクタンク１０内における可動部材１１の上側空間は外装１３によって覆われ、この外装１３に大気連通口１２が設けられることによって、可動部材１１に対して大気圧を作用することができる。また、この外装１３は可動部材１１を外力から保護するシェルとしての役割を果たす。本実施形態の可動部材１１は変形可能な可撓性膜（シート部材）によって形成されており、その中央部分は圧力板１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。すなわち、この圧力板１４によって比較的大きな面積の可撓性膜に対してばね２１５の付勢力を伝えることができる。可動部材１１は、その中央部分が凸状とされていて、側方から見た形状が台形となっている。以上から明らかなように、この可動部材１１はその収納空間のインク量の変化や圧力変動に応じて変形することができるものである。また、その際に、可動部材１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、その可動部材１１の中央部分がほぼ水平姿勢を保ったまま上下動する。このように可動部材１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴なう衝撃の発生がなく、その衝撃に起因して収納空間内に異常な圧力変動が生じることを防止できるものである。また、例えば外気の圧力や温度の比較的大きな変動があっても、上記の可動部材の変位によってそれを吸収することもできる。
【０１３９】
インクタンク１０の下部には、一方向弁３０のジョイント針２３８とインク供給用のジョイント針２２８とそれぞれ接続するゴム栓１８、１７が設けられている。これにより、インクタンクがホルダ２２に装着されない、単独の状態にあるときにインク収納部を完全に密閉空間としてインクの漏れなどを生じないようにすることができる。また、インクタンク１０をホルダ２２に装着する動作は、まず、上記の各ジョイント針を対応するゴム栓に対して挿入することによって行なわれる。そして、この挿入により、各ジョイント針のジョイント針穴２３９、２２９を介して空気またはインクの流通が可能となる。
【０１４０】
以上のように、大気導入のために一方向弁を用いることにより、液体シールを用いる前述の従来例のように、容器内外の極端な気圧差やインクタンクを取り扱う際の衝撃や落下など、種々の条件により液体シールが破られ、収容するインクが漏出するなどの不都合を生じることなく、外部からの大気導入を良好に行なうことができる。また、従来例の液体シールにおいてメニスカスを適切に形成するには、これを用いるインクタンクの容量などの仕様に応じて環状オリフィスなどが設計される必要があり、このため、一種類の液体シールユニットを汎用的に種々のインクタンクに用いることは事実上不可能である。これに対し、一方向弁は、用いているばねの弾性係数などにもよるが、メニスカスを形成する必要がないためインクタンクの仕様に関して比較的広い範囲に適用できる。
【０１４１】
また、以上説明したように、一方向弁をインクタンクと別個に設けた場合でも、例えば、インクタンクと一方向弁とを接続する際、特にインクメニスカスを形成するなどの処理を行なわなくても、そのときの圧力に応じて多くの場合にはジョイント針の部分にインクメニスカスが形成され、その後の弁動作が適切に行なわれる。このように、一方向弁はインクタンクと別個に設けても特に支障を生ずることはないため、大気導入のための弁を設ける位置がインクタンクの位置によって制約されず、記録装置を設計する上での自由度が向上させることが可能となる。
【０１４２】
さらに、弁の配設位置に関する以上のような設計上の自由度により、記録ヘッド２０と一方向弁３０を備えたホルダ２２は、図１７に示したインクジェット記録装置のキャリッジに固定されもしくはキャリッジの一部をなすものとすることができるのである。すなわち、インクジェト記録装置は、装置の実質的な使用期間に関して十分耐久性のある記録ヘッドを用い、または、そのような期間記録ヘッドの性能を維持できるインクを用いることにより、インクタンクのみを交換可能とする構成とすることができる。これにより、用紙等の記録媒体を除けば、ランニングコストをほぼタンク交換のコストのみとすることができる。
【０１４３】
なお、新たに使用される初期状態のインクタンクは、インクが完全に充填され、ばね２１５は許される範囲で伸び切った状態となっており、この状態ではインク収納室内は負圧が最小の状態、もしくは逆にやや正圧の状態となっているのが通常であると考えられる。しかし、環境条件や運搬時の状態などに起因して、装着時において高い負圧状態となっていることも考えられる。その状態のインクタンク１０が装着された場合、仮に記録ヘッド側２０のジョイント針２２８が一方向弁３０側のジョイント針２３８に先立って収納空間内に進入すると、一方向弁３０から適正値の負圧を得るべく空気が導入される前に、記録ヘッドのインク吐出口に形成されるインクメニスカス保持力を越える過大な負圧が記録ヘッド２０に作用し、記録ヘッド２０側からインクを吸い上げてしまうことが考えられる。
【０１４４】
このような場合、インクタンクが完全に装着された後に、記録装置に設けられる吸引回復装置によって吐出口を介してインクを排出させるような動作を行うことも考えられるが、そのような処理を省き、またインクの消費量を抑える観点からは、一方向弁３０側のジョイント針２３８が記録ヘッド側２０のジョイント針２２８に先立って収納空間内に進入するよう構成することが好ましい。すなわち、ジョイント針穴２３９および２２９が、それぞれ、ジョイント針２３８および２２８先端に設けられるのであれば、一方向弁３０側のジョイント針２３８を記録ヘッド側２０のジョイント針２２８より長くしておくような構成である。そのような構成によれば、一方向弁３０側のジョイント針２３８が収納空間内に進入することで、一方向弁３０から空気が導入されて適正な負圧が得られてから記録ヘッド２０への供給経路が形成されることになる。
【０１４５】
図２１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、特に、図２０に示したインクタンク１０におけるそのインク供給動作に伴うインクタンク内の負圧の調整を説明するための図である。
【０１４６】
図２１（ａ）は、インク収納空間内にインクが満充填されたインクタンク１０の初期状態から、そのインクが少し消費された状態を示している。このようなインク消費に伴い、収納空間では消費されたインクの体積分の空間に応じた圧力低下を生じ、これに応じて可動部材１１は下方へ変位する。この可動部材１１の変位は同時にばね２１５の変位を生じさせ、ばね２１５はその変位に応じた弾性力を生じて最終的に平衡状態に至る。そして、この平衡状態における収納空間の上記弾性力に応じた負圧がそのときインク量に対応した負圧となる。
【０１４７】
図２１（ｂ）は、さらにインクの消費に伴なって、可動部材１１が下方に変位し可動部材１１の下方への自由変位が最大となった状態を示している。すなわち、この状態からさらにインクが消費されると、可動部材１１としての可撓性膜にその保持部との間で張力が作用し可動部材１１の変位が阻止される。
【０１４８】
この状態からさらにインクが消費されると、上述したばね２１５の弾性力と上記の張力の和(このうち張力のみがインク量に応じて変化する)に応じた負圧が生じる。この過程で、予め定められた所定の負圧を越えると、図２１（ｃ）に示すように、一方向弁３０の可動部材２３１は上記負圧と大気圧との関係によってばね２３２の弾性力に抗して上方に変位して弁を開状態とし、ジョイント針２３８の穴２３９を介して収納空間内に外気が導入される。これにより、負圧は適正な値に維持され、その後の記録ヘッドのインク吐出動作においてもその動作に応じて良好にインクを供給し、インクタンク１０内のほぼ全てのインクを使い切ることができる。
【０１４９】
以上のように、収納空間内の圧力は所定の圧力以下にはならず、これにより、収納空間内の負圧を、常に一定の範囲内に維持することができ、記録ヘッド２０にインクを安定供給して、所期の記録動作を実行することが可能となる。
【０１５０】
なお、収納空間内にエアーが溜まっている状態において、外気圧の低下や環境温度の上昇によって、その収納空間内のエアーが膨張した場合には、可動部材１１が上方に変位する。すなわち、可動部材１１は、収納空間内のエアーの膨張に応じて上方に変位することにより、そのエアーの膨張分の圧力変化を吸収する。したがって、収納空間内の圧力は所定圧以上には上昇せず、その収納空間内は、より確実に一定圧に維持されることになる。また、このように収納空間内のエアーが膨張した場合においても一方向弁３０は閉じたままであり、インクタンク１０内のインクが外部に漏出することはない。
【０１５１】
また、一方向弁３０は、インクタンク１０内から外部へのインクの導出を阻止するため、インクタンク１０の使用時等における姿勢の如何に拘わらず、インクタンク１０内のインクは連通口１６から外部に漏出しない。したがって、インクタンク１０の使用時等における姿勢は、特に制限を受けることもない。
【０１５２】
２．４ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第４例
図２２は、インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第４例を示す断面図である。
【０１５３】
本例は、インクタンク、記録ヘッドおよび一方向弁をそれぞれ別体のものとしたものである。同図に示すように、インクタンク１０は記録ヘッド２０を一体に設けたホルダ２２Ａによって保持され、また、この記録ヘッド２０はホルダ２２Aとともにインクジェット記録装置に設けられたキャリッジ２２Ｂに装着される。この構成においても、上例と同様、インクタンク１０が装着される際に一方向弁３０のジョイント針２３８と記録ヘッド２０へのインク供給用のジョイント針２２８が、インクタンク１０のゴム栓１８、１７にそれぞれ挿入される。
【０１５４】
本例の一方向弁も、インクタンクと別個に設けられることにより、上例で説明した効果と同様の効果を得ることができることはもちろんであり、さらに、その配設位置について次のような利点を有するものである。これは、本例の一方向弁として、記録ヘッドの寿命に比べて長い寿命のものを用いる場合であり、これにより、記録ヘッドを交換してもこの弁をさらに用いることができ、実質的に記録装置の寿命と同様の期間用いることが可能となる。この結果、一方向弁の分についてランニングコストを低減することができる。
【０１５５】
２．５ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第５例
図２３は、インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第５例を示す断面図である。
【０１５６】
本例では、インクタンクと記録ヘッドが一体に形成され、これと一方向弁とをそれぞれ別体のものとしたものである。同図に示すように、インクタンク１０と記録ヘッド２０は一体に形成される。すなわち、インクタンク１０と記録ヘッド２０はフィルタ２２５を備えたインク流路２２７を介して接続されている。そして、このインクタンク１０と記録ヘッド２０一体のユニットは、ホルダ２２Ｃに装着される。一方、一方向弁３０はこのホルダ２２Ｃに一体に設けられる。この構成では、インクタンク１０が装着される際に一方向弁３０のジョイント針２３８のみが、インクタンク１０のゴム栓１８に挿入されることになる。
【０１５７】
本例の一方向弁も、インクタンクと別個に設けられることにより、上例と同様の効果を得ることができることはもちろんであり、さらに、その配設位置について次のような利点を有している。例えば、記録ヘッドやインクタンクの耐久性の低下に影響を及ぼす特殊なインクを用いるような場合、インクがなくなりインクタンクを交換するときに記録ヘッドも同時に交換することが望まし。これに対し、一方向弁は、図２０に係る例のホルダ２２と同様、インクジェット記録装置のキャリッジに固定されもしくはキャリッジの一部をなすものである。すなわち、本実施形態の一方向弁として、記録ヘッドの寿命に比べて長い寿命のものを用いることにより、記録ヘッドを交換してもこの弁をさらに用いることができ、実質的に記録装置の寿命と同様の期間用いることが可能となる。この結果、一方向弁の分についてランニングコストを低減することができる。
【０１５８】
２．６ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第６例
図２４は、インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第６例を示す断面図である。
【０１５９】
図２４に示すように、本実施形態は上述した三つの例と異なり、一方向弁３０を記録装置の所定の箇所に固定的に設け、ジョイント針２３８と弁３０とをチューブ２３５によって接続するとともに、ジョイント針２３８をキャリッジ状のホルダ２２Ｄに固定したものである。一方、インクタンク１０と記録ヘッド２０は一体に形成され、この一体のユニットはホルダ２２Ｄに装着される。そして、この装着の際、インクタンク１０のゴム栓１８に、ホルダ２２Ｄに固定されたジョイント針２３８が挿入されることになる。
【０１６０】
本例の一方向弁も、インクタンクと別個に設けられることにより、図２０に係る例で説明した効果と同様の効果を得ることができることはもちろんであり、さらに、その配設位置について次のような利点を有している。例えば、一方向弁について精度の高いものを用いそのためそのサイズが比較的大きくなる場合には、キャリッジ上に設けるとそのためのスペースによってキャリッジ自体も大きくなり記録装置が大型化するおそれがある。これに対し、一方向弁を装置のスペースを有効利用できる所定箇所に設けることにより、装置の大型化をもたらすことなく精度の高い弁を用いることが可能となる。
【０１６１】
なお、チューブを用いた本実施形態は、インクタンクと記録ヘッドが一体の例に関するものであるが、チューブの形態はこのような一体の場合にのみ適用されず、図２０、図２２に示したインクタンクと記録ヘッドが別体の形態であっても適用できることは以上の説明からも明らかである。
【０１６２】
２．７ インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの接続態様の第７例
図２５は、図２４に係る例の変形例を説明する図である。
【０１６３】
同図に示すように、一方向弁３０とジョイント針２３８とを接続するチューブ３５Ａ、３５Ｂの経路の途中にバッファタンク２３６を設ける。これは、インクタンクの環境の比較的大きな変動や装置に加わる衝撃などにより、ジョイント針２３８を介してチューブ内にインクが入り込んだ場合、これが一方向弁３０に至ると弁動作に悪影響を及ぼしたりすることなどを未然に防止するためである。すなわち、仮に、ジョイント針２３８を介してインクがチューブ２３５Ａ内に入り込んでも、そのインクはバッファタンク２３６に留まり、一方向弁３０に直接接続するチューブ２３５Ｂに入り込むことは防止できる。なお、図２５は、チューブ２３５Ａの下端がバッファタンク２３６に貯留されたインク内に浸された状態を示しているが、このバッファタンク内のインクは一方向弁３０を介して外気が導入される際、インクタンク１０内外の圧力の関係に応じてインクタンク１０内に戻される。
【０１６４】
なお、可動部材１１は前述したように、インクタンク１０の圧力が急激に増加した場合にその増加を吸収すべく変位できるよう構成されたものであるが、本実施形態のバッファ構成は、その変位によっても吸収できないような圧力変動やインク振動によってチューブ内にインクが入りこむような場合に対処したものである。
【０１６５】
２．８ インクタンクもしくは記録ヘッドの装着機構
図２６（ａ）および２６（ｂ）は、以上説明したインクタンクもしくは記録ヘッドを装着するための構成を模式的に示す図である。
【０１６６】
図２６（ａ）は、図２０に示した形態のインクタンク１０を装着し固定する構成を示しており、具体的には、ホルダ２２の上端に設けられた爪２３がインクタンク１０の上端部に係合してそのインクタンクを固定するものである。
【０１６７】
一方、図２６（ｂ）は、図２３に示した形態のインクタンク１０を装着し固定する構成を示しており、ホルダ２２Ｃの上端に設けられた爪２３がインクタンク１０の上端近傍に形成された溝１０ａに係合してそのインクタンクを固定するものである。
【０１６８】
２．９ 変形例
なお、一方向弁を介してインクタンク外部から強制的に大気を導入して加圧するような構成としてもよく、これによってもインクタンク内部の圧力を適性な範囲に保つことが可能となる。
【０１６９】
さらにこれに関連して、インクタンクにおける収納空間の内壁は、少なくとも一部を可撓性膜などの可動部材によって構成する他、全部を可動しない剛性の部材によって構成してもよい。
【０１７０】
３．他の形態に係る一方向弁を用いたインクタンクの諸例
以上の諸例では、インクタンクの記録ヘッドと接続される側部に大気連通部ないし一方向弁が配設されるものとしたが、それらの配設位置はそれらの例に限られることなく、適宜の部位に設けることができる。以下では、大気連通部をインクタンクの可動部材に設けるとともに、一方向弁として機能する機構をインクタンクを収納する容器に配設した諸例を説明する。
【０１７１】
３．１ 第１例
図２７（ａ）〜（ｃ）はその第１例を示す。本例に係るインクタンク１２７は、図９に示したものとほぼ同様の形態を有し、図１６に示したものとほぼ同様の容器１３０内に収容されている。但し、本例のインクタンクは、フレーム１１５のインク供給口１５と同じ側部に連通口１６を設ける代わりに、タンクシート部１０６と圧力板１０９とを貫いて大気導入用開口２が設けられている点が図９の構成と異なっている。また、図示の例では、容器１３０は単一のインクタンクを収容するものとして示されており、収容空間内は大気連通口３を介して大気に開放されている。
【０１７２】
図２７（ａ）は、インクタンク１２７内にインク７が満たされてインクタンク１２７が膨らんでいる状態を示す。ここでインク７は、フィルタ１３７を介して供給路１３６へ供給され、さらにインク使用部としてのヘッドチップ１３３に設置されている、ヒータボード１３４へと更に供給される。
【０１７３】
図２７（ａ）において、インクタンク１２７を構成しているタンクシート部１０６と圧力板１０９の接合部に大気導入用開口２が形成されている。大気導入用開口２は、タンク収納室１３０の該大気導入用開口２に対応する位置に取り付けられた密閉部材として作用する密閉ゴム１で塞がれている。ここで、大気導入用開口２が密閉ゴム１で塞がれている時は、大気導入用開口２周囲の平面性が必要であり、また、インクタンク１２７の収縮や膨張で密閉ゴム１との相対的位置関係がずれないようにする必要があることなどを考慮すると、大気導入用開口２が設けられている可動部材としての圧力板１０９は、インクタンク１２７の収縮及び膨張によって変形しない剛性を持つ平板状部材であることが好ましい。本例においては、圧力板１０９はＳＵＳ３０４で構成した板状部材を用いている。
【０１７４】
なお、この大気導入用開口２は、上記したようにタンクシート１０６と圧力板１０９の接合体に貫通しインクタンク１２７内部と外部とを連通している穴であり、その大きさはインクがメニスカスをはることができ、密閉ゴム１から離間されたとき、即ち密閉状態が解放されたときに、更にこの部分から空気を取り込むことができる大きさであればよい。具体的には、直径０．０１ｍｍ〜２ｍｍ程度の大きさが好ましい。使用するインクの表面張力・粘度等の物性やタンクシート１０６の剛性・弾性等を考慮して、適切な大きさを選べばよい。また、大気導入用開口２の形状としても円形に限定されるものではなく、同一面積の楕円形や多角形の形状でもかまわなく、特に形状を規定するものではない。また、大気導入用開口２に密着する密閉ゴム１としては、大気導入用開口２がこの部分に接触した際に、完全な密着を得ることが必要であるため、ゴム、エラストマ−又は弾性を有する樹脂等の部材を用いることが好ましい。ここで、密閉ゴム１は、インクタンク１２７が膨らんでいる状態の時には、その膨張によってある程度圧縮されている状態にある。すなわち、密閉ゴム１は、無負荷状態（圧縮されていない状態）における所定の大きさから押し込まれている状態にある。したがって、インクタンク１２７の膨張力と、密閉ゴム１の圧縮されていることからくる反発力で、大気導入用開口２の密閉を確実なものにしている。さらに、必要に応じ、密閉ゴム１とタンクシート１０６の密着する部分における大気導入用開口２の外周部に、耐インク性に優れたグリス等を塗布して密閉性を上げることも有効である。
【０１７５】
次にインクが消費されて、インクタンク１２７内のインク量が減少してきた場合の動作について説明する。図２７（ｂ）は、インクの消費に伴って、インクタンク１２７内の体積が減少して収縮する状態を示す。これはインクタンク内のインクの体積が減少することによって起こるものであって、これに伴って可動部材としての圧力板１０９が矢印Ａ１及びＡ２方向に向かって移動する。この圧力板１０９の移動で、ばね１０７の部分も同一方向に押され、それに伴い、ばねの反発力がインクへの負圧となって現れる。従って、このインクタンク１２７の収縮が進んでいくと、インクへの負圧は徐々に強くなっていく。
【０１７６】
さらに、このようなインクタンク１２７の収縮動作が進むにつれ、密閉ゴム１は、圧縮される力が次第に弱まることにより、そのゴム弾性によって元の所定の大きさに戻っていく。図２７（ｂ）は、この過程における密閉ゴム１が最大に伸びた状態（元の所定の大きさに戻った状態）で大気導入用開口２と離間される直前の状態を示している。この状態は、密閉ゴム１が圧縮されていない状態で、密閉ゴム１に対するインクタンク１２７からの押圧力が発生し始める状態でもある。
【０１７７】
この後、更にインク消費が継続されていくと、更にインクタンク１２７が収縮しようとするため、密閉ゴム１に対するインクタンク１２７の押圧力がほぼ０になるとともに、瞬間的に図２７（ｃ）に示すように、密閉ゴム１が大気導入用開口２から離間される状態となる。この離間によって、大気導入用開口２よりインクタンク１２７内へ空気４が導入される。この空気４が導入されることによって、タンク内体積が増大し、それによってタンクシート１０６は再び外方、即ち矢印Ｂ１及びＢ２方向へ広がることで、大気導入用開口２は密閉ゴム１に再び当接し、瞬時に密閉され、再び図２７（ｂ）の状態に戻る。ただし、この状態では中に貯留されているインクの液面７ａは図２７（ａ）の状態よりも下がっていることはいうまでもない。この図２７（ｂ）と図２７（ｃ）との状態になる動作の繰り返しによって、インクの消費が進んでも、タンク内の負圧は、常に一定の範囲内を保つことが可能となる。また、インクジェットヘッドを介して消費されたインクと略同体積で、インクタンク内に空気が導入される。したがって、インクタンク内のインクを完全に該導入空気で置換し、ヘッド側に殆どのインクを供給することが可能となり、タンク内のインクを無駄なく消費できる。
【０１７８】
更に、密閉ゴム１を伸縮できるように設置しているため、インクタンク１２７周囲の温度上昇や外気圧減少等が発生してインクタンク１２７内の空気が膨張しても、その膨張分を、インクタンク１２７がそのばね１０７や可動部材１０９の作用により速やかに膨張して吸収するとともに、このインクタンク１２７の膨張分は密閉ゴム１の伸縮動作で吸収される。これによって、インクタンク１２７内の負圧はそのままに維持されるとともに、大気導入用開口２と密閉ゴム１との密閉性を高めるように作用するため、大気導入用開口２からインク漏れを起こすこともない。
【０１７９】
本例の構成においては、一方向弁として機能する機構をインクタンクを収納する容器内に配設したことにより、インクタンクおよび一方向弁全体のコンパクト化が図られただけでなく、インクタンクの可動部材を利用することで一方向弁の部品点数を低減し、製造コストを低廉化することができる。
【０１８０】
３．２ 第２例
図２８（ａ）〜（ｃ）は、図２７（ａ）〜（ｃ）における密閉部材を別な形態で適用した実施例を示す。ここでは図２７（ａ）〜（ｃ）における密閉ゴム１の替わりに、インクタンク１２７の収縮の方向に移動可能な密閉部材３１１が設けられている。この密閉部材３１１は、図２８（ｄ）に示されるように、樹脂材料で成形された２つの円盤３１１Ａ及び３１１Ｃ、並びにこれらをつなぐ軸３１１Ｂからなる。まず円盤３１１Ａと軸３１１Ｂとをビス止めあるいは接着等で接合し、この接合体を、インク収容室１３０の壁に設けた穴９に内側から通す。この時、軸３１１Ｂの周囲に巻かれる形状のコイルばね８を円盤３１１Ａとインク収容室１３０の壁との間に介在させる。この後、軸３１１Ｂと円盤３１１Ｃとをビス止めあるいは接着等で接合し、密閉部材３１１を形成するとともに、密閉部材３１１をインク収容室１３０の壁に取り付ける。ここでコイルばね８のばね定数はインクタンク内のばね１０７のばね定数よりも低い値として設定される。なお、密閉部材３１１は、本実施態様では樹脂材料で成形されているが、これに限られない。例えば、金属材料で形成してもよい。
【０１８１】
本例においては、密閉力を発生する部材としてコイルばね８を使用したので、図２７（ａ）〜（ｃ）のように密閉ゴムを用いて密閉性を確保する場合に比して、より精密な負圧調整が可能となり、耐久性も向上する。
【０１８２】
以上のような構成における本実施形態のインク供給装置の動作に関する説明を行う。
【０１８３】
図２８（ａ）は、インクタンク１２７が膨らんでいる状態を示している。ここではインクタンク１２７の膨らみに伴う圧力板１０９による押圧力で、密閉部材３１１がインク収容室の外方へ押し出される。この時、コイルばね８は縮んだ状態になっている。
【０１８４】
続いて、インクが消費されていくと図２８（ｂ）の状態となっていく。図２７（ａ）〜（ｃ）での説明と同様にインクタンク１２７は収縮し、圧力板１０９は矢印Ａ１及びＡ２の方向に移動していく。これと共に、コイルばね８のばね力により矢印Ａ２方向に密閉部材３１１が圧力板１０９の動きに追随していく。この間大気導入用開口２は密閉部材３１１の円盤３１１Ａで密閉されたままである。そして、この密閉部材３１１は、実質上硬質の成形部品であり、軸３１１Ｂの長さ分しか動けないため、ついには円盤３１１Ｃがインク収容室１３０の外壁面に突き当たる。この状態が図２８（ｂ）で示した状態である。この状態は、上例における図２７（ｂ）で示されている状態と実質的に同じである。
【０１８５】
さらに、インク消費が継続されていくと、密閉部材３１１と大気導入用開口２との間が離間されて大気導入用開口２の密閉が解除される。すると直ちに図２８（ｃ）のように大気導入用開口２より空気が導入され、タンク内体積が増大する。それによってタンクシート１０６は再び外方、即ち矢印Ｂ１及びＢ２方向へ広がっていき、大気導入用開口２は密閉部材３１１により瞬時に再び密閉され、図２８（ｂ）の状態に戻る。ただし、この状態では中に貯留されているインクの液面は図２８（ａ）の状態よりも下がっていることはいうまでもない。この図２８（ｂ）と（ｃ）の状態になる動作の繰り返しによって、インクの消費が進んでも、タンク内の負圧は一定の範囲内を保つことが可能となる。
【０１８６】
なお、大気導入用開口２と密閉部材３１１との間の密閉状態を高めるために、密閉部材１１中の円盤１１Ａにおけるタンクシート１０６との接触面にゴムシートを貼付したり、あるいは大気導入用開口２に対応する箇所の周囲に耐インク性に優れたグリス等を塗布することも有効である。
【０１８７】
３．３ 第３例
図２９は、インクタンク１２７内に設置するばねを板ばね形状からコイルばねの形状に変更した実施態様であり、他の構成は図２７（ａ）と同様である。この例においても、コイルばね５によって、インクタンク１２７の収縮・膨張が前述の実施例１と同様に起こり、密閉ゴム１も同様に動作し、インクタンク１２７内の負圧を所定の範囲内に維持させることができる。
【０１８８】
本例においては、インクタンク１２７内のばねにコイルばねを使用したことにより、圧力板１０９の傾き方向の変位に追従し易い。これにより、密閉ゴム１の密閉面と圧力板１０９とが平行状態でない場合でも、圧力板１０９が密閉ゴム１の密閉面にならいやすくなり、密閉性をより高めることができる。
【０１８９】
３．４ 第４例
図３０は、タンクシートの一部をタンク収納室１３０の内壁に接着し、収縮・膨張を起こす部分を一面だけにしたタンクシート２０６でインクタンク２２７を構成させた例である。したがって、本実施例において可動部材として作用する圧力板１０９は１枚である。更にここではインクタンク内部に設置するばねを円錐状のコイルばね６としている。このような形態であっても、インクの消費に伴ってタンクシート２０６はタンクの内側、即ち矢印Ｃ方向に向かって収縮し、これと同時に圧力板１０９がタンクの内側に向かって移動することで可動部材として作用する。これによって大気導入用開口２が密閉ゴム１から離間し、実施例１で説明したことと同様に大気導入用開口２より空気を導入する。この空気の導入によって、再びタンクは外側、即ち矢印Ｄ方向へ膨張し、これによってインクタンク２２７内の体積が増大し、再び大気導入用開口２と密閉ゴム１とが密着する。これらの動作の繰り返しにより、インクタンク内の負圧を所定の範囲内に維持させることが出来る。
【０１９０】
３．５ 第５例
図３１は、図２７（ａ）〜（ｃ）に係る例と同形状のインクタンク１２７の上方に大気導入用開口１２を設け、さらにこの大気導入用開口１２を塞ぐ密閉ゴムの形状として、大気導入用開口１２と接する部分を尖塔形状にした密閉ゴム２１としている。このような構成をとることによって、次のような利点が生まれる。まず大気導入用開口１２が上方にあることにより、ここから空気を導入する際に、空気がインク内を通過する機会はタンク内のインク量が多い時、すなわち、インクの液面７Ａが大気導入用開口１２より上方にある場合となる。従ってインク量が消費されて、インク残量が少なくなってくると、大気導入用開口１２から導入されてくる空気は、インク内を通過しないで直接に空気が溜まっている部分へと進む。これによって、インク中を気泡が通過することによる泡立ちを抑制することが可能となる。特に、インクの泡立ちは、インクタンク１２７内のインク量が少なくなった時ほどその影響が大きいため、本例のような構成をとることは望ましい。
【０１９１】
また、密閉ゴム２１の形状が尖塔形状であることによって、大気導入用開口１２を塞ぐ際に平面形状同士で塞ぐよりも確実な密閉を実現できる。
【０１９２】
３．６ 第６例
図３２は、圧力板３０９及びコイルばね２５を、タンクシートの一部をタンク収納室１３０の内壁に接着し、収縮・膨張を起こす部分を一面だけにしたタンクシート３０６で構成させたインクタンク３２７の外側に設置したものである。なお、コイルばね２５は、インクタンク３２７を膨張させる方向、すなわち、図中矢印Ｆ方向に付勢されている。ここで圧力板３０９とコイルばね２５との間の接合は、図１１（ａ）で述べた方法と同様にスポット溶接を適用することができ、また圧力板３０９とタンクシート３０６との間の接合も図１１（ｂ）で述べた方法と同様に熱接着で達成できる。またインク収容室１３０の内壁部とコイルばね２５との間の接合は、接着や嵌合等の公知の方法を適用することができる。この場合においても、インクの消費が進むとインクタンク３２７を形成しているタンクシート３０６はタンクの内側、即ち矢印Ｅ方向に向かって収縮し、これと同時に圧力板３０９がタンクの内側に向かって移動することで可動部材として作用する。これによって大気導入用開口２が密閉ゴム３１から離間し、図２７（ａ）に係る例で説明したことと同様に大気導入用開口２より空気を導入する。この空気の導入及びコイルばね２５の作用によって、再びタンクは外側、即ち矢印Ｆ方向へ膨張し、これによってインクタンク３２７内の体積が増大し、再び大気導入用開口２と密閉ゴム３１とが密着する。これらの動作の繰り返しにより、インクタンク内の負圧を所定の範囲内に維持させることが出来る。
【０１９３】
以上の実施例においては、いずれもインクタンク内部又は外部に弾性部材としてのばねを設けた形態で説明をしてきたが、タンクシートに使用するフィルムの剛性によっては、このばねを設置しなくともフィルムの剛性のみでシートの収縮・膨張を達成できる場合には、必ずしも弾性部材を設けなくともよい。更に可動部材としての圧力板を相対する位置に２個設けた場合、弾性部材はその間に設置しているが、これに限らず各可動部材取り付け位置のシートに対して外側と、インク収容室の内壁との間で設置しても構わない。
【０１９４】
また、各実施例では密閉部材として、所定の範囲を変位可能な、ゴムや軸とばねからなる密閉部材を挙げているが、所定の圧力でインク収納部としてのインクタンク内に大気を導入することが出来、インク収納部内の空気が膨張しても大気導入用開口からインクの導出を阻止する一方向弁のような構成であれば、必ずしも変位可能な弾性部材で密閉部材を構成する必要はない。具体的には各実施例で示されるインクタンク収容室１３０の壁面を利用してもよい。なお、このように密閉部材が変位しない構成を利用する場合には、第１、第２、第４例のように可動部材が複数備えられた構成としたほうが、内部に空気がある場合の環境変化に対して大気導入用開口のない可動部材が移動することが出来るので、より望ましい。
【０１９５】
さらに、本発明において可動部材を付勢する弾性部材と、密閉部材として弾性部材を用いる液体収納容器にあっては、密閉部材の弾性力は可動部材を付勢する弾性部材の弾性力よりも弱いほうが、インクタンク内を所定の圧力以下とする場合に初期に充填できるインク量を多くすることが出来、しかもタンク内に空気が導入される際の可動部材の可動量（バッファ空間）を確保できるので、より望ましい。
【０１９６】
また、大気導入用開口については、インク収容部を形成する部分であれば液体供給口としてのインク供給口を除きどこに設けてもよいが、上述の各実施例のように剛体の可動部材がインク収容部を構成する場合には可動部材に設けたほうが、より安定した大気の導入を可能とする点で望ましい。
【０１９７】
また以上の説明の中で、インクタンクを１つとして１色のインクを収納する形態で説明してきたが、インクタンク収容室内に、それぞれ異なる色のインクを収納するインクタンクを、３個乃至４個配列し、各インクタンクにそれぞれ異なるノズル群を接続すれば、カラー用のインクジェットプリントヘッドを構成できることはいうまでもない。例えば図１６のように複数のインクタンクを収容する場合には、インクタンク間のに隔壁を配置し、この隔壁に一方向弁として機能する部材を配設すればよい。
【０１９８】
４．可動部材構成の好適例
次に、外部の気体がインクタンク内部に侵入するのを防止する上でどのような構成が好ましいかという点について述べる。
【０１９９】
これは、次のような膜における気体の透過メカニズムに関する知見に基づいてなされたものである。
【０２００】
４．１ 気体透過のメカニズム
ある材料を気体分子が透過するメカニズムとしては、大きく分けて２つある。１つは毛細管流れ機構であり、他の１つは活性化拡散流れ機構である。前者は、ピンホールなどの毛細管を通して流れるメカニズムであり、本発明が解決するメカニズムではない。他方、後者の活性化拡散流れ機構は、気体分子が実質的に孔のないプラスチックフィルムの中を透過するときの流れであり、重要なメカニズムである。以下、膜を透過する活性化拡散流れ機構について説明する。
【０２０１】
活性化拡散流れの場合、次に述べるように、第１領域にある気体が膜Ｍを透過して第２領域に侵入する。
【０２０２】
まず、第１領域にある気体分子が膜の表面に凝縮し、その内部に溶解する。その溶解濃度は、第１領域における気体の分圧に比例する。その後、膜の内部に溶解した気体分子は、膜内の濃度勾配を駆動力として、濃度の低い第２領域の方向に向かって拡散していき、そして第２領域側の表面に達してから蒸散放出される。つまり、気体分子は、溶解、拡散および脱着の３つのステップによって膜を透過する。
【０２０３】
本発明においては、例えば、液体収納容器を構成する可撓性材料（膜）を通して、容器外の領域から容器内の領域に向かって酸素や窒素などの気体分子が透過する状況を考えている。
【０２０４】
まず、容器内の第２領域に、負圧の気体が存在する場合を考える。この場合、第１領域から第２領域に向かって気体が透過する駆動力は、容器内部の負圧と気体の浸透圧である。容器外の第１領域と容器内の第２領域との間において、酸素分子や窒素分子の分圧にほとんど差がなくとも、第２領域における液体成分（例えば水分）はほぼ飽和状態にあると考えられるため、液体成分の濃度に関しては、第１領域と第２領域との間に差が生じる。したがって、その第２領域における液体成分の濃度を薄めるべく、第１領域から第２領域に向かって気体を透過させようとしてする駆動力として、気体の浸透圧が生じる。そのため、第１領域から第２領域への酸素分子や窒素分子の浸透量は、後述するように、これら２つの圧力（負圧と浸透圧）を加えた第１および第２領域間の圧力差、膜の面積、および経過時間に比例し、膜の厚さに反比例する。
【０２０５】
次に、第２領域に液体のみが存在する場合を考える。この場合、活性化拡散流れ機構において、３ステップ目の脱着機構が大きく異なる。通常、酸素分子や窒素分子はあまり液体には溶解せず、通常使用している場合、それらは液体中において既に飽和状態にある。つまり、第２領域側における膜の表面に気体分子が達しても、液体中の第２領域では、気体分子が既に飽和状態にあるため、その気体分子は膜から脱着できない。したがって、領域Ｂが液体である場合では、酸素分子や窒素分子の透過はきわめて強く抑制されることになる。
【０２０６】
したがって、液体収納容器における気体の透過を効果的に防止するためには、容器内部の気体領域と、容器外部の大気領域と、の間に位置する容器の部位ついて考えればよい。
【０２０７】
膜を気体が透過するメカニズムは、一般に下式によって表される。
Ｑ＝Ｇ・Δｐ・Ｓ・ｔ／Ｔ
ここで、
Ｑ［ｇ］：気体の移動量
Ｇ［ｇ・ｍ／ａｔｍ・ｍ^２・ｓ］：膜の材料に固有の気体透過係数
Δｐ［ａｔｍ］：その材料によって区切られた領域の圧力差
Ｓ［ｍ^２］：膜の表面積
Ｔ［ｍ］：膜の厚さ
ｔ［ｓ］：経過時間
とする。
【０２０８】
これらのパラメータのうち、Δｐは、容器内の領域と容器外部の領域（外環境）との間における圧力差であり、液体成分濃度の差によって生じる浸透圧と、容器内の負圧によって生じる圧力差と、を加えた大きさである．容器内は、容器内の液体が外部に漏れ出ないように負圧に維持される。容器内への気体の浸透を抑えるべく、この圧力差Δｐを小さくすることは難しい。また、膜Ｍの厚みＴを増加させることは、それを可撓性部材として用いる場合に、その剛性が高まって可撓性の低下を招くために、その機能が損なわれるおそれがある。
【０２０９】
したがって、容器内への気体の透過を抑えるためには、容器内に存在する気体（空気）と接する容器内面の表面積Ｓを減少させることが有効となる。つまり、可撓部材料や気体透過度の高い部材に関しては、それを容器内の気体とできる限り接触させないことにより、それらの材料から容器内への気体の浸透を効果的に防止することになる。使用時の姿勢における可動部材の好ましい位置づけは、このような知見に基づいてなされたものである。
【０２１０】
４．２ 構成例
図３３は、上記知見に基づいて構成した液体収納容器（インクタンク）を説明するための図である。
【０２１１】
容器４１０内部には、剛性の容器本体４１１と可撓性のシート（可撓性部材）４１２によって液体Ｌの収納空間（収納部）Ｓ１が形成されている。シート４１２は、剛性の圧力板４１３を介して、ばね４１４により図３３中の下方、つまり収納空間Ｓ１を拡大する方向に付勢されている。これにより、収納空間Ｓ１は所定の負圧状態とされる。図３３のように、収納された液体Ｌが全く使用されていない未使用の容器４１０は、その収納空間Ｓ１を最大とするように、シート４１２が図３３中の下方に変形している。容器４１０は、図３３のように、シート４１２を下側にして使用される。したがって、容器４１０の使用時において、シート４１２は、重力方向の下側に位置することになる。つまり、シート４１２は、収納空間Ｓ１の重力方向における１／２の位置よりも下側に位置する。収納空間Ｓ１の下部には液体導出口４１５が設けられており、また、本体４１１の上部には大気連通口４１６が設けられている。また、容器４１０内には、シート４１２の下側に位置する空間Ｓ２が形成されており、その空間Ｓ２は連通口４１７を通して大気に開放されている。
【０２１２】
本例の場合は、本体４１１の上部に設けた大気連通口４１６に、ばね４２１，受圧板４２２，可撓性部材４２３，およびシール部材４２４を備えた開閉機構である一方向弁４３０取付けられている。受圧板４２２と可撓性部材４２３には通気孔４２２Ａ，４２３Ａが形成されており、図３３のように、ばね４２１が受圧板４２２を介して可撓性部材４２３をシール部材４２４に押し付けることによって、通気孔４２２Ａ，４２３Ａが閉じられる。この開閉機構は、収納空間Ｓ１内と外気との間の圧力差によって開閉する。すなわち、収納空間Ｓ１内の負圧が所定以上の大きさに達していないときは、図３３のように通気孔４２２Ａ，４２３Ａを閉じて、収納空間Ｓ１内への外部空気の導入を阻止する。一方、収納空間Ｓ１内の負圧が所定以上となったときは、ばね４１４の不勢力に抗して、可撓性部材４２３の変形を伴って受圧板４２２と可撓性部材４２３が下方に変位し、通気孔４２２Ａ，４２３Ａを開く。これにより、大気連通口４１６および通気孔４２２Ａ，４２３Ａを通して、外部の空気を収納空間Ｓ１内に導入する。
【０２１３】
この結果、収納空間Ｓ１内の負圧が所定の範囲に維持されることになる。また、ばね４２１の強さの変更などによって、外部の空気を収納空間Ｓ１内に導入するときの負圧の大きさを容易かつ高精度に設定することができる。
【０２１４】
一方向弁４３０の機能をより具体的に説明すると次のとおりである。以下の説明においては、液体Ｌとしてのインクを収納空間Ｓ１内に収納し、そのインクを導出口１５からインクジェット記録ヘッドに供給するものとする。その記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネルギーとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギーを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギーによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。
【０２１５】
図３３のように、収納空間Ｓ１内にインクが十分に満たされているときには、圧縮されているばね４１４の圧縮変位量に従った伸長力（圧縮による反力）が圧力板４１３を介してシート４１２に作用する。また、このときの伸長力の向きは図３３の下方、すなわちばね４１４が伸長する方向に働く。このとき、収納空間Ｓ１内に対しては、その収納空間Ｓ１の内側に向かう圧力が作用する。すなわち、収納空間Ｓ１内の圧力Ｐ１は、大気圧を「０」とすれば負の符号を有する値（負圧）となる。つまり、収納空間Ｓ１内にて発生する負圧Ｐ１は、ばね４１４による力の向きと逆方向である。このように負圧Ｐ１が収納空間Ｓ１に作用していることによって、記録ヘッド内におけるインク吐出用のノズルのメニスカスに対しても負圧が作用し、その記録ヘッドに設けられているインク吐出口からのインクの漏出が防止される。
【０２１６】
一方、この状態のときは、一方向弁の弁室内において、通気孔４２２Ａ，４２３Ａがシール部材４２４によって密閉される。また、この弁室内には、連通口４１６を介して収納空間Ｓ１の負圧Ｐ１が作用する。この弁室内でもばね４２１の伸長力が働いており、この伸長力は図３３の上側方向、すなわちばね４２１が伸長する方向に作用する。つまり、弁室内においてばね４２１が作用する圧力の向きは、ばね４２１が伸びる方向と等しい。通気孔４２２Ａ，４２３Ａがシール部材４２４によって密閉されるための弁室内の圧力Ｐ２は、負圧Ｐ１の絶対値よりも大きい。すなわち、負圧Ｐ１に対して、それに逆らうばね４２１と可撓性部材４２３とによる力が大きい状態を維持することによって、一方向弁が密閉状態に保たれる。
【０２１７】
さらに、記録ヘッドからのインク吐出が進行して、収納空間Ｓ１内のインク残量が減少すると、これに伴って収納空間Ｓ１内の負圧Ｐ１も高まる。
【０２１８】
すなわち、収納空間Ｓ１内におけるインク残量の減少に伴って、密閉空間である収納空間Ｓ１内の体積も実質的に減少し、これにしたがってシート４１２は上方に変位する。このシート４１２の変位にしたがって圧力板も上方に変位し、ばね４１４の圧縮が進行していく。このばね４１４の圧縮の進行は、その伸長力の増大を意味し、収納空間Ｓ１内の負圧Ｐ１も高まっていく。
【０２１９】
そして、高まる収納空間Ｓ１内の負圧Ｐ１は、いつかは、一方向弁の弁室内の圧力Ｐ２とがつり合うことになる。そのときまでは、一方向弁が密閉状態に保たれる。その後、さらに負圧Ｐ１が高まって、弁室内の圧力Ｐ２によっては、シール部材４２４が通気孔４２２Ａ，４２３Ａを密閉できなくなり、その瞬間に、それらの密閉が解除される。
【０２２０】
この結果、通気孔４２２Ａ，４２３Ａから大気が流入して、それが連通口４１６を介して収納空間Ｓ１内に取り込まれる。この大気の取り込みによって、減少していた収納空間Ｓ１内の容積は増大し、同時に、高まっていた負圧Ｐ１は逆に低下する。その負圧Ｐ１の低下により、一方向弁における通気孔４２２Ａ，４２３Ａがシール部材４２４によって再び密閉される。
【０２２１】
その後、負圧Ｐ１の変化は非常に小さくなり、ほぼ一定の負圧値を保ってインクの消費が進む。そして、再び負圧Ｐ１が高まって、弁室内の圧力Ｐ２によっては、シール部材４２４が通気孔４２２Ａ，４２３Ａを密閉できなった都度、それらの密閉を解除して負圧Ｐ１を低下させる。一方向弁は、このような動作を繰り返すことによって、収納空間Ｓ１内の負圧Ｐ１が所定の範囲に維持する。したがって、記録ヘッドは、安定した吐出状態を維持しつつ、収納空間Ｓ１内のインクを最後まで使い切ることが可能となる。
【０２２２】
このように、本例の場合は、収納空間Ｓ１内のインクの消費に伴なって、収納空間Ｓ１内の負圧と、一方向弁が開口部を閉じる力と、が釣り合った後、さらにインクが消費されて、収納空間Ｓ１内の負圧がさらに高まった瞬間に、一方向弁が開口部を開いて、大気が収納空間Ｓ１内に取り込まれる。この大気の取り込みによって、収納空間Ｓ１内の容積が増大し、同時に、その内部の負圧が低下することによって、一方向弁が開口部を閉じる。
【０２２３】
図３４（ａ）〜（ｃ）は、容器４１０の以上の状況を説明するための図である。なお、これらの図において、一方向弁４３０は模式的に示されている。
【０２２４】
容器４１０は、図３４（ａ）のように、シート４１２が重力方向の下側に位置する姿勢で使用される。そして、液体導出口４１５を通して、容器４１０内の液体Ｌを外部に導出した場合には、まず、図３４（ｂ）のように、液体Ｌの導出量に応じてシート４１２がばね４１４に付勢力に抗して上方に変形し、収納空間Ｓ１は、負圧を維持したまま容積が減少する。図３４（ｂ）においては、シート４１２が上方に最大限に変形しており、このようなシート４１２の変形を伴う収納空間Ｓ１の容積の減少分がバッファ領域として確保される。そのバッファ領域は、シート４１２の変形を伴って、収納空間Ｓ１内の圧力変動を吸収するための領域である。収納空間Ｓ１内の圧力変動は、その収納空間Ｓ１における気体（空気）の熱膨張などに起因する。
【０２２５】
さらに、容器４１０内の液体Ｌを外部に導出した場合には、図３４（ｃ）のように、バッファ領域を確保したシート４１２のさらなる変形は伴うことなく、導出される液体Ｌと置き換わるように、大気連通口４１６から空気が導入される。つまり、液体Ｌの導出による収納空間Ｓ１内の圧力の減少に伴って、大気連通口１６から空気が導入されて、収納空間Ｓ１内の負圧が維持される。
【０２２６】
このように、容器１０は、図３４（ａ）のように、収納空間Ｓ１内に収納した液体Ｌが全くされていない未使用の状態から、図３４（ｂ）のようにバッファ領域が確保されるまでの間においては、シート４１２の変形を伴って液体Ｌを外部に供給し、その後は、図３４（ｃ）のように大気連通口４１６からの空気の導入を伴なって液体Ｌを外部に供給する。これにより、収納空間Ｓ１内の液体Ｌは、所定の負圧を伴って外部に安定的に供給される。
【０２２７】
図３５は、容器４１０の使用形態において、収納空間Ｓ１内に導入された空気が上方に溜まっているときの説明図である。その収納空間Ｓ１内の空気中における内包液体の蒸気濃度は飽和状態に近く、その蒸気濃度と外気の蒸気濃度とは大きく異なる。そのため、収納空間Ｓ１内における空気存在部分と、外気との間に、前述した気体の浸透圧が発生し、その収納空間Ｓ１内の空気と接する本体４１１には、図３５中の矢印のように、外部の気体を収納空間Ｓ１内浸透させようとする浸透圧が働く。また、収納空間Ｓ１内は、液体Ｌの漏れが生じないように負圧となっているため、外気との間に圧力差が生じている。このような収納空間Ｓ１の内外における圧力差により、容器４１０の本体４１１を通って、外部の気体を収納空間Ｓ１内に浸透させようとする力が発生する。このときの気体透過量は、前述した式にしたがう。
【０２２８】
本例の場合、収納空間Ｓ１内の気体（空気）と接する容器４１０の部分は、剛性（不撓性）の本体４１１であるため、その本体４１１の厚みを厚くしたり、その本体４１１の材料として気体透過度の低い材料（例えば金属など）などを採用することによって、収納空間Ｓ１内への外部気体の浸透を抑止することができる。
【０２２９】
このように、可撓性のシート４１２に気体の浸透圧が掛からないように、それを重力方向の下側に備えることにより、そのシート４１２として気体透過度の高い可撓性部材を用いても気体の浸透量を小さく抑えることができる。したがって、液体Ｌの長期保存においても、シート４１２の変形を伴うバッファ機構を充分に機能させて、収納空間Ｓ１内の圧力変動を吸収することができ、この結果、液体Ｌの漏出や容器４１０の破損を防止することができる。
【０２３０】
４．３ 変形例
なお、液体収納容器は、可撓性部材を必ずしも液体の収納部に備える必要はなく、気体透過度の異なる複数の材料によって液体の収納部を構成する場合に、容器の使用時における重力方向の下側に、気体透過度の大きい材料が位置するように構成してもよい。また、本発明の液体収納容器は、インク以外の種々の液体を収納する容器として広範囲に適用することができる。
【０２３１】
また、剛性（不撓性）の本体４１１に比べて気体透過度の高い材料である可撓性部材を使用時の姿勢において重力方向下側に位置するようにする他、例えば図３６に示すように、可撓性部材４１２’を多層（例えば２層）構成とし、毛管力によって層間にインクが広がり、保持されるような構成を採ることで、すなわち、インクタンク内外の領域がインク層によって絶縁されるようにすることで、内部への気体の侵入を防止するようにしてもよい。これによれば、インクタンクの使用時の姿勢の制約を緩和してインクタンクないし記録装置としての設計の自由度を向上することができ、さらには様々な姿勢を取り得る運搬時においてもインクタンク内への気体の侵入を有効に防止できる。
【０２３２】
５．インクタンクの設計条件
５．１ 本発明のさらなる実施形態における一方向弁の作動原理
図３７は本発明のさらなる実施形態に係る液体収納容器であり、液体収納容器にインクジェット記録ヘッド５２０（以下、単に「記録ヘッド」と称する）が一体に取り付けられている。ここで液体収納容器（以下、「インク収納容器」とも言う）は、概してインク収納空間５１０Ａが画成されるインク収納室５１０および弁室５３０の２室からなり、その両室は連通路５１７で互いに内部が連通されている。そして、インク収納室５１０内には記録ヘッド５２０から吐出させるためのインクが充填され、記録ヘッド５２０に供給される。
【０２３３】
なお、記録ヘッド５２０におけるインクの吐出方式は特に限定されず、例えば、インクを吐出するためのエネルギとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによって、インク吐出口からインクを吐出させることができる。
【０２３４】
インク収納室５１０の一部には、可動部である可動部材５１１が配設されており、この部分と外装５１３との間でインクを収納する空間を画成している。この可動部材５１１から見たインク収納空間５１０Ａに対する外側空間、すなわち図における可動部材５１１に対して右側の空間は、大気連通口５１２によって大気に開放され、大気圧と等しくされている。さらにこのインク収納空間５１０Ａ内には、下方に設けられているインク供給口５１８および弁部をなす弁室５３０との間の連通路５１７を除いて、実質的に密閉空間を形成している。
【０２３５】
外装５１３は、上記のインク収納空間５１０Ａを画成するとともに、可動部材５１１を外力から保護するシェルとしての役割も果たす。本例の可動部材５１１は変形可能な可撓性膜（シート部材）によって形成されており、その中央部分は平板状の支持部材である支持板５１４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、この可動部材５１１は、その中央部分が凸状とされていて、側面形状がほぼ台形となっている。この可動部材５１１は、後述するように、インク収納空間５１０Ａ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、可動部材５１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、その可動部材５１１の中央部分がほぼ垂直姿勢を保ったまま、図の左右方向に平行移動する。このように可動部材５１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴う衝撃の発生がなく、衝撃に起因するインク収納空間内に異常な圧力変動が生じることもない。
【０２３６】
またインク収納空間５１０Ａ内には、支持板５１４を介して可動部材５１１を図の右方向に付勢する押圧力を作用することで、記録ヘッド５２０のインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材５１５が設けられている。なお、図３７の状態は、インク収納空間５１０Ａ内にほぼ完全にインクが充填された状態を示しているが、この状態でもばね部材５１５は圧縮された状態にあり、インク収納空間内に適切な負圧が生じているものとする。
【０２３７】
記録ヘッド５２０とインク収納室５１０との結合は、記録ヘッドに設けられている供給管５２１がインク収納室５１０内に挿入されることによってなされる。これによって両者が流体的に結合され、記録ヘッド５２０へインクが供給可能となる。なお、この供給管５２１の周囲にはシール部材５２４が取り付けられることで、供給管５２１とインク収納室５１０との密着を確実なものにしている。また、供給管５２１の内部にはフィルタ５２３が備えられ、供給されるインク中に混入した不純物が記録ヘッド５２０内へ流れ込んでいくことを防止している。
【０２３８】
次いで弁室５３０について説明する。弁室５３０は連通路５１７を介してインク収納空間５１０Ａとの間で内部が連通している。本例においては、連通路５１７の形成部材に内径０．２ｍｍのステンレス製パイプを用いている。さらに、連通路周囲の密閉性を向上するために、ステンレス製パイプの周囲にゴム製のシール部材５３８が取り付けられている。
【０２３９】
弁室５３０には、一方向弁の構成要素である開口部５３６を有して弁閉鎖部材となる弁閉鎖板５３４と、開口部５３６を密閉する弁シール部材５３７とを設けてあり、さらに弁閉鎖板５３４は可撓性シート５３１と接合されて、開口部５３６が弁閉鎖板５３４および可撓性シート５３１とを貫通している。さらに、この弁室５３０内においても連通路５１７および開口部５３６を除いて実質的に密閉空間を維持している。そして可撓性シート５３１より図中上側の空間は大気連通口５１２によって大気に開放され、大気圧と等しくされている。そして弁室５３０の外装３３は、可撓性シート５３１を外力から保護するシェルとしての役割も果たす。
【０２４０】
また、この可撓性シート５３１も、中央部分の弁閉鎖板と接合されている部分以外の周縁部分は変形可能となっており、中央部分が凸状とされていて、側面形状がほぼ台形となっている。このような構成をとることによって弁閉鎖板５３４の上下動が円滑に行われる。
【０２４１】
弁室５３０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、弁規制ばね５３５を設けてある。ここでも弁規制ばね５３５はやや圧縮された状態としておき、この圧縮の反力によって弁閉鎖部材５３４を図の上方に押す構成としている。この弁規制ばね５３５の伸縮によって、開口部５３６に対する弁シール部材５３７の密着／離間を行うことで弁としての機能をもたせ、さらに大気連通口５３２から開口部５３６を介して弁室内部への気体の導入のみを許可する一方向弁機構としている。
【０２４２】
ここで弁シール部材５３７としては、開口部５３６が確実に密閉されるものであればよい。すなわち、少なくとも開口部５３６と接触する部位が開口面を確実にシールする形状を有していれば足り、密着状態が確保できるものであれば材質は特に限定されない。しかし、この密着は弁規制ばね５３５の伸長力で達成されるものであるので、この伸長力の作用によって動く可撓性シート５３１と弁閉鎖板５３４に追随しやすいもの、すなわち収縮性をもつゴムのような弾性体で弁シール部材５３７を形成することは、より好ましい。
【０２４３】
図３８（ａ）〜（ｅ）を用い、以上の構成による本実施形態のインク収納容器の動作を説明する。
【０２４４】
図３８（ａ）はインク収納空間内にインクが十分に満たされている状態を示す。このときには、ばね部材５１５が圧縮された状態であるためにその圧縮変位量に従った伸長力Ｆ１（圧縮による反力）が支持板５１４を介して可動部材５１１に作用する。また、このときの伸長力Ｆ１の向きは図５２の右側方向、すなわちばね部材５１５が伸長する方向に働き、この方向を以下の説明では正の符号で示す。このときにインク収納空間５１０Ａ内で作用している圧力は、室の内側に向かって作用する。すなわち、上記符号の規則に従って、インク収納空間５１０Ａ内で作用している圧力Ｐ１は、大気圧を「０」とすれば負の符号を有する値（負圧）となる。従って、ばね部材５１５が接合されている支持板５１４の面積をＳ１とすると、このときにインク収納空間内で発生している負圧は次のように表現できる。
Ｐ１ ＝ −Ｆ１／Ｓ１ （１）
すなわち、インク収納空間内で発生する負圧は、ばね部材５１５による力の向きと逆方向である。
【０２４５】
このように負圧がインク収納空間内で作用していることによって、記録ヘッド５２０内におけるインク吐出用のノズルのメニスカスに対しても負圧Ｐ１が作用し、記録ヘッド５２０に設けられているインク吐出口からのインクの漏出が防止される。
【０２４６】
一方、この状態のときに弁室５３０内においては、開口部５３６が弁シール部材５３７によって密閉された状態となるようにしている。また、この弁室５３０内における圧力は、インク収納空間５１０Ａとの間にある連通路５１７を介して、前述の負圧Ｐ１が作用する。しかし、この弁室５３０内でも弁規制ばね５３５の伸長力が働いており、この伸長力をＦ２とすれば、この伸長力Ｆ２は図の上側方向、すなわち弁規制ばね５３５が伸長する方向に作用し、符号は正で表される。そして、この弁規制ばね５３５が接合されている弁閉鎖板５３４の接合面の面積をＳ２とすると、この弁室内で作用する力として、弁室５３０内において弁規制ばね５３５によって作用する圧力の向きは、弁規制ばね５３５が伸びる方向と等しく、正の符号で示される。従ってこの圧力をＰ２とすれば、
Ｐ２ ＝ Ｆ２／Ｓ２ （２）
である。開口部５３６が弁シール部材５３７によって密閉された状態となるための圧力Ｐ２と前述の負圧Ｐ１との関係は、
−Ｐ１ ＜ Ｐ２ （３）
で示され、（２）式と（３）式により、
−Ｐ１ ＜ Ｆ２／Ｓ２ （４）
の関係となる。すなわち、内部の負圧に対して、弁規制ばね５３５と弁閉鎖板５３４とによる負圧に逆らう力が大きくなっている状態を維持していることで一方向弁の密閉が保たれる。
【０２４７】
さらに記録ヘッド５２０からのインク吐出が進行し、インク収納空間５１０Ａ内のインク残量が減少していくが、これに伴ってインク収納空間５１０Ａ内の負圧も強まっていく。
図３９はインク収納空間５１０Ａ内の負圧とインク残量との関係を示す。図３８（ａ）の状態からインク消費が続くと図３８（ｂ）の状態となり、インク量の減少に伴って密閉空間であるインク収納空間５１０Ａ内の体積も実質的に減少していき、これに従い可動部材５１１は図の左方へ向かっていく。この可動部材５１１の変位に従って支持板５１４も左方に向かい、ばね部材５１５も圧縮が進行していく。このばね部材５１５の圧縮の進行は伸長力Ｆ１の増大を意味し、（１）式に従って負圧Ｐ１も図３９のａ点からｂ点まで強まっていく。
【０２４８】
この図３８（ｂ）の状態からさらにインク消費が進行することによって、可動部材５１１の位置もさらに左方へ変位して行き、図３８（ｃ）の状態となる。これによりインク収納容器５１０内の負圧もさらに強まり、負圧も図３９におけるｃ点まで変化する。この状態においては、インク収納容器５１０内の負圧と、弁室５３０内における弁規制部材５３４によって作用する力とがつりあい、
−Ｐ１ ＝ Ｆ２／Ｓ２ （５）
なる関係が成立する。
【０２４９】
ここまでで、弁規制ばね５３５による弁シール部材５３７の圧接状態が変化しないことから、Ｆ２／Ｓ２は一定値を示しているわけであるので、このあともインク消費が継続されて負圧がさらに強まっていけば、圧力Ｆ２／Ｓ２では弁室５３０内の開口部５３６を弁シール部材５３７で密閉しきれなくなっていき、
−Ｐ１ ＞ Ｆ２／Ｓ２ （６）
なる関係まで進行する。これはすなわち図３８（ｄ）の状態であり、また図３９のｄ点の負圧変化である。この関係に至った瞬間に、開口部５３６のシール部材５３７による密閉が解除される。
【０２５０】
この結果、図３８（ｄ）の矢印で示されるように開口部５３６からの大気の流入が生じ、さらに連通路５１７を介してインク収納空間５１０Ａ内に取り込まれていく。この大気の取り込みによって減少していったインク収納空間５１０Ａ内の容積は増大して行き、同時に、強まっていった負圧は逆に弱まる方向に進んでいく。負圧が弱まっていくということは、（６）式の状態から再び（５）の状態へと復帰していくことであり、弁室５３０内においては、開口部５３６と弁シール部材５３７とが再び密着する。これはすなわち図３８（ｅ）の状態であり、図３９のｄ点からｅ点への負圧変化である。
【０２５１】
以上述べたことは、弁室５３０内で見ると、インク収納空間５１０Ａ内の負圧と、弁室５３０内において弁シール部材を押圧する圧力との関係は、圧力の作用方向は逆であるものの、それぞれの絶対値の大小関係で表現できるので、（１）式と（６）式とにより、
｜Ｆ１｜／Ｓ１ ＞ ｜Ｆ２｜／Ｓ２ （７）
で示される。
【０２５２】
この後に、さらにインクが消費されていくと、図３８（ｄ）の状態と図３８（ｅ）の状態との間を推移することになり、図３９のｅ点以降に示したように負圧の変化は非常に小さくなり、ほぼ一定の負圧値を保ってインク消費が進んで行く。すなわち、このようにインクを消費し続けていっても、図３８（ｄ）の状態と図３８（ｅ）の状態とが繰り返されるので、ある程度までインクが消費された後は、インク収納空間５１０Ａ内の負圧は必要以上に強まることはなく、安定した吐出状態を維持しつつ、インク収納空間５１０Ａ内のインクを最後まで使い切ることが可能となる。
【０２５３】
５．２ パラメータの設定
以上のことから、負圧調整はインク収納空間５１０Ａ内と弁室５３０内のそれぞれにおける内部圧力のバランスで行われるので、所望の負圧に対し各室の設計も容易に行うことができる。すなわち、ばねの伸長力Ｆ１およびＦ２は、各室に配設されているばねの圧縮状態で定まるものであり、その伸長力はばね定数と圧縮によって変位させた距離（初期の圧縮状態の変位量およびその後の変位量）とで定まる（Ｆ＝ｋ×ｘ；ｋはばね定数、ｘは変位量）。従って、これらのパラメータを適切に設定することで、任意所望の負圧値を得ることができる。また、これらのばねに取り付ける支持板や弁閉鎖板の面積Ｓ１，Ｓ２の設定によっても、負圧の調整を容易に行うことが可能である。
【０２５４】
上記実施形態に具現した本発明の特徴は、種々の条件を勘案して、上述の如く導出したＦ１，Ｆ２，Ｓ１およびＳ２の関係式に基づきそれら４つのパラメータを適切に定めたインク収納容器を設計する指針となることである。
【０２５５】
例えば、従来技術の項で説明した特許文献２あるいは特許文献３に記載の技術の問題点、すなわち液体シールの不備を補うものとして、特許文献６に開示された技術がある。これには、ばね付勢された栓状の部材を外気導入用のボスに配置して機械的なシールを行う構成が示されている。しかしながら、上述の関係式についての考察はなく、その示唆も与えられていない。その意味では、液体シールを機械的シールに代替した発明の域を出るものではなく、本発明の如きインク収納容器の設計の最適化を図る指針となるものではない。
【０２５６】
相互の関係においてそれら４つのパラメータＦ１，Ｆ２，Ｓ１およびＳ２を適切に定めるという本発明の思想に基づく指針によってはじめて、インク収納容器を適切に設計することが可能となるものである。
【０２５７】
例えば、（１）式と（６）式とから得られる、
Ｆ１：（Ｓ１／Ｓ２）×Ｆ２
の関係について考察する。
【０２５８】
弁規制ばね５３５はほとんど変位しないため、そのばね力Ｆ２をほぼ一定と考えると、負圧発生のためのばね力の作用面積Ｓ１に対し外気導入用開口部の密閉力の作用面積Ｓ２が比較的小であり、すなわちＳ１／Ｓ２が比較的大である場合、外気導入が阻止される（１）式を満たすＦ１の範囲は広く、従って初期のＦ１を得るためのばね部材５１５の設計の自由度は高いものと考えられる。しかし初期のＦ１が高く設計されていれば、外気導入が行われる（６）式を満たすには、かなり大きいＦ１の変化が必要となり、それに従ってインク収納空間５１０Ａ内の負圧も大きく高まる。しかしインク収納空間５１０Ａ内の負圧は、そもそもインク吐出口に形成されるメニスカスの保持力と平衡してインク吐出部からのインク漏れを防止するに十分で、かつ記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある適切な値であるべきである。従って、外気導入時までのＦ１を適切な範囲にとどめるためには、相対的に弁規制ばね５３５のばね力Ｆ２を小とせざるを得ず、これでは衝撃や環境変化によって簡単に開口部５３６が開放されてしまう恐れがある。
【０２５９】
これに対し、Ｓ１とＳ２とが適切に定められている場合にはそのような不都合を避けることができる。すなわち、（１）式を満たす状態から（６）式を満たす状態に遷移するまでのＦ１の変化量を大きくする必要がなく、Ｆ２の設定にも自由度が増し、開口部５３６の好ましくない開放を有効に阻止することができるようになる。
【０２６０】
以上の考察は一例に過ぎず、種々の条件を勘案して各部を適切に設計すべきことは言うまでもない。しかしこれは、上記４つのパラメータを相互の関連において考察することで初めて得られるものであり、外気導入の可否を決定するためにＰ１とＰ２との大小関係を単に常識的、直感的に考察してのみ得られるものではない。
【０２６１】
５．３ 本発明のさらに他の実施形態における一方向弁の作動原理
以上の実施形態では、インク収納空間５１０Ａ並びに弁室５３０のそれぞれにおいて、負圧を発生させる目的のばね部材５１５、並びに開口部５３６を密閉する力を発生させる目的のばね部材３５および弁閉鎖板５３４は、いずれも各室の内側に設けられていた。しかしながら、ばねによる作用力の利用の形態としては、圧縮時の反力のみではなく、ばねを伸長させたときの反力も利用可能である。従って、それぞれのばねの配設位置としては、それぞれの室の外側であっても構わない。
【０２６２】
図４０は、インク収納室および弁室のそれぞれに対するばねの配設位置を、各室の外側に変更した例である。この形態を採用した場合には、インクが十分に充填されているときには、インク収納室５４０に接続されているばね部材５４５は、やや伸ばした状態で設置することになり、同様に弁室５５０に設置されている弁規制ばね５５５も、やや伸ばした状態で設置することになる。
【０２６３】
この構成でも、インク収納空間５４０Ａ内のインクを消費していくに従って可動部材５４１は図の左側方向に移動していくが、これによってばね部材５４５はさらに伸ばされて変位する。このときの変位量によって負圧が定まる。しかし、このときにばね部材５４５の変位に伴ってインク収納空間５４０Ａ内に作用する負圧は、ばね部材５４５が収縮する方向の力によって発生し、このばね部材５４５の伸びの変位量に従った収縮力Ｆ１（伸びによる反力。負の符号を有するものとする。）が支持板５４４を介して可動部材５４１に作用する。このため、上記実施形態と同様の符号の規則を用いれば、このときの負圧は次の（８）式で示される。
Ｐ１ ＝ Ｆ１／Ｓ１ （８）
【０２６４】
一方、弁室５５０においては、外装５５３と弁閉塞板５５４との間に設置されている弁規制ばね５５５も、それが収縮する方向に力を作用するので、弁規制ばね５５５の伸びの変位量に従った収縮力Ｆ２は図の上側方向に働き、これも上記図３７の実施形態と同様の符号の規則を用いれば、可動部材５５１の内部における圧力は次の（９）式で示される。
Ｐ２ ＝ −Ｆ２／Ｓ２ （９）
【０２６５】
従って、弁室５５０内で開口部５６を弁シール部材５５７で密閉しているとき、すなわち
−Ｐ１ ＜ Ｐ２
なる関係があるときは、
−Ｆ１／Ｓ１ ＜ −Ｆ２／Ｓ２
であり、インクの消費が進行して開口部５５６と弁シール部材５５７との密着が解除され、大気連通口５２より開口部５５６を介して外気が導入されるときには、
−Ｆ１／Ｓ１ ＞ −Ｆ２／Ｓ２ （１０）
なる関係である。しかしここでは、ばね部材５４５と弁規制ばね５５５が作用する力の方向が図３７の実施形態と異なるだけであり、インク収納空間５４０Ａ内での負圧および弁室５５０内における圧力の方向は図３７の実施形態と同様であるので、（１０）式は
｜Ｆ１｜／Ｓ１ ＞ ｜Ｆ２｜／Ｓ２ （１１）
と表現することが可能である。従って、インクを消費していくに従って生じる各部の動作、並びに負圧変化と、インク収納空間５４０Ａの内部と弁室５５０の内部とにおける圧力バランスも図３７の実施形態と同様に考えることができる。
【０２６６】
このような構成をとった際には、各ばねはインクと接触することはないので、ばねを構成する部材がインクと触れることによるばねの劣化や、インク中への不純物の溶出混入などを考慮する必要がなくなる。従ってばねを構成する材質の自由度が広がるという利点もある。
【０２６７】
なお、ここではインク収納室および弁室共にばねを各室の外側に配設した例を示したが、いずれか一方についてその室内にばねを配設する形態であっても、上記（１１）式の関係にて本発明を達成できることは容易に理解されよう。
【０２６８】
５．４ 環境変化に対するバッファ領域
上述の図３７および図４０の実施形態の構成では、インクが十分に満たされている初期状態からインク消費が進んで行き、インク収納容器内の負圧と、弁室内における弁規制部材によって作用する力とがつりあった状態からさらにインク消費が継続されて負圧がさらに強まった瞬間に、開口部からの大気の流入が生じて、インク収納空間内に取り込まれる。この大気の取り込みによってインク収納空間内の容積は逆に増大して行き、同時に、負圧も弱まることによって開口部が閉鎖される。
【０２６９】
例えば、図３７の実施形態では、図３８（ａ）に示す初期状態からインクの消費が進み、図３８（ｃ）の状態に至った以降は、インクの消費進行に応じて図３８（ｄ）の状態と図３８（ｅ）の状態との間で推移する。すなわち、初期充填状態からのインク量の減少に伴って密閉空間であるインク収納空間５１０Ａ内の体積が実質的に減少していき、可動部材５１１が図３７の左方位置に変位した後にはじめて外気の取り込み動作が可能となり、それ以降は可動部材５１１が当該左方への変位位置付近にあってインク収納空間５１０Ａの内容積自体は殆ど変化しない。
【０２７０】
すなわち、図３７の実施形態に係る液体収納容器は、液体（インク）の収納空間５１０Ａを画成するとともに供給管５２１からのインクの供給に伴って変位する可動部（可動部材５１１）を有するインク収納室５１０と、収納空間の内部に気体を導入することが可能な開口部５３６およびこれを密閉するための密閉部材であるシール部材５３７が設けられた弁室５３０と、を具え、インクの消費に伴う可動部材の変位により収納空間５１０Ａの内容積が減少して行き、当該内容積が所定値（図３８（ｃ）の状態）以下となったときに、開口部５３６が開放されて前記気体が導入されるよう構成されてなるものである。そして、開口部５３６を密閉するための付勢力（弁規制ばね５３５のばね力）Ｆ２と、その作用面の面積（弁閉鎖板５３４の接合面の面積）Ｓ２と、収納空間５１０Ａの内部の圧力Ｐ１と、収納容器の環境圧力（大気圧）をＰとするとき、図３８（ｃ）の状態となった以降に、次式
Ｐ−Ｐ１ ＞ Ｆ２／Ｓ２ （１２）
が満たされた場合に開口部５３６がシール部材５３７から離れて開放されるものである。
【０２７１】
従って、インクタンクの周囲環境の変化、例えば、温度上昇あるいは減圧等が生じても、可動部材の変位位置から初期位置までの間の容積分、収納空間内に取り込まれている空気の膨張が許容されるので、換言すれば当該容積分の空間がバッファ領域として機能するので、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和し、吐出口からのインク漏出を効果的に防止することができる。また、可撓性シート５３１が可動部材５１１に空圧的に連動して変位するので、インクタンクの周囲環境の変化、例えば、温度上昇や減圧等によって起こるインク収容空間の膨張によってもインク漏れを生じることはない。
【０２７２】
また、初期充填状態からの液体導出に伴いインク収納空間の内容積が減少し、バッファ領域が確保されるまでは、外気が導入されないので、それまでに周囲環境の急激な変化や振動や落下などが生じてもインク漏れもれが発生しない。さらに、インク未使用状態から予めバッファ領域を確保しているのではないので、インク収納容器の容積効率も高く、コンパクトな構成とすることができる。また、開口部５３６を密閉するための付勢力（弁規制ばね５３５のばね力）Ｆ２が作用する作用面の面積（弁閉鎖板５３４の面積）Ｓ２を開口部５３６ないしシール部材５３７による密閉面の面積より大とすることで、十分な密閉性を確保することができる。さらに、上記構成は、少ない部品点数でこれら効果を達成できるものであり、特に外気導入用の開口部５３６を可動部材（可撓性シート５３１および弁閉塞板５３４）の一部に設けることで、安定した大気の導入をも可能にするものである。
【０２７３】
以下、上記の機能を果たすバッファ領域として好ましい容積等について説明する。なお、ここでは図３７に示した実施形態に係るインク収納容器に基づいて説明を行うが、図４０に示した実施形態に係るインク収納容器についても同様である。
【０２７４】
図４１は、液体（インク）導出量に伴ってインク収納空間５１０Ａの内容積がどのように変化するかを示す説明図であり、図の横軸がインク導出量、縦軸がインク収納空間の内容積である。そして、太い実線はインク収納空間の内容積、破線はインク収納空間内の空気量の変化を示している。
【０２７５】
インク導出が未だ行われていない初期の状態では、図３８（ａ）のように可動部材５１１は図の右側に変位した位置にあって内容積は最大（Ｖｍａｘ）となっている。この状態から、インク導出とともに可動部材５１１が変形し、内容積が単調減少して行く。この状態（図３８（ｂ）に対応した状態）では、容器内部に未だ空気が導入されていないので、周囲環境の変化がおきてもインク漏れは発生しない。
【０２７６】
そして、内容積が減少してＶａｉｒまで達すると、すなわち図３８（ｄ）に対応した状態にまで達すると、開口部５３６が開放され、インク導出量に対応した量の空気が導入され、内容積減少が停止する。
【０２７７】
これ以降は、インク収納空間５１０Ａの内容積自体は殆ど変化しない。すなわち、（Ｖｍａｘ−Ｖａｉｒ）分の容積がバッファ領域として確保されているので、空気導入が行われてもインク漏れは生じない。また、このときに空気導入を行わなければ内部のインクを使い切ることができず、内部の容積効率が低下することになるが、上述した動作によってインクの導出進行に応じ図３８（ｄ）の状態と図３８（ｅ）の状態との間で推移するので、インクを効果的に最後まで使い切ることができる。
【０２７８】
次に、インク収納空間内容積Ｖａｉｒをいかに設定するかについて説明する。
【０２７９】
容器内に導入される最大空気量は、図４１から明らかなように、ほぼＶａｉｒである。また、ほぼ標準状態における大気圧を１ａｔｍ（絶対圧）とし、実際にインク収納容器が置かれる周囲環境の大気圧をＰ^＊（ａｔｍ）と考えると、最大空気量Ｖａｉｒが減圧により膨張する体積Ｖは、
Ｖ ＝ （１／Ｐ^＊）×Ｖａｉｒ （１３）
で表され、この値ＶがＶｍａｘ以下であれば、容器内の圧力は高まらず、インクが漏れることはない。よって、
Ｖ ＝ （１／Ｐ^＊）×Ｖａｉｒ ≦ Ｖｍａｘ （１４）
Ｖａｉｒ ≦ Ｐ^＊×Ｖｍａｘ （１５）
の関係が満たされるような、内容積がＶａｉｒとなったときに周囲環境の大気圧によって開口部５３６が開放される弁の設計を行えば、インク漏れが生じることはない。
【０２８０】
インク収納容器が置かれ得る実際の環境における最低と考えられる大気圧は、ほぼ標準状態における大気圧を１ａｔｍとすると、例えば以下の通りである。

よって、例えば、すべての使用状態を満足させるためにはＰ^＊＝０．６ａｔｍとして考えればよい。また、平地のみで使用し移動させないならば、Ｐ^＊＝０．９ａｔｍとして最適な構成が可能となる。
【０２８１】
このようなデータにより、例えば平地でのみ使用する場合には、Ｖａｉｒは０．９×Ｖｍａｘ以下となり、外気を導入し始める体積が最大内容積の９０％であればよい。しかし、温度変化の非常に激しい状況での使用を考慮するならばＶａｉｒは０．８×Ｖｍａｘ以下であり、外気を導入し始める体積は最大内容積の８０％以下、空輸や航空機内での使用を考慮するならばＶａｉｒは０．７×Ｖｍａｘ以下であり、外気を導入し始める体積は最大内容積の７０％以下、４０００ｍ以上の高地で使用することも考えるならば、Ｖａｉｒは０．６×Ｖｍａｘ以下であり、外気を導入し始める体積は最大内容積の６０％以下とすることが望ましい。
【０２８２】
これらのように、環境に応じて必要とされるバッファの容積が異なるので、環境に応じた最適なバッファ体積が得られるよう設計を行うことにより、容器のインク収容効率を高め、かつインク漏出を効果的に防止することが容易となる。
【０２８３】
また、ばね部材５１５のばね定数をｋ１、初期状態からの変位量をＸ１とすると、フックの法則により、式（７）は次のように表される。
｜ｋ１×Ｘ１｜／Ｓ１ ＞ ｜Ｆ２｜／Ｓ２ （１６）
【０２８４】
ところで、本実施例において、可動部材５１１は支持板５１４を介しばね部材５１５によって変形が規制されているために、可動部材５１１の変形による体積変化はばね部材５１５の変位によって決定される。つまり、容器の体積がＶｍａｘからＶａｉｒに変化したとき、ばね部材５１５の変位量をＸａｉｒとすると、式（１６）を満たすＸ１が、
Ｘ１ ＞ Ｘａｉｒ （１７）
であれば、ばね部材５１５が必ずＸａｉｒ以上変位した後に弁が開放されて外気が導入される。従って、
｜ｋ１×Ｘａｉｒ｜／Ｓ１ ＞ ｜Ｆ２｜／Ｓ２ （１８）
の関係を満たすように弁規制ばね５３５やばね部材５１５を構成することにより、変形によって所定のバッファ体積以上の体積が確保された後の負圧の増加により弁が開放されて外気が導入されるので、液体漏れが生じない。
【０２８５】
５．５ 環境変化に対するバッファ領域形成の他の実施形態
好ましいバッファ領域を形成するインク収納容器の構成としては、図３７および図４０の実施形態の如く弁室を有する構成のみならず、種々のものとすることができる。
【０２８６】
図４２（ａ）はかかるインク収納容器の他の実施形態を示す模式的断面図である。容器外装５６３の内部にはインク収納空間を区画する可撓性膜（シート部材）でなる可動部材５６１が設けられるとともに、その可動部材５６１を支持板５６４を介してばね部材５６５によって付勢しており、通常状態で収納空間内容積が最大となるようになっている。そして、外装５６３に設けられたインク収納空間５６０Ａの開口部５９２は弁規制ばね５９５によって付勢された密閉手段である弁体５９０によって密閉されている。
【０２８７】
図４２（ｂ）はインクが（Ｖｍａｘ−Ｖａｉｒ）だけ供給口５６８から導出され、収納空間内容積がＶａｉｒまで減少している状態を示す図である。このとき、可動部材５６１の変形により、支持板５６４が弁体５９０と接触し、弁規制ばね５９５の付勢力に抗して弁体５９０を変位させて開口部５９２が開放可能となる。すなわち、図中破線で示す可動部材５６１の初期位置から、支持板５６４が弁体５９０と接触した瞬間の実線で示す位置までの間がバッファ領域となる。換言すれば、所定のバッファ容積分が確保された後に弁体５９０に支持板５６４が接触して、開口部５９２の開放が可能な状態となるのである。
【０２８８】
図４３（ａ）はさらにインクが導出され、支持板５６４が弁体５９０を押下することで、開口部５９２が瞬間的に開放され、インク収納空間５６０Ａ内部に気体が導入されたときの図である。また、図４３（ｂ）は、支持板５６４と弁体５９０とが離れた図である。すなわち、図４３（ａ）のように空気が導入されたことで内部の負圧が緩和され、支持板５６４を下方向に変位させる力が弱まったことにより、支持板５６４は僅かに上方に変位し、これによって支持板５６４と弁体５９０とが離れ、弁規制ばね５９５の付勢力により弁体５９０が再び開口部５９２を密閉する。この後、再びインク導出が行われれば、図４２（ｂ）のように支持板５６４と弁体５９０とが接触し、図４３（ａ）に示すように空気が導入される。このようにして、徐々に空気が導入されることにより、所定の負圧を維持したままインク収納空間５６０Ａ内部のインクが次第に空気に置換され、インクをすべて使い切ることができるようになるとともに、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和し、吐出口からのインク漏出を効果的に防止することができる。
【０２８９】
また、弁体５６４が支持板５６４に機械的に連動して変位するので、周囲環境の変化、例えば温度上昇や減圧等によって起こるインク収容空間の膨張によってもインク漏れを生じることはない。
【０２９０】
次に、本実施形態において重要な特徴は、弁体５９０の開閉動作が支持板５６４の変位量によって規定されているために、必ず（Ｖｍａｘ−Ｖａｉｒ）の容積のバッファ領域が確保された後に、開口部５９２が開放されることである。これによって、バッファ領域が充分にない状態では空気が導入されず、よってインク漏れも発生しない。また、上述の諸実施形態と同様、４つのパラメータすなわちばね部材５６５のばね力、弁規制部材５９５のばね力、支持板５６４の面積および弁体５９０の所定部位の面積の適切な設計によりすべての動作を制御できるので、インクの物性などが変化し、粘度や接触角が大きく変わっても構成を変更する必要がないことも大きな利点である。
【０２９１】
図４４を用いて４つのパラメータの設計について説明する。同図は支持板５６４と弁体５９０とが接触し、空気が導入されるときの状態を示している。
【０２９２】
ここで、支持板５６４に作用する力は、ばね部材５６５による付勢力Ｆ１（上方向）と、負圧Ｐ１が支持板５６４の面積Ｓ１に作用することによる全圧力Ｐ１×Ｓ１（下方向）との和である。また、弁体５９０に作用する力は、弁規制ばね５９５による付勢力Ｆ２（上方向）と、弁体５９０が開口部５９２を覆う部分の面積Ｓ２に負圧Ｐ１が作用することによる全圧力Ｐ１×Ｓ２（上方向）との和である。
【０２９３】
弁体５９０が開放されるには、
（支持板５６４が弁体５９０を押す力）≧（弁体５９０が開口部を密閉する力）
であればよい。すなわち、
（Ｐ１×Ｓ１−Ｆ１） ≧ （Ｆ２＋Ｐ×Ｓ２） （１９）
であり、そのときの負圧は、
Ｐ１ ≧ （Ｆ１＋Ｆ２）／（Ｓ１−Ｓ２） （２０）
となる。つまり、弁を開放し、気液交換時に維持したい負圧によって、各ばね力Ｆ１，Ｆ２や支持板５６４および弁体５９０の面積Ｓ１，Ｓ２を選択すればよい。なお、Ｖａｉｒやこれらパラメータ等は、上述の実施形態と同様、種々の環境を考慮して適切に定めることができる。
【０２９４】
図４５は供給口５６８からインクが導出されて行き、使い切る直前の状態を示す。このとき、インク収納空間５６０Ａ内に導入された空気量はほぼＶａｉｒであるが、斜線で示した可動部材５６１の変形体積がバッファとなり、外環境の変化により体積膨張が起きてもインクが漏れることはない。
【０２９５】
５．６ インクタンク設計条件の一般化
図３７の実施形態は、使用時の姿勢において、インクタンクのインク収納空間５１０Ａが画成されるインク収納室５１０の上方に弁室５３０が位置する形態を有している。しかし、インクタンクにおけるインク収納室と弁室との位置関係は様々に定められることが考えられ、いずれの場合でも一方向弁が良好に作動してインク収納室内に適正な負圧が維持されるようにインクタンクの設計を行うことが望ましい。そこで以下では、インクタンクの設計条件をより一般化する点について説明する。
【０２９６】
図４６（ａ）は使用時の姿勢において記録ヘッドへのインク供給口６１８が底面に設けられたインク収納室６１０と、その底部近傍において連通路６１７を介して連通する弁室６３０とから構成された形態のインクタンクを示す。インク収納室６１０は、基本的には、図３７に示したものとほぼ同様の構成を有しており、変形可能な可撓性膜（シート部材）によって形成された可動部材６１１が配設され、その中央部分は平板状の支持部材である支持板６１４によって形状が規制され、その周縁部分が変形可能となっている。また、インク収納空間内には、支持板６１４を介して可動部材６１１を図の下方向に付勢する押圧力を作用することで、記録ヘッド５２０のインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材６１５が設けられている。
【０２９７】
弁室６３０についても図３７に示したものとほぼ同様であり、一方向弁の構成要素である開口部を有して弁閉鎖部材となる弁閉鎖板６３４と、開口部を密閉する弁シール部材６３７とを設けてあり、さらに弁閉鎖板６３４は可撓性シート６３１と接合されている。そして、弁室６３０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、弁規制ばね６３５を設けてある。
【０２９８】
図４６（ａ）はインクタンク未使用時の初期状態、図４６（ｂ）〜（ｆ）はインク消費の進行に伴うインクタンクの状態の説明図である。また、図４７はインク消費に伴う負圧の変化を示す図であり、図中の符号６０ａ〜６０ｆで示す点がそれぞれ図４６（ａ）〜（ｆ）の状態に対応している。
【０２９９】
図４６（ａ）の構成においては、連通路６１７内にインクが存在しており、連通路６１７の毛管力により、連通路６１７の弁室６３０側の端部でメニスカスが形成されている。従って、インクタンクの設計にあたっては、このメニスカスの保持力に由来する圧力も考慮される。
【０３００】
インク収納空間内にインクが十分に満たされている初期状態（図４６（ａ））において、ばね部材６１５が圧縮変位量に従った伸長力Ｆ１（圧縮による反力）が支持板６１４を介して可動部材６１１に作用するものとする。このときの伸長力Ｆ１の向きは図４６（ａ）の上側方向、すなわちばね部材６１５が伸長する方向に働き、この方向を正の符号で示すものとする。このときにインク収納空間内で作用している圧力は、室の内側に向かって作用する。すなわち、上記符号の規則に従って、インク収納空間内で作用している圧力は、大気圧を「０」とすれば負の符号を有する値（負圧）となる。ばね部材６１５が接合されている支持板６１４の面積をＳ１とすると、このときに連通路６１７のインク収納空間側開口位置で発生している負圧は次のように表現できる。
ＰＴ ＝ −（Ｆ１／Ｓ１）＋ｈ×ρ×ｇ （２１）
ここで、ｈは連通路６１７に形成されるメニスカス位置からインク収納室内のインク最上面までの高さ（ｍ）、ρはインクの密度（ｋｇ／ｍ^３）、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ^２）である。
【０３０１】
一方、この状態のときに弁室６３０内においては、開口部が弁シール部材６３７によって密閉された状態となるようにしている。また、この弁室６３０内における圧力は、インク収納空間との間にある連通路６１７を介して、前述の負圧ＰＴが作用するとともに、連通路６１７の連通路６１７に形成されるメニスカス保持力に由来する圧力ＰＭが作用する。すなわち、弁室６３０内の圧力（負圧）は、
ＰＶ ＝ ＰＴ＋ＰＭ ＝−（Ｆ１／Ｓ１）＋ｈρｇ＋ＰＭ （２２）
となる。なお、ＰＭは、インク収納室の負圧と弁室の負圧との関係で、大気圧に対し正負いずれにもなり得る値であり、両者が等しいときには０である。
【０３０２】
弁室６３０内でも弁規制ばね６３５の伸長力が働いており、この伸長力をＦ２とすれば、この伸長力Ｆ２は図の右側方向、すなわち弁規制ばね６３５が伸長する方向に作用し、符号は正で表される。そして、この弁規制ばね６３５が接合されている弁閉鎖板６３４の接合面の面積をＳ２とすると、この弁室内で作用する力として、弁室５３０内において弁規制ばね５３５によって作用する圧力の向きは、弁規制ばね５３５が伸びる方向と等しく、正の符号で示される。従ってこの圧力をＰ２とすれば、
Ｐ２ ＝ Ｆ２／Ｓ２ （２３）
である。開口部６３６が弁シール部材６３７によって密閉された状態となるための圧力Ｐ２と弁室内の負圧ＰＶとの関係は、
−ＰＶ ＜ Ｐ２ （２４）
で示され、（２２）式〜（２４）式により、
−ＰＶ ＝（Ｆ１／Ｓ１）−ｈρｇ−ＰＭ ＜ Ｆ２／Ｓ２ （２５）
の関係となる。すなわち、弁室内部の負圧に対して、弁規制ばね５３５と弁閉鎖板５３４とにより負圧に逆らう力が大きくなっている状態を維持していることで一方向弁の密閉が保たれる。換言すれば、インク収納室内部の負圧発生手段が発生する負圧と、連通路６１７のメニスカス形成位置からインク収納室内のインク最上面までの高さに応じた圧力と、メニスカス保持圧力とにより定まる弁室内部の負圧に対して、弁規制ばね５３５と弁閉鎖板５３４とにより負圧に逆らう力が大きくなっている状態を維持していることで一方向弁の密閉が保たれる。
【０３０３】
記録ヘッドからのインク吐出が進行し、インク収納空間内のインク残量が減少していくが、これに伴ってインク収納空間内の負圧も強まっていく。
図４６（ｂ）および図４７の符号６１ｂはバッファ領域分の変位が行われた状態であり、インク収納室内の負圧ＰＴが増大する一方、高さｈが減少し、従って弁室内の負圧ＰＶも増大する。
【０３０４】
インク収納室内の負圧がさらに高まると、図４６（ｃ）に示すように弁室からインク収納室側に向けてエアの移動が開始されるが、この状態ではまだ一方向弁は開放されていない。エアの移動が開始した直後、連通路６１７の毛管力により弁室側にメニスカスが瞬間的に移動するが、インク収納室の負圧により再びインク収納室側に移動する。
【０３０５】
そしてさらに負圧が高まり、
−ＰＶ ＝（Ｆ１／Ｓ１）−ｈρｇ−ＰＭ ＞ Ｆ２／Ｓ２ （２６）
となったときに一方向弁が開放され、インク収納室側に本格的にエアが導入されて負圧が緩和されるとともに、バッファ領域の変位が僅かながら緩和される。これはすなわち図４６（ｄ）の状態であり、また図４７の６０ｄ点の負圧変化である。
【０３０６】
このエアの取り込みによって強まっていった負圧は逆に弱まる方向に進んでいく。負圧が弱まっていくということは、（２６）式の状態から再び（２５）式の状態へと復帰していくことである。
【０３０７】
弁室６３０内においては、弁閉鎖板６３４が再び閉塞方向に移動して行くが（図４６（ｅ）および図４７の点６１ｅ）、エアが導入されている限り弁室内の負圧は（２２）式の右辺より小さい。そしてついには開口部と弁シール部材６３７とが再び密着し、開口部が閉塞されるが（図４６（ｆ）および図４７の点６１ｆ）、この閉塞状態が得られた後も、弁室内の負圧が（２２）式の右辺とほぼ等しくなるまでは弁室側からインク収納室側へエアが移動し、弁室およびインク収納室の負圧がほぼ均一化される。
【０３０８】
以上述べたことは、弁室６３０内で見ると、一方向弁が開放されるための条件は、インク収納室６１０内の負圧と、高さｈによる圧力と、メニスカス保持圧力と、弁室５３０内において弁シール部材を押圧する圧力との関係は、それぞれの絶対値の大小関係で表現できるので、
｜ＰＶ｜＞｜Ｆ２｜／Ｓ２ （２７）
となる。これが、インクタンクにおけるインク収納室と弁室との様々な位置関係に応じて、いずれの場合でも一方向弁が良好に作動してインク収納室内に適正な負圧が維持されるようにインクタンクの設計を行うための条件の一般式となる。なお、図４６（ａ）の構成ではインク収納室と弁室との間の連通路がほぼ水平方向に延在している構成であるが、例えば弁室に向かう連通路が上方に屈曲し、その先に弁室が設けられるような構成においても、当該連通路に形成されるメニスカス位置からインク収納室のインク最上面までの高さｈに関して（２７）式を適用できる。
【０３０９】
５．７ インクタンクにおけるインク収納室と弁室との様々な位置関係に対する一般条件の適用
以上の一般条件を、種々の構成にあてはめて考察する。
【０３１０】
まず、図４６（ａ）とほぼ同様の構成を採る場合において、弁室６３０の内容積を大きくする場合について考える。一方向弁が閉塞されるためには、｜Ｆ２｜／Ｓ２−｜ＰＶ｜が弁シール部材の端部を変形できる程度にまで大きくなっているのが強く望ましい一方、内容積の大きい弁室内の負圧を低下させるために大量のエアを導入する必要が生じる。
【０３１１】
図４８はその場合の負圧変化を説明するための図であり、エア導入時の負圧は、図４６（ａ）に示した場合の負圧変化（破線）に比較して、大きく低下する（実線）。弁室の負圧はインク収納室の負圧とほぼ均一化されるために、大気圧（０）に至るまで一方向弁が開放されているわけではないが、インクタンクについて定められる初期負圧より低下して大気圧に近くならないよう、弁室とインク収納室との容積比を適切に定めることが強く望ましい。
【０３１２】
つまり、弁室が完全に大気開放されてしまったときに弁が閉鎖されたと考えた場合、この時のインク収納室の負圧は、
ＰＴ≒−Ｆ１／Ｓ１＋ＰＭ （２８）
であるので、連通路を含む弁室の内容積をＶＶ、インク収納室の内容積をＶＴとすると、一方向弁閉鎖時の両室の平均負圧は
（−Ｆ１／Ｓ１＋ＰＭ）×ＶＴ／（ＶＴ＋ＶＶ）
となる。すなわち、この値が初期負圧より大であるよう、弁室とインク収納室との容積比を定めればよい。
【０３１３】
次に、図４９（ａ）のようにインク収納室７１０の上部に配置された連通路７１７を介して弁室７３０が設けられている場合を考える。この場合、連通路７１７を移動するエアの速度は、弁室７３０の大気連通口からのエアの導入速度より大となる。なお、図４６（ａ）の形態では、液体であるインク中に気体であるエアが取り込まれて行くので、連通路６１７を移動するエアの速度は、弁室６３０の大気連通行からのエアの導入速度より小である。
【０３１４】
図４９（ａ）の場合に上記一般条件をあてはめると、ｈ＝０およびＰＭ＝０であるので、連通路７１７でのエアの圧力損失をほぼ０と考えれば、インク収納室７１０および弁室７３０の圧力は常に等しい。
【０３１５】
従って、図４９（ｂ）の実線で示すように、図４６（ａ）の場合の負圧変化（破線）に比較して、両室間で圧力が不均一となる過程がほとんど発生せず、一方向弁の開閉に伴う負圧の変動が小さい。
【０３１６】
この場合は、上記５．１項で述べた場合にほかならず、従って４つのパラメータＦ１、Ｆ２、Ｓ１およびＳ２の関係を考察してインクタンクの設計を行えばよい。
【０３１７】
次に、図４６（ａ）とほぼ同様の構成を採る場合において、インク収納室８１０と弁室８３０とが断面寸法が大きい連通路８１７を介して接続されている場合について考える。
【０３１８】
ここで、弁室８３０の大気連通口が連通路８１７より鉛直方向下方にある場合は、大気連通口が常にインクに接することになり、メニスカス力とばね力とによる負圧制御を行うことになる。この場合は、上述した液体シールと同様にインク漏洩が生じる恐れがある。
【０３１９】
その後、インク消費が進み、大気連通口よりインク水位が低下すると、ＰＭ＝０となり、ばね力のみによる負圧制御が行われる。
【０３２０】
図５０（ａ）の場合は、連通路８１７のエア移動の抵抗が少ないため、インク収納室および弁室間の負圧差は小さく、図５０（ｂ）の実線に示すように、図４６（ａ）の場合の負圧変化（破線）に比較して、一方向弁の開閉に伴う負圧の変動が小さい。また、連通路８１７がインクで満たされた状態でなくなった以降は、両室のエアが連通し、図４９（ａ）の場合と同様の状態となる。
【０３２１】
５．８ 振動がインクタンクに及ぼす影響を考慮した設計条件についての考察
一方向弁は、制御すべき負圧が０〜−２００ｍｍＡｑ（約−２ｋＰａ）と非常に小さいため、輸送時・運搬時等における振動等によって僅かなインクやエアの移動が内部で生じても制御負圧以上の圧力変動が生じ、一方向弁が開放されて望ましくないエアの導入が行われてしまうとも考えられる。
【０３２２】
そこで発明者らが図４６（ａ）の構成に対し振動を加えて検討を行ったところ、そのようなエアの導入は見られず、弁室がインクで満たされた状態となっていた。このことは、次の現象によるものと考えられる。
ｉ）インク収納室内の移動により、弁室からインク収納室側へエアが移動する。
ｉｉ）瞬間的に弁室に比較的大きな負圧が発生する。
ｉｉｉ）その負圧により、一方向弁を開放させようとする力が働く。
ｉｖ）しかし振動による圧力変化は一瞬であり、一方向弁が開放されてエアが導入されるより先に、インク収納室から弁室へインクが侵入し、弁室内の負圧が緩和される。
ｖ）一方向弁を開放しようとする力が失われ、開放は行われない。
ｖｉ）弁室がインクで満たされるまで以上が繰り返され、弁室内にエアがなくなれば弁室内は負圧状態とならなくなる。
【０３２３】
すなわち、弁室内の負圧が高まっても、エア導入されるより早くインクが侵入するので、一方向弁は開放されないのである。よって、図４６（ａ）の構成の場合、一方向弁開放速度より連通路の毛管力による弁室へのインク進入速度の方が大となるよう、連通路の断面寸法を定めるのが望ましい。
【０３２４】
なお、弁室がインクで満たされても、使用時においてインクタンク全体の負圧が高まることにより一方向弁が作動すれば、導入されたエアとともにインクはインク収納室側に戻ることになるが、一方向弁の作動メカニズムがより有効に機能するために、使用時の姿勢において連通路の弁室側端部よりも弁室の大気連通口が鉛直方向上方に位置するのが好ましい。
【０３２５】
弁室が極端に大きい場合について検討を行ったところ、図４６（ａ）の場合と同様であった。
【０３２６】
次に、図４９（ａ）の構成に対して検討を行った。この場合は上述のような弁室へのインクの侵入は生じない。しかしながら、インク収納室内でインクの移動が発生しても、弁室およびインク収納室側の気室にあるエアによって圧力変化が吸収されるので、一方向弁に作用する圧力変動の影響は小さいものと考えられる。さらに、エアの圧力変動を上記バッファ部の変位によって吸収することができれば、望ましくないエア導入をより効果的に阻止できるものと考えられる。
【０３２７】
つまり、Ｓ１＞Ｓ２とすることで、同じ変位量でもバッファばね（インク収納室内のばね）による圧力吸収効果を大とすることができ、さらに弁室内のばねのばね定数Ｋ２＞インク収納室内のばねのばね定数Ｋ１とすることで、僅かな加重変化に対してバッファばねの方をより変位し易くすることができる。
【０３２８】
次に、図５０（ａ）の構成に対して検討を行った。この場合は、容易に弁室内にインクが侵入するが、侵入したインクは逆に、容易にインク収納室側に戻されてしまうので、一方向弁が開放されてしまうことがある。
【０３２９】
従って、インクタンクを倒立させて連通路が鉛直方向上方に位置するような状態となった場合でもメニスカス力によりインクが連通路に保持されるように連通路の寸法を定めておくのが強く望ましい。すなわち、
連通路最狭部でのメニスカス力＞連通路容積分のインクの重力
となる関係が得られることである。
【０３３０】
さらに、連通路断面積が極端に小さい場合についても検討を行った。この場合、圧力変化が発生しても連通路は常にインクで満たされており、インク収納室の圧力変化が弁室に伝播しない。しかしながら、連通路のメニスカス力が一方向弁による負圧制御範囲を越えるまでに大きい場合には、一方向弁の作動メカニズムが機能しなくなるので、
連通路最狭部でのメニスカス保持力による圧力＜Ｆ２／Ｓ２
とすることが強く望ましい。
【０３３１】
５．９ 変形例
なお、インク収納容器におけるインク収納室を形成する空間の内壁は、適切なバッファ領域が確保されるのであれば、上述の諸実施形態のように一部を変形可能な可撓性膜などの可動部材によって構成する他、全部をそのような部材で構成してもよい。また同じく、そのような変形可能な部材を設ける代わりに、収納空間Ｓの内容積に応じて変位する部材を一部に有したものでもよい。
【０３３２】
６．その他
以上では本発明を記録ヘッドにインクを供給するインクタンクに適用した場合について説明したが、記録部としてのペンにインクを供給する供給部に適用されるものでもよい。
【０３３３】
また、本発明は、そのような種々の記録装置の他、飲料水や液体調味料などの種々の液体を供給するための装置、あるいは薬品を供給する医療の分野などに広範囲に適用することができる。
【０３３４】
また、本発明は、上述したようなシリアルスキャン方式の他、種々の方式による記録装置に適用することができる。例えば、被記録媒体の記録領域の全長に渡って延在する長尺な記録ヘッドを用いる、いわゆるフルライン方式の記録装置として構成することもできる。
【０３３５】
【発明の効果】
本発明、またはその種々の形態、または上述のような種々の実施例によれば、所期の目的を達成できるものである。すなわち、次に掲げる事項のうち、少なくとも一つを実現できる。
【０３３６】
外部（記録ヘッドなど）に供給する液体（インクなど）の収納部に、所要の負圧を発生させる手段と、液体供給に伴う収納部内の負圧増大に応じて内部に空気を導入できるようにすることで負圧が適正な範囲に保たれるようにするための空気導入部とを有する構成にあって、いかなる使用環境および保存環境においても空気導入部からインクなどの液体が漏出することがなく、かつ液体消費の段階によらず安定した負圧特性を維持できるようになる。また、その状態において、容積効率が高くしかもインク供給がスムーズに行われるため、インクジェット記録システムに用いた場合、印字品位の安定化やコンパクトな設計など様々なメリットが得られる。
【０３３７】
気体を導入してインクタンクもしくは液体収納容器の内部の圧力を調整するための、一つの方向における気体の流通を許可しその一つの方向とは逆方向の流体（液体および気体）の流通を阻止する一方向弁をこれらインクタンク等とは別個に設けることができるので、一方向弁の配設位置について、インクタンクの配設位置による制約を受けずに定めることが可能となる。
【０３３８】
この結果、インクジェト記録装置などにおいてその設計上の自由度を向上させることが可能なインクタンクの負圧調整機構を得ることができる。
【０３３９】
インクタンク内に収納したインクを、消耗するまで安定した負圧を維持してインクジェットヘッドへ供給することが可能となる。また密閉部材が可動部材に連動して伸縮又は移動するため、インクタンクの周囲環境の変化、例えば、温度上昇又は減圧等によって起こるインクタンクの膨張においてもインク漏れも起こすことはない。
【０３４０】
更に、本発明は少ない部品点数で上記効果を達成できるものであり、大気導入用開口を可動部材の一部に設けることで安定した大気の導入をも可能にするものである。
【０３４１】
このことはインクジェットヘッドからのインク吐出において常に安定した特性を得ることができ、またインクを無駄にせず使用できることから、ランニングコストの低下にも貢献するものである。
【０３４２】
例えば容器の使用時における重力方向の下側に可撓性部材や気体透過度の高い部材を位置させることにより、容器内への気体の浸透を低減すべく、それらの部材に気体の浸透圧が掛かる機会を減らして、液体を適正な状態に収納することができると共に、その収納した液体を安定的に供給することができる。
【０３４３】
また、可撓性部材の変形を伴ってバッファ領域を確保する場合には、容器内への気体の浸透量を著しく低減させることにより、温度上昇などに伴う容器内の圧力変動をバッファ領域によって確実に吸収することができ、この結果、液体の漏れや容器の破損を防止することができる。しかも、気体の浸透量を低減することにより、浸透する気体の膨張分を見込んでバッファ領域を大きく確保する必要がなくなり、その分、容器の容積効率を増大させることができる。
【０３４４】
また、容器内の負圧が所定以上となったときに、容器内に外気を導入する開閉機構を備えることにより、容器内を所定の負圧に維持して、液体を安定的に供給することができる。その開閉機構としては、圧力差により開閉する弁体を用いた構成を採用することができる。
【０３４５】
容器内のほぼすべてのインクが消費されるまでの間、容器内を安定した負圧に維持して、記録装置に対してインクをより安定的に供給することができると共に、インクの無駄をなくして、ランニングコストを抑えることができる。
【０３４６】
液体収納容器内の液体（インク等）を消費しきるまで、内部の負圧を不必要に強めることなく安定した値で維持して外部に供給することが可能となる。また液体収納容器内における負圧を緩和させるための気体導入も適切なタイミングで行うことができるため、種々の条件を勘案した任意所望の負圧設定も容易であり、高い信頼性をもって安定した負圧設定を実現できる。さらに、負圧を発生すべく力を作用するための可動部材および気体導入のための開口を開閉するための部材を、伸縮力をもつ部材で制御するようにしたことで、液体収納容器の周囲環境の変化、例えば、温度上昇や減圧等によって起こる液体収納容器内に導入されている気体の膨張を吸収でき、不本意な液体漏洩も起こすことがない。また特に、液体がいまだ導出されていない初期位置から所定量変化した後にはじめて外気導入がなされるようになし、当該変化に対応した容積分の空間がバッファ領域として機能するので、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和し、液体供給先の導出部等（インクジェット記録ヘッドのインク吐出口など）からの液体漏洩を確実に防止することができる。そしてこれらによって、無駄な液体消費が生じないようになし、ランニングコストの低下にも貢献するものである。
さらに、本発明は、少ない部品点数で上記効果を達成できるものである。
【０３４７】
加えて、本発明をインクジェット記録ヘッドに適用する場合には、常に安定したインク吐出特性を得ることができ、記録品位の安定化および向上に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、液体（インク）の消費に伴って生じる負圧の増大を緩和するために内部に外気を取り入れる従来の液体収納容器の問題点を説明するための説明図である。
【図２】本発明の基本構成の第１例におけるインクタンクおよび記録ヘッドの概略構成図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図２における一方向弁の動作を説明するための断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２におけるインクタンクの動作を説明するための断面図である。
【図５】図２のインクタンクを用いた場合のインク供給量と収納空間Ｓ内の圧力変化との関係を示す説明図である。
【図６】図２におけるインクタンクの動作を説明するための断面図である。
【図７】本発明の基本構成の第２例に係るインクタンクの断面図である。
【図８】本発明の基本構成の第３例に係るインクタンクの断面図である。
【図９】本発明の基本構成の第４例に係るインクタンクの斜視図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図９のインクタンクにおけるタンクシートの成型工程の説明図である。
【図１１】（ａ）は図９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９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。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、図９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１３】図９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。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、図１３の結合工程における要部の断面図である。
【図１５】図９のインクタンクを用いて構成したインクタンク収納ユニットの断面図である。
【図１６】図９のインクタンクを複数用いて構成したインクタンク収納ユニットの斜視図である。
【図１７】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を示す模式的斜視図である。
【図１８】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第１例を説明するための模式的断面図である。
【図１９】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第２例を説明するための模式的断面図である。
【図２０】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第３例を説明するための模式的断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は、図２０に示したインクタンクにおけるそのインク供給動作に伴うインクタンク内の負圧の調整を説明するための図である。
【図２２】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第４例を説明するための模式的断面図である。
【図２３】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第５例を説明するための模式的断面図である。
【図２４】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第６例を説明するための模式的断面図である。
【図２５】インクタンク、一方向弁および記録ヘッドの結合に関する第７例を説明するための模式的断面図である。
【図２６】（ａ）および（ｂ）は、インクタンクおよび記録ヘッドを装着するための機構の２例を模式的に示す図である。
【図２７】（ａ）〜（ｃ）は、他の形態による一方向弁を具えたインク供給装置の第１例の構成および動作を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は大気導入用開口が密閉されている状態、（ｂ）はインクタンクが収縮して大気導入用開口が離間される直前の状態、（ｃ）は大気導入用開口が開放されて空気が導入された状態をそれぞれ示す。
【図２８】（ａ）〜（ｄ）は、他の形態による一方向弁を具えたインク供給装置の第２例の構成および動作を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は大気導入用開口が密閉されている状態、（ｂ）はインクタンクが収縮して大気導入用開口が離間される直前の状態、（ｃ）は大気導入用開口が開放されて空気が導入された状態、（ｄ）は密閉部材の構成をそれぞれ示す。
【図２９】他の形態による一方向弁を具えたインク供給装置の第３例の構成を説明するための模式的断面図である。
【図３０】他の形態による一方向弁を具えたインク供給装置の第４例の構成を説明するための模式的断面図である。
【図３１】他の形態による一方向弁を具えたインク供給装置の第５例の構成を説明するための模式的断面図である。
【図３２】他の形態による一方向弁を具えたインク供給装置の第６例の構成を説明するための模式的断面図である。
【図３３】気体の透過に着目してなされたインクタンクの構成例を説明するための模式的断面図である。
【図３４】（ａ）〜（ｃ）は、図３３のインクタンクの使用状況を説明するための図である。
【図３５】図３３のインクタンクにおける気体の浸透圧の説明図である。
【図３６】気体の透過に着目してなされたインクタンクの他の構成例を説明するための模式的断面図である。
【図３７】さらに他の実施形態に用いられる液体収納容器であり、インクジェット記録ヘッドが一体に取り付けられてなるインク収納容器の一例を示す模式的断面図である。
【図３８】（ａ）〜（ｅ）は、図３７に示したインク収納容器の動作を説明するための説明図である。
【図３９】図３７に示したインク収納容器のインク収納空間内の負圧とインク残量との関係を示す説明図である。
【図４０】さらに別の実施形態に用いられる液体収納容器であり、インクジェット記録ヘッドが一体に取り付けられてなるインク収納容器の他の例を示す模式的断面図である。
【図４１】図３７に示したインク収納容器によって形成される圧力変動防止用バッファ領域の機能を説明するために、液体（インク）導出量に伴ってインク収納空間の内容積がどのように変化するかを示す説明図である。
【図４２】（ａ）および（ｂ）は、好ましいバッファ領域を形成するインク収納容器の他の実施形態の構成例およびその動作を説明するための模式的断面図である。
【図４３】（ａ）および（ｂ）は、好ましいバッファ領域を形成するインク収納容器の他の実施形態の構成例およびその動作を説明するための模式的断面図である。
【図４４】図４２（ａ）の構成に対する設計上のパラメータを説明するための説明図である。
【図４５】図４２（ａ）の構成において、供給口からインクが導出されて行き、使い切る直前の状態を示す模式的断面図である。
【図４６】（ａ）〜（ｆ）は、インクタンク設計条件を一般化するために考察したインクタンクの構成例および動作を説明するための模式的断面図である。
【図４７】図４６（ａ）に示したインクタンク内の負圧とインク残量との関係を示す説明図である。
【図４８】図４６（ａ）の構成の変形例における負圧とインク残量との関係を示す説明図である。
【図４９】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図４６（ａ）の構成とは異なるインクタンクの構成例およびその内部の負圧とインク残量との関係を示す説明図である。
【図５０】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図４６（ａ）の構成の他の変形例に係るインクタンクおよびその内部の負圧とインク残量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ インクタンク（液体収納容器）
１１ 可動部材
１２ 大気連通口
１３ 外装
１４ 圧力板
１５ インク供給口
１６ 連通口
１７，１８ ゴム栓
２０ 記録ヘッド
２１，２２ 中空針
２３ フィルタ
２４，２５ シール部材
３０ 一方向弁
３１ ダイヤフラム
３１Ａ 開口部
３２ シール部材
３３ ばね部材
３４ 支持板
４０，４２ ばね部材
１２７ インク収納ユニット
２１５ ばね
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ ホルダ
２２５ フィルタ
２２７ インク流路
２２８ ジョイント針
２３１ 可動部材
２３２ ばね
２３３ シール弾性体
２３４ シール弾性体
２３５，２３５Ａ，２３５Ｂ チューブ
２３６ バッファタンク
２３８ ジョイント針
３１１ 密閉部材
４１０ 液体収納容器
４１１ 本体
４１２ 可撓性部材
４１３ 圧力板
４１４ ばね
４１５ 液体導出口
４１６ 大気連通口
４１７ 連通口
５２０ インクジェット記録ヘッド
５１０，５４０，６１０，７１０，８１０ インク収納室
５１０Ａ，５４０Ａ，５６０Ａ インク収納空間
５３０，５５０，６３０，７３０，８３０ 弁室
５１１，５４１，５６１，６１１ 可動部材
５１２，５４２ 大気連通口
５１３，５４３ インク収納室外装
５１４，５４４，５６４，６１４ 支持板
５１５，５４５，５６５，６１５ ばね部材
５１７，６１７，７１７，８１７ 連通路
５２１ 供給管
５２３ フィルタ
５３１，５５１，５６１，６３１ 可撓性シート
５３３，５５３ 弁室外装
５３４，５５４ 弁閉鎖板
５３５，５５５，５９５，６３５ 弁規制ばね
５３６，５５６，５９２，６３６ 開口部
５３７，５５７，６３７ 弁シール部材

Claims (8)

1. インクを吐出する吐出部に対して供給されるインクを収納する液体収納容器であって、
   大気連通口によって大気に開放された外装と、
   該外装内でインクを収納するインクの収納空間を形成しインクの消費に伴って変形する可撓性部材と、
   前記可撓性部材の形状を規制する板部材と、
   前記インクの収納空間内に設けられ、前記板部材を介して前記可撓性部材に作用し、前記吐出部のインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる弾性部材と、前記インクの収納空間を外部に開放する連通部と、を備えるとともに、
   前記インクの収納空間内と連通する連通路と、大気開放用の開口、可動部材およびばね部材からなり、該ばね部材が前記可動部材を付勢するよう構成された一方向弁と、を備えた弁室が、前記連通管を前記インクの収納空間の連通部に位置づけて接続され、
   インクの消費による前記インクの収納空間内の負圧上昇によって前記弁室内の空気が前記インクの収納空間に供給され、前記弁室内の負圧が一定圧以上となった時、前記一方向弁が開放されて外気が前記弁室に導入されることによって、前記インクの収納空間および前記弁室内の負圧を調整することを特徴とする液体収納容器。
2. 前記液体収納容器と前記弁室が前記連通路を介して分離できない構成であることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
3. 前記可撓性部材は、中央部が前記インクの収納空間の外方に突出する凸形状を成す膜状の部材であり、前記板部材を介して前記弾性部材によって、前記インクの収納空間の容積を増大させる方向に付勢されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体収納容器。
4. 前記弾性部材は前記インクの収納空間の内容積を増大する方向の付勢力Ｆ１を発生し、
   前記板部材は、当該付勢力Ｆ１を受ける面積Ｓ１で構成され、
   前記弁室の前記ばね部材は前記一方向弁の開放動作を規制するための付勢力Ｆ２を発生し、
   前記弁室の前記可動部材は当該付勢力Ｆ２を受ける面積Ｓ２で構成され、
   前記インクの収納空間および前記弁室を連通する前記連通部にインクが存在する時に前記連通部に形成されるインクのメニスカスに起因する圧力をＰＭ、前記メニスカスから前記インクの収納空間のインク最上部までの高さをｈ、前記インクの密度をρ、重力加速度をｇとするときの前記弁室に作用する負圧ＰＶ＝−（Ｆ１／Ｓ１）＋ｈ×ρ×ｇ＋ＰＭの絶対値が、次式
   ｜ＰＶ｜ ＞ ｜Ｆ２｜／Ｓ２
   を満たす際に前記一方向弁が開放して外部から大気を導入するよう構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
5. 前記インクの収納空間にインクが満たされている初期状態において次式
   ｜ＰＶ｜ ＜ ｜Ｆ２｜／Ｓ２
   が満たされているよう構成されてなることを特徴とする請求項４に記載の液体収納容器。
6. 前記一方向弁が開放して前記インクの収納空間に前記連通路を介して外気が導入される際、次式
   ｜Ｆ１｜／Ｓ１ ＞ ｜Ｆ２｜／Ｓ２
   が満たされているように構成されてなることを特徴とする請求項４に記載の液体収納容器。
7. 前記面積Ｓ１が前記面積Ｓ２より大であることを特徴とする請求項６に記載の液体収納容器。
8. 前記弾性部材および前記ばね部材は、それぞれ、ばね定数Ｋ１およびＫ２のばねで形成され、Ｋ２＞Ｋ１であることを特徴とする請求項７に記載の液体収納容器。

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