(57)【要約】【課題】  液体吐出ヘッドが一体的に連結された液体タンクに補給タンクから液体を補給する場合、これらを接続する際の摩擦抵抗が大きく、大きな駆動力が必要であった。【解決手段】  本発明による画像形成装置は、インクタンク１２に補給されるインクＬを貯溜するインク補給タンク１３に設けられた補給接続部２８と、インクタンク１２に設けられたインク導入部２１とを具え、インク補給タンク１３の補給接続部２８とインクジェットヘッド１１の吐出口とを対向させてインクジェットヘッド１１の吐出口からインク補給タンク１３の補給接続部２８にインクを吐出した後、インクタンク１２とインク補給タンク１３とをこれらのインク導入部２１と補給接続部２８とを介して連通し、インク補給タンク１３内のインクＬを補給接続部２８およびインク導入部２１を介してインクタンク１２内に補給する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口が形成された液体吐出ヘッドに一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容した液体タンクに対し、この液体タンクに補給される液体を貯溜した液体補給タンクから液体を補給する方法であって、
前記液体補給タンクに設けられ、前記液体タンクに設けられた液体導入部と共に前記液体補給タンクから液体を導くための補給接続部を湿らせるステップと、
前記液体補給タンクの補給接続部を湿らせた後、前記液体タンクと前記液体補給タンクとが前記液体タンクの液体導入部と前記液体補給タンクの補給接続部とを介して連通するように、これらの相対位置を調整するステップと、
前記液体補給タンク内の液体を前記補給接続部および前記液体導入部を介して前記液体タンク内に補給するステップと
を具えたことを特徴とする液体補給方法。
【請求項２】
前記液体補給タンクの補給接続部を湿らせるステップは、
前記液体補給タンクの補給接続部と前記液体吐出ヘッドの吐出口とが対向するように、これらの相対位置を調整するステップと、
前記液体吐出ヘッドの吐出口から前記液体補給タンクの補給接続部に向けて液体を吐出するステップと
を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の液体補給方法。
【請求項３】
液体を吐出するための吐出口が形成された液体吐出ヘッドに一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容した液体タンクに対し、この液体タンクに補給される液体を貯溜した液体補給タンクから液体を補給する方法であって、
前記液体タンクに連通する可撓性の液体補給管を有し、前記液体補給タンクに設けられた補給接続部と共に前記液体補給タンクから液体を導くための液体導入部の先端部分を湿らせるステップと、
前記液体導入部の先端部分を湿らせた後、前記液体タンクと前記液体補給タンクとが前記液体タンクの液体導入部と前記液体補給タンクの補給接続部とを介して連通するように、これらの相対位置を調整するステップと、
前記液体補給タンク内の液体を前記補給接続部および前記液体導入部を介して前記液体タンク内に補給するステップと
を具えたことを特徴とする液体補給方法。
【請求項４】
前記液体導入部の先端部分を湿らせるステップは、
前記液体吐出ヘッドの吐出口と前記液体導入部の先端部分とが対向するように、これらの相対位置を調整するステップと、
前記液体吐出ヘッドの吐出口から前記液体導入部の先端部分に向けて液体を吐出するステップと
を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の液体補給方法。
【請求項５】
前記液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体が前記液体補給タンクに貯溜された液体と同じ種類の液体であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の液体補給方法。
【請求項６】
前記液体補給タンク内の液体を前記補給接続部および前記液体導入部を介して前記液体タンク内に補給するステップは、前記液体タンク内の空気を吸引するステップを含んでいることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の液体補給方法。
【請求項７】
前記液体補給タンク内の液体を前記液体補給部を介して前記液体タンク内に補給するステップは、前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吸引するステップを含んでいることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の液体補給方法。
【請求項８】
液体ヘッドの吐出口から液体を吐出してプリント媒体に画像を形成するための画像形成装置であって、
前記液体吐出ヘッドが一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容する液体タンクと、
この液体タンクに補給される液体を貯溜する液体補給タンクと、
この液体補給タンクに設けられて当該液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための補給接続部と、
前記液体タンクに設けられて前記液体補給タンクの補給接続部と共に前記液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための液体導入部と、
前記液体吐出ヘッドの吐出口が前記液体補給タンクの補給接続部と対向するように、これらの相対位置を調整する手段と、
前記液体補給タンクの補給接続部に向けて前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる制御手段と
を具えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記補給接続部に近接して前記液体補給タンクに形成され、前記液体吐出ヘッドの吐出口から吐出された液体を前記補給接続部に導く誘導手段をさらに具えたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記液体吐出ヘッドをプリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に前記液体タンクと共に走査移動させる走査移動手段をさらに具え、
前記液体補給タンクの補給接続部は、前記液体吐出ヘッドの吐出口の走査移動領域内に位置していることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記液体吐出ヘッドは、複数種類の液体を吐出するための吐出口群をその走査移動方向に沿って複数列有し、複数種類の前記液体補給タンクの補給接続部が前記液体吐出ヘッドの走査移動方向に対して交差する方向に配列していることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
液体ヘッドの吐出口から液体を吐出してプリント媒体に画像を形成するための画像形成装置であって、
前記液体吐出ヘッドが一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容する液体タンクと、
この液体タンクに補給される液体を貯溜する液体補給タンクと、
この液体補給タンクに設けられて当該液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための補給接続部と、
前記液体タンクに連通する可撓性の液体補給管を有し、前記液体補給タンクの補給接続部と共に前記液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための液体導入部と、
前記液体吐出ヘッドの吐出口が前記液体導入部の先端部分と対向するように、これらの相対位置を調整する手段と、
前記液体導入部の先端部分に向けて前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる制御手段と
を具えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記液体吐出ヘッドをプリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に前記液体タンクと共に走査移動させる走査移動手段をさらに具え、
前記液体導入部の先端部分は、前記液体吐出ヘッドの吐出口の走査移動領域内に位置していることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記液体吐出ヘッドは、複数種類の液体を吐出するための吐出口群をその走査移動方向に沿って複数列有し、複数種類の前記液体タンクの液体導入部の先端部分が前記液体吐出ヘッドの走査移動方向に対して交差する方向に配列していることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記液体補給タンクの補給接続部は、液体補給口と、この液体補給口を塞ぐゴム状弾性膜とを有し、前記液体タンクの液体導入部は、前記ゴム状弾性膜を突き破ることができる中空の液体補給針をその先端部分に有することを特徴とする請求項８から請求項１４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出するための吐出口が形成された液体吐出ヘッドに一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容した液体タンクに対し、この液体タンクに補給される液体を貯溜した液体補給タンクから液体を補給する方法およびこのような液体タンクや液体補給タンクを用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において記述される「プリント」とは、文字や図形など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、広くプリント媒体上に画像，模様，パターンなどを形成したり、あるいはエッチングなどのようなプリント媒体の加工を行う場合も包含する。
【０００３】
また「プリント媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙片のみならず、布帛，樹脂フィルム，金属板，ガラス，セラミックス，木材，皮革などの液体を受容可能なものであり、シート状物体以外の三次元立体、例えば球体や円筒体なども包含する。
【０００４】
さらに「液体」とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント媒体上に付与されることによって、画像，模様，パターンなどの形成，エッチングなどのプリント媒体の加工，あるいはインクの処理、例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固や不溶化に供され得る液体を指し、プリントに関して用いられるあらゆる液体を包含する。
【背景技術】
【０００５】
従来、プリント媒体に沿って液体吐出ヘッドが走査移動するシリアルスキャンタイプの画像形成装置においては、キャリッジに搭載された液体吐出ヘッドに対し、数多くの液体供給手段が提案され、また実用化されている。例えば、必要最小限の液体タンクを液体吐出ヘッドと共にキャリッジに搭載する一方、この液体タンクに補給すべき大量の液体が貯溜された補給タンクをキャリッジの走査移動方向一端側の液体補給位置に固定設置し、液体タンク内に液体がなくなった時点でキャリッジを液体補給位置まで移動し、補給タンクから液体タンク内に液体を補給するようにした、いわゆるピットイン方式の液体供給系が提案されている。このピットイン方式のものは、必要最小限の液体タンクをキャリッジに搭載しているため、キャリッジ全体の慣性質量を低減して液体吐出ヘッドを高速で走査移動させることが可能である。
【０００６】
このようなピットイン方式のみならず、他の液体供給系において液体吐出ヘッド側と補給タンク側との着脱を自動的に行うものでは、これらの着脱作業を容易に行うことができるように、着脱部分の構造を簡略化すると共に分離状態にある補給タンク内の液体の漏洩や蒸散を回避するため、例えば補給タンクの開口部分をゴム状弾性体を用いた封止膜で塞ぎ、液体タンクの開口部分にこの封止膜を突き破ることができる尖端を持った中空針を固定し、この中空針を介して補給タンク内の液体を液体タンク内に補給できるようにしたものが実用化されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１６０７０５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
補給タンクの開口部分をゴム状弾性体を用いた封止膜で塞ぎ、液体タンクの開口部分にこの封止膜を突き破ることができる尖端を持った中空針を固定し、この中空針を介して補給タンク内の液体を液体タンク内に補給できるようにした従来のものでは、これらを接続する際に中空針の尖端を封止膜に押し付けてこれを貫通させる必要がある。この場合、中空針の尖端部分や封止膜の表面は乾燥状態になっているのが普通であり、中空針が尖端部分を有していても、これらの間に発生する摩擦抵抗がかなり大きく、封止膜に対して中空針を貫通させるための大きな駆動力が必要であり、これに伴って画像形成装置自体の構造を強固にしなければならず、その軽量化を阻害する要因となる。このような不具合は、補給タンク内の密閉度を高めるために封止膜の膜厚を厚くし、中空針がこの封止膜を貫通できるように封止膜にスリット（切れ込み）を形成したもので特に顕著である。
【０００９】
本発明の目的は、補給タンクの開口部分をゴム状弾性体を用いた封止膜で塞ぎ、液体タンクの開口部分にこの封止膜を突き破ることができる尖端を持った中空針を固定し、この中空針を介して補給タンク内の液体を液体タンク内に補給する場合、中空針の尖端を封止膜に押し付けてこれを貫通させる際の摩擦抵抗を大幅に軽減し得る方法およびこの方法を実施し得る画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の形態は、液体を吐出するための吐出口が形成された液体吐出ヘッドに一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容した液体タンクに対し、この液体タンクに補給される液体を貯溜した液体補給タンクから液体を補給する方法であって、前記液体補給タンクに設けられ、前記液体タンクに設けられた液体導入部と共に前記液体補給タンクから液体を導くための補給接続部を湿らせるステップと、前記液体補給タンクの補給接続部を湿らせた後、前記液体タンクと前記液体補給タンクとが前記液体タンクの液体導入部と前記液体補給タンクの補給接続部とを介して連通するように、これらの相対位置を調整するステップと、前記液体補給タンク内の液体を前記補給接続部および前記液体導入部を介して前記液体タンク内に補給するステップとを具えたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部とを接続する際、補給接続部を湿らせているため、これら間に発生する摩擦抵抗が少なくなる。
【００１２】
本発明の第１の形態による液体補給方法において、液体補給タンクの補給接続部を湿らせるステップが、液体補給タンクの補給接続部と液体吐出ヘッドの吐出口とが対向するように、これらの相対位置を調整するステップと、液体吐出ヘッドの吐出口から液体補給タンクの補給接続部に向けて液体を吐出するステップとを含むものであってよい。この場合、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体が液体補給タンクに貯溜された液体と同じ種類の液体であることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の形態は、液体を吐出するための吐出口が形成された液体吐出ヘッドに一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容した液体タンクに対し、この液体タンクに補給される液体を貯溜した液体補給タンクから液体を補給する方法であって、前記液体タンクに連通する可撓性の液体補給管を有し、前記液体補給タンクに設けられた補給接続部と共に前記液体補給タンクから液体を導くための液体導入部の先端部分を湿らせるステップと、前記液体導入部の先端部分を湿らせた後、前記液体タンクと前記液体補給タンクとが前記液体タンクの液体導入部と前記液体補給タンクの補給接続部とを介して連通するように、これらの相対位置を調整するステップと、前記液体補給タンク内の液体を前記補給接続部および前記液体導入部を介して前記液体タンク内に補給するステップとを具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部とを接続する際、液体導入部の先端部分を湿らせているため、これらの間に発生する摩擦抵抗が少なくなる。
【００１５】
本発明の第２の形態による液体補給方法において、液体導入部の先端部分を湿らせるステップが、液体吐出ヘッドの吐出口と液体導入部の先端部分とが対向するように、これらの相対位置を調整するステップと、液体吐出ヘッドの吐出口から液体導入部の先端部分に向けて液体を吐出するステップとを含むものであってよい。この場合、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体が液体補給タンクに貯溜された液体と同じ種類の液体であることが好ましい。
【００１６】
本発明の第１および第２の形態による液体補給方法において、液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給するステップが、液体タンク内の空気を吸引するステップや、あるいは液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吸引するステップを含むものであってよい。
【００１７】
本発明の第３の形態は、液体ヘッドの吐出口から液体を吐出してプリント媒体に画像を形成するための画像形成装置であって、前記液体吐出ヘッドが一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容する液体タンクと、この液体タンクに補給される液体を貯溜する液体補給タンクと、この液体補給タンクに設けられて当該液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための補給接続部と、前記液体タンクに設けられて前記液体補給タンクの補給接続部と共に前記液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための液体導入部と、前記液体吐出ヘッドの吐出口が前記液体補給タンクの補給接続部と対向するように、これらの相対位置を調整する手段と、前記液体補給タンクの補給接続部に向けて前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる制御手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明において液体タンクに液体を補給する場合、液体吐出ヘッドの吐出口が液体補給タンクの補給接続部と対向するように、これらの相対位置を調整し、この状態にて制御手段により液体吐出ヘッドの吐出口から液体補給タンクの補給接続部に向けて液体を吐出して補給接続部を湿らせた後、液体補給タンクの補給接続部と液体タンクの液体導入部とを接続し、液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給する。
【００１９】
本発明の第３の形態による画像形成装置において、補給接続部に近接して液体補給タンクに形成され、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出された液体を補給接続部に導く毛細管力や重力などを利用した誘導手段をさらに具えることができる。
【００２０】
液体吐出ヘッドをプリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に液体タンクと共に走査移動させる走査移動手段をさらに具え、液体補給タンクの補給接続部を液体吐出ヘッドの吐出口の走査移動領域内に位置させることができる。この場合、液体吐出ヘッドが複数種類の液体を吐出するための吐出口群をその走査移動方向に沿って複数列有し、複数種類の液体補給タンクの補給接続部を液体吐出ヘッドの走査移動方向に対して交差する方向に配列させることができる。
【００２１】
本発明の第４の形態は、液体ヘッドの吐出口から液体を吐出してプリント媒体に画像を形成するための画像形成装置であって、前記液体吐出ヘッドが一体的に連結され、この液体吐出ヘッドに供給される液体を収容する液体タンクと、この液体タンクに補給される液体を貯溜する液体補給タンクと、この液体補給タンクに設けられて当該液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための補給接続部と、前記液体タンクに連通する可撓性の液体補給管を有し、前記液体補給タンクの補給接続部と共に前記液体補給タンク内の液体を前記液体タンク内に導くための液体導入部と、前記液体吐出ヘッドの吐出口が前記液体導入部の先端部分と対向するように、これらの相対位置を調整する手段と、前記液体導入部の先端部分に向けて前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる制御手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明において液体タンクに液体を補給する場合、液体吐出ヘッドの吐出口が液体タンクの液体導入部の先端部分と対向するように、これらの相対位置を調整し、この状態にて制御手段により液体吐出ヘッドの吐出口から液体タンクの液体導入部の先端部分に向けて液体を吐出してこの先端部分を湿らせた後、液体補給タンクの補給接続部と液体タンクの液体導入部とを接続し、液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給する。
【００２３】
本発明の第４の形態による画像形成装置において、液体吐出ヘッドをプリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に液体タンクと共に走査移動させる走査移動手段をさらに具え、液体導入部の先端部分を液体吐出ヘッドの吐出口の走査移動領域内に位置させることができる。この場合、液体吐出ヘッドが複数種類の液体を吐出するための吐出口群をその走査移動方向に沿って複数列有し、複数種類の液体タンクの液体導入部の先端部分を液体吐出ヘッドの走査移動方向に対して交差する方向に配列させることができる。
【００２４】
本発明の第３および第４の形態による画像形成装置において、液体補給タンクの補給接続部が液体補給口と、この液体補給口を塞ぐゴム状弾性膜とを有し、液体タンクの液体導入部がゴム状弾性膜を突き破ることができる中空の液体補給針をその先端部分に有するものであってよい。
【００２５】
本発明にかかる画像形成装置の形態としては、コンピュータや光ディスク装置などの情報処理機器の出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置、あるいはエッチング装置の形態を採るものなどであっても良く、プリント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布帛、あるいは板状をなす木材や皮革，石材，樹脂，ガラス，金属などの他に、３次元立体構造物などを挙げることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の形態の液体補給方法によると、液体補給タンクに設けられた補給接続部を湿らせた後、液体タンクと液体補給タンクとが液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部とを介して連通するようにこれらの相対位置を調整し、これによって液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給するようにしたので、液体導入部と補給接続部との接続時に発生する摩擦抵抗が軽減され、これらを接続する際の駆動力を軽減することができる。
【００２７】
液体補給タンクの補給接続部と液体吐出ヘッドの吐出口とが対向するように、これらの相対位置を調整し、液体吐出ヘッドの吐出口から液体補給タンクの補給接続部に向けて液体を吐出することによって、液体補給タンクの補給接続部を湿らせるようにした場合、特別な液体を別に用意する必要がなくなり、液体吐出ヘッドから吐出される液体を利用することができる。特に、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体を液体補給タンクに貯溜された液体と同じ種類の液体にした場合には、補給接続部に付着した液体と液体補給タンク内の液体とが混ざり合ったとしても、何ら不都合は生じない。
【００２８】
本発明の第２の形態の液体補給方法によると、液体補給タンクから液体タンクに液体を導くための液体導入部の先端部分を湿らせた後、液体タンクと液体補給タンクとが液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部とを介して連通するようにこれらの相対位置を調整し、これによって液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給するようにしたので、液体導入部と補給接続部との接続時に発生する摩擦抵抗が軽減され、これらを接続する際の駆動力を軽減することができる。
【００２９】
液体吐出ヘッドの吐出口と液体導入部の先端部分とが対向するようにこれらの相対位置を調整した後、液体吐出ヘッドの吐出口から液体導入部の先端部分に向けて液体を吐出することによって、前記液体導入部の先端部分を湿らせるようにした場合、特別な液体を別に用意する必要がなくなり、液体吐出ヘッドから吐出される液体を利用することができる。特に、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体を液体補給タンクに貯溜された液体と同じ種類の液体にした場合には、補給接続部に付着した液体と液体補給タンク内の液体とが混ざり合ったとしても、何ら不都合は生じない。
【００３０】
液体補給タンクから液体タンクへの液体の補給時に液体タンク内の空気を吸引したり、液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吸引した場合、液体補給タンク内の液体を迅速かつ確実に液体タンク内に補給することができる。
【００３１】
本発明の第３の形態の画像形成装置によると、液体吐出ヘッドの吐出口が液体補給タンクの補給接続部と対向するように、これらの相対位置を調整する手段と、液体補給タンクの補給接続部に向けて液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる制御手段とを具えているので、液体補給タンクに設けられた補給接続部を湿らせた後、液体タンクと液体補給タンクとを液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部とを介して連通させ、これによって液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給することができる。また、液体導入部と補給接続部との接続時に発生する摩擦抵抗が軽減され、これらを接続する際の駆動力を軽減することができる。
【００３２】
液体吐出ヘッドの吐出口から吐出された液体を補給接続部に導く誘導手段を補給接続部に近接して液体補給タンクに形成した場合、液体が正確に補給接続部に吐出されない場合であっても、これを補給接続部に導くことが可能となる。
【００３３】
液体吐出ヘッドをプリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に液体タンクと共に走査移動させる走査移動手段をさらに具え、液体補給タンクの補給接続部が液体吐出ヘッドの吐出口の走査移動領域内に位置している場合、液体吐出ヘッドの走査移動機構を利用して液体吐出ヘッドの吐出口と液体導入部の先端部分と対向させることができ、特別な位置調整機構などを追加する必要がなくなる。このような利点は、液体吐出ヘッドが複数種類の液体を吐出するための吐出口群をその走査移動方向に沿って複数列有し、複数種類の液体補給タンクの補給接続部が液体吐出ヘッドの走査移動方向に対して交差する方向に配列している場合も同様である。
【００３４】
本発明の第４の形態の画像形成装置によると、液体吐出ヘッドの吐出口が液体導入部の先端部分と対向するように、これらの相対位置を調整する手段と、液体導入部の先端部分に向けて液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる制御手段とを具えているので、液体導入部の先端部分を湿らせた後、液体タンクと液体補給タンクとを液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部とを介して連通させ、これによって液体補給タンク内の液体を補給接続部および液体導入部を介して液体タンク内に補給することができる。また、液体導入部と補給接続部との接続時に発生する摩擦抵抗が軽減され、これらを接続する際の駆動力を軽減することができる。
【００３５】
液体吐出ヘッドをプリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に液体タンクと共に走査移動させる走査移動手段をさらに具え、液体導入部の先端部分が液体吐出ヘッドの吐出口の走査移動領域内に位置している場合、液体吐出ヘッドの走査移動機構を利用して液体吐出ヘッドの吐出口と液体導入部の先端部分と対向させることができ、特別な位置調整機構などを追加する必要がなくなる。このような利点は、液体吐出ヘッドが複数種類の液体を吐出するためのインク補給口群をその走査移動方向に沿って複数列有し、複数種類の液体タンクの液体導入部の先端部分が液体吐出ヘッドの走査移動方向に対して交差する方向に配列している場合も同様である。
【００３６】
液体補給タンクの補給接続部が液体補給口と、この液体補給口を塞ぐゴム状弾性膜とを有し、液体タンクの液体導入部がゴム状弾性膜を突き破ることができる中空の液体補給針をその先端部分に有する場合、液体補給タンク内の密閉性を確保して液体の漏洩や蒸散を確実に防止することができる上、液体タンクの液体導入部と液体補給タンクの補給接続部との接続時の駆動力を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明による画像形成装置をシリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタに応用した実施形態について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００３８】
本実施形態の外観を模式的に図１に示し、ヘッドカートリッジに対するインク補給直前の状態およびインク補給中の状態を図２，図３にそれぞれ模式的に示す。すなわち、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１０は、インクジェットヘッド１１に比較的少量のインクを貯留するインクタンク１２を組み込み、内部が負圧に保持されるインクタンク１２に対し、比較的大量のインクＬを貯留するインク補給タンク１３から適切なタイミングで間欠的にインクＬを供給する、いわゆるピットイン方式のインク供給系を有するものである。
【００３９】
このインクジェットプリンタ１０のプリンタ本体１４には、プリント媒体としての図示しない枚葉紙を積載した用紙カセット１５が取り外し可能に装着されている。この用紙カセット１５から図示しない媒体搬送手段により１枚ずつ繰り出されるプリント用紙は、その搬送経路を通ってプリント本体に設けられた排紙トレイ１６に排出される。
【００４０】
このプリント用紙の搬送経路の途中には、図示しない走査駆動手段によって搬送経路を横切るように走査移動するキャリッジ１７が配されている。キャリッジ１７は、プリンタ本体１４に設けられた走査案内部材１８に沿って左右方向に摺動自在に保持され、このキャリッジ１７にはインクを一時的に貯溜するインクタンク１２と、このインクタンク１２内のインクを図示しない吐出口から吐出するインクジェットヘッド１１とを一体化した複数（図示例では４個）のヘッドカートリッジ１９がそれぞれ交換可能に搭載される。
【００４１】
毛細管現象を利用してインクを保持する多孔質のインク保持部材２０を内部に収納したヘッドカートリッジ１９のインクタンク１２には、インク補給タンク１３内のインクＬをインクタンク１２内に導くためのインク導入部２１が設けられている。本実施形態におけるインク導入部２１は、基端側の開口がインクタンク１２内に位置するようにインクタンク１２に固定され、末端側がインクタンク１２の底面から下方に突出する中空のインク補給針２２を有する。インク補給針２２はステンレス鋼などで形成されたものであり、注射針などを利用することが可能である。また、このインクタンク１２内の空気を吸引する吸引ポンプ２３が吸引通路２４および選択性透過膜２５を介してインクタンク１２に連結されているが、この吸引ポンプ２３をプリンタ本体１４側に設置し、インクＬの補給時にキャリッジ１７を介してヘッドカートリッジ１９のインクタンク１２に接続されるような構成を採用することも可能であり、一般的にはキャリッジ１７の慣性質量を低減するために吸引ポンプ２３をインクタンク１２に対して着脱式にすることが好ましい。インクタンク１２に組み込まれた選択性透過膜２５は、気体分子よりも大きくかつ液体分子よりも小さな多数の気孔を有し、これによって気体の通過を許容すると共に液体の通過を遮断する気液分離機能を持ったものである。
【００４２】
キャリッジ１７に搭載されるヘッドカートリッジ１９に対して電力を供給するため、一端側がプリンタ本体１４側に接続する可撓性のケーブル２６の他端側がキャリッジ１７に接続し、このキャリッジ１７に交換可能に搭載されるヘッドカートリッジ１９との電気的な接続が可撓性のケーブル２６を介して行われる。
【００４３】
従って、プリント用紙が媒体搬送手段によりプリンタ本体１４内に供給され、そのプリント位置に達した時点で、キャリッジ１７によるインクジェットヘッド１１の走査移動と、媒体搬送手段による間欠的なプリント用紙の搬送移動とを交互に繰り返し、図示しない制御装置からの指令に基づいてインクジェットヘッド１１の操作移動中に所定の吐出口からプリント用紙にインクを吐出することにより、任意の画像がプリント媒体に形成される。このようにして画像が形成されたプリント媒体は、プリンタ本体１４に設けられた排紙トレイ１６上に排出される。
【００４４】
キャリッジ１７の走査移動方向一端側のプリンタ本体１４には、インクタンク１２に補給すべきインクＬを貯溜し、このインクＬをインクタンク１２内に導くための補給接続部２７を設けたインク補給タンク１３が配されている。また、インクジェットヘッド１１の吐出口が開口する吐出口面２８の周縁部を密着状態で覆う図示しないキャップ部材が設けられ、吐出口内に介在するインクの乾燥を防止できるようになっている。本実施形態における補給接続部２７は、インク補給口２９と、このインク補給口２９を塞ぐゴム状弾性膜３０とを有し、インク補給時には上述したヘッドカートリッジ１９のインク補給針２２がこのゴム状弾性膜３０を突き破ることができるようになっている。この場合、インク補給針２２の抜き差し動作に伴うゴム状弾性膜３０の損傷を回避するため、ゴム状弾性膜３０を貫通する図示しない切り込みをこのゴム状弾性膜３０に予め形成しておき、この切り込み部分をインク補給針２２が通過するようにさせることも有効である。特に、ゴム状弾性膜３０の中央にて交差するように複数の切り込みを放射状に形成し、その表面側がＶ溝状となるように切除して毛細管力によってこのＶ溝状の切除部分にインクが溜まりやすくなるようにした場合、これを本発明の誘導手段として利用することも可能である。
【００４５】
インク補給タンク１３は、本発明の位置調整手段としての図示しない補給タンク駆動手段により、ヘッドカートリッジ１９の走査方向と直交する前後方向と、これら２つの方向に対して直交する上下方向とに移動可能であり、インク補給タンク１３が後退および下降した図２に示す前処理位置と、前進および上昇した図３に示すインク補給位置とに切り換え得るようになっている。インク補給タンク１３がその前処理位置にある場合、図２に示すように、キャリッジ１７と共に走査移動するヘッドカートリッジ１９のインクジェットヘッド１１に形成された複数の吐出口の一部がそのインク補給口２９の直上を通過し得るような位置関係に設定されている。
【００４６】
インクＬの補給時には、まずインク補給タンク１３が前処理位置に移動し、次にヘッドカートリッジ１９のインクジェットヘッド１１がその走査移動方向一端側に移動し、図示しない制御装置からの指令に基づいてインク補給タンク１３のインク補給口２９に向けてインクジェットヘッド１１の対向する複数の吐出口からインクを吐出する（図２参照）。この場合、インクの混色などを回避するためにインク補給タンク１３に貯溜されているインクＬと同じインクを貯溜したインクタンク１２と一体のインクジェットヘッド１１からインクを吐出することが好ましい。
【００４７】
このようにして前処理を行った後、インクジェットヘッド１１をインク補給位置に停止させ、インク補給タンク１３を補給タンク駆動手段によりインク補給位置に移動する。この移動の過程でインクタンク１２から突出するインク補給針２２がインク補給タンク１３のゴム状弾性膜３０に押し当たり、さらなるインク補給タンク１３の上昇動作により、インク補給針２２がゴム状弾性膜３０を突き抜けてその尖端部分がインク補給タンク１３内に貫入する（図３参照）。この時、ゴム状弾性膜３０の表面には前処理にて供給されたインクが介在しているため、ゴム状弾性膜３０を突き抜ける際のインク補給針２２の摩擦抵抗が少なくなり、前処理を行わない場合よりも補給タンク駆動手段によるインク補給タンク１３の上昇駆動力を軽減させることができる。
【００４８】
ヘッドカートリッジ１９のインクタンク１２とインク補給タンク１３とを接続し、図示しないキャップ部材がインクジェットヘッドの吐出口面２８を塞いだ後、吸引ポンプ２３が作動してインクタンク１２内が減圧状態となるように空気を吸引し、インク補給タンク１３内のインクＬがインク補給針２２を介してインクタンク１２内に吸引される。
【００４９】
このようにしてインクタンク１２内にインクＬを補給した後、キャップ部材をインクジェットヘッド１１の吐出口面２８から退避移動させ、さらに補給タンク駆動手段を作動してインク補給タンク１３をその前処理位置に戻す。このインク補給タンク１３の下降途中でインク補給タンク１３のゴム状弾性膜３０からインク補給針２２が抜き外され、インク補給タンク１３内はゴム状弾性膜３０の弾性力によって再び密閉状態に保持される。インクが補給されたヘッドカートリッジ１９は、再びプリント作業を再開することができる。
【００５０】
上述した実施形態では、インクＬの補給時に吸引ポンプ２３を用いてインク補給タンク１３からヘッドカートリッジのインクタンク１２内にインクＬを吸引するようにしたが、インクジェットヘッド１１の吐出口面２８を覆うキャップ部材に吸引ポンプ２３を連結し、このキャップ部材を介してインク補給タンク１３からヘッドカートリッジ１９のインクタンク１２内にインクＬを吸引することも可能である。
【００５１】
このような本発明によるインク補給状態の概念を図４に示し、そのＶ−Ｖ矢視断面形状を図５に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、先の実施形態におけるキャップ部材３１には、吸引配管３２を介して吸引ポンプ２３が接続している。本実施形態における吸引ポンプ２３は、インクジェットプリンタ１０の図示しない駆動手段と共通の駆動源を用いているため、必要な時にのみ吸引動作を行うことができるように、吸引配管３２の途中にはこの吸引配管３２を開閉し得る開閉弁３３が介装されている。本実施形態では、３種類のインクを吐出することができる３つの吐出口群３４ａ，３４ｂ，３４ｃが吐出口面２８に開口するインクジェットヘッド１１と、これに対応した３種類のインクＬを貯溜したインク補給タンク１３とを具えている。インク補給タンク１３に形成される３つのインク補給口２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、インクジェットヘッド１１の走査移動方向（図５中、左右方向）と直交する方向（図５中、上下方向）に配列している。この場合、第１および第３の吐出口群３４ａ，３４ｃによるインク吐出領域から外れる図５中、上下２つのインク補給口２９ａ，２９ｃには、本発明の誘導手段として、これらインク補給口２９ａ，２９ｃに連通してインク吐出領域直下まで延在する細長い連通口３５が形成され、さらにインク補給口２９から連通口３５に亙って配されたゴム状弾性膜３０の表面には、この連通口３５からインク補給口２９の中央まで延在するスリット３６が刻設されている。
【００５２】
従って、インクタンク１２に対するインクＬの補給動作の前処理として、第１および第３のインク補給口２９ａ，２９ｃにそれぞれ連通する各連通口３５に対して第１および第３の吐出口群３４ａ，３４ｃの重なる部分、ならびに第２の吐出口群３４ｂの第２のインク補給口２９ｂに重なる部分から、これらに向けてインクを吐出することにより、各連通口３５および第２のインク補給口２９ｂをインクによって湿らせることができる。この場合、各連通口３５に吐出されたインクは、ゴム状弾性膜３０の表面に形成されたスリット３６の毛細管力によってインク補給口２９ａ，２９ｃの中央部まで誘導される結果、ゴム状弾性膜３０にインク補給針２２を突き刺す際の摩擦抵抗を先の実施形態と同様に低減させることができる。
【００５３】
また、インクＬを補給する際には、開閉弁３３を開状態に切り換え、吸引ポンプ２３によりキャップ部材３１およびインクジェットヘッド１１を介してインクタンク１２内を減圧することにより、インク補給タンク１３内のインクＬがインク補給針２２を通ってインクタンク１２に吸い込まれ、インクＬの補給がなされることとなる。
【００５４】
本実施形態におけるインクジェットプリンタ１０は、キャリッジ１７に搭載されるインクジェットヘッド１１とインク補給タンク１３とを可撓性のインク補給管を介して連結し、このインク補給管を介してインク補給タンク１３からインクタンク１２内にインクＬを補給する形態のインク供給系に対しても適用可能である。
【００５５】
このような本発明によるインク補給状態の概念を図６に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態のインク補給タンク１３は、図示しないプリンタ本体に対して交換可能であり、可撓性のインク補給管３７を介して常時ヘッドカートリッジ１９のインクタンク１２に連通した状態となっている。通常状態では、キャリッジ１７に搭載されたヘッドカートリッジ１９がインク補給タンク１３よりも下方に位置し、重力を利用してインク補給タンク１３内のインクＬをインク補給管３７からインクタンク１２内に補給するようになっている。インク補給管３７の先端部にはインク保持部材２０を収容したサブタンク３８を介してインク補給針２２が取り付けられ、このインク補給針２２がインク補給タンク１３のゴム状弾性膜３０を突き抜けてインク補給タンク１３内に差し込まれた状態となる。
【００５６】
本実施形態では、インク補給タンク１３の交換を行う際、サブタンク３８が図示しないタンク駆動手段によりインクジェットヘッド１１の直下に移動し（図６参照）、インク補給針２２の尖端部分がインクジェットヘッド１１の吐出口から吐出されるインクにて湿らされるようになっている。これにより、サブタンク３８と新たなインク補給タンク１３とを接続する際にインク補給針２２に対するゴム状弾性膜３０の摩擦抵抗が減じられ、インク補給針２２をゴム状弾性膜３０に対し小さな駆動力で突き抜けさせることができ、サブタンク３８とインク補給タンク１３との着脱操作を自動化する場合に低出力の駆動源を用いることができる。
【００５７】
本発明は、液体タンクと液体補給タンクとを連結した状態で液体吐出ヘッドと共に走査移動させ、プリント媒体に画像を形成する型式の画像形成装置にも応用することが可能であり、このような本発明の別な実施形態におけるインクタンク１２とインク補給タンク１３との相対位置関係を図７および図８を用いて説明するが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態におけるインク補給タンク１３は、ヘッドカートリッジ１９のインクタンク１２と共にキャリッジ１７に搭載されて走査移動し、先の実施形態と同様に図示しないプリンタ本体１４に対して交換可能となっているが、プリント媒体の全幅に亙って吐出口が配列する、いわゆるフルラインタイプのインクジェットヘッド１１を搭載したインクジェットプリンタ１０にも応用することができる。
【００５８】
通常状態では、インクタンク１２から突設されたインク補給針２２がインク補給タンク１３のゴム状弾性膜３０を突き抜けてインク補給タンク１３内に差し込まれた状態となっており、インクタンク１２内の負圧によってインク補給タンク１３内のインクＬがインク補給針２２からインクタンク１２内に補給されるようになっている。
【００５９】
本実施形態では、インク補給タンク１３の交換を行う際、予めインク補給タンク１３が図示しないタンク駆動手段によりインクジェットヘッド１１の直下に移動し（図８参照）、インク補給口２９内のゴム状弾性膜３０がインクジェットヘッド１１の吐出口から吐出されるインクにて湿らされるようになっている。このような前処理により、インクタンク１２と新たなインク補給タンク１３とを接続する際にインク補給針２２に対するゴム状弾性膜３０の摩擦抵抗が減じられ、インク補給針２２をゴム状弾性膜３０に対し小さな駆動力で突き抜けさせることができ、サブタンク３８とインク補給タンク１３との着脱操作を自動化する場合に低出力の駆動源を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による画像形成装置の一実施形態の外観を表す立体投影図である。
【図２】図３と共に図１の画像形成装置に組み込まれる液体補給機構の概略構造を表す断面図であり、インク補給タンクの接続前の状態を表す。
【図３】図２と共に図１の画像形成装置に組み込まれる液体補給機構の概略構造を表す断面図であり、インク補給タンクの接続中の状態を表す。
【図４】本発明による液体補給方法を実現し得る液体タンクと液体補給タンクとの接続中の状態を模式的に表す断面図である。
【図５】図４中のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明の別な実施形態における液体タンクと液体補給タンクとの位置関係を模式的に表す断面図である。
【図７】本発明のさらに別な実施形態における液体タンクと液体補給タンクとの位置関係を模式的に表す断面図である。
【図８】図７に示した実施形態における液体タンクと液体補給タンクとの接続前の状態を模式的に表す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  インクジェットプリンタ
１１  インクジェットヘッド
１２  インクタンク
１３  インク補給タンク
１４  プリンタ本体
１５  用紙カセット
１６  排紙トレイ
１７  キャリッジ
１８  走査案内部材
１９  ヘッドカートリッジ
２０  インク保持部材
２１  インク導入部
２２  インク補給針
２３  吸引ポンプ
２４  吸引通路
２５  選択性透過膜
２６  ケーブル
２７  補給接続部
２８  吐出口面
２９，２９ａ〜２９ｃ  インク補給口
３０  ゴム状弾性膜
３１  キャップ部材
３２  吸引配管
３３  開閉弁
３４ａ〜３４ｃ  吐出口群
３５  連通口
３６  スリット
３７  インク補給管
３８  サブタンク
Ｌ  インク
【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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