(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と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納部を有する液体収納室と、を用いる液体供給方法において、
前記液体収納部を体積減少させ、負圧を発生させるとともに気体を前記液体収納部に導入することなく前記液体収納部内の液体を前記負圧発生部材収納室へ移動させることで外部への液体供給を行なう第１の液体供給工程と、
該第１の液体供給工程の後に、前記負圧発生部材収納室から前記液体収納部へ気体の導入を行ないながら前記液体収納部内の液体を前記負圧発生部材収納室へ移動させることで外部への液体供給を行なう第２の液体供給工程と、を有することを特徴とする液体供給方法。
【請求項２】
前記第２の液体供給工程は、前記液体収納部の弾性変形の範囲内で行われることを特徴とする請求項１に記載の液体供給方法。
【請求項３】
請求項１に記載の液体供給方法を用いる液体供給システムであって、
密閉空間内に液体を収納し、該液体の導出にともない体積減少し負圧を発生する液体収納部を有する液体供給容器と、
該液体供給容器との連通部を介し前記液体収納部内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめることのできる負圧発生部材収納容器と、を備え、
前記液体供給容器は前記負圧発生部材収納容器に対して着脱自在であることを特徴とする液体供給システム。
【請求項４】
前記液体供給容器を前記負圧発生部材収納容器に装着する際に、前記負圧発生部材収納容器は前記気液交換可能な状態にあることを特徴とする請求項３に記載の液体供給システム。
【請求項５】
前記連通部の端部に液体溜が設けられていることを特徴とする請求項３または４のいずれか１項に記載の液体供給システム。
【請求項６】
前記負圧発生部材収納室に、前記液体収納室の装着をガイドするガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の液体供給システム。
【請求項７】
前記液体供給容器の液体収納部が前記連通部を除いて実質的な密閉空間を形成するためのシール部材を備えることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の液体供給システム。
【請求項８】
外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納部を有する液体収納室と、を備えるインクタンクにおいて、
前記液体収納室は、前記液体収納部の外面と同等もしくは相似形の内面を有するとともに大気を導入するための大気連通部を備える略多角柱状の筐体を備え、
前記液体収納部を構成する壁面の厚さは略多角柱形状の各面の中央域より角部を構成する部分のほうが薄いことを特徴とするインクタンク。
【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方法、液体供給システムに関し、より具体的には記録ヘッドに液体を供給して被記録媒体に印字記録する液体噴射記録装置における液体供給方法、該供給方法を用いた液体供給システム、インクタンクに関する。
【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】
一方、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】
【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。
【０００８】
従って、インク収納室のインクを負圧発生部材収納室へ供給すると、それに連動してインク量に相当する外気の導入が行われるため、インク収納室内には外気とインクとが存在することになる。この外気がプリンタの使用される環境変化（例えば一日の温度差）により膨張することで、インク収納室内のインクが負圧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。
【０００９】
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。
【００１０】
本発明の第１の目的は、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において、種々の使用環境下であっても、負圧発生部材収納室内のバッファー空間を減少できるとともに、気液交換により導入された外気の気体膨張に対して許容力を高めつつ、インク収納室の使用中に安定した負圧条件下でインク供給を行なうことのできる新規な液体供給方法、液体供給システム、及びインクタンクを提供することである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、上記目的に加えて、あるいは単独で、上記インク収納室（液体収納容器）が交換可能な液体供給システムにおいて、より実用性に優れた液体供給システムを提供することである。
【００１３】
本発明者らは、上述の課題を解決するために、負圧発生部材収納室と、これに対するインク収納室とを隣接さ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。
【００１４】
そして、更なる分析の結果、インク収納室内に存在する空気の外部環境の変化による膨張を阻止することはできないが、このインク収納室内における空気の膨張をインク収納室内で許容する、という従来とは異なる逆転の発想を想起するに至った。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の諸目的を達成するための本発明は、このような従来にはない全く新しい発想に基づくものであり、その具体的な手段は以下の構成から理解できよう。
【００１６】
上述の第１の目的を達成するための本発明の液体供給方法は、外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納部を有する液体収納室と、を用いる液体供給方法において、前記液体収納部を体積減少させ、負圧を発生させるとともに気体を前記液体収納部に導入することなく前記液体収納部内の液体を前記負圧発生部材収納室へ移動させることで外部への液体供給を行なう第１の液体供給工程と、該第１の液体供給工程の後に、前記負圧発生部材収納室から前記液体収納部へ気体の導入を行ないながら前記液体収納部内の液体を前記負圧発生部材収納室へ移動させることで外部への液体供給を行なう第２の液体供給工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
上述の液体供給方法によれば、液体収納部は負圧発生部材と負圧のバランスを保つように変形するので、環境変化に伴い液体収納部内部の空気が膨張したとしても、急激な変化の場合には液体収納部が元の形状に戻ることでその影響を緩和することができ、緩やかな変化の場合には、最終的には負圧発生部材とのバランスを維持しながら負圧発生部材と液体収納部の双方で膨張の影響を緩和することができる。従って、種々の使用環境下であっても、負圧発生部材収納室のバッファ空間を減少できる。
【００１８】
また、第２の液体供給工程時には液体収納部内部に空気を導入することで、液体収納部内の液体を使い残りのないよう消費可能であり、液体収納部からの液体導出の始めと終わりとの間の負圧変化を、液体収納部単独を負圧発生容器として利用する場合に比べて少なくすることができる。また、従来の負圧発生部材収納室とインク収納室とを隣接させたタイプのインクタンクに比べ、上述のように外気の気体膨張に対して許容力が高く、また、短時間に大量のインクを導出するような場合にも、液体収納部が変形可能であることで、液体収納部から負圧発生部材収納室への液体供給がスムーズに行われる。従って、液体収納部の使用中に、安定した条件下でインク供給を行なうことができる。
【００１９】
上述の第２の目的を達成するための本発明の本発明の液体供給システムは、上記の液体供給方法を用いる液体供給システムであって、密閉空間内に液体を収納し、該液体の導出にともない体積減少し負圧を発生する液体収納部を有する液体供給容器と、該液体供給容器との連通部を介し前記液体収納部内に気体を導入して液体を導出させる気液交換を生じせしめることのできる負圧発生部材収納容器と、を備え、前記液体供給容器は前記負圧発生部材収納容器に対して着脱自在であることを特徴とする。
【００２０】
上述の液体供給システムによれば、負圧発生部材収納容器の、液体収納容器への連通部近傍が液体を保持していなくても、装着時に負圧発生部材収納室の毛管力を利用して液体収納容器内の液体を負圧発生部材へと移動させることができるので、結合部近傍の負圧発生部材の液体保持状態に関わらず、装着すれば確実に交換液体収納容器の液体を使用することができる。従って、実用性にすぐれ、安定した液体供給を行なうことのできる液体供給システムを提供することができる。
【００２１】
また、液体収納部内の液体の一部を接続時に負圧発生部材収納容器に移動させることで、液体収納部は液体導出に伴い変形しているので、環境変化に伴い液体収納部内部の空気などが膨張したとしてもその影響を緩和することができる。
【００２２】
本発明は、さらに上述の液体供給方法を用いる、あるいは、上述の液体供給システムに利用されるインクタンクを提供するものである。
【００２３】
本発明のインクタンクは、外部に液体を供給するための液体供給部と大気と連通する大気連通部とを備え内部に液体を保持する負圧発生部材を収納する負圧発生部材収納室と、該負圧発生部材収納室に対しての連通を除いて実質的な密閉空間を形成するとともに液体を収納する液体収納部を有する液体収納室と、を備えるインクタンクにおいて、前記液体収納室は、前記液体収納部の外面と同等もしくは相似形の内面を有するとともに大気を導入するための大気連通部を備える略多角柱状の筐体を備え、前記液体収納部を構成する壁面の厚さは略多角柱形状の各面の中央域より角部を構成する部分のほうが薄いことを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明は液体供給システムに適用可能な交換液体収納容器を提供するものである。
【００３３】
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。
【００３４】
また、第１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。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する。
【００３６】
なお、本発明の液体供給方法、液体供給システムに用いられる液体として、以下の実施例ではインクを例にとって説明を行なっているが、適用可能な液体としてはインクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。
【００３７】
（第１実施例）
図１は、本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はインクタンクを記録ヘッドに接続した場合の断面図である。
【００３８】
インクタンク１は、負圧発生部材収納室１０と、インク収納室５０とにより構成されており、インク収納室５０は連通管（気液交換通路）１４を介して負圧発生部材収納室１０に対し分離可能な構成となっている。
【００３９】
負圧発生部材収納室１０は、液体を吐出口６１から吐出して記録を行なう記録ヘッド部６０等の外部へインク（処理液などの液体を含む）を供給するインク供給口１２を有する筺体１１と、筺体内部に収納されるポリウレタンフォームなどの多孔質部材から構成される負圧発生部材１３、負圧発生部材と接するとともに第２室から液体を導入するための連通管（気液交換通路）１４を備えている。筺体１１はさらに、連通管の近傍の側壁面内側に、後述する気液交換を促進するための大気導入溝１７と、内部に収納した負圧発生部材と外気とを連通させるための大気連通口１５を備えており、この大気連通口１５の近傍には筺体内面から突出したリブにより形成されたバッファ部１６が設けられている。本実施例においては、気液交換通路１４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。
【００４０】
一方、インク収納室５０は、室を構成する筺体（外壁）５１と、筺体内面と同等もしくは相似形の内面を有する壁（内壁）５４により構成され内部にインクを収納するインク収納部５３、負圧発生部材収納室の気液交換通路１４と接続し、液体収納部５３の液体を負圧発生部材収納室へ導出するためのインク導出口５２を備えている。本実施例ではインク導出口５２と気液交換通路１４との接続部分に、例えばＯリングなどの不図示のシール部材が設けられており、接続部からのインク漏れ及び大気の導入を防止している。シール部材はインク収納室側、負圧発生部材収納室側のいずれかに設けられていればよく、シール性を高めるために双方に設けられていてもよい。また、インク収納室及び負圧発生部材収納室のそれぞれとは独立して設けられ、結合時に双方の接続部分に嵌合するようにしてもよい。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、この溶着部で内壁は外壁に係合する形で支持されている。また、外壁には外気連通口５５が設けられており、内壁と外壁との間に大気を導入可能となっている。
【００４１】
なお、図１を含め以下の各断面図において、負圧発生部材がインクを保持している領域については斜線部で示す。また、インク収納部や大気導入溝、気液交換通路などのような空間内に収納されているインクを網線部で示す。
【００４２】
ここで、本実施例のインク収納室は、略直方体形状をなす６つの平面から構成され、円筒状のインク導出口５２が曲面として付加されたものであり、この直方体形状の最大面積面は、図１上で間接的に表示されている。そして、内壁面５３の厚さは、直方体の各面の中央域より頂点部分（頂点部分が微小曲面形状をなす場合も含め、以下、角部と称する）を構成する部分の方が薄く、各面の中央域から前記角部それぞれに向かって徐々に減少しており、インク収納部内側に凸の形状を有している。この方向は、言い換えると面の変形方向と同じであり、後述する変形を促進させる効果を有する。
【００４３】
また、内壁の角部は３面により構成されているので、結果として内壁の角部全体の強度は中央域の強度に比べ相対的には強くなっている。また、面の延長から見れば、中央域に比べて厚さは薄いので後述する面の移動を許容する。この内壁の角部を構成する部分は、それぞれ略同等の厚さであることが望ましい。
【００４４】
なお、図１は模式的概略図であるため、インク収納室の外壁５１と内壁５２との位置関係は空間を隔てたように描かれているが、実際は分離可能な状態になっていればよく、内壁と外壁が接触していても、微少な空間を隔てて配置されるように構成されていてもよい。
【００４５】
上述のインクタンクは、インク収納室を負圧発生部材収納室に対して交換可能な構成としている。そこで、まず、インク収納室を負圧発生部材収納室に接続したときのそれぞれの室の状態について、図２を用いて説明する。図２は図１に示すインクタンクのインク収納室と負圧発生部材収納室との接続動作におけるそれぞれの室の変化の一例を（ａ）〜（ｃ）の順に示す概略説明図であり、添字１は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、添字２は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図を示している。
【００４６】
図２（ａ１）、（ａ２）は、接続前の負圧発生部材収納室及びインク収納室を示す説明図である。このとき、液体収納室５０のインク導出口５２には、インク収納部に収納されたインクの導出を防止するために密閉手段５７（例えばフィルムなど）が設けられ、液体収納室のインク収納部は大気に対して密閉状態を維持している。また、インク収納部を構成する内壁５４は、筐体（外壁）５１の内面形状に沿って、少なくとも外壁の角部に内壁の角部がくるように成形されている。（この状態を、初期状態、と称する。）
【００４７】
このとき、インク収納部内については、密閉手段を開封した際にインク導出口がわずかに負圧となるよう、インク収納部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、気圧の変化から密閉手段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。
【００４８】
また、このような環境変化に対する観点から、負圧発生部材収納室へ接続前のインク収納部に収納される空気の量は極めて少ないことが望ましい。インク収納部内に収納される空気量を減らすためには、例えば特開平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。
【００４９】
一方、図２（ａ１）において、負圧発生部材収納室の負圧発生部材は、その一部にインクを保持している。図２（ａ１）では、負圧発生部材に収納されているインクの界面は大気導入溝より低い場合を示しており、大気導入溝は負圧発生部材を介して大気と連通している。
【００５０】
ここで、負圧発生部材に収納されるインク量は、後述するインク収納室の交換時に負圧発生部材に収納されていたインク量によるので、多少のばらつきがあってもよく、必ずしも図示するように均一な状態でインクを保持していなくてもよい。また、大気導入溝及び気液交換通路に関しては、必ずしも液体で充填されている必要はなく、図２（ａ１）に示すように空気を含んでいてもよい。
【００５１】
次に、図２（ｂ１）及び（ｂ２）に示すように、インク収納室を負圧発生部材収納室と接続させる。このとき、負圧発生部材収納室とインク収納室の圧力が等しくなるまで図２（ｂ１）の矢印に示すようにインクが移動し、図２（ｃ１）及び図２（ｃ２）に示すように、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。）
【００５２】
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。
【００５３】
図２（ｂ１）に示すようにインク収納室のインク導出口５２に負圧発生部材収納室の気液交換通路１４を挿入すると、密閉手段５７による封止が解除される。このとき、接続部は前述したシール手段によりシールされているので、接続部からインクが漏れ出たり、接続部から外気が直接インク収納室へ入ることはなく、インク収納部は気液交換通路１４を除いて実質的な密閉状態となる。すると、インク収納部５３内のインクが気液交換通路１４へ流れて負圧発生部材収納室の負圧発生部材１３との間にインクパスが形成される。インクパスが形成されると、負圧発生部材の毛細管力により、図２（ｂ１）に示すようにインク収納部から負圧発生部材へのインク移動が開始され、その結果、負圧発生部材の界面が上昇する。また、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ようとする。
【００５４】
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、インク収納部はインク消費による変形の作用力と初期状態（図２（ａ１），（ａ２））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。内壁と外壁の空間は、外気連通口５５を介して外気に連通しているので、上記変形に応じて内壁５４と外壁５１との間に空気が導入される。
【００５５】
なお、図２（ａ１）で空気が気液交換通路１４内に存在していても、インク収納部内のインクが負圧発生部材に接触することでインクパスが形成されると、インクの導出に伴いインク収納部が変形するので、空気はインク収納部５３へと容易に移動することができる。
【００５６】
また、大気導入溝へのインク導入については、本実施例のようにインク収納部の発生する負圧より大気導入溝の毛管力が大きい場合はインクが充填される。
【００５７】
インク移動が開始され、負圧発生部材にインクが充填されていくと、図２（ｃ１）に示すように、大気導入溝の上端部より上方にもインクが充填されるようになり、大気導入溝は大気とは連通しなくなる。すると、インク収納室は負圧発生部材収納室を介してのみインク及び大気のやり取りを行なうようになるため、インク収納室の気液交換通路における静負圧と、負圧発生部材収納室の気液交換通路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。
【００５８】
図２（ｃ１）に示す場合では、大気導入溝が大気と連通しなくなったときの負圧発生部材収納室側の負圧がインク収納室側の負圧より大きいので、両者の負圧が等しくなるまで、インク収納室から負圧発生部材収納室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の負圧発生部材が保持するインク量が増大している。
【００５９】
以上説明したように、インク収納室と負圧発生部材収納室との接続におけるインク収納室から負圧発生部材収納室へのインクの移動は、インク収納室に負圧発生部材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それぞれの室の静負圧は、インク供給口に接続される記録ヘッドなどの液体吐出記録手段（不図示）からインクが漏れ出ないよう、接続する液体吐出記録手段の種類に応じて適切な値（図６のα）となるように設定すればよい。
【００６０】
インク収納部から移動可能なインク量の下限は、大気導入溝の上限レベル（後述する気液界面）まで負圧発生部材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へ移動するインク量を決定すると、このインク量と平衡状態での負圧の値αをもとに負圧発生部材に対応したインク収納部の材料、厚さを適切に選択することができる。
【００６１】
また、接続前に負圧発生部材に保持されるインク量のばらつきが存在するため、図２（ｃ１），（ｃ２）に示すように平衡状態に達した場合でも、負圧発生部材にインクが充填されない領域が残っていることがある。この領域は、バッファ部とあわせ、後述する温度や圧力の変化に対するバッファ領域として利用することができる。
【００６２】
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後述の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。
【００６３】
なお、接続時における気液交換通路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を筐体ごと押圧するなど、図１８に示すようにインク収納部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をごく僅かな負圧状態にしておき、接続時にインク収納部が大気導入溝を介して大気と連通させることで、圧力の変動に伴うインク収納部の変形を利用して気液交換通路内の気体をインク収納部へ移動させることを促進させてもよい。このように衝撃を伴う場合、気液交換通路の形状及び接続前の通路内の空気の有無によっては、通路内の空気の一部がインク収納部内へ移動することがあるが、このような僅かな空気のインク収納部内への移動は本願発明では許容されるものである。
【００６４】
次に、図２（ｃ１），（ｃ２）に示す使用開始状態のインクタンクに接続された記録ヘッドから、液体を消費した場合のインクタンクの状態について、その一例を図３〜図６を用いて説明する。図３〜図５のそれぞれは、インクタンクの液体の消費に伴うインク収納室と負圧発生部材収納室の変化の一例を図３（ａ）〜（ｃ），図４（ａ）〜（ｃ），図５（ａ）〜（ｃ）の順に示す概略説明図であり、添字１は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、添字２は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図を示している。また、図６は、は、図１に示すインクタンクのインク導出量とインク供給口部の負圧の関係を模式的に示す説明図であり、横軸はインク供給口からの外部へのインク導出量、縦軸はインク供給口部の負圧（静負圧）である。図６では、図２〜図５に示す負圧の変化の状態を矢印で示している。
【００６５】
本実施例のインクタンクの場合、インク供給動作は大別して、図３に示す気液交換動作を行なう前、主に図４に示す気液交換動作中、図５に示す気液交換動作後、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。
【００６６】
（１）気液交換動作前
図３（ａ１），（ａ２）は使用開始状態のインクタンクが記録ヘッドに取付けられている状態を示している。この使用開始状態では、インク収納室の気液交換通路における静負圧と、負圧発生部材収納室の気液交換通路における静負圧とが等しくなっている。図１に示すようなインク収納室が交換可能なタイプの場合、図２（ａ１）に示す状態（詳細は図６において後述する）までインクタンクを使用してからインク収納室を交換すると、前述したようにインク収納部はわずかに内方に変形していることが多い。
【００６７】
そして、記録ヘッド６０によりインク供給口１２からインクタンクのインクの消費を開始すると、図３（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、インク収納部と負圧発生部材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、インク収納部と負圧発生部材の双方に保持されたインクが消費される。（この状態のことを第１のインク供給状態、と称する。）
この場合の動作としては、例えば、インク供給口からインクが消費に伴い、負圧発生部材収納室の負圧発生部材の液面が低下するとともに、インク収納部がさらに変形し、インク収納部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、というものとなる。
【００６８】
本実施例の場合、インク収納部は負圧発生部材との負圧のバランスを保つために、最大面積を有する面に隣接する面について、相対的にピンチオフ部１０４を有する領域より、ピンチオフ部を有していない部分が先に変形を開始し、外壁から離間するようになっている。ここで、ピンチオフ部５６は、内壁５４の変形規制部分のひとつとなっている。このように、本実施例ではインク収納部の表面積最大の対向する面が、インクの導出に伴い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。
【００６９】
このような第１のインク供給状態は、図３（ｃ１）、（ｃ２）に示すような気液交換通路を経由して空気がインク収納部に入る状態になるまで継続される。この図３（ａ１），（ａ２）に示す状態から図３（ｃ１）、（ｃ２）に示す状態までの、インク供給口からのインク導出量に対する静負圧の変化は、図６のＡに模式的に示す領域のように、インク導出量におおよそ比例して静負圧が少しずつ増大する形となる。
【００７０】
なお以上の説明ある一例の状態を説明したが、より具体的な動作の説明は後述する。
【００７１】
（２）気液交換動作中
インク供給口からのインクの導出がさらに進むと、図３（ｃ１），（ｃ２）に示すように、インク収納部に気体が導入されるようになる。（以下、この状態を気液交換状態、または第２のインク供給状態と称する。）
【００７２】
気液交換状態では、図４（ａ１），（ａ２）及び図４（ｂ１），（ｂ２）に示すように、負圧発生部材の液面レベルは大気導入溝の上端部でほぼ一定（気液界面）である。記録ヘッドによりインクが消費されると、その消費量に応じて大気連通口１５から大気導入溝１７及び気液交換通路１４を経由した空気がインク収納室に入ることで、インク収納室からインクが気液交換通路を通じて負圧発生部材収納室の負圧発生部材へと補充される。一方、インク収納部はその変形の状態によってとの負圧バランスを保つため、インクの導出に伴い空気を導入し、気液交換時の形状をほぼ維持する。
【００７３】
従って、気液交換状態でのインク供給口からのインク導出量に対する静負圧の変化は、図６のＢに模式的に示す領域のように、インク導出量に対し、ほぼ一定の値となり、液体吐出記録手段へのインク供給が安定する。
【００７４】
ただし図６は模式的な図であってより詳細には気液交換領域においても負圧は変位している。本発明のインクタンクでは、インク収納室自体もインク収納部の変形により負圧を発生することができるため、気液交換状態で連続的にインクを導出すると、後述するようにインク収納部からの液体の導出と、気液交換経路を介した気体の導入とに時間差が生じることが多い。この時間差が負圧変動の要因の一つとなりうるが、その変動はインクジェット記録装置として使用する場合、許容できる範囲のものである。
【００７５】
なお、本実施例のように気液交換経路の経路がある程度の長さを持つ場合は、使用するインクの種類によっては、気液交換経路中に気液交換の気泡が溜まり、ある程度の量がまとまった状態でインク収納部に移動することがある。この場合も気泡の移動時に負圧変動が生じることが起こる場合があるが、その変動はインクジェット記録装置として使用する場合、許容できる範囲のものであり、本願発明の気液交換状態に含まれるものである。
【００７６】
また、上述のように気液交換経路で泡が滞留しやすい場合は、図４（ｃ１），（ｃ２）に示すように、気液交換経路の上端部よりインク収納部のインク液面が低くなっても、泡によって一時的に気液交換経路が塞がれる場合がある。この状態では、例えば気泡が消泡し一時的にインク収納部が完全に大気と連通することがあると、図４（ｂ１），図４（ｂ２）に示す気液交換状態の時よりも僅かながらインク収納部が初期状態の形状に戻る方向に変形することになる。だが、気泡で塞がれている時には、新たな泡を気液交換経路に送り込むかわりにインク収納部のインクをインク収納部から負圧発生部材収納室へ移動させるという、気液交換状態に近い動作を示す場合がある。従って、図４（ｃ１），（ｃ２）に示す状態については、このとき示すインクタンクの負圧が図４の他の状態における負圧と実用上無視できる範囲内ならば、本発明での気液交換状態に含まれるものとする。
【００７７】
以上、本願発明のインクタンクの気液交換動作について説明したが、本願構成のような変形可能なインク収納室の場合、気液交換中の動作は上述したものにとどまらない。
【００７８】
従来のようなインク収納室が変形不可なインクタンク構成の場合は、大気のインク収納室への導入に伴い直ちにインクが負圧発生部材は供給される。
【００７９】
それに対し、本願のようなインク収納室が変形可能なインクタンクの場合は、インク収納室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室へ導入されてもすぐにインクが負圧発生部材側へ供給されない場合もある。これらはインク収納室の変位及び負圧発生武士収納室との負圧バランスによるものである。
【００８０】
このような動作の具体例については後述するが、本願構成においては、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からのインク導出と、インク収納部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。
【００８１】
（３）気液交換動作後
さらにインク供給口からのインクの導出がさらに進むと、図５（ａ１），（ａ２）に示すように大気導入溝の上端部よりインク収納部のインク液面が低くなり、インク収納部が気液交換経路を介して大気と完全に連通する。このとき、インク収納部は大気と連通することで、気液交換状態の時よりも初期状態の形状に戻る方向に変形する。ただし、内部が大気圧になっても、完全に元の形状に戻るのではなく、わずかに変形した状態を維持している。
【００８２】
本実施例の場合、気液交換経路の径が大きいため、インク収納部に残余していた若干のインクが負圧発生部材に吸収されて負圧発生部材の液面が上昇し、一時的に負圧が上昇することがある。この後、発生部材中のインクにより気液交換経路が大気に対して密閉状態となると、前述した気液交換動作と同様にしてインクが消費されることもある。
【００８３】
なおここでは、負圧発生部材内の液面が大気導入溝の上端より下がった時に、すぐにインク収納室内が大気になる動作を説明しているが、これは本発明の動作の一例であり他の詳細な動作については後述する。
【００８４】
上述のようにしてインク収納部のインクがほぼ完全に消費されると、図５（ｂ１）、（ｂ２）及び図５（ｃ１），（ｃ２）に示すように、負圧発生部材収納室内に残存するインクを消費するようになる。通常、キャリッジ上にインクタンクを配置する場合、キャリッジ走査時の振動によりインク収納室内のインクは完全に負圧発生部材内へ吸収されるが、例えばインク収納室を、供給口側が重力方向に対して下方になるように斜めに取付けると好ましい。
【００８５】
上述した気液交換動作後の状態でのインク供給口からのインク導出量に対する負圧の変化は、図６のＣに模式的に示す領域のように、インク導出量に比例して負圧が増大する形となる。このような状態になったら、インク収納室を取り外しても、気液交換通路１４及びインク導出口５２からインク漏れが生じる恐れは少ないので、インク収納室を取り外し、図２（ａ１）、（ａ２）に示すように新たな交換用インク収納室を用意すればよい。
【００８６】
なお、図５（ｃ１），（ｃ２）に示す状態よりさらにインクを消費し、気液交換経路近傍の負圧発生部材がインクを保持しないようになった場合であっても、前述した交換動作でインクパスが形成されると、インクの導出に伴いインク収納部が変形するので、インク供給経路となる気液交換経路近傍の負圧発生部 材にインクを確実に充填することができる。
【００８７】
図１に示す実施例におけるインクタンクの液体供給動作の概要は以上の通りである。
【００８８】
すなわち、上述したインク消費動作の例においては、インク収納室を負圧発生部材収納室と接続させると、負圧発生部材収納室とインク収納室の圧力が等しくなるまでインクが移動して使用開始状態となり、その後液体吐出記録手段によりインクの消費が開始されると、まずはインク収納部と負圧発生部材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、インク収納部と負圧発生部材の双方に保持されたインクが消費される。その後、インク収納部に気体が導入されることで負圧発生部材が気液界面を保ちながらインクの導出に対しほぼ一定の負圧を保持する気液交換状態を経て、負圧発生部材収納室内に残存するインクを消費するようになる。
【００８９】
このように、本発明のインクタンクは、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、このインク供給工程（第１のインク供給状態）において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。その結果、インク収納室内の内容積の制限を緩和しても、環境変化に対応可能であるという利点がある。
【００９０】
また本願構成においては、従来のインクタンク構成における気液交換とはタイミングの異なる気液交換動作を行なえるため、通常使用時以外の状態でもインク供給が可能となる。
【００９１】
また、本発明のインクタンクによれば、インク収納室のインクをほぼ完全に消費することができるだけでなく、交換時に気液交換通路に空気を含んでいてもよく、負圧発生部材のインク保持量によらずインク収納室の交換をできるので、従来技術のように残量検出機構を設けなくとも、インク収納室を交換可能なインク供給システムを提供することができる。
【００９２】
なお、図６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）、その後略一定の値を保ち（Ｂの領域）、さらにその後インク導出量に比例して負圧が増大する（Ｃの領域）ためには、インク収納部の対向する変形面が互いに接するようになるまえに、大気導入が行なわれる、すなわちＡの領域からＢの領域に移行することが望ましい。これは、対向する最大面積面が接触する前後で、インク収納室におけるインク導出量に対する負圧の変化の割合が異なるためである。
【００９３】
上述した第１実施例において、インクタンクのインク供給能力を評価した。内寸法が約４８mm×４６mm×１０mmの負圧発生部材収納室に、ポアサイズが約６０個／インチの負圧発生部材を収納し、気液交換経路として内径が約７mmの中空パイプを用いた。この負圧発生部材収納室に、外壁を最大厚み約１mmの耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）樹脂、内壁を最大厚み約１５０μｍの高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂からなる容積約３０cm3のインク収納室を接続し、負圧発生部材収納室のインク供給口からインクを吸引したところ、図６に示した概略図と同様の負圧特性を示した。このとき、図６のＢで示されるインク安定供給期間の静負圧はおよそ−１１０mmAq.であった。
【００９４】
さらに、この時のインク導出量に対する静負圧の変化を測定したところ、図７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。
【００９５】
ここで、図７は図６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８は図７のＡ領域についての一例を示すさらに詳細な説明図、図９は図７のＡ領域のインクタンクの動作を（ａ）〜（ｃ）の順に示す説明図、図１０は図７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７のＢ領域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９及び図１１において、添字１は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、添字２は図１（ｂ）に示す液体収納室の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室の変形等について多少極端に図示している。
【００９６】
（１）図７の（１）領域の説明
本領域（気液交換動作前）を以下の３パターンにわけて説明する。それぞれのパターンは本願発明に含まれるものであり、負圧発生部材の毛管力、インク収納室部の肉厚、材質等の条件やそれぞれのバランスによって変わるものである。
【００９７】
＜図７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室のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。具体的には、インク収納室部の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納室部内壁の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【００９８】
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。これはインク収納室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室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。インク収納室からは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。
【００９９】
＜図７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室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、インク収納室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。
【０１００】
初期状態からのインクの導出において、はじめにインク収納室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室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室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。
【０１０１】
＜図７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室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。
【０１０２】
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室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。
【０１０３】
（２）図７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７の（２）の領域の負圧曲線をより拡大した図にて説明する。
【０１０４】
＜図７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室のほうが負圧制御に対して支配的である場合に起こるものである。具体的には、インク収納室部の肉厚が比較的厚い場合、またインク収納室部内壁の剛性が比較的高い場合に起こる場合が多い。
【０１０５】
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室へ大気の導入が行われる（図８ａ領域）。これは前述したそれぞれの負圧のバランスを緩和するためである。このインク収納室へのインクの導入により図９ａに示すようにインク収納室の内壁が外方に微少変形する。またエアの導入に対して、インク収納室から負圧発生部材収納室へのインクの供給が行われ負圧発生部材収納室の液面が微少上昇する。（図９ａ→ｂ）
【０１０６】
さらなるヘッドからのインクの導出により、本例においてはまず負圧発生部材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の液面が下方に変化する。（図８ｂ領域）（図９ｂ）
【０１０７】
その状態を経て、次に負圧発生部材とインク収納室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の液面はさらに下方に変化し、インク収納室の内壁は内方に変化する（図８領域ｃ）（図９ｃ）その状態が続いた後に大気導入路を介して大気がインク収納室へ導入され、７領域へと移行する。
【０１０８】
＜図７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室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、インク収納室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。
【０１０９】
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室へと大気の導入が行われる（図１０領域ａ）。このインク収納室へのインクの導入により図１１ａに示すようにインク収納室の内壁が外方に微少変形する。またエアの導入に対して、インク収納室から負圧発生部材収納室へのインクの供給が行われ負圧発生部材収納室の液面が微少上昇する。（図１０ａ→ｂ）
【０１１０】
さらなるヘッドからのインクの導出により、本パターンにおいては、インク収納室から支配的にインクの導出が行われる。この場合、インク収納室の肉厚、剛性の特性から負圧はあまり変化せずになだらかな負圧上昇となる。このインクの導出により徐々にインク収納室の内壁が内方へ変形する。（図１０領域ｂ）なおこの領域においては負圧発生部材からのインク導出はほとんど行われないため、負圧発生部材の液面はほとんど変化しない。
【０１１１】
領域ｂを経て、さらにインクの導出が行われると、負圧発生部材とインク収納室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１０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の液面は下方に変化し、インク収納室の内壁は内方に変化する。（図１０領域ｃ）（図１１ｃ）その状態が続いた後に大気導入路を介して大気がインク収納室へ導入され再び図１０ａ領域へと移行する。
【０１１２】
（３）図７の（３）領域の説明
最後に気液交換領域後の図７の領域（３）の領域について説明する。
【０１１３】
本領域は、インクの導出が進み気液交換が終わった後、すなわちインク収納室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。
【０１１４】
＜図７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、インク収納室内の圧力が略大気圧になる場合を説明する。
【０１１５】
前述した気液交換が終了した状態において、インク収納室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室との連通路、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、負圧発生部材内の液面が大気導入路の上端部より下がった場合にキャリッジ振動などの要因で上記メニスカスが破れる。それにより大気が大気連通路を介してインク収納室と連通状態になる。それによりインク収納室内が略大気圧になる。それにより内方に変位していたインク収納室の内壁が、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。これは前述したインク収納室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室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。
【０１１６】
このようにインク収納室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、負圧発生部材内の液面が下がる。それにより負圧も略比例状態で増大する。
【０１１７】
＜図７の領域（３）の第２パターン＞
次に本パターンでは、負圧発生部材の液面が大気導入路上端部よりも下がった場合においてもインク収納室内が負圧状態を維持する場合について説明する。
【０１１８】
前述したように、大気導入路内、連通路、負圧発生部材内のメニスカスによりインク収納室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、負圧発生部材内の液面が下がりつづける場合がある。それによりインク収納室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。
【０１１９】
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、インク収納室内が略大気圧になる場合がある。この場合は前述したようにインク収納室の内壁は略もとの状態に戻る。
【０１２０】
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、周期）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。
【０１２１】
この理由として、本願の構成では図７領域（１）にて説明したように、気液交換を行う以前にインク収納室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室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室部との圧力差を緩和させるためにインク収納室内に入るエアの量が、所定以上に入る場合が多い。それによりインク収納室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生室が変形しない構成の場合は、所定量のエアが入ることにより直ちに負圧発生部材収納室へインクを導出するものである。
【０１２２】
また、たとえばベタモードの印字を行う場合、ヘッドから一度に大量のインクが吐出される。それによりタンクからも急激にインクの導出が行われるが本願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。
【０１２３】
また本願の構成によればインク収納室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。
【０１２４】
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７（ｂ）にてさらに別の観点で説明する。
【０１２５】
図７（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インクジェットヘッドからのインク供給量は一定とする。
【０１２６】
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。
【０１２７】
ｔ＝０からｔ＝ｔ1までは、図７（ａ）で示した気液交換前の領域に相当する。本領域では、前述したように負圧発生部材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。
【０１２８】
次にｔ＝ｔ1からｔ＝ｔ2までは、図７（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７（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。
【０１２９】
ｔ＝ｔ2を過ぎると、図７（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（Ｖ＞Ｖｃ）となる。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。
【０１３０】
次に、インク消費途中の各状態において、インク収納室部を交換した場合の動作について、図１２を用いて説明する。
【０１３１】
（ａ）気液交換前にインクタンクを交換した場合（図１２ａ）
この気液交換前の状態は、前述したように、負圧発生部材、インク収納室、負圧発生部材とインク収納室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インク液面は大気導入路上端よりも上方に位置している。
【０１３２】
この時点でインク収納室を交換した場合、一般的にインク収納室は初期において負圧は弱く、また正圧状態の場合もあるので、インク収納室を新たに装着した場合、インク収納室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液面が上昇し、両者のバランスがとれた点で液面が安定する。この場合、負圧発生部材上部には前述したバッファー領域を有するため、液面が上昇したとしても大気連通口からのインクモレはない。
【０１３３】
またインク収納室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。
【０１３４】
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室のインクを使用することができる。
（ｂ）気液交換中にインクタンクを交換した場合（図１２ｂ）
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液面は、大気導入路上端部で安定し、インク収納室の内壁は内方に変形した状態である。
【０１３５】
この状態でインク収納室を取り外し、新たに初期状態のインク収納室を装着すると、前述したようにインク収納室内のインクが負圧発生部材内に供給され、負圧発生部材内の液面が上昇する。すなわち液面が大気導入路より上方へ変位する。それによりインク収納室の内壁は内方に変位し、タンク内は若干の負圧状態になる。
【０１３６】
液面が安定した後インクを消費すると、前述したような消費パターン（（１）−１〜（１）−３）によりインクが消費される。そして所定の負圧になった場合に気液交換が行われる。
【０１３７】
（ｃ）気液交換後にインクタンクを交換した場合（図１２ｃ）
気液股間後の状態は、前述したように負圧発生部材内の液面は大気導入路の上端より下がった状態で、インク収納室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。
【０１３８】
この状態でインク収納室を交換した場合は、やはりインク収納室内のインクは負圧発生部材側へ供給され、負圧発生部材内の液面は上昇するこの場合は一般的には大気導入路上端より上方まで上昇するが、大気導入路状態より下方で液面がつりあう場合もある。このインクの導出によりインク収納室内壁は内方へ変位し略負圧状態になる。
【０１３９】
液面が大気導入路より上方に変位した場合には、前述した消費過程を経た後気液交換動作領域に移行する。また液面が大気導入路より下方でつりあっている場合は、すぐに気液交換動作を行う。
【０１４０】
以上説明したように、（ａ）〜（ｃ）の各消費過程においてインク収納室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。
【０１４１】
本願発明のインクタンクは、このように微小な負圧変動をインク収納部により緩和することができるが、さらに、本願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。
【０１４２】
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１３及び図１４を用いて説明する。
【０１４３】
図１３は大気導入溝より上方にある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４（ａ１），（ａ２）に示す状態(気液交換状態)から大気圧の減圧ないしは気温の上昇などによるインク収納室内の空気の膨張した時のインクタンクの変化を（ａ）〜（ｄ）の順に示している。添字１は図１（ｂ）と同じ断面による断面図、添字２は図１（ｂ）に示す液体収納室のＡ−Ａ断面図を示している。
【０１４４】
大気圧の減圧(あるいは気温の上昇)により、インク収納室内の空気は膨張すると、図１３（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、インク収納部を構成する壁面(▲１▼)及び液面（▲２▼）が押圧され、インク収納部の内容積が増加すると共に、一部のインクは気液交換通路を介してインク収納部内から負圧発生部材収納室側へと流出する。ここで、インク収納部の内容積が増加するために、負圧発生部材へ流出するインク量（図１３（ｃ１）の▲３▼に示される負圧発生部材の液面の上昇）はインク収納部が変形不能な場合に比べ大幅に少ないものとなる。
【０１４５】
ここで、気液交換通路を通じて流出するインク量は、気圧変化が急激な場合、インク収納部内の負圧を緩和しインク収納部内の内容積を増加させるため、インク収納部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。
【０１４６】
特に、本構成の場合、負圧発生部材の流抵抗が袋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１３（ａ１），（ａ２）に示すようにインク収納部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１３（ｂ１），（ｂ２）に示すように気液交換通路を介してインク収納部内から負圧発生部材収納室側へインクが流出するようになる。つまり、インク収納部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。
【０１４７】
なお、本実施例では負圧発生部材収納室に流出したインクは負圧発生部材で保持されるようにしている。この場合、図１３（ｃ１）、（ｃ２）に示すように負圧発生部材収納室のインク量が一時的に増加して気液界面が上昇するので、使用初期と同様にインク内圧の安定期より一時的にやや正側の内圧になるが、記録ヘッドなどの液体吐出記録手段の吐出特性への影響は小さく、実使用上の問題はない。また、大気圧が減圧前のレベルに回復(１気圧に戻る)した場合(あるいは元の温度に戻った場合)は、負圧発生部材収納室に漏出して負圧発生部材に保持されていたインクが再びインク収納部に戻ると共にインク収納部の体積が元の状態へと戻るようになる。
【０１４８】
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１３（ｄ１）、（ｄ２）に示す定常状態に至ったときの原理動作を図１４（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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収納室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、インク収納室からの最悪条件下でのインク流出量と、インク収納室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。
【０１５１】
図１４（ａ）に、インク収納部が空気の膨張に対して全く変形しない場合の、減圧前のインク収納室の初期空間体積（空気の体積）を横軸（Ｘ）、気圧をＰ気圧（０＜Ｐ＜１）に減圧した場合のインク流出量を縦軸（Ｙ）、として、これらの関係を点線▲１▼で示した。
【０１５２】
このグラフから明らかなように、このときのインク導出量ΔＶは、減圧時の圧力をＰ(０＜Ｐ＜１)、インク収納室の初期空気量の割合をａ（０≦ａ≦１）、インク収納部の体積をＶBとすると、おおよそ以下の式で表される。
【０１５３】
(1)０≦ａ＜Ｐの時
減圧下で膨張するインク収納室内の空気は、残余インク量が少ないほど大きくなり大量のインクが押し出されるため、インク導出量ΔＶは初期空気量に比例し、
【０１５４】
【外１】
0003880232.tif 000002
【０１５５】
(2)Ｐ≦ａ≦１の時
インク収納室内のインク量以上に流出することはないため、初期に収納されていたインク量に依存し、
ΔＶ＝（１−ａ）×ＶB              （式２）
【０１５６】
従って、インク収納室からのインク流出量の最悪条件での見積は、例えば、大気圧の最大減圧条件を０．７気圧とした場合、インク収納室からのインク流出量が最大となるのはインク収納室の容積ＶBの３０％のインクがインク収納室に残余している場合であり、インク室壁下端部より下のインクも負圧発生部材収納室の圧縮吸収体に吸収されるとすれば、インク収納室に残余している全てのインク（ＶBの３０％）が漏出すると考えれば良い。
【０１５７】
これに対し、本発明では、インク収納部が空気の膨張に対して変形するので、膨張前のインク収納部の内容積に対し、膨張後のインク収納部の内容積は増加するとともに、このインク収納部の変形による負圧の変動に対してバランスを保つように、負圧発生部材収納室内のインク保持レベルが変化する。そして、定常状態では、インク収納部からのインクによって気圧変動前に比べて負圧が減少した負圧発生部材との負圧のバランスを保つようになる（このときの負圧発生部材収納室のインク供給口における負圧をＱとする）。減圧時の圧力をＰ(０＜Ｐ＜１)、図１３（ａ１），（ａ２）に示すインク収納室の初期空気量の割合をａ（０≦ａ≦１）、図１３（ａ１），（ａ２）に示すインク収納部の膨張前の体積をＶB、初期状態（あるいは内壁外面が外壁内面に対して密着した状態）のインク収納部の体積をＶ、定常状態でのインク収納部の体積をＶQとして、ｒ＝Ｖ／ＶB（ｒ＞１）、ｒ’＝ＶQ／ＶB（１＜ｒ’≦ｒ）とすると、インク導出量ΔＶは、おおよそ以下の式で表される。
【０１５８】
(3)０≦ａ＜Ｐ×ｒ’の時
このときのインク収納部は膨張とインクの導出とを行う。インク収納部からのインク導出量ΔＶは、インク収納部内の空気の体積変化量から釣り合い状態でのインク収納部の膨張量を差し引いたものとなるから、
【０１５９】
【外２】
0003880232.tif 000003
【０１６０】
すなわち、インク収納部の膨張量だけ、インク導出量は少なくなる。
【０１６１】
さて、インク収納部の膨張量（ｒ’−１）ＶBは、負圧発生部材の発生する負圧と関係があり、負圧発生部材の負圧はインク収納部のインク導出量と関係がある。そこで、以下、その関係の一例について説明する。
【０１６２】
気圧変動前と定常状態におけるインク収納部内のインク量について注目する。図１３（ｄ１）、（ｄ２）において、負圧発生部材が底面積Ｓの柱状で、局所的に毛管力発生要素の密度ばらつきのない毛管力発生部材とみなし、図１３（ｄ１）、（ｄ２）に示す定常状態で負圧発生部材中のインクの液面が図１３（ａ１）、（ａ２）に示す環境変化前の状態からΔｈだけ上昇したとすると、
ΔＶ＝Ｓ×Δｈ              （式４）
【０１６３】
この時、負圧発生部材のインク供給口で発生する負圧は気圧変動前に比べてΔＱだけ正圧方向に変化しているので、
ΔＱ＝Δｈ                  （式５）
【０１６４】
一方、インク収納部の気圧変動前と定常状態との負圧の差は負圧発生部材と負圧バランスを保っているためΔＱと等しい。この負圧の差と体積の変動量との関係は、インク収納部の形状にもよるが、本実施例の場合、対向する一組の最大面積面が互いに接触する前は、おおよそ比例関係にある。そこで、この比例定数をｋ（ｋ＞０）とすると、
ΔＱ＝ｋ×（ＶQ−ＶB）＝ｋ×（ｒ′−１）×ＶB      （式６）
（式４）〜（式６）から、
ΔＶ＝Ｓ×ｋ×（ｒ′−１）×ＶB              （式７）
（式３）及び（式７）から、ｒ’を消去すると、ΔＶは
【０１６５】
【外３】
0003880232.tif 000004
【０１６６】
なお、気圧変動前にインク収納部の対向する一組の最大面積面が互いに接触している場合には、接触前の状態と接触後の状態でインク収納部の体積と発生する負圧の関係が変化するので、減圧前のインク収納室の初期空間体積とインク流出量との関係は、（式８）に示す直線状ではなく、変曲点を有するものとなる。また、負圧発生部材の断面積が高さにより異なったり、毛管力発生要素の密度がばらついている場合は、それぞれの要因を考慮すればよい。
【０１６７】
なお、（式３）において、ΔＶ＜０の場合はΔＶ＝０となる。すなわち、この状態の時は気液交換通路(連通部)を介したインクの移動は起こらず、インク収納部の内容積の膨張だけが行なわれる。
【０１６８】
(4)Ｐ× ｒ’≦ａ≦１の時
インク収納室内のインク量以上に流出することはないため、初期に収納されていたインク量に依存し、
ΔＶ＝（１−ａ）×ＶB            （式９）
【０１６９】
図１４（ａ）に、上述のインク収納部が変形する場合の、減圧前のインク収納室の初期空間体積（空気の体積）を横軸（Ｘ）、気圧をＰ気圧（０＜Ｐ＜１）に減圧した場合の定常状態でのインク導出量を縦軸（Ｙ）、として、これらの関係を実線▲２▼で示した。上述の条件の場合、図１４（ａ）の実線に示すように、インクの導出量は１／（１＋ｂ）だけ（０＜ｂ＝１／Ｓｋ）傾きが緩やかなものとなる。
【０１７０】
図１４（ａ）の点線▲１▼と実線▲２▼からも明らかなように、インク収納室からのインク流出量の最悪条件での見積は、インク収納部が空気の膨張に対して全く変形しない場合よりも小さくすることができる。上記の現象はインクタンクの温度変化の場合でも同様であるが、５０ｄｅｇ程度の温度上昇があっても流出量は上記減圧時よりも少ない。
【０１７１】
このように、本発明のインクタンクによれば、環境の変化によるインク収納室内の空気の膨張を、負圧発生部材収納室だけではなく、最大でインク収納部の外形形状が筐体内面の形状と実質的に等しくなるまでインク収納室自体の体積を増加させるバッファ効果によりインク収納室でも許容することができるので、インク収納室のインク収納量を大幅に増大しても環境変化に対応可能なインク供給システムを提供することができる。
【０１７２】
また、初期の空気の体積をＶA1とした時、ｔ＝０で大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下にタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部の体積を図１４（ｂ）に模式的に示す。図１４（ｂ）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。
【０１７３】
図１４（ｂ）において、ｔ＝ｔａ， ｔ＝ｔｂ， ｔ＝ｔｃ， ｔ＝ｔｄに対応するインクタンクの状態はそれぞれ、図１３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）となっている。
【０１７４】
図１４（ｂ）に示すように、急激な環境の変化に対しては、最終的に負圧発生部材収納室とインク収納室とが負圧バランスを保つ定常状態となる前に、主としてインク収納室で空気の膨張に対応することができる。従って、急激な環境変化に対して、インク収納室から負圧発生部材収納室へのインクの導出タイミングを遅らせることができる。
【０１７５】
従って、種々の使用環境下であっても、気液交換により導入された外気の気体膨張に対して許容力を高めつつ、インク収納室の使用中に安定した負圧条件下でインク供給を行なうことのできるインク供給システムを提供することができる。
【０１７６】
本発明のインク供給システムによれば、使用する負圧発生部材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。特に、インク収納室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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
以上、本発明の第１実施例を用いて、本発明の要部について説明を行なったが、本発明を適用可能な他の実施例について、以下に説明する。なお、以下の各実施例、及び上述の各実施例について、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。
【０１７９】
（第２実施例）
図１５は本発明の液体供給システムを適用可能な第２実施例のインクタンクの概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【０１８０】
本実施例では、負圧発生部材収納室１１０の底面と対向する面に連通管（気液交換通路）１１４を鉛直方向上方に突出して設けるとともに、負圧発生部材と当接させるかわりに連通管の負圧発生部材収納室側の端部に液体溜１１８を備えた点、及び負圧発生部材収納室１１０の筺体に、インク収納室１５０をガイドするガイド部材１１１Ａを設けた点が第１実施例とは異なっている。なお、インク収納室１５０の側面には突出部１５０Ｂが設けられ、ガイド部材１１１Ａの対応する位置には突出部に対応する凹部１１１Ｂが設けられている。
【０１８１】
その他の点については、第１実施例と同様、負圧発生部材収納室１１０は筐体１１１内部に負圧発生部材１１３を保持するとともにインク供給口１１２、大気連通口１１５、バッファ部１１６、大気導入溝１１７を備えており、インク収納室１５０は筐体（外壁）１５１内面形状に対応する外面を有する内壁１５４から構成されるインク収納部１５３を有し、外気導入口１５５、ピンチオフ部１５６、フィルムなどの密閉手段１５７により密閉されているインク導出口１５２を有している。インク導出口１５２にはシール部材としてのＯリング１６０が設けられ、負圧発生部材収納室とインク収納室とが接続したときに、接続部分をシールするようになっている。
【０１８２】
本実施例のように負圧発生部材収納室の底面と対向する面に連通管を鉛直方向上方に突出して設けることで、インク収納室を負圧発生部材収納室の底面に直交する方向で着脱することが容易に実現できる。この時、ガイド部材１１１Ａにより、インク収納室のインク導出口と負圧発生部材収納室の連通管との位置決めが容易にできるので、密閉手段１５７を開封する際に、連通管に余計な力がかかることなく、確実な結合を行うことができる。また、インク収納室に設けられた突出部１５０Ｂとガイド部材１１１Ａに設けられた凹部１１１Ｂとが係合することによりタンクを固定し、Ｏリングと合わせて接続部分のシールをより確実なものとしている。なお、ガイド部材に設けられた切欠部１１１Ｃは、インク収納室を取り外す際に利用される。
【０１８３】
本実施例の場合、連通管の形状を例えばＬ字形状にするなど工夫することで、液体溜は必ずしも設ける必要はなくなる。なお、液体溜については、その容積はなるべく小さくすると、結合時におけるインク収納室への移動する空気の量を少なくすることができるので望ましい。設計上、液体溜の大きさをある程度大きくとる場合には、従来技術のように液体溜部に液体検出機構（例えば２つの電極を液体溜内部に配置し、その電極間の抵抗値を測定するもの）を備えても良い。
【０１８４】
（第３実施例）
図１６（ａ）は本発明の液体供給システムを適用可能な第３実施例のインクタンクの概略説明図である。
【０１８５】
本実施例では、複数種類の液体（本実施例の場合、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の３色）を吐出可能な液体吐出部３０１にそれぞれの液体を収納した負圧発生部材収納室４１０、５１０、６１０が一体化されたヘッドカートリッジ３００を構成しており、このヘッドカートリッジ３００に対してそれぞれの液体を収納したインク収納室４５０，５５０，６５０を互いに着脱可能としている。
【０１８６】
本実施例では、それぞれのインク収納室を対応する負圧発生部材収納室に確実に結合させるために、ヘッドカートリッジ３００にインク収納室の外面の一部を覆うのホルダー部３０２を設けるとともに、インク収納室に係止爪を有するラッチレバー４５９，５５９，６５９を設け、ガイド部材に係止爪と対応する係合孔３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃを設けることで、結合後の結合状態を維持しやすい構成となっている。それぞれの液体容器４５０、５５０、６５０はほぼ同じ形状であるが、例えば誤装着防止用の識別ラベル（不図示）を設けることで、誤装着を防止することができる。もちろん、ホルダー形状を各色ごとに変更し、誤装着防止構成を付加してもよい。この場合、各色の使用頻度に応じて容器の容積を変更することで誤装着防止をおこなってもよい。
【０１８７】
なお、本実施例の変形例として、図１６（ｂ）に示すように複数の負圧発生部材収納室４１０，５１０，６１０がそれぞれ液体吐出部に対して互いに分離可能としても良い。この場合、インク収納室に設けられるラッチレバーは一つであってもよい。本変形例のように一体形状にすることで、容器の誤装着を防止する効果をも有する。
【０１８８】
本実施例及びその変形例において、収納される液体の種類はＹ，Ｍ，Ｃ以外の他の色であってもよいことは言うまでもなく、収納される液体容器の数、及び組合せ（例えばブラック（Ｂｋ）のみ単独のタンクで、他のＹ，Ｍ，Ｃは一体タンクとする）についても任意であることは言うまでもない。
【０１８９】
（その他の実施例）
以上、本発明の実施例について説明を行なったが、以下に各実施例に適用可能なその他の実施例及び各実施例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、上述の各実施例に適用可能である。
【０１９０】
＜インク収納室の構造＞
まずはじめに上述の各実施例におけるインク収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０１９１】
インク収納室が負圧発生部材に対して着脱可能な場合、インク収納室の負圧発生部材収納室との連通部には、結合時の連通部からの液体や空気の漏れを防止すると共に結合前のインク収納部内のインクの導出を防止する部材としての密閉手段が設けられる。本実施例では密閉手段はいずれも膜状のものを使用しているが、ボール上の栓などを使用してもよい。また、気液交換通路を中空針で、密閉手段をゴム栓としてもよい。
【０１９２】
また、上述の各実施例のインク収納室は、ダイレクトブロー製造方法によって形成される。すなわち、互いに分離可能な筐体（外壁）とインク収納部（内壁）とは、略多角柱の型に対して円筒状のパリソンをエアーブローによって均一に膨張させることで形成されるものである。これにかわり、例えば可撓性の袋内に金属製のばね等を備えることで、インクの導出に伴い負圧を発生させるようにしてもよい。
【０１９３】
しかし、ブロー成形を用いることで、筐体内面形状と同等あるいは相似形の外面形状を有するインク収納部を容易に製造することができるだけでなく、インク収納部を構成する内壁の材料、厚みを変えることで容易に発生する負圧を設定できる利点がある。さらに、内壁、及び外壁の材料に熱可塑性樹脂を利用することで、リサイクル性に富んだインク収納室を提供することができる。
【０１９４】
また、ブロー成形を用いることで、第３実施例で説明したような複数一体型のタンクについて、図１７に示すようなインクタンクを容易に製造することができる。図１７は複数のインク収納室が一体化されたインク収納容器の一例を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。インク収納容器７５０はインクを保持する複数のインク収納部７５３ａ、７５３ｂ、７５３ｃを備え、密閉手段７５７ａ、７５７ｂ、７５７ｃ、により密閉されているインク導出口７５２ａ、７５２ｂ、７５２ｃを接続させることができる。図１７に示すインク収納容器７５０は、インク収納部の大きさがそれぞれ異なっているが、このようにすることで、例えば使用する液体の使用頻度に応じて、内部の収納部の大きさを変化させておくことができる。
【０１９５】
ここで、前述した各実施例における「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。
【０１９６】
前述した各実施例では、インク収納室はブロー成形により製造されるため、内壁は、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。また外壁も同様に、容器を構成する面の中央近傍領域の厚みにくらべ角部近傍の厚みの方が薄く形成されている。さらに、外壁に対して内壁は、各面の中央部から各面の角部に向かって徐々に減少する厚み分布を有する外壁に積層されることで形成されている。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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、メッシュ構造良い。
【０１９９】
さらに、インク収納室が交換式の場合のインク収納室の交換時など、何らかの理由で負圧発生部材の気液交換経路近傍領域からインク供給口近傍領域でインク切れが起こった場合、弾性変形可能な外壁を、図１８に示すように手動で内壁とともに一時的に押圧することで、インク収納室内のインクを強制的に負圧発生部材収納室へ移動させ、簡単に回復させることができる。このような加圧回復処理は手動ではなく自動で行なってもよく、そのための加圧回復手段を後述する記録装置に設けてもよい。なお、内壁の一部が露出している場合は内壁の露出部だけを押圧してもよい。
【０２００】
なお、本発明の実施例においては、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、本発明の第１の目的を達成することが可能である。
【０２０１】
ただし、より好ましくは、インク収納部の変形と復元とを繰り返しても、インク収納部の変形量とインク導出口における負圧との関係がほぼ１対１で対応することが望ましい。インク収納部が弾性変形を行う範囲で変形を行うと、このような望ましい状態を容易に得ることができる。
【０２０２】
なお、本実施例の場合、気液交換動作後、インク導出口部の圧力が０になっても、インク収納部はわずかに変形した状態を維持している。このように一部の領域でインク収納部が弾性変形を行なわなくても、この部分を除いた領域で弾性的な変形を行う場合には、実質的には弾性変形を行なうものとして取り扱うものとする。
【０２０３】
また、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。
【０２０４】
また、本発明の液体収納容器に使用される材料としては、内壁と外壁とが分離可能なものであればよく、内壁又は外壁にそれぞれ複数の材料を用いて、多層により構成してもよい。また、インク収納室を単独で負圧発生型液体収納容器として使用する場合より、内壁としては弾性の高いものを使用することが可能となっている。このため、インク収納室を単独で負圧発生容器として利用する場合に比べ、例えば内壁の厚みが厚いものや剛性の高い材料についてもインクジェット用交換インク収納室として好適に利用することができ、材料選択の幅が広がるという利点がある。ここで、内壁の厚みを厚くすることは、インク収納室におけるガス透過性を低いものとすることができる。ガス透過性を低減させることは、インク収納室を単独で販売する際の、例えば物流時や保存時におけるインク収納室の膨張やインク漏れを防ぐことができるので望ましい。
【０２０５】
なお、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、内壁に使用する材料としては例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが好適に適用可能である。以上説明した各実施例、適用例では、内壁及び外壁はそれぞれ単層のものとして説明したが、内壁あるいは外壁を異なる材料の多層構造としてもよい。特に本発明の場合、インク収納室を単独で負圧発生容器として利用する場合に比べ、例えば内壁の厚みが厚いものや剛性の高い材料についてもインクジェット用交換インク収納室として好適に利用することができるので、内壁の材料の組合わせの選択範囲も広がるという利点がある。
【０２０６】
＜負圧発生部材収納室の構造＞
次に上述の各実施例における負圧発生部材収納室の構造について、補足説明を行なう。
【０２０７】
負圧発生部材収納室（負圧発生部材収納容器）に収納される負圧発生部材としては、ポリウレタンフォームなどの多孔質部材の他、繊維をフェルト状にしたものや繊維塊を熱成形したものなどを用いることができる。
【０２０８】
気液交換通路（連通部）については、本実施例では管状のもので説明したが、気液交換状態において気液交換を阻害するものでなければ、どのような形態のものを用いていも良い。
【０２０９】
上述の各実施例では筺体内面に大気導入溝を設けているが、図１９に示すように必ずしも設ける必要はない。図１９は本発明の第１実施例の変形例を示す断面図であるが、もちろん、他の実施形態においても大気導入溝のない構成を使用してもよい。本実施例のような場合、気液交換動作中に一般的に液面が低い位置で維持される。その場合、前述しようなベタモードなどにる大量のインク導出が行われると、大気導入溝がある場合に比べてインク切れが起こる可能性が高くなる。しかし構成のようなインク収納室が変形可能な場合は前述したように気液交換時のインクの導出量が多くなるのでインク切れが起こりにくい。
【０２１０】
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はなく、負圧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。
【０２１１】
また、上述の各実施例では負圧発生部材がない空間（バッファ部）を上面部近傍に設けているが、これを無くし、かわりに通常の状態では液体を保持していない負圧発生部材を充填していても良い。このようにバッファ空間に液体を保持しない負圧発生部材が存在することで、前述の環境変化の際に負圧発生部材収納室へ移動したインクを保持することが可能となる。
【０２１２】
＜インクタンク＞
上述の各実施例では、インク収納室は負圧発生部材収納室に対して着脱可能な形態で説明したが、図２０に示すように、２つの室が常時一体の構成であってもよい。それぞれの室を別々の成形方法（例えば負圧発生部材収納室を射出成形、インク収納室をブロー成形）で成形した後、例えば溶着や接着などによって常時一体の構成とする場合には、２つの室の結合部である連通部からのインクの漏れ出しがないよう、前述した各実施例と同様、Ｏリング５８などのシール部材を用いて連通部を密閉することが望ましい。
【０２１３】
なお、図２０に示すインクタンクの液体供給動作は、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例の効果をそのまま適用可能である。
【０２１４】
＜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。
【０２１５】
上述した各実施例のインクタンク（インク供給システム）におけるインク供給動作については、インク収納室と負圧発生部材収納室とが接続されていない初期状態から、接続させた時の使用開始状態、第１及び第２のインク供給状態を経るものとなっている。これは、本発明のインク供給システムの液体供給動作の一例であり、インク収納室及び負圧発生部材収納室のそれぞれの構造や、液体の導出条件によっては、例えば以下に説明する変形例のような状態となることが起こりうる。
【０２１６】
例えば、上述した各実施例の第１の変形例として、気液交換状態、すなわち第２のインク供給状態がないインク供給システムについても、インク収納部へ外気を導入することなくインク収納部のインクを使用する工程を有するため、液体収納容器の内容積の制限は、結合時においてインク収納部に導入された空気のみを考慮すればよいことになる。すなわち、インク収納室内の内容積の制限を緩和しても、環境変化に対応可能であるという優れた利点がある。ただし、インク収納部の使用効率を考慮するならば、上述の各実施例のように第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。
【０２１７】
第２の変形例としては、図２（ａ１），（ａ２）に示す状態で、接続前の負圧発生部材収納室の液面が、気液界面より高い場合がある。このときは、図２（ｂ１）、（ｂ２）を用いて説明した使用開始状態となるためのインクの移動のうち、毛細管力による負圧発生部材収納室への一方的なインク移動がないものとなる。
【０２１８】
第３の変形例としては、例えば図３（ｂ１），（ｂ２）に示す状態で、記録ヘッドからインクを消費する際の消費スピードが、極めて大きい場合がある。このときは、第１の供給状態において、両者の負圧が常時バランスを取るのではなく、両者の負圧の差がある所定の値以上になるまでは負圧発生部材収納室のインクが優先的に消費され、負圧の差が一定以上になった時、インク収納室のインクが負圧発生部材収納室側へ移動するようになることが起こりうる。
【０２１９】
このような変形例は、上述した実施例におけるインク供給動作及びその詳細とともに、本発明に含まれるものである。
【０２２０】
＜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２１に、本発明の一実施例にかかるインクタンクを搭載するインクジェット記録装置の概略図を示す。
【０２２１】
図２１において、ヘッドユニット（不図示）及びインクタンク１００は、インクジェット記録装置本体にキャリッジ４５２０の位置決め手段（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、該キャリッジに対してそれぞれ着脱可能な形で装着される。
【０２２２】
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。
【０２２３】
５０２０は記録ヘッドユニット内の各記録ヘッドの前面をキャップするキャップであり、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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
ここで、このような往復移動をするキャリッジに本願発明のインクタンクを搭載する場合の利点について説明する。
【０２２６】
本願発明のインクタンクは、インク収納室が変形可能な部材となっているため、キャリッジの走査によるインクの揺動をインク収納部の変形により緩和することができる。このようなキャリッジの走査に対して負圧の変動を発生させないようにするためには、インク収納部の角部の一部が対応する筐体内面から離脱していないか、離脱していても近傍に位置することが望ましい。また、本実施例のように対向する一組の最大面積面を有するインク収納部については、その対向する最大面積面を、キャリッジの走査方向に対して略直交する方向となるようにキャリッジに搭載することで、上述のインク揺動の緩和効果をより一層効果的なものとすることができる。
【０２２７】
また、＜インク収納室の構造＞の項目で説明したように、記録装置にインク収納室の外壁を介して内壁を加圧する加圧回復手段４５１０を搭載してもよい。この場合、インク収納室に光を透過させ、その反射の状態によりインクの有無を検知する発光手段と受光手段とを備える液体有無検知検知手段５０６０と、記録ヘッドの不吐出を検知する不吐出検知手段（不図示）と、制御手段（不図示）とを備えると、例えば次のようなシーケンスを採用することにより、負圧発生部材の気液交換経路近傍領域からインク供給口近傍領域でインク切れを解消することができる。
【０２２８】
まず、インク収納室を交換した場合、５０２０のキャップを利用した通常の吸引回復処理後に、交換したインク収納室に対応するヘッドのノズルで不吐出が検知される場合、加圧回復手段４５１０による加圧回復動作を行うことで通常の状態に復帰することができる。また、使用途中に、液体有無検知検知手段で「インクあり」の状態が、不吐出検知手段によって対応するヘッドのノズルに「不吐出」の状態がそれぞれ検知され、通常の吸引回復処理で不吐出が解消されない場合にも、加圧回復手段４５１０による加圧回復動作を行うことで通常の状態に復帰することができる。いずれの場合も、加圧回復を行うインクタンクに対応する記録ヘッド部はキャップによりキャッピングを行ない、記録ヘッド部からの不用意なインク漏れを防止することが好ましい。
【０２２９】
なお、液体有無検知検知手段は上述した光学式のものだけではなく、ドットカウント方式など他の方式を適用してもよいし、いくつかの方法を組合わせてもよい。
【０２３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体収納部は負圧発生部材と負圧のバランスを保つように変形するので、環境変化に伴い液体収納部内部の空気が膨張したとしても、急激な変化の場合には液体収納部が元の形状に戻ることでその影響を緩和することができ、緩やかな変化の場合には、最終的には負圧発生部材とのバランスを維持しながら負圧発生部材と液体収納部の双方で膨張の影響を緩和することができる。従って、種々の使用環境下であっても、負圧発生部材収納室のバッファ空間を減少できる。
【０２３１】
また、気液交換動作を利用した液体供給工程時には液体収納部内部に空気を導入することで、液体収納部内の液体を使い残りのないよう消費可能であり、液体収納部からの液体導出の始めと終わりとの間の負圧変化を、液体収納部単独を負圧発生容器として利用する場合に比べて少なくすることができる。また、従来の負圧発生部材収納室とインク収納室とを隣接させたタイプのインクタンクに比べ、上述のように外気の気体膨張に対して許容力が高く、また、短時間に大量のインクを導出するような場合にも、液体収納部が変形可能であることで、液体収納部から負圧発生部材収納室への液体供給がスムーズに行われる。従って、液体収納部の使用中に、安定した条件下でインク供給を行なうことができる。
【０２３２】
さらに、発明の液体供給システムに用いられる交換液体収納容器は、装着時に負圧発生部材収納室の毛管力を利用して液体収納容器内の液体を負圧発生部材へと移動させることができるので、結合部近傍の負圧発生部材の液体保持状態に関わらず、装着すれば確実に交換液体収納容器のインクを使用することができる。従って、実用性にすぐれ、安定した液体供給を行なうことのできる液体供給システムを提供することができる。
【０２３３】
さらに、本発明によれば、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ことで、環境の変化に対応し、かつ従来より優れたインク収容効率及び使用効率を実現できるインクタンク、インク供給システムを提供することができる。従って、従来より容器を一層小型化することができるとともに、ランニングコストも削減する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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの第１実施例の概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図１に示すインクタンクのインク収納室と負圧発生部材収納室との接続動作におけるそれぞれの室の様子を示す概略説明図である。
【図３】図１に示すインクタンクの第１のインク供給状態を説明するための概略説明図である。
【図４】図１に示すインクタンクの第２のインク供給状態（気液交換状態）を説明するための概略説明図である。
【図５】図１に示すインクタンクの第２のインク供給状態後の液体の導出に伴うタンク内部の変化を説明するための概略説明図である。
【図６】図１に示すインクタンクのインク導出量とインク供給口部の静負圧の関係を示す説明図である。
【図７】（ａ）は図６に示す負圧曲線の詳細説明図であり、（ｂ）は連続してえ気体を導出させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部への空気の導入量の変化の状態を説明するための説明図である。
【図８】図７に示すＡ領域についての詳細説明図である。
【図９】図７に示すＡ領域についてのインクタンクの動作説明図である。
【図１０】図７に示すＢ領域についての詳細説明図である。
【図１１】図７に示すＢ領域についてのインクタンクの動作説明図である。
【図１２】インク収納室の交換時の動作を説明する図である。
【図１３】図１に示すインクタンクの環境条件を変化させた場合の安定した液体保持のメカニズムの説明図である。
【図１４】図１に示すインクタンクの減圧時のインク流出量を説明する説明図であり、（ａ）は、減圧前のインク収納室の初期空間体積と減圧時のインク流出量の関係を示す説明図、（ｂ）は大気圧下からＰ気圧（０＜Ｐ＜１）の減圧環境下にタンクの環境を変化させた場合の、時間の経過に伴うインク収納部からのインク導出量及びインク収納部の体積の変化を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの第２実施例の概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）のそれぞれは、本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの第３実施例の概略説明図である。
【図１７】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの更なる変形例を示す概略説明図である。
【図１８】本発明の液体供給システムの回復方法の一例を示す説明図である。
【図１９】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの変形例を示す概略断面説明図である。
【図２０】本発明の液体供給システムを適用可能なインクタンクの変形例を示す概略断面説明図である。
【図２１】本発明の液体供給システムを適用可能なインクジェット記録装置の一例の概略説明図である。
【符号の説明】
１  インクタンク
１０  負圧発生部材収納室
１２  インク供給口
１３  負圧発生部材
１４  連通管（気液交換通路）
１５  大気連通口
５０  インク収納室
５１  筐体（外壁）
５２  インク導出口
５３  インク収納部
５４  内壁
５５  外気連通口
５６  ピンチオフ部
５７  密閉手段
６０  記録ヘッド部
【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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