JP2008200903A - 圧力調整装置および画像形成装置並びに圧力調整方法および液体残量検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドの背圧を調整するポンプが発生する脈流を低減するとともに、液体吐出ヘッド内の圧力を規定の負圧に設定するまでの時間を短縮すること。
【解決手段】所定の容積を有する密閉された容器４１が可動膜４２によってインク室４３と負圧室４４とに仕切られて構成されており、インク室４３が液体吐出ヘッド５０に連通するサブタンク４０と、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力を調整することによりサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を調整する圧力調整ポンプ６４と、圧力調整ポンプ６４により発生する脈流を緩和するための緩衝室６５と、サブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の連通および遮断を切り替える開閉弁７２と、緩衝室６５を介さないで圧力調整ポンプ６４をサブタンク４０の負圧室４４に連通させるか、緩衝室６５に圧力調整ポンプ６４を連通させるかを切り替える三方弁７３を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの背圧を調整するポンプが発生する脈流を緩衝するための緩衝室を備えた圧力調整装置、および、この圧力調整装置を備えた画像形成装置、並びに、液体吐出ヘッドの背圧を調整する圧力調整方法、および、液体吐出ヘッドの背圧調整を利用した液体残量検出方法に関する。

インクジェットプリンタは、典型的には、インクを吐出する複数のノズルと、複数のノズルにそれぞれ連通している複数の圧力室と、複数の圧力室へインクを供給するための共通流路とを有する液体吐出ヘッドを備えている。このような液体吐出ヘッドにおいて、ノズルからインクが漏出することを回避するために、液体吐出ヘッド内の流路の圧力（具体的には圧力室内の圧力や共通流路内の圧力）を、大気圧よりも低い圧力に設定する必要がある。さらには、液体吐出ヘッド内の流路の圧力が変動すると、液滴発生プロセスに影響を与え、被吐出媒体に形成される画像の品質に影響を与えることになるので、液体吐出ヘッド内の流路の圧力と大気圧との圧力差は、一定に保持することが望まれる。

液体吐出ヘッド内の流路の圧力を調整する比較的単純で耐久性のある圧力調整装置として、圧力調整用のメンブランポンプを備え、このポンプと液体吐出ヘッドとの間のインク導管に、ポンプによって発生する脈流を低減するためのバッファタンクを設けたものが提案されている（特許文献１を参照）。
特開２００６−１５０９６３号公報

しかしながら、ポンプと液体吐出ヘッドとの間の導管に設けられたバッファタンクの容積は一般に大きいので、液体吐出ヘッド内の圧力が大気圧よりも低い規定の負圧になるまでに時間がかかるという課題がある。このように液体吐出ヘッドの背圧の立ち上げに時間がかかると、印刷動作開始までの待機時間が長くなるので、印刷の生産性が低下する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液体吐出ヘッドの背圧を調整するポンプが発生する脈流を低減するとともに、液体吐出ヘッド内の圧力を規定の負圧に設定するまでの時間を短縮することができる圧力調整装置、および、この圧力調整装置を備えた画像形成装置、並びに、液体吐出ヘッドの背圧を調整する圧力調整方法、および、この圧力調整を利用した液体残量検出方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ノズルおよび流路を有する液体吐出ヘッド内の液体の圧力を調整する圧力調整装置において、所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が前記液体吐出ヘッドに連通するタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通および遮断を切り替える第１の切替手段と、前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させるか、前記緩衝室に前記ポンプを連通させるかを切り替える第２の切替手段と、を備えたことを特徴とする圧力調整装置を提供する。

この発明によれば、液体吐出ヘッドの背圧を調整するポンプが発生する脈流を低減するとともに、緩衝室を介さないでタンクの気体室にポンプを連通させた状態とするか、それとも、緩衝室を介してタンクの気体室にポンプを連通させた状態とするかを切り替えることができるので、液体吐出ヘッドの背圧を大気圧よりも低い規定の負圧に初期化または再設定するまでの時間（背圧立ち上げ時間）を短縮することができる。したがって、印刷動作開始までの待機時間が短縮され、印刷の生産性が向上する。さらには、負圧設定後、緩衝室とタンクの気体室との間の連通を遮断した状態で緩衝室の圧力を調整することができるので、緩衝室の圧力調整中に印刷動作を開始することも可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の切替手段により前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記第２の切替手段により前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行った後、前記第２の切替手段により前記緩衝室に前記ポンプを連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室内の気体の圧力調整を行い、その後前記第１の切替手段により前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間を連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室を介して前記タンクの前記液体室の液体の圧力調整を行う制御手段を備えたことを特徴とする圧力調整装置を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御手段は、前記液体吐出ヘッドの液体吐出面から液体が吸引される吸引メンテナンス時には、前記第１の切替手段により前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記第２の切替手段により前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行うことを特徴とする圧力調整装置を提供する。

液体回収用のポンプなどを用いていわゆる吸引メンテナンスを行うと、一般に、液体吐出ヘッドの背圧が急速に変化してしまうが、本発明によれば、吸引メンテナンス時には緩衝室を介さないで圧力調整を行うので、吸引メンテナンスに伴う急速な背圧変化に対しても迅速に背圧調整を追従させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記タンクの前記気体室内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記圧力検知手段によって前記緩衝室を介さない圧力調整中に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅に基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出する液体残量検出手段と、を備えたことを特徴とする圧力調整装置を提供する。

この発明によれば、別途インク残量検知センサを設けることなく、緩衝室を介さない圧力調整時の脈流を利用してインク残量を検知することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記タンクの前記気体室内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記圧力検知手段によって前記緩衝室を介さない圧力調整中に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅と、前記圧力検知手段によって前記緩衝室を介した圧力調整中に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅とに基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出する液体残量検出手段と、を備えたことを特徴とする圧力調整装置を提供する。

この発明によれば、別途インク残量検知センサを設けることなくインク残量を検知することができるとともに、緩衝室を介さない圧力調整時の脈流と緩衝室を介した圧力調整時の脈流の両方の脈流を利用することで、インク残量検知の精度を向上させることが可能である。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の圧力調整装置を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

請求項７に記載の発明は、所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が液体吐出ヘッドに連通しているタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、を用いて、前記液体吐出ヘッド内の液体の圧力を調整する圧力調整方法であって、前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う第１の圧力調整工程と、前記緩衝室に前記ポンプを連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室内の気体の圧力調整を行う第２の圧力調整工程と、前記緩衝室に前記ポンプを連通させた状態で、前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間を連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室を介して前記タンクの前記液体室の液体の圧力調整を行う第３の圧力調整工程と、を含むことを特徴とする圧力調整方法を提供する。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記液体吐出ヘッドの液体吐出面から液体が吸引される吸引メンテナンス時には、前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整することを特徴とする圧力調整方法を提供する。

請求項９に記載の発明は、所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が液体吐出ヘッドに連通しているタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、を備えた圧力調整装置における前記タンクの前記液体室の液体残量を検出する液体残量検出方法であって、前記緩衝室を介さないで前記ポンプが前記タンクの前記気体室に連通されている状態で前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う間に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅に基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出することを特徴とする液体残量検出方法を提供する。

請求項１０に記載の発明は、所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が液体吐出ヘッドに連通しているタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、を備えた圧力調整装置における前記タンクの前記液体室の液体残量を検出する液体残量検出方法であって、前記緩衝室を介さないで前記ポンプが前記タンクの前記気体室に連通されている状態で前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う間に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の第１の振幅と、前記緩衝室を介して前記ポンプが前記タンクの前記気体室に連通されている状態で前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う間に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の第２の振幅とに基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出することを特徴とする液体残量検出方法を提供する。

本発明によれば、液体吐出ヘッドの背圧を調整するポンプが発生する脈流を低減するとともに、液体吐出ヘッド内の圧力を規定の負圧に立ち上げる時間を短縮することができる。

以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

図１は、本発明に係る圧力調整装置を適用した画像形成装置１００（液滴吐出装置）の要部を示す構成図である。

図１において、画像形成装置１００は、インク滴を吐出する液体吐出ヘッド５０と、搬送ローラ３１、３２と、搬送ローラ３１、３２に掛け渡された搬送ベルト３３を備える。搬送ベルト３３上を搬送される紙などの被吐出媒体８６に向けて液体吐出ヘッド５０からインク滴が吐出されることにより、被吐出媒体８６上に画像が形成される。

本画像形成装置１００は、メインタンク６０と、サブタンク４０を備える。メインタンク６０に貯蔵されているインクは、メインタンク６０からサブタンク４０へ至る第１の液体供給流路６１を介して、サブタンク４０へ送液される。サブタンク４０で一旦貯留されたインクは、サブタンク４０から液体吐出ヘッド５０へ至る第２の液体供給流路８４を介して、液体吐出ヘッド５０へ供給される。

メインタンク６０からサブタンク４０へ至る第１の液体供給流路６１には、この流路６１を開閉するタンク間開閉弁７１と、インク補給ポンプ６３が設けられている。

サブタンク４０は、一定の容積を有する密閉された容器４１（枠体）が、可動膜４２によって、インクを貯留するインク室４３（液体室）と気体が封入される負圧室４４（気体室）とに仕切られて構成されており、サブタンク４０のインク室４３が、液体吐出ヘッド５０に連通している。

サブタンク４０の可動膜４２は、可撓性および弾性を有しており、図１中の矢印方向Ｆにおいて可動である。

サブタンク４０の枠体としての容器４１は、剛性を有しており、一定の容積を有している。すなわち、サブタンク４０のインク室４３の容積と負圧室４４の容積との合計の容積は一定である。サブタンク４０の負圧室４４の容積は、例えば、可動膜４２の最大変位を確保できる最小限の容積とする。

本画像形成装置１００は、圧力調整ポンプ６４と緩衝室６５を備える。圧力調整ポンプ６４は、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力を調整することにより、サブタンク４０内のインク室４３内のインクの圧力を調整する。緩衝室６５内の気体の圧力を調整するときにも用いられる。緩衝室６５は、圧力調整ポンプ６４により発生する脈流を緩和するための所定の容積を有するチャンバである。

圧力調整ポンプ６４としては、例えば、チューブポンプ、プランジャポンプなどが用いられる。圧力調整ポンプ６４を駆動すると脈流が発生するが、緩衝室６５により、印刷品質に支障のないレベルまで、脈流の振幅が低減される。

緩衝室６５と圧力調整ポンプ６４との間には符号８０Ａを付した流路（「緩衝室ポンプ間連通路」という）が設けられており、サブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間には符号８０Ｂを付した流路（「負圧室緩衝室間連通路」という）が設けられており、サブタンク４０の負圧室４４と圧力調整ポンプ６４との間には符号８０Ｃを付した流路（「負圧室ポンプ間連通路」という）が設けられている。

以下では、説明の便宜上、緩衝室ポンプ間連通路８０Ａ、負圧室緩衝室間連通路８０Ｂおよび負圧室緩衝室間連通路８０Ｃを、それぞれ「流路Ａ」、「流路Ｂ」、「流路Ｃ」ということもある。

本例では、具体的には、圧力調整ポンプ６４と緩衝室６５との間の流路Ａ（符号８０Ａ）が三方弁７３にて分岐し、流路Ｃ（符号８０Ｃ）が設けられている。

サブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の流路Ｂ（符号８０Ｂ）には、この流路８０Ｂを開閉する開閉弁７２（「負圧室緩衝室間開閉弁」という）が設けられている。

三方弁７３は、３つの連通口７３１、７３２、７３３を有し、第１の連通口７３１は流路Ａ（符号８０Ａ）を介して緩衝室６５に接続されており、第２の連通口７３２は圧力調整ポンプ６４に接続されており、第３の連通口７３３は流路Ｃ（符号８０Ｃ）を介してサブタンク４０の負圧室４４に接続されている。この三方弁７３は、第１の連通口７３１と第２の連通口７３２とを連通させるか、それとも第２の連通口７３２と第３の連通口７３３とを連通させるかを切り替えることにより、流路Ａ（符号８０Ａ）を介して緩衝室６５に圧力調整ポンプ６４を連通させるか、それとも緩衝室６５を介さないで流路Ｃ（符号８０Ｃ）を介してサブタンク４０の負圧室４４に圧力調整ポンプ６４を連通させるかを切り替える。

サブタンク４０から液体吐出ヘッド５０へ至る第２の液体供給流路８４には、この流路８４を開閉する開閉弁７４（「インク室ヘッド間開閉弁」という）が設けられている。

サブタンク４０のインク室４３の最上端には、インク室４３内の気泡を排出するための気泡排出流路８５が接続されている。気泡排出流路８５には、この流路８５を開閉する開閉弁７５（「気泡排出流路開閉弁」という）が設けられている。

以下では、説明の便宜上、タンク間開閉弁７１、負圧室緩衝室間開閉弁７２、三方弁７３、インク室ヘッド間開閉弁７４、気泡排出流路開閉弁７５を、それぞれ「弁Ａ」、「弁Ｂ」、「弁Ｃ」、「弁Ｄ」、「弁Ｅ」ということもある。

インク室圧力検知部７６は、サブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を検知する圧力センサである。負圧室圧力検知部７７は、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力を検知する圧力センサである。緩衝室圧力検知部７８は、緩衝室６５内の気体の圧力を検知する圧力センサである。これらの圧力センサとしては周知の圧力センサを用いることができる。

図２（Ａ）は、液体吐出ヘッド５０の一例の全体構成を示す平面透視図である。

図２（Ａ）に一例として示す液体吐出ヘッド５０は、いわゆるフルライン型の液体吐出ヘッドであり、被吐出媒体８６の搬送方向（図中に矢印Ｓで示す副走査方向）と直交する方向（図中に矢印Ｍで示す主走査方向）において、被吐出媒体８６の幅Ｗｍに対応する長さにわたり、被吐出媒体８６に向けてインクを打滴する多数のノズル５１（液体吐出口）を２次元的に配列させた構造を有している。

液体吐出ヘッド５０は、液体を吐出するノズル５１、ノズル５１に連通する圧力室５２、圧力室５２へ液体を供給するための液体供給口５３などを含んでなる複数の液体吐出素子５４が、主走査方向Ｍおよび主走査方向Ｍに対して所定の鋭角θ（０度＜θ＜９０度）をなす斜め方向の２方向に沿って配列されている。なお、図２（Ａ）では、図示の便宜上、一部の液体吐出素子５４のみ描いている。

ノズル５１は、具体的には、主走査方向Ｍに対して所定の鋭角θをなす斜め方向において、一定のピッチｄで配列されており、これにより、主走査方向Ｍに沿った一直線上にｄ×ｃｏｓθの間隔で配列されたものと等価に取り扱うことができる。

図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った垂直断面を、図２（Ｂ）に示す。

図２（Ｂ）において、液体吐出ヘッド５０は、液体を吐出するノズル５１と、ノズル５１に連通し液体が充填される圧力室５２と、圧力室５２へ液体を供給するための液体供給口５３と、液体供給口５３を介して圧力室５２に連通する共通流路５５と、圧力室２２内の圧力を変化させるアクチュエータとしての圧電素子５８を含んで構成される。

なお、図２（Ｂ）には、図示の便宜上、ひとつの液体吐出素子５４のみ描かれているが、液体吐出ヘッド５０は、実際には、図２（Ａ）に示したように２次元配列された複数の液体吐出素子５４によって構成されている。ひとつの液体吐出素子５４は、具体的には、ノズル５１、圧力室５２、液体供給口５３、および、圧電素子５８を、それぞれひとつずつ有する。すなわち、液体吐出ヘッド５０は、実際には、複数のノズル５１、複数の圧力室５２、複数の液体供給口５３、および、複数の圧電素子５８を備えている。

液体吐出ヘッド５０は、ノズル５１が形成されているノズル板５０１を、圧力室５２などが形成されている圧力室板５０２に接合して、構成されている。すなわち、ノズル板５０１の一方の面は、ノズル５１が図２（Ａ）に示すように２次元配列されたノズル面２５０１ａ（液体吐出面）となっており、ノズル板５０１の他方の面は、圧力室板５０２に接合された接合面５０１ｂとなっている。

図３は、図１に示した画像形成装置１００のメンテナンス系の構成を示す概略構成図である。

図３においてキャップ６９は、長期の吐出休止期間におけるノズル５１のメニスカスの乾燥を防止又はメニスカス近傍のインク粘度の上昇を防止する手段である。クリーニングブレード６６は、ノズル面５０１ａを清掃する手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらのキャップ６９及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって液体吐出ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から液体吐出ヘッド５０の下方のメンテナンス位置に移動されるようになっている。また、キャップ６９は、図示しない昇降機構によって液体吐出ヘッド５０に対して相対的に昇降される。昇降機構は、キャップ６９を所定の上昇位置まで上昇させ、液体吐出ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０１ａの少なくともノズル領域をキャップ６９で覆うようになっている。また、好ましくは、キャップ６９の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したクリーニングブレード用の移動機構により液体吐出ヘッド５０のノズル面５０１ａにおいて摺動可能である。ノズル面５０１ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０１ａにおいて摺動させることでノズル面５０１を拭き取り、ノズル面５０１を清浄するようになっている。

吸引ポンプ６７は、液体吐出ヘッド５０のノズル面５０１ａをキャップ６９が覆った状態で、その液体吐出ヘッド５０のノズル５１からインクを吸引し、吸引したインクを回収タンク６８へ送液する。

このような吸引動作は、画像形成装置１００にメインタンク６０が装填されてメインタンク６０から液体吐出ヘッド５０へインクを充填するとき（初期充填時）のほか、長時間停止して粘度が上昇したインクを除去するとき（長時間停止の使用開始時）にも行われる。

また、液体吐出ヘッド５０のノズル５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、前述の空吐出ではインクをノズル５１から吐出できなくなるので、液体吐出ヘッド５０のノズル面５０１ａにキャップ６９を当てて液体吐出ヘッド５０の圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘したインクを吸引ポンプ６７で吸引する動作が行われる。

図４は、図１に示した画像形成装置１００（液滴吐出装置）の制御系の構成を示すブロック図である。

図４において、画像形成装置１００は、主として、液体吐出ヘッド５０、圧力調整ポンプ６４、負圧室緩衝室間開閉弁７２、三方弁７３、インク室圧力検知部７６、負圧室圧力検知部７７、緩衝室圧力検知部７８、通信インターフェース１０１、システムコントローラ１０２、メモリ１０３ａ、１０３ｂ、搬送用モータ１０４、搬送ドライバ１０５、プリント制御部１０６、ヘッドドライバ１０７、給液部１０８、給液制御部１０９、圧力調整制御部１２０、および、インク残量検出部１３０を含んで、構成されている。

本画像形成装置１００は、Ｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）の各色毎に合計４つの液体吐出ヘッド５０を備える。

通信インターフェース１０１は、ホストコンピュータ１９０から送信される画像データを受信する画像データ入力手段である。通信インターフェース１０１には、有線又は無線のインターフェースを適用することができる。この通信インターフェース１０１によって画像形成装置１００に取り込まれた画像データは、この画像データ記憶用の第１のメモリ１０３ａに一旦記憶される。

システムコントローラ１０２は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成されており、所定のプログラムに従って画像形成装置１００の全体を制御する主制御手段である。すなわち、システムコントローラ１０２は、通信インターフェース１０１、搬送ドライバ１０５、プリント制御部１０６等の各部を制御する。

搬送用モータ１０４は、紙などの被吐出媒体を搬送するためのローラやベルト等に動力を与える。この搬送用モータ１０４によって、被吐出媒体と液体吐出ヘッド５０とが相対的に移動される。搬送ドライバ１０５は、システムコントローラ１０２からの指示に従って搬送用モータ１０４を駆動する回路である。

給液部１０８は、主として、図１に示した、メインタンク６０、メインタンク６０からサブタンク４０へ至る第１の液体供給流路６１、この流路６１の開閉弁７１、サブタンク４０、サブタンク４０から液体吐出ヘッド５０へ至る第２の液体供給流路８４、この流路８４の開閉弁７４、および、インク補給ポンプ６３を含んで、構成されている。

給液制御部１０９は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を含んで構成されており、給液部１０８を用いて、液体吐出ヘッド５０に対してインクを供給する制御を行うものである。

プリント制御部１０６は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成されており、画像形成装置１００に入力される画像データに基づいて、液体吐出ヘッド５０が被吐出媒体に向けて吐出（打滴）を行って被吐出媒体上にドットを形成するために必要なドットデータ（「打滴データ」ともいう）を生成する。すなわち、プリント制御部１０６は、システムコントローラ１０２の制御に従い、第１のメモリ１０３ａ内の画像データから打滴用のドットデータを生成するための各種の加工、補正などの画像処理を行う画像処理手段として機能し、生成したドットデータをヘッドドライバ１０７に供給する。プリント制御部１０６には第２のメモリ１０３ｂが付随しており、プリント制御部１０６における画像処理時にドットデータ等が第２のメモリ１０３ｂに一時的に格納される。なお、図４において第２のメモリ１０３ｂはプリント制御部１０６に付随する態様で示されているが、第１のメモリ１０３ａと兼用することも可能である。また、プリント制御部１０６とシステムコントローラ１０２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ１０７は、プリント制御部１０６から与えられるドットデータ（実際には第２のメモリ１０３ｂに記憶されたドットデータである）に基づき、液体吐出ヘッド５０の圧電素子（図２（Ｂ）の５８）に対して吐出用駆動信号を出力する。このヘッドドライバ１０７から出力された吐出用駆動信号が液体吐出ヘッド５０の圧電素子５８に与えられることによって、液体吐出ヘッド５０のノズル５１から被吐出媒体に向けて液体（液滴）が吐出される。

圧力調整制御部１２０は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を含んで構成されており、この圧力調整制御部１２０には、圧力調整ポンプ６４、負圧室緩衝室間開閉弁７２、三方弁７３、インク室圧力検知部７６、負圧室圧力検知部７７、緩衝室圧力検知部７８などが接続されている。圧力調整制御部１２０は、プリント制御部１０６の指示に従って、液体吐出ヘッド５０の背圧を調整する。

圧力調整制御部１２０は、具体的には、負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）により図１のサブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の連通を遮断するとともに、三方弁７３（弁Ｃ）により緩衝室６５を介さないで圧力調整ポンプ６４をサブタンク４０の負圧室４４に連通させた状態で、圧力調整ポンプ６４を用いてサブタンク４０の負圧室４４内のインクの圧力調整を行った後、三方弁７３（弁Ｃ）により緩衝室６５に圧力調整ポンプ６４を連通させるとともに圧力調整ポンプ６４とサブタンク４０の負圧室４４との連通を遮断して、圧力調整ポンプ６４を用いて緩衝室６５内の気体の圧力調整を行い、その後、緩衝室６５に圧力調整ポンプ６４を連通させた状態で、負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）によりサブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間を連通させて、圧力調整ポンプ６４を用いて緩衝室６５を介してサブタンク４０のインク室４３のインクの圧力調整を行う。このようにしてサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力が大気圧よりも低い所定の負圧に設定されると、図２（Ｂ）に示す液体吐出ヘッド５０の共通流路５５、圧力室５２およびノズル５１内のインクの圧力が、大気圧よりも低い所定の負圧に設定されることになる。

また、圧力調整制御部１２０は、図３に示すキャップ６９が液体吐出ヘッド５０のノズル面５０１ａに装着された状態で図３の吸引ポンプ６７により液体吐出ヘッド５０のノズル面５０１ａからインクが吸引される吸引メンテナンス時には、負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）により図１のサブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の連通を遮断するとともに、三方弁７３（弁Ｃ）により緩衝室６５を介さないで圧力調整ポンプ６４をサブタンク４０の負圧室４４に連通させた状態で、圧力調整ポンプ６４を用いてサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力調整を行う。

インク残量検出部１３０は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を含んで構成されており、このインク残量検出部１３０には、負圧室圧力検知部７７が接続されている。インク残量検出部１３０は、圧力調整ポンプ６４に因り発生する、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力変動に含まれている脈流に基づいて、サブタンク４０の負圧室４４の容積を検出することにより、サブタンク４０のインク室４３内のインクの残量を検出する。

このようなインク残量検出部１３０が行うインク残量検出処理の代表的な２つの態様について、それぞれ説明する。

第１に、緩衝室６５を介さない圧力調整中（すなわち圧力調整ポンプ６４が図１のサブタンク４０の負圧室４４に直接的に連通されており圧力調整ポンプ６４と緩衝室６５との連通が遮断されている状態での圧力調整中）に負圧室圧力検知部７７によって検知されたサブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅に基づいて、サブタンク４０の負圧室４４の容積を検出することにより、サブタンク４０のインク室４３内のインクの残量を検出するインク残量検出態様がある。

緩衝室６５を介さない圧力調整中は、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力変動に乗る脈流の振幅が大きいので、この脈流の振幅を敢えて利用する。例えば、液体吐出ヘッド５０の背圧の立ち上げ時、非印字時、印刷中のページ間の非吐出時等に脈流の振幅を測定して、インク残量検出を行う。

第２に、緩衝室６５を介さない圧力調整中に負圧室圧力検知部７７によって検知されたサブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅と、緩衝室６５を介した圧力調整中（すなわち圧力調整ポンプ６４が緩衝室６５に連通されており且つ緩衝室６５がサブタンク４０の負圧室４４に連通されている状態での圧力調整中）に負圧室圧力検知部７７によって検知されたサブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅とに基づいて、サブタンク４０の負圧室４４の容積を検出することにより、サブタンク４０のインク室４３内の液体の残量を検出するインク残量検出態様がある。

サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力変動に乗る脈流の振幅は、緩衝室６５を介した圧力調整時には小さいが、緩衝室６５を介さない圧力調整時には大きいので、緩衝室６５を介さない圧力調整時の脈流の振幅と緩衝室６５を介した圧力調整時の脈流の振幅とを両方利用することにより、サブタンク４０のインク室４３内のインクの残量を正確に検出できる。

図５は、圧力調整ポンプ６４駆動時のサブタンク４０の負圧室４４内の圧力変動を示す。ここで、横軸は時間ｔ、縦軸は圧力Ｐである。

図５において、点線は、緩衝室６５を介さない圧力調整時の圧力変動を示し、実線は、緩衝室６５を介した圧力調整時の圧力変動を示す。サブタンク４０の負圧室４４の容積をＶ１、緩衝室６５の容積をＶ２としたとき、緩衝室６５を介さない圧力調整時には、密閉空間の容積は「Ｖ１」に近似される一方で、緩衝室６５を介した圧力調整時には、密閉空間の容積は「Ｖ１＋Ｖ２」に近似される。したがって、緩衝室６５を介さない圧力調整時の圧力変動に含まれている脈流の振幅ΔＰ１と、緩衝室６５を介した圧力調整時の圧力変動に含まれている脈流の振幅ΔＰ２との関係は、数１で示される。

［数１］
ΔＰ１：ΔＰ２＝１／Ｖ１：１／（Ｖ１＋Ｖ２）
数１をＶ１（サブタンク４０の負圧室４４の容積である）について解くと、数２がえられる。

［数２］
Ｖ１＝ΔＰ２／（ΔＰ１―ΔＰ２）×Ｖ２
ここで、Ｖ２（緩衝室６５の容積である）が一定であれば、Ｖ１（サブタンク４０の負圧室４４の容積である）は、ΔＰ１およびΔＰ２を変数として、数２から算出される。

また、サブタンク４０の容積（すなわちインク室４３の容積および負圧室４４の容積の合計の容積である）が一定であれば、サブタンク４０のインク室４３の容積（すなわちサブタンク４０のインク室４３内のインク残量）は、サブタンク４０の容積から負圧室４４の容積Ｖ１を引算することにより、算出される。

これらのインク残量検出処理の第１の態様および第２の態様については、後にフローチャートを用いて詳細に説明する。

［背圧立上げ処理］
図６は、液体吐出ヘッド５０の背圧立上げ処理の一例の流れを示すフローチャートである。この背圧立上げ処理は、図４の圧力調整制御部１２０によって、所定のプログラムに従い実行される。

図６において、まず、図１の負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）を閉じることにより、サブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の連通を遮断する（Ｓ２）。

次に、図１の三方弁７３をサブタンク４０の負圧室４４側（流路Ｃ側）に切り替えることにより、緩衝室６５を介さないで負圧室ポンプ間連通路８０Ｃ（流路Ｃ）を介して圧力調整ポンプ６４をサブタンク４０の負圧室４４に連通させる（Ｓ４）。

次に、図１のインク室圧力検知部７６によってサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を検知し（Ｓ６）、検知された圧力が目的の範囲内か否かを判定し（Ｓ８）、目的の範囲内にないときには、目的の範囲内になるまで、図１の圧力調整ポンプ６４の駆動によりサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力調整を行う（Ｓ１０）。

このように、容積の大きい緩衝室６５を介さないで圧力調整を行うので、短時間で、サブタンク４０のインク室４３内のインクを大気圧よりも低い目的の負圧にすることができる。

次に、図１の負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）が閉じられている状態で、三方弁７３を緩衝室６５側（流路Ａ側）に切り替える（Ｓ１２）。すなわち、サブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の連通が遮断されている状態で、緩衝室６５に圧力調整ポンプ６４を連通させる。

印刷命令の有無を判定し（Ｓ１４）、印刷命令無しと判定したときには、図１の緩衝室圧力検知部７８によって緩衝室６５内の気体の圧力を検知するとともに（Ｓ１６）、図１の負圧室圧力検知部７７によってサブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力を検知し（Ｓ１８）、緩衝室６５内の気体の圧力とサブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力との圧力差が目的の範囲内であるか否かを判定し（Ｓ２０）、目的の範囲内にないときには、目的の範囲内になるまで、図１の圧力調整ポンプ６４の駆動により緩衝室６５内の気体の圧力調整を行う（Ｓ２２）。例えば、緩衝室６５とサブタンク４０の負圧室４４とで同じ圧力になるように調整する。

緩衝室６５内の気体の圧力とサブタンク４０の負圧室４４内の圧力との圧力差が目的の範囲内になったとき（例えば同じ圧力になったとき）には、図１の負圧室緩衝室間開閉７２（弁Ｂ）を開けることにより、サブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５とを連通させる（Ｓ５４）。これにより、容積の大きい緩衝室６５を介して圧力調整ポンプ６４がサブタンク４０の負圧室４４に連通される。図１のインク室圧力検知部７６によってサブタンク４０のインク室４３内の圧力を検知し（Ｓ５６）、検知された圧力が目的の範囲内か否かを判定し（Ｓ５８）、目的の範囲内にないときには、目的の範囲内になるまで、図１の圧力調整ポンプ６４の駆動によりサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力調整を行う（Ｓ６０）。これにより、液体吐出ヘッド５０の背圧の立ち上げが完了する。

なお、ステップＳ１４〜Ｓ２２に示す緩衝室６５内の気体の圧力調整中も、図１のサブタンク４０のインク室４３内のインクは既に所定の負圧になっているので、印刷動作を開始することも可能である。すなわち、ステップＳ１４で、印刷命令有りと判定したときには、印刷動作を開始する（Ｓ３２）。このように緩衝室６５の圧力調整中も印刷可能になっているので、画像形成装置１００の起動から印刷開始までの時間を短縮できる。

緩衝室６５の圧力調整中（ステップＳ１４〜２２）に印刷を開始した場合、インク室圧力検知部７６によってサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を検知し（Ｓ３４）、検知された圧力が目的の範囲内か否かを判定し（Ｓ３６）、目的の範囲内にないときには、負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）が閉じられてサブタンク４０の負圧室４４と緩衝室６５との間の連通が遮断されている状態のままで、一旦、三方弁７３をサブタンク４０の負圧室４４側（流路Ｃ側）に切り替えることにより、緩衝室６５を介さないで負圧室ポンプ間連通路８０Ｃ（流路Ｃ）を介して圧力調整ポンプ６４をサブタンク４０の負圧室４４に連通させて（Ｓ３８）、サブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力が目的の範囲内となるまで圧力調整ポンプ６４を駆動してサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力調整を行い（Ｓ４０、Ｓ４２、Ｓ４４）、その後、三方弁７３を緩衝室６５側（流路Ａ側）に切り替える（Ｓ４６）。

ここで、圧力調整ポンプ６４の脈流に因る印刷品質悪化を防ぐため、非吐出の間だけ圧力調整ポンプ６４を駆動することが、望ましい。これにより、緩衝室６５を介さない圧力調整時における脈流の影響を低減する。

このようにしてサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力が目的の範囲内となった後、緩衝室６５の圧力調整を再開する（Ｓ１６〜Ｓ２２）。

なお、印刷動作開始後の三方弁７３や負圧室緩衝室間開閉弁７２の開閉、具体的には、ステップＳ３８における三方弁７３の切り替え、および、ステップＳ５４における負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）の開は、印刷頁間や印刷データの無い非吐出時に行うことが、望ましい。また、印刷開始後のステップ４４における圧力調整ポンプ６４の駆動は、印刷頁間や印刷データの無い非吐出時に行うことが、望ましい。

［インク残量検出処理］
図７は、インク残量検出処理の第１の態様の一例の流れを示すフローチャートである。このインク残量検出処理は、図４のインク残量検出部１３０によって、所定のプログラムに従い実行される。

図７において、緩衝室６５を介さない圧力調整中（背圧調整中）に、図１の負圧室圧力検知部７７によってサブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力を検知し、検知された圧力の値を時系列にして圧力変動情報として図４のメモリ１０３ｂに記録する（Ｓ１０２）。

ここで、緩衝室６５を介さない圧力調整中としては、例えば、図６のフローチャートにおけるステップ１０やステップＳ４４に示す圧力調整ポンプ６４の駆動による圧力調整中が挙げられる。

このようにしてメモリ１０３ｂに記録された圧力変動情報に基づいて、緩衝室６５を介さない圧力調整中に圧力調整ポンプ６４から発生してサブタンク４０の負圧室４４に伝播した脈流の振幅（図５のΔＰ１）を検出する（Ｓ１０４）。

次に、脈流の振幅ΔＰ１とサブタンク４０の負圧室４４の容積との対応関係を示すテーブル情報を参照して、サブタンク４０の負圧室４４の容積を求める（Ｓ１１０）。ここで、テーブル情報は、メモリ１０３ｂに予め記憶されている。

図８は、テーブル情報の一例を示す。図８のテーブル情報６００は、複数の圧力範囲Ｐ（０）〜Ｐ（１）、Ｐ（１）〜Ｐ（２）、Ｐ（２）〜Ｐ（３）、・・・、Ｐ（Ｍmax―１）〜Ｐ（Ｍmax）に分割されて構成されており、各圧力範囲（Ｐ（Ｍ−１）〜Ｐ（Ｍ））毎に、負圧室４４の容積Ｖ（Ｎ）にそれぞれ関連付けされて脈動の振幅ΔＰ１（Ｍ, Ｎ）が登録されている。ここで、Ｍ及びＮは、１以上の整数である。また、Ｐ（０）は大気圧であり、Ｐ（Ｍ）（すなわち、Ｐ（１）〜Ｐ（Ｍmax））は大気圧よりも圧力が低い負圧である。Ｐ（Ｍmax）を以下では「最低負圧」という。

図８のテーブル情報６００を参照して負圧室４４の容積を求める場合、まず、負圧室圧力検知部７７によって検知されている圧力が、テーブル情報６００中の複数の圧力範囲のうちで何れの圧力範囲に対応するかを判定し、次に、ステップＳ１０４で検出された脈流の振幅ΔＰ１に対応する負圧室４４の容積を判定する。すなわち、まず、圧力範囲Ｐ（Ｍ−１）〜Ｐ（Ｍ））の「Ｍ」を判定し、次に、脈流の振幅ΔＰ１（Ｍ，Ｎ）の「Ｎ」を判定して、このΔＰ１（Ｍ，Ｎ）に対応する負圧室４４の容積Ｖ（Ｎ）を取得する。このように複数の圧力範囲に分割された各圧力範囲毎に脈動の振幅ΔＰ１が登録されているテーブル情報６００に基づいて、負圧室４４の容積Ｖ（Ｎ）を求めるので、図９に示すように、圧力の増加に伴って脈動の振幅ΔＰ１が増加しても、脈動の振幅ΔＰ１に基づいて正確に負圧室４４の容積Ｖ（Ｎ）が検出される。

次に、固定値であるサブタンク４０の容積（インク室４３の容積と負圧室４４の容積の合計の容積である）から、ステップＳ１１０で算出した負圧室４４の容積を引き算して、サブタンク４０のインク室４３の容積（すなわちインク室４３のインク残量）を算出する（Ｓ１１２）。

図１０は、図８に示すテーブル情報６００を作成するテーブル情報作成処理の一例の流れを示すフローチャートである。このようなテーブル情報作成処理を行う場合、図１の画像形成装置１００において、サブタンク４０のインク室４３内のインク量は自在に調整可能な状態となっている。例えば、インク室４３へのインクの追加は、インク補給ポンプ６３を用いて行うとともに、インク室４３からのインクの排出は、サブタンク４０と液体吐出ヘッド５０との接続は予め外しておきインク室ヘッド間開閉弁７４を開いて所定の回収容器にインクを回収する。

図１０において、まず、サブタンク４０の負圧室４４の容積Ｖ（Ｎ）のインデックスＮ（１≦Ｎ≦Ｎmax）を「１」に初期化する（Ｓ１２２）。以下では「Ｎ」を容積インデックスという。次に、サブタンク４０のインク室４３のインク量を調整することにより、サブタンク４０の負圧室４４の容積Ｖ（Ｎ）を設定する（Ｓ１２４）。次に、緩衝室６５を介さない状態で、圧力調整ポンプ６４を所定の速度で駆動し、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力（負圧）を変動させて、サブタンク４０の負圧室４４の圧力変動を測定する（Ｓ１２６）。具体的には、サブタンク４０の負圧室４４内の気体の圧力を大気圧Ｐ（０）から最低負圧Ｐ（Ｍmax）に向けて低くしていき、負圧室圧力検知部７７で検知した負圧室４４内の気体の圧力を、時系列にして、所定の記憶手段（例えば図４のメモリ１０３ｂ）に記憶することにより、図９の圧力変動測定データ６１０が記憶される。次に、サブタンク４０の負圧室４４の圧力範囲のインデックスＭ（０≦Ｍ≦Ｍmax）を「１」に初期化する（Ｓ１２８）。以下では「Ｍ」を負圧インデックスという。次に、ステップＳ１２６で記憶された図９の圧力変動測定データ６１０から注目している圧力範囲（Ｐ（Ｍ−１）〜Ｐ（Ｍ））における脈動の振幅の平均値をΔＰ１（Ｍ，Ｎ）として算出し、図８のテーブル情報６００に登録する（Ｓ１３０）。なお、図９において、符号６２１、６２２、６２３、６２４は、それぞれ、第１の圧力範囲（Ｐ（０）〜Ｐ（１））の脈流の振幅の平均値ΔＰ１（１，Ｎ）を求める期間、第２の圧力範囲（Ｐ（１）〜Ｐ（２））の脈流の振幅の平均値ΔＰ１（２，Ｎ）を求める期間、第３の圧力範囲（Ｐ（２）〜Ｐ（３））の脈流の振幅の平均値ΔＰ１（３，Ｎ）を求める期間、第４の圧力範囲（Ｐ（３）〜Ｐ（４））の脈流の振幅の平均値ΔＰ１（４，Ｎ）を求める期間である。次に、負圧インデックスＭが最大値Ｍmaxに達したか否かを判定し（Ｓ１３２）、最大値Ｍmaxに達していなければ、負圧インデックスＭをインクリメントして（Ｓ１３４）、脈動の振幅の平均値算出（Ｓ１３０）を繰り返す。次に、容積インデックスＮが最大値Ｎmaxに達したか否かを判定し（Ｓ１３６）、最大値Ｎmaxに達していなければ、負圧インデックスＮをインクリメントして（Ｓ１３８）、ステップＳ１２４〜Ｓ１３８を繰り返す。ステップＳ１３６で容積インデックスＮが最大値Ｎmaxに達したとき、図８に示すテーブル情報６００が完成し、本処理を終了する。

図１１は、インク残量検出処理の第２の態様の一例の流れを示すフローチャートである。このインク残量検出処理は、図４のインク残量検出部１３０によって、所定のプログラムに従い実行される。

図１１において、緩衝室６５を介さない圧力調整中（以下「第１の圧力調整中」という）に、負圧室圧力検知部７７によってサブタンク４０の負圧室４４の気体の圧力を検知し、検知された圧力の値を時系列にして第１の圧力変動情報として図４のメモリ１０３ｂに記録する（Ｓ２０２）。

ここで、第１の圧力調整中としては、例えば、図６のフローチャートにおけるステップ１０やステップＳ４４に示す圧力調整ポンプ６４の駆動による圧力調整中が挙げられる。

なお、第１の圧力変動情報と第２の圧力変動情報とを記憶する際の圧力値は、同じ圧力値であることが、望ましい。

このようにしてメモリ１０３ｂに記録された第１の圧力変動情報に基づいて、第１の圧力調整中に圧力調整ポンプ６４から発生してサブタンク４０の負圧室４４に伝播した脈流の振幅（図５のΔＰ１）を検出する（Ｓ２０４）。

また、緩衝室６５を介した圧力調整中（以下「第２の圧力調整中」という）に、負圧室圧力検知部７７によってサブタンク４０の負圧室４４の気体の圧力を検知し、検知された圧力の値を時系列にして第２の圧力変動情報として図４のメモリ１０３ｂに記録する（Ｓ２０６）。

ここで、第２の圧力調整中としては、例えば、図６のフローチャートにおけるステップ６０に示す圧力調整ポンプ６４の駆動による圧力調整中が挙げられる。

このようにしてメモリ１０３ｂに記録された第２の圧力変動情報に基づいて、第２の圧力調整中に圧力調整ポンプ６４から発生してサブタンク４０の負圧室４４に伝播した脈流の振幅（図５のΔＰ２）を検出する（Ｓ２０８）。

次に、第１の圧力調整中の脈流の振幅ΔＰ１と第２の圧力調整中の脈流の振幅ΔＰ２とを、前述の数２に代入して、サブタンク４０の負圧室４４の容積Ｖ１を算出する（Ｓ２１０）。

次に、固定値であるサブタンク４０の容積（インク室４３の容積と負圧室４４の容積の合計の容積である）から、ステップＳ２１０で算出した負圧室４４の容積Ｖ１を引き算して、サブタンク４０のインク室４３の容積（すなわちインク室のインク残量）を算出する（Ｓ２１２）。

［ヘッド吸引メンテナンス処理］
図１２は、液体吐出ヘッド５０内のインクをノズル面５０１ａ（液体吐出面）から吸引することにより液体吐出ヘッド５０内のインクの状態をメンテナンスするヘッド吸引メンテナンス処理の一例の流れを示すフローチャートである。このヘッド吸引メンテナンス処理は、図４の給液制御部１０９によって、所定のプログラムに従い実行される。

図１２において、まず、図１のサブタンク４０のインク室４３のインク残量を検出する（Ｓ３０２）。インク残量検出は、図７または図１１に示すインク残量検出処理によって検出できる。

次に、検出したインク残量を所定の閾値と比較することにより、サブタンク４０のインク室４３内のインク残量がメンテナンス可能な所定量以上あるか否かを判定する（Ｓ３０４）。

インク残量が閾値よりも小さいとき、すなわちメンテナンス不可能であると判定されたときには、サブタンク４０のインク室４３内のインク残量がメンテナンス可能な所定量以上となるように、図１のインク補給ポンプ６３により、メインタンク６０からサブタンク４０のインク室４３へ、インクを補給する（Ｓ３０６）。

このようなインク補給中にも、サブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を検知して、その圧力が目的の範囲内となるように、図１の圧力調整ポンプ６４により、サブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を調整する。

サブタンク４０のインク室４３のインク残量がメンテナンス可能な所定量以上であるあると判定されたときには、図１の負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）を閉じ（Ｓ３１２）、図１の三方弁７３をサブタンク４０の負圧室４４側（流路Ｃ側）に切り替える（Ｓ３１４）。

次に、液体吐出ヘッド５０を図３のキャップ６９によりキャッピングし、図３の吸引ポンプ６７を駆動することにより、ヘッド吸引メンテナンスを行う（Ｓ３１６）。

インク室圧力検知部７６によってサブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力を検知し（Ｓ３１８）、検知した圧力が目的の範囲内か否かを判定し（Ｓ３２０）、その圧力が目的の範囲内になるまで、圧力調整ポンプ６４を駆動する（Ｓ３２２）。

次に、吸引ポンプ６７の駆動を停止し（Ｓ３２４）、メインタンク６０からサブタンク４０のインク室４３へのインク補給（Ｓ３２６）を行う。このインク補給工程（Ｓ３２６）は、ステップＳ３０２、Ｓ３０４およびＳ３０６からなるインク補給処理（Ｓ３０８）と同じであり、既に説明したので、説明を省略する。

［気泡除去処理］
図１３は、サブタンク４０のインク室４３内の気泡を除去する気泡除去処理の一例の流れを示すフローチャートである。この気泡除去処理は、図４の給液制御部１０９によって、所定のプログラムに従い実行される。

図１３において、図１の気泡排出流路開閉弁７５（弁Ｅ）が閉じられている状態で、図１のインク室ヘッド間開閉弁７４（弁Ｄ）を閉じ（Ｓ４０２）、図１の負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）を閉じ（Ｓ４０４）、図１の三方弁７３を緩衝室６５側（流路Ａ側）に切り替える（Ｓ４０６）。

次に、図１の圧力調整ポンプ６４を駆動して、緩衝室６５内を所定の圧力まで加圧し、圧力調整ポンプ６４を停止し（Ｓ４０８）、負圧室緩衝室間開閉弁７２（弁Ｂ）を開く（Ｓ４１０）。これにより、図１のサブタンク４０の可動膜４２を急峻に変位させることで可動膜４２に付着した気泡を剥がす。所定時間放置して、気泡をサブタンク４０のインク室４３内の上方へ移動させる（Ｓ４１２）。

次に、気泡排出流路開閉弁７５（弁Ｅ）を開き、所定時間経過したとき、および、サブタンク４０のインク室４３内のインクの圧力が大気圧以上の所定圧力（正圧）まで達したときのうちで、いずれか早い方のタイミングで、気泡排出流路開閉弁７５を閉じる（Ｓ４１４）。

次に、サブタンク４０のインク室４３などの圧力調整を行う（Ｓ４１６）。この工程は、図６のステップＳ１４以降の圧力調整処理（Ｓ１４〜６０）と同じであり、既に説明したので詳細を省略する。

次に、メインタンク６０からサブタンク４０のインク室４３へのインク補給（Ｓ４１８）を行う。この工程は、図１２のステップＳ３０２、Ｓ３０４およびＳ３０６からなるインク補給処理（Ｓ３０８）と同じであり、既に説明したので詳細を省略する。ここで、インク室４３の圧力を目的範囲内に維持するよう制御しながらインク補給ポンプ６３によりインクを補給する（図１２のＳ３０６）。

本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。

本発明に係る圧力調整装置を適用した画像形成装置の要部を示す構成図 （Ａ）は液体吐出ヘッドの一例の全体構成を示す平面透視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面に沿った断面図 画像形成装置のメンテナンス系の構成を示す概略構成図 画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図 脈流に基づく液体残量検出の説明に用いる説明図 背圧立ち上げ処理の一例の流れを示すフローチャート インク残量検出処置の第１の態様の流れを示すフローチャート 脈流の振幅と負圧室の容積との対応関係を示すテーブル情報の一例を示す図 圧力変化測定データの一例を示す図 テーブル情報作成処理の一例の流れを示すフローチャート インク残量検出処置の第２の態様の流れを示すフローチャート ヘッド吸引メンテナンス処理の一例の流れを示すフローチャート 気泡除去処理の一例の流れを示すフローチャート

符号の説明

４０…サブタンク、４１…サブタンクの枠体、４２…サブタンクの可動膜、４３…サブタンクのインク室（液体室）、４４…サブタンクの負圧室（気体室）、５０…液体吐出ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５５…共通流路、５６…振動板、５８…圧電素子、
６０…メインタンク、６１…第１の液体供給流路、６３…インク補給ポンプ、６４…圧力調整ポンプ、６５…緩衝室、６７…回収ポンプ、６９…キャップ、７１…第１の液体供給流路の開閉弁（弁Ａ）、７２…負圧室緩衝室間開閉弁（弁Ｂ）、７３…三方弁（弁Ｃ）、７４…インク室ヘッド間開閉弁（弁Ｄ）、７５…気泡排出流路開閉弁（弁Ｅ）、７６…インク室圧力検知部、７７…負圧室圧力検知部、８０Ａ…緩衝室ポンプ間連通路（流路Ａ）、８０Ｂ…負圧室緩衝室間連通路（流路Ｂ）、８０Ｃ…負圧室ポンプ間連通路（流路Ｃ）、８４…第２の液体供給流路、８５…気泡排出流路、１００…画像形成装置、１２０…圧力調整制御部、１３０…インク残量検出部

Claims (10)

1. ノズルおよび流路を有する液体吐出ヘッド内の液体の圧力を調整する圧力調整装置において、
   所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が前記液体吐出ヘッドに連通するタンクと、
   前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、
   前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、
   前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通および遮断を切り替える第１の切替手段と、
   前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させるか、前記緩衝室に前記ポンプを連通させるかを切り替える第２の切替手段と、
   を備えたことを特徴とする圧力調整装置。
2. 前記第１の切替手段により前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記第２の切替手段により前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行った後、前記第２の切替手段により前記緩衝室に前記ポンプを連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室内の気体の圧力調整を行い、その後前記第１の切替手段により前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間を連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室を介して前記タンクの前記液体室の液体の圧力調整を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧力調整装置。
3. 前記制御手段は、前記液体吐出ヘッドの液体吐出面から液体が吸引される吸引メンテナンス時には、前記第１の切替手段により前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記第２の切替手段により前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の圧力調整装置。
4. 前記タンクの前記気体室内の圧力を検知する圧力検知手段と、
   前記圧力検知手段によって前記緩衝室を介さない圧力調整中に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅に基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出する液体残量検出手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の圧力調整装置。
5. 前記タンクの前記気体室内の圧力を検知する圧力検知手段と、
   前記圧力検知手段によって前記緩衝室を介さない圧力調整中に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅と、前記圧力検知手段によって前記緩衝室を介した圧力調整中に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅とに基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出する液体残量検出手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の圧力調整装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の圧力調整装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が液体吐出ヘッドに連通しているタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、を用いて、前記液体吐出ヘッド内の液体の圧力を調整する圧力調整方法であって、
   前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う第１の圧力調整工程と、
   前記緩衝室に前記ポンプを連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室内の気体の圧力調整を行う第２の圧力調整工程と、
   前記緩衝室に前記ポンプを連通させた状態で、前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間を連通させて、前記ポンプを用いて前記緩衝室を介して前記タンクの前記液体室の液体の圧力調整を行う第３の圧力調整工程と、
   を含むことを特徴とする圧力調整方法。
8. 前記液体吐出ヘッドの液体吐出面から液体が吸引される吸引メンテナンス時には、前記タンクの前記気体室と前記緩衝室との間の連通を遮断するとともに、前記緩衝室を介さないで前記ポンプを前記タンクの前記気体室に連通させた状態で、前記ポンプを用いて前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整することを特徴とする請求項７に記載の圧力調整方法。
9. 所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が液体吐出ヘッドに連通しているタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、を備えた圧力調整装置における前記タンクの前記液体室の液体残量を検出する液体残量検出方法であって、
   前記緩衝室を介さないで前記ポンプが前記タンクの前記気体室に連通されている状態で前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う間に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の振幅に基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出することを特徴とする液体残量検出方法。
10. 所定の容積を有する密閉された容器が可動膜によって液体室と気体室とに仕切られて構成されており、前記液体室が液体吐出ヘッドに連通しているタンクと、前記タンクの前記気体室内の気体の圧力を調整することにより前記タンクの前記液体室内の液体の圧力を調整するポンプと、前記ポンプにより発生する脈流を緩和するための緩衝室と、を備えた圧力調整装置における前記タンクの前記液体室の液体残量を検出する液体残量検出方法であって、
    前記緩衝室を介さないで前記ポンプが前記タンクの前記気体室に連通されている状態で前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う間に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の第１の振幅と、前記緩衝室を介して前記ポンプが前記タンクの前記気体室に連通されている状態で前記ポンプを用いて前記タンクの前記液体室内の液体の圧力調整を行う間に検知された前記タンクの前記気体室内の気体の圧力変動に含まれている脈流の第２の振幅とに基づいて、前記タンクの前記気体室の容積を検出することにより、前記タンクの前記液体室内の液体の残量を検出することを特徴とする液体残量検出方法。

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