JP5703721B2

JP5703721B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5703721B2
Application number: JP2010269777A
Authority: JP
Inventors: 陽一川端
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JP2012116149A; US20120139992A1; US8474932B2

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、液体吐出記録方式の「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（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

このような画像形成装置において、記録ヘッドにインクを供給するヘッドタンク（サブタンク、バッファタンクとも称される。）を備え、装置本体側に着脱自在に装着されるメインタンク（インクカートリッジとも称する）からヘッドタンクに対してチューブポンプからなる送液ポンプを使用してインクを供給する方式のものが知られている（特許文献１）。

特開２０１０−１４３１５８号公報

ところで、上述したチューブポンプ（チュービングポンプ）により送液を行う場合、メインタンクからヘッドタンクにインクを供給するとき、メインタンク内部のインク残量が少なくなると、メインタンクと繋がるチューブポンプ内の負圧が高まり、ポンプ外気の大気圧と圧力差が生じることで可撓性チューブを通じて空気がチューブ内に混入することが判明した。このように、チューブ内に想定しない空気が混入した場合、ヘッドタンクに空気を送ることになり、次のような問題が生じる。

すなわち、本来はチューブ内がインクで満たされている状態であれば、メインタンク内のインクが空になったエンド時には送液できなくなるため、ヘッドタンク側でインクが供給されないことを検出することで、メインタンクのエンド状態を検出することができ、メインタンクの交換を促すメッセージを表示して動作を停止することができる。

しかしながら、メインタンクのインク残量が少なくなった状態（ニアーエンド状態）でインクエンドになる前にチューブ内に空気が混入した場合、インクとともに空気をヘッドタンクに送り込むことになる。ここで、ヘッドタンク側で可撓性部材の変位を検出して充填検出を行う構成を採用していると、インクに空気が混じっていたとしても空気の存在を検知できないため、十分にインクが供給されない状態でもインクの供給（充填）が完了したと検出されることになる。

その結果、メインタンクのインクが無くなっているにもかかわらず、インクエンドが検出されず、メインタンクのインクエンドの検知が遅れる。これにより、更にチューブ内に空気が混入するという悪循環が生じる他、空気とインクが混在することで供給経路内に泡が発生し、ヘッドタンク内に侵入すると、ヘッドタンクに大気連通流路を設けている場合、大気開放流路に侵入した泡混じりのインクにより、大気開放弁を開いたときに正常な空気の出入りを妨げることになる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドタンク側でメインタンクのエンド状態を検出するとき、メインタンクの液体がなくなったときに速やかにエンド状態を検出できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を送液する送液ポンプと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに送液するときに前記ヘッドタンクの満タンを検出する満タン検出手段と、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに対する所定の送液量の送液動作が行なわれても、前記満タン検出手段で前記ヘッドタンクの満タンが検知されないときには、前記メインタンクがエンド状態になったと判定するエンド判定手段と、
前記メインタンクの液体残量が所定量以下になったことを検出するニアエンド検出手段と、を備え、
前記満タン検出手段は、前記ヘッドタンクの満タン検出に必要な前記メインタンクからの送液量を、第１の送液量と、前記第１の送液量よりも多い第２の送液量とに切替可能であり、
前記メインタンクの液体残量が前記所定量を超えるときには前記第１の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行い、前記メインタンクの液体残量が前記所定量以下のときには前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行う手段を有し、
前記送液ポンプが、チューブポンプであり、
前記第２の送液量は、前記チューブポンプから前記ヘッドタンクまでのチューブ内に満たされた空気をすべて送っても送液が必要になる送液量である
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を送液する送液ポンプと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに送液するときに前記ヘッドタンクの満タンを検出する満タン検出手段と、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに対する所定の送液量の送液動作が行なわれても、前記満タン検出手段で前記ヘッドタンクの満タンが検知されないときには、前記メインタンクがエンド状態になったと判定するエンド判定手段と、
前記メインタンクの液体残量が所定量以下になったことを検出するニアエンド検出手段と、を備え、
前記満タン検出手段は、前記ヘッドタンクの満タン検出に必要な前記メインタンクからの送液量を、第１の送液量と、前記第１の送液量よりも多い第２の送液量とに切替可能であり、
前記メインタンクの液体残量が前記所定量を超えるときには前記第１の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行い、前記メインタンクの液体残量が前記所定量以下のときには前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行う手段を有し、
前記送液ポンプが、前記ヘッドタンクから前記メインタンクに前記液体を逆送可能な可逆型ポンプであり、
前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タンが検出されたときには、前記第１の送液量と前記第２の送液量の差分量を前記ヘッドタンクから前記メインタンクに逆送する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、メインタンクの液体がなくなったときに速やかにエンド状態を検出できる。

本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。同機構部の要部平面説明図である。インク供給系の説明に供する模式的説明図である。ヘッドタンクの一例を示す模式的平面説明図である。同じく図４の模式的正面説明図である。サブタンクの満タン検知の説明に供するキャリッジと満タン検知センサの要部説明図である。同じくサブタンクの満タン検知の説明に供する模式的説明図である。同装置の制御部を説明する概略ブロック説明図である。送液ポンプを構成するチューブポンプの説明に供する模式的説明図である。インク残量が少ない状態でチューブポンプの押圧ローラの押圧地点を境に負圧・正圧状態になる箇所の説明に供する模式的説明図である。インク残量が少ない状態で押圧ローラの押圧箇所により負圧状態になる領域が異なることの説明に供する模式的説明図である。本発明の第１実施形態におけるメインタンクからヘッドタンクへの送液制御の説明に供するフロー図である。本発明の第１実施形態におけるメインタンクからヘッドタンクへの送液制御の説明に供するフロー図である。本発明の第１実施形態におけるメインタンクからヘッドタンクへの送液制御の説明に供するフロー図である。

+
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、後述する主走査モータによってタイミングベルトを介してキャリッジ主走査方向に移動走査する。

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液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド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。

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。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」という。）を搭載している。このヘッドタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のメインタンクであるインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。

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。

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。

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、後述する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ベルト搬送方向に周回移動する。

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。

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。

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と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、この画像形成装置におけるインク供給系について図３の模式的説明図を参照して説明する。
このインク供給系は、記録ヘッド３４にインクを供給するヘッドタンク３５と、ヘッドタンク３５に供給するインクを収容したメインタンク（インクカートリッジ）１０と、インクカートリッジとヘッドタンク３５との間に設けられた、チューブポンプなどの可逆型（供給及び吸引を行なえる意味）ポンプからなる送液ポンプ２４１とを備え、送液ポンプ２４１を駆動する後述する駆動モータ２４２を駆動制御して、メインタンク１０からヘッドタンク３５にインクを送液し（正転送液）、ヘッドタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを送液する（逆転送液）。

この装置では、記録ヘッド３４から液滴を吐出して画像を形成するとき、吐出したインク量（消費インク量＝滴数×適量で算出する）をソフトカウント値として記憶し、消費インク量が所定の閾値に達したときに、メインタンク１０からヘッドタンク３５にインクを供給して、ヘッドタンク３５を満タンにする。なお、満タン検知について後述する。

また、メインタンク１０からヘッドタンク３５にインクを供給するとき、予め定めた設定供給量の液体を供給する動作を行なった（送液ポンプ２４１を駆動した）にもかかわらず、ヘッドタンク３５側で満タンを検出できないときには、メインタンク１０がインクエンド状態であると検出（判定）することができる。

なお、本実施形態では、ヘッドタンク３５の負圧を形成するとき、ヘッドタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを逆転送液することで負圧を形成するようにして、負圧形成時に使用するインクの再利用を可能とし、無駄なインクの消費を低減している。

次に、ヘッドタンク３５の一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドタンクの１つのヘッド分の模式的上面説明図、図５は同ヘッドタンクの１つのヘッド分の模式的正面説明図である。
ヘッドタンク３５は、インクを保持するための一側部が開口したインク収容部を形成するタンクケース２０１を有し、このタンクケース２０１の開口部は可撓性フィルム２０３で密閉し、タンクケース２０１内に配置した弾性部材としてのバネ２０４によってフィルム２０３を常時外方へ付勢している。これにより、タンクケース２０１のフィルム２０３がバネ２０４によって外方への付勢力が作用しているので、タンクケース２０１内のインク残量が減少することによって負圧が発生する。

また、タンクケース２０１の外側には、一端部を支軸２０２で揺動可能に支持され、タンクケース２０１側に向けて付勢されているフィラからなる変位部材（満タン検知フィラともいう。）２０５がフィルム２０３に接着などで固定され、フィルム２０３の動きに連動して変位部材２０５が変位するので、装置本体側に配置された光学センサからなる満タン検知センサ３０１によって変位部材２０５の変位量を検知することによりヘッドタンク３５内のインク残量などを検知することができる。

また、タンクケース２０１の上部には、インクカートリッジ１０からインクを供給するための供給口２０９があり、インク供給チューブ３６に接続されている。また、タンクケース２０１の側部には、ヘッドタンク３５内を大気に開放する大気開放機構２０７が設けられている。この大気開放機構２０７は、ヘッドタンク３５内に連通する大気開放路２０７ａを開閉する弁体２０７ｂ及びこの弁体２０７ｂを閉弁状態に付勢するスプリング２０７ｃなどを備え、装置本体側の大気開放ソレノイド３０２によって弁体２０７ｂを押すことで開弁されて、ヘッドタンク３５内に大気開放状態（大気に連通した状態）になる。

また、ヘッドタンク３５内のインク液面高さを検出するための複数の長さの異なる電極ピン部材（以下「電極ピン」という。）２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃが取り付けられている。インクは電導性を持っており、電極ピン２０８ａと２０８ｂ、２０８ｃの所までインクが到達すると、電極ピン２０８ａと２０８ｂ間、２０８ａと２０８ｃ間に電流が流れて両者の抵抗値が変化するため、インク液面高さが所定高さになったことを検出できる。

次に、このヘッドタンク３５における満タン検知（満タン検出）動作について図６及び図７を参照して説明する。
ここでは、図６に示すように、装置本体側には、キャリッジ３３が主走査方向に移動するときに各ヘッドタンク３５の変位部材（満タン検知フィラ）２０５の先端２０５ａが通過する位置に、前述した透過型光センサである満タン検知センサ３０１が設置されている。ここで、キャリッジ３３の主走査方向の位置は、エンコーダセンサ３３１によってキャリッジ主走査方向に沿って配置されたエンコーダスケール３３２を読み取ることで検出している。

したがって、図７（ａ）に示すように、ヘッドタンク３５を満タンにしたときに、満タン検知センサ３０１で満タン検知フィラ２０５の先端２０５ａが検知されるときのキャリッジ３３の位置を記憶しておき、同図（ｂ）に示すように、キャリッジ３３を当該記憶した位置に移動し、大気開放状態で、ヘッドタンク３５にインクを正転送液（充填）すると、満タン検知フィラ２０５が例えば実線図示の位置から破線図示のように変位するので、満タン検知センサ３０１で満タン検知フィラ２０５の先端２０５ａが検知されたときをヘッドタンク３５が満タンになったと検出することできる。

この場合、ヘッドタンク３５の満タンが検出されるときの送液量は、キャリッジ３３の位置を変更することによって変化させることができる。つまり、メインタンク１０からヘッドタンク３５に送液を行うとき、キャリッジ３３の位置を変位部材２０５が満タン検知センサ３０１から離すほど、ヘッドタンク３５の満タンが検出される送液量は多くなる。

したがって、ヘッドタンク３５の満タンを検出するときの送液量として、例えば第１の設定送液量と、第１の設定送液量よりも多い第２の設定送液量を定めておくことで、通常は第１の設定送液量で送液動作を行なったときにヘッドタンク３５の満タンが検出されるようにし、メインタンク１０の液体残量が所定量以下（これを「ニアーエンド」という。）になったときには第２の設定送液量で送液動作を行なわなければヘッドタンク３５の満タンが検出されないようにすることができる。これにより、メインタンク１０がニアーエンドになったときには、第１の設定送液量の送液が行われても、第２の設定送液量の送液が行われなければ、ヘッドタンク３５の満タンが検出されず、メインタンク１０のエンド状態と判定することができるようになる。

なお、上述したソフトカウント、メインタンク１０のニアーエンド、ヘッドタンク３５の満タン検出動作、メインタンク１０のエンド判定（検出）などの処理（動作）は制御部５００によって行なわれる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図８を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行する本発明における各種の検出、制御を行なうプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。

また、記録ヘッド３４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５、維持回復機構８１の維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０と、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１と、ヘッドタンク３５の大気開放機構２０７を開閉する大気開放ソレノイド３０２を駆動するソレノイド駆動部５１２と、送液ポンプ２４１を駆動するポンプ駆動部５１６などを備えている。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド３４の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド３４を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ制御部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度、湿度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。このＩ／Ｏ部５１３に入力されるセンサ群５１５には、前述したヘッドタンク３５の変位部材２０５を検知する満タン検知センサ３０１、検知電極ピン２０８ａ、２０８ｂなどの信号も入力される。

この制御部５００のＣＰＵ５０１及びＣＰＵ５０１が実行するプログラムは、満タン検知センサ３０１の検知信号によって変位部材２０５を検知してヘッドタンク３５の満タン検出動作を行う手段と、送液ポンプ２４１で送液動作を行なったとき、ヘッドタンク３５側で満タンを検出できないときにはメインタンク１０がエンド状態になったとするメインタンクエンド判定手段と、メインタンク１０のインク残量を、メインタンク１０の予め定めたインク容量と記録ヘッド３４から吐出した消費インク量（前述したソフトカウント）とによって算出し、メインタンク１０のインク残量が所定量以下になったことを検出するニアーエンド検出手段と、メインタンク１０のインク残量が所定量を超えるときには第１の送液量の送液動作でヘッドタンク３５の満タン検出を行い、メインタンク１０のインク残量が所定量以下（ニアーエンド）のときには第２の送液量（第２の送液量＞第１の送液量）の送液動作でヘッドタンク３５の満タン検出を行う手段とを構成している。

次に、送液ポンプ２４１を構成するチューブポンプについて図９の模式的説明図を参照して説明する。
チューブポンプは、ポンプケース４０１に取り付けられた軸４０２を中心に、リング４０３、押圧ローラ（カラー）４０４、偏心カム付きギヤ４０５、図示しないギヤカバーが取り付けられている。偏心カム付きギヤ４０５にはモータ２４２に取付けられた図示しないウォームギヤが噛み合っている。

このチューブポンプは、モータ２４２を正転又は逆転駆動することにより、ウォームギヤを介して偏心カム付きギヤ４０５が偏心しながら回転することで、押圧ローラ４０６がチューブ４０６を凹部空間の内壁面４０７ａに押圧しながら回転し、矢印方向のいずれかに回転しながらチューブ４０６を押し抜くことによって、インクの供給又は吸引を行う。なお、チューブ４０６は前述した供給チューブ３６を構成する。

ここで、インク残量が少ない状態でチューブポンプの押圧ローラの押圧地点を境に負圧・正圧状態になる箇所について図１０の模式的説明図を参照して説明する。
メインタンク１０内のインク残量が小さくなった状態では、押圧ローラ４０４によって押圧されている箇所から手前は負圧となり、押圧されている箇所から先は正圧（大気圧）の状態となる。負圧状態下では、分圧差により可燒性チューブ４０６を通して空気が透過するため、チューブ４０６内に空気が混入する。

このとき、チューブ４０６内に混入する空気量は、チューブ４０６の容積の大きさに依存するため、送液を必要としている供給量（供給容積）に対してチューブ４０６の内容積が小さければ、仮にチューブ４０６内がほぼ空気で満たされていたとして、空気を全て供給してもまだインク充填が必要となるため、即座にインクエンドを検出することが可能となる。

次に、インク残量が少ない状態でチューブポンプの押圧ローラの押圧箇所により負圧状態になる領域が異なることについて図１１の模式的説明図を参照して説明する。
チューブ４０６内では、押圧ローラ４０４により押圧されている箇所を境に負圧となる領域と正圧（大気圧）になる領域が分かれるため、押圧ローラ４０４の停止している箇所により負圧になる領域は異なり、図１１（ａ）に示す停止位置では最も負圧になる領域が小さく、同図（ｂ）に示す停止位置では最も負圧になる領域が大きくなる。

つまり、必要な供給量に対してチューブ全容積分を小さくする必要はなく、チューブ内で負圧になる領域の最大容積（停止位置による）が供給量に対して小さいことを担保すれば、空気混入時でもインクの供給量の不足を検出することが可能となる。

次に、本発明の第１実施形態におけるメインタンクからヘッドタンクへの送液制御に関して図１２のフロー図を参照して説明する。
前述したように、メインタンク１０のインク残量が少なくなった場合にはチューブ４０６（供給チューブ３６）の負圧になる領域の内容積に対してインクの必要供給量（満タン検出に必要な送液量）を大きくすることで、インクエンドの検出が可能である。この関係が必要になるのは、インクエンド間近（ニアーエンド）のときであり、それ以外ときには負圧になることが無いため、必要供給量を多くする必要はない。

そこで、前述したように記録ヘッド３４からの液滴吐出に伴ってヘッドタンク３５の消費インク量が閾値を越えたときにはメインタンク１０からヘッドタンク３５へのインク供給を開始する（この処理がエントリイされる）。

まず、メインタンク１０のインク残量が所定量以下（ニアーエンド）になったか否かを判別する。そして、メインタンク１０のインク残量が所定量以下でないときには、通常の必要供給量（第１の送液量ａ）でインク供給動作を行なう。つまり、第１の送液量ａで送液したとき、前述したようにヘッドタンク３５の変位部材２０５が変位して満タン検出が行われる位置までキャリッジ３３を移動した後、送液ポンプ２４１を正転駆動してメインタンク１０からヘッドタンク３５に第１の送液量ａの送液動作を行なう。

そして、ヘッドタンク３５の満タンが検出されたか否かを判別し、第１の送液量ａの送液動作を行なったにもかかわらず、ヘッドタンク３５側で満タン検出が行われないときには、メインタンク１０のインクがエンド状態であると判定し、カートリッジ交換を促す表示等を行う。

これに対し、メインタンク１０のインク残量が所定量以下（ニアーエンド）であるときには、必要供給量を第１の送液量ａよりも多い第２の送液量ｂに設定し、第２の送液量ｂでインク供給動作を行なう。つまり、第２の送液量ｂで送液したとき、前述したようにヘッドタンク３５の変位部材２０５が変位して満タン検出が行われる位置までキャリッジ３３を移動した後、送液ポンプ２４１を正転駆動してメインタンク１０からヘッドタンク３５に送液する。

そして、ヘッドタンク３５の満タンが検出されたか否かを判別し、第２の送液量ｂの送液動作を行なったにもかかわらず、ヘッドタンク３５側で満タン検出が行われないときには、メインタンク１０のインクがエンド状態であると判定し、カートリッジ交換を促す表示等を行う。

つまり、前述したように、仮に供給チューブ３６内がほぼ空気で満たされていたとしても満タン検出に必要な送液量（必要供給量）が増加しているので、空気を全て供給してもまだ送液が必要となり、それ以上メインタンク１０内にインクがない場合は第２の送液量（満タン検出に必要な供給量）のインク供給に足りないため、満タン検出を行うことができず、速やかにメインタンク１０のインクエンドを検出することができる。

このように、満タン検出手段は、ヘッドタンクの満タン検出に必要なメインタンクからの送液量を、第１の送液量と、第１の送液量よりも多い第２の送液量とに切替可能であり、メインタンクの液体残量が所定量を超えるときには第１の送液量の送液動作でヘッドタンクの満タン検出を行い、メインタンクの液体残量が所定量以下のときには第２の送液量の送液動作でヘッドタンクの満タン検出を行う構成としたので、チューブ内に空気が混入した場合、空気を全て供給してもまだ第２の送液量と第１の送液量の差分の送液が必要になり、それ以上メインタンクに液体がないときにはヘッドタンク側で満タンが検知されず、速やかにメインタンクがエンド状態になったと判定でき、メインタンクの液体がなくなったときに速やかにエンド状態を検出できる。

次に、本発明の第２実施形態におけるメインタンクからヘッドタンクへの送液制御に関して図１３のフロー図を参照して説明する。
前述したメインタンク１０がニアーエンド状態になったとき、チューブ３６内の負圧領域にて外気との分圧差で空気が透過するためには、一定の時間経過することが必要である。

そこで、本実施形態では、インク供給動作を開始するとき、前回の供給動作から予め定めた所定時間（一定時間）経過しているか否かを判別し、所定時間経過していないときにはそのまま通常の第１の送液量ａでの供給動作を行ない、所定時間経過しているときには、前記第１実施形態と同様な処理を行う。

これにより、不必要に満タン検出に必要な供給量を調整（変更）する必要がなくなり、ポンプ送液制御上の制約を最低限にすることが可能となる。

次に、本は本発明の第３実施形態におけるメインタンクからヘッドタンクへの送液制御に関して図１３のフロー図を参照して説明する。
本実施形態では、ヘッドタンク３５の満タン検出に必要な供給量を増加してメインタンク１０からインク供給を行った（第２の送液量ｂで送液した）とき、ヘッドタンク３５の満タンが検出されたときには、供給ポンプ２４１を逆転駆動して、増加させた供給量（ｂ−ａの差分量）をヘッドタンク３５からメインタンク１０側に戻す処理を行っている。

これにより、各インク供給動作において、ヘッドタンク３５側の必要供給量（通常の第１の送液量ａ）で確実に充填を行うことができる。

以上の本発明にかかわるインク供給動作（処理）にかかわる処理は、ＲＯＭ５０２に格納されているプログラムによってコンピュータに実行させる。このプログラムは、情報処理装置（ホスト６００）側にダウンロードして画像形成装置にインストールすることができる。また、上記処理は、情報処理装置（ホスト６００）側のプリンタドライバで行う構成とすることもできる。さらに、本発明に係る画像形成装置と情報処理装置又は画像形成装置と本発明に係る処理を行うプログラムを有する情報処理装置とを組み合わせて画像形成システムとして構成することもできる。

１０インクカートリッジ
３３キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
３５サブタンク
８１維持回復機構
２０１タンクケース（液体収容部）
２０３可撓性部材（可撓性フィルム）
２０５変位部材（満タン検知フィラ）
２０７大気開放機構
２４１送液ポンプ
３０１満タン検知センサ
５００制御部
６００ホスト（情報処理装置）

Claims

液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を送液する送液ポンプと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに送液するときに前記ヘッドタンクの満タンを検出する満タン検出手段と、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに対する所定の送液量の送液動作が行なわれても、前記満タン検出手段で前記ヘッドタンクの満タンが検知されないときには、前記メインタンクがエンド状態になったと判定するエンド判定手段と、
前記メインタンクの液体残量が所定量以下になったことを検出するニアエンド検出手段と、を備え、
前記満タン検出手段は、前記ヘッドタンクの満タン検出に必要な前記メインタンクからの送液量を、第１の送液量と、前記第１の送液量よりも多い第２の送液量とに切替可能であり、
前記メインタンクの液体残量が前記所定量を超えるときには前記第１の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行い、前記メインタンクの液体残量が前記所定量以下のときには前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行う手段を有し、
前記送液ポンプが、チューブポンプであり、
前記第２の送液量は、前記チューブポンプから前記ヘッドタンクまでのチューブ内に満たされた空気をすべて送っても送液が必要になる送液量である
ことを特徴とする画像形成装置。
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液間隔が所定時間以上になったときに、前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を送液する送液ポンプと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに送液するときに前記ヘッドタンクの満タンを検出する満タン検出手段と、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクに対する所定の送液量の送液動作が行なわれても、前記満タン検出手段で前記ヘッドタンクの満タンが検知されないときには、前記メインタンクがエンド状態になったと判定するエンド判定手段と、
前記メインタンクの液体残量が所定量以下になったことを検出するニアエンド検出手段と、を備え、
前記満タン検出手段は、前記ヘッドタンクの満タン検出に必要な前記メインタンクからの送液量を、第１の送液量と、前記第１の送液量よりも多い第２の送液量とに切替可能であり、
前記メインタンクの液体残量が前記所定量を超えるときには前記第１の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行い、前記メインタンクの液体残量が前記所定量以下のときには前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タン検出を行う手段を有し、
前記送液ポンプが、前記ヘッドタンクから前記メインタンクに前記液体を逆送可能な可逆型ポンプであり、
前記第２の送液量の送液動作で前記ヘッドタンクの満タンが検出されたときには、前記第１の送液量と前記第２の送液量の差分量を前記ヘッドタンクから前記メインタンクに逆送する
ことを特徴とする画像形成装置。