JP2001125384A

JP2001125384A - インク補充装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2001125384A
Application number: JP30876999A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yasutomi; 英雄保富
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置における現像装置のインク室の
液面を一定に保つとともに、インク中に気泡が混入する
ことなくインク室にインクを補充するインク補充装置を
提供する。【解決手段】インク補充装置は、（ａ）インク１４を
収容し、少なくとも一部が変形可能なインクタンク３９
と、（ｂ）現像装置１６のインク室３０のインク１４と
インクタンク３９内のインク１４とを液面下で接続する
接続手段３４と、（ｃ）少なくとも一部のインクタンク
３９を押圧して変形するためのインクタンク変形手段６
０と、（ｄ）インクタンク３９内のインク液面の高さを
検出するセンサ７０と、（ｅ）センサ７０の検出量に基
づいて、インクタンク変形手段６０を駆動することによ
りインクタンク３９内の容積を変化させ、これによりイ
ンクタンク３９内のインク１４の液面を一定に保つ駆動
装置６２、６４、６６、６８と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に画像
情報に応じた潜像を形成し、この潜像画像を液体インク
で現像し、このインク画像を記録媒体に転写する画像形
成装置において、現像装置のインク室にインクを補充す
るためのインク補充装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の粉体（トナー色材）を利用した電
子写真方式による画像形成装置では、トナーを加熱して
記録媒体に定着させる工程を有しており、この定着工程
に多くのエネルギを消費する不都合を有していた。ま
た、従来の電子写真方式では、チャージャーによる帯
電、転写（や除電）工程が必要で、このため、多量のオ
ゾン、窒素酸化物など有害ガスが発生する問題もあっ
た。そこで、ＯＡ用途では、省エネルギ、高安全性、高
速記録が望まれており、特に定着工程を用いず、さらに
発生ガスのない、環境に優しい記録方式の出現が望まれ
ている。このため、近年において、画像形成装置に使用
される色材として、定着工程とチャージングの必要のな
い液体インク、特に液体インクの中でも環境面で水性イ
ンクが注目されている。

【０００３】図７は、濡れ潜像（インクに対する親水／
疎水性を利用した潜像）を利用した画像形成装置の一例
を示す。画像形成装置１は像担持体２を有し、この像担
持体２は、中空の円筒基体４と、この基体４の外周に設
けた光異性化層６とを有する。また、像担持体２は、図
示しないモータにより矢印８の方向に回転駆動可能にな
っている。像担持体２の周りには、像担持体２の回転方
向８に沿って、画像情報に応じて選択的に像担持体２に
紫外光１０を照射し、これにより像担持体２（光異性化
層６）上に潜像を形成する露光装置１２と、像担持体２
に水性インク１４を供給し、これにより潜像を顕像化す
る現像装置１６と、像担持体２に付着したインク１４を
記録媒体１８に転写する転写ローラ２０と、転写後に像
担持体２上に残ったインク１４を除去するクリーニング
装置２２と、イレース光として可視光を照射することに
より像担持体２上の潜像を消去する潜像除去装置（例え
ばイレースランプ）２４とが順次配設されている。

【０００４】転写ローラ２０はまた、図示しない給紙ト
レイから送られてきた記録媒体１８を像担持体２との間
に挟持しながら矢印方向に回転駆動することにより、記
録媒体１８を矢印２５方向下流側に搬送する。なお、記
録媒体１８に付着したインク１４は記録媒体１８と共に
図示しない定着手段に運ばれ、そこで、乾燥されるとと
もに記録媒体１８上に定着され、続いて、記録媒体１８
は図示しない排出トレイに送り出されるようになってい
る。なお、定着手段は、記録媒体１８に対するインク１
４の定着性がよい場合は必ずしも用いなくてもよい。

【０００５】クリーニング装置２２は、先端を像担持体
２の表面に当接させたクリーニングブレード２６と、ク
リーニングブレード２６により像担持体２表面から除去
したインク１４、紙粉、ゴミなどを回収する回収容器２
８とを有する。

【０００６】現像装置１６は、インク１４を収容するイ
ンク室３０と、像担持体２と当接し、図示しないモータ
により矢印の方向に回転駆動可能な現像ローラ３２と、
現像ローラ３２に当接した規制ブレード３３とを有し、
現像ローラ３２の一部がインク液面より下に位置するよ
うになっている。したがって、現像ローラ３２を回転さ
せると、インク１４は、現像ローラ３２上に担持されな
がら汲み上げられ、規制ブレード３３において均一な薄
層にされ、像担持体２との対向領域に到達し、像担持体
２の潜像部分に付着する。

【０００７】インク室３０には、インク供給管３４及び
ポンプ３６を介してインクタンク３８が連結されてお
り、現像用に消費されたインク１４を補充するため、必
要に応じて、ポンプ３６により、インクタンク３８から
インク室３０にインク１４が供給される。

【０００８】次に、このように構成された画像形成装置
の画像作成動作を説明する。まず、矢印８方向に回転駆
動される像担持体２に対し、画像情報に基づいて、露光
装置１２により光１０を選択的に照射する。その結果、
光異性化層６には選択的に潜像が形成される（この潜像
部分が親水性を有し、残りの部分は疎水性を維持す
る。）。その後、像担持体２の現像装置１６との対向部
において、潜像部分に対しインク１４が付着し、インク
画像を形成する。このインク画像は、像担持体２の回転
に従って転写ローラ２０との対向部に移動し、記録媒体
１８に転写される。

【０００９】転写ローラ２０との対向部で記録媒体１８
に転写されなかった残留インク１４は、クリーニング装
置２２において除去される。また、像担持体２の光異性
化層６における潜像部分は、潜像除去装置２４により照
射されたイレース光により消去される（光異性化層６全
体が疎水性に戻る。）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た画像形成装置においては、インク１４をインクタンク
３８から補充するために、ポンプ３６によるインク加圧
を行う際に、インク内に気泡が発生することが避けられ
ない。このため、現像ローラ３２によりインク１４を汲
み上げる際に気泡が現像ローラ３２表面に付着する可能
性がある。気泡が付着した現像ローラ部分は、他の現像
ローラ部分に比べてインク１４の付着量が少ないため、
規制ブレード３３により現像ローラ３２表面に形成され
たインク薄層において、膜厚のむらが生じる。この膜厚
のむらは、像担持体２に転写されるインク量のむら、さ
らにはこのインクにより形成される画像のむらとなって
表れる（気泡部分に対応した画像部分は、他よりインク
量の少ない白斑点になる。）。また、現像ローラ３２上
で気泡がはじけ、これが画像ノイズとして表れる問題も
考えられる。

【００１１】さらにまた、現像によりインク１４が消費
されるにしたがって、インク室３０内のインク液面が低
下するために、このインク液面から像担持体２との対向
部にインク１４が到達するまでの距離・時間が長くな
る。その結果、現像ローラ３２上に形成されるインク薄
層の膜厚が一定とならず、またインクの乾燥時間のばら
つきによりインクの組成が変化するため、画質が変化す
る。

【００１２】そこで、本発明は、現像装置のインク室の
液面を一定に保つとともに、インク中に気泡が混入する
ことなくインク室にインクを補充するインク補充装置、
及び該インク補充装置を組み入れた画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るインク補充装置は、画像形成装置に
おける現像装置のインク室に対し液体インクを補充する
インク補充装置であって、インクを収容するインクタン
クと、インク室のインクとインクタンク内のインクとを
液面下で接続する接続手段と、インクタンク内のインク
液面を一定に保つ制御手段とを有することを特徴とす
る。

【００１４】請求項２に係るインク補充装置は、請求項
１のインク補充装置において、上記制御手段は、インク
タンク内のインク液面の高さを検出するセンサと、少な
くとも一部がインクタンク内のインク液面の下側に位置
し、インクタンクに対し所定方向に移動可能な部材と、
センサの検出量に基づいて、上記部材を上記所定の方向
に移動することによりインクタンク内のインクを変化さ
せ、これによりインクの液面を一定に保つ駆動装置と、
を有することを特徴とする。

【００１５】請求項３に係るインク補充装置は、請求項
２のインク補充装置において、上記部材がピストン部材
であることを特徴とする。

【００１６】請求項４に係るインク補充装置は、請求項
１のインク補充装置において、上記制御手段は、インク
タンク内のインク液面の高さを検出するセンサと、少な
くとも一部がインクタンク内のインク液面の下側に位置
し、膨張可能な風船状部材と、センサの検出量に基づい
て、風船状部材を膨張させることによりインクタンク内
のインクを変化させ、これによりインクの液面を一定に
保つ駆動装置と、を有することを特徴とする。

【００１７】請求項５に係るインク補充装置は、画像形
成装置における現像装置のインク室に対し液体インクを
補充するインク補充装置であって、インクを収容し、少
なくとも一部が変形可能なインクタンクと、インク室の
インクとインクタンク内のインクとを液面下で接続する
接続手段と、上記少なくとも一部のインクタンクを押圧
して変形するためのインクタンク変形手段と、インクタ
ンク内のインク液面の高さを検出するセンサと、センサ
の検出量に基づいて、インクタンク変形手段を駆動する
ことによりインクタンク内のインクを変化させ、これに
よりインクタンク内のインクの液面を一定に保つ駆動装
置と、を有することを特徴とする。

【００１８】請求項６に係る画像形成装置は、画像情報
に応じた潜像を像担持体上に形成し、インクを現像装置
から像担持体に供給し、これにより潜像画像を現像して
インク画像を形成し、該インク画像をシートに転写する
画像形成装置において、現像装置がインク室を有し、こ
のインク室のインクを補充するために、請求項１〜５の
いずれかのインク補充装置が用いられることを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、添付図
面を参照して本発明に係るインク補充装置の好適な実施
の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係るインク補充装置を利用した画像形成装置１’の概略
構成を示す。この画像形成装置１’は図７の画像形成装
置に類似しており、インクタンク３９の構成及びインク
タンク３９からインク室３０にインク１４を供給する機
構、すなわちインク補充装置のみが図７の画像形成装置
と相違する。したがって、その他に関しては、同一の部
分、部材には同一の符号を付し説明は省略する。

【００２０】図２（ｂ）に最もよく示されるように、イ
ンクタンク３９は、比較的厚く（例えば厚さ２．５ｍ
ｍ）変形しにくい支持部４０と、薄膜（例えば厚さ約１
ｍｍ）の例えばポリエチレン樹脂（分子量４０万程度）
等からなり変形が容易な変形部４２とを接合して形成さ
れる。支持部４０は、中央に開口部を設けた円形のプレ
ート４４と、プレート４４の周縁部からプレート４４に
略垂直な方向（鉛直方向上向き）に伸びた環状部４６
と、プレート４４の中央から環状部４６とは逆方向（鉛
直方向下向き）に伸びた円管４８とを有する。。なお、
プレート４４、環状部４６及び円管４８は、一体成形し
てもよい。円管４８は、インク供給管３４と連結するた
めの連結部（図示しない）を端部に有する。この連結部
は、インク供給管３４との連結・非連結に連動して開閉
する機構（例えば開閉蓋）を備え、これによりインクタ
ンク３９が交換可能になっている（上記開閉機構は、イ
ンク供給管３４側に設けてもよい。）。

【００２１】変形部４２は、支持部４０の環状部４６の
鉛直方向周縁部５０から上に伸びた側部５２と、球面状
の上部５４とからなる。上部５４の側部近傍には、図２
（ｃ）に示すように微小な大気接続口５６が設けてあ
り、インクタンク３９を画像形成装置本体に装着後、上
部５４の表面に貼り付けておいたシールを剥がすことに
より、インクタンク３９内が大気と連通するようになっ
ている。なお、大気接続口５６は図に示すように蛇行し
ているが、これはインク１４の蒸発を防止するためであ
る。

【００２２】図２（ａ）に示すように、インクタンク３
９の上方には、インクタンク３９と僅かな間隔をあけて
又はインクタンク３９と接して、鉛直方向下向きに断面
積が小さくなった半円錐形のピストン６０が、図１に示
すように該ピストン６０の中心軸がインクタンク３９の
中心軸と僅かにオフセットするように設けてある。ピス
トン６０の上面のほぼ中央には、ロープ６２が連結さ
れ、このロープ６２がプーリ６４に懸架されている。プ
ーリ６４は、水平方向に伸びた軸６６を介してモータ６
８（例えばステッピングモータ）に連結されており、そ
の結果、モータ６８の回転とともにプーリ６４も回転
し、これにより、ピストン６０が鉛直方向下向きに降下
し、ピストン６０がインクタンク３９の変形部４２を押
圧して変形するようになっている。

【００２３】インクタンク３９の近くには、インクタン
ク３９内のインク１４の液面の高さを測定するセンサ７
０（例えば、液面での圧力（大気圧）と液面下のいずれ
かの位置（基準位置）での圧力との差から、基準位置か
ら液面までの高さを検出する圧力センサ）が設けてあ
る。センサ７０は、モータ６８の回転を制御するコント
ローラ７２に接続され、これにより、インク１４が現像
用に消費されてインクタンク３９内のインク液面が所定
の位置より下がっている場合に、インク液面の低下量に
基づいてモータ６８を回転させピストン６２を降下させ
てインクタンク３９の容積を減少させ、その結果、イン
クタンク３９内のインク１４を収容する容積が変化し
て、インク液面が所定の位置に戻るようになっている。

【００２４】インク供給管３４には、インク１４の流量
を自動的に絞り込み制御するバルブ７４が設けてあり、
これにより、ピストン６０を降下させたときに現像装置
１６のインク室３０に一気にインク１４が流入して、乱
流が生じないようになっている。インク室３０に一気に
インク１４が流入するのを防止するために、バルブ７４
を設ける代わりに、インク供給管３４を、その断面積が
インクタンク３９側より現像装置１６側の方で小さくな
るように構成してもよいが、流量を調整できる点でバル
ブ７４が好適である。

【００２５】画像形成装置１’の画像作成動作は、図７
の画像形成装置１と同じであるので繰り返しは説明しな
い。しかしながら、画像形成装置１’では、画像作成に
先立ってあるいは画像作成の直前に、センサ７０により
インクタンク３９内のインク液面の低下量を検出する。
そこで、インク液面が所定の位置にある場合、そのまま
画像作成を行う。また、インク液面が所定の位置より下
にある場合（したがって、現像装置１６のインク室３０
内の液面も所定の位置より下にある。）液面の低下量に
基づいてモータ６８を駆動しピストン６０を降下させ、
インク１４の減少分だけインクタンク３９の容積を減少
させ、これにより、インクタンク３９内のインク１４の
容積が変化して、インク液面が所定の位置に戻る。その
結果、画像作成の際には常に、現像装置１６のインク室
３０内の液面が一定に保たれていることになる。

【００２６】なお、図１に示すようにピストン６０の中
心軸がインクタンク３９の中心軸と僅かにオフセットす
るようにしたのは、ピストン６０が降下してインクタン
ク３９を変形させる際に、インクタンク３９に設けた大
気接続口５６の近傍が変形しないようにするためであ
る。したがって、大気接続口５６の配置場所によって
は、ピストン６０の中心軸とインクタンク３９の中心軸
が同軸上に位置するように両者を配置してもよい。

【００２７】また、インクタンク３９及びピストン６０
の形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、液
面の低下量に応じてインクタンクの容積を容易に変える
ことができればどのようなものでもよい。

【００２８】さらに、インクタンク３９を変形させる部
材は、ピストン６０に限らずどのようなものでもよい。

【００２９】さらにまた、図１に示すようにインクタン
ク３９の一方側（図では上側）から変形させる必要はな
く、現像装置１６へのインク供給に影響を与えない範囲
であればどのような方向から変形してもよい（例えば、
インクタンク３９全体を小さくする。）。

【００３０】加えて、現像装置１６のインク室３０内
に、インク供給管３４から流入するインク１４を一旦堰
き止めて静止させるための部材７６を設けることによ
り、流入するインク１４によるインク液面の振動が防止
できる。その結果、所定のインク量を現像ローラ３２に
安定して供給できる。また、規制ブレード３３により現
像ローラ３２表面に形成されたインク薄層の膜厚、さら
には像担持体２に転写されるインク量が略一定となり、
むらのない良質の画像を得ることができる。

【００３１】なお、現像ローラ３２にゴミや異物（イン
クカスや紙粉など）が付着した場合は、インクタンク３
９からのインク供給と、インクタンク３９へのインク戻
し（これは、ピストン６０を上昇させることによりイン
クタンク３９をその弾性力に基づいて復元することで実
現できる。）とを繰り返すことで、現像ローラ３２をイ
ンク１４で洗浄し、その結果、画像ノイズが軽減でき
る。但し、流路にゴミを除去するためのフィルタを設け
ることが必要である。

【００３２】また、画像形成装置１’を長期間休止する
場合は、現像装置１６のインク室３０内のインク１４を
インクタンク３９に戻すことで、インク変質を防止でき
る。

【００３３】（光異性化層の構成）光異性化層６は、光
異性化材料を図３（ｂ）のように高分子中に分散させて
形成したり、光異性化材料を図３（ｃ）のように高分子
の主鎖や側鎖に結合させて形成してもよい。好適には、
図３（ｄ）のようにビーズ（微粒子）をさらに混入させ
る。その結果、光異性化層６の表面に微細な凹凸を形成
でき、光異性化層表面における光異性化材料の表面積が
増え、これにより、親水領域と非親水領域のコントラス
トが増加し、画像のエッジがさらに鮮明になる効果が得
られる。また、像担持体表面が凹凸化しているのでイン
クが表面から離れ易く、インククリーニング装置２２
（図１）によるインク除去がより容易になる効果もあ
る。なお、光異性化層６に用いられる光異性化材料とし
て、１種類のみ使用してもよいし、２種類以上を混合さ
せて使用してもよい。

【００３４】光異性化材料としては、（ａ）イオン解離
するトリフェニルメタン系色素、（ｂ）シス−トランス
異性化するアゾベンゼン系、インジゴ系またはスチルベ
ン系の化合物、（ｃ）ケト−エノール互変異性するアゾ
ヒドラゾン系化合物、（ｄ）開閉環反応する、ジアリー
ルエテン系、フルギド系、スピロピラン系またはスピロ
オキサジン系の化合物、（ｆ）光触媒反応により、親水
・疎水の可逆変化を起こす酸化チタン、酸化鉄、硫化カ
ドミウム、硫化モリブデン、酸化亜鉛、酸化バナジウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化タングステンが考えられる
が、これらに限定されるものではない。

【００３５】高分子（バインダー）としては、官能基の
光異性化が十分行えれば特に制限はないが、ポリスチレ
ン、ポリエチレン、ポリメタクリレート、セルロース、
ポリビニルブチラール、ポリエステル、フェノキシ樹
脂、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリカーボネー
トなどが考えられ、これらのものを単独であるいは組み
合わせて（混合、共重合など）用いることができる。

【００３６】（実験）本発明者は、図１に示すような画
像形成装置を用いて画像作成を行った。

【００３７】像担持体は、アルミニウムからなる基体
（厚さ２ｍｍ）の外部に光異性化層（平均膜厚約６μ
ｍ）をディップコートして作成した。また、光異性化層
において、光異性化材料と高分子との重量比を１対１の
割合（溶剤：ＴＨＦ（テトラヒドロフラン））とし、光
異性化材料として1,3,3-trimethyl-6-hydroxyspiro(2H-
1-benzopyran-2,2'-indoline)、高分子材料としてポリ
カーボネートを用いた。ビーズは、平均粒径が約１〜２
μｍのものと約１６ｎｍのものとを重量比で１：１の割
合で混合した酸化ケイ素ビーズを用いた。

【００３８】また、露光装置として紫外線ランプを用
い、このランプから照射された紫外線をフィルタ（キノ
・メレスグリオ（株）社製０３ＦＩＵ０１２）を通し
て、３６０ｎｍの紫外光を像担持体に照射した。潜像除
去装置としては可視光を照射するハロゲンランプを用
い、このランプから照射された可視光をフィルタ（キノ
・メレスグリオ（株）社製０３ＦＩＢ００８）を通し
て、４８０〜６６０ｎｍの波長範囲の可視光を像担持体
に照射した。

【００３９】インクの組成は、色材としてカーボンブラ
ックを１０ｗｔ％、溶剤として水を８６．９９ｗｔ％、
界面活性剤としてフッ素系界面活性剤を０．０１ｗｔ
％、粘度調整剤としてポリエチレングリコールを２ｗｔ
％、分散剤としてスチレンアクリル酸塩を１ｗｔ％と
し、これらを、公知の分散装置であるペイントコンディ
ショナ（レッドデビル社製）で、ガラスビーズを使って
約１０時間分散した後、フィルターろ過してインクを製
造した。

【００４０】（結果）濃度むらやインク内の気泡に起因
する白斑点のない、鮮明な画像が得られた。

【００４１】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係るインク補充装置をカラー画像形成装置
８０に適用した例を示す図である。画像形成装置８０は
像担持体２’を有し、この像担持体２’は、一対のロー
ラ８２ａ、８２ｂに懸架された無端ベルト状の基体４’
と、この基体４’の外周に設けた光異性化層６’とを有
する。また、像担持体２’は、一対のローラ８２ａ、８
２ｂの回転により矢印８４の方向に回転するようになっ
ている。像担持体２’の周りには、像担持体２’の回転
方向８４に沿って、画像情報に応じて像担持体２’（光
異性化層６’）上に潜像を形成する露光装置１２と、像
担持体２’に各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエ
ロー）の水性インク１４（１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１
４Ｙ）を順次供給し、これにより潜像をカラー顕像化す
る各色用の４つの現像装置１６と、記録媒体１８の搬送
経路を挟んでローラ８２ｂに対向して配置され、像担持
体２’に形成されたカラーインク画像を記録媒体１８に
転写する転写ローラ２０と、転写後に像担持体２’上に
残ったインク１４を除去するクリーニング装置８６と、
像担持体２’上の潜像を消去する潜像除去装置２４とが
順次配設されている。

【００４２】図４、５（ａ）を参照すると、各現像装置
１６に各色のインク１４を供給するためのインクタンク
８８は、上方が開放された円筒状のインク収容部９０
と、インク供給管３４と連結するためにインク収容部９
０の底部に設けた円管９２とを有する（なお、見やすい
ように、図４では、イエローインク１４Ｙを補充するた
めのインクタンク８８Ｙ、及びこのインクタンク８８Ｙ
内のインク液面を一定にするための機構のみ示した。）

【００４３】インクタンク８８には、インク収容部９０
の内径より小さな外径を有する円柱状のピストン９４が
挿入されており、ピストン９４は、その下面がインク液
面に接触するか又はインク液面の下側に位置するように
配置される。ピストン９４の上面のほぼ中央には、ロー
プ６２が連結され、このロープ６２がプーリ６４に懸架
されている。プーリ６４は、水平方向に伸びた軸６６を
介してモータ６８に連結されており、その結果、モータ
６６の回転とともにプーリ６４も回転し、これにより、
ピストン９４が鉛直方向下向きに降下するようになって
いる。

【００４４】インクタンク８８の近くには、インクタン
ク８８内のインク１４の液面の高さを測定するセンサ７
０が設けてある。センサ７０は、モータ６８の回転を制
御するコントローラ７２に接続され、これにより、イン
ク１４が現像用に消費されてインクタンク８８内のイン
ク液面が所定の位置より下がっている場合に、インク液
面の低下量に基づいてモータ６８を回転させてピストン
９４を降下させ、その結果、インクタンク８８内のイン
ク１４の容積が変化し、インク液面が所定の位置に戻る
ようになっている。なお、本実施形態（次の第３の実施
形態も同様）の場合、インクタンク８８の上部が開放さ
れているので、センサ７０をインク１４内に設けてもよ
い（例えば投げ込み式の圧力型レベルセンサ）。

【００４５】なお、クリーニング装置８６を図４のよう
に像担持体２’の上側のベルト部分に配置する場合、図
１に示す形態のクリーニング装置２２を代わりに用いる
と、クリーニングブレード２６の先端と像担持体２’と
の間にインク１４が残って乾燥し、これにより画像ノイ
ズが発生する可能性がある。したがって、図４に示すよ
うなローラ状のクリーニング部材８６又はスポンジ状の
クリーニング部材を用いるのが好適である。あるいは、
清掃時にクリーニング装置２２を、クリーニングブレー
ド２６が像担持体２’の表面に当接するように例えば像
担持体２’の横側のベルト部分（図４の点線で示す位置
であって、このとき、クリーニングブレード２６の先端
と像担持体２’の間のインク１４は、落下して回収容器
２８により回収される。）に配置させ、画像作成時に像
担持体２’から退避させてもよい。

【００４６】画像形成装置８０の画像作成動作は、図７
の画像形成装置１と類似しており、４つの現像装置１６
を用いてカラー画像を作成する以外はほぼ同じであるの
で繰り返しは説明しない。しかしながら、画像形成装置
８０では、画像作成に先立ってあるいは画像作成の直前
に、センサ７０により各インクタンク８８内のインク液
面の低下量を検出する。そこで、インク液面が所定の位
置にある場合、そのまま画像作成を行う。また、インク
液面が所定の位置より下にある場合（したがって、現像
装置１６のインク室３０内の液面も所定の位置より下に
ある。）、液面の低下量に基づいてモータ６８を駆動し
ピストン９４の少なくとも一部がインク液面の下側に位
置するようにピストン９４を降下させ、これにより、イ
ンクタンク８８内のインク１４の容積が変化し、インク
液面が所定の位置に戻る。その結果、画像作成の際には
常に、現像装置１６のインク室３０内の液面が一定に保
たれていることになる。

【００４７】なお、ピストン９４及びインクタンク８８
は、図示しないケーシングに収容され、これによりイン
ク１４の蒸発を抑えてインクが変質しないようにするの
が好適である。

【００４８】また、インクタンク３９及びピストン６０
の形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、液
面の低下量に応じてインクタンクの容積を容易に変える
ことができればどのようなものでもよい。例えば、ピス
トンとして、図５（ｂ）に示すように鉛直方向下向きに
断面積が小さくなった半円錐形のピストン９４’を用い
てもよい。インクタンクは、円筒形のものでもよいし、
ピストン９４’の形状に合わせて図５（ｂ）に示すよう
に半円錐形のインクタンク８８’にしてもよい。図５
（ｂ）の場合、ピストン９４’がインク１４内に挿入さ
れるにしたがって、インク１４に触れる空気の面積が減
るので、インク１４の蒸発がより抑えられる効果があ
る。その結果、図５（ａ）の円柱状のピストン９４を用
いた場合よりさらにインク変質が少なくなる。

【００４９】ピストン９４、９４’は、密閉した立体空
間を有しインク１４が入り込まない有機高分子化合物で
構成されている。有機高分子化合物として、例えば、ポ
リスチレン、ポリエチレン、ポリメタクリレート、セル
ロース、ポリビニルブチラール、ポリエステル、フェノ
キシ樹脂、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリカー
ボネートなどが挙げられる。さらに、インクに対して腐
食性のない金属や、ガラス、セラミックスなどもピスト
ン９４、９４’の材料として使用できる。

【００５０】さらにまた、初期状態からピストン９４、
９４’をインク１４内に沈めておき、画像形成装置８０
を長期間休止する場合に、ピストン９４、９４’を引き
上げることにより、現像装置１６のインク室３０からイ
ンク１４を抜くことができる。その結果、インク変質が
少なくなる。

【００５１】（第３の実施形態）図６は、本発明の第３
の実施形態に係るインク補充装置をカラー画像形成装置
１００に適用した例を示す。この画像形成装置１００
は、インクタンク内のインク液面を一定に制御する機構
のみが第２の実施形態の画像装置８０と相違する。した
がって、その他に関しては繰り返し説明しない。

【００５２】本実施形態では、インクタンク１０２のイ
ンク収容部として、鉛直方向下向きに断面積が小さくな
った半円錐形状で且つ上端が開放された容器を用いる。
インクタンク１０２の内部には、インク１４に沈む程度
の比重を有した例えばシリコンゴム、ＳＵＳなどからな
り、鉛直方向に伸びた容積可変の風船状の部材１０４が
挿入されており、その一部（例えば下端部）がインクタ
ンク１０２に固着している。風船状部材１０４は、例え
ば上端部において、空気供給管１０６を介して空気供給
ポンプ１０８に連結されており、空気供給ポンプ１０８
から空気が供給されることにより横方向に（図の実線の
状態から点線の状態に向けて）膨らむようになってい
る。空気供給ポンプ１０８は、コントローラ７２に接続
されており、センサ７０により検出したインク液面の低
下量に対応した量の空気を、風船状部材１０４に供給
し、これにより、インクタンク１０２内のインク１４の
容積を変え、インク１４の液面を一定にする（なお、見
やすいように、図６では、イエローインク１４Ｙを補充
するためのインクタンク１０２Ｙ、及びこのインクタン
ク１０２Ｙ内のインク液面を一定にするための機構のみ
示した。）。

【００５３】本実施形態は、第１及び第２の実施形態と
比較して、機械的な昇降装置がないので、さらに小型化
・低価格化できる効果を有する。

【００５４】なお、インクタンク１０２及び風船状部材
１０４の形状が上記実施形態に限定されるものではない
のは言うまでもない。

【００５５】以上、本発明に係る画像形成装置の実施形
態について説明したが、本発明は種々変形可能である。
例えば、上記実施形態では、濡れ潜像を利用した画像形
成装置に対し本発明に係るインク補充装置を適用した
が、静電潜像や分極潜像にインクを付着させることで現
像を行う画像形成装置に対しても適用できる。また、一
般的な版を用いる印刷装置に対しても適用できる。な
お、インク補充装置の適用範囲はこれらに限定されず、
また、液体インクも水性インクに限定されない。

【００５６】さらに、インクタンク内のインク液面の高
さを検出するレベルセンサとして、上記実施形態で示し
た圧力型以外にも、フロータ型、超音波型、電気抵抗
型、渦電流型、重量型などのレベルセンサを、単独、あ
るいは組み合わせて用いることができる。

【００５７】加えて、第１の実施形態において説明した
インク堰７６を、必要に応じて、本発明のインク補充装
置を用いた印刷装置などに設けてもよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明に係るインク補充装置を用いた画
像形成装置によれば、画像作成の時点で、インクタンク
内のインク液面、したがって現像装置のインク室内のイ
ンク液面が一定に保たれているので、現像装置のインク
室のインク液面から像担持体との対向部にインクが到達
するまでの距離・時間が一定となる。その結果、現像ロ
ーラ上に形成されるインク薄層の膜厚も略均一となり、
またインクの乾燥時間のばらつきによりインクの組成が
変化することも少ない。したがって、良質の画像を常に
提供することができる。

【００５９】また、インクを現像装置に供給する際にポ
ンプ類を用いていないので、インク内に気泡が混入する
ことが少なく、現像ローラでインクを汲み上げる際に泡
が付着することにより発生する画像ノイズが生じること
がない。なお、ポンプを用いないことで発生音を少なく
できる。

【００６０】さらに、本発明に係る画像形成装置は、脱
泡装置などが不要なので小型化・低価格化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るインク補充装
置を用いた画像形成装置を示す概略図。

【図２】（ａ）図１のインク補充装置の部分斜視図。
（ｂ）図１及び図２（ａ）のインクタンクの断面図。
（ｃ）インクタンクに設けた開口部の近傍の断面図。

【図３】（ａ）図１の像担持体の斜視図。（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）図３（ａ）の像担持体の部分拡大図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るインク補充装
置を用いた画像形成装置を示す概略図。

【図５】（ａ）図４のインク補充装置の部分断面図。
（ｂ）別のインクタンク及びピストンを用いたインク
補充装置の断面図。

【図６】本発明の第３の実施形態に係るインク補充装
置を用いた画像形成装置を示す概略図。

【図７】従来のインク補充装置を用いた画像形成装置
を示す概略図。

【符号の説明】

１：画像形成装置、２：像担持体、１２：露光装置、１
４：インク、１６：現像装置、１８：記録媒体、２０：
転写ローラ、３０：インク室、３２：現像ローラ、３
４：インク供給管、３６：ポンプ、３８：インクタン
ク、３９：インクタンク、４０：支持部、４２：変形
部、６０：ピストン、６８：モータ、７４：バルブ、８
０：カラー画像形成装置、８８：インクタンク、９４：
ピストン、１００：カラー画像形成装置、１０２：イン
クタンク、１０４：風船状部材、１０６：空気供給管、
１０８：空気供給ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置における現像装置のインク
室に対し液体インクを補充するインク補充装置であっ
て、インクを収容するインクタンクと、上記インク室の
インクとインクタンク内のインクとを液面下で接続する
接続手段と、インクタンク内のインク液面を一定に保つ
制御手段とを有することを特徴とするインク補充装置。
【請求項２】上記制御手段は、インクタンク内のインク液面の高さを検出するセンサ
と、少なくとも一部がインクタンク内のインク液面の下側に
位置し、インクタンクに対し所定方向に移動可能な部材
と、上記センサの検出量に基づいて、上記部材を上記所定の
方向に移動することによりインクタンク内の容積を変化
させ、これによりインクの液面を一定に保つ駆動装置
と、を有することを特徴とする請求項１のインク補充装
置。
【請求項３】上記部材はピストン部材であることを特
徴とする請求項２のインク補充装置。
【請求項４】上記制御手段は、インクタンク内のインク液面の高さを検出するセンサ
と、少なくとも一部がインクタンク内のインク液面の下側に
位置し、膨張可能な風船状部材と、上記センサの検出量に基づいて、上記風船状部材を膨張
させることによりインクタンク内の容積を変化させ、こ
れによりインクの液面を一定に保つ駆動装置と、を有す
ることを特徴とする請求項１のインク補充装置。
【請求項５】画像形成装置における現像装置のインク
室に対し液体インクを補充するインク補充装置であっ
て、インクを収容し、少なくとも一部が変形可能なインクタ
ンクと、上記インク室のインクとインクタンク内のインクとを液
面下で接続する接続手段と、上記少なくとも一部のインクタンクを押圧して変形する
ためのインクタンク変形手段と、インクタンク内のインク液面の高さを検出するセンサ
と、上記センサの検出量に基づいて、上記インクタンク変形
手段を駆動することによりインクタンク内のインクを変
化させ、これによりインクタンク内のインクの液面を一
定に保つ駆動装置と、を有することを特徴とするインク
補充装置。
【請求項６】画像情報に応じた潜像を像担持体上に形
成し、インクを現像装置から上記像担持体に供給し、こ
れにより潜像画像を現像してインク画像を形成し、該イ
ンク画像をシートに転写する画像形成装置において、現像装置はインク室を有し、このインク室のインクを補
充するために、請求項１〜５のいずれかのインク補充装
置が用いられることを特徴とする画像形成装置。