(57)【要約】      （修正有）【課題】インクの溶媒の蒸発を抑制することが可能な画像形成装置の提供。【解決手段】画像形成装置は、記録ヘッド２２にインクを供給する第１のタンク５２と、第２のインクタンク５３とを備えると共に、第１のタンク５２と第２のインクタンク５３との間でインクを移動させることが可能なインク移動手段を備える。また、第１のインクタンク５２に形成される空気層５２Ｂと前記第２のインクタンク内に形成される空気層５３Ｂとは連結部５４によって連結されている。【選択図】図４
2018103578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出可能な記録ヘッドと、
前記記録ヘッドにインクを供給する第１のインクタンクと、
第２のインクタンクと、
前記第１のタンクと前記第２のインクタンクとの間でインクを移動させることが可能なインク移動手段と、
前記第１のインクタンク内に形成される空気層と前記第２のインクタンク内に形成される空気層とを連結する連結部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記連結部に大気と連通する大気連通部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記連結部における単位時間当たりの気体の移動量Ｓ１と、前記大気連通部を移動する気体の単位時間当たりの移動量Ｓ２との関係がＳ１＞Ｓ２となることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記連結部の内径をＤ１とし、かつ前記大気連通部の内径をＤ２としたとき、
前記Ｄ１と前記Ｄ２との関係がＤ１＞Ｄ２となることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記連結部は枝分かれした肢部を有し、前記肢部に前記大気連通部が形成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記インク移動手段は、前記第１のインクタンクから前記第２のインクタンクへのインクの移動と、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへのインクの移動を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記インク移動手段は、前記第１のインクタンクから前記第２のインクタンクへのインクの移動と、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへのインクの移動とを同時に行うことにより、第１のインクタンクと第２のインクタンクとの間でインクを循環させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項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、インクを吐出して画像を形成する画像形成装置に関し、特に、記録ヘッドにインクを供給する第１のインクタンクと、第１のインクタンクにインクを供給する第２のタンクを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大量かつ高速に連続記録を行なうインクジェット方式の画像形成装置では、ユーザによって交換可能なインクタンク（メインタンク）を装置本体外に保持しておき、このメインタンクから装置本体内に設けられたサブタンクへとインクを供給するものが知られている。メインタンク内に貯留されているインクを、サブタンクを介して記録ヘッドに供給する方式の画像形成装置では、メインタンク内のインクが無くなった場合にも、サブタンク内のインクを使用して記録を継続することが可能になる。従って、記録動作を停止させずに、メインタンクの交換が可能になるという利点を有している。
【０００３】
一方、使用するインクが顔料インクである場合、顔料インクに含有される顔料分散体が、時間の経過と共にメインタンクやサブタンク内で沈降することがある。このような顔料分散体の沈降が生じると、記録ヘッドに供給されるインクの濃度が低下し、記録画像の濃度も低下する。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、交換可能なメインタンクからサブタンクを介して記録ヘッドへのインク供給を行い、供給されたインクのうち、記録ヘッドから吐出されなかったインクをメインタンクに戻すインク循環系を備えたインクジェット記録装置が開示されている。この装置によれば、インクの循環によってメインタンクおよびサブタンク内の顔料インクが攪拌されるため、記録ヘッドに供給されるインクの濃度を均一化することができ、画像を適正な濃度で形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２３９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示のように、サブタンクとメインタンクとの間でインクを循環させるインク循環系を備えたインクジェットプリンタでは、循環するインクの溶媒が蒸発してインクの増粘が生じ易いという課題がある。
【０００７】
すなわち、サブタンクへのインク供給速度とメインタンクへのインク戻し速度が同一である場合には、各タンク内のインクの収支は同じになるため、各タンク内に存在する空気層が動くことはない。しかし、インク供給速度とインク戻し速度が異なる場合には、インクタンクやサブタンク内の空気が流動し、各タンクの大気連通孔から外部へ空気が放出される、あるいは外部の空気が大気連通孔から各タンク内へ流入する、といった空気の出入りが発生する。インクタンクやサブタンク内にはインクの溶媒が蒸発して高湿の空気が存在している。この高湿の空気が外部へと放出されれば、インクの溶媒の蒸発が加速され、インクの増粘やインク量の減少が促進されることとなる。
【０００８】
本発明は、インクの溶媒の蒸発を抑制することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、インクを吐出可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにインクを供給する第１のインクタンクと、第２のインクタンクと、前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクとの間でインクを移動させることが可能なインク移動手段と、前記第１のインクタンク内に形成される空気層と前記第２のインクタンク内に形成される空気層とを連結する連結部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インクの溶媒の蒸発を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の斜視図である。
【図３】記録ヘッドユニットとインク供給ユニットの接続状態を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態におけるインク供給系の構成を示す概念図である。
【図５】実施形態における制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】実施形態の効果を示す図である。
【図７】第２の実施形態の連結チューブの一部を示す拡大斜視図である。
【図８】実施形態との比較例におけるインク供給系の構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。  
（第１の実施形態）
本実施形態では、複数色のインクを吐出する記録ヘッドを用い、連続的に記録媒体を搬送して１ライン毎に画像を形成するフルライン型の画像形成装置を例に採り説明する。  
まず、図１および図２を参照しつつ、本実施形態における画像形成装置の機械的構成を説明する。なお、図１は画像形成装置の概略構成を示す側面図、図２は図１に示す画像形成装置の一部を上方から見た斜視図である。
【００１３】
画像形成装置１０は、記録紙などの記録媒体にインクを吐出可能とする複数の記録ヘッドが搭載された記録ヘッドユニット２０と、記録媒体をＹ方向（搬送方向）に搬送する搬送ユニット４０とを備える。記録ヘッドユニット２０には、使用される記録媒体の中の最大幅以上の幅に亘ってインクを吐出するノズルが配列された複数の記録ヘッドが搭載されている。図示のヘッドユニット２０には、４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが搭載されており、互いに異なる色（ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙｅ））のインクが吐出される。なお、本明細書に記載のノズルとは、インク滴を吐出する吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、このインク流路内に設けられた電気熱変換素子とを含む部分を指す。各記録ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙｅは、それぞれのノズル列が記録媒体搬送方向（図１の矢印Ｙ方向）と直交する方向に沿って配置されている。なお、４本の記録ヘッドを総称的に示す場合には、記録ヘッド２２と記載することとする。
【００１４】
記録ヘッドユニット２０は、板状のエンジンベース３０に固定されており、昇降機構によって、記録媒体の表面と直交する方向（ここでは、鉛直方向（Ｚ方向））における位置を適宜変更できるように構成されている。記録ヘッドユニットの設定位置としては、例えば、記録ヘッド２２の吐出口をキャップ７６（図４参照）で覆うキャッピング位置、記録媒体への記録を行う位置および記録ヘッドの吐出口が形成される面を不図示のワイピング部材で払拭し得る位置などがある。
【００１５】
記録ヘッドユニット２０が固定されているエンジンベース３０は長方形状をなし、その四隅にはナット３２が固定されている（図２参照）。これらナット３２はねじ軸３４に螺合しており、ねじ軸３４が回転することによりナット３２が昇降する。４本のねじ軸３４のそれぞれの下部にはスプロケット３６が固定されており、これら４つのスプロケット３６にはチェーン３８が掛け渡されている。このチェーン３８を駆動モータ（図示せず）で周回運動させることにより、４本のねじ軸３４が同期して回転する。これにより、エンジンベース３０と共に記録ヘッドユニット２０が昇降する。
【００１６】
搬送ユニット４０は、記録ヘッドユニット２０の下方において記録媒体を移動させるための４本の搬送ベルト４２を備えている。搬送ベルト４２は、従動ローラ４４，４５，４６、エンコーダローラ４７、駆動ローラ４８およびテンショナ４９に掛け渡されている。テンショナ４９の作用により、搬送ベルト４２には適度な張力が発生している。駆動モータ４１の駆動力は、無端のタイミングベルト４３を介して駆動ローラ４８に伝達される。駆動ローラ４８の回転によって搬送ベルト４２は、記録媒体の搬送方向（矢印Ａ方向）に周回運動を行う。
【００１７】
また、画像形成装置１０には、記録ヘッドユニット２０にインクを供給するインク供給ユニット５０が設けられている。インク供給ユニット５０の内部には、記録ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙｅと、各記録ヘッドに接続された第１のインクタンクとしてのサブタンク５２Ｋ，５２Ｃ，５２Ｍ，５２Ｙｅが設けられている。さらに、サブタンク５２Ｋ，５２Ｃ，５２Ｍ，５２Ｙｅには、第２のインクタンクとしての４個のメインタンク５３Ｋ，５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙｅがそれぞれ接続されている。各メインタンク５３Ｋ，５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙｅには、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙｅ）のインクがそれぞれ貯留されている。なお、サブタンク５２Ｋ，５２Ｃ，５２Ｍ，５２Ｙｅを総称的に示す場合には、サブタンク５２と記載し、メインタンク５３Ｋ，５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙｅを総称的に示す場合には、メインタンク５３と記載する。
【００１８】
図４に示すように、メインタンク５３のインクは、サブタンク５２に供給され、ここに一旦貯留される。サブタンク５２に貯留されたインクは記録ヘッド２２に供給される。メインタンク５３は、サブタンク５２にチューブＬ８（図４参照）によって接続されており、チューブＬ８にはポンプ８２が接続されている。このポンプ８２を駆動することにより、メインタンク５３（５３Ｋ，５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙｅ）の各々に貯留されたインクが対応するサブタンク５２（５２Ｋ，５２Ｃ，５２Ｍ，５２Ｙｅ）へとチューブＬ８を介して供給される。
【００１９】
図３は、インク供給ユニット５０と記録ヘッドユニット２０との接続状態をより具体的に示す図である。図３に示すように、インク供給ユニット５０は、インク色ごとに設けられたインク供給路Ｌ１（Ｌ１Ｋ，Ｌ１Ｃ，Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｙｅ）を束ねたインク流路部材９０と廃液路Ｌ４（Ｌ４Ｋ，Ｌ４Ｃ，Ｌ４Ｍ，Ｌ４Ｙｅ）を束ねたインク流路部材９２とを介して記録ヘッドユニット２０に接続されている。なお、インク流路部材９０内の各インク供給路Ｌ１（Ｌ１Ｋ，Ｌ１Ｃ，Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｙｅ）、およびインク流路部材９０内の各廃液路Ｌ４（Ｌ４Ｋ，Ｌ４Ｃ，Ｌ４Ｍ，Ｌ４Ｙｅ）は、いずれもその一端部が、記録ヘッドユニット２０に対して着脱自在に接続されている。
【００２０】
インク供給ユニット５０内の各サブタンク５２に貯留されたインクは、インク供給路Ｌ１（Ｌ１Ｋ，Ｌ１Ｃ，Ｌ１Ｍ，Ｌ１Ｙｅ）、を介して、記録ヘッドユニット２２内の各記録ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙｅへと供給される。また、記録ヘッドユニット２０から排出された廃棄インクが、廃液路Ｌ４（Ｌ４Ｋ，Ｌ４Ｃ，Ｌ４Ｍ，Ｌ４Ｙｅ）を介して、インク供給ユニット５０内にあるメンテナンスカートリッジ７４（図４参照）へと送出される。なお、記録ヘッドユニット２０には、各記録ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙｅからのインク吐出状態を初期の適正な状態に回復させる回復ユニット２３（２３Ｋ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙｅ）が組み込まれている。この回復ユニット２３から排出された廃棄インクが廃棄路Ｌ４を通じて記録ヘッドユニット２０へと送出される。  
記録ヘッドユニット２０とインク供給ユニット５０とを、上記のようにインク流路部材９０、６２で接続して一体化したものをプリントモジュールという。このプリントモジュールには、図４に示すインク供給系および回復処理系と、図５に示す制御系とが組み込まれている。
【００２１】
ここで、図４に基づき、本実施形態における画像形成装置１０のインク供給系およびインク排出系における流体経路を説明する。なお、図４では、一つの記録ヘッド２２に対応したインク供給系および回復処理系を示すが、他の記録ヘッドに対しても同様の構成を有するインク供給系および回復処理系が構成されている。
【００２２】
記録ヘッド２２のインク供給部２２Ａは、供給路Ｌ１によって、記録ヘッド２２よりも低い位置に設置されるサブタンク５２に連通している。このように、記録ヘッド２２が高低差をもってサブクタンク５２に連通していることにより、その高低差に対応するインクの水頭差によって記録ヘッド２２内に生じる負圧がインクに付与される。
【００２３】
記録ヘッド２２には、複数の電極を用いて、記録ヘッド２２内におけるインクの液面が所定範囲内にあるか否かを検出するための液面センサ７７が取り付けられている。供給流路Ｌ１には開閉可能な第１の弁６１が備えられると共に、第１の弁６１とインク供給部２２Ａとの間には気液分離室７１が備えられている。記録ヘッド２２の圧力導入部２２Ｂは、圧力導入路Ｌ２によって圧力貯留室（以下、「バッファ」という）７２に連通しており、圧力導入路Ｌ２には開閉可能な第２の弁６２が備えられている。バッファ７２は、空気（気体）を収容する閉空間としての気体室を形成可能であり、連通路Ｌ３によって気液分離室７１に連通している。また、連通路Ｌ３には開閉可能な第３の弁６３が備えられている。
【００２４】
バッファ７２は、後述するように、記録ヘッド２２の内部に導入する圧力を貯留可能である。バッファ７２は、廃液路Ｌ４によって、廃インクを回収するためのメンテナンスカートリッジ７４に連通されている。また、廃液路Ｌ４には、ポンプモータ８１Ｍによって正転および逆転可能なポンプ８１が備えられている。本例のポンプ８１Ｍはチューブポンプであり、回転方向に応じてバッファ７２内を吸引または加圧し、また回転停止時は廃液路Ｌ４を遮断する。
【００２５】
バッファ７２の内部は、連通路Ｌ５によって大気と連通しており、その連通路Ｌ５には開閉可能な第４の弁６４が備えられている。またバッファ７２には、その内部の気体の圧力を検出するための圧力センサ７５が接続されている。さらに、バッファ７２は、吸引路Ｌ６によって不図示の回復ユニットに設けられたキャップ７６に連通しており、吸引路Ｌ６には開閉可能な第５の弁６５が備えられている。キャップ７６は、キャッピングモータ１１７によって移動され、キャップ位置に移動した記録ヘッドの吐出口が形成されている吐出口面に密接、離間可能となっている。このキャップ７６を吐出口面に密接させた状態で、第５の弁６５を開くことにより、バッファ７２に貯留された負圧によって、記録ヘッド２２のノズル内のインクが吐出口からキャップ７６へと排出される。これにより、記録ヘッド２２の各ノズル内は、吐出に適したフレッシュなインクで満たされ、良好な吐出状態が得られる。
【００２６】
サブタンク５２は、チューブによって形成されたインク流路（第１の液体流路）Ｌ８を介してメインタンク５３に接続されている。インク流路Ｌ８には、ポンプモータ８２Ｍによって駆動されるインク移動手段としてのポンプ８２が設けられている。サブタンク５２には、サブタンク５２内に貯留されているインクの液面が所定範囲内にあるか否かを検出するための液面センサ８３が設けられている。液面センサ８３によってサブタンク５２内の液面が所定の範囲以下であることが検出されると、その検出信号に応じてＣＰＵ７００（図５参照）がポンプ８２を駆動し、インク供給路Ｌ８を通じてメインタンク５３からサブタンク５２へとインクを供給する。図中の矢印Ｇは、このときのインクの流動方向を示している。
【００２７】
また、サブタンク５２は、インク戻し流路Ｌ７を介してメインタンク５３に接続されている。インク戻し流路Ｌ７には、ポンプモータ８３Ｍ（図５参照）によって駆動される移動手段としてのポンプ８３が備えられており、このポンプ８３を駆動することによってサブタンク５２内のインクがメインタンクへと流動する。図中の矢印Ｇは、このときのインクの流動方向を示している。
【００２８】
このように、メインタンク５３からサブタンク５２へのインクの流動（供給）と、サブタンク５２からメインタンク５３へのインクの流動（還流）とにより、メインタンク５３とサブタンク５２との間でインクの循環が行われる。インクとして顔料インクを使用する場合、インクに流れが生じていない場合には、顔料インクの顔料分散体が沈殿し、サブタンク５２およびメインタンク５３の底部に堆積する。しかし、上記のインクの循環を行うことにより、各タンクでの顔料分散体の沈殿、堆積を抑制することが可能になる。
【００２９】
また、本実施形態では、サブタンク５２の上部に設けられた連通口５２Ａとメインタンク５３の上部にある連通口５３Ａが連結チューブ（連結部）５４で連結されている。これにより、メインタンク５３内の上部に形成される空気層５３Ｂとサブタンク５２の上部に形成される空気層５２Ｂとが、連結チューブ５４内の空気通路５４ａを介して互いに連通している。従って、メインタンク５３とサブタンク５２との間で空気通路５４を介して空気の移動が可能になっている。
【００３０】
図５は、本実施形態における制御系の概略構成を示すブロック図である。ホスト装置１２から送信された記録データおよびコマンドなどは、画像形成装置１０のインターフェース・コントローラ７０６を通じて制御手段としてのＣＰＵ７００によって受信される。ＣＰＵ７００は、画像形成装置１０の記録データの受信、記録動作、記録媒体の搬送等の全般的な制御を司る制御手段としての機能を有する。例えば、ＣＰＵ７００は、受信したコマンドを解析した後に、色成分毎の画像データをＲＡＭ７０１に展開する。また、ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７０２に格納されている制御プログラムに従い、モータ制御回路７０４を介してキャッピングモータ１１７およびヘッドアップダウンモータ１１８を駆動することによって、記録ヘッド２２およびキャップ７６を移動させる。さらに、ＣＰＵ７００は、モータ制御回路７０４を介して駆動モータ４１を駆動させて搬送ベルト４２に周回運動をさせ、記録媒体を矢印Ｙに示す搬送方向に搬送する。
【００３１】
また、ＣＰＵ７００は、記録媒体の搬送に同期して、ＲＡＭ７０１へ展開したインク色毎の記録データに基づき、ヘッド制御回路７０３を制御して記録ヘッド２２を駆動する。これにより、搬送される記録媒体に対し記録ヘッド２２からインクが吐出され、記録媒体にカラー画像が記録される。また、ＣＰＵ７００は、モータ制御回路７０４を介してポンプモータ８１Ｍ、８２Ｍ、８３Ｍ、ヘッドアップダウンモータ１１８、キャッピングモータ１１７の駆動を制御する。さらに、ＣＵＰ７００は、弁制御回路７０５を介して第１の弁６１、第２の弁６２、第３の弁６３、第４の弁６４、及び第５の弁６５の開閉を制御する。これにより、記録ヘッド２２のインクの吐出性能を維持するため回復処理（吸引回復処理およびワイピング処理を含む）を行うことができる。またＣＰＵ７００は、圧力センサ７５の検出信号に基づき、モータ制御駆動回路７０４を介してポンプモータ８１、８２、８３の駆動を制御し、インク供給系におけるインクの流動を制御する。図４に示すバッファ７２内の圧力調整などは、第１〜第５の弁の開閉、ポンプ８１によるインクの流動などを制御することにより行われる。
【００３２】
以上のように構成された本実施形態における液体吐出装置では、サブタンク５２およびメインタンク５３内に貯留されているインクの顔料分散体を攪拌するために、前述のように、メインタンク５３とサブタンク５２の間でインクの循環を行う。このとき、メインインタンク５３からサブタンク５２へのインク流量（インク供給量）と、サブタンク５２からメインタンク５３へのインク流量（インク戻し量）とが同一であれば、メインタンク５３とサブタンク５２との間には圧力差が生じない。このため、サブタンク５２とメインタンク５３それぞれの空気層５２Ｂ、５３Ｂおよび空気通路５４において空気の移動は殆ど生じない。
【００３３】
一方、メインインタンク５３からサブタンク５２へのインク流量と、サブタンク５２からメインタンク５３へのインク流量とに差が生じている場合には、両空気層５２Ｂと５３Ｂとの間で空気の流れが発生する。例えば、メインインタンク５３からサブタンク５２へのインク供給量（インク供給速度）が１ｃｃ／ｓｅｃ、サブタンク５２からメインタンク５３へのインク戻し量（インク戻し速度）が２ｃｃ／ｓｅｃであったとする。この場合、サブタンク５２のインクは時間と共に減少し、メインタンク５３のインクは増大する。
【００３４】
このインクの流入量の差によってメインタンク５３内の圧力は増大し、サブタンク５２内の圧力は減少する。その結果、メインタンク５３の空気層５３Ｂ内の空気は、空気通路５４を介してサブタンク５２へと流動する。但し、本実施形態では、メインタンク５３およびサブタンク５２は、いずれも大気との連通が遮断されているため、サブタンク５２およびメインタンク５３のいずれにおいても外気の流入、流出は生じない。
【００３５】
従って、サブタンク５２とメインタンク５３との間でインクを循環させた場合にも、サブタンク５２またはメインタンク５３内へ乾燥空気が導入されたり、サブタンク５２またはメインタンク５３内の高湿の空気が外部へ流出したりすることもない。このため、インクの攪拌を実施した場合にも、インクの溶媒成分の蒸発を低減することができ、インクの増粘を抑制することが可能になる。
【００３６】
これに対し、図８に示す本実施形態との比較例（図８参照）では、サブタンク５２とメインタンク５３のそれぞれに大気連通口５２Ｃ，５３Ｃが形成されており、両タンク５２、５３は、大気連通口５２Ｃ、５３Ｃを介して大気に開放された状態となっている。このため、サブタンク５２とメインタンク５３との間でインクの循環を行ったとき、両タンク５２、５３へのインク供給量が異なっていた場合には、両タンク５２、５３には、大気連通口５２Ｃ、５３Ｃを介して外気の出入りが生じる。例えば、メインタンク５３からサブタンク５２へのインク供給量が、サブタンク５３からメインタンク５２へのインク供給量より多い場合、サブタンク５２の圧力は外気よりも減圧されるので、大気連通口５２Ｃから乾燥した外気が流入する。
【００３７】
一方、メインタンク５３では、サブタンク５２から供給されるインクにより内部のインクが増大してメインタンク５３内は加圧されるため、メインタンク５３内の高湿の空気は大気連通口５３Ｃから外部へと放出される。逆に、メインタンク５３からサブタンク５２へのインクの供給量が、サブタンク５２からメインタンクへ５３のインクの供給量より多い場合には、サブタンク５２内の高湿の空気が外部へと排出され、メインタンク５３内に乾燥した外気が流入することとなる。その結果、この比較例に示す構成では、サブタンク５２、メインタンク５３内に貯留されるインクの溶媒が蒸発し、インクの増粘やインク量の減少が促進されることとなる。
【００３８】
図６（ａ）、（ｂ）は、図８に示す比較例に対する本実施形態の効果を示す図である。図６は、インクの色材成分の沈降を抑えるために毎週３０分程度インクの循環（攪拌）させながら半年間放置した場合と、インクの循環を実施せずに半年間放置した場合とで、それぞれインクの溶媒の蒸発量を測定した結果を示している。ここで、図６（ａ）、（ｂ）の横軸はインクタンクの放置期間を、縦軸は溶媒の蒸発量（初期のインク量に対する溶媒の蒸発量の比率（％））を示している。
【００３９】
図６（ａ）は、比較例のインク供給系における測定結果を示しており、８０３は毎週３０分程度のインク攪拌を行いつつ放置した場合の溶媒の蒸発量の変化を、８０４は攪拌を実施せずに放置した場合の溶媒の蒸発量の変化を示している。図示のように、比較例のインク供給系では、インクの攪拌を行わずに放置した場合に比べ、毎週インクの循環（攪拌）を行った場合には、溶媒の蒸発量が大幅に増大した。具体的には、インクを循環していない場合には、溶媒の蒸発量が３％であったのに対しインクの循環を行った場合には７％に増加した。なお、インクの循環（攪拌）を実施していない場合にも、溶媒の蒸発が発生しているのは容器のガス透過に伴って水などのインク溶媒の一部が抜け出しているためである。
【００４０】
一方、図６（ｂ）は本実施形態のインク供給系における溶媒の蒸発量の測定結果を示している。図中、８０５は毎週攪拌をしつつ放置した場合の蒸発量の変化を、８０６は攪拌を実施せずに放置した場合のインク溶媒の蒸発量の変化を示している。図６（ｂ）の測定結果から明らかなように、本実施形態におけるインク供給系では、インクの攪拌を行った場合の溶媒の蒸発量を、インクの攪拌を行っていない場合の溶媒の蒸発量とほぼ同一の値（３％）に抑えることが可能になった。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、インクの色材成分の沈降を抑えるべくインクの攪拌を実施する場合にも、インク溶媒の蒸発を抑制することができるため、長期に亘ってインクを使用可能な状態に保つことができる。このため、インクに要するコストを低減することが可能になる。また、記録動作の停止期間中にインクの循環による攪拌動作を所定の頻度で実施することが可能になり、記録動作を開始した直後にも良好な濃度の画像を形成することが可能になる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図７を参照しつつ説明する。なお、図７において、上記実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００４３】
この第２の実施形態は、第１の実施形態における空気通路５４ａを形成する連結チューブ５４の側壁部の一部に大気を導入するための開口部５４ｂを形成すると共に、この開口部５４ｂに連通するように、大気導入チューブ５６の一端部を連結チューブ５４の外面に連結した構成を有する。大気導入チューブ５６の他端部には大気に開放された開口部５６ａが形成されている。従って、連結チューブ５４内に形成される空気通路５４ａは、その一部が開口部５４ｂおよび大気導入チューブ５６を介して大気に連通している。このように、第２の実施形態では、サブタンク（第１のインクタンク）５２内に形成される空気層５２Ｂとメインタンク（第２のインクタンク）５３内に形成される空気層５３Ｂとを連結する連結部としての連結チューブ５４が、ここから枝分かれした大気導入チューブ（肢部）５６を有し、この大気導入チューブ５６に大気連通部としての開口部５６ａが形成されている。なお、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４４】
記録動作の進行に伴ってサブタンク５２（図４参照）から記録ヘッド２２へとインクが供給されると、サブタンク５２内に貯留されているインクが減少する。このとき、サブタンク５２内のインクの減少量に応じた体積の気体（外気）が、大気導入チューブから連結チューブ５４を介してサブタンク５２に流入するため、サブタンク５２の中はほぼ大気圧に保たれる。従って、本実施形態では、サブタンク５２内の圧力の調整は不要となっている。
【００４５】
また、インクの攪拌を行うため、サブタンク５２とメインタンク５３との間でインクを循環させたとき、各タンクにおけるインクの供給量が異なっていた場合には、両タンクの内圧の関係は以下の（ｉ）、（ｉｉ）のいずれかになる。  
（ｉ）  サブタンク５２の内圧  ＜大気圧＜  メインタンクの内圧５３
（ｉｉ）  サブタンク５２の内圧  ＞大気圧＞  メインタンクの内圧５３
ここで、（ｉ）の関係は、メインタンクへのインクの流入量が、サブタンクへのインクの供給量より少ない場合に発生し、（ｉｉ）の関係は、メインタンクへのインクの供給量が、サブタンクへのインクの供給量より少ない場合に発生する。
【００４６】
（ｉ）の関係が発生している状況下では、連結チューブ５４内においてメインタンク５３の空気層５３Ｃからサブタンク５２の空気層５３Ｂへと空気の流動（Ｆ２方向への流動）が生じると共に、大気導入チューブ５６を介して連結チューブ５４へと外気が流入する。また、（ｉｉ）の関係が発生している状況下では、連結チューブ５４内において、サブタンク５２の空気層５２Ｂからメインタンク５３の空気層５３Ｂへの空気の流動（Ｆ１方向への流動）が生じると共に、大気導入チューブ５６を介して連結チューブ５４へと外気が流入する。従って、いずれの状況においても、サブタンク５２およびメインタンク５３内の高湿の空気が大気へと流出することはない。このため、インクの循環によって攪拌を行った場合にも、サブタンク５２およびメインタンク５３内に貯留されたインクの溶媒が蒸発するのを低減することができる。
【００４７】
また、連結チューブ５４の内径をＤ１、大気導入チューブ５６の内径をＤ２としたとき、両チューブをＤ１＞Ｄ２の関係が成立するように形成すれば、より確実にサブタンク５２およびメインタンク５３内の高湿な空気が大気へと流出するのを阻止することができる。すなわち、上記の関係（Ｄ１＞Ｄ２）が成立するように両チューブの内径を定めた場合、ハーゲン・ポアズイユの法則から、連結チューブ５４の流量に対し、大気導入チューブ５６の流量は（Ｄ２／Ｄ１）＾４倍となる。したがって、前記チューブ内における単位時間当たりの気体の移動量Ｓ１と、前記大気連通部を移動する気体の単位時間当たりの移動量Ｓ２との関係がＳ１＞Ｓ２となる。このため、連結チューブ５４から大気導入チューブ５６への空気の流出がより発生しにくい状況を作ることが可能となり、サブタンク５２およびメインタンク５３から大気への高湿な空気の流出をより確実に抑制することが可能になる。従って、本実施形態に係る画像形成装置によれば、溶媒の蒸発を抑制しつつインクを攪拌することが可能になるという効果がある。
【００４８】
（他の実施形態）
上記実施形態では、流路Ｌ７、Ｌ８と、ポンプ８２、８３とを用いて、サブタンク５２からメインタンク５３へのインクの流動、およびメインタンクからサブタンクへのインクの流動を同時に行うことにより、インクを循環させてインクを攪拌する例を示した。しかしながら、サブタンク５２からメインタンク５３へのインクの流動と、メインタンク５３からサブタンク５２へのインクの流動を交互に行うようにしても、両タンク５２、５３内のインクの攪拌を行うことは可能である。但し、この場合には、サブタンク５２に位置するＬ８の一端部をサブタンク５２の底部付近に配置することが望ましい。また、この場合にも、上記各実施形態と同様に、サブタンク５２内の空気層５２Ｂとメインタンク５３内の空気層５３Ｂとを連結チューブ５４で連結し、両タンク５２、５３内のインク量の変化に伴って、両タンク５２と５３との間で空気を移動させることができる。このため、両タンク５２、５３内の高湿の空気を大気に放出させることなく、インクの攪拌を行うことができ、インク溶媒の蒸発を抑制することが可能になる。また、このような形態をとる場合には、サブタンク５２とメインタンク５３との間のインクの移動を行うために単一の経路を設ければよく、インクの流路構成を単純化することが可能になり、安価に構成することができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、フルライン型の画像形成装置を例示したが、本発明は、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動（走査）させて画像を形成するシリアル型の記録装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  画像形成装置
２２  記録ヘッド
５２  サブタンク（第１のインクタンク）
５３  メインタンク（第２のインクタンク）
５４  連結チューブ（連結部）
５６  大気導入チューブ（肢部）
５６ａ  大気連通部
８２  ポンプ（インク移動手段）
【図１】
2018103578.tif 000003
【図２】
2018103578.tif 000004
【図３】
2018103578.tif 000005
【図４】
2018103578.tif 000006
【図５】
2018103578.tif 000007
【図６】
2018103578.tif 000008
【図７】
2018103578.tif 000009
【図８】
2018103578.tif 000010