(57)【要約】【課題】インクタンク内の液面高さを一定に保つための可動機構が使用期間、頻度、環境によって劣化して長期にわたり安定した供給を行うことができない。【解決手段】インク供給装置１０１は、記録ヘッド３４に供給するインクを貯留するインクタンク１０２と、このインクタンク１０２を流体１０３に浮かべた状態で収容するタンク収容手段であるタンク収容容器１０４とを備え、インクタンク１０２内のインク１００を供給チューブ３６を介してバッファタンク３５に供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、
を備えていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインク供給装置において、前記インクタンク及び前記インク収容手段は密閉構造であり、内部を前記タンク収容手段の外側に連通させる大気連通路と、この大気連通路を開閉する開閉手段とを備えていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項３】
請求項１に記載のインク供給装置において、前記インクタンクの上端位置が前記流体の液面よりも常に上方にある状態で収容されていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のインク供給装置において、前記インク収容手段は前記インクタンクの位置を規制する規制手段を備えていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のインク供給装置において、前記流体が、水又はオイルであることを特徴とするインク供給装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のインク供給装置において、前記流体が、前記インクよりも比重が大きいことを特徴とするインク供給装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のインク供給装置において、タンク収容手段の容積をＬ１、インクの総量をＬ２、インクタンクの容積をＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３、の関係が成り立つことを特徴とするインク供給装置。
【請求項８】
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを、粘性を有する流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、
を備えていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載のインク供給装置において、前記粘性流体の粘度及び温度の少なくともいずれかを検出する手段を備えていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のインク供給装置において、前記粘性流体の温度の制御する手段を備えていることを特徴とするインク供給装置。
【請求項１１】
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを格納した格納タンクと、
前記格納タンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、を備え、
前記インクタンクの少なくとも一部は変形可能な部材で形成されている
ことを特徴とするインク供給装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のインク供給装置において、前記インクタンクと前記格納タンクとは分離可能であることを特徴とするインク供給装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のインク供給装置において、タンク収容手段の容積をＬ１１、格納タンクの流体に浸かっている体積をＬ１２、流体の総量をＬ１３としたとき、Ｌ１１＞Ｌ１２＋Ｌ１３、の関係が成り立つことを特徴とするインク供給装置。
【請求項１４】
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、
前記インクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク供給部材と、
前記インク供給部材の前記インクタンク側のインク取入れ口に対する前記インクタンク内液面の高さを検知する液面高さ検知手段と、を備えている
ことを特徴とするインク供給装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のインク供給装置において、前記インク供給部材にはインク供給経路を開閉する開閉弁が設けられ、前記液面高さ検知手段が所定の液面高さ以下になったときに前記開閉弁が閉じられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のインク供給装置において、前記液面高さ検知手段は、前記インク供給部材の取入れ口部側周囲に対向配置された少なくとも２つの電極を有していることを特徴とするインク供給装置。
【請求項１７】
請求項１４ないし１６のいずれかに記載のインク供給装置において、前記タンク収容手段は、前記インクタンクを、粘性を有する流体に浮かべた状態で収容することを特徴とするインク供給装置。
【請求項１８】
請求項１４ないし１６のいずれかに記載のインク供給装置において、前記タンク収容手段は、前記インクタンクを格納した格納タンクを流体に浮かべた状態で収容することを特徴とするインク供給装置。
【請求項１９】
インクを吐出して画像を形成する画像形成装置において、請求項１ないし１８のいずれかに記載のインク供給装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク供給装置及び画像形成装置に関し、特に画像形成装置にインクを供給するインク供給装置及びこのインク供給装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、液体の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、液体を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行うものがある。
【０００３】
なお、本発明においては、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「インク」とは、厳密な意味でのインクに限るものではなく、上記の意味での画像形成を行うことができる液体の総称として用いる。
【０００４】
このような画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）におけるインク供給装置おいては、インクを記録ヘッドに供給するためにインクカートリッジがよく用いられている。こうしたインクカートリッジは、記録ヘッドと共にキャリッジに搭載されたり、あるいは専用のインクカートリッジ装着部に着脱自在に装着され供給チューブを介して記録ヘッド側のサブタンクへインクを供給することができるようにされている。
【０００５】
従来、インク供給装置としては、特許文献１に記載されているように、水頭差により記録ヘッドに対して負圧を発生し、使用初期から最後まで負圧を一定に制御できる記録ヘッド一体型インクカートリッジとして、記録ヘッドユニット部とインク貯留ユニット部で構成され、インク貯留ユニット部の底はゴムシールで密閉された可動できる底板で構成され、使用により減量したインク体積分だけ底板を上げることにより、インク液面上面を一定に保ちヘッドユニット部に対する負圧を一定に制御するものがある。
【特許文献１】特開２００６−２２４３７５号公報
【０００６】
また、特許文献２に記載されているように、印字ヘッドは少なくとも一つのインク注入口を備え、かつ、インク注入口の個数が複数となるように印字ヘッドが一つまたは複数設けられており、インクタンクが、各インク注入口に対応して設けられる複数のレベルタンクと各レベルタンク内の余剰のインクを回収して貯留するためのメインタンクから構成され、メインタンクの上方に複数のレベルタンクを上下方向に段積みし、上下に隣接するレベルタンクまたはメインタンクを連通路で連通させて、連通路の上部側開口部をレベルタンク内の設定液面レベル位置に開口させ、最上段のレベルタンクにインク供給口を設けたものがある。
【特許文献２】特開２００２−６７３５０号公報
【０００７】
また、特許文献３に記載されているように、記録ヘッドと、記録ヘッドにインクを供給するインクタンクと、インクタンクにインクを補充供給するカートリッジとを備え、インクタンク全体をスプリングによって付勢保持しておき、記録ヘッドからの滴吐出に伴ってインクタンク内にインクが消費されるとインクタンクが上昇し、カートリッジからインクが補充供給されるとインクタンクが下降することで、記録ヘッドとインクタンクの液面との水頭差が一定になるように保つものがある。
【特許文献３】特開２００６−２７１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているインク供給装置のようにインクタンクの底部を上下動させることでインクタンク内の液面高さを一定に保つ構成にあっては、可動する底部を実現するためには複雑な機構が必要となり、可動する底部のシール性を確保する必要があり、更に可動機構及び可動部シール性は使用期間、頻度、環境によって劣化するという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載されている上部に開口を持つインクタンクを常に満タンにし続けることで液面高さを一定に保つ構成にあっては、ポンプ機構が必要となるため部品点数増加、構成の複雑化、コスト増となり、ポンプは稼動期間、頻度、環境によって劣化し、更に供給機構全体で循環させているインク総量に対する実際に使用できるインク量が少なくなるため、インクの無駄が発生してしまうという課題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載されているインクタンク全体を弾性体で支持することによって液面高さを維持する構成にあっては、弾性体は稼動期間、頻度、環境によって劣化するという課題がある。
【００１１】
また、インクタンク自体に外乱が生じた場合、内部のインク液面も振動するため、本来の目的である水頭差を一定に保つ機能が低下する。この場合、液面高さからインク残量を検知している場合、液面が振動することによって正確な検知ができなくなるという課題もある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、インク供給装置の構成を簡単にするとともに、経時的劣化を少なくして長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインク供給装置は、
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、
を備えている構成とした。
【００１４】
ここで、前記インクタンク及び前記インク収容手段は密閉構造であり、内部を前記タンク収容手段の外側に連通させる大気連通路と、この大気連通路を開閉する開閉手段とを備えている構成とできる。
【００１５】
また、前記インクタンクの上端位置が前記流体の液面よりも常に上方にある状態で収容されている構成とできる。
【００１６】
また、前記インク収容手段は前記インクタンクの位置を規制する規制手段を備えている構成とできる。
【００１７】
また、前記流体が、水又はオイルである構成とできる。
【００１８】
また、前記流体が、前記インクよりも比重が大きい構成とできる。
【００１９】
また、タンク収容手段の容積をＬ１、インクの総量をＬ２、インクタンクの容積をＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３、の関係が成り立つ構成とできる。
【００２０】
本発明に係るインク供給装置は、
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを粘性を有する流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、
を備えている構成とした。
【００２１】
ここで、前記粘性流体の粘度及び温度の少なくともいずれかを検出する手段を備えている構成とできる。
【００２２】
また、前記粘性流体の温度の制御する手段を備えている構成とできる。
【００２３】
本発明に係るインク供給装置は、
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを格納した格納タンクと、
前記格納タンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、を備え、
前記インクタンクの少なくとも一部は変形可能な部材で形成されている
構成とした。
【００２４】
ここで、前記インクタンクと前記格納タンクとは分離可能である構成とできる。
【００２５】
また、タンク収容手段の容積をＬ１１、格納タンクの流体に浸かっている体積をＬ１２、流体の総量をＬ１３としたとき、Ｌ１１＞Ｌ１２＋Ｌ１３、の関係が成り立つ構成とできる。
【００２６】
本発明に係るインク供給装置は、
画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、
前記インクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク供給部材と、
前記インク供給部材の前記インクタンク側のインク取入れ口に対する前記インクタンク内液面の高さを検知する液面高さ検知手段と、を備えている
構成とした。
【００２７】
ここで、前記インク供給部材にはインク供給経路を開閉する開閉弁が設けられ、前記液面高さ検知手段が所定の液面高さ以下になったときに前記開閉弁が閉じられる構成とできる。
【００２８】
また、前記液面高さ検知手段は、前記インク供給部材の取入れ口部側周囲に対向配置された少なくとも２つの電極を有している構成とできる。
【００２９】
また、前記タンク収容手段は、前記インクタンクを、粘性を有する流体に浮かべた状態で収容する構成とできる。
【００３０】
また、前記タンク収容手段は、前記インクタンクを格納した格納タンクを流体に浮かべた状態で収容する構成とできる。
【００３１】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るインク供給装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るインク供給装置、本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、このインクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段とを備えている構成としたので、装置の構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになる。
【００３３】
本発明に係るインク供給装置、本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、このインクタンクを粘性を有する粘性流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段とを備えている構成としたので、装置の構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになり、更に粘性流体を用いることでインクタンクの振動を減衰させることができて外乱に対する信頼性を向上できる。
【００３４】
本発明に係るインク供給装置、本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、このインクタンクを格納した格納タンクと、格納タンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段とを備え、インクタンクの少なくとも一部は変形可能な部材で形成されている構成としたので、装置の構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになり、更に液面低下による空気や気泡の混入を低減し、信頼性を向上できる。
【００３５】
本発明に係るインク供給装置によれば、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、インクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給部材と、インク供給部材のインクタンク側のインク取入れ口に対するインクタンク内液面の高さを検知する液面高さ検知手段と、を備えている構成としたので、装置の構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになり、更にインクタンク内の液面低下によってインク供給部材の取入れ口から空気や気泡が混入するおそれを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係るインク供給装置によってインクを供給する画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００３７】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００３８】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００３９】
また、キャリッジ３３には、各記録ヘッド３４ａ、３４ｂに対応してインクの圧力変動を吸収するためのバッファタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「バッファタンク３５」という。）を搭載している。このバッファタンク３５には、各色の供給チューブ３６を介して、後述する本発明に係るインク供給装置から各色のインクが供給される。
【００４０】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００４１】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００４２】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００４３】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００４４】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００４５】
さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などとを備えている。
【００４６】
また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００４７】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００４８】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００４９】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００５０】
そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００５１】
次に、本発明に係るインク供給装置の第１実施形態について図３を参照して説明する。なお、図３は同実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である。
インク供給装置１０１は、記録ヘッド３４に供給するインクを貯留するインクタンク１０２と、このインクタンク１０２を流体１０３に浮かべた状態で収容するタンク収容手段であるタンク収容容器１０４とを備え、インクタンク１０２内のインク１００を、インク供給部材である供給チューブ３６を介してバッファタンク３５に供給する。
【００５２】
このインク供給装置１０１は、タンク収容容器１０４は記録ヘッド３４の吐出口（ノズル）３４Ｎを形成した面の高さ位置とインクタンク１０２のインク１００の液面高さとの間に水頭差が生じるように配置されている。
【００５３】
また、インクタンク１０２の上端は流体１０３の液面よりも常に上方に位置しているようにしている。これにより、インクタンク１０２が完全に水没したときの高さ調節機能喪失やタンク１０２上部からの流体１０３の流入を防止して、安定したインク供給を行うことができる。
【００５４】
また、タンク収容容器１０４内に収納している流体１０３としては特に限定されるものではないが、水、あるいは、オイルなどを用いることができる。流体１０３として、水を用いることで、供給装置全体が安価かつ容易に構成可能となり、更にメンテナンスも容易になる。また、流体１０３として、水よりも蒸発量が少ない流体を用いることで、装置全体を常に密閉しない場合でも蒸発による液面の低下を抑え、信頼性を向上できる。また、流体１０３として、比重の大きい流体を使用することで、タンク収容容器に必要となる流体量を低減し、省スペース化が可能となる。また、流体１０３として、オイルを使用することで、メンテナンスが容易になる。
【００５５】
このように構成したインク供給装置１０１においては、インクタンク１０２内のインク１００の残量に応じてインクタンク１０２の高さが調節されるので、インク１００の液面高さはほぼ一定に保たれる。インク１００の液面高さがほぼ一定に保たれることで、水頭差がほぼ一定に保たれ、インク１００の供給量が安定し、更に供給チューブ３６を通じて接続されている記録ヘッド３４では圧力変動が低減され、吐出安定性が向上する。
【００５６】
この場合、インクタンク１０２が流体１０３に浮かんでいることで機械的な可動機構がなくなるため、使用期間、頻度、環境による可動部分の劣化という問題が発生しない。また、インクタンク１０２を流体１０３に浮かべたときに発生する浮力を利用し、インクタンク１０２の高さがタンク１０２内のインク１００の量に応じて調節されることで、高さ調節部に可動機構がなくなるため、使用期間、頻度、環境に対する劣化防止、構造の簡単化、低コスト化、省スペース化が可能となる。
【００５７】
このように、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、このインクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段とを備えることで、機械的な可動部分がなくなり、構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになる。
【００５８】
なお、上記画像形成装置では記録ヘッドとインクタンクとの間にバッファタンクを介在させているが、インクタンクと記録ヘッドとを直接接続する構成とすることもできる。以下の実施形態でも同様である。
【００５９】
次に、本発明に係るインク供給装置の第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４は同実施形態の要部模式的説明図である。
ここでは、インクを貯留するインクタンク１０２を密閉構造とするとともに、このインクタンク１０２を流体１０３に浮かべた状態で収容するタンク収容容器１０４も密閉構造としている。なお、密閉構造とは、蓋部材によって開閉可能な構造を含む意味である。
【００６０】
そして、インクタンク１０２にはタンク収容容器１０４よりも外部に通じる大気開放路１０５を設け、この大気開放路１０５を開閉する大気開放弁１０６を備えている。
【００６１】
このように、インクタンク１０２を密閉構造とすることでタンク収容容器１０４内の流体１０３がインクタンク１０２内に侵入することが防止され、また、タンク収容容器１０４を密閉構造とすることで流体１０３が蒸発することが抑制される。そして、インクタンク１０２が密閉されることで、インク消費に伴ってインクタンク１０２内に負圧が生じるので、大気開放弁１０６を開放してインクタンク１０２内の負圧をリセットする（大気開放する）ことができて、安定した供給を維持することができる。
【００６２】
次に、本発明に係るインク供給装置の第３実施形態について図５を参照して説明する。なお、図５は同実施形態の要部模式的説明図である。
ここでは、上記第４実施形態において、タンク収容容器１０４内にインクタンク１０２の動き（上下方向以外の動き）を規制する規制手段であるガイド部材１０７を設けている。
【００６３】
例えばインク供給装置１０１全体に振動や衝撃が加わった場合、或いはインクタンク１０２の高さが極端に上昇した場合にインクタンク１０２が転覆や横転をするおそれがある。これに対し、ガイド部材１０７によってインクタンク１０２の位置及び運動方向を規制することで、このようの転覆や横転を防止でき、安定した供給を行うことができる。
【００６４】
次に、本発明に係るインク供給装置におけるインクタンクの容積、収容するインク総量、タンク収容容器の容積の関係について説明する。
例えば前記第３実施形態の構成において、図６に示すように、インクタンク１０２が流体１０３中に完全に水没してしまった場合、水没量に関わらずインクタンク１０２の浮力は一定となるため、インクタンク高さ調節機能が喪失する。また、インク１００の量及びインクタンク１０２の容積に対して、タンク収容容器１０４の高さが十分でなかった場合、タンク収容容器１０４から流体１０３が溢れる可能性がある。したがって、インクタンク１０２が水没せず、タンク収容容器１０４から流体１０３が溢れ出さないための構成を備えることが好ましい。
【００６５】
そこで、インクタンク１０２に対するインク１００の充填量をインクタンク１０２の容量の６０％程度とすることが好ましい。これにより、インクタンク１０２が水没せず、インクタンク高さ調節機能が喪失することが防止される。
【００６６】
また、タンク収容容器１０４の容積をＬ１、インク１００の総量をＬ２、インクタンク１０２の容積をＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２＋Ｌ３、の関係が成り立つようにして、タンク収容容器１０４上部まで流体１０３の液面が上がらないようにしている。これにより、タンク収容容器１０４からの流体１０３の溢れを回避している。
【００６７】
次に、本発明に係るインク供給装置の第４実施形態について図７を参照して説明する。なお、図７は同実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である
ここでは、前記第１実施形態におけるインクタンク１０２を浮かべる流体として粘性を有する粘性流体２０３を使用している。
【００６８】
これにより、インク供給装置自体が振動するような外乱が加わった場合であっても、インクタンク１０２を浮かべる流体が粘性流体２０３であることで、粘性流体２０３が振動に対する抵抗となるダンパ効果によってインクタンク１０２内のインク１００の液面振動を抑制することができる。インクタンク１０２内のインク１００の液面振動を抑制することで、インク供給装置に外乱が加わった場合であっても、供給チューブ３６を通じて接続されている記録ヘッド３４での圧力変動を最小限に抑えることができる。
【００６９】
このように、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、このインクタンクを粘性を有する粘性流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段とを備えている構成とすることで、装置の構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになり、更に粘性流体を用いることでインクタンクの振動を減衰させることができて外乱に対する信頼性を向上できる。なお、ここでは前記第１実施形態の流体を粘性流体としている例で説明しているが、前記第２、第３実施形態の流体を粘性流体とすることもできる。
【００７０】
次に、本発明に係るインク供給装置の第５実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態の要部模式的説明図である
ここでは、前記第４実施形態において、インクタンク１０２内のインク１００の液面高さを検知する複数本（この例では２本）の検知電極２０９をインクタンク１０２に備えている。
【００７１】
このように、検知電極２０９の検知結果によってインクタンク１０２内のインク残量を管理している場合、インク供給装置に外乱が加わったときに残量検知が不正確になるおそれがあるので、粘性流体２０３によってインク１００の液面振動を抑制することで残量検知への影響を最小限に抑えることができる。
【００７２】
次に、本発明に係るインク供給装置の第６実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の要部模式的説明図である
ここでは、前記第５実施形態において、粘性流体２０３の粘度を測定する（検出する）粘度検出手段である粘度センサ２１０と、粘性流体２０３の温度を検出する温度検出手段と温度を調節する温度調節手段である温度センサ兼熱源２１１を備えている。なお、粘度の検出と温度の検出はいずれか一方でもよい。また、粘度センサ２１０は羽根２１０ａを矢示方向に回転するときの負荷から粘度を測定する。
【００７３】
そして、これらの粘度センサ２１０及び温度センサ兼熱源２１１によって検出した粘性流体２０３の粘度、温度に基づいて、温度センサ兼熱源２１１を駆動制御して粘性流体２０３の粘度を制御する。これにより、環境変動によるダンパ性能への影響を最小限に抑えることができる。
【００７４】
なお、ここでは、粘性流体２０３を用いることでインクタンク１０２の振動を抑制するダンパ手段としているが、別途インクタンクの振動を減衰させるダンパ手段を備えることもできる。ただし、この場合にはインクタンクの浮力による上下動を妨げないダンパ手段とする必要がある。また、前記第２、第３実施形態と同様な構成とすることもできる。
【００７５】
次に、本発明に係るインク供給装置の第７実施形態について図１０を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である。
インク供給装置３０１は、記録ヘッド３４に供給するインクを貯留するインクタンク３０２と、このインクタンク３０２を交換可能に格納した格納タンク３０５と、この格納タンク３０５を前述した水、オイル、粘性流体などの流体３０３に浮かべた状態で収容するタンク収容手段であるタンク収容容器３０４とを備え、インクタンク３０２内のインク１００を、インク供給部材である供給チューブ３６を介してバッファタンク３５に供給する。ここで、インクタンク３０２は少なくとも一部が変形可能な可とう性部材によって形成されている。
【００７６】
このインク供給装置３０１では、タンク収容容器３０４は記録ヘッド３４の吐出口（ノズル）３４Ｎを形成した面の高さ位置とインクタンク３０２のインク１００の液面高さとの間に水頭差が生じるように配置されている。
【００７７】
また、格納タンク３０５の上端は流体３０３の液面よりも常に上方に位置しているようにしている。これにより、格納タンク３０２が完全に水没したときの高さ調節機能喪失やタンク３０５上部からの流体３０３の流入を防止して、安定したインク供給を行うことができる。
【００７８】
このように構成したので、インクタンク３０２は可とう性部材によって構成されるため、インク１００の残量に応じて、格納タンク３０５に対する液面高さは変化するが、格納タンク３０５の総重量の変化に応じて、流体３０３との浮力の釣り合いによって格納タンク３０５の高さが調節されるので、インク１００の液面高さはほぼ一定に保たれる。インク１００の液面高さがほぼ一定に保たれることでインク１００の供給量が安定し、さらに供給チューブ３６を通じて接続されている記録ヘッド３４では圧力変動が低減されるため、吐出安定性が向上する。
【００７９】
この実施形態では、前記第１ないし第６実施形態のようにインクタンクを直接流体に浮かべる構成に比べて、次のような利点がある。
つまり、インクタンクを直接流体に浮かべる構成にあっては、インク消費に伴いインクタンク内の液面が下がるため、空気や気泡をインクと共に供給するおそれが高まる。また、インクタンクが密閉容器の場合、上述したように大気開放機構が不可欠となる。また、インクタンクのインク消費後、インクの補充作業が発生し、その作業時に気泡が発生又は混入するおそれ、異物混入・揮発・蒸発によるインク品質が低下するおそれがあり、更にインク補充時のユーザメンテナンス性が良好でないという問題が残っている。
【００８０】
そこで、インクタンクを格納タンクに格納して、格納タンクを流体に浮かべるように構成することで、インクタンクだけを交換することができるようになり、インク消費後のメンテナンス性が向上し、交換作業によるインク品質の低下などを防止することができる。
【００８１】
次に、本発明に係るインク供給装置の第８実施形態について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態の要部模式的説明図である
ここでは、上記第７実施形態において、タンク収容容器３０４内に格納タンク３０５の動き（上下方向以外の動き）を規制する規制手段であるガイド部材３０７を設けている。
【００８２】
例えばインク供給装置１０１全体に振動や衝撃が加わった場合、或いは格納タンク３０５の高さが極端に上昇した場合に格納タンク３０５が転覆や横転をするおそれがある。これに対し、ガイド部材３０７によって格納タンク３０５の位置及び運動方向を規制することで、このようの転覆や横転を防止でき、安定した供給を行うことができる。
【００８３】
次に、上記第７及び第８実施形態に係るインク供給装置におけるタンク収容容器の容積、格納タンクの水没量（流体に浸かっている体積）、流体総量の関係について説明する。
インク１００の量及び格納タンク３０５の容積に対して、タンク収容容器３０４の高さが十分でなかった場合、タンク収容容器３０４から流体３０３が溢れる可能性がある。このため、タンク収容容器３０４から流体３０３が溢れ出さないようにする必要がある。
【００８４】
そこで、タンク収容容器３０４の容積をＬ１１、格納タンク３０５の流体３０３に浸かっている体積をＬ１２、流体３０３の総量をＬ３としたとき、Ｌ１１＞Ｌ１２＋Ｌ１３、の関係が成り立つようにしている。
【００８５】
これにより、タンク収容容器３０４上部まで流体３０３の液面が上がらないようになり、タンク収容容器３０４からの流体３０３の溢れを回避している。
【００８６】
次に、本発明に係るインク供給装置の第９実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である
ここでは、前記第４実施形態において、インク供給部材である供給チューブ３６のインクタンク１０２側のインク取入れ口５０１に対するインクタンク１０２内のインク液面高さを検知するため、取入れ口部５０２の周囲に２つの電極５１０ａ、５１０ｂを対向配置して構成した液面高さ検知手段を備えている。なお、ここでは第４実施形態に適用した例で説明しているが、前述したその他の実施形態について同様に適用することができる（以下の実施形態も同様である。）。
【００８７】
この液面高さ検知手段は、２つの電極５１０ａ及び５１０ｂがインク１００に接触しているときと、少なくともいずれか一方の電極がインク１００に接触しないときとでは、両電極５１０ａ、５１０ｂ間の抵抗値が変化することによって、供給チューブ３６の取入れ口５０１に対するインクタンク１０２内のインク１００の液面高さが所定高さ以下になったことを検知する。
【００８８】
このように、液面検知高さ検知手段を備えることで供給チューブ３６の取入れ口５０１に対するインクタンク１０２内の液面高さが一定以上確保されているか否かを判別することができ、供給チューブ３６の取入れ口５０１から空気や気泡が混入することを防止できる。
【００８９】
つまり、図１３（ａ）に示すように液面高さ検知手段がない場合、インク１００を消費したとき、供給先に対するインク１００の水頭差は一定に保たれるが、インクタンク１０２に対してはインク１００の液面高さは低下する。このとき、供給チューブ３６の取入れ口５０１に対する液面高さも低下するため、図１３（ｂ）に示すように、インクタンク１０２が外乱による振動や傾きが発生したときに、取入れ口５０１に対するインク１００の液面高さが一時的（或いは瞬間的）に著しく低下し、取入れ口５０１から空気や気泡の混入を招くおそれがある。
【００９０】
これに対し、図１４（ａ）に示すように液面高さ検知手段を備えることで、図１４（ｂ）に示すように、インクタンク１０２が外乱による振動や傾きが発生して、インク１００が例えば一方の電極５１０ａに接触しなくなると、両電極５１０ａ、５１０ｂ間の抵抗値が変化するので、供給チューブ３６の取入れ口５０１に対するインク１００の液面高さが所定高さ以下に低下したことが検知される。
【００９１】
ここで、所定の高さをインクタンク１０２内のインク１００の液面が一時的に傾いても取入れ口５０１から空気や気泡が混入しないに高さに設定しておけば、所定高さ以下になったことが検知されたときにはインクタンク１０２を交換するように警告を表示などで通知することができる。
【００９２】
このように、画像形成装置の記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクと、インクタンクを流体に浮かべた状態で収容するタンク収容手段と、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給部材と、インク供給部材のインクタンク側のインク取入れ口に対するインクタンク内液面の高さを検知する液面高さ検知手段とを備えていることで、装置の構成が簡単になるとともに、経時的劣化が少なくなり、長期にわたり安定して、記録ヘッドとの水頭差を維持しつつインクを供給できるようになり、更にインクタンク内の液面低下によってインク供給部材の取入れ口から空気や気泡が混入するおそれを低減することができ、信頼性の高いインク供給を行うことができる。
【００９３】
次に、本発明に係るインク供給装置の第１０実施形態について図１５を参照して説明する。なお、図１５は同実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である
ここでは、上記第９実施形態において、供給チューブ３６で構成されるインクタンク１０２から記録ヘッド側（この例ではバッファタンク３５）までのインク供給経路内に、供給経路を開閉する開閉弁５２０を設けている。そして、弁開閉制御手段５２１は、電極５１０ａ、５１０ｂ間の抵抗値変化から供給チューブ３６の取入れ口５０１に対するインク１００の液面高さが所定高さ以下になったことを検知したときには、開閉弁５２０を駆動して供給経路を閉じるように制御する。
【００９４】
これにより、例えば瞬間的に大きな外乱が生じた場合に、検知が間に合わないで供給チューブ３６の取入れ口５０１がインク１００内から外れることが考えられるが、この場合でも、供給経路中の開閉弁５２０で供給経路を遮断することができて、空気などが記録ヘッド３４側に送られることを防止できるようになり、装置全体の信頼性をより向上させることができる。
【００９５】
次に、本発明に係るインク供給装置の第１１実施形態について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態の要部拡大模式的説明図、図１７は同実施形態の作用説明に供する説明図である。
ここでは、インク供給部材である供給チューブ３６に、電極５１０ａと、高さ位置の異なる３つの電極５１０ｂ１、５１０ｂ２、５１０ｂ３とを設けている。なお、電極５１０ａと電極５１０ｂ２、５１ｂ３とは対面して対向するものではないが、これらの電極５１０ａと電極５１０ｂ２、５１ｂ３の関係も本発明における「対向配置」である。
【００９６】
したがって、電極５１０ａと電極５１０ｂ１、５１０ｂ２、５１０ｂ３との間の抵抗値変化を検出することで、供給チューブ３６の取入れ口５０１に対するインク１００の液面高さを段階的（ここでは、３段階の高さ）に検知することができる。例えば、図１６に示す状態では、電極５０１ｂ２の高さにあるが、この液面高さでインクタンク１０２が傾いたときに例えば図１７に示すように電極５０１ｂ２の高さ以下になることを検知できる。
【００９７】
これにより、液面の変動の度合いに応じた必要最小限な開閉弁の開閉制御をすることができ、インク供給装置に外乱が生じた場合の画像形成装置本体動作への影響を最小限とすることができるようになる。
【００９８】
なお、上記実施形態においては画像形成装置がシリアル型画像形成装置である例で説明しているが、ライン型画像形成装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係るインク供給装置でインクが供給される画像形成装置の一例を示す全体構成説明図である。
【図２】同じく要部平面説明図である。
【図３】本発明に係るインク供給装置の第１実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である。
【図４】本発明に係るインク供給装置の第２実施形態の要部を説明する要部模式的説明図である。
【図５】本発明に係るインク供給装置の第３実施形態の要部を説明する要部模式的説明図である。
【図６】インクタンクが完全に水没した状態の説明に供する模式的説明図である。
【図７】本発明に係るインク供給装置の第４実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である。
【図８】本発明に係るインク供給装置の第５実施形態の要部を説明する要部模式的説明図である。
【図９】本発明に係るインク供給装置の第６実施形態の要部を説明する要部模式的説明図である。
【図１０】本発明に係るインク供給装置の第７実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である。
【図１１】本発明に係るインク供給装置の第８実施形態の要部を説明する要部模式的説明図である。
【図１２】本発明に係るインク供給装置の第９実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である。
【図１３】比較例の説明に供する要部模式的説明図である。
【図１４】同実施形態の作用説明に供する要部模式的説明図である。
【図１５】本発明に係るインク供給装置の第１０実施形態の全体構成を説明する模式的説明図である
【図１６】本発明に係るインク供給装置の第１１実施形態の要部を説明する要部模式的説明図である
【図１７】同実施形態の作用説明に供する要部模式的説明図である
【符号の説明】
【０１００】
３４…記録ヘッド
３５…バッファタンク
１００…インク
１０１…インク供給装置
１０２…インクタンク
１０３…流体
１０４…タンク収容容器
２０３…粘性流体
３０１…インク供給装置
３０２…インクタンク
３０３…流体
３０４…タンク収容容器
３０５…格納タンク
５０１…取入れ口
５１０ａ、５１０ｂ…電極（液面高さ検知手段）
【図１】
2009045930.tif 000003
【図２】
2009045930.tif 000004
【図３】
2009045930.tif 000005
【図４】
2009045930.tif 000006
【図５】
2009045930.tif 000007
【図６】
2009045930.tif 000008
【図７】
2009045930.tif 000009
【図８】
2009045930.tif 000010
【図９】
2009045930.tif 000011
【図１０】
2009045930.tif 000012
【図１１】
2009045930.tif 000013
【図１２】
2009045930.tif 000014
【図１３】
2009045930.tif 000015
【図１４】
2009045930.tif 000016
【図１５】
2009045930.tif 000017
【図１６】
2009045930.tif 000018
【図１７】
2009045930.tif 000019