JP2006007585A - インクジェット記録装置および該記録装置を用いたインク供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インク供給方式に間欠供給系を採用しつつ、インク供給タイミングを適切に制御することで、画像記録動作途中でのインク供給を避けて、画像の不具合発生を極力少なくするとともに、供給時の待ち時間を減らし、実スループットの高いインク供給方式を提供する。
【解決手段】 記録媒体の任意のページ内で消費されたインク量を、過去複数ページに渡って記憶しておくページ内インク消費量記憶手段と、該ページ内インク消費量記憶手段のデータに基づいて次のページのインク消費量を予測する手段と、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断する手段を設ける。
【選択図】 図５

Description

本発明は、インク貯留容器並びに該容器を用いるインクジェット記録装置およびインク供給方法に関し、特にインクを吐出するための記録ヘッドに対しインクを間欠的に供給する方式のインクジェット記録装置に適用して好適なものである。

インクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体へとインクを付与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には、記録媒体に対し記録ヘッドを移動させつつその過程でインク吐出を行うことにより画像形成を行うものや、これとは逆に固定した記録ヘッドに対し記録媒体を移動させつつその過程でインク吐出を行うことにより画像形成を行うもの等がある。

かかるインクジェット記録装置に適用される記録ヘッドへのインクの供給方式には、大きく分けて２種類がある。吐出されたインク量に対応した量のインクが常に、記録ヘッドに対し言わば連続的に供給されるように供給系を構成した方式のもの（以下、連続供給方式という）と、記録ヘッドに所定量のインクを貯留する貯留部（以下、「サブタンク」または「第２インクタンク」とも言う。）を備えるとともに、その貯留部に対しインク供給源（以下、「メインタンク」または「第１インクタンク」とも言う。）から適切なタイミングで言わば間欠的にインクが供給されるように供給系を構成した方式のもの（以下、間欠供給方式という）とである。

ここで、例えば記録ヘッドを記録媒体に対し所定方向に往復走査させるとともに、これとほぼ直交する方向に記録媒体を搬送して画像の形成を行う所謂シリアル型と呼ばれる方式のインクジェット記録装置に適用される連続供給方式には、さらに２種類がある。キャリッジ等に搭載されて往復移動（主走査）する記録ヘッドに一体不可分にまたは分離可能にインクタンクを取り付けてインクを供給するオンキャリッジ方式と称されるものと、キャリッジ上に搭載される記録ヘッドとは別体に、インクタンクを記録装置の他の部位に固定的に据え付け、可撓性チューブを介してインクタンクと記録ヘッドとを連結してインクを供給するチューブ供給方式とである。なお、後者にはインクタンクと記録ヘッドとの中間タンクとして機能する第２のインクタンクが記録ヘッドないしキャリッジ上に搭載される形態のものもある。

オンキャリッジ方式の構成を採る場合には、キャリッジと共に移動する部材（記録ヘッド、およびこれに分離不能または可能に一体化されるインクタンク）の主走査方向に垂直な面の方向の投影面積や体積が制約され、小型の、特に可搬型の記録装置を構成する場合には、非常に限られた容量のインクタンクしか使用できないことになる。そのためにインクタンク一体型記録ヘッドまたはインクタンクの交換頻度が非常に高くなり、使い勝手やランニングコストの点でも問題があった。さらに近年では、所謂モバイル機器の普及が著しく、例えばノート型パーソナルコンピュータやディジタルカメラに一体化されるような超小型のインクジェットプリンタも提案されており、そのようなプリンタにオンキャリッジ方式を適用した設計を行うことは実用上望ましくない。

また、チューブ供給方式の構成を採る場合には、主走査時にキャリッジと共に移動する部材はある程度小型化することが可能となるが、キャリッジ上の記録ヘッドとキャリッジ外の部位にあるインクタンクとを結合してインクを供給するチューブ部材がキャリッジに追従して移動するためのスペースを要するので、その分小型化が難しい。さらに、近年では記録動作の高速化に対応してキャリッジも高速に走査される傾向にあり、追従するチューブの激しい揺動により記録ヘッドに対するインク供給系内のインクの圧力変動が生じるので、圧力変動を抑えるために種々の複雑な圧力緩衝機構を設けることが強く望ましく、その点においても小型化は難しかった。

以上に対し、例えばシリアル型のインクジェット記録装置に適用される間欠供給方式は、キャリッジ上に相対的に小型のインクタンク（サブタンク）と記録ヘッドとを有する一方、記録装置のキャリッジ以外の部位に相対的に大きなインクタンク（メインタンク）を有し、メインタンクからサブタンクに対し適切なタイミングでインクが供給されるように供給系が構成されるものである。また、主走査中には、メインタンクおよびサブタンク間のインク供給系を空間的に切り離すか、または弁等によってインク流路を遮断することによって、メインタンクとサブタンク間を流体的に絶縁するような構成が採用される。これによれば、連続供給方式において小型化の制約となっていたインクタンクなどの上記移動部材の大きさや、チューブの揺動による種々の問題点の発生を基本的には解決できる。

上述のような間欠式のインク供給システムを有するインクジェット記録装置においてはサブタンクのインク容量と、該サブタンクへインクを供給するタイミングとを適切に選ぶことが重要である。サブタンク容量が小さすぎると、頻繁にインク供給動作が必要であり、印字速度（スループット）に悪影響を及ぼし、また逆に大容量のサブタンクを装備することは、本来の目的である機器の小型化を阻害する。また、供給タイミングも適切に設定しておかないと、記録中にインクが不足することによる画像乱れや、逆に不必要な供給動作によりスループットの低下が発生してしまう。

一般に、サブタンク容量は、記録しているページの途中で供給動作にはいることを避けるため記録媒体の１ページを記録する際に消費されうる最大インク消費量を上回る程度のインク量をサブタンク内に持ち、ページの先頭またはページの終端で供給動作を行うように構成される。これは、ページ途中で供給動作が入るため記録が一時中断されることによって、インク供給動作前後でページ内の記録画像の色見が換わる恐れがあることおよび、使用者にとって記録途中の（予期しない）中断は、記録終了までの時間が延びるため望ましいものではない。

ところが、従来の間欠供給方式を用いたインクジェット記録装置のインク供給のタイミングは、１ページ内の記録が終了した時点で、ある一定値を超えるインクがサブタンク内に存在しなければ、インク供給を行うといった方法を取っていた。
特開平１１−１８８８９０号公報

上述の従来例では、供給動作を行うか否かの判定はページ内の記録終了後、ある固定された一定量のインクがサブタンク内に残っているか否かの判断による。ここで、その閾値が理論最大消費量の７０％程度に設定されていたと仮定しよう。その場合、例えば記録デューティーがさほど高くない文字等のみの記録を連続して続ける場合でもサブタンク内インク残量が理論最大消費量の７０％を下回ると、ページ終了時において毎回インク供給動作が入ってしまうのである。一般的に文字印字は１ページあたりのインク消費量は理論最大値に比して５％〜１０％程度であるから、望ましい供給頻度に対して７〜１４倍の頻度で無駄なインク供給動作を行ってしまっているわけである。また同様の７０％閾値をとるシステムにおいて、例えば高デューティーの写真画像などを記録する場合を考えてみよう。このような画像は（まれにではあるが）インク消費量７０％を超えることがあり得る。この場合には文字記録の場合とは逆に、ページ内でインクが足りなくなり、供給動作を行わざるを得なくなり、色見変化の危険性等を持ってしまうわけである。

このように、従来のインク供給方法では、閾値をいかなる値に設定しても、低デューティーの画像パターン記録における不必要な供給動作と、高デューティー画像パターンにおける画像乱れの危険性のいずれかの問題点を有するシステムとなってしまう。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、インク供給方式に間欠供給系を採用しつつ、インク供給タイミングを適切に制御することで、画像記録動作途中でのインク供給を避けて、画像の不具合発生を極力少なくするとともに、供給時の待ち時間を減らし、実スループットの高いシステムを提供することにある。

また、本発明は、それによって小型・可搬型のインクジェットプリント装置の構成に資することを他の目的とする。

上記の課題を解決するための本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出することにより記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッド近傍に配置された、所定量のインクを貯留する貯留部と、その貯留部に対するインク供給源と、該インク供給源及び前記貯留部の間を流体的に接続または絶縁するインク流路と、貯留部内のインク残量を検出し貯留部内のインクがある一定量以下となったこと判定しうるインク残量検出手段と、該インク残量検出手段の検出結果に応じて前記インク供給源側のインクを適切なタイミングで前記貯留部側に供給するインク供給手段を有するインクジェット記録装置において、記録媒体の任意のページ内で消費されたインク量を、過去複数ページに渡って記憶しておくページ内インク消費量記憶手段と、該ページ内インク消費量記憶手段のデータに基づいて次のページのインク消費量を予測する手段と、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断する手段を有することを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置のインク供給方法は、インクを吐出することにより記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッド近傍に配置された、所定量のインクを貯留する貯留部と、該貯留部に対するインク供給源と、該インク供給源および前記貯留部の間を流体的に接続または絶縁するインク流路と、貯留部内のインク残量を検出し貯留部内のインクがある一定量以下となったこと判定しうるインク残量検出手段と、該インク残量検出手段の検出結果に応じて前記インク供給源側のインクを適切なタイミングで貯留部側に供給するインク供給手段を有するインクジェット記録装置を用いたインク供給方法において、記録媒体の任意のページ内で消費されたインク量を、過去複数ページに渡って記憶しておき、該記憶データに基づいて次のページのインク消費量を予測し、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断することを特徴とする。

本発明では、過去の１ページ内のインク消費量履歴を複数機器内に記憶しておき、その履歴データを用いて次のページのインク消費量を予測し、そのインク消費量に応じて、インク供給を行うか否かを機器内で決定するという手法を提案する。

かかる装置の一般的な使用方法として、ある一連の記録データ送出時には、記録デューティーがおおむね等しい画像データを連続して多数枚記録することが多いという事実、すなわち時間的に連続して記録されたページのインク消費量間には高い相関性があるという事実に基づいている。従って適切な処理ルーチンを組み込めば、過去のインク消費量履歴から次のページのインク消費量を推定することがある程度可能となる。この推定値を用いれば、次にインクを供給するか否かの閾値を動的に管理可能なため、記録デューティーが低い場合にも高い場合にも適切な供給タイミングを設定できるのである。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

まず本発明における間欠供給方式について図１の模式図に基づいて簡単に説明を行う。

（サブタンク）
サブタンク部は記録ヘッドユニット１内にヘッド１０１に連結した形で配置されている。後述のメインタンク部とは異なり使用者が交換する形は取らず装置に固定の形態で供給される。サブタンク部は、ある容量のインクを貯留可能なインク受容袋１０２を有しており、気密性のあるシェル１０３内に配置されている。本実施例の場合、貯留可能なインク容量は１ページ内での理論最大インク使用量の１２０％と設定されている。インク受容袋１０２内部には、記録ヘッド部１０１に形成されるインクメニスカスを保持するために大気圧に対して負圧を発生させるための負圧バネ１０４が配置されている。１０５ａ，１０５ｂは該負圧バネの圧力で受容袋を左右に押し広げるための受け部材である。インク受容袋１０２と連通して、供給路３にインク流路を接続／非接続するジョイント１０６（記録ヘッドユニット側）、３０２（インク供給路側）がそれぞれ配設され、図示しない駆動手段によりインクの流体的接続、非接続を制御している。またインク受容袋１０２とシェル１０３との空間部にエアポンプユニット４と連通させる、エアジョイント１０７（記録ヘッドユニット側）、４０２（エアポンプユニット側）を有している。

（メインタンク）
メインタンク部は、使い切ると使用者が新しいものと交換しつつ使用することになるため、サブタンクに比較して大容量で、かつ安価に提供する必要がある。そのためメインタンク部は極力簡単な構成を取るのが常である。ここではその一形態として、インク残量に伴い容積変化可能なように構成される、密閉された可撓性のインク受容袋を用いるものを例にとって説明する。メインタンク部２は同様にシェル部２０２、インク受容袋２０１よりなるが、シェル２０２は密閉されておらず、大気との連通口２０３にて大気と連通している。また、インク受容袋には特に負圧発生機構を有していない。インク供給原理からすればインク受容袋の密封性は必要ないが、小型で携帯も可能なインクジェット記録装置への適用まで考慮すると、インクもれ等を考慮した密封構造とするのが望ましい。

（供給の仕組み）
記録動作中サブタンク部は、供給流路３、エアポンプ４と切り離されて、適当なタイミングでインクを吐出し画像形成を行っている。すなわちジョイント１０６、１０７は対向する３０２、４０３と切り離された状態となっている。その間、画像形成のためのインク供給はサブタンク内インク受容袋１０２内にあるインクからなされている。画像形成に従い、インクがある程度以上減ると、メインタンク部からサブタンクインク部へのインク供給が開始される。サブタンク内のインク残量は何らかの物理的検知手段を有してもよいし、すでに解っているインクフル時のインク残量から記録データに応じて使用されるインク量を差し引く方式等であってもよい。ここにおいて、インク供給のタイミングの詳細については別途詳述することとし、ここでは詳しく触れない。

インク供給動作が開始されると、ジョイント１０６は３０２と接続し、インク流路が供給路３を通じてメインタンク部２に連通する。また同時に、１０７、４０２のジョイントによってエア流路がポンプ部４に連通する。メインタンクからサブタンクへのインク供給は、エアポンプ４がサブタンク内空間部１０８の空気を吸い出すことにより行われる。空間部１０８に発生した負圧によりインク受容袋１０２は膨張し、その体積変化に応じた負圧で、インクはインク受容袋内に流れ込むのである。

（インクジェット記録装置の構成例）
図２は本発明の一実施形態に係る間欠供給方式を適用したインクジェット記録装置の全体構成を示す模式的平面図である。

図８の構成において、記録ヘッドユニット１は、記録ヘッド部およびサブタンク部等を有し、また、ヘッド部を駆動してノズルにインク吐出動作を行わせるための信号などを授受するためのコネクタが設けられている（不図示）。記録ヘッドユニット１には、上記コネクタを介して記録ヘッドユニット１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダ（電気接続部）が設けられている。

記録ヘッドユニット１は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト５に沿って往復移動可能に案内支持されている。そして、記録ヘッドユニット１は主走査モータ８によりプーリ６およびタイミングベルト７等の伝動機構を介して駆動されるとともに、その位置および移動が制御される。また、記録ヘッドユニット１には、例えば透過型フォトインタラプタ形態のホームポジションセンサ（不図示）が設けられる一方、記録ヘッドユニット１のホームポジションに対応した装置の固定部位には透過型フォトインタラプタの光軸を遮蔽可能に遮蔽板（不図示）が配設されている。これにより、記録ヘッドユニット１が移動してホームポジションセンサが遮蔽板を通過した際にホームポジションが検出され、その検出位置を基準としたキャリッジ位置および移動の制御が可能となる。

記録用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１３は、送給モータ１２によりギアを介してピックアップローラ１１を回転させることにより、一枚ずつ分離給紙される。さらに、搬送ローラ９の回転により、記録ヘッドユニット１の吐出口形成面と対向する位置（記録部）を通って搬送（副走査）される。搬送ローラ９の駆動は、ラインフィード（ＬＦ）モータ１０の回転をギアを介して伝達することにより行われる。

その際、給紙がなされたか否かの判定と給紙時の頭出し（副走査方向における記録媒体上の記録開始位置の確定）とは、記録媒体搬送経路上、記録位置より上流側に配設された記録媒体有無検出用のペーパエンドセンサ（不図示）の出力に基づいて行われる。また、ペーパエンドセンサは、記録媒体１３の後端を検出し、その検出出力に基づいて副走査方向における記録媒体上の最終記録位置を確定するためにも使用される。

なお、記録媒体１３は、被記録部において平坦な被記録面を形成するように、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。この場合、記録ヘッドユニット１は、その吐出口形成面が下方へ突出して、記録媒体１３と平行になるように保持されている。記録ヘッドユニット１は例えば、熱エネルギを利用してインクを吐出する形態のインクジェット記録ヘッドユニットであって、インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生するための電気熱変換体を備えたものである。すなわち、記録ヘッドユニット１の記録ヘッドは、上記電気熱変換体によって印加される熱エネルギによるインクの膜沸騰により生じる気泡の圧力を利用して、吐出口よりインクを吐出して記録を行うものである。もちろん、圧電素子によってインクを吐出するもの等、その他の方式のものであってもよい。

また本装置は図示しない吐出回復系機構を有しており、目詰まりした記録ヘッドユニット１からインクを吸引し、吐出を回復させる動作や、記録ヘッドの吐出口形成面を保護するために用いられるキャップ部材を有している。キャップ部材は不図示のモータにより吐出口形成面に対し接合／離脱位置に設定可能であって、接合状態において不図示の吸引ポンプ等によりキャップ部材内部に負圧を生じさせることで記録ヘッドの吸引回復動作等が行われる。また、記録装置の非使用時にもキャップ部材を接合状態としておくことで、記録ヘッドの吐出口形成面を保護することができる。

１０６、１０７は記録ヘッドユニット側のジョイントユニットであり、それぞれインク流路用、エア流路用である。また同様に３０２、４０２は１０６、１０７と対をなすインク供給側、エア供給側のジョイントユニットである。

このジョイントユニット３０２、４０２は、記録ヘッドユニット１が主走査方向上の記録領域外側に位置するホームポジションまたはその近傍の位置（そのときの記録ヘッドユニット１の位置を図中一点鎖線で指示）に設定され、図示しないアクチェータが各ジョイントユニットを連結させ、ジョイントユニット間を通じたインクやエアの流れを許容する形態のものである。また、インク供給動作を終了し記録ヘッドユニット１が当該位置から記録領域方向へ離脱するときには、同一のアクチェータにて対応するジョイントユニット同士の連結が解除される。

３は流路部材であり、メインタンク部２に結合され、ジョイントユニット３０２までインクを供給するためのものである。４は加圧減圧用のエアポンプユニットでありエアジョイント４０２に結合されている。

１４は表示部である。ここにはＬＥＤランプ、液晶表示装置等で、使用者に機器状況―例えば、紙ジャム等の機器のエラー状況、データの受信状況などーを通知するために使用される。これは検出部の出力信号を後述のコントローラ１５００が適切に処理し、表示信号を該表示部に送ることでなされている。

１５は本実施例のインクジェット記録装置の動作を司るメイン基板である。メイン基板１５内のブロック図およびこれによってなされる制御の詳細については以下を参照されたい。

（制御部の構成例）
図３は、図２のインクジェット記録装置における制御部の概略構成例を示すブロック図である。

同図において、コントローラ１５００は主制御部をなすものであり、例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵ１５０１、プログラムや所要のテーブルその他の固定データを格納したＲＯＭ１５０２、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ１５０３、電源ＯＦＦ時に以前の機器の状況を記憶しておく不揮発性メモリ１５０４を有する。

本発明では、ページ内インク消費量の履歴データ等は、ＲＡＭ１５０３内の特定領域に設けられており、後述する、履歴データを用いた演算が本コントローラ１５００においてなされるわけである。ホスト装置１６は、画像データの供給源であり、記録に係る画像等のデータの作成、処理等を行うコンピュータとする他、画像読み取り用のリーダ部やディジタルカメラの等の画像入力装置の形態、またはＰＤＡや携帯電話などの個人情報管理機器であってもよい。また、本実施形態ないし本発明に係るインクジェット記録装置は、そのようなホスト装置１６と別体に構成されているものでも、分離可能または分離不能に一体に構成されていてもよいものである。

画像データやその他のコマンド，ステータス信号等は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１５０５を介してコントローラ１５００へと送受信される。操作部１７は電源スイッチ１７０１や吸引回復の起動を指示するための回復スイッチ１７０２等、操作者による指示入力を受容するスイッチ群を有する。また前述の表示部１４もコントローラ１５００から制御されており、ＬＥＤ１４０１、１４０２等で機器状況の適切な表示をおこなっている。また、ホームポジションセンサ１９、記録媒体の有無を検出するためのペーパエンドセンサ１８、および環境温度を検出するために適宜の部位に設けられた温度センサ２０、時間間隔を測定し記憶するタイマー２３等、装置の状態を検出するためのセンサ群がコントローラ部に接続されている。

ヘッドドライバ１５０６は、記録データ等に応じて記録ヘッド１０１の電気熱変換体（吐出ヒータ）を駆動するドライバである。ヘッドドライバ１５０５は、記録データを吐出ヒータの位置に対応させて整列させるシフトレジスタ、整列された記録データを適宜のタイミングでラッチするラッチ回路、および駆動タイミング信号に同期して吐出ヒータを作動させる論理回路素子のほか、必要に応じてドット形成位置合わせ（レジストレーション処理）のために吐出ヒータ駆動タイミング（吐出タイミング）を適切に設定するタイミング設定部等を有する。また、記録ヘッド１０１には、インクの吐出特性を安定させるべく温度調整を行うためのサブヒータ１０１１が設けられている。このサブヒータは、吐出ヒータ１０１２と同時に記録ヘッド基板上に形成された形態および／または記録ヘッド本体ないしは記録ヘッドユニットに取り付けられる形態とすることができる。

１５０７は主走査モータ８を駆動するためのモータドライバ、１５０８はラインフィード（ＬＦ）モータ１０を駆動するためのモータドライバ、１５０９は送給モータ１２を駆動するためのモータドライバである。１５１０は吐出回復機構内の吸引動作を行わせたり、キャップ部材の駆動を行う回復系モータ２１ためのモータドライバであり、１５１１はエアポンプユニット４の駆動および制御を行ったり、流路開閉用のジョイントユニット３０２，４０２を動作させるエアポンプ／ジョイント駆動モータ２２のためのドライバである。

（インク供給判断の詳細）
本実施例において、記憶するページ内インク消費量として以下の記号を用いる。
Ｄ（−ｎ）：ｎページ前のページ内インク消費量を示す。
Ｄ（０）：現在のページのページ内インク消費量を示す。
Ｄ（１）：次のページのインク消費量
ページ内のインク消費量算出は、そのページでインクを何回吐出したかを記憶しておき、一回の吐出あたりのインク量を積算すれば簡単に算出できる。この演算はコントローラ１５００にてなされている。また、サブタンク内のインク残量が連続的に検知しうるハードウェア構成を取っている装置であるなら、ページ間でのサブタンク内インク残量を減算することでも得ることができる。

本実施例にて用いられる、一般的なインク供給判断のアルゴリズムを以下に示す。ｎページ前までのインク消費量履歴を用いて
（数１）
Ｄ１＝ｆ（Ｄ（−ｉ））ｉ＝０，１，２，・・・ｎ
なる推定関数ｆを用い次のページのインク消費量Ｄ１を推定する。次項に推定関数ｆの例を挙げるが、それらに囚われることなく、ｆは過去のページ内インク消費量の履歴から次のページのインク消費量を推定できるものであれば何でも良い。

次に、現在のサブタンク内のインク残量をｒ０としたときに
（数２）
ｒ０≦γ×Ｄ１
であるなら、インク供給を行い、そうでないなら供給動作は行わない。ここでγは安全率であり、推定関数ｆの精度が極めて高いなら１として構わない。どんな推定関数を用いるかによって適当に定められるべき数値である。ｒ０は、サブタンク内のインク残量が連続的に検知しうるハードウェア構成を取っている装置であるなら、現ページの記録終了時点で検出された残量値をｒ０とすればよいし、そうでいなら、現ページで消費したインク量Ｄ０を前のページ記録終了時におけるインク残量ｒ（−１）から差し引けばよいことになる。この場合はインク供給が終わった時点でサブタンク内インク残量をリセットし、インクフルにあたる値を残量としてセットしておく必要がある。

ここでインク供給を含む全体的な制御シーケンスのフローチャートを示す図４を用いて、機器のＰｏｗｅｒ Ｏｎ時から、記録動作、サブタンクへのインク供給、メインタンク交換の指示等を含めた、全体的制御シーケンスについて説明する。これらの動作の判断はメイン基板１５内のコントローラ部１５００が行っている。
Ｓ００１：Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ後のイニシャル処理を行う。この処理内で、コントローラ部５００内のＲＡＭ１５０３のクリアや、機構部の初期動作チェック、不揮発性メモリ１５０４に保存した前回Ｐｏｗｅｒ Ｏｆｆ時点での状態データ（サブタンク残量等）をＲＡＭに再ロードするなどの、動作初期に必要な処理を行っている。ページ内インク消費量履歴もこのルーチンで初期化されクリアされている。
Ｓ００２：次に供給動作が必要か否かの判定をおこなう。判断は上述の数１，２等を用い、推定される次ページのインク消費量とサブタンク内のインク残量と比較することでなされる。後述するインク消費量推定アルゴリズムの実施例に基づいた制御を行うのであれば、インク消費量履歴のないパワーオン時においては次ページのインク消費量は１００％と推定されるので、サブタンク内インク残量が１００％以下か否かでインク供給の必要性を判断することになる。インク供給が必要であればＳ０１２にジャンプし、インク供給動作を行うことになる。
Ｓ００３〜Ｓ００４：操作部１７の電源スイッチが押下された場合のＰｏｗｅｒ Ｏｆｆ処理を示している。これはＳ００１イニシャル処理の逆動作である。次回Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ時に必要となる状態データを不揮発性ＲＡＭに保存し、機構部を所定の状態にしたあと、電源を切る。
Ｓ００５：ホスト装置１６等から記録命令が来ているかどうか判断し、記録動作必要時まで待機する。
Ｓ００６〜Ｓ００７：後述のインク消費量推定アルゴリズムの実施例をもちいるのであれば、このループ中に記録命令が途切れている時間を測定し、その量が一定値Ｔ（本実施例では６００秒）以上なら、記憶したインク消費量履歴をクリアする。
Ｓ００８：受信したデータに従い記録媒体に１ページ分の記録を行う。
Ｓ００９：現ページのインク消費量の計算、この時点でのサブタンクインク残量の計算等を行う。計算されたインク消費量はＲＡＭ１５０２内の特定領域に消費量履歴としてセットされる。
Ｓ０１０：再度供給動作が必要か否かの判定を行う。上記の数１，２の判定条件を用い、必要な場合にはＳ０１２に飛び、インク供給動作を行うことになる。
Ｓ０１１：記録データがなくなるまでＳ００８〜Ｓ０１０を繰り返す。
Ｓ０１２：この項以降はインク供給シーケンスである。まずメインタンクに供給すべきインクが残っているか否かを判定する。残量不足であるならＳ０１６へ進む。
Ｓ０１３：メインタンクのインク残量が十分であれば、インク供給動作をおこなう
Ｓ０１４：再度メインタンク内のインク残量をチェックし、不足しているようならＳ０１６へ進む。
Ｓ０１５：サブタンクはフルになったので残量カウンタをリセット（本実施例の場合１２０％）にする。リアルタイム残量検出手段を有する場合には、特に残量カウンタを設ける必要はないのでＳ０１３は不要である。
Ｓ０１６：メインタンクのインク残量は０であるので、使用者にインクタンク交換を促すメッセージを出す。このメッセージは前述の表示部１４になされる。
Ｓ０１７：メインタンクが交換されるまでループする。
Ｓ０１８：メインタンクが交換されたので、インク供給動作を行い、Ｓ０１５へ進む。

なお、上述の制御シーケンスとは非同期に、適切なタイミングで図示しない吸引回復手段を動作させ記録ヘッド１０１の目詰まり回復、ノズル面保護のためのキャッピング動作等が行われている。

（インク消費量予測アルゴリズムの一例）
インク消費を予測するアウルゴリズムの一例を図５のフローチャートをもとに説明する。

このアルゴリズムの基本的考え方は、履歴に残された過去のインク消費量の変動が少なければ過去の消費量の最大値を次ページのインク消費量と推定するもので、履歴値自体が少ない場合や、履歴値の変動が大きい場合は別途過去の最大インク消費量に係数を乗じて次ページのインク消費量を推定している。また記録すべきデータが途切れて一定時間経過した場合には記憶した履歴データをクリアしておくというものである。

Ｓ１０１〜Ｓ１０２：過去履歴が存在しない場合は次のページのインク消費量Ｄ１をＤ１＝１００％（ページ内理論最大インク消費量に等しい）と推定する。以後、Ｄ（ｎ）の単位は、ページ内理論最大インク消費量の何％にあたるかで示すことにするものとする。

Ｓ１０３〜Ｓ１０４：過去の履歴が定められた規定数量（ｍとする）存在しないときは存在する履歴数（ｎとする）においてインク消費量の最大値であるＤｍａｘ（数３）を計算し、Ｄｍａｘの値に応じて以下の値を次のページの推定値Ｄ１（数４）とする。
（数３）
Ｄｍａｘ＝ｍａｘ（Ｄ（−ｉ）） ｉ＝０，・・・，ｎ
（数４）
Ｄ１＝４０％（Ｄｍａｘ＜５％）
７０％（５％＜Ｄｍａｘ＜２０％）
１００％（２０％＜Ｄｍａｘ）
ここでｍの値は５以上が望ましい。これは５ページ以上の連続記録においてはインク消費量の過去履歴の相関性が比較的高いという事実に基づいている。またＤｍａｘの値に応じてＤ１の値を設定しているが、これ以外の値をとるシステムであっても本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。

Ｓ１０５、Ｓ１０７：過去の履歴が定められた数量ｍ以上存在し、その変動量がδ以下の場合、すなわち、数５が成り立つ場合は、過去のインク消費量履歴データ中の最大値を数６と推定値とする。
（数５）
ｍａｘ（Ｄ（−ｉ））−ｍｉｎ（Ｄ（−ｊ））≦δ ｉ，ｊ＝０，１，・・・，ｍ
（数６）
Ｄ１＝ｍａｘ（Ｄ（−ｉ）） ｉ＝０，１，・・・，ｍ
実施例においては、δは２〜７％程度の値を用いており、機器の使用状況に応じて適切な値にセットするのが望ましい。

Ｓ１０５〜Ｓ１０６：過去の履歴が定められた数量ｍ以上存在し、その変動量がδより大きい場合、すなわち、数７が成り立つ場合は、数８を計算し、Ｄｍａｘの値に応じて以下の値を次のページの推定値Ｄ１（数９）とする。
（数７）
ｍａｘ（Ｄ（−ｉ））−ｍｉｎ（Ｄ（−ｊ））＞δ ｉ，ｊ＝０，１，・・・，ｍ
（数８）
Ｄｍａｘ＝ｍａｘ（Ｄ（−ｉ）） ｉ＝０，１，・・・，ｍ
（数９）
Ｄ１＝２０％（Ｄｍａｘ＜５％）
４０％（５％＜Ｄｍａｘ＜２０％）
７０％（２０％＜Ｄｍａｘ＜４０％）
１００％（４０％＜Ｄｍａｘ）
この場合も、Ｄ１は上記に限った値ではなくて、機器に適切な値を設定してよい。

Ｓ１０８〜Ｓ１０９：ホスト装置等から受信した記録データが途絶えてある程度以上の時間Ｔ秒が経過した場合には、ほぼ同一のインク消費量構造を有する一連の処理は途絶えたと判断し、過去履歴をクリアする。Ｔの値は３００秒〜６００秒程度が望ましい。これはホスト装置等からのデータ送出が５〜１０分途切れた場合には、おおむね同一のインク消費量と見込まれる一連のデータ送出は終了したと判断できるからである。次回、再度記録データを受信した場合には履歴データなしの状態（Ｓ１０２）から再度処理を再開することとなる。

本発明の一実施形態たる間欠供給方式の模式図。 本発明の一実施形態たるインクジェット記録装置全体の模式図。 制御部の概略構成を示すブロック図。 制御フローチャート。 インク消費量予測アルゴリズムの一例を示すフローチャート。

符号の説明

１ 記録ヘッドユニット
２ メインタンク
３ インク流路
４ エアポンプ
８ 主走査モータ
９ 搬送ローラ
１０ ラインフィード（ＬＦ）モータ
１１ ピックアップローラ
１２ 送給モータ
１３ 記録媒体
１４ 表示部
１５ メイン基板
１６ ホスト装置
１７ 操作部
１８ ペーパエンドセンサ
１９ ホームポジションセンサ
２０ 温度センサ
２１ 回復系モータ
２２ エアポンプ／ジョイント駆動モータ
２３ タイマー
１０１ 記録ヘッド
１０２ インク受容袋（サブタンク内）
１０３ シェル（サブタンク内）
１０４ 負圧バネ
１０５ 受け部材
１０６ ジョイント
１０７ ジョイント
１０８ 空間部
２０１ インク受容袋（メインタンク内）
２０２ シェル（メインタンク内）
２０３ 大気連通穴
３０２ インクジョイント部（流路側）
４０２ エアジョイント部（流路側）
１４０１ ＬＥＤ
１４０２ ＬＥＤ
１５００ コントローラ部
１５０１ ＣＰＵ
１５０２ ＲＯＭ
１５０３ ＲＡＭ
１５０４ 不揮発性メモリ
１５０５ Ｉ／Ｆ
１５０６ ヘッドドライバ
１５０７ モータドライバ
１５０８ モータドライバ
１５０９ モータドライバ
１５１０ モータドライバ
１５１１ モータドライバ
１７０１ 電源スイッチ
１７０２ 回復スイッチ

Claims (8)

1. インクを吐出することにより記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッド近傍に配置された、所定量のインクを貯留する貯留部と、その貯留部に対するインク供給源と、該インク供給源及び前記貯留部の間を流体的に接続または絶縁するインク流路と、貯留部内のインク残量を検出し貯留部内のインクがある一定量以下となったこと判定しうるインク残量検出手段と、該インク残量検出手段の検出結果に応じて前記インク供給源側のインクを適切なタイミングで前記貯留部側に供給するインク供給手段を有するインクジェット記録装置において、
   記録媒体の任意のページ内で消費されたインク量を、過去複数ページに渡って記憶しておくページ内インク消費量記憶手段と、該ページ内インク消費量記憶手段のデータに基づいて次のページのインク消費量を予測する手段と、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断する手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 該ページ内インク消費量記憶手段によって記憶された、過去のインク消費量履歴データの変動量がある一定値以下であれば、過去のインク消費量の最大値を次ページのインク消費量と推定するインク消費量予測手段を有する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 履歴に記憶されたデータ個数が定められた量より少ない場合や、履歴値の変動がある一定以上の値とる場合は、過去の最大インク消費量にある係数を乗じて次ページのインク消費量を予測するインク消費量予測手段を有する請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 記録すべきデータが途切れて一定時間以上経過した場合には該インク消費量履歴データをクリアする手段を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. インクを吐出することにより記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッド近傍に配置された、所定量のインクを貯留する貯留部と、該貯留部に対するインク供給源と、該インク供給源および前記貯留部の間を流体的に接続または絶縁するインク流路と、貯留部内のインク残量を検出し貯留部内のインクがある一定量以下となったこと判定しうるインク残量検出手段と、該インク残量検出手段の検出結果に応じて前記インク供給源側のインクを適切なタイミングで貯留部側に供給するインク供給手段を有するインクジェット記録装置を用いたインク供給方法において、
   記録媒体の任意のページ内で消費されたインク量を、過去複数ページに渡って記憶しておき、該記憶データに基づいて次のページのインク消費量を予測し、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断することを特徴とするインク供給方法。
6. 過去のインク消費量履歴データの変動量がある一定値以下であれば、過去のインク消費量の最大値を次ページのインク消費量と予測し、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断する請求項５に記載のインクジェット記録装置のインク供給方法。
7. 履歴に記憶されたデータ個数が定められた量より少ない場合や、履歴値の変動がある一定以上の値とる場合は、過去の最大インク消費量にある係数を乗じて次ページのインク消費量を予測し、予測された次のページのインク消費量に基づいて、次のページの記録前に該インク供給手段を動作させるか否かを判断する請求項５または６に記載のインクジェット記録装置のインク供給方法。
8. 記録すべきデータが途切れて一定時間以上経過した場合には該インク消費量履歴データをクリアする請求項５から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置のインク供給方法。

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