(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に液体を供給するための液体供給部及び大気と連通する大気連通部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、前記負圧発生部材収納室と着脱可能に連通し、該連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに変形することで負圧を発生可能な液体収納部を有する液体収納室と、を備える液体供給システムの前記液体収納室内の液体残量を検出する方法であって、
前記負圧発生部材収納室から外部への液体の供給が行われていない期間に、一定の時間間隔で前記液体収納部内の液体の液面位置を検出する液面位置検出工程と、
前記液面位置検出工程で検出された液面位置と前回の液面位置検出工程で検出された液面位置との差が、予め定められた所定の値よりも大きい場合に、前記液体収納室の交換後、前記負圧発生部材が保持している液体の一部を前記液体供給部から強制的に吸引する吸引工程とを有する液体残量検出方法。
【請求項２】
前記所定の値は、前記液体収納室の交換後に前記負圧発生部材収納室内が正圧にならない値である請求項２に記載の液体残量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【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に負圧を利用する液体供給システムの液体残量検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部へ液体を供給するために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（ヘッドカートリッジ）が実施されてきた。ヘッドカートリッジは、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号公報において、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、EP0581531号公報において、上述の構造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の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なわれるために、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】
さらに、本出願人は、EP0738605号公報において、略多角柱形状の筐体と、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、略多角柱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をしていない）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】
一方、インクジェット記録装置では、印字動作中のインク切れを予防するために、インクの消費状況あるいはインクの残量を検出して、インクタンクの交換時期が近づいたことをユーザに知らせるインク残量検出機構を搭載することが求められている。
【０００８】
【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持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。
【０００９】
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する場合があった。
【００１０】
また、従来の気液交換動作はインク収納室から負圧発生部材収納室へのインク導出は、連通部を介した大気の導入に連動しているため、短時間に大量のインクを負圧発生部材収納室から外部（液体吐出ヘッドなど）に供給するような場合には、負圧発生部材収納室における急激なインク消費に対して気液交換動作による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不足するおそれがあった。従って、このインク供給不足を解消するためにも、インク収納室内でのインクの状態を知る必要がある。
本発明者達の一部は、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せ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。
【００１１】
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的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。
【００１３】
本発明の目的は、液体収納部内の液体の状態を検出することで、特に液体収納部が交換式の液体供給システムにおいて、より安定した液体供給動作を実現することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体残量検出方法は、外部に液体を供給するための液体供給部及び大気と連通する大気連通部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、前記負圧発生部材収納室と着脱可能に連通し、該連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに変形することで負圧を発生可能な液体収納部を有する液体収納室と、を備える液体供給システムの前記液体収納室内の液体残量を検出する方法であって、
前記負圧発生部材収納室から外部への液体の供給が行われていない期間に、一定の時間間隔で前記液体収納部内の液体の液面位置を検出する液面位置検出工程と、
前記液面位置検出工程で検出された液面位置が前回の液面位置検出工程で検出された液面位置よりも、予め定められた所定の値よりも大きい場合に、前記液体収納室の交換後、前記負圧発生部材が保持している液体の一部を前記液体供給部から強制的に吸引する吸引工程とを有する。
【００２０】
変形することで負圧を発生可能な液体収納部を有する液体収納室を備えた液体供給システムにおいては、負圧発生部材収納室から外部への液体を供給していない場合にも、環境変化等によって、負圧発生部材収納室と液体収納室との間で液体の移動が生じる。例えば、液体収納部から負圧発生部材収納室へ液体が導出され、液体収納部内の液体の残量が少なくなったと判断されたとき、そのまま液体収納室を交換すると、交換後の液体収納室と負圧発生部材収納室との内圧のバランスがとれたときに、新たな液体収納室から過剰に液体が導出され、負圧発生部材収納室の液体供給部から液体が漏出するおそれがある。そこで、上述の液体残量検出方法のように、負圧発生部材収納室から外部への液体の供給が行われていない間も、液体収納部内の液体の液面位置を検出し、そのときの結果が前回の結果よりもある一定の値以上、残量が少ないと判断された場合に、液体収納室の交換後に液体供給部から液体の一部を強制的に吸引することで、液体収納室の交換後の、液体供給部からの液体の漏れが確実に防止される。
【００２１】
なお、本明細書中において、負圧発生部材収納容器、液体収納容器とは、それぞれが互いに他方の容器に対して分離可能な場合に用いており、負圧発生部材収納室、液体収納室とは、分離可能な形態のほか、両者が常時一体の場合を含めて使用している。
【００２２】
また、負圧発生部材収納室の大気連通口近傍における液体の充填されない領域とは、後述する負圧発生部材がない空間（バッファ部）だけでなく、負圧発生部材が存在していてもインクが充填されない場合をも含む言葉として用いている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
なお、本発明の液体供給システムに用いられる液体として、以下の各実施形態ではインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としてはインクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては記録媒体に対する処理液などを含むことはいうまでもない。
【００２５】
（液体供給システム）
まず、本発明の実施に用いられる液体供給システムの一例について説明する。図１は、本発明に用いられる液体供給システムをインクジェットカートリッジに適用した例の概略を説明するための図であり、インクタンクをヘッド付ホルダに装着する前の断面図を示す。
【００２６】
図１に示すように、インクジェットカートリッジは、内部にインクを収納する液体供給容器であるインクタンク５０と、インクタンク５０を保持するタンクホルダ１１、インクタンク５０から供給されるインクを一時的に保持する負圧発生部材収納室１０および負圧発生部材収納室１０から供給されたインクを吐出して記録を行う記録ヘッド６０が一体となったヘッド付ホルダ３０とを有する。
【００２７】
インクタンク５０は、ヘッド付ホルダ３０に対して不図示の係合構造により着脱自在に設けられたもので、内部にインクを収納するインク収納部５３、インク収納部５３の液体を後述する負圧発生部材収納室１０へ導出するためのインク供給部５２を備えている。また、インクタンク５０は、室（筐体）を構成する外壁５１と、外壁５１の内面と同等もしくは相似形の内面を有する内壁５４とにより構成される。
【００２８】
インク供給部５２はインクタンク５０の一端側に位置しており、インクタンク５０の下端面に開口している。インクタンク５０をヘッド付ホルダ３０に装着する前はインク供給部５２はシール部材５７で封止され、インク収納部５３は大気に対して密閉状態となっている。
【００２９】
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５４は溶着部（ピンチオフ部）５６を有し、この溶着部５６で内壁５４は外壁５１に係合する形で支持されている。また、外壁５１には大気連通口５５が設けられており、内壁５４と外壁５１との間に大気を導入可能となっている。
【００３０】
一方、ヘッド付ホルダ３０は、上述したように、インクタンク５０を保持するタンクホルダ１１と、タンクホルダ１１の底部に設けられた負圧発生部材収納室１０と、インク（処理液などの液体を含む）を吐出して被記録媒体に記録を行う記録ヘッド６０とを有し、これらが一体となった構造となっている。
【００３１】
負圧発生部材収納室１０は、ポリウレタンフォームなどの多孔質部材、またはポリエチレンやポリプロピレンなどからなる繊維状部材から構成される負圧発生部材１３を収納し、この負圧発生部材１３の毛管力によりインクを保持する。負圧発生部材収納室１０には、インクタンク５０のインク供給部５２と接続しインク収納部５３と連通する連通管７１が上壁に備えられるとともに、下壁には記録ヘッド６０にインクを供給するための液体供給部としてのインク供給路１２のインク供給口Ｏが開口している。インク供給口Ｏは連通管７１の下方に位置している。つまり、連通管７１およびインク供給口Ｏは、いずれも負圧発生部材収納室１０の一端部に設けられている。なお、インク供給口Ｏにはフィルタ７０が設けられており、記録ヘッド６０への異物の侵入を防止している。
【００３２】
負圧発生部材収納室１０はさらに、大気導入溝１７および大気連通口１５を備えている。大気導入溝１７は、後述する気液交換を促進するためのものであり、連通管７１の近傍の上壁面内側に、負圧発生部材収納室１０の大気連通口１５側に向かって水平方向に形成され、連通管７１の内部と連通している。大気連通口１５は、負圧発生部材１３と外気とを連通させるためのものであり、負圧発生部材収納室１０の他端壁に形成されている。負圧発生部材収納室１０の、大気連通口１５の近傍は、負圧発生部材１３が存在しないバッファ部１６となっている。この液体供給システムにおいては、連通管７１は、負圧発生部材１３と当接するとともに、その端部は大気導入溝１７とも連続しており、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となっている。
【００３３】
さらに、本液体供給システムは、インクタンク５０のインク収納部５３内のインク残量を検出するためのインク残量検出手段を有する。インク残量検出手段は、インクタンク５０を間において鉛直方向に対向配置された発光部８１及び受光部８２を備え、発光部８１から照射されてインクタンク５０を透過した光の光量を受光部８２で検出することで、インク収納部５３内のインクの残量を検出するものである。そのため、インクタンク５０の外壁５１及び内壁５４は、発光部８１から照射される光を透過する材料で構成される。また、受光部８２は、インクタンク５０を透過した光を検出するものであるため、インクタンク５０と負圧発生部材収納室１０との間には、受光部８２を配置するためのスペースが設けられている。本液体供給システムでは発光部８１をインクタンク５０上方に配置し、受光部８２をインクタンク５０と負圧発生部材収納室１０との間に配置しているが、これらの位置は逆でもよい。
【００３４】
なお、図１を含め以下の各断面図において、負圧発生部材１３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５３や大気導入溝１７、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。
【００３５】
連通管７１の内部には、インク誘導体７５が挿入されている。インク誘導体７５は、インクを連通管７１の上端から負圧発生部材１３まで良好に導くためのものであり、例えばフェルト状のものや、繊維状体を連通管７１の軸方向に沿って束ねたものなどが用いられる。連通管７１の内部にも、その軸方向に沿って、大気導入溝１７と接続する溝が形成されており、この溝の部分にはインク誘導体７５は存在しない。
【００３６】
本液体供給システムのインクタンク５０は、略直方体形状をなす６つの平面から構成され、円筒状のインク供給部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５４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。
【００３７】
また、内壁５４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５４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５４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。
【００３８】
なお、図１は模式的概略図であるため、インクタンク５０の外壁５１と内壁５４とは接触している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５４と外壁５１が接触していても、微小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。ただし、インクタンク５０をヘッド付ホルダ３０に装着する前、すなわちインクタンク５０の使用前においては、内壁５４は外壁５１の内面形状に沿って、少なくとも外壁５１の角部に内壁５４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）。
【００３９】
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供給部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５７の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５３内に収納される空気量を減らすためには、例えば特開平１０−１７５３１１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、負圧発生部材収納室１０の負圧発生部材１３は、この液体供給システムの使用前を除き、通常はその一部に、負圧発生部材１３を介して大気導入溝１７が大気と連通した状態で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、後述するインクタンク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い。また、大気導入溝１７及び連通管７１に関しては、必ずしも液体で充填されている必要はなく、図１に示すように空気を含んでいてもよい。
【００４３】
次に、本液体供給システムのイ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に示す液体供給システムのインクタンク５０をヘッド付ホルダ３０に装着し、記録ヘッド６０からインクを吐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と同じ断面による断面図、（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線断面図を示している。また、図７は、図１に示すインク供給口Ｏ（負圧発生部材収納室１０へのインク供給路１２の開口部）から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Ｏ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。
【００４４】
本液体供給システムのインクタンクの場合、インク供給動作は大別して、気液交換動作を行う前、気液交換動作中、気液交換動作後、の３つに分けることができる。そこで、以下、それぞれの動作について図面を用いて詳細に説明する。
【００４５】
（１）気液交換動作前
図２（ａ）、（ｂ）は、インクタンク５０をヘッド付ホルダ３０に装着した直後の、インクタンク５０内のインクが負圧発生部材収納室１０へ導出される前の状態を示している。
【００４６】
インクタンク５０のヘッド付ホルダ３０への装着は、ヘッド付ホルダ３０の上方からインクタンク５０をタンクホルダ１１の開口内に挿入することで行われる。これにより、負圧発生部材収納室１０の連通管７１がシール部材を突き破ってインク供給部５２内に侵入し、インクタンク５０のインク収納部５３と負圧発生部材収納室１０とが連通する。
【００４７】
インクタンク５０がヘッド付ホルダ３０に装着されると、インクタンク５０内のインクは連通管７１を通って負圧発生部材収納室１０に供給される。このとき、負圧発生部材収納室１０内では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、負圧発生部材収納室１０とインクタンク５０の圧力が等しくなるまで、図３（ａ）の矢印の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。）。
【００４８】
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。
【００４９】
インクタンク５０のインク供給部５２に負圧発生部材収納室１０の連通管７１を挿入すると、インク収納部５３内のインクが連通管７１へ流れて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連通管７１内に存在する場合、空気はインク収納部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。）。
【００５０】
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。
【００５１】
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１）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、大気連通口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１７へのインク導入については、本液体供給システム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１７の毛管力が大きい場合はインクが充填される。
【００５２】
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１７の先端部（図示右端部）より大気連通口１５側にもインクが充填されるようになり、大気導入溝１７は大気とは連通しなくなる。すると、インクタンク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、インクタンク５０の気液交換通路における静負圧と、負圧発生部材収納室１０の連通管７１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。
【００５３】
すなわち、このときの負圧発生部材収納室１０側の負圧がインクタンク５０側の負圧より大いので、両者の負圧が等しくなるまで、インクタンク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、インクタンク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、インクタンク５０に負圧発生部材１３を介した気体の導入をすることなく行われる。平衡状態となった時のインクタンク５０および負圧発生部材収納室１０の静負圧は、インク供給路１２に接続されている記録ヘッド６０からインクが漏れ出ないよう、記録ヘッド６０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。
【００５４】
インクタンク５０から移動可能なインク量の下限は、負圧発生部材１３の上面で大気導入溝１７の先端位置（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１３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。
【００５５】
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、平衡状態に達した場合でも、負圧発生部材１３の大気連通口１５側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１６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。
【００５６】
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。
【００５７】
なお、接続時における連通管７１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を外壁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連通管７１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。
【００５８】
次に、図４に示すように、記録ヘッド６０によりインクを吐出し、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。）。
【００５９】
すなわち、記録ヘッド６０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の液面位置が図示左方向すなわちインク供給口Ｏに向かって移動するとともに、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。
【００６０】
ここで、溶着部５６も、内壁５４の変形規制部分となり、最大面積を有する面に隣接する面について、相対的に溶着部５６を有する領域より、溶着部５６を有していない部分が先に変形を始め、内壁５４が外壁５１から離間する。なお、本液体供給システム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。
【００６１】
なお、図４に示す状態でのインク供給口Ｏ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には連通管７１を経由して空気が入ることがない。
【００６２】
（２）気液交換動作中
インク供給口Ｏ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。）。
【００６３】
このとき、負圧発生部材１３の液面位置は大気導入溝１７の先端部でほぼ一定（気液界面８６）であり、大気連通口１５から大気導入溝１７及び連通管７１を経由した空気がインクタンク５０に入ることで、インクタンク５０からインクが連通管７１のインク誘導体７５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。
【００６４】
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負圧発生部材１３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５０の負圧をほば一定に保つので、記録ヘッド６０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部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、ほば一定の値となる。
【００６５】
以上、本液体供給システムのインクタンクの気液交換動作について説明したが、本液体供給システムの構成のような変形可能なインク収納部５３の場合、気液交換中の動作は上述したものにとどまらない。
【００６６】
従来のようなインク収納部が変形不可なインクタンク構成の場合は、大気のインク収納部への導入に伴い直ちにインクが負圧発生部材に供給される。
【００６７】
それに対し、本液体供給システムのようなインク収納部５３が変形可能なインクタンク５０の場合は、インク収納部５３への大気の導入がなくても内部のインクを負圧発生部材１３に供給する場合もある。逆に、インクの消費に伴い大気がインク収納部５３へ導入されてもすぐにインクが負圧発生部材１３側へ供給されない場合もある。これらはインク収納部５３の変位及び負圧発生部材収納室１０との負圧バランスによるものである。
【００６８】
このような動作の具体例については後述するが、本構成においては、従来のインクタンク構成とは異なる（従来の気液交換とはタイミングの異なる）気液交換動作を行う場合があり、この気液交換時におけるインク収納部５３からのインク導出と、インク収納部５３への気体の導入の時間的ずれによって、例えば急激なインクの消費、環境変化、振動等の外的要因に対してもバッファー効果、タイミングのずれにより安定的なインク供給に対しての信頼性が増すことができる。
【００６９】
（３）気液交換動作後
さらにインク供給口Ｏ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のインクはほば完全に消費され、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Ｏ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、インクタンク５０を取り外しても、連通管７１からインク漏れが生じる恐れは少ないので、インクタンク５０を取り外し、新たなインクタンクと交換すればよい。
【００７０】
図１に示す液体供給システム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。
【００７１】
すなわち、インクタンク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とインクタンク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、記録ヘッド６０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８６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。
【００７２】
このように、本発明では、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）においてインクタンク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、インクタンク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。
【００７３】
また、本発明によれば、インクタンク５０内のインクをはぼ完全に消費することができるだけでなく、交換時に連通管７１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タンク５０の交換が可能である。
【００７４】
特に、インクタンク５０は負圧発生部材収納室１０の上方に位置しているので、インクタンク５０からインク供給口Ｏまでのインクの供給方向を重力に従う方向とすることができ、常に安定した供給状態を維持することができる。しかも、連通管７１と接続する大気導入溝１７を大気連通口１５に近づく方向に水平に設けることで、上述した気液交換をスムーズに行うことができる。
【００７５】
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前に、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。
【００７６】
次に、インクタンク５０内のインク残量検出について説明する。
【００７７】
前述したように、インクタンク５０内のインク残量検出は、発光部８１から照射されインクタンク５０を透過した光の光量を受光部８２で検出することで行う。具体的には、インクタンク５０内のインクの消費に伴いインクタンク５０内のインク液面位置が低くなるにつれて光がインク中を通過する距離が小さくなり、それによって光の吸収拡散量が減少し、受光部８２での受光レベルがアナログ的に増大することを利用している。これにより、インクタンク５０内のインク液面位置の変化による受光部８２での受光レベルの連続的な変化を、インクタンク５０内のインク残量の変化として検出することが可能となる。
【００７８】
インク消費による受光レベルの変化の特性を示すモデル図を図８に示す。第１のインク供給工程では、図３〜図４で示した変化のように、内壁５４が変形しつつインクが消費され、インク液面位置は変化しないので、受光レベルは一定である。第２のインク供給工程に移行すると、図５に示したように、インク収納部５３内のインクは気液交換しながら消費されインク液面位置が次第に下がってくるので、それに伴って受光レベルは増加していく。そして、インク収納部５３内のインクが全て消費され、負圧発生部材収納室１０でのインクが消費される状態では、受光レベルは一定である。
【００７９】
第１のインク供給工程から第２のインク供給工程に移行する変極点の位置は、インクタンク５０のインク供給特性である、負圧特性によって決定される。内壁５４の壁面における局所的な変形部位及びその部位ごとの変形の速さの分布には、個々にばらつきが存在するので、内壁５４の変形を直接検出し、その変形量からインク残量を検出することは、検出精度の安定性に欠ける。それに対して、インク収納部５３の負圧特性は、主に内壁５４の厚みなどにより管理可能であり、個々の内壁５４の局所的な部位の変形挙動の管理に比べて容易である。
【００８０】
従って、ある負圧値に到達するまでは内壁５４が変形するインクタンク５０においては、気液交換によるインク液面位置の変化を検出する構成とすることで、上述の局所的部位のばらつきの影響が相殺され、個々の内壁５４のばらつきの影響を受け難い、検出安定性に優れたインク残量検出手段が実現される。その結果、インクタンク５０に収納されているインクの残量をおおよそ把握することができ、インク残量をアナログ的あるいはデジタル的に表示できるようにすれば、インクタンク５０の交換時期をユーザにわかりやすく提供することができる。
【００８１】
インク残量の検出は、光がインクを通過する距離によってなされるので、インクタンク５０の外壁５１及び内壁５４の影響を受け難くするためにこれらは光透過性が高い方が好ましい。ただし、受光部８２の検出感度が優れているものであれば、光透過性は低くても構わない。外壁５１及び内壁５４の光透過性は、光の透過量に対する、インクタンク５０の高さすなわち照射された光の通過距離を考慮しつつ適宜決定すればよい。
【００８２】
ところで、インク導出量に対する静負圧の変化を詳細に測定したところ、図９に示すような曲線を得た。そこで、インク収納部の内壁の材料や厚み、負圧発生部材の発生する毛管力を変化させることで、インク供給動作の詳細に関する以下のような知見を得た。
【００８３】
ここで、図９は図７に示す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、前述の動作説明の（１）、（２）、（３）に対応する。また、図１０は図９のＢ領域についての一例を示すさらに詳細な説明図、図１１は図１０に示すパターンの場合のインクタンクの動作を（ａ）〜（ｃ）の順に示す説明図、図１２は図９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１３は図１２に示すパターンの場合のインクタンクの動作を（ａ）〜（ｃ）の順に示す説明図である。図１１及び図１３において、添字１は図１と同じ断面による断面図、添字２は図１に示すインクタンクのＡ−Ａ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部の変形等について多少極端に図示している。
【００８４】
（１）図９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、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。
【００８５】
＜図９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に比べてインク収納部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、インク収納部の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納部内壁の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００８６】
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からのインクの導出が行われる。これはインク収納部からインクを導出する抵抗力より負圧発生部材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からインクが導出された後は、負圧発生部材とインク収納部との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。インク収納部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。
【００８７】
＜図９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に比べて負圧発生部材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、インク収納部の内壁が比較的薄い場合や、内壁の剛性が小さい場合に起こる場合が多い。
【００８８】
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部からのインクの導出が行われる。これは負圧発生部材からインクを導出する抵抗力よりもインク収納部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とインク収納部との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。
【００８９】
＜図９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、負圧発生部材とインク収納部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。
【００９０】
この場合、初期状態からのインク導出において、負圧発生部材とインク収納部とが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。
【００９１】
（２）図９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９の（２）の領域の負圧曲線をより拡大した図にて説明する。
【００９２】
＜図９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に比べてインク収納部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、インク収納部の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納部内壁の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００９３】
気液交換動作領域において負圧発生部材収納室からインク収納部へ大気の導入が行われる（図１０領域ａ）。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。このインク収納部へのインクの導入により図１１ａに示すようにインク収納部５３の内壁５４が外方に微少変形する。また大気の導入に対して、インク収納部５３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の気液界面８６が僅かに右方向へ移動する（図１１ａ→ｂ）。
【００９４】
さらなる記録ヘッド６０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の気液界面８６が左方向に変化する（図１０領域ｂ）（図１１ｂ）。
【００９５】
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の気液界面８６はさらに左方向に変化し、インク収納部５３の内壁５４は内方に変化する（図１０領域ｃ）（図１１ｃ）。
【００９６】
その状態が続いた後に大気導入溝１７を介して大気がインク収納部５３へ導入され、図１０領域ａへと移行する。
【００９７】
＜図１１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に比べて負圧発生部材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、インク収納部の内壁が比較的薄い場合や、内壁の剛性が小さい場合に起こる場合が多い。
【００９８】
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からインク収納部へと大気の導入が行われる（図１２領域ａ’）。このインク収納部へのインクの導入により図１３ａに示すようにインク収納部５３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、インク収納部５３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の気液界面８６が僅かに右方向へ移動する（図１２ａ’→ｂ’）。
【００９９】
さらなる記録ヘッド６０からのインクの導出により、本パターンにおいては、インク収納部５３から支配的にインクの導出が行われる。この場合、インク収納部５３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部５３の内壁５４が内方へ変形する。（図１２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の気液界面８６はほとんど変化しない。
【０１００】
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１２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の気液界面８６は左方向に変化し、インク収納部５３の内壁５４は内方に変化する（図１２領域ｃ’）（図１３ｃ）。
【０１０１】
その状態が続いた後に大気導入溝１７を介して大気がインク収納部５３へ導入され再び図１２領域ａ’へと移行する。
【０１０２】
（３）図１１の（３）領域の説明
最後に気液交換領域後の図９の領域（３）の領域について説明する。
【０１０３】
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部内のインクがほとんど導出され、主に負圧発生部材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。
【０１０４】
＜図９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、インク収納部内の圧力が略大気圧になる場合を説明する。
【０１０５】
前述した気液交換が終了した状態において、インク収納部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、一般的に大気連通路、負圧発生部材収納室とインク収納部との連通路（連通管）、もしくは負圧発生部材にメニスカスがはっている。しかし、負圧発生部材内の気液界面が大気導入溝の先端部よりも連通管に近い位置にある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連通溝を介してインク収納部と連通状態になる。それによりインク収納部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部の内壁が、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、インク収納部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。
【０１０６】
このようにインク収納部内が大気圧状態になって、内壁がもとの状態に戻った後は負圧発生部材内のインクが導出されることで、負圧発生部材内の気液界面の位置がインク供給口に近づく。それにより負圧も略比例状態で増大する。
【０１０７】
＜図９の領域（３）の第２パターン＞
次に本パターンでは、負圧発生部材の気液界面が大気導入溝の先端部よりも連通管に近づいた場合においてもインク収納部内が負圧状態を維持する場合について説明する。
【０１０８】
前述したように、大気導入溝内、連通管、負圧発生部材内のメニスカスによりインク収納部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、負圧発生部材内の気液界面が連通管に向かって移動しつづける場合がある。それによりインク収納部の内壁は内方に変形状態を維持したままで負圧発生部材内のインクが消費される。
【０１０９】
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部の内壁は略もとの状態に戻る。
【０１１０】
以上説明したように、本願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。
【０１１１】
この理由として、本構成では図９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部からのインクの導出により、内壁がタンク内方に変形した状態になっている。そのため内壁の弾性力によりインク収納部の内壁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とインク収納部との圧力差を緩和させるためにインク収納部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部から負圧発生部材収納室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部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へインクを導出するものである。
【０１１２】
また、たとえばベタモードの印字を行う場合、記録ヘッドから一度に大量のインクが吐出される。それによりインクタンクからも急激にインクの導出が行われるが本構成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。
【０１１３】
また本構成によればインク収納部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。
【０１１４】
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９（ｂ）にてさらに別の観点で説明する。
【０１１５】
図９（ｂ）において、横軸に時間、縦軸にインク収容部からのインク導出量とインク収容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記録ヘッドからのインク供給量は一定とする。
【０１１６】
以上の観点で、インク収容部からのインク導出量を実線▲１▼、インク収容部への空気導入量を実線▲２▼で示す。
【０１１７】
ｔ＝０からｔ＝ｔ1までは、図９（ａ）で示した気液交換前の領域（Ａ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からとインク収容部からのバランスをとりながらインクが記録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。
【０１１８】
次にｔ＝ｔ1からｔ＝ｔ2までは、図９（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９（ｂ）の実線▲１▼で示すように、インク収容部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容部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容部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容部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、インク収容部内のエアの量とインクの量とが逆転する点を経る。
【０１１９】
ｔ＝ｔ2を過ぎると、図９（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容部が略大気圧になる。（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、インク収容部の内壁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。そのためインク収容部への最終的な空気導入量Ｖｃは、インク収納部での初期のインク量Ｖよりも少ない。本領域でもインク収容部からのインクはすべて使い切る状態となる。
【０１２０】
次に、インク消費途中の各状態において、インクタンクを交換した場合の動作について、図１４を用いて説明する。
【０１２１】
（ａ）気液交換前にインクタンクを交換した場合（図１４ａ）
この気液交換前の状態は、前述したように、負圧発生部材、インク収納部、負圧発生部材とインク収納部とが相互の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。また負圧発生部材内の気液界面は大気導入溝の先端よりも連通管に近い位置にある。
【０１２２】
この時点でインクタンクを交換した場合、一般的にインク収納部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、インクタンクを新たに装着した場合、インク収納部のインクが負圧発生部材に供給され、負圧発生部材収納室内のインク保持量が増え、両者のバランスがとれた点で気液界面が安定する。この場合、負圧発生部材の連通管から最も離れた位置には前述したバッファー領域を有するため、気液界面の位置が連通管から離れる方向に移動したとしても大気連通口からのインク漏れはない。
【０１２３】
インクタンク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。
【０１２４】
なお、負圧発生部材収納室の気液交換経路近傍の負圧発生部材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、インク収納部から負圧発生部材収納室へのインクパスが形成されれば、負圧発生部材収納室の毛管力を利用してインク収納部内のインクを負圧発生部材へと移動させることができる。従って、結合部近傍の負圧発生部材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部のインクを使用することができる。
【０１２５】
本発明の場合、この状態でタンク交換が行われたかどうかは、前述のインク残量検出手段による受光部の受光レベルが図８に示す「第１のインク供給工程」の受光レベルであることにより容易に判断できるので、必要に応じてタンク交換後に装置側で初期回復を行うなどの動作を組み合わせてもよい。
【０１２６】
（ｂ）気液交換中にインクタンクを交換した場合（図１４ｂ）
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内の気液界面の位置は、大気導入溝の先端部で安定し、インク収納部の内壁は内方に変形した状態である。
【０１２７】
この状態でインクタンクを取り外し、新たに初期状態のインクタンクを装着すると、前述したようにインク収納部内のインクが負圧発生部材内に供給され、負圧発生部材が保持するインク量が増える。すなわち気液界面が大気導入溝を超えた位置へ変位する。それによりインク収納部の内壁は内方に変位し、インク収納部内は若干の負圧状態になる。
【０１２８】
気液界面の位置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。
【０１２９】
本発明の場合、この状態でタンク交換が行われたかどうかは、前述のインク残量検出手段による受光部の受光レベルが図８に示す「第２のインク供給工程」の受光レベルであることにより判断できるが、より望ましい交換時の動作の詳細な説明については後述の第１の実施形態で説明する。
【０１３０】
（ｃ）気液交換後にインクタンクを交換した場合（図１４ｃ）
気液交換後の状態は、前述したように負圧発生部材内の気液界面は大気導入溝の先端よりも連通管に近い状態で、インク収納部は略大気圧でほぼ内壁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。
【０１３１】
この状態でインクタンクを交換した場合は、やはりインク収納部内のインクは負圧発生部材側へ供給され、負圧発生部材が保持するインク量は増える。この場合は、気液界面は一般的には大気導入溝を超えた位置まで達するが、大気導入溝よりも連通管に近い位置で気液界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部の内壁は内方へ変位し略負圧状態になる。
【０１３２】
気液界面が大気導入溝を超えた位置へ変位した場合には、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。また気液界面が大気導入溝よりも連通管に近い位置でつりあっている場合は、すぐに気液交換動作を行う。
【０１３３】
本発明の場合、この状態でタンク交換が行われたかどうかは、前述のインク残量検出手段による受光部の受光レベルが図８に示す「負圧発生部材使用領域」の受光レベルであることにより容易に判断できる。
【０１３４】
以上説明したように、（ａ）〜（ｃ）の各消費過程においてインクタンク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。特に、本発明の場合、液体残量検出手段を設けることで、それぞれどの状態でインクタンクを交換したかを容易に判別することができる。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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１５及び図１６を用いて説明する。
【０１３７】
図１５は負圧発生部材のバッファ吸収体としての機能、及びインク収納部のバッファ作用を説明する説明図であり、図５の状態（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内の空気の膨張した時のインク収納部の変化を（ａ）〜（ｄ）の順に示している。添字１は図１と同じ断面による断面図、添字２は図１に示すＡ−Ａ線断面図を示している。
【０１３８】
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内の空気が膨張すると、図１５（ｂ１）、（ｂ２）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、一部のインクは連通管７１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１３へ流出するインク量（図１５（ｃ１）の▲３▼に示される負圧発生部材１３の液面の移動）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。
【０１３９】
ここで、連通管７１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、インク収納部５３の内壁面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。
【０１４０】
特に、本構成の場合、負圧発生部材１３の流抵抗が内壁５４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１５（ａ１）、（ａ２）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１５（ｂ１）、（ｂ２）に示すように連通管７１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、インク供給口部における負圧特性が安定する。
【０１４１】
なお、本液体供給システム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１５（ｃ１）、（ｃ２）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図示右方向へ移動するので、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６０などの液体吐出記録手段へ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。
【０１４２】
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１５（ｄ１）、（ｄ２）に示す定常状態に至ったときの原理動作を図１６を用いて説明する。
【０１４３】
この状態で特徴的なことは、インク収納部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、負圧発生部材に保持されているインクの界面が変化することである。
【０１４４】
ここで、本発明における、負圧発生部材のインク吸収量とインクタンク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、インクタンクからの最悪条件下でのインク流出量と、インクタンクからのインク供給時に負圧発生部材収納室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を収納するだけの容積を負圧発生部材収納室に持たせれば良い。
【０１４５】
図１６に、初期の空気の体積をＶA1としたとき、大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下にインク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変化を模式的に示す。図１６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。
【０１４６】
図１６において、ｔ＝ｔa、ｔ＝ｔb、ｔ＝ｔc、ｔ＝ｔdにに応するインクタンクの状態はそれぞれ、図１５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）となっている。
【０１４７】
図１６に示すように、急激な環境変化に対しては、最終的に負圧発生部材収納室とインク収納部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部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、インク収納部から負圧発生部材収納室へのインク導出タイミングを遅らせることができる。
【０１４８】
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、インク収納部の使用中に安定した負圧条件下でインク供給を行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。
【０１４９】
本発明によれば、使用する負圧発生部材及びインク収納部の材料を適宜選択することで、負圧発生部材収納室とインク収納室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。
【０１５０】
特に、インクタンク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の変形量を大きくするようにすればよい。
【０１５１】
なお、上述のインク収納部のバッファ効果を有効に機能させるためには、インク収納部の変形が少ない状態でインク収納部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。
【０１５２】
ところで、図１５及び図１６を用いて説明したように、環境変化に対してはインク収納部５３の壁面がバッファとしての機能を果たすものの、負圧発生部材収納室１０のインクが消費されていないにも拘わらず、インク収納部５３と負圧発生部材収納室１０との間でインクが移動し、定常状態になるまではインク収納部５３内でのインクの液面位置が変動する。また、本液体供給システムをシリアルタイプのインクジェット記録装置に適用し、ヘッド付ホルダ３０を往復移動するキャリッジに搭載するような場合は、印字動作終了直後にはインク収納部５３内のインク液面位置が変動している。このような場合には、インク残量検出手段で検出されたインク収納部５３内のインク残量は極めて不正確なものとなる。
【０１５３】
そこで、環境変化や揺動などの影響を少なくするために、▲１▼インク残量検出手段によるインク残量を、単位時間内で検出される液面の変化率が所定の設計値以下となったときの検出値とするか、または、▲２▼所定時間内の計測時間で液面の振れ幅が所定の範囲内に収束している場合の検出値を、定常状態のインク残量として検出することが望ましい。さらには、環境変化や揺動などの影響をより少なくするために、上記の▲１▼及び▲２▼の両方を満足したときの検出値をインク残量としてもよい。
【０１５４】
以上、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実施形態について、以下に説明する。なお、以下の各実施形態、及び上述の液体供給システムについて、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。
【０１５５】
（第１の実施形態）
上述した液体供給システムでは、インク収納部が変形可能なインクタンクにおけるインク残量の検出について基本的な説明をしたが、本実施形態では、負圧発生部材収納室の負圧の状態をも考慮に入れた場合のインク残量検出について、液体供給システムをシリアルタイプのインクジェット記録装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【０１５６】
図１７は、本発明の第１の実施形態であるインク残量検出方法を説明するためのフローチャートである。また、図１８及び図１９は、図１７に示したフローチャートの一部のステップについてのインク供給システムの状態を示す断面図である。なお、図１８及び図１９に示すインク供給システムは前述したものと同様であるので、前述したものと同一の符号を付している。なお、図１８及び図１９に示すヘッド付ホルダは、記録装置のキャリッジに搭載される。また、本実施形態において、インク残量の検出はキャリッジのホームポジションで行うものであるので、インク残量検出手段を構成する発光部８１は、記録装置本体の、キャリッジのホームポジションに配置されている。受光部８２については負圧発生部材収納室１０の上面に取り付けられていてもよいし記録装置本体に取り付けられていてもよいが、記録装置本体に取り付けられている場合には、発光部８１と同様にホームポジションに配置される。受光部８２が記録装置本体に取り付けられる場合には、ヘッド付ホルダ３０は、インクタンク５０を全周にわたって取り囲む形状ではなく、一部位に、キャリッジの移動により受光部８２が侵入可能な切り欠き等を有する構造とされる。ここでは、受光部８２は負圧発生部材収納室１０の上面に取り付けられているものとして説明する。
【０１５７】
まず、印字動作指令が出され（Ｓ１０１）、印字動作が開始される（Ｓ１０２）。そして印字動作が終了したら（Ｓ１０３）、キャリッジをホームポジションに移動させ、図１８（ａ）に示すように、発光部８１及び受光部８２により、インク収納部５３内の定常状態の液面Ｌ１をインク残量として検出する（Ｓ１０４）。ここで、定常状態の検出を行っているのは、液体供給システムの説明でも述べたように、キャリッジの移動による液面の変動の影響を少なくするためである。液面Ｌ１を検出したら、この検出値をメモリに記憶する（Ｓ１０５）。
【０１５８】
その後、印字動作が行われないで放置されている間も、所定時間間隔で定常状態の液面を検出する。ここで、液面検出間隔時間である所定時間ΔＴ内に印字動作指令が出されたか否かを判断し（Ｓ１０６）、出された場合にはメモリをリセット（Ｓ１０７）した後、印字動作を開始する（Ｓ１０２）。印字動作指令が出されていない場合は、図１８（ｂ）に示すように、発光部８１及び受光部８２により、インク収納部５３内の定常状態の液面Ｌ２をインク残量として検出する（Ｓ１０８）。
【０１５９】
液面Ｌ２を検出したら、タンク交換モードがオンになっているか否かを判断する（Ｓ１０９）。タンク交換モードオン／オフはユーザが必要に応じて操作するもので、タンク交換モードがオフであれば、再びＳ１０６のステップに戻る。一方、タンク交換モードがオンであれば、キャリッジをホームポジションからインクタンク交換ポジションへ移動させるとともに、メモリに記憶された液面Ｌ１とその後に検出した液面Ｌ２との差Ｌ１−Ｌ２を算出し、その値が、予め定められた定数α（ただしαは正の値）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１１０）。
【０１６０】
印字動作が行われていないのにＬ１の値ととＬ２の値とに差が生じるということは、環境変化などによりインク収納部５３と負圧発生部材収納室１０との間でインクの移動があったことを意味する。Ｌ１−Ｌ２が負の値になった場合には、２回の液面検出の間にインク収納部５３内のインク残量が増えたことであり、インク残量が少なくなったとされることはないので、インクタンク５０の交換時期を知らせるのには影響はない。ところが、Ｌ１−Ｌ２が正の値になった場合には、インクタンク５０の交換後、インク収納部５３と負圧発生部材収納室１０との内圧のバランスがとれたときに、負圧発生部材収納室１０にインクが過剰に保持され、負圧発生部材収納室１０の内圧が正圧になるおそれがある。負圧発生部材収納室１０の内圧が正圧になると、記録ヘッド６０からインクが漏出してしまう。
【０１６１】
そこで、上記の定数αは、インク収納部５３から負圧発生部材収納室１０への多少のインク移動は許容しつつも、インクタンク５０の交換後に負圧発生部材収納室１０が正圧にならないような値として設定される。
【０１６２】
Ｌ１−Ｌ２の値が定数α以下であれば、インクタンク５０の交換動作を検出し（Ｓ１１１）、メモリをリセット（Ｓ１１２）した後、記録装置は待機状態となる（Ｓ１１３）。
【０１６３】
ここで、インクタンク５０の交換動作の検出は、インク残量検出手段を構成する受光部８２がヘッド付ホルダ３０上に設けられている場合には、インクタンク交換ポジションにもインク残量検出手段を構成する発光部８２とは別の発光部を設けておけば、それを利用することができる。すなわち、インクタンク５０がヘッド付ホルダ３０から取り外されると、図１９（ｃ）に示すように、発光部８３から照射された光は受光部８２に直接入射される。その結果、受光部８２での受光レベルは、インクが収納されていないインクタンク５０を通過する場合よりも更に高くなり、これによってインクタンク５０がヘッド付ホルダ３０から取り外されたことが検出される。
【０１６４】
その後、インクが収納された新たなインクタンク５０を取り付けると、受光部８２での受光レベルが低下し、これによって新たなインクタンク５０が取り付けられたことが検出される。従って、このような受光部８２での受光レベルの変化を見ることで、インクタンク５０の交換動作が行われたか否かを記録装置側で知ることができる。このように、本発明のインク残量検出手段は、インクタンク５０の装着の有無検知としても用いることができ、システムとしての信頼性を一層高めることができる。
【０１６５】
なお、インクタンク５０の交換動作の検出は、ヘッド付ホルダ３０にインクタンク５０の有無を検出するためのスイッチ等を設け、これにより行ってもよい。また、ホームポジションから移動させずにインクタンク５０を交換できるようにすれば、インクタンク５０の交換動作の検出にはインク残量検出手段の発光部８１及び受光部８２をそのまま利用することができる。
【０１６６】
一方、Ｌ１−Ｌ２の値が定数αよりも大きい場合には、上述したようにしてインクタンク５０の交換動作を検出し（Ｓ１１４）、インク供給部５３と負圧発生部材収納室１０との内圧のバランスがとれる前に、記録ヘッド６０の吸引回復動作を行う（Ｓ１１５）。吸引回復動作は、キャリッジを再びホームポジションに移動させた後、図１９（ｄ）に示すように、記録ヘッド６０を、吸引ポンプ９１が接続されたキャップ９０でキャッピングし、記録ヘッド６０を介してインクを吸引することで行われる。このようにしてインクを吸引することで、負圧発生部材収納室１０には負圧が発生し、キャップ９１を外しても記録ヘッド６０からインクが漏出することはない。
【０１６７】
以上説明したように、印字動作終了後のインク収納部５３内のインク残量の検出において、インクの減少量に応じて吸引回復動作を行うようにすることで、インクタンク５０の交換に伴う記録ヘッド６０からのインクの漏出を確実に防止することができる。
【０１６８】
本実施形態では、インクタンク５０の交換後に負圧発生部材収納室１０が正圧になるおそれがある場合には、記録ヘッド６０からのインクの漏出を防止するために、吸引回復処理を行う場合を例に挙げて説明したが、吸引回復によるインクの消費を避けたい場合には、記録装置側で、ユーザに対してインクタンク交換禁止の警告を発するようにしてもよい。この場合には、インクタンク交換禁止の警告を発したらＳ１０５のステップに戻り、以下、上述した動作を行う。
【０１６９】
（第２の実施形態）
図２０は、本発明の第２の実施形態である液体供給システムの断面図である。
本実施形態では、発光部１８１及び受光部１８２をインクタンク１５０の上方に配置し、インクタンク１５０と負圧発生部材収納室１１０との間に反射板１８３を配置している。発光部１８１から照射された光は、インクタンク１５０を透過した後、反射板１８３で反射され、再びインクタンク１５０を透過して受光部１８２に入射される。そして、受光部１８２に入射した光の受光レベルにより、第１の実施形態で説明したようにしてインク収納部１５３内のインク残量を検出する。
【０１７０】
本実施形態では、発光部１８１及び受光部１８２をインクタンク１５０の上方に配置し、インクタンク１５０と負圧発生部材収納室１１０との間に反射板１８３を配置している。発光部１８１から照射された光は、インクタンク１５０を透過した後、反射板１８３で反射され、再びインクタンク１５０を透過して受光部１８２に入射される。そして、受光部１８２に入射した光の受光レベルにより、第１の実施形態や第２の実施形態で説明したようにしてインク収納部１５３内のインク残量を検出する。
【０１７１】
このように反射板１８３を用いることにより、発光部１８１及び受光部１８２のレイアウトの自由度が向上する。また、反射板１８３は厚みが薄くてすむので、インクタンク１５０と負圧発生部材収納室１１０との間のスペースを最小限にとどめることができ、インクタンク１５０の容量を大きくすることができる。
【０１７２】
（第３の実施形態）
上述した各実施形態では液面位置の変化を光学的手段によって連続的に検出することでインク残量の変化を連続的に検出するものを示したが、インク残量検出手段としては、インク収納部の上方及び下方に配置されて液面位置の変化を検出可能なものであれば、光学的手段に限られるものではない。
【０１７３】
図２１に、光学的手段以外の手段によりインク残量の検出を行う、本発明の第３の実施形態によるインク供給システムの断面図を示す。
【０１７４】
図４に示すように、本実施形態では、インクタンク２５０の上方、及びインクタンク２５０と負圧発生部材収納室２１０との間に、２つの電極２８１を対向配置している。そして、これら電極２８１にサイン波や矩形波の信号を入力し、そのときのインクタンク２５０内の液面位置の変化による電極２８１間の静電容量の連続的な変化を、インクタンク２５０内のインク残量の変化として検出する。この場合、例えば矩形波信号を与える場合には、パルス電圧、パルス周波数、及び安定検出のためのパルス数等を適宜設定する。本実施形態は、インク残量の変化を上述した実施形態における受光レベルではなく静電容量でとらえたもので、インク残量の検出に関する基本的な考え方は上述した実施形態と同様である。
【０１７５】
このように、静電容量の変化を利用してインク残量を検出することで、例えばインクタンク２５０が光を透過しないものであったり、検出するインクの光透過率が極めて高い場合であってもインク残量を検出することができ、インクタンク２５０の材料や収納されているインクの種類によらず、液面位置の変位を検出することができる。
【０１７６】
なお、図２２に示すように、インクタンク３５０の交換時にインクタンク３５０の取り外しを容易にするために、負圧発生部材３１０の上面に、インクタンク３５０を上方に付勢するポップアップばね３８１を設け、不図示の係合手段によるインクタンク３５０とタンクホルダとの係合が外れたら、インクタンク３５０を持ち上げる構成とする場合もある。このような場合には、このポップアップばね３８１を、先に延べた第２の実施形態における反射板１８３（図２０参照）や本実施形態における電極２８１（図２１参照）の一方と兼用することもできる。
【０１７７】
ポップアップばね３８１は、十分な弾性及び繰り返し復元性があれば金属で構成してもよいし、樹脂で構成してもよい。金属で構成した場合には、ポップアップばね３８１を上述した反射板あるいは電極としてそのまま利用可能である。また、樹脂で構成した場合であっても、その表面に反射板や電極を一体成形あるいは貼り付けるなどしてインク残量検出手段と兼用することが可能である。
【０１７８】
このように、ポップアップばね３８１を反射板あるいは電極と兼用することで、インク残量検出手段としては、その他にインクタンク３５０の上方に光学手段あるいは電極を配置するだけでよいので、インク供給システムの設計の自由度も向上させることができる。
【０１７９】
（第４の実施形態）
図２３は、本発明の第４の実施形態によるインク供給システムの斜視図である。
本実施形態は、カラーのインクジェットカートリッジに適用したものであり、負圧発生部材収納室４１０には４つのインクタンク４５０が着脱自在に保持される。各インクタンク４５０は上述した実施形態のインクタンクと同様に構成され、それぞれ異なる色のインクが収納されている。負圧発生部材収納室４１０は、各インクタンク４５０に対応して内部が４つの室に分かれており、それぞれの室に負圧発生部材（不図示）が収納されている。負圧発生部材収納室４１０の下部には記録ヘッドが一体に設けられている。
【０１８０】
本実施形態は、カラーのインクジェットカートリッジに適用したものであり、負圧発生部材収納室４１０には４つのインクタンク４５０が着脱自在に保持される。各インクタンク４５０は上述した実施形態のインクタンクと同様に構成され、それぞれ異なる色のインクが収納されている。負圧発生部材収納室４１０は、各インクタンク４５０に対応して内部が４つの室に分かれており、それぞれの室に負圧発生部材（不図示）が収納されている。負圧発生部材収納室４１０の下部には記録ヘッドが一体に設けられている。
【０１８１】
また、本実施形態は、インクタンク４５０内のインク残量の検出は光学的に行うものであり、負圧発生部材収納室４１０の上面の、各インクタンク４５０の下方の部位には、それぞれインク残量検出手段を構成する受光部４８２が設けられている。受光部４８２に入射される光を照射するための発光部（不図示）は、インクタンク４５０の上方に配置されるが、本実施形態のように複数のインクタンク４５０がある場合には、発光部を受光部４８２ごとに設ける必要はなく、１つの発光部を各受光部４８２に共通に用いてもよい。
【０１８２】
このように、複数のインクタンク４５０がある場合に発光部を共通化することで、部品点数が減少し構造を簡略化することができる。
【０１８３】
なお、発光部を共通化する場合には、各受光部４８２に入射される光が、隣接するインクタンク４５０の影響を受けないように、各インクタンク４５０間に仕切を設けるなど、タンクホルダの形状を工夫することが望ましい。また、本実施形態では受光部４８２を負圧発生部材収納室４１０に設けた例を示したが、もちろん、各インクタンク４５０に対応して記録装置本体側に設けてもよい。
【０１８４】
（第５の実施形態）
図２４は、本発明の第５の実施形態によるインク供給システムの断面図である。
【０１８５】
本実施形態では、インクタンク５５０を、記録ヘッド５６０が接続された負圧発生部材収納室５１０の側方に配置している。負圧発生部材収納室５１０内には負圧発生部材が収納されており、その上方の空間がバッファ部５１６となっているとともに、大気連通口５１５は負圧発生部材収納室５１０の上端部に設けられている。また、負圧発生部材収納室５１０には、インクタンク５５０のインク供給部５５２と接続するための連通管５７１が設けられており、この連通管５７１と接続する大気導入溝５１７は、負圧発生部材収納室５１０の内壁面に上方に向かって形成されている。インクタンク５５０の構成については最初に述べた液体供給システムと同様である。
【０１８６】
さらに、インクタンク５５０内のインク残量を検出するインク残量検出手段は、最初に述べた液体供給システムと同様の光学的手段であり、インクタンク５５０の上方に配置された発光部５８１と、インクタンク５５０の下方に配置された受光部５８２とで構成される。
【０１８７】
このように、インクタンク５５０と負圧発生部材収納室５１０とを横方向に配置した場合であっても、第１の実施形態と同様にして、インクタンク５５０内のインク残量を検出することができる。また、受光部５８２はインクタンク５５０と負圧発生部材収納室５１０との間に配置する必要がなくなるので、インクタンク５５０と負圧発生部材収納室５１０との間に受光部５８２のための空間を設ける必要がなくなる。なお、インクタンク５５０と負圧発生部材収納室５１０とが横方向に配置された場合でも、インク残量検出手段を、第２の実施形態や第３の実施形態と同様に構成することができる。
【０１８８】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明を行なったが、以下に各実施形態に適用可能なその他の実施形態及び各実施形態の変形例についての説明を行なう。なお、以下の説明では、特に断りのない限りは、上述の各実施形態に適用可能である。
【０１８９】
＜毛管力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毛管力発生部材収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０１９０】
毛管力発生部材収納室（毛管力発生部材収納容器）に収納される毛管力発生部材としては、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。
【０１９１】
連通管については、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いも良い。
【０１９２】
また、上述の各実施形態では毛管力発生部材がない空間（バッファ部）を連通管とは反対側の端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毛管力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毛管力発生部材が存在することで、前述の環境変化の際に毛管力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。
【０１９３】
また、上述の各実施形態では筐体内面に大気連通溝を設けているが、必ずしも設ける必要はない。
【０１９４】
ただし、気液交換を促進する構造としての大気導入溝を設けることによって、前述した気液界面を容易に形成することができるので、より一層安定したインク供給を実現することができるという利点がある。すなわち、記録ヘッドなど外部への液体供給動作が安定するだけでなく、毛管力発生部材とインク収納部との設計には上述したように第１の供給状態、第２の供給状態など各供給状態における条件があるので、これらの条件を考慮することも気液界面が形成されることでより一層容易となる。
【０１９５】
＜インクタンクの構造＞
次に上述の各実施形態におけるインクタンクの構造について、補足説明を行なう。
【０１９６】
インクタンクが毛管力発生部材に対して着脱可能な場合、インクタンクの毛管力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。各実施形態ではシール部材はいずれも膜状のものを使用しているが、ボール状の栓などを使用してもよい。また、連通管を中空針とし、シール部材をゴム栓としてもよい。
【０１９７】
また、上述の各実施形態のインクタンクは、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。
【０１９８】
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タンクを提供することができる。
【０１９９】
ここで、前述した各実施形態における「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。
【０２００】
前述した各実施形態では、インクタンク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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
さらに、インクタンクが交換式の場合のインクタンクの交換時など、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、例えば図２５に示すように、弾性変形可能な外壁５１を手動で内壁とともに一時的に押圧することで、インクタンク５０のインクを強制的に毛管力発生部材収納室１０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。
【０２０４】
なお、本発明の実施形態においては、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目的を達成することが可能である。
【０２０５】
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。
【０２０６】
また、本発明に適用される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、ポリプロビレン樹脂などが好適に適用可能である。
【０２０７】
＜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。
【０２０８】
上述した各実施形態の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、インクタンクと毛管力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。
【０２０９】
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、インクタンク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。
【０２１０】
第２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、極めて大さい場合がある。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毛管力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毛管力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。
【０２１１】
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、それ以外の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形態の効果をそのまま適用可能である。
【０２１２】
＜液体吐出記録装置＞
最後に、図１に示した本発明の一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２６に、本発明の一実施形態にかかる液体供給システムを適用したインクジェット記録装置の概略図を示す。
【０２１３】
図２６に示すインクジェット記録装置はカラー画像を記録するものであり、それぞれ記録ヘッドを備えたヘッドユニット（不図示）が一体に設けられた負圧発生部材収納室４２００、及び負圧発生部材収納室４２００に供給するインクを保持するインクタンク４１００を、インクの色に対応して４つずつ備える。これら負圧発生部材収納室４２００及びインクタンク４１００は、インクジェット記録装置本体にキャリッジ４５２０の位置決め手段（不図示）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、キャリッジ４５２０に対してそれぞれ着脱可能な形で装着される。
【０２１４】
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。
【０２１５】
一方、被記録材Ｐは、紙送りモータ５１５０の駆動による搬送ローラ５０００の回転によりキャリッジ４５２０の下方に送られる。この位置で、キャリッジ４５２０を装置長手方向に移動させながら記録ヘッドからインクを吐出させることで、被記録材Ｐに記録が行われる。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
ここで、このような往復移動をするキャリッジを有するインクジェット記録装置に本発明を適用する場合の利点について説明する。
【０２１９】
本発明では、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室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、本実施形態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、インク残量の検出の精度を一層高めることができる。
【０２２０】
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。
【０２２１】
さらに、ホームポジションでの各インクタンク４１００内のインク残量を検出するために、接続板５３００に発光部５０６１が設けられるとともに、各キャップ５０２０の近傍にそれぞれ発光部５０６０が設けられる。この場合、さらに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、毛管力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。
【０２２２】
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、「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。
【０２２３】
なお、ここではインク残量検出手段として発光部５０６１と受光部５０６０とを有するものを示したが、前述した実施形態のように、発光部５０６１から照射された光を反射板で反射させて受光部５０６０へ導いたり、光学的手段以外の手段、例えば静電容量を利用したものとしてもよい。
【０２２６】
【発明の効果】
本発明の液体残量検出方法によれば、負圧発生部材収納室から外部への液体の供給が行われていない間も、液体収納部内の液体の液面位置を検出し、そのときの結果が前回の結果よりもある一定の値以上、残量が少ないと判断された場合に、液体収納室の交換後に液体供給部から液体の一部を強制的に吸引するので、環境変化などにより負圧発生部材収納室へ過剰な液体が保持された場合でも、液体収納室の交換後の液体供給部からの液体の漏れを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に用いられる液体供給システムをインクジェットカートリッジに適用した例の断面図である。
【図２】図１に示すインクジェットカートリッジの、インクタンクをヘッド付ホルダに装着した直後の状態を説明する図であり、（ａ）は図１と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１のインクタンクのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すインクジェットカートリッジの使用開始状態を説明する説明図であり、（ａ）は図１と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１のインクタンクのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示すインクジェットカートリッジ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と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１のインクタンクのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１に示すインクジェットカートリッジの気液交換状態を説明する説明図であり、（ａ）は図１と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１のインクタンクのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図１に示すインクジェットカートリッジのインクタンク交換前の状態を説明する説明図であり、（ａ）は図１と同じ断面による断面図、（ｂ）は図１のインクタンクのＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図１に示すインクジェットカートリッジ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】図１に示すインクジェットカートリッジにおける、インク消費量と受光部での受光レベルとの関係を示す説明図である。
【図９】インク収納部からのインク導出量に関するグラフであり、（ａ）は図７に示す負圧曲線の詳細説明図、（ｂ）は連続して液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１０】図９に示すＢ領域についての一例の詳細説明図である。
【図１１】図１０に示すパターンの場合のインクタンクの動作説明図である。
【図１２】図９に示すＢ領域についての他の例の詳細説明図である。
【図１３】図１２に示すパターンの場合のインクタンクの動作説明図である。
【図１４】インクタンクの交換時の動作を説明する図である。
【図１５】図１に示すインクジェットカートリッジ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説明図である。
【図１６】図１に示すインクジェットカートリッジを減圧させた場合の、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１７】  本発明の第１の実施形態であるインク残量検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１７に示すフローチャートの主要なステップについて説明するため図であり、（ａ）は液面（Ｌ１）検出ステップでのインクジェットカートリッジの断面図、（ｂ）は液面（Ｌ２）検出ステップでのインクジェットカートリッジの断面図である。
【図１９】図１７に示すフローチャートの主要なステップについて説明するための図であり、（ｃ）はインクタンクを取り外した状態のインクジェットカートリッジの断面図、（ｄ）は吸引回復動作ステップでのインクジェットカートリッジの断面図である。
【図２０】  本発明の第２の実施形態による液体供給システムをインクジェットカートリッジに適用した例の断面図である。
【図２１】  本発明の第３の実施形態による液体供給システムをインクジェットカートリッジに適用した例の断面図である。
【図２２】図２０に示す実施形態または図２１に示す実施形態の変形例のインクジェットカートリッジの断面図である。
【図２３】  本発明の第４の実施形態による液体供給システムをインクジェットカートリッジに適用した例の斜視図である。
【図２４】  本発明の第５の実施形態による液体供給システムをインクジェットカートリッジに適用した例の断面図である。
【図２５】負圧発生部材でインク切れが起こった場合の手動による加圧回復処理方法の一例を説明するための、インクタンク及び負圧発生部材収納室の模式的斜視図である。
【図２６】  本発明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】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０    負圧発生部材収納室
１１    タンクホルダ
１２    インク供給路
１３    負圧発生部材
１５，５１５    大気連通口
１６，５１６    バッファ部
１７，５１７    大気導入溝
３０    ヘッド付ホルダ
５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０    インクタンク
５１    外壁
５２，５５２    インク供給部
５３，１５３，２５３    インク収納部
５４    内壁
５５    大気連通口
５６    溶着部
５７    シール部材
６０，５６０    記録ヘッド
７１，５７１    連通管
７５    インク誘導体
８１，１８１，５８１    発光部
８２，１８２，４８２，５８２    受光部
９０    キャップ
９１    吸引ポンプ
１８３    反射板
２８１，２８２    電極
３８１    ポップアップばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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