JP2005262521A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同じ色の記録液を吐出する複数の記録ヘッドを備えて各ヘッドに記録液を供給するカートリッジを備えたとき、一方が残っているのにカートリッジ交換指示が出され、カートリッジの収納スペースも増大する。
【解決手段】 ブラックインクの液滴を吐出する２つのヘッド２４ｋ１、２４ｋ２を備え、１つのインクカートリッジ２６ｋから供給経路切替手段２７とポンプ２９ｋ１、２９ｋ２を介して、２つのヘッド２４ｋ１、２４ｋ２のそれぞれのサブタンク２５ｋ１、２５ｋ２に供給経路を切り替えながらインクを供給できるようにして、１つのインクカートリッジで複数のヘッドに対するインク供給を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は画像形成装置に関し、記録液を吐出する記録ヘッドを備えて被記録媒体に画像を形成す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、プロッタ等の各種画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置は、液体である記録液（インク）を微細なノズルから吐出させる液滴吐出ヘッドを搭載して被記録媒体（用紙、記録紙、転写紙、記録媒体などとも称される。）に画像を形成（記録）するものである。

ところで、インクジェット記録装置としては、キャリッジに、異なる色の液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を主走査方向に並べて、各ヘッドのノズルの並び方向が副走査方向になるように搭載し、キャリッジを主走査方向に移動させながら被記録媒体を副走査方向に搬送してカラー画像を形成するシリアル型記録装置が知られている。

このようなシリアル型記録装置の場合、１回の主走査で得られる解像度は液滴吐出ヘッドのノズル間ピッチに依存することになる。例えば、ノズル間ピッチが３００ｄｐｉ相当のヘッドであれば、１回の主走査で得られる画像の解像度は３００ｄｐｉになる。

そこで、一般にはノズル間ピッチよりも高い解像度で画像を形成するためにインターレース方式などで印字が行われる。例えば、ノズル間ピッチが３００ｄｐｉ相当のヘッドで６００ｄｐｉの画像を得るために、ヘッドをノズル間ピッチの１／２相当相対的に移動させて２回の主走査を行う印写方式が採用される。

また、異なる色のカラー液滴を吐出する３つの第１プリンタヘッドと、第１プリンタヘッドの１／２のノズル間ピッチでノズルを形成したブラックの液滴を吐出する第２プリンタヘッドとを備え、第１プリンタヘッドの３つのヘッド相互間及び第２プリンタヘッドとをそれぞれ副走査方向に位置をずらして配置したプリンタ装置も知られている。
特開平９−２９０５１９号公報

さらに、主走査速度を上げるために、同一色の液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを並べてキャリッジに搭載するようにした記録装置も知られている。
特開平５−３１８７７１号公報

一方、１ライン相当分のノズル列を有するライン型ヘッドを備え、被記録媒体を副走査方向に搬送しながら画像を形成するフルライン型記録装置にあっては、主走査方向の解像度がヘッドのノズル間ピッチによる規定を受けることになり、ヘッドのノズル間ピッチ以上の解像度を得ることができない。

そこで、例えば、２個の黒色用ヘッドを副走査方向に並べて配置し、かつ２個の黒色用ヘッドを主走査方向に位置をずらして配置することで、ノズル間ピッチ以上の主走査方向の解像度が得られるようにした記録装置がある。
特開２０００−７１４８１４号公報

上述したようにシリアル型画像形成装置において、ノズル間ピッチよりも高い解像度で画像を形成するためにはインターレース方式などで印字すればよいのであるが、この場合にはスキャン数が増えることになり印刷速度が遅くなるという課題がある。

そこで、同じ色の記録液の液滴を吐出する複数（例えば２つとする。）の記録ヘッドを備えて、これら２つの記録ヘッドを所定ピッチずらして配置することによって、ノズル間ピッチ以上の副走査方向解像度を得るようにすることが考えられる。

一方、記録ヘッドに対する記録液の供給装置としては、キャリッジには小容量のサブタンクを備えて、装置本体側に着脱自在に備える大容量の記録液カートリッジからサブタンクに記録液を供給するサブタンク方式の供給装置が知られている。

ところが、このようなサブタンク方式の供給装置を使用しつつ同じ色の記録液を吐出する２つの記録ヘッドを搭載する場合、記録液カートリッジも２つ必要になり、装置本体側に大容量の記録液カートリッジを収納するスペースを確保しなければならなくなるという課題がある。

また、同じ色の記録液を吐出する２つの記録ヘッドを搭載する場合、低解像度での印刷が主であると、一方の記録ヘッドの使用頻度が高くなって当然に一方の記録液カートリッジのみがなくなることになる。この場合、ユーザーにとっては、他方の記録液カートリッジが残っているにもかかわらず、記録液カートリッジの交換が指示されることになり、不可解に思うことになるという課題もある。

このような、課題は、上述したライン型画像形成装置で同じ色の液滴を吐出するライン型ヘッドを主走査方向にピッチをずらして配置した場合でも同様に生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ユーザーに疑問を抱かせるような記録液カートリッジの交換指示が出ないようにし、あるいは、これに加えて、記録液カートリッジのスペースが増大しない画像形成装置を提供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、同じ色の記録液の液滴を吐出する複数の記録ヘッド又は外部からの記録液の供給路が異なる同じ色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する記録ヘッドを備え、記録液を収容する共通の記録液カートリッジから複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に対して記録液を供給する構成とした。

ここで、記録液カートリッジから複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に至る記録液供給経路内に供給経路を切り替える供給経路切替手段が設けられていることが好ましい。この供給経路切替手段は１つの流入口に対して複数の流出口を有する弁手段又は複数の開閉弁手段であることが好ましい。

また、記録液カートリッジから複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に至る記録液供給経路内に、記録液カートリッジからの記録液を圧送するポンプを有することが好ましい。この場合、記録液供給路内では、供給経路切替手段が上流側で、ポンプが下流側に配置されている構成、あるいは、記録液供給路内では、ポンプが上流側で、供給経路切替手段が下流側に配置されている構成のいずれともできる。また、ポンプは記録ヘッド又はノズル列と同じ数だけ設けられている構成とできる。

さらに、記録液カートリッジから複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に至る記録液供給経路内に複数の吐出口を有する、記録液カートリッジの記録液を圧送するポンプが設けられている構成とすることもできる。

また、複数の記録ヘッド又は複数のノズル列が黒色の記録液を吐出するヘッドであることが好ましい。さらに、共通の記録液カートリッジを複数搭載可能である構成とすることもできる。

さらに、複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に対応して記録液を供給する複数のサブタンクが接続され、記録液カートリッジからサブタンクに記録液を供給することが好ましい。この場合、複数のサブタンクの記録液残量が同じになるようにサブタンクに対する記録液の供給が制御されることが好ましい。あるいは、複数のサブタンクの負圧を検知して記録液の供給経路が切り替えられることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、記録液を収容する共通の記録液カートリッジから複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に対して記録液を供給するので、記録液が残っている記録液カートリッジにもかかわらずカートリッジ交換が指示されることがなくなってユーザーが疑問に思う事態の発生を防止でき、また、１つの共通の記録液カートリッジとすることによって記録液カートリッジの収納スペースを増大することなく複数の記録ヘッド又はノズル列に対して記録液を供給できるようになる。

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。本発明に係る画像形成装置の一例について図１ないし図３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示す概略構成図、図２は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図３は同装置のキャリッジ部分の斜視説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、画像を形成するための画像形成部（手段）２、副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙部（手段）４から被記録媒体（以下「用紙」というが、紙に限定するものではない。）５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、排紙搬送部６を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ７上に用紙５を排紙する。

また、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、装置本体１の上部で排紙トレイ７の上方には画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１９の後方に配置した画像読み取り素子２０で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。なお、コンタクトガラス１２上には原稿を押えるための圧板１０を備えている。

さらに、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、外部の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取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した印刷データを処理して印刷することができる。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、図２にも示すように、キャリッジガイド２１で案内されて主走査方向（用紙搬送方向と直交する方向）に移動可能なキャリッジ２３上に、それぞれの色の液滴を吐出する記録ヘッド２４を搭載し、キャリッジ２３を主走査方向に移動させ、副走査搬送部３によって用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら記録ヘッド２４から液滴を吐出させて画像形成を行うシャトル型としている。

記録ヘッド２４は、それぞれブラック（Ｂｋ）インクを吐出する２個の液滴吐出ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２と、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するそれぞれ１個の液滴吐出ヘッド２４ｃ、２４ｍ、２４ｙの計５個の液滴吐出ヘッド（以下単に「ヘッド」という。）で構成され、図３に示すようにキャリッジ２３に搭載した各サブタンク２５（各色のサブタンクにそれぞれ２５ｋ２、２５ｋ１、２５ｃ、２５ｍ、２５ｙの符号を付加し、色の区別をしないときには単に２５の符号を付す。）からそれぞれ各色のインクが供給される。

一方、図１に示すように、装置本体１の前面からカートリッジ装着部２６Ａに、ブラック（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジであるインクカートリッジ２６ｋ、２６ｃ、２６ｍ、２６ｙ（色の区別をしないときには単に２６の符号を付す。）を着脱自在に装着でき、これらのインクカートリッジ２６ｋ、２６ｃ、２６ｍ、２６ｙから各サブタンク２５ｋ２及び２５ｋ１、２５ｃ、２５ｍ、２５ｙにインクを供給する。

なお、記録ヘッド２４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

また、キャリッジ２３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２４のノズルの状態を維持し、回復するためのヘッドクリーニング装置を含む維持回復機構（以下「サブシステム」という。）１２１を配置している。このサブシステム１２１は、記録ヘッド２４の各ヘッドのノズル面をキャピングするための５個の保湿用キャップ部材１２２ｋ２、１２２ｋ１、１２２ｃ、１２２ｍ、１２２ｙと、１個の吸引用キャップ部材１２３と、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１２４と、空吐出を行うための空吐出受け１２５などを備えている。

副走査搬送部３は、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて画像形成部２に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ３２と従動ローラ３３間に架け渡した無端状の搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１の表面を帯電させるための図示しない高圧電源から高電圧が印加される帯電ローラ３４と、搬送ベルト３１を画像形成部２の対向する領域でガイドするガイド部材３５と、用紙５を搬送ローラ３２に対向する位置で搬送ベルト３１に押し付ける押さえコロ（加圧コロ）３６と、画像形成部２によって画像が形成された用紙５を排紙搬送部６に送り出すための搬送ローラ３７を備えている。

この副走査搬送部３の搬送ベルト３１は、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ３２が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト３１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）との２層構造としている。

また、副走査搬送部３の構成は搬送ベルトに限るものではなく、搬送ローラ（砥石ローラ）と用紙５を画像形成部２に対向する位置で案内する印写受け部材とを用いる構成とすることもできる。

給紙部４は、装置本体１に抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３と、給紙される用紙５を副走査搬送部３に対して搬送する給紙搬送ローラ４４とを有している。

給紙コロ４２は図示しない給紙クラッチを介してＨＢ型ステッピングモータからなる給紙モータ（駆動源）１４１によって回転され、また給紙搬送ローラ４４も給紙モータ１４１によって回転駆動される。

排紙搬送部６は、画像形成が行われた用紙５を搬送する排紙搬送ローラ対６１、６２と、用紙５を排紙トレイ７へ送り出すための排紙搬送ローラ対６３及び排紙ローラ６４とを備えている。

次に、この画像形成装置における記録液供給系について図４及び図５を参照して説明する。
前述したように、ブラックインク用の記録液カートリッジとしては１つのインクカートリッジ２６ｋはカートリッジ装填部２６Ａに装着するようにしている。そして、カートリッジ装填部２６Ａに装着された１つのインクカートリッジ２６ｋから、複数の記録ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２のそれぞれのサブタンク２５ｋ１、２５ｋ２へのインク供給経路は、図４及び図５に示すように、インクカートリッジ２６ｋからの供給経路を供給経路切替手段である３方向切替弁２７で２つの供給経路に分岐し、チューブ２８ｋ１１、２８ｋ２１を介してそれぞれ記録液を圧送するためのポンプ２９ｋ１、２９ｋ２に接続し、更にチューブ２８ｋ１２，２８ｋ２２を介してサブタンク２５ｋ１、２５ｋ２に接続している。つまり、ブラックインク用のインクカートリッジ２６ｋは、２つのブラック用ヘッド２４ｋ１、２４ｋ２の共通の記録液カートリッジとなる。

なお、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ収容したインクカートリッジ２６ｃ、２６ｍ、２６ｙから各サブタンク２５ｃ、２５ｍ、２５ｙに対してもそれぞれチューブ２８ｃ、２８ｍ、２８ｙを介してポンプ２９ｃ、２９ｍ、２９ｙに各インクカートリッジ２６ｃ、２６ｍ、２６ｙからの記録液を圧送する構成としている。なお、ポンプについても色の区別をしないときは「ポンプ２９」という。

この場合、インクカートリッジ２６ｋからサブタンク２５までの供給経路において、供給経路切替手段である３方向切替弁２７を上流側に、ポンプ２９ｋ１、２９ｋ２を下流側に配置することによって、ポンプ２９からサブタンク２５までの長さを変えることなくインク供給を行うことができ、ポンプの性能を変えることなく、同一色の記録ヘッドを自由に（主走査方向位置を自由に）配置することができる。

ここで、供給経路切替手段である３方向切替弁２７は、図６及び図７に示すように、１つの流入口１２７ｃと、２つの流出口１２７ａ、１２７ｂとを有し、内部に嵌装したボール弁体１２８を外部の操作部材１２９を回転操作することによって、図８に示すようにボール弁体１２８の流路１２８ａを介して流入口１２７ｃと流出口１２７ａが連通する状態と、図９に示すようにボール弁体１２８の流路１２８ａを介して流入口１２７ｃと流出口１２７ｂがそれぞれ連通する状態とに切り替えられる。

そして、この２方向切替弁（供給経路切替手段２７）の流入口１２７ｃにインクカートリッジ２６ｋに差し込む中空状針３０を接続詞、流出口１２７ａに例えばヘッド２４ｋ１側のチューブ２８ｋ１１を接続し、流出口１２７ｂにヘッド２４ｋ２側のチューブ２８ｋ２１を接続して、操作部材１２９を外部から回転操作することで、インクカートリッジ２６ｋから記録液を供給する供給経路が切り替わる。この場合、供給経路切替手段２７の操作部材１２９は後述する制御部によって駆動制御される弁駆動手段１３０によって行うようにしている。

次に、サブタンクの一例について図１０ないし図１３を参照して説明する。なお、図１０はサブタンクに係わる部分の分解斜視説明図、図１１は同サブタンクの分解斜視説明図、図１２は同サブタンクの模式的側面説明図、図１３は図１２のＢ−Ｂ線に沿う概略断面説明図である。

サブタンク２５は、記録液であるインクを収容するインク収容部２００を形成する容器本体（ケース本体）２０１に、インク収容部２００の開口（サブタンク２５の一面）を封止する可撓性を有するフィルム状部材２０２を接着又は溶着などで貼り付け、更にインク収容部２００内部にはケース本体２０１とフィルム状部材２０２との間にフィルム状部材２０２を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）２０３を設けている。フィルム状部材２０２にはこのバネ２０３に対応して凸部形状となる膨らみ部２０２ａを形成してその外面に補強部材２０４を貼り付けている。このフィルム状部材２０２の外面側には検知レバー１０６をケース１０１の側部に設けた支持部１０７，１０７に揺動可能に取り付けている。

また、ケース２０１にはインク収容部２００にインクを補充するためのインク導入路部２１１を設け、このインク導入路部２１１とチューブ２８とを接続するための連結手段２１２を着脱自在に装着できるようにしている。さらに、ケース２０１の下部にはインク収容部２００から記録ヘッド２４にインクを供給するための連結部材２１３を取り付け、この連結部材２１３には記録ヘッド２４のインク供給路２１４を形成し、インク収容部２００との間にはフィルタ２１５を介装している。

そして、ケース２０１の上部分にはインク収容部２００から空気を出すための空気流路２２１を形成している。この空気流路１２１は下流側でケース２０１に設けた大気開放穴２３１に連通している。この大気開放穴２３１にはサブタンク２５内の密閉状態及び大気開放状態を切り替えるための大気開放手段である大気開放弁機構２３２を設けている。この大気開放弁機構２３２はホルダ２３３内に弁座２３４、弁体であるボール２３５及びこのボール２３５を弁座２３４側に付勢するスプリング２３６を収納して構成している。

また、ケース２０１の上部にはサブタンク２５内のインク量が所定量以上になったことを検知するための２本の検知電極２４１、２４２を装着している。検知電極２４１、２４２がいずれもインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで検知電極２４１、２４２間の導通状態が変化することによってインク量を検知することができる。

さらに、図１０に示すように、サブタンク２５の大気開放機構２３２のボール２３５をスプリング２３６に抗して押圧して大気開放するための大気開放ピン２５３を進退可能に配設している。そして、装置本体側には、大気開放ピン２５３を作動させるためのレバー２６１を備えた駆動ユニット２６２を配置している。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１３のブロック図を参照して説明する。
この制御部３００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ３０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ３０３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不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）３０４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ＡＳＩＣ３０５とを備えている。

また、この制御部３００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ３０７と、記録ヘッド２４を駆動制御するためのヘッド駆動制御部３０８及びヘッドドライバ３０９と、主走査モータ１１１を駆動するための主走査モータ駆動部３１１と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査モータ駆動部３１２と、給紙モータ１４１を駆動するための給紙モータ駆動部３１３と、インク供給系のポンプ２９、供給経路切替手段である切替弁２７を駆動する弁駆動手段１３０及び図示しないがサブタンク２５を大気開放するための駆動ユニット２５２を駆動するインク供給系駆動部３１４、その他、図示しないが前述した維持回復機構１２１のモータ類、給紙クラッチなどのクラッチ類を駆動する部分を備えている。

また、この制御部２８０には、各種センサからの検知信号などを入力するＩ／Ｏ３１５を備え、この装置に必要な情報の入力及び表示をおこなうための操作パネル３１６が接続されている。

制御部３００は、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側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ３０７で受信する。

そして、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｆ３０７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、ＡＳＩＣ３０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部３０８に画像データを転送する。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、例えばＲＯＭ３０２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。

ヘッド駆動制御部３０８は、記録ヘッド２４の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ３０９にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ３０９に送出する。このヘッド駆動制御部３０８は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ３０２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。

また、ヘッドドライバ３０９は、ヘッド駆動制御部３０８からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部３０８からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド２４のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。

ここで、ＣＰＵ３０１は、記録ヘッド２４から吐出する液滴の数をカウントすることによって消費される液量を計測する。この場合、吐出パターンに応じた滴吐出量を格納している場合には、各パターン別の吐出回数（滴数）をカウントすることによって消費される液量（インクの使用量）を計測する。

すなわち、液吐出量及び吸引量に関する情報を予め保有している場合には、使用インク量（使用量Ｖ）を次の（１）式により算出して検出することができる。

つまり、サブタンク２５は可撓性フィルム状部材と弾性部材とを用いて塑性構造体であるためにサブタンク２５自体に液量を正確に検出する手段を設けることが困難である。そこで、滴吐出量と吐出回数から得られる滴吐出に伴う使用量と回復動作（吸引）に伴う使用量とを加算することで消費されたインク量を計測する。なお、吐出量や吸引量が複数水準存在する場合は、個々の量と回数の積の総和を求めることになる。

また、吐出パターン別の液吐出量及び吸引量に関する情報を予め保有している場合には、使用インク量を次の（２）式により算出して検出する。

例えば、階調印刷を行う場合には階調パターンに応じた吐出量データをもともと保有しているので、その吐出量データと階調発生回数とを掛け合わせることで、滴吐出量と吐出回数とを掛け合わせるよりも、より精度の高い液量の検出（算出）を行うことができる。前述した（１）式とこの（２）式との違いは、（１）式では吐出量の周波数特性等により差異が生じやすいが、（２）式ではもともとデータとして差異を折り込み済みであるため、より精度の高い検出を行うことができるという点である。

次に、このように構成したこの画像形成装置のインク供給動作について図１５以降をも参照して説明する。
まず、ブラックインクのヘッド２４ｋ１のインク残量が所定量以下になったか（使用量が所定量を越えたか）否かを判別して、ブラックインクのヘッド２４ｋ１のインク残量が所定量以下になったときには、切替弁２７をヘッド２４ｋ１側に切り替えた後、ポンプ２９ｋ１を作動させ、サブタンク２５ｋ１が満タンになるまでブラックインク用インクカートリッジ２６ｋからインクを補充供給し、サブタンク２５ｋ１が満タンになったときにはポンプ２９ｋ１の作動を停止した後、サブタンク２５ｋ１に負圧を発生させる。

なお、サブタンク２５ｋ１にインクを供給するときには大気開放弁機構２３２によってサブタンク内を大気開放した状態で行う。また、サブタンク２５ｋ１の満タン検知は検知レバー２０６が所定位置になることで検知し、あるいは、検知電極２４１、２４２を用いて行うことができる。さらに、負圧発生は、ヘッド２４ｋ１をキャップ部材１２３でキャッピングした状態で吸引又は滴吐出を行ってサブタンク内のインクを所要量排出することによって行う。

また、ブラックインクのヘッド２４ｋ１のインク残量が所定量以下でなければ、ブラックインクのヘッド２４ｋ２のインク残量が所定量以下になったか（使用量が所定量を越えたか）否かを判別して、ブラックインクのヘッド２４ｋ２のインク残量が所定量以下になったときには、切替弁２７をヘッド２４ｋ２側に切り替えた後、ポンプ２９ｋ２を作動させ、サブタンク２５ｋ２が満タンになるまでブラックインク用インクカートリッジ２６ｋからインクを補充供給し、サブタンク２５ｋ２が満タンになったときにはポンプ２９ｋ２の作動を停止した後、サブタンク２５ｋ２に負圧を発生させる。

その他の色のヘッドについてのインク供給動作は、上述した説明で切替弁２７の切替動作がないだけであるので、説明を省略する。

このように、１つのインクカートリッジから２つのヘッド（サブタンク）に対してインクを供給するようにしたので、インクカートリッジのインク残量があるにもかかわらずカートリッジの交換指示が出されることがなくなり、また、ヘッドが２つであってもインクカートリッジは１つで済むのでカートリッジの装着スペースが増大することがなくなる。

また、供給経路切替手段としての切替弁などの弁手段を用いることによって記録液の逆流を防止することができる。

つまり、図２１に示すように、単純に１つのインクカートリッジ２６ｋから２つのポンプ２９ｋ１、２９ｋ２を介してサブタンク２５ｋ１、２５ｋ２にインクを供給する構成とした場合、一方のヘッドから見た場合、例えばヘッド２４ｋ１から見ると、ヘッド２４ｋ１→サブタンク２５ｋ１→ポンプ２９ｋ１→インクカートリッジ２６ｋ→ポンプ２９ｋ２→サブタンク２５ｋ２→ヘッド２４ｋ２という構成になる。

ここで、例えばサブタンク２５ｋ１にインクの供給が必要になったためにポンプ２９ｋ１を作動させてインクを吸引しようとしたとき、インクカートリッジ２６ｋのインク残量が無い、あるいは、ほとんど無い場合には、インクカートリッジ２６ｋを介して他方のサブタンク２５ｋ２やヘッド２５ｋ２からインクを吸引して、インクが逆流するおそれがある。この場合、ポンプはインクの逆流を抑えられる構造を持つが、一定の抑止力以上の吸引力が作用したときには、インク漏れが発生し、他方のサブタンク内のインクを吸引したり、ポンプ自身が破損したりするおそれが生じる。

これに対して、一方のサブタンクと他方のサブタンクとの間を弁手段で切り替えることによって、インクの逆流ができない構造とすることができて、安定したインク供給を行うことができる。

また、インク残量が所定量以下になったときにインク供給を行うに代えて、２つのサブタンクのインク使用量に基づいて、２つのサブタンクのインク残量が同程度になるようにインク供給動作を制御するようにすることもできる。さらに、検知レバー２０６の位置を検知して、サブタンクの負圧が所定以上になったとき（負圧が大きくなるとフィルム状部材２０２が凹むために検知レバー２０６がケース２０１側に移動する構成とする。）に、切替弁２７を切り替えるようにすることもできる。

次に、本発明の第２実施形態について図１６を参照して説明する。なお、同図は同実施形態におけるブラックインクの供給系を説明する説明図である。
この実施形態では、インクカートリッジ２６ｋからサブタンク２５までの供給経路において、ポンプ２９ｋを上流側、３方向切替弁２７を下流側に配置したものである。このようにすれば、ポンプは1個で済むので、部品点数を削減することができ、また弁手段が介在しているので逆流も防止される。

次に、本発明の第３実施形態について図１７を参照して説明する。なお、同図は同実施形態におけるブラックインクの供給系を説明する説明図である。
この実施形態では、供給経路切替手段として開閉弁（オン／オフ弁）２７ｋ１、２７ｋ２を使用して、インクカートリッジ２６ｋからの供給経路を開閉弁２７ｋ１の経路と開閉弁２７ｋ２に分けた後、各経路にそれぞれポンプ２９ｋ１、２９ｋ２を配置したものである。このように開閉弁を用いると弁手段としては２つ必要になるが、弁構造が簡単であるので、耐久性が向上する。

次に、本発明の第４実施形態について図１８を参照して説明する。なお、同図は同実施形態におけるブラックインクの供給系を説明する説明図である。
この実施形態では、インクカートリッジ２６ｋからサブタンク２５までの供給経路において、ポンプ２９ｋを上流側、供給経路切替手段としての開閉弁２７ｋ１、２７ｋ２を下流側に配置したものである。このようにすれば、第２実施形態と同様にポンプの個数を削減することができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１９を参照して説明する。なお、同図は同実施形態におけるブラックインクの供給系を説明する説明図である。
この実施形態では、インクカートリッジ２６ｋからサブタンク２５までの供給経路において、ポンプ２９ｋ１と開閉弁２７ｋ１の直列組み合わせ、ポンプ２９ｋ２と開閉弁２７ｋ２の直列組み合わせ（いずれもポンプと開閉弁の順序は逆でもよい。）を配置したものである。

次に、本発明の第６実施形態について図２０を参照して説明する。なお、同図は同実施形態におけるブラックインクの供給系を説明する説明図である。
この実施形態では、上記各実施形態と異なり、複数のインクカートリッジ２６ｋを使用しつつ、インクを供給するインクカートリッジ２６ｋを切替弁４２７で選択するようにし、ここでは２つのインクカートリッジ２６ｋがいずれも使い切られるまで、カートリッジ交換の指示が出ないようにしたものである。なお、この場合、２つのインクカートリッジ２６ｋのインクエンド状態のアンド条件をとることによって、いずれもがインクエンドになったときに交換指示を出すことができる。

なお、上記実施形態においては、供給経路切替手段として弁手段を用いたが、ポンプ自体が切替機能を有する場合には、別途切替用の弁手段を設けなくとも良い。また、上記実施形態においては、ブラックインクのヘッドが複数である場合について説明したが、他の色のヘッドが複数の場合にも同様に適用することができる。さらに、上記実施形態では、同じ色の記録液を吐出する記録ヘッド自体が複数の場合を例にして説明しているが、１つの記録ヘッドで外部からの供給経路が異なる、同じ色の記録液を吐出する複数のノズル列を備える構成、１つのヘッドに２つのサブタンクを搭載する構成の場合にも、同様に適用することができる。

また、上記実施形態においては、本発明をマルチファンクション（ＭＦＰ）の画像形成装置に適用した例で説明したが、プリンタやファクシミリ装置などの他の画像形成装置にも同様に適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 同画像形成装置の画像形成部及び副走査搬送の平面説明図である。 同画像形成部のキャリッジ部分の斜視説明図である。 同画像形成装置のヘッドに対するインク供給系の斜視説明図である。 同じくインク供給系のブロック説明図である。 同インク供給系の供給経路切替手段の説明図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。 同供給経路切替手段の切替状態の一例を示す説明図である。 同供給経路切替手段の切替状態の他の例を示す説明図である。 インク供給系に係わるキャリッジ部分の分解斜視説明図である。 サブタンクの分解斜視説明図である。 同サブタンクの模式的側断面説明図である。 図１２のＢ−Ｂ線に沿う概略断面説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック図である。 同制御部によるインク供給動作の説明に供するフロー図である。 本発明の第２実施形態の説明に供するブラックインク供給系のブロック説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供するブラックインク供給系のブロック説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供するブラックインク供給系のブロック説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供するブラックインク供給系のブロック説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供するブラックインク供給系のブロック説明図である。 比較例の説明に供するブラックインク供給系のブロック説明図である。

符号の説明

１…装置本体
２…画像形成部
３…副走査搬送部
４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
６…排紙搬送部
７…排紙トレイ
１１…画像読取部
２３…キャリッジ
２４…記録ヘッド
２５…サブタンク
２６…インクカートリッジ
２７…切替手段
２８…チューブ
２９…ポンプ
３１…搬送ベルト

Claims (13)

1. 同じ色の記録液の液滴を吐出する複数の記録ヘッド又は外部からの記録液の供給路が異なる同じ色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する記録ヘッドを備えた画像形成装置において、前記記録液を収容する共通の記録液カートリッジから前記複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に対して記録液を供給することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録液カートリッジから前記複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に至る記録液供給経路内に供給経路を切り替える供給経路切替手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記供給経路切替手段は１つの流入口に対して複数の流出口を有する弁手段又は複数の開閉弁手段であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３に記載の画像形成装置において、前記記録液カートリッジから前記複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に至る記録液供給経路内に、前記記録液カートリッジからの記録液を圧送するポンプを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記記録液供給路内では、前記供給経路切替手段が上流側で、前記ポンプが下流側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記記録液供給路内では、前記ポンプが上流側で、前記供給経路切替手段が下流側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ポンプは前記記録ヘッド又はノズル列と同じ数だけ設けられていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記記録液カートリッジから前記複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に至る記録液供給経路内に複数の吐出口を有する、前記記録液カートリッジの記録液を圧送するポンプが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記複数の記録ヘッド又は複数のノズル列が黒色の記録液を吐出するヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記共通の記録液カートリッジを複数搭載可能であることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１ないし１０に記載の画像形成装置において、前記複数の記録ヘッド又は複数のノズル列に対応して記録液を供給する複数のサブタンクが接続され、前記記録液カートリッジから前記サブタンクに記録液を供給することを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置において、前記複数のサブタンクの記録液残量が同じになるように前記サブタンクに対する記録液の供給が制御されることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１１に記載の画像形成装置において、前記複数のサブタンクの負圧を検知して記録液の供給経路が切り替えられることを特徴とする画像形成装置。

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