JP5162605B2 - 液体収容器 - Google Patents

Description

本発明は、液体の供給を受け付けて貯留し、貯留した液体を水頭差により被供給体に供給する液体収容器に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機において、記録媒体にインクを噴射することにより、記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。

この種のインクジェット記録装置は、一般に、記録媒体を搬送するための搬送ベルトと、この搬送ベルトに対向して配置されたインクジェット記録ヘッドとを備えている。そして、搬送ベルトの走行により記録媒体を搬送しつつ、この記録媒体に向けて、インクジェット記録ヘッドに多数配列されたインク吐出口からインクを吐出することにより、記録媒体に画像が形成される。インクが付着され、画像が形成された記録媒体は、最終的にインクジェット記録装置の機外に排出される。

この種のインクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッドにインクを供給するために、例えば、特許文献１に示されるような液体吐出装置が設けられている。

特許文献１記載の液体吐出装置によれば、インクを貯留するメインタンクと、メインタンクに貯留されているインクの供給を受け付けて貯留するサブタンクと、サブタンクから水頭差により供給されるインクを受け付けて吐出口から吐出する吐出ヘッドと、を備える。

サブタンクは、その内部に、サブタンクに貯留されているインクの液面の高さに応じて上下するフロート部材が設けられている。このフロート部材は、サブタンク内のインクの液面の高さに応じて上下することにより、メインタンクからサブタンクに至るインクの供給経路内の弁を開閉する。

特許文献１記載の液体吐出装置によれば、このような構成であるから、メインタンクからサブタンクに至るインクの供給経路を、サブタンク内のインクの貯留量に応じて開放或いは遮断することができるため、サブタンク内のインクの高さを所定の範囲内の高さに保持して、吐出ヘッドに対して安定した負圧を付与することができる。

特開２００９−１６６２９６号公報

ところで、特許文献１記載の液体吐出装置によれば、サブタンクに振動が加わったり、サブタンクが傾いたりすることにより、フロート部材に働く浮力が変化することがある。

特許文献１記載の液体吐出装置によれば、メインタンクからサブタンクに至るインクの供給経路内の弁を、フロート部材に働く浮力だけにより閉じるよう構成されているため、フロート部材に働く浮力が変化すると、インクの供給経路内の弁を閉じる力が変化する。

この場合、インクの供給経路を確実に閉じることができなくなり、サブタンク内のインクの高さが所定の範囲を超えてしまう事態が生じる可能性がある。

その場合、サブタンク内のインクとメインタンク内のインクとの間の水頭差が所定の範囲を超えてしまうため、サブタンクから吐出ヘッドへのインクの供給量が過剰となり、吐出口からインクが漏れる事態が生ずる。

本発明は、上記問題を解決するために提案されるものであり、被供給体に対するインクなどの液体の過剰供給を効果的に抑制することができる液体収容器を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る液体収容器は、液体を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内に第１の開口端を有しており、前記貯留槽以外の他の貯留槽から供給される液体を受け付けるための第１の管路と、前記貯留槽内に第２の開口端を有しており、前記第１の管路を通じて受け付けられ前記貯留槽に貯留された前記液体を、さらに、水頭差により前記貯留槽以外の被供給体に供給するための第２の管路と、第１の磁性部材が設けられており、前記貯留槽に貯留された液体に浮かびながら前記貯留槽内の前記液体の貯留量の増加に伴って上方向に移動するフロート部材と、前記フロート部材が前記貯留槽内の前記液体の貯留量の増加により上方向に移動することに伴って、前記第１の開口端を封止する封止部材と、前記封止部材が前記第１の開口端を封止したときに前記第１の磁性部材と近接して対向する位置に配置され、前記第１の磁性部材と対向した状態で前記第１の磁性部材との間で互いに引きつけ合う磁力を発生させるための第２の磁性部材と、を備えることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、第１の管路を通じて供給される液体を貯留槽に貯留し、貯留槽における液体の貯留量の増加に伴って、貯留槽内の液体に浮かぶフロート部材が上方向に移動し、フロート部材の移動に伴い、封止部材が第１の管路の第１の開口端を封止する。

また、フロート部材は第１の磁性部材を備えており、封止部材が第１の管路の第１の開口端を封止したときには、第１の磁性部材が、第１の磁性部材と第２の磁性部材と近接する位置で、第２の磁性部材と対向する。このとき、第１の磁性部材と第２の磁性部材との間で互いに引き合う磁力が生ずる。

これにより、第１の管路を通じて供給される液体の貯留量が所定の量に達したときに、フロート部材に設けられた第１の磁性部材が、第２の磁性部材と近接する位置で対向して、第２の磁性部材との間で互いに引き合う磁力を発生させる。そして、これとともに、フロート部材と連動して移動する封止部材が第１の管路の第１の開口端を封止する。

結果として、第１の管路を通じて供給される液体の貯留量が所定の量に達したときに、第１の管路の第１の開口端を封止部材により封止する力が、フロート部材に働く浮力と、第１の磁性部材と第２の磁性部材との間で引き合う力の合力となる。

そのため、第１の管路の第１の開口端を封止部材により効果的に封止することが可能となり、振動などが生じてフロート部材の浮力が変化しても、第１の開口端を確実に封止することができる。これにより、フロート部材の浮力が変化しても、第２の管路を通じた被供給体に対する液体の供給が過剰となることを効果的に抑制することができる。

上記構成において、前記フロート部材と前記封止部材とを結合する結合部材を備えており、前記結合部材は、前記フロート部材の上下方向の移動を、前記封止部材に伝達することが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、フロート部材の上下方向の移動を封止部材に伝達するため、封止部材は、フロート部材が液体の貯留量の増加に伴って上方向に移動することに伴って同方向に移動する一方で、フロート部材が液体の貯留量の減少に伴って下方向に移動することに伴って同方向に移動する。

これにより、液体の貯留量の変化に応じて、封止部材による第１の開口端の封止を適切に開始或いは解除することができる。

上記構成において、前記フロート部材の前記液体による浮力、前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材とが近接したときの前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間における磁力、及び、前記フロート部材に下方向に働く力は、以下の式（１）に示される関係を満たすことが好ましい（請求項３）。
（式１）Ｆ_２＜Ｆ_３、且つ、Ｆ_１＋Ｆ_２＞Ｆ_３
尚、Ｆ_１は前記フロート部材の前記液体による浮力、Ｆ_２は前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材とが近接したときの前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間における磁力、Ｆ_３は前記フロート部材に下方向に働く力を示す。

この構成によれば、第１の磁性部材と第２の磁性部材とが近接した状態で互いに引き合う磁力は、フロート部材に下方向に働く力よりも小さく、且つ、フロート部材に働く浮力と、第１の磁性部材と第２の磁性部材とが近接した状態で互いに引き合う磁力との合力は、フロート部材に下方向に働く力よりも大きい。

これにより、液体の貯留量に応じて、フロート部材を上下方向に移動させ、貯留槽内の液体の貯留量が一定量となったときにのみ、フロート部材と第２の磁性部材とを当接させることができる。

上記構成において、天板をさらに備えており、前記天板から下方向に立設されており、前記フロート部材の移動をガイドするガイド部材をさらに備えることが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、フロート部材の移動をガイドするガイド部材が、天板から下方向に立設されている。これにより、フロート部材は、スムースに、貯留槽内の液体の貯留量に応じて、上下方向へ移動することができる。

上記構成において、前記天板には前記第２の磁性部材が設けられており、前記ガイド部材は、前記フロート部材を収容し、且つ、前記第２の磁性部材を取り囲む筒状の部材であることが好ましい（請求項５）。

この構成によれば、ガイド部材は、フロート部材を収容し、且つ、天板に設けられた第２の磁性部材を取り囲む筒状の部材である。

これにより、フロート部材は、ガイド部材に沿ってスムースに移動することができる。また、ガイド部材は、天板に設けられた第２の磁性部材を取り囲んでいるため、貯留槽内の液体の貯留量の増加により上方向に移動してきたフロート部材の第１の磁性部材を、容易に、第２の磁性部材と近接した状態で対向させることができる。

上記構成において、底板をさらに備えており、前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記第２の磁性部材との間の長さ、前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記封止部材の上面と前記第１の開口端との間の長さ、前記ガイド部材の前記天板から垂直方向の長さ、前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記底板との間の長さ、前記底板と前記天板との間の長さは、以下の式（２）に示される関係を満たすことが好ましい（請求項６）。
（式２）ａ＞ｂ、且つ、ｃ＋ｄ＞ｅ
但し、ａは前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記第２の磁性部材との間の長さ、ｂは前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記封止部材の上面と前記第１の開口端との間の長さ、ｃは前記ガイド部材の前記天板から垂直方向の長さ、ｄは前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記底板との間の長さ、ｅは前記底板と前記天板との間の長さ、をそれぞれ示す。

この構成によれば、フロート部材に浮力が働いていないときにおけるフロート部材の頂部と第２の磁性部材との間の長さは、フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける封止部材の上面と第１の開口端との間の長さよりも大きく、且つ、ガイド部材の天板から垂直方向の長さと、フロート部材に液体による浮力が働いていないときにおけるフロート部材の頂部と底板との間の長さとを加算した値は、底板と天板との間の長さよりも大きい。

これにより、貯留槽内の液体の貯留量が一定量に達した時点で、封止部材が第１の開口端に当接する。また、フロート部材が液体に浮いていない状態でも、フロート部材がガイド部材の内部から離脱しない。

これにより、フロート部材がガイド部材の内部から離脱せずに移動することができるとともに、貯留槽内の液体の貯留量が一定量に達したときには、確実に第１の開口端を封止することが可能となる。

上記構成において、前記第１の磁性部材及び前記第２の磁性部材のいずれか一方は永久磁石であることが好ましい（請求項７）。

この構成によれば、第１の磁性部材及び第２の磁性部材のいずれか一方が永久磁石であるため、第１の磁性部材及び第２の磁性部材のいずれか一方を交換する必要がなくなる。

上記構成において、前記第２の磁性部材は、前記第１の磁性部材と逆極性の磁性部材であることが好ましい（請求項８）。

この構成によれば、第１の磁性部材の極性と、第２の磁性部材の極性とが異なるため、第１の磁性部材と第２の磁性部材とが互いに引きつけ合う磁力が効果的に生じる。

本発明によれば、第１の管路の第１の開口端を封止部材により効果的に封止することが可能となり、振動などが生じてフロート部材の浮力が変化しても、第１の開口端を確実に封止することができる。これにより、フロート部材の浮力が変化しても、第２の管路を通じた被供給体に対する液体の供給が過剰となることを効果的に抑制することができる。

本発明の液体収容器を含む液体供給装置の一例を模式的に示した図である。 図１に示される液体供給装置を備える画像形成装置の構成を示した縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る液体収容器の構成の一例を模式的に示した図である。 ガイド部材の構成の一例を模式的に示した図である。 貯留槽内のインクの貯留量が一定量に達した液体収容器を示した図である。 貯留槽内のインクの貯留量が一定量に達したときのフロート部材及び第２の磁性部材を示した図である。 メインタンクからのインクの供給量と、吐出ヘッドへのインクの供給量とが一致しているときにおける液体収容器を示した図である。

以下、本発明の一実施形態に係る液体収容器について説明する。図１は、本発明の液体収容器を含む液体供給装置の一例を模式的に示した図である。

図１に示されるように、液体供給装置１は、インク（液体）ＬＩが予め貯留されたメインタンク（他の貯留槽）２、メインタンク２から第１の管路５を通じてインクＬＩの供給を受け付けて貯留する液体収容器（サブタンク）３、及び、液体収容器３から第２の管路６を通じてインクＬＩの供給を受け付けて貯留するとともに、貯留したインクＬＩを吐出する吐出口７を有する吐出ヘッド（被供給体）４、を備える。

この液体供給装置１では、第１の管路５を通じて、メインタンク２と液体収容器３とが接続されており、第２の管路６を通じて液体収容器３と吐出ヘッド４とが接続されている。

メインタンク２及び液体収容器３は、メインタンク２内に予め貯留されたインクＬＩを水頭差により液体収容器３に供給するために、液体収容器３内のインクＬＩの全水頭が、メインタンク２内のインクＬＩの全水頭よりも低くなるよう構成されている。

また、液体収容器３及び吐出ヘッド４は、液体収容器３内に貯留されたインクを水頭差により吐出ヘッド４に供給するために、吐出ヘッド４内のインクＬＩの全水頭が、液体収容器３内のインクの全水頭よりも低くなるよう構成されている。

このような構成によれば、メインタンク２に予め貯留されたインクＬＩが、メインタンク２内のインクＬＩと液体収容器３内のインクＬＩとの間の水頭差により、第１の管路５を通じて液体収容器３に供給される。

液体収容器３に供給されたインクＬＩは、液体収容器３に一旦貯留され、液体収容器３内のインクＬＩと吐出ヘッド４内のインクＬＩとの間の水頭差により、第２の管路６を通じて吐出ヘッド４に供給される。

吐出ヘッド４に供給されたインクＬＩは、吐出ヘッド４に一旦貯留され、制御部２００（図２参照）により吐出信号が出力されたときに吐出口７から吐出される。

図２は、図１に示される液体供給装置を備える画像形成装置の構成を示した縦断面図である。ここにおいて、本実施形態では、画像形成装置として、インクジェットプリンタが例示されている。

図２に示されるように、画像形成装置１００では、４つの吐出ヘッド４が、記録紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。また、画像形成装置１００では、下方において給紙装置１１４が設けられている一方で、上方において紙受け部１１６が設けられている。そして、給紙装置１１４と紙受け部１１６との間には、搬送ユニット１２０が設けられている。

さらに、画像形成装置１００では、画像形成装置１００を統括的に制御する制御部２００が設けられている。制御部２００は、図示しない操作盤等を介してユーザから受け付けた指示や各種センサの検知結果に応じて、画像形成装置１００の各部との間でデータ信号及び制御信号の送受信を行う。

制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成可能である。ＣＰＵは種々の演算を行い、プログラムを実行する。ＲＯＭにはＣＰＵによって行われる制御に関するプログラムや、画像形成装置１００内の各部の動作に関するプログラム等が格納されている。また、ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として機能する他、ユーザの入力内容等を保持する領域等を有している。

給紙装置１１４は、積層された複数の記録紙Ｐを収容する用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある記録紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。

用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って複数の送りローラ１１８が配置されている。給紙装置１１４から排出された記録紙Ｐは、送りローラ１１８によって搬送ユニット１２０へ搬送される。

搬送ユニット１２０は、無端状の搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた複数のベルトローラ１０６とを備えている。吐出ヘッド４は、搬送ベルト１１１の一方の面（搬送面１２７）と対向するように配置されている。

給紙装置１１４から送り出された記録紙Ｐは、その上面（印刷面）に吐出ヘッド４によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１１により搬送されて、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。

４つの吐出ヘッド４は、用紙搬送方向に沿って互いに近接配置されている。４つの吐出ヘッド４の各々には、先述したように、吐出口７が設けられている。これらの吐出口７の各々から吐出されるインクの色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）である。

吐出口７と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。記録紙Ｐは、この隙間を矢印で示す搬送方向に沿って搬送される。吐出口７の下方を記録紙Ｐが順次通過する際、記録紙Ｐの上面に向けて吐出口７からインクが画像データに応じて吐出されることで、記録紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。

用紙搬送方向における搬送ユニット１２０の下流には、剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に粘着している記録紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、複数の送りローラ１２１が配置されている。搬送ユニット１２０から排出された記録紙Ｐは、送りローラ１２１によって紙受け部１１６へ送られる。

搬送方向において最も上流側にある吐出ヘッド４の上流には、搬送ベルト１１１上における記録紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ１３３が配置されている。紙面センサ１３３からの出力信号によって記録紙Ｐの先端が検出位置に到達したことが分かるので、それに合わせて制御部２００から各吐出ヘッド４に吐出信号が供給される。こうして、記録紙Ｐ上に画像が形成される。

図３は、本発明の一実施形態に係る液体収容器の構成の一例を模式的に示した図である。図４は、ガイド部材の構成の一例を模式的に示した図である。ここにおいて、図３には、インクの貯留量が最小のときの液体収容器が図示されている。

図３に示されるように、液体収容器３は、底板ＢＰ、底板ＢＰに立設された一対の側板ＳＰ、及び、一対の側板ＳＰに設けられた天板ＴＰ、を備えており、底板ＢＰ、一対の側板ＳＰ、及び、天板ＴＰで囲まれた貯留槽Ｔを備えている。

天板ＴＰでは、第１の管路５、第２の管路６、及び、空気管８が貫通している。第１の管路５は、メインタンク２から水頭差により供給されるインクＬＩを受け付けるために設けられており、貯留槽Ｔ内に第１の開口端５０を有している。第２の管路６は、吐出ヘッド４に対して、貯留槽Ｔ内のインクＬＩを水頭差により供給するために設けられており、貯留槽Ｔ内に第２の開口端６０を有している。

空気管８は、画像形成装置１００の外部に通じており、画像形成装置１００の外部の空気を貯留槽Ｔ内に取り入れる。貯留槽Ｔ内に取り入れられた空気はその気圧により、貯留槽Ｔに供給されたインクＬＩを下方向に押し下げる。これにより、インクＬＩが貯留槽Ｔ内で底板ＢＰから順次上方向に貯留される。

天板ＴＰの下面には、図４に示されるように、筒状のガイド部材３３が立設されている。また、天板ＴＰの下面には第２の磁性部材３２が、ガイド部材３３で取り囲まれるようにして設けられている。この第２の磁性部材３２は、永久磁石（例えば、異方性フェライト磁石）あるいは磁性体で構成されている。

ガイド部材３３の内部には、図４に示されるように、貯留槽Ｔ内のインクＬＩによる浮力を受けて、当該インクＬＩに浮かびながら当該インクＬＩの貯留量に応じて底板ＢＰの垂直方向に上下移動するフロート部材３０が設けられている。ガイド部材３３は、その内壁によりフロート部材３０の移動をガイドする。

フロート部材３０には、図３及び図４に示されるように、第１の磁性部材３１が設けられている。この第１の磁性部材３１は、永久磁石（例えば、異方性フェライト磁石）或いは磁性体で構成することができる。第１の磁性部材３１は、例えば、図３及び図４に示されるように、フロート部材３０の内部に設けられる。

封止部材３４は、第１の管路５の第１の開口端５０を封止するために設けられている。封止部材３４は、フロート部材３０が上下方向に移動することに応じて、フロート部材３０の移動方向と同方向に移動する。このような封止部材３４の移動を可能とするため、封止部材３４は、フロート部材３０に対して結合部材３５により結合されている。

結合部材３５は、フロート部材３０の最下部に位置する第２の頂部３０Ｂに、底板ＢＰの垂直方向に設けられており、フロート部材３０を支持する第１の支持部材３５Ａと、封止部材３４の下面３４Ｂに、底板ＢＰの垂直方向に設けられており、封止部材３４を支持する第２の支持部材３５Ｂと、底板ＢＰと平行に設けられており、第１の支持部材３５Ａと第２の支持部材３５Ｂとを連結する連結部材３５Ｃと、を備える。

このような構成の結合部材３５は、フロート部材３０の上下方向の移動を封止部材３４へ伝達する。これにより、封止部材３４は、フロート部材３０と一体となって移動することができる。

第２の磁性部材３２は、封止部材３４が第１の開口端５０を封止したときに第１の磁性部材３１と近接して対向する位置に配置されている。第１の磁性部材３１及び第２の磁性部材３２は、これらが互いに近接した位置で対向したときには、互いに引き合う方向の磁力を発生する。

このように、互いに近接した位置で対向したときに互いに引き合う方向の磁力を発生することができるように、例えば、第１の磁性部材３１及び第２の磁性部材３２の双方が永久磁石で構成される場合には、第２の磁性部材３２は第１の磁性部材３１を構成する永久磁石とは逆極性の永久磁石で構成される。

また、第１の磁性部材３１及び第２の磁性部材３２のいずれか一方のみが永久磁石で構成される場合には、他方の磁性部材は鉄などの磁性体で構成される。

このような構成の液体収容器３において、フロート部材３０にインクＬＩによる浮力が働いていないときにおけるフロート部材３０の最上部に位置する第１の頂部３０Ａと第２の磁性部材３２との間の長さａは、フロート部材３０にインクＬＩによる浮力が働いていないときにおける封止部材３４の上面３４ａと第１の開口端５０との間の長さｂよりも大きい（以下、長さａ＞長さｂと表現する）。

且つ、ガイド部材３３の天板ＴＰから垂直方向の長さｃと、フロート部材３０にインクＬＩによる浮力が働いていないときにおけるフロート部材３０の第１の頂部３０Ａと底板ＢＰとの間の長さｄとを加算した値は、底板ＢＰと天板ＴＰとの間の長さｅよりも大きい（以下、長さｃ＋長さｄ＞長さｅと表現する）。

長さａ〜ｅが以上のように規定されている理由は、以下の理由による。すなわち、長さａ＞長さｂの関係を満たさなければ、第１の開口端５０と封止部材３４とが当接するよりも前の時点で、フロート部材３０が第２の磁性部材３２と当接してしまう。また、長さｃ＋長さｄ＞長さｅの関係を満たさなければ、フロート部材３０がガイド部材３３の内部から離脱してしまう。

以上の関係を満たすためには、例えば、長さｅが１００ｍｍであるときには、長さａが４０ｍｍ、長さｂが３０ｍｍ、長さｃが８０ｍｍ、長さｄが５０ｍｍとされる。

長さａ＞長さｂの関係を満たせば、第１の開口端５０と封止部材３４とが当接した時点では、フロート部材３０が第２の磁性部材３２と当接していない状態で、第１の磁性部材３１と第２の磁性部材３２とが対向する。

また、長さｃ＋長さｄ＞長さｅの関係を満たせば、フロート部材３０がインクＬＩに浮いていない状態でも、フロート部材３０がガイド部材３３の内部から離脱しない。

これにより、フロート部材３０がガイド部材３３の内部から離脱せずに移動することができるとともに、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達した時点で、確実に第１の開口端５０を封止することが可能となる。

ここにおいて、第１の管路５、第２の管路６、フロート部材３０等、インクＬＩが触れる可能性のある構成要素は、耐インク性が高い構成要素であることが好ましい。また、第１の開口端５０及び封止部材３４は、第１の開口端５０の封止力を大きくする観点から、相互に密着性が高い材料で構成されていることが好ましい。

このような構成の液体収容器３によれば、液体収容器３内のインクＬＩとメインタンク２内のインクＬＩとの間の水頭差により第１の管路５を通じて供給されるインクＬＩを貯留槽Ｔに貯留し、貯留槽ＴにおけるインクＬＩの貯留量の増加に伴って、フロート部材が上方向に移動する。

そして、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達したときには、フロート部材３０及び封止部材３４は、図５に示される位置に位置する。

図５は、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達した液体収容器３を示した図である。図５に示されるように、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達したときには、フロート部材３０の第１の頂部３０Ａが第２の磁性部材３２と近接する位置に位置する。これにより、フロート部材３０の第１の磁性部材３１が天板ＴＰの第２の磁性部材３２と近接した状態で対向するとともに、封止部材３４が第１の開口端５０を封止する。

ここにおいて、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達した時点で、第１の開口端５０を封止する一方で、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達していないときには、第１の開口端５０を開放することを可能とするため、フロート部材３０、第１の磁性部材３１、及び、第２の磁性部材３２は、以下に示される関係を満たすように構成されている。

図６は、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達したときのフロート部材３０及び第２の磁性部材３２を示した図である。

フロート部材３０に働く浮力Ｆ_１、第１の磁性部材３１と第２の磁性部材３２とが近接した状態で互いに引き合う磁力Ｆ_２、及び、フロート部材３０に下方向に働く力Ｆ_３は、以下の関係を満たしている。

ここにおいて、フロート部材３０に下方向に働く力Ｆ_３は、厳密には、フロート部材３０に働く重力の他に、結合部材３５に働く重力や、封止部材３４に働く重力が存在するが、本実施形態では、説明の容易のために、フロート部材３０に働く重力とされている。

第１の磁性部材３１と第２の磁性部材３２とが近接した状態で互いに引き合う磁力Ｆ_２は、フロート部材３０に下方向に働く力Ｆ_３よりも小さく（以下、力Ｆ_２＜力Ｆ_３と表現する）、且つ、フロート部材３０に働く浮力Ｆ_１と、第１の磁性部材３１と第２の磁性部材３２とが近接した状態で互いに引き合う磁力Ｆ_２との合力は、フロート部材３０に下方向に働く力Ｆ_３よりも大きい（以下、力Ｆ_１＋力Ｆ_２＞力Ｆ_３と表現する）。

力Ｆ_１、力Ｆ_２、及び、力Ｆ_３が以上のように規定されている理由は、以下の理由による。すなわち、力Ｆ_２＜力Ｆ_３の関係が満たされなければ、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量から減少しても、フロート部材３０の第１の頂部３０Ａが第２の磁性部材３２と当接した状態を保ってしまう。そのため、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量に達した後減少しても、インクＬＩの貯留量に応じてフロート部材３０が移動することができなくなる。

また、力Ｆ_１＋力Ｆ_２＞力Ｆ_３の関係が満たされなければ、インクＬＩによる浮力にかかわらず、フロート部材３０が貯留槽Ｔの底に沈んでしまう。そのため、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量に応じてフロート部材３０が移動することができなくなる。

以上の関係を満たすためには、例えば、力Ｆ_１が０．１８Ｎ、力Ｆ_２が０．２８Ｎ、力Ｆ_３が０．２９Ｎとされる。０．１８Ｎの力Ｆ_１を発生させるために、例えば、半径が２０ｍｍの球体でフロート部材３０を構成するとともに、インク密度が１１００ｋｇ／ｍ^３のインクを用いる。ここにおいて、フロート部材３０のうち下半分の部分がインクＬＩ内に沈んでいると仮定する。

力Ｆ_１（フロート部材３０に働く浮力）は、力Ｆ_１＝インク密度×フロート部材３０のうちインクＬＩに沈んでいる部分の体積×重力加速度で表される式から得られるため、先述した半径及びインク密度をこの式に当てはめると、力Ｆ_１＝１１００（ｋｇ／ｍ^３）×４／３×π×（０．０２）^３×１／２×９．８となる。その結果、力Ｆ_１としておよそ０．１８Ｎの力が得られる。

また、０．２８Ｎの力Ｆ_２を発生させるために、例えば、第１の磁性部材３１を、表面磁束密度が０．４Ｔであり、上面３１Ａ及び下面３１Ｂの直径が３０ｍｍであり高さｈが１０ｍｍの異方性フェライト磁石で構成する。これとともに、第２の磁性部材３２を、表面磁束密度が０．４Ｔであり、上面３２Ａ及び下面３２Ｂの直径が３０ｍｍであり高さｈが１０ｍｍの異方性フェライト磁石で構成する（図４参照）。

この場合、第１の磁性部材３１において、上面３１Ａから上方向に１０ｍｍ離れた位置、及び、下面３１Ｂから下方向に１０ｍｍ離れた位置における磁束密度は０．０４９１Ｔとなる。また、第２の磁性部材３２において、上面３２Ａから上方向に１０ｍｍ離れた位置、及び、下面３２Ｂから下方向に１０ｍｍ離れた位置における磁束密度は０．０４９１Ｔとなる。

このとき、第１の磁性部材３１及び第２の磁性部材３２の磁荷は、上面及び下面の表面積×１０ｍｍ離れた位置における磁束密度で表される式により得られるため、磁荷として、およそ、１．４１×１０^−４Ｗｂの磁荷が得られる。

そして、第１の磁性部材３１及び第２の磁性部材の磁場の強さ(保磁力、抗磁力)は、異方性フェライトの場合、およそ２０００Ａ／ｍであるため、力Ｆ_２として、磁荷×磁場の強さで表される式（１．４１×１０^−４×２０００）から、およそ０．２８Ｎの力が得られる。

さらに、０．２９Ｎの力Ｆ_３を発生させるために、例えば、およそ０．０３ｋｇの質量を持つフロート部材３０が用いられる。この場合、力Ｆ_３として、フロート部材の質量×重力加速度で表される式（０．０３×９．８）から、およそ０．２９Ｎの力が得られる。

このように、力Ｆ_１が０．１８Ｎ、力Ｆ_２が０．２８Ｎ、力Ｆ_３が０．２９Ｎとされている場合には、力Ｆ_２＜力Ｆ_３、且つ、力Ｆ_１＋力Ｆ_２＞力Ｆ_３の関係を満たす。

このような関係を満たす場合には、インクＬＩの貯留量に応じて、フロート部材３０を上下方向に移動させ、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が一定量となったときに、フロート部材３０の第１の頂部３０Ａを第２の磁性部材３２に近接する位置に位置させることができる。

図７は、メインタンク２からのインクＬＩの供給量と、吐出ヘッド４へのインクＬＩの供給量とが一致しているときにおける液体収容器３を示した図である。

液体収容器３は、先述したように、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が、図３に示されているように最小量から、図５に示されているように一定量に達すると、封止部材３４が第１の開口端５０を封止することにより、第１の管路５を通じたメインタンク２からのインクＬＩの供給を遮断する。

このとき、液体収容器３では、液体収容器３内のインクＬＩと吐出ヘッド４内のインクＬＩとの間の水頭差により、第２の管路６を通じて、貯留槽Ｔ内のインクＬＩが吐出ヘッド４に供給される。

第２の管路６を通じて、貯留槽Ｔ内のインクＬＩが吐出ヘッド４に供給されることに伴って、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの液面が下がる。これにより、フロート部材３０が下方向に移動する。このとき、封止部材３４はフロート部材３０と一体となって下方向へ移動するため、封止部材３４による第１の開口端５０の封止が解除される。

そうすると、第１の管路５を通じたメインタンク２からのインクＬＩの供給が再開される。このとき、メインタンク２からのインクＬＩの供給量と、第２の管路６を通じた吐出ヘッド４へのインクＬＩの供給量とが一致している限りにおいて、図７に示されるように、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの液面は、インクＬＩの貯留量が最小のときの液面（図３参照）よりも高く、且つ、インクＬＩの貯留量が一定量のときの液面（図５参照）よりも低い状態を保つ。

このとき、仮に、第１の管路５を通じたメインタンク２からのインクＬＩの供給量が、第２の管路６を通じた吐出ヘッド４へのインクＬＩの供給量を上回ると、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの貯留量が増加して、最終的に、封止部材３４が、フロート部材３０に働く浮力Ｆ_１と、第１の磁性部材３１と第２の磁性部材３２との間で互いに引きつけ合う力Ｆ_２とにより、第１の開口端５０を封止する。

これにより、貯留槽Ｔ内のインクＬＩの水頭の変動を抑制することができるため、貯留槽Ｔ内のインクＬＩと吐出ヘッド４内のインクＬＩとの間の水頭差の変動を抑制することができる。その結果、液体収容器３から吐出ヘッド４に対するインクＬＩの過剰な供給を抑制することができる。

２ メインタンク
３ 液体収容器
４ 吐出ヘッド
５ 第１の管路
６ 第２の管路
３０ フロート部材
３０Ａ 第１の頂部
３１ 第１の磁性部材
３２ 第２の磁性部材
３３ ガイド部材
３４ 封止部材
３４Ａ 封止部材の上面
３５ 結合部材
５０ 第１の開口端
６０ 第２の開口端
ＴＰ 天板
ＢＰ 底板

Claims (8)

1. 液体を貯留する貯留槽と、
   前記貯留槽内に第１の開口端を有しており、前記貯留槽以外の他の貯留槽から供給される液体を受け付けるための第１の管路と、
   前記貯留槽内に第２の開口端を有しており、前記第１の管路を通じて受け付けられ前記貯留槽に貯留された前記液体を、さらに、水頭差により前記貯留槽以外の被供給体に供給するための第２の管路と、
   第１の磁性部材が設けられており、前記貯留槽に貯留された液体に浮かびながら前記貯留槽内の前記液体の貯留量の増加に伴って上方向に移動するフロート部材と、
   前記フロート部材が前記貯留槽内の前記液体の貯留量の増加により上方向に移動することに伴って、前記第１の開口端を封止する封止部材と、
   前記封止部材が前記第１の開口端を封止したときに前記第１の磁性部材と近接して対向する位置に配置され、前記第１の磁性部材と対向した状態で前記第１の磁性部材との間で互いに引きつけ合う磁力を発生させるための第２の磁性部材と、
   を備えることを特徴とする液体収容器。
2. 前記フロート部材と前記封止部材とを結合する結合部材を備えており、
   前記結合部材は、
   前記フロート部材の上下方向の移動を、前記封止部材に伝達することを特徴とする請求項１に記載の液体収容器。
3. 前記フロート部材の前記液体による浮力、前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材とが近接したときの前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間における磁力、及び、前記フロート部材に下方向に働く力は、以下の式（１）に示される関係を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体収容器。
   （式１）Ｆ_２＜Ｆ_３、且つ、Ｆ_１＋Ｆ_２＞Ｆ_３
   尚、Ｆ_１は前記フロート部材の前記液体による浮力、Ｆ_２は前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材とが近接したときの前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間における磁力、Ｆ_３は前記フロート部材に下方向に働く力を示す。
4. 天板をさらに備えており、
   前記天板から下方向に立設されており、前記フロート部材の移動をガイドするガイド部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体収容器。
5. 前記天板には前記第２の磁性部材が設けられており、
   前記ガイド部材は、前記フロート部材を収容し、且つ、前記第２の磁性部材を取り囲む筒状の部材であることを特徴とする請求項４に記載の液体収容器。
6. 底板をさらに備えており、
   前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記第２の磁性部材との間の長さ、前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記封止部材の上面と前記第１の開口端との間の長さ、前記ガイド部材の前記天板から垂直方向の長さ、前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記底板との間の長さ、前記底板と前記天板との間の長さは、以下の式（２）に示される関係を満たすことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液体収容器。
   （式２）ａ＞ｂ、且つ、ｃ＋ｄ＞ｅ
   但し、ａは前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記第２の磁性部材との間の長さ、ｂは前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記封止部材の上面と前記第１の開口端との間の長さ、ｃは前記ガイド部材の前記天板から垂直方向の長さ、ｄは前記フロート部材に前記液体による浮力が働いていないときにおける前記フロート部材の頂部と前記底板との間の長さ、ｅは前記底板と前記天板との間の長さ、をそれぞれ示す。
7. 前記第１の磁性部材及び前記第２の磁性部材のいずれか一方は永久磁石であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体収容器。
8. 前記第２の磁性部材は、前記第１の磁性部材と逆極性の磁性部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の液体収容器。

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