(57)【要約】【課題】インクジェット記録において、着色剤としての顔料を含有するインクを使用する場合にも、長期に渡り所望の濃度で安定した記録を行うことができるようにする。【解決手段】インクタンク１０と、これから供給されるインクを記録ヘッド２０に導くための供給部５０とを、２つの連通路５３，５４を介して流体連通させる。そして、供給部内に気体が存在している状態において、一方の連通路５３を介してインクタンク１０からインクを移動させると同時に、他方の連通路５４を介して気体をインクタンク１０に向けて排除する。また、インク供給系内の負圧を好ましい状態に維持するために外気を導入する機構３０をインクタンクに配置し、その導入経路を供給部に接続する。これらの気体の排除や導入に伴ってインクが攪拌され、濃度が均一化する。【選択図】        図１
2004306393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に結合することで実質的な密閉空間を形成する、液体を収納する液体収納部と、前記液体を使用する液体使用部とを液体連通する液体連通構造であって、
前記液体連通構造は、それぞれが前記液体収納部と前記液体使用部とを連通する複数の連通路を具え、前記液体使用部内に気体が存在する状態において、前記気体を、前記複数の連通路の一部を介して、前記液体収納部に移送可能であるとともに、
前記液体使用部への前記液体の供給に伴って、前記液体収納部に一体にかつ流体連通しない状態で設けられた弁機構を介して前記液体使用部内に外部から気体を導入可能な気体導入路を具えたことを特徴とする液体連通構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液体使用部としての記録ヘッドあるいはペンなどに、インクなどの液体を、液体収納部としてのインクタンクなどから無駄なくかつ安定して供給するための液体連通構造に関するものである。ひいては、液体連通構造を用いた液体供給システムおよび該システムを用いるインクジェット記録装置の技術に係るものである。
【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に設けられた微細な吐出口から、液体であるインクを例えば滴として吐出させることで記録媒体へと付与することにより記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置は、記録時の騒音が比較的小さくしかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に利用されている。
【０００３】
かかるインクジェット記録に用いるインクには、これまで主に染料を含有したインクが使用されてきた。しかしながら、染料を含有したインクを使用した記録では、屋外に掲示される記録物や長期保存が望まれる記録物など、耐光性や耐候性が重視される用途に求められる性能が比較的劣るものである。そこで近年では、これに代って顔料を含有するインクを使用する記録が実用化されてきている。
【０００４】
しかしながら、顔料は溶剤中に溶解するのではなく分散するものであるため、顔料を使用したインクは、含有成分である顔料粒子の沈降が生じることが避けらない。従って、インクジェット記録装置の使用頻度、使用間隔および印刷枚数等によっては、インク供給源であるインクタンクからインク使用部である記録ヘッドに至るインク供給系において、顔料の沈降現象による影響が無視できないことがある。
【０００５】
例えば、インクジェット記録装置に装着された状態でインクタンクが比較的長期間放置されると、インクタンク内部で顔料粒子が徐々に沈降する。その結果、インクタンク内部で底部から上部の方向に顔料粒子の濃度勾配が発生し、底部には顔料粒子濃度が高く過度に色の濃い層が生じる一方、上部には顔料粒子濃度が低く過度に色の薄い層が生じる。
【０００６】
従って、例えば収納されたインクを底部より導出する構成のインクタンクからインクを供給すると、最初に顔料粒子濃度の高い層からインクが供給されるので、初期には過度に色の濃い記録物が、後期には過度に色の薄い記録物が得られることになる。すなわち、インクタンクの使用初期と使用後期とでそれぞれ得られた記録物には、目視され得る程度の濃度差が生じてくるという問題がある。この現象は、色の濃淡によって画像を構成するカラー印刷において、特に顕著となる。
【０００７】
この問題を解決するため、特許文献１には、インク収納部の底面から内部へと上方に向かって中空のインク供給筒が突設され、そのインク供給筒の頂部および外周部の様々な高さに複数の透孔を設けてなる顔料インク用のインクカートリッジが開示されている。すなわち、インク収納部の底面近くの部分からのみではなく、インク収納部内の上下方向に渡って多数の箇所からインクが吸引されるようにし、さらにその多数の箇所から吸引されたインクを一時的に滞留する箇所を設け、その滞留箇所からインクの供給を行うように構成することによって、長期間に渡る放置によりインク収納部内のインクが高さ（深さ）方向に不均一になっていることに起因した濃度むらを軽減するようにしている。
【０００８】
また、特許文献２には、インク収納部の底面から内部へと上方に向かってインク取込用塔部が突設され、そのインク取込用塔部の上方側面に複数のインク取込口を設けてなる顔料インク用のインクカートリッジが開示されている。すなわち、インク収納部の底面近くの部分からではなく、インク収納部内の上方の部分からインクが取り込まれるように構成することによって、良好な濃度範囲のインクが供給可能であるとされている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２７０１３１号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００１−２９３８８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示された技術では、インク供給筒外の濃度差のあるインクは均等にインク供給筒内に導入されるが、上方の透孔から流入した濃度の低いインクすなわち軽いインクの下に、下方の透孔から流入した濃度の高いインクすなわち重いインクが存在するため、インクの上下対流が発生しずらく、均一に混合されないまま供給されることにより、同じ記録物または同じ記録画像領域内においても濃度むらが生じる恐れがある。
【００１２】
また、特許文献２では、インク収納部の底面付近に沈降した顔料粒子が導出されないので、ある程度良好な濃度範囲のインクを供給することができると考えられるが、取込口の位置からインク収納部上部に向かう濃度勾配もしくは段差の影響を完全に排除することはできず、やはり記録の初期と後期とで濃度差が生じ得る。また、沈降した顔料成分が導出されることがないので、これを無駄にしてしまうという問題もある。
【００１３】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、着色剤としての顔料を含有するインクを使用する場合にも、長期に渡り所望の濃度で安定した記録を行うことができるようにすることにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、液体使用部分に対して密閉構造を持つ液体供給システムにおいて、液体使用動作および液体供給動作の障害となる気体の排除や、液体供給系内の負圧を好ましい状態に維持するための外気の導入に伴って、システム内の液体を適切に攪拌できるようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明は、相互に結合することで実質的な密閉空間を形成する、液体を収納する液体収納部と、前記液体を使用する液体使用部とを液体連通する液体連通構造であって、
前記液体連通構造は、それぞれが前記液体収納部と前記液体使用部とを連通する複数の連通路を具え、前記液体使用部内に気体が存在する状態において、前記気体を、前記複数の連通路の一部を介して、前記液体収納部に移送可能であるとともに、
前記液体使用部への前記液体の供給に伴って、前記液体収納部に一体にかつ流体連通しない状態で設けられた弁機構を介して前記液体使用部内に外部から気体を導入可能な気体導入路を具えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をインクジェット記録装置に適用したいくつかの実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
なお、本発明の液体供給システムに用いられる液体として、以下の各実施形態ではインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としては、インクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては、記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。
【００２０】
（第１の実施形態）
構成
図１は本発明の第１の実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【００２１】
図１に示す実施形態のインク供給システムは概して、液体収納容器としてのインクタンク１０と、インクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」と称する）２０と、それらの間を連絡するインク供給路を形成する供給部５０とから構成されている。供給部５０は、記録ヘッド２０と分離可能または分離不能に一体のものでも良く、また、記録ヘッド２０を搭載するキャリッジに設けられてその上部からインクタンク１０が着脱可能であるとともに、当該装着時においてインクタンク１０から記録ヘッド２０に至るインク供給経路を閉成するものでもよい。
【００２２】
インクタンク１０は、概してインク収納空間が画成されるインク収納室１２およびバルブ室３０の２室からなり、これらは直接流体連通はせず、各別の接続部を介して供給部５０に連通している。そして、インク収納室１２内には記録ヘッドから吐出させるためのインク（顔料を含有するインク）が収納可能で、吐出動作に伴って記録ヘッドに供給される。
【００２３】
インク収納室１２には、一部に変形可能な可撓性膜（シート部材）１１が配設されており、この部分と不撓性の外装１５との間でインクを収納する空間を画成している。インク収納空間内は、下方に設けられている供給部材への接続部を除いて、実質的に密閉空間を形成している。なお、シート部材１１から見たインク収納空間に対する外側空間、すなわち図におけるシート部材１１に対して上側の空間を、大気連通口を有した部材で覆うようにしてもよい。
【００２４】
本例のシート部材１１の中央部分は平板状の支持部材である圧力板１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。そして、このシート部材１１は、予めその中央部分が凸状に形成されていて、側面形状がほぼ台形となっている。このシート部材１１は、後述するように、インク収納空間内におけるインク量の変化や圧力変動に応じて変形する。その際に、シート部材１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、そのシート部材１１の中央部分がほぼ水平姿勢を保ったまま、図の上下方向に平行移動する。このようにシート部材１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴う衝撃の発生がなく、衝撃に起因するインク収納空間内に異常な圧力変動が生じることもない。
【００２５】
またインク収納空間内には、圧力板１４を介してシート部材１１を図の上方向に付勢する押圧力を作用することで、記録ヘッドのインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材４０が設けられている。それとともに、インク収納室内の空気が環境変化（周囲温度や気圧）によって体積変動した場合、ばねとシートの変位で受容し、室内の負圧が大きく変動しないようになっている。
【００２６】
なお、図１の状態は、インク収納空間内にほぼ完全にインク（顔料を含むインク）が充填された状態を示しているが、この状態でもばね部材４０は圧縮された状態にあり、インク収納空間内に適切な負圧が生じているものとする。また、インク収納空間内に圧縮ばねを設ける代わりに、適切な部材（例えば上記収納空間に対する外側空間を覆う部材）とシート部材１１ないし圧力板１４との間に引っ張りばねを張架し、これによってインク収納空間内に適切な負圧が生じるようにしてもよい。
【００２７】
バルブ室３０には、インク供給経路内の負圧が所定値以上に高まったときに外部から気体（エア）を導入するとともに、供給部５０からのインク漏出を阻止するための一方向弁が設けられる。この一方向弁は、連通口３６を有して弁閉鎖部材となる圧力板３４と、バルブ室筐体内壁の連通口３６との対向位置に固定されて連通口３６を密閉可能なシール部材３７と、圧力板と接合されるとともに連通口３６が貫通したシート部材３１とを有し、バルブ室３０内においても供給部５０への連通口１３および大気への連通口３６を除いて実質的に密閉空間を維持している。そしてシート部材３１より図中右側の、バルブ室筐体内の空間は、大気連通口３２によって大気に開放され、大気圧と等しくされている。
【００２８】
シート部材３１は、中央部分の圧力板３４と接合されている部分以外の周縁部分は変形可能となっており、中央部分が凸状とされていて、側面形状がほぼ台形となっている。このような構成をとることによって弁閉鎖部材である圧力板３４の、図の左右方向への移動が円滑に行われる。
【００２９】
バルブ室３０の内部には、弁の開放動作を規制するための弁規制部材として、ばね部材３５を設けてある。ここでもばね部材３５はやや圧縮された状態としておき、この圧縮の反力によって圧力板３４を図の右方に押す構成としている。このばね部材３５の伸縮によって、連通口３６に対するシール部材３７の密着／離間を行うことで弁としての機能をもたせ、さらに大気連通口３２から連通口３６を介してバルブ室３０内部への気体の導入のみを許可する一方向弁機構としている。
【００３０】
ここでシール部材３７としては、連通口３６が確実に密閉されるものであればよい。すなわち、少なくとも連通口３６と接触する部位が開口面に対して平坦性を保つ形状を有したもの、あるいは連通口３６の周囲に密着可能なリブを有したもの、さらには連通口３６内に先端が突入して連通口３６を閉塞可能な形状を有するものなど、密着状態が確保できるものであればよく、またその材質も特に限定されない。しかし、この密着はばね部材３５の伸長力で達成されるものであるので、この伸長力の作用によって動くシート部材３１および圧力板３４に追随し易いもの、すなわち収縮性をもつゴムのような弾性体でシール部材を形成することは、より好ましい。
【００３１】
かかるインクタンク１０の構成では、インクが十分に満たされている初期状態からインク消費が進んで行き、インク収納室１２内の負圧と、バルブ室３０内における弁規制部材によって作用する力等とがつりあった状態からさらにインク消費が継続されて負圧がさらに強まった瞬間に、連通口３６が開放されて大気の流入が生じ、バルブ室連通口１３に接続される気体導入路である供給部連通管５９を介して供給部５０内へ、さらに供給部５０を介してインク収納空間内へとエアの取り込みが行われるように各部の設計が行われる。そして、このエアの取り込みによってインク収納室１０内の容積はシート部材１１ないし圧力板１４が図の上方に変位可能であることで逆に増大することができ、同時に、供給部５０を介して負圧も弱まることによって連通口３６が閉鎖される。
【００３２】
また、インクタンクの周囲環境の変化、例えば、温度上昇あるいは減圧等が生じても、シート部材１１ないし圧力板１４の下方への最大変位位置から初期位置までの間の容積分、収納空間内に取り込まれている空気の膨張が許容されるので、換言すれば当該容積分の空間がバッファ領域として機能するので、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和し、吐出口からのインク漏出を効果的に防止することができる。
【００３３】
また、初期充填状態からの液体導出に伴いインク収納空間の内容積が減少し、バッファ領域が確保されるまでは、外気が導入されないので、それまでに周囲環境の急激な変化や振動や落下などが生じてもインク漏れが発生しない。さらに、インク未使用状態から予めバッファ領域を確保しているのではないので、インク収納容器の容積効率も高く、コンパクトな構成とすることができる。
【００３４】
なお、図示の例ではインク収納室１２内のばね４０およびバルブ室３０内のばね３５をともにコイルばねの形態として模式的に示しているが、他の形態のばねを用い得るのは勿論である。特に、例えば円錐弦巻ばねとすることもできるし、板ばねを用いることもできる。さらに板ばねを用いる場合には、断面略Ｕ字形状を有する一対の板ばね部材を、Ｕ字形状の開放端同士を対応させた状態で組合せてなるものでもよい。
【００３５】
記録ヘッド２０とインクタンク１０との結合は、図示の例では記録ヘッドに一体に設けられている供給部５０の接続部５１がインクタンク１０内に挿入されることによってなされる。これによって両者が流体的に結合され、記録ヘッド２０へ向けてインクが供給可能となる。なお、この接続部５１が挿通されるインクタンク側開口にはゴム等の封止部材１７が取り付けられ、接続部５１の周囲に密着してインクタンク１０からのインク漏出を防止するとともに、接続部５１とインクタンク１０との接続を確実なものにしている。また、この封止部材１７には、接続部５１の挿通を容易とするために、当該挿通位置に予めスリット等を形成しておいてもよい。そして、接続部５１が挿通されないときは、封止部材１７自体の弾性力によってスリットが閉じられることにより、インクの漏出を防止しているものである。
【００３６】
接続部５１は内部が軸方向に沿って２分割された中空針状の部材であり、それぞれの中空部の、上側すなわちインク収納室１２内に位置づけられる開口位置（以下、タンク側開口位置という）は鉛直方向に関してほぼ同一の高さである一方、下側すなわちヘッドに連結された供給部内での開口位置（以下、ヘッド側開口位置という）は高さが異なる構成となっている。以下、供給部５０内でのヘッド側開口位置が鉛直方向において相対的に下にある方の流路（図中の右の流路）をインク流路５３、ヘッド側開口位置が鉛直方向において上にある方の流路（図中の左の流路）をエア流路５４と称するが、これは供給部５０からの気泡排除過程すなわちインク収納部への気体導入過程において、主としてインク流路５３からインクが記録ヘッド側に導出され、エア流路５４からはインクタンク側にエアが移送されるからであって、後述するように各流路においてインクおよびエアの両者の移動も行われるものである。すなわち、それら流路の呼称は、それぞれの流体専用であることを意味するものではない。
【００３７】
供給部５０内におけるインク供給経路は、インクタンク１０との接続部（上流）側から徐々に拡大し、そして記録ヘッド２０（下流）に向かって縮小する断面を有する。インク供給経路の最大拡大部にはフィルタ２３が備えられ、供給されるインク中に混入した不純物が記録ヘッド２０内へ流れ込んでいくことを防止している。気体の滞留によって形成される供給部５０内の気液界面は、流路５３および５４の横断面積より大きい。こうすることで、流路５３を通してインクタンク１０内のインクの水頭差が供給部５０内のインクにかかった場合に、供給部５０内に存在する気体の圧力がより高まり、エア流路５４から容易にインクタンク１０に向けて気体を排出ないし導出することが可能となる。
【００３８】
記録ヘッド２０には、所定方向（例えば後述のようにキャリッジ等の部材に搭載されて記録媒体に対し相対移動しつつ吐出動作を行うシリアル記録方式を採るものにあっては当該移動方向と異なる方向）に配列された複数の吐出口と、各吐出口に連通する液路と、液路に配置されてインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する素子とが設けられる。ここで、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式すなわちエネルギ発生素子の形態は特に限定されるものではなく、例えば、通電に応じ発熱する電気熱変換体を当該素子として用い、その発生する熱エネルギをインク吐出に利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによってインク吐出口からインクを吐出させることができる。また、電圧の印加に応じて変形するピエゾ素子のような電気機械変換素子を用い、その機械的エネルギを利用してインク吐出を行うものでも良い。
【００３９】
なお、記録ヘッド２０および供給部５０は、分離可能または分離不能に一体化されたものでもよく、また別体に構成されて連通路を介し接続されるものでも良い。一体化した場合には、記録装置内の搭載部材（例えばキャリッジ）に着脱可能なカートリッジの形態とすることもできる。
【００４０】
インクタンク装着時の動作
比較的長期間静置され、インク内の顔料が沈降したインクタンクにおける気体の取り込みとインクの移送とによるインクの攪拌動作等について説明する。
【００４１】
図２は、新しいインクタンク１０が供給部５０ないし記録ヘッド２０に未装着状態である状態を示す。ここで、インクタンク１０は完全にインクＩが充填されている状態であり、ばね部材４０による負圧が発生しているとともに、シート部材１１がインクタンク外側へ突出した状態となっている。また、インクタンク１０は比較的長期間静置され、インク成分である顔料が沈降して層をなした状態のインクＩを示している。なお、図では顔料濃度が高い高濃度層ａ、元の好ましいインクの濃度をほぼ保っている中濃度層ｂ、および顔料濃度が低い低濃度層ｃの３層に分離した例を示しているが、顔料濃度が高い高濃度層と顔料濃度が低い低濃度層の２層に分離するインク、あるいは逆に４層以上に分離するインク、あるいはまた明確な層を成さなくても濃度勾配が見られるインクに対しても、本実施形態は同様に効果を発揮するものである。
【００４２】
記録ヘッド２０側においては、それまで装着されていたインクタンク１０が空になっても供給部５０に残ったインクを使用して記録が行われていたため、そのインクタンクないし接続部方向からエアが侵入し、供給部５０におけるフィルタ２３の上流領域において上部に気体が溜まっている状態となっている。
【００４３】
図３〜図６を用い、各部の圧力バランスと、その圧力バランスによって引き起されるインクおよびエアの移動とインク攪拌動作とについて説明する。
【００４４】
図３はインクタンク１０が図２の状態から供給部５０に対して装着された直後の状態を示している。図３においては説明のために仮にこの状態で静止しているものとする。
【００４５】
フィルタ上流領域内に滞留する気体の圧力を考える。インク収納室１２内の気体の圧力をＰ、インク収納室１２のインク界面とフィルタ上流領域のインク界面との水頭差による圧力をＨｓとすると、フィルタ上流領域内の気体の圧力はインク収納室１２の気体の圧力よりＨｓだけ大きいＰ＋Ｈｓとなる。これは、供給部５０ないし記録ヘッド２０側が密閉構造であるために生じる圧力増加である。
【００４６】
次に、エア流路５４のヘッド側開口５４ｈのメニスカス位置における圧力のバランスを考えると、下向きに作用する圧力はＰ＋Ｈａ、上向きに作用する圧力は上述の気体圧力Ｐ＋Ｈｓであるが、この状態でつりあっていると仮定しているので、上下方向の圧力差と、メニスカスに起因する次式で表される圧力Ｍａとがつりあっていることになる。
Ｍａ  ＝  ２γｃｏｓθａ／Ｒａ                                （１）
ここで、γはインクの表面張力、θａはエア流路５４に対するインクの接触角、Ｒａはエア流路５４の管径（内径）である。
【００４７】
従って、エア流路５４のヘッド側開口５４ｈの位置での圧力バランスは次式で表される。
Ｐ＋Ｈｓ−（Ｐ＋Ｈａ）  ＝  Ｍａ                              （２）
Ｈｓ−Ｈａ  ＝  Ｍａ                                          （３）
つまり、エア流路５４のメニスカス位置とフィルタ上流領域のインク界面との水頭差による圧力と、エア流路のメニスカスによる圧力とがつりあっている状態である。
【００４８】
よって、フィルタ上流領域に残留する気体の容積が大きく、従って
Ｈｓ−Ｈａ  ＞  Ｍａ                                          （４）
である場合においては、フィルタ上流領域内の気体圧力が高い。
【００４９】
よって図４に示すように、フィルタ上流領域に残留する気体がインク収納室側に移動して行く一方、インク収納室１２内の高濃度層ａのインクが供給部５０に移動してくる。ここで、供給部５０のインクはほぼインク収納室１２内の中濃度層ｂのインクとほぼ等しい濃度のインクであり、高濃度層ａのインクより比重が小さい。そのため高濃度層ａのインクはより下に沈みこもうと移動し、供給部５０のインクは上昇しようとするため、高濃度のインクが中濃度のインクに拡散し、混合される。
【００５０】
さらに、図５に示す通り、エア流路５４内のメニスカスが破れ、エアがインク収納室１２側に移動する。また、これに伴ってインク収納室１２内のインク（高濃度のインク）はインク流路５３を介して供給部５０内に移動して拡散混合され、供給部５０内のインク液位もあがる。インク収納室１２では、導入されたエアが上昇するに伴って、比重の大きい高濃度層ａのインクが中濃度層ｂの領域以上に押し上げられ、それと同様に中濃度層ｂのインクが低濃度層ｃの領域以上に押し上げられることで、インクＩが攪拌される。インクが攪拌されることにより、インク収納室１２内ではインク濃度がほぼ均一化され、従って均一な濃度のインクを供給することが可能となる。
【００５１】
従来の技術の項で述べた特許文献１および２のようにインクを一方向に供給する方式では、比重の大きい高濃度層ａのインクが中濃度層ｂの領域以上に押し上げられる現象、同じく中濃度層ｂのインクが低濃度層ｃの領域以上に押し上げられる現象は発生しない。
【００５２】
エア流路の容積は供給部に比較して非常に小さいので、エアが移動し始める初期の段階では、比較的容積の大きい供給部５０内のインク液面の上昇はさほど大きくない一方、エア流路５４のメニスカス位置はインクタンク側開口５４ｔの位置に向けて素早く移動する。よって、エア流路５４タンク側開口位置５４ｔからフィルタ上流領域内のインク界面位置までの水頭差による圧力（Ｈｓ−Ｈａ）が、エア流路のメニスカスによる圧力に対してかなり大となり、インク収納室１２へのエア排除が促進され、またインクに対する攪拌力も増大する。
【００５３】
そして、エア流路長さ分の水頭による圧力Ｌａが次式
Ｌａ  ＜  Ｍａ＋Ｍａ’                                      （５）
（ただしＭａ’はエア流路タンク側開口位置に形成されるメニスカス圧力）
の関係であるとき、図５の状態までエア排出が行われる。
【００５４】
以上では、図３のように、インク流路５３のヘッド側開口５３ｈがインクに接している場合について考察したが、インク消費がさらに進み、図６のようにインク流路５３のヘッド側開口５３ｈも供給部５０内のインクに接していない状態について考察する。
【００５５】
図３においては、インク流路５３のヘッド側開口がインクに接しているためにエア流路内のメニスカス位置における圧力のバランスだけを考察すれば足りたが、図９の状態ではインク流路５３に形成されるメニスカスも考察されなければならない。
【００５６】
図６の状態で静止しているとする。供給部５０内にある気体の圧力をＰ’、インク流路５３で形成されるメニスカスによる圧力をＭｉとすると、この状態でエア流路５４およびインク流路５３の各メニスカス位置での圧力バランスは次式
Ｐ’−（Ｐ＋Ｈａ）  ＝  Ｍａ，  Ｐ’−（Ｐ＋Ｈｉ）  ＝  Ｍｉ  （６）
で表され、インクタンクおよび供給部間で流体の交換は生じない。よってエア排除およびインク移動が行われるためには、
Ｐ’−（Ｐ＋Ｈａ）  ＞  Ｍａ，  Ｐ’−（Ｐ＋Ｈｉ）  ＜  Ｍｉ
となればよい。これらから、
Ｐ’−Ｐ  ＞  Ｈａ＋Ｍａ，  Ｐ’−Ｐ  ＜  Ｈｉ＋Ｍｉ
つまり、
Ｈｉ＋Ｍｉ  ＞  Ｈａ＋Ｍａ
Ｈｉ−Ｈａ  ＝  Ｈ  ＞  Ｍａ−Ｍｉ                            （７）
となる。従って、インク流路５３およびエア流路５４のヘッド側開口位置５３ｈおよび５４ｈの鉛直方向の差に対応した、水頭による圧力差Ｈと、エア流路５４およびインク流路５３のメニスカスによる圧力の差との関係によって、インクの移動が生じかつエア排除が行われるか否かが決定されることになるので、インク吐出あるいは吐出口形成面側からのインク吸引等による供給部内の負圧調整を適切に行えばよい。
【００５７】
そして図３の状態からの図４および図５について説明したと同様のインクの移動およびエア導入によるインクの攪拌が発生し、より均一な濃度のインクを供給することが可能となる。
【００５８】
以上の通り、本実施形態によれば、接続部５１の内部を２分割して２つの流路を設け、各流路のヘッド側開口位置の高さに差をつけることで、複雑な構成を必要とすることなく、フィルタ上流領域の滞留気体をインクタンク側に速やかに移送することでインクを攪拌し、均一な濃度のインクを供給することが可能となる。
【００５９】
また、インクタンクの交換操作後に若干のインク吐出あるいは吐出口形成面側からのインク吸引等を行えば供給部内に滞留していた気体を迅速かつ円滑にインクタンク側に移送して供給経路から排除できることになり、吐出口側から吸引動作を行うことによって気体を排除する場合のような大量のインク浪費が生じることもない。
【００６０】
記録時の動作
以上は、インク収納室１２は多孔質体などの吸収体を有さずにそのままインクを収納する一方、供給部との間を２つの流路で接続し、各流路のヘッド側開口位置の高さに差をつけることで生じる、インクタンク装着時のインク攪拌動作である。しかし本実施形態の攪拌動作はそれにとどまることなく、装着後の記録時におけるインク消費に伴って、好ましい攪拌動作が生じるものである。すなわち、記録時におけるインクタンク１０からのインク供給の過程でインク収納室内の圧力が所定値より小さくなった（負圧が所定値以上に高まったとき）に、バルブ室の作用により外部から気体が供給部さらにはインク収納室内に取り込まれることによる攪拌動作である。
【００６１】
図７〜図９を用い、かかる攪拌動作を説明する。なお、これらの図ではインクタンク１０が装着された状態で比較的長期間記録動作が行われず、そのためにインク収納室１２内でインクの濃度勾配が生じている状態を示しているが、装着時には上述のような攪拌動作が行われるので、装着後から比較的短期間ではインク収納室１２内出はほぼ均一な濃度分布となっており、従って均一な濃度のインクを供給できるのは勿論である。つまり、これらの図に示すような濃度勾配が生じている場合にも、以下に述べるように記録に伴う攪拌動作が行われるため、均一な濃度のインクを安定して長く供給できるのである。
【００６２】
図７は、記録ヘッド２０からインクを例えば滴として吐出させている状態を模式的に示している。インクを吐出させると、記録ヘッド２０ないし供給部５０内の負圧が高まり、接続部５１に形成されるインクのメニスカスを破り、インクタンク１０から供給部５０に向けてインクが移動する。これに伴い、インク収納室１２の内容積が減少し、シート部材１１が圧力板１４に規制されつつ下方に向けて変形する。これによりばね部材４０が圧縮され、インク収納室１２内の負圧も高まる。
【００６３】
ここで、本実施形態では、インク流路５３とエア流路５４とは管径をほぼ等しくしてあり、そのため流路の圧力損失は記録ヘッド２０ないし供給部５０内の負圧に対して大きな差がなく、流路それぞれからインクが供給される。インク流路５３のヘッド側開口５３ｈがインクに接している図示の状態では、インク流路５３からそのままインクが流れ込む一方、供給部５０ないし記録ヘッド２０内で生じた気泡はフィルタ上流領域に移動し、既に残存している気体とともに当該領域すなわち供給部５０の上部に滞留している。この状態で、エア流路５４のヘッド側開口５４ｈの位置において、インクはメニスカスを形成するが、記録ヘッド２０ないし供給部５０内の負圧が高ければ滴下する。インク収納部１２内においてインクの濃度勾配が生じ、各濃度のインクが層を成している場合には、両流路からは高濃度層ａのインクが供給されてくるが、上述と同様、高濃度層ａのインクはより下に沈みこもうと移動し、供給部５０のインクは上昇しようとするため、攪拌されて濃度が均一化される。
【００６４】
なお、本実施形態においては、記録動作に伴うインク吐出または記録動作以外の動作として行うインク吐出（予備吐出）により、接続部５１内がインクで満たされた状態となるが、記録ヘッド２０の吐出口形成面をキャップ部材で封止し、吸引ポンプにより、吐出口からインクを排出することによりこの状態を得ることもできる。
【００６５】
さて、インクタンク１０内にインクが十分に満たされている図１の初期状態から図７のようにインク消費（記録ヘッドへのインク供給）が進んで行くと、これに追従してシート部材１１ないし圧力板１４はインク収納空間の内容積を減少させる方向に変位して行き、図８に示す位置に至る。
【００６６】
この状態からさらにインク消費が進むと、インクタンク１０ないし記録ヘッド２０に至るインク供給系内は、内部のインク量が減少した分、圧力が減少（負圧が増大）する。
【００６７】
そして、図９に示すように、インク供給系内の負圧と、バルブ室３０内における弁規制部材によって作用する力等とがつりあった状態からさらにインク消費が継続されて負圧がさらに強まった瞬間に、連通口３６が開放されて大気の流入が生じる。そしてこれが供給部５０内に導入されることで、供給部５０内のインクが攪拌される。すなわち、かかる供給部５０内での攪拌動作によって、記録ヘッド２０に供給される直前にもインク濃度がさらに均一化され、良好な濃度のインクをそのまま供給できるようになる。また、インクタンク１０から高濃度層ａの重いインクが流入してきているような場合でも、これがエアによって持ち上げられることにより、攪拌される。
【００６８】
そして供給部５０に導入された分に見合うエアが、図５について説明したと同様に供給部５０よりインク収容室１２内に導入され、ここでも攪拌動作が行われる。また、インク収納室１２から供給部５０内に取り込まれたインクに対しても攪拌動作が引き続き行われる。
【００６９】
エアの導入により供給部５０内の負圧が緩和されると、連通口３６が閉鎖されて大気の流入が停止する。
【００７０】
第１の実施形態の効果等
以上のように、バルブユニット３０の作動により、インク供給系ないし記録ヘッド２０には、所定の負圧が安定して印加され、記録ヘッド２０の吐出特性を良好に保つことができる。また、供給部５０内およびインク収納部１２内に適宜エアの導入が行われることによって、収納するインクを効率的に攪拌し、濃度勾配を大幅に緩和して、ほぼ均一な濃度のインクを長く安定して供給できる。
【００７１】
すなわち、インクに色材として顔料を含むものを用いた場合において、エアがインク収納室１２に移送されることによって、沈降した顔料粒子を拡散させ、ほぼ均一な濃度状態のインクとすることができ、インクの保存安定性や吐出の信頼性を確保でき、記録の初期から長く、濃度差のない良好な記録物を安定して得ることができる。さらに、負圧調整時にエアが供給部を介して導入されるので、記録ヘッド２０の直近でも攪拌が行われて一層の濃度均一化を図ることができるので、吐出の信頼性等をさらに向上できる。しかも、負圧調整のためのエア導入によって撹拌を同時に行うことができる構造であるので、液体連通構造の簡略化に資するところも大きい。
【００７２】
また、インク収納室１２側へのエアの移送は、インクタンク装着時や負圧調整時にのみ行われるのではない。ここで、インク供給経路内部に進入してくるエアには、インクタンクを交換する際に進入してくるもののほか、プリントヘッドのインク吐出口から進入する、ないしは吐出動作に伴って発生するもの、インク内部に溶存していた気体が分離したもの、あるいは供給経路を構成する素材を通して外部から気体透過により進入してくるものなどがある。本実施形態では、インク供給不良や混入気泡による吐出口の目詰まり等に起因した記録不良の原因となるそれらエアを、上述したようなインクタンク１０および供給部５０の内部の圧力のバランスによって接続部５１を介しインクタンク１０内に適宜移送することで、構造の複雑化を伴うことなくインク供給経路から迅速かつ円滑に排除できる。しかも、これに伴ってインク収納室１２内の攪拌動作も行われるのである。また、インクタンク１０内に適宜気体の導入が行われることによって、収納するインクを効率的に、ほぼすべてを消費しきることができるようにもなる。
【００７３】
さらに、本実施形態の負圧調整はバルブ室３０内の連通口３６の開閉によって行われている。連通口３６を閉塞するためのシール部材にはゴムのような弾性体を用いるのが一般的であろうが、本実施形態のようにインクタンク３０側にバルブ室３０を設けることにより、シール部材の耐久性はインクタンク１０内のインクが消費されるまでの間、すなわちインクタンク３０が交換されるまで保たれれば足りることになる。すなわち、バルブ室を供給部５０に設ける場合には、シール部材が劣化すれば供給部ないし記録ヘッド側を交換もしくは修理しなければならないので、シール部材ないしバルブ室に十分な耐久性を持たせる必要が生じ、装置の大型化や高価格化が生じるのに対し、本実施形態のようにインクタンク側にバルブ室を設けることで、そのような問題を避けることができるとともに、より高い信頼性を保つことができる。
【００７４】
また、バルブ室３０をインク収納部１２に連通させて直接エア導入を行うのではなく、バルブ室連通口１３に挿通される供給部連通管５９を介して供給部５０内へ、さらに供給部５０を介してインク収納空間内へとエアの取り込みが行われるようにした。これにより、上述のような供給部５０内での攪拌動作が行われるだけでなく、バルブ室３０をインク収納部１２に連通させて直接エア導入を行う構成を採用する場合に生じ得る、収納インクのバルブ室を介した漏洩を防止することもできる。
【００７５】
（他の実施形態）
なお、第１の実施形態においては、供給部５０のインクはほぼインク収納室１２内の中濃度層ｂのインクとほぼ等しい濃度のインクであるとして説明した。これは次の理由による。すなわち、参照される図面では説明のために供給部５０ないし記録ヘッド２０を大きく描いているが、実際にはインクタンク１０に比較すれば内容量も小さく小型であり、特に高さ方向の寸法も小さいものである。従ってインク収納室１２において生じ得るような顕著なる濃度勾配は、供給部ないしは記録ヘッド内では生じにくく、かつ上述したような攪拌動作により良好な濃度（中濃度）となったインクがほぼ均一に分布しているからである。
【００７６】
しかし供給部５０ないし記録ヘッド２０においても、比較的長期間静置されたときに濃度勾配が生じるのであれば、記録動作以外の動作として行うインク吐出（予備吐出）や吸引回復により、沈降した顔料成分を多く含むインクを強制排出してから記録動作を行うようにすればよい。
【００７７】
また、接続部５１がインク収納室１２内のより深い位置にまで進入するようにするとともに、側部に高さの異なる複数の孔を形成してインク導出等が行われるようにすることもできる。
【００７８】
さらに、上述の第１の実施形態では、インク流路５３とエア流路５４とに分割した接続部５１を設けたが、両流路を各別の接続部に形成してもよい。
【００７９】
図１０は、かかる液体供給システムの模式的断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、エア流路５４とインク流路５３がインク収納室１２のほぼ両端に位置するようにしたことである。
【００８０】
かかる構成によっても上記第１の実施形態と同様の作用効果が得られることに加え、インク収納室１２から供給部５０へのインク供給および、供給部５０からインク収納室１２へのエア導入がインク収納室１２の両端で行われることにより、インク収納室１２全体をより効果的に攪拌することが可能となる。
【００８１】
（インクジェット記録装置の構成例）
図１１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。
【００８２】
本例の記録装置１５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸１５１，１５２によって、キャリッジ１５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ１５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ１５３には、上記のいずれかの実施形態を可とし、記録ヘッドないし供給部と、これに装着されてインクを供給するインクタンクとからなる液体供給システム１５４が搭載される。記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口１５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ１５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置１５０は、記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ、プラテン１５７上の用紙Ｐの記録領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。
【００８３】
なお、記録ヘッドは、上述のように、インクを吐出するためのエネルギとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。
【００８４】
キャリッジ１５３の移動領域における図１１中の左端には、キャリッジ１５３に搭載された記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）１５８が設けられている。回復系ユニット１５８には、記録ヘッドのインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持するための回復処理を行うことができる。また、画像形成とは別に、キャップ内に向かってインク吐出口からインクを吐出させることによって記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持する回復処理（予備吐出処理ともいう）を行うこともできる。
【００８５】
（その他）
なお、インクタンクおよび供給部間の気液交換を円滑にするための接続部の構成、特に気体の移送に伴うインク移動の開始を円滑に行わせるためのインク流路の構成は、上述のようにそのヘッド側開口を鉛直方向に関して相対的に低い位置となるようにする構成に限られない。
【００８６】
インク流路のヘッド側開口の位置とエア流路のヘッド側開口の位置に高さの差を設けなくても、例えば、上述のように内部を２分割して接続部５１に２つの流路を設けるとともに、一方のヘッド側開口の一部が供給部の内壁面に接するようにしたり、あるいは一方の流路に沿って微細な溝を形成する部分を併設し、さらにその溝がヘッド側開口からさらに延長して供給部内方に突出するようにしたりすることで、当該ヘッド側開口部において高い圧力を作用するメニスカスが形成されなくなるようになし、これにより当該流路からインクが供給部内に流れ落ち易くなるようにすることができる。
【００８７】
また、当該開口部分を拡大した形状とすること、流路間で径に差をつけること、あるいは材質の適切な選択や表面処理を行うことで流路内面の状態が流路間で異なっているようにすることなどによっても、同様の効果が期待できる。
【００８８】
加えて、記録ヘッド側ないしインク供給部側にインク流路およびエア流路を有する接続部を設ける代わりに、インクタンク側にこれを設け、供給部内に突入可能な構成とすることもできる。
【００８９】
また、第１の実施形態のように内部を２分割して２つの流路を形成した接続部とするのではなく、図１０に示した実施形態のように各流路を形成する別体の部材としてもよい。さらに、流路の数は２つに限られず、３以上設けられるものでもよい。また、内部を複数に分割して複数の流路を形成する接続部とする場合にも、上例のように流路間の隔壁を直線状に形成するのみならず、同心円状に形成することで多重管構成の接続部とすることができる。
【００９０】
さらに、内部を複数に分割して複数の流路を形成する接続部とする場合、気体の移送とインクの移動とが相互に干渉して円滑かつ迅速な気液交換を阻害しない限り、各流路が完全に区画されていなくても良い。
【００９１】
上述のインク供給システムの諸実施形態では、基本的にいずれも吸収体等にインクを保持させずにそのまま貯留ないし供給されるようにした構成を採用する一方、可動部材（シート部材、圧力板）とこれを付勢するばね部材とにより負圧発生手段を構成するとともに供給システム内を密閉構造とすることで、記録ヘッドに対して適切な負圧を作用するようにした。
【００９２】
かかる構成は、吸収体により負圧を発生させる従来技術の構成に対して、容積効率が高く、かつインク選定の自由度も向上できるものである。また、そればかりでなく、近年の記録の高速化に伴って求められるインク供給の高流量化や安定化の要望にも好ましく応え得るものである。しかし、インクタンクの一部に吸収体が設けられている構成であっても、本願発明を適用できることは勿論である。
【００９３】
また、供給経路に滞留する気体を排除する目的に対しては、記録ヘッドから最も離れた最上流位置であるインクタンクにこれを移送するものとし、そのために複数の流路を介してインクタンクとインク供給経路とを連結するとともに、両者の圧力のバランスを利用することでインクタンクからのインク導出とインクタンクへの気体導入とが並行して行われるようにした。
【００９４】
かかる構成によれば、供給経路内の滞留気体を、複雑な装置を必要とせず、部品点数の増加が少なく簡単な構造でありながら、円滑かつ迅速にインクタンク側に排除することができる。また、排除のタイミングも、気体がある程度蓄積すると圧力のバランスに従って自ずと行われるため、気体排除の信頼性が高いものである。また、かかる構成は、インク供給経路すなわち供給部に外気を導入することで負圧維持を行うための弁機構を設けた場合にも、導入された気体が多くなれば自ずと排除されるために有利な構成であり、これはインクタンクによって負圧を発生する場合より一層構成の簡略化および低廉化に資することができる構成である。
【００９５】
また、気体排除の過程において、常にインクタンクの負圧を維持しているのでインクジェット記録ヘッドのインク吐出口などからの液体漏洩を確実に防止することができる。さらには、気体をインクタンク側に排除することによって、記録ヘッドの吐出口側からインク吸引を行うことで気体を排除する方法に比較してインク消費量を格段に減少させることができ、インク浪費を抑えて、ランニングコストの低減にも貢献するものである。
【００９６】
加えて、供給経路に対して着脱可能に構成されたインクタンクを用いる場合において、従来は、交換操作時に供給経路側に気体が侵入することを防止するために、供給経路がインクで満たされている状態で、すなわちインクを完全に消費しきる前にインクタンクの交換を行っている場合が多かった。しかし上記構成によれば、交換操作時に供給経路内に気体が侵入しても、新たなインクタンクを装着すればそのインクタンクに対して容易に排除できるので、インクが完全に消費された後に交換を行うことができ、またこれにより、ランニングコストのさらなる低減できるのみならず、環境問題に対しても資するところが大きい。
【００９７】
さらに、上述の実施形態においてはいずれも、通常の使用時の姿勢においてインクタンクを最も高所に配置し、供給部ないし記録ヘッドが低所に配置されている。これは、気液交換を迅速かつ円滑に、かつ簡単な構成で行う上で非常に好ましい配置である。
【００９８】
なお、インクタンクの構成にもよるが、インクタンクに導入された気体は、これがインク供給経路に戻らず、インク供給が阻害されない位置であれば、インクタンク内のどこに貯留されてもよい。しかし、インクを吸収体などに含浸させずにそのまま貯留するようにした上記実施形態の構成は、導入された気体がそのままインクタンク内の最上部に位置することになるので、好ましいものである。
【００９９】
そしてこのように、インクタンク内に吸収体が存在しない場合には、タンクの容積そのものがインクの容量となりうるので、必要以上にインクタンクを大きくする必要がなく、またタンクの形状も比較的自由に設計できるのである。
【０１００】
また、以上の説明では本実施形態の記録方式として、シリアル型のインクジェット記録装置を適用してきたが、本発明および本実施形態はこれに限定されるものではない。また、シリアル型でなくライン走査型の記録装置であっても本発明および本実施形態を適用することは可能である。さらに、液体供給システムは、インクの色調（色や濃度など）に対応して複数設けることができるのは言うまでもない。
【０１０１】
加えて、本発明は、顔料を含むインクを使用するインクジェット記録装置ないしシステムのみならず、成分が均一に分布した状態で使用することが望まれる液体を取り扱う装置ないしシステムにも適用できるものである。
【０１０２】
本発明の実施態様を以下に列挙する。
【０１０３】
［実施態様１］  相互に結合することで実質的な密閉空間を形成する、液体を収納する液体収納部と、前記液体を使用する液体使用部とを液体連通する液体連通構造であって、
前記液体連通構造は、それぞれが前記液体収納部と前記液体使用部とを連通する複数の連通路を具え、前記液体使用部内に気体が存在する状態において、前記気体を、前記複数の連通路の一部を介して、前記液体収納部に移送可能であるとともに、
前記液体使用部への前記液体の供給に伴って、前記液体収納部に一体にかつ流体連通しない状態で設けられた弁機構を介して前記液体使用部内に外部から気体を導入可能な気体導入路を具えたことを特徴とする液体連通構造。
【０１０４】
［実施態様２］  前記複数の連通路の少なくとも一部の前記液体使用部側付近に気体が存在する状態において、前記複数の連通路の一部の連通路を介して前記液体収納部から前記液体使用部に前記液体が移動すると同時に、前記複数の連通路の他の一部の連通路を介して前記気体が前記液体収納部に移送されることを特徴とする実施態様１に記載の液体連通構造。
【０１０５】
［実施態様３］  前記複数の連通路の少なくとも一部の前記液体使用部側付近に気体が存在する状態において、前記複数の連通路の一部の連通路を介して前記液体収納部から前記液体使用部に前記液体が移動して前記液体使用部内の前記気体圧力が増加することで、前記複数の連通路の他の一部の連通路の連通路を介して前記気体が前記液体収納部に移送されることを特徴とする実施態様２に記載の液体連通構造。
【０１０６】
［実施態様４］  液体使用時の姿勢において、鉛直方向に関し、前記液体連通構造は、前記液体収納部より実質的に下位に位置し、さらに前記液体使用部より実質的に上位に位置することを特徴とする実施態様１ないし３のいずれかに記載の液体連通構造。
【０１０７】
［実施態様５］  実施態様１ないし４のいずれかに記載の前記液体連通構造を用い、前記液体収納部から前記液体使用部に前記液体を供給可能であるとともに、前記液体収納部が有する前記弁機構から前記気体導入路を介して前記液体使用部に外気を導入可能な液体供給システム。
【０１０８】
［実施態様６］  前記液体収納部は、液体の収納空間を画成するとともに、前記液体使用部への前記液体の供給に伴って前記収納空間の内容積を減少する方向に変位可能な可動部材を少なくとも一部に有することを特徴とする実施態様５に記載の液体供給システム。
【０１０９】
［実施態様７］  前記液体収納部は、前記変位の方向とは反対の方向に前記可動部材を付勢する付勢部材を有することを特徴とする実施態様６に記載の液体供給システム。
【０１１０】
［実施態様８］  前記弁機構は、前記液体供給経路内の負圧が所定値以上に高まったときに前記液体使用部に対し外気の導入を行うことを特徴とする実施態様５ないし７のいずれかに記載の液体供給システム。
【０１１１】
［実施態様９］  前記弁機構は、前記液体使用部内への前記外気の導入は許可し、反対方向への流体の移動を阻止することを特徴とする実施態様９に記載の液体供給システム。
【０１１２】
［実施態様１０］  前記液体収納部が前記複数の連通路および前記液気体導入路を介して前記液体使用部に着脱可能であることを特徴とする実施態様５ないし９のいずれかに記載の液体供給システム。
【０１１３】
［実施態様１１］  前記液体使用部は前記液体としてのインクを吐出することにより記録を行うためのインクジェット記録ヘッドを有し、該インクジェット記録ヘッドに前記インクを導くことを特徴とする実施態様５ないし１０のいずれかに記載の液体供給システム。
【０１１４】
［実施態様１２］  前記インクは、含有成分が沈降し得るインクであることをことを特徴とする実施態様１１に記載の液体供給システム。
【０１１５】
［実施態様１３］  前記インクは顔料を含むインクであることを特徴とする実施態様１２に記載の液体供給システム。
【０１１６】
［実施態様１４］  前記記録ヘッドが分離可能に一体に構成されてなることを特徴とする実施態様１３に記載の液体供給システム。
【０１１７】
［実施態様１５］  実施態様１１ないし１４のいずれかに記載の液体供給システムを用い、使用時の姿勢において、鉛直方向に関し、前記液体供給経路より前記複数の連通路が実質的に上位に位置し、さらに前記液体収納部が前記複数の連通路より実質的に上位に位置するよう前記液体供給システムを保持して記録を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【０１１８】
［実施態様１６］  液体としてのインクを吐出することにより記録を行うためのインクジェット記録ヘッドであって、実施態様１ないし４のいずれかに記載の液体連通構造を一体に有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【０１１９】
［実施態様１７］  インクジェット記録装置に対し着脱可能なカートリッジの形態を有することを特徴とする実施態様１６に記載のインクジェット記録ヘッド。
【０１２０】
［実施態様１８］  実施態様１ないし４のいずれかに記載の液体連通構造に接続され、直接流体連通しない状態で前記弁機構が設けられてなる前記液体収納部をなし、前記複数の連通路および前記気体導入路を介して前記液体連通構造に接続可能なカートリッジの形態を有することを特徴とする液体タンク。
【０１２１】
［実施態様１９］  実施態様１６または１７に記載のインクジェット記録ヘッドが有する前記液体連通構造に対して、前記複数の連通路および前記気体導入路を介して接続可能なカートリッジの形態を有することを特徴とする液体タンク。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体使用部分に対して密閉構造を持つ液体供給システムにおいて、液体使用動作および液体供給動作の障害となる気体を、構造の複雑化を伴うことなく液体供給経路から迅速かつ円滑に移送させるとともに、またその移送性能を活用し、液体供給系内の負圧を好ましい状態に維持するために液体供給経路側を介して外気を導入するようにしたことにより、気体の排除や導入に伴ってシステム内の液体を攪拌できるようになる。
【０１２３】
特に、本発明をインクジェット記録装置に適用した場合、密閉構造のインク供給経路内に残留する気体を円滑かつ迅速にインクタンク側に移送させると共に、記録装置の実使用時においても、滞留気泡に起因する問題点、すなわちインク供給の不良や混入気泡による吐出口の目詰まり等に起因した記録不良を防止できる。またその移送性能を活用することにより、インク供給系内の負圧を好ましい状態に維持するためにインク供給経路側にから外気を導入することで、インクタンクの構成の簡略化および低廉化を図ることができる。これらに加え、着色剤として顔料を使用したインクを使用する場合にも、気体の移送ないし導入に伴ってインクを攪拌できるので、長期に渡り所望の濃度で安定した記録を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【図２】第１の実施形態におけるインクタンク装着時の気体除去ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、新しいインクタンクが供給部ないし記録ヘッドに未装着である状態を示す模式的断面図である。
【図３】第１の実施形態におけるインクタンク装着時の気体除去ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、図２の状態から、新たなインクタンクを装着した瞬間の状態を示す模式的断面図である。
【図４】第１の実施形態におけるインクタンク装着時の気体除去ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、図３の状態からインク移動が生じている状態を示す模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態におけるインクタンク装着時の気体除去ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、図４の状態からさらにインク移動と気体排出とが同時に進行している状態を示す模式的断面図である。
【図６】第１の実施形態において、異なるインク収納状態からの気体除去ないしインク攪拌過程を説明するための模式的断面図である。
【図７】第１の実施形態における記録時の気体導入ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、インクの吐出によりインクタンク内のインクが減少している状態を示す模式的断面図である。
【図８】第１の実施形態における記録時の気体導入ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、インクの吐出によりインクタンク内のインクがさらに減少している状態を示す模式的断面図である。
【図９】第１の実施形態における記録時の気体導入ないしインク攪拌過程を説明するための図であり、負圧調整のための外気取入れ動作が行われている状態を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【図１１】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  インクタンク
１１  シート部材
１２  インク収納室
１４  圧力板
１７  封止部
２０  記録ヘッド
２２  フィルタ
３０  バルブ室
３１  バルブ室シート部材
３４  バルブ室圧力板
３５  バルブ室ばね部材
３２，３６  連通口
３７  シール部材
４０  ばね部材
５０  供給部
５１  接続部
５３  インク流路
５４  エア流路
５９  供給部連通管
１５０  インクジェット記録装置
１５４  液体供給システム
１５３  キャリッジ
１５８  回復系ユニット
【図１】
2004306393.tif 000003
【図２】
2004306393.tif 000004
【図３】
2004306393.tif 000005
【図４】
2004306393.tif 000006
【図５】
2004306393.tif 000007
【図６】
2004306393.tif 000008
【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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