(57)【要約】【課題】  大気に連通する大気連通口を有する液体を貯留する容器において、貯蔵タンクへの塗布液の補充機構を提示するとともに、装置姿勢の傾き等による液漏れを確実に防止し得る液体供給装置を提供する。【解決手段】  大気連通口は二本以上の管状の大気連通路で形成され、それぞれの一端は容器の天面略中央で大気に連通し他端が容器内の向い合う位置でかつ高さ方向も違えた隅部近傍において内部に連通するとともに、それぞれの大気連通路は天面から見たときに大気連通部周囲を半周以上迂回し、高さ方向では内部空間の上端近傍から下端近傍までの間を迂回するようにした。【選択図】  図１
2007118368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に内部空間を有し、外気に対して水密構造であるとともに、前記内部空間への液体の供給または排出に関わる流路に連結する開口部と大気に連通する大気連通口を有する液体を貯留する液体貯留容器を備え、前記大気連通口は二本以上の管状の大気連通路で形成され、それぞれの一端は前記容器の天面略中央で大気に連通し他端が容器内の向い合う位置でかつ高さ方向も違えた隅部近傍において内部に連通するとともに、それぞれの大気連通路は天面から見たときに大気連通部周囲を半周以上迂回し、高さ方向では内部空間の上端近傍から下端近傍までの間を迂回するようにした液体貯留容器を有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
一端部に大気に対し水密な状態を維持しながら管状部材の貫通を許容しうる栓部材を固定された密閉構造をもつ液体供給用容器と、前記管状部材を供給用開口部として有する前記液体貯留容器とがあり、前記管状部材は２本有し、前記液体供給用容器を前記液体貯留容器に装着した際に前記栓部材を２本の管状部材が貫通することで両容器内が連通し、かつ前記２本の管状部材のうち一つは前記液体貯留容器内において内部空間の重心近傍に開口を有し、他方は前記重心付近かそれよりも下方に開口を有することを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項３】
前記大気連通路は４本であり、前記液体貯留容器の内部空間は略直方体を形成し、前記４本の大気連通路の内部空間への開口は少なくとも１本は高さ方向で異なる隅部近傍に配置したことを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の液体供給装置。
【請求項４】
前記大気連通路の大気に連通する端部に所定の体積を有する連通室を設け、連通室内に通気性を有しかつ液体を吸収し保持する吸収体を収納したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体供給装置およびインクジェット記録装置に関し、詳しくは、交換可能な補給用タンクと、装置本体内にあり補給用タンクから液体を供給され常に一定量保持する貯留タンクとを有し、装置本体内には貯留タンクから液体を供給する液体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録方式の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等が数多く商品化されている。インクジェット記録では液体であるインクを微細なノズルから吐出し記録媒体上に画像を形成するが、このインクは交換可能なインク補給用インクタンクから供給される。また、最近では記録媒体上でインクと混在させることで画像のにじみや耐水性、耐光性を向上させる画質改善剤が提案されている。画質改善剤はインクと同様にノズルから吐出したり、印字前に記録媒体に塗布する方式が提案されているが、画質改善剤も液状であり同様に交換可能な補給用タンクによって供給される。しかし、単に補給用タンクからノズルや塗布部へ流路を設定し接続するだけでは種々の問題が生じる。をこのような単純に大きくするとたとえば、タンクが空になってから交換すると、空になったタンクがインクでも画質改善剤であってもそのときの印字は画像の色やにじみ抑制などが正しくない不正印字になってしまい、空になる前に交換するとインクなどが残ったタンクを捨てることになる。また、インクや画質改善剤の消費に伴いタンク内の液面が下がり、水頭差による圧力が変化する。交換頻度を少なくし使い勝手を良くするために容量の大きな補給タンクにすると圧変化も大きく適正な吐出や塗布を維持することが困難になるなどである。かかる問題に対し、補給用タンクより小容量の貯留タンクを設定し、補給用タンクから貯留タンクにインクや画質改善剤を供給し、ノズル、または塗布部へは貯留タンクからインクを供給する方式が提案されている。
【０００３】
下記、特許文献１においては、補給タンク、メインタンク、ノズルを持つサブタンクを有し、補給タンクからはメインタンクにインクを補給し、かつメインタンクの液面とノズルの高さの差を所定量に保つための構成と制御方法が示されている。
【０００４】
又、特許文献２においては、画像改質剤を記録媒体に塗布するためのタンクを含む塗布機構と画像改質剤を供給する供給タンクの構成が示されている。
【特許文献１】特開２０００−３０９１０９
【特許文献２】特開２００２−０９６４５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記に紹介する従来例においては環境温度の変化や装置の姿勢によって大気連通口からの液漏れを防ぐことができなかった。特許文献１においては、メインタンクに設けられた大気連通弁は通常開放されている。正常動作において定量液体がメインタンクに保持された状態であっても、装置の移動などに伴い、傾いたり横倒ししたときには大気連通口からインクが漏れてしまう恐れがある。特許文献２に開示される構成では、塗布部の前処理液タンクが開放系であるため装置が傾いたり倒れたりすると前処理液が漏れてしまう、また供給タンクにおいても大気連通口が開放であるため同様に姿勢の変化によって液漏れを起す構成となっている。
【０００６】
本発明は、上記従来技術における問題を解消するためになされたものであり、貯蔵タンクへの塗布液の補充機構を提示するとともに、装置姿勢の傾き等による液漏れを確実に防止し得る液体供給装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記各従来技術の課題を解決するため、本発明は、以下の構成を有するものとなっている。
【０００８】
すなわち、本発明は、内部に内部空間を有し、外気に対して水密構造であるとともに、前記内部空間への液体の供給または排出に関わる流路に連結する開口部と大気に連通する大気連通口を有する液体を貯留する容器を備え、前記大気連通口は二本以上の管状の大気連通路で形成され、それぞれの一端は前記容器の天面略中央で大気に連通し他端が容器内の向い合う位置でかつ高さ方向も違えた隅部近傍において内部に連通するとともに、それぞれの大気連通路は天面から見たときに大気連通部周囲を半周以上迂回し、高さ方向では内部空間の上端近傍から下端近傍までの間を迂回するように構成した。
【０００９】
また、一端部に大気に対し水密な状態を維持しながら管状部材の貫通を許容しうる栓部材を固定された密閉構造をもつ液体供給用容器と、前記管状部材を供給用開口部として有する前記液体貯留容器とがあり、前記管状部材は２本有し、前記液体供給用容器を前記液体貯留容器に装着した際に前記栓部材を２本の管状部材が貫通することで両容器内が連通し、かつ前記２本の管状部材のうち一つは前記液体貯留容器内において内部空間の重心近傍に開口を有し、他方は前記重心付近かそれよりも下方に開口を有するよう構成した。
【００１０】
また、前記大気連通路は４本であり、前記液体貯留容器の内部空間は略直方体を形成し、前記４本の大気連通路の開口は直方体において高さ方向の４つの辺において隣の辺とは高さ方向で異なる頂点に相当する近傍に配置した。
【００１１】
また、前記大気連通路の大気に連通する端部に所定の体積を有する連通室を設け、連通室内に液体を吸収し保持する吸収体を収納した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置の姿勢や環境温度の変化に対して内部の液体を漏らすことがない液体供給装置を、複雑な弁機構や時間のかかる処理工程を用いることなく、したがって安価に提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第一の実施形態）
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は第一の実施形態を含む液体供給装置の概念図である。１は液体供給装置を含む装置に内蔵された貯留タンクであり、２は貯留タンク１の内部にあり、後述の部分を除き外部に対し水密に形成された液体貯留部である。３は貯留タンク１内にあり、かつ液体貯留部とは独立した空間からなる大気連通室であり、後に詳述する連通路４と５を介し液体貯留部２に連通している。６は大気連通管であり、大気連通室３と外気を連通させている。７は大気連通管６の途中に設けられた弁であり、大気連通室３と大気を連通、非連通を切り替えることができる。ただし、後述するように大気連通口から内部の液体が漏れることは他の手段で防止しているため、以下の説明中では基本的に弁７は開放に設定されている。８、９はパイプであり、貯蔵タンク１に固定され貯留部２と外部を連通させている。パイプ８と９の貯留部２側開口は少なくとも片方が貯留部２の重心付近にあり、他端は大気中に突出している。１０は液体供給装置を含む装置に着脱交換可能な供給タンクであり、一端部の開口にゴムなどの弾性材からなる栓１１が嵌装され外気に対し内部が密閉された構造を有する。供給タンク１０の内部には液体１２が保持され残った空間１３には空気が入っている。装置に供給タンクが装着されると、前記のパイプ８、９が栓１１を貫通し供給タンク１０の内部と貯留タンク１の貯留部２が連通し図示状態になる。このとき栓１１はパイプ８、９の外周をその弾性力で締め付けるため外気が侵入したり、内部の液体が漏れたりすることはない。
【００１５】
最初に貯留部２に液体がない状態で供給タンク１０が装着されると、液体１２は自重で貯留部２に流れ込む。このとき、パイプ８、９のどちらかから液体が貯留部２に供給され、もう片方は貯留部２から供給タンク内に空気が供給される。貯留部２の液の液面がパイプ８、９の両方の開口部をふさぐと、貯留部２から供給タンク１０への空気の供給ができなくなるため供給タンク１０から液体の供給もできなくなり、図示の状態で液体は静止状態になる。この状態で、貯留部２の液体が消費されその液面が下がると、再び液面がパイプ８、９の開口部をふさぐまで供給タンクから貯留部２に液体が供給されるため、貯留部２には常に一定量の液体が保持されることになる。
【００１６】
また、貯留タンク１の貯留部２には流路１４と１７が接続されている。流路１４と１７の他端はキャップ１６が接続され、したがって流路１４、キャップ１６、流路１７によって密閉された循環流路が形成されている。また、流路１４の途中にはポンプ１５が設定され、液体を強制的に循環させることができる。また、流路１７の途中には分岐流路１８が接続され、弁１９を介して大気に連通させることができる構成になっている。このキャップ１７は不図示ローラーなどに当接し、ローラーが回転するとキャップ１７のローラー当接部から液体がすり抜けてローラー表面に均一な液体の層を形成することができる。ローラーで記録媒体を搬送すると、表面の液体は記録媒体に転写するので、たとえば液体が画質改善剤であれば記録をする前に記録媒体に均一に画質改善剤を塗布することができる。
【００１７】
また、弁１９を開けてポンプ１５を動作させると分岐流路１８から大気が導入されキャップ１６、流路１４に充填されていた液体は貯留タンク１内に回収される。
【００１８】
さらに、連通路４、５について、図１と貯留タンクを供給タンク側から見た概念図である図２を用いて詳細に説明する。連通路４は連通室３とその上部で連結し、図２で示すように連通室の周囲を半周したのち貯留部２の下側隅部で貯留部２と連通している。連通路５は連通室３の連通路４接続部と対抗しかつ下端近傍で連通室と接続し、図２においてやはり連通室３の周りを半周したのち、貯留部２の連通路４の開口部と対抗する位置でかつ上端側隅部付近で貯留部２と連通している。したがって、一定量の液体が貯留部２に保持されている状態では連通路４の貯留部２側開口は液体の中にある。
【００１９】
次に、上記構成において環境温度の変化や姿勢が変化した場合の動作を説明する。
【００２０】
図３は環境温度が上昇した場合の状態をしめす。供給タンク１０内の空気が膨張することで液体は貯留部２に押しだされるため、液面は上昇する。連通路５の貯留部２内の開口は液面より上にあるため、液面が上昇した分の空気が連通路５を通って大気に逃げることができるので、内部の圧力が加圧になることはない。もし、環境温度が下がり供給タンク内１０内の空気が収縮すれば、貯留部２内の液面がパイプ８、９の下側開口が開放されるまで貯留部２から供給タンク１０内に液体が吸い上げられる。
【００２１】
図４は装置が横倒しになったときの概念図である。パイプ８、９の下側開口は貯留部２の重心近傍にあるので、横倒しになっても開口が液面近くにいるのは変わりない。それでもパイプ８、９の開口が液面上に露出した場合は露出した開口が液体でふさがるまで供給タンク１０から貯留タンク１へ液体が供給され貯留部２内の液面が上昇する。図４の向きに倒れた状態では連通路４の水没範囲が増えるが、連通路４の連通室３の周囲を迂回しているところが液面上にあるため液体は連通室３まで到達はしない。また、連通路５は貯留部２側の開口が空気中にあるため、液面上場に伴い貯留部２内の空気を外部に逃がすことができる。
【００２２】
図５は図４と９０度異なる方向に倒れた場合の概念図である。連通路５の大部分が液体中に水没するが貯留部２側の開口は空気中にあり、連通路５内に液体が侵入することはない。また、連通路４についても貯留部２側の開口に液体が侵入するものの液面より高い部分があるため連通室３に液体が侵入することはない。したがって、この状態で環境温度が上昇し液面が更にあがっても貯留部２内部が加圧になったり、大気連通部を通して液漏れすることはない。
【００２３】
図６は装置の天地が逆になった場合の概念図である。連通路５の貯留部２側開口は液体に水没するが、液面より高い部分があるため連通室３に液体が進入することはない。また、連通路４の貯留部２側開口は液面より高くあるため貯留部２の空気部分は大気に連通状態が保たれている。この状態で環境温度が上昇しても、供給タンク１０内の液体とパイプ８、９が接していないため貯留部２の液体が増加することはない。
【００２４】
図７は斜めの方向に横倒しになった例を示す。この場合にはパイプ８、９の開口が液体でふさがれるまで液面が上昇すると連通路４、５の貯留部２側の開口は両方とも水没する。しかし、どちらも液面より高い部分があるため、連通室３まで液体が侵入することはない。唯一この状態で環境温度が上昇した場合は貯留部２内の空気の逃げ場がなく液面が上昇できないため、液体が連通路を通って連通室３に侵入する。
【００２５】
（第二の実施形態）
図８は本発明による第二の実施形態をしめす図である。第二の実施形態において、２０、２１、２２、２３はそれぞれ連通路であり、連通室３に略均等に４方向に向かって接続され、それぞれが連通室３の周囲を半周したのち４つの隅部で貯留部２に接続されている。また、それぞれの連通路の高さ方向の経路は第一の実施形態の連通路４、５と同様で両方のタイプが必ずあるようにすれば順番やその割合は問わない。
【００２６】
第一の実施形態で図３から６に示す姿勢において、液体が漏れることがないのは同様であり、説明を省く。図９において斜めのまま横倒しした場合の説明をする。図示状態で連通路２０、２１、２２の貯留部２への開口は液体内に水没しているが、それぞれ液面より高い部分があるため連通室３に液体が侵入することはない。また、連通路２３の貯留部２側開口は液面より高い位置にあるため貯留部２の空気と大気は連通状態にある。したがって、このまま環境温度の上昇があり液面の上昇がおきても、その分の空気が大気に逃げるため貯留部２内が加圧状態になったり液体が連通路を介して漏れたりすることはない。
【００２７】
（第三の実施形態）
図１０は第三の実施形態をしめす概略図である。第三の実施形態において、連通路の構成は第一、第二の実施形態で説明した構成のどちらでも良い。大気連通管６、弁７は廃され、大気連通室３はそのまま大気に開放されている。２４は吸水性および通気性に優れた材質（親水処理を施されたスポンジや多孔質体）からなる吸収体で大気連通室３に固定されている。第一、第二の実施形態において姿勢や温度変化で連通路を介して内部の液体が漏れることはないが、更に振動や衝撃が加えられると微量漏れる可能性がある。その場合に吸収体２４が吸水し、さらに外部に漏れることとを防止することができる。また、補給タンクの抜き差しにおいて、栓１１から微量液が漏れることも可能性があるが、これも吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第一の実施形態を含む液体供給装置の概念図。
【図２】貯留タンクを供給タンク側から見た概念図。
【図３】環境温度が上昇した場合の状態。
【図４】装置が横倒しになったときの概念図。
【図５】図４と９０度異なる方向に倒れた場合の概念図。
【図６】装置の天地が逆になった場合の概念図。
【図７】斜めの方向に横倒しになった例。
【図８】本発明による第二の実施形態をしめす図。
【図９】斜めのまま横倒しした概念図。
【図１０】第三の実施形態をしめす概略図。
【符号の説明】
【００２９】
１  液体供給装置を含む装置に内蔵された貯留タンク
２  液体貯留部
３  大気連通室
４，５  連通路
６  大気連通管
７  大気連通管６の途中に設けられた弁
８、９  パイプ
１０  液体供給装置を含む装置に着脱交換可能な供給タンク
１１  弾性材からなる栓
１２  液体
１３  キャップ
１４、１７  流路
１５  ポンプ
１６  キャップ
１８  分岐流路
１９  弁
２０、２１、２２、２３  連通路
２４  吸水性および通気性に優れた材質からなる吸収体
【図１】
2007118368.tif 000003
【図２】
2007118368.tif 000004
【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】
2007118368.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007118368.tif 000011
【図１０】
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