JP2012096363A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メインタンクとサブタンクを備えるインクジェット記録装置において、サブタンクの残量検知に異常が発生した場合でも、画像形成に与える影響を最小限にする、インクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】サブタンクは、メインタンクから供給されたインクを貯留し、当該インクを記録ヘッドへ供給する。インク供給部５０１は、当該サブタンク内のインク量を検知するインク量検知センサ２１０の検知結果に応じて、メインタンクからサブタンクへインクを供給する。インク量検知センサ２１０の異常を検知するための異常検知部５０２が、インク量検知センサ２１０の異常を検知した場合、異常処理部５０３は、インク供給部５０１によるインク供給を禁止するとともに、サブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に関する。

近年、種々の記録媒体に対して画像を形成する装置として、インクジェット記録装置が広く普及している。インクジェット記録装置は、レーザプリンタやドットインパクトプリンタ等の他の方式と比較して、作動時に静寂であり、高精細な画像形成を安価に実現できるという利点を有している。

インクジェット記録装置は、インクタンクから供給されたインクを微小な液滴として吐出する多数のノズルが配列された記録ヘッドを備える。そして、当該記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させつつノズルからインクを吐出することで、記録媒体に画像を描画する。

インクジェット記録装置では、インクの吐出に応じてインクが消費される。そのため、用途に応じた容量のインクタンクが記録ヘッドのキャリッジまたは記録装置本体に設けられる。大型のインクジェット記録装置では、比較的短時間のうちに多量のインクが消費される。そのため、大容量のインクタンクが記録装置本体に設けられ、インクタンクと記録ヘッドとがチューブ等により接続されて、インクの吐出に応じてインクタンクから記録ヘッドに供給される。

このような構成において、記録ヘッドが備えるインク室の内圧が大気圧よりも高くなると、インクがノズルから押し出されるインクだれが発生する。そのため、インクジェット記録装置では、記録ヘッドのインク室の内圧が大気圧よりもわずかに低い負圧になるように、インク供給系が構成されている（例えば、特許文献１、２参照）。

例えば、記録装置本体に設けたメインインクタンク（メインタンク）と記録ヘッドとの間に小容量のサブインクタンク（サブタンク）を設け、このサブタンクを記録ヘッドよりもわずかに低い位置に配置することにより記録ヘッドのインク室を微負圧状態にする構成が知られている。この構成では、サブタンク内のインク量をセンサにより検知し、必要に応じてメインタンクからインクを補給することで、サブタンクと記録ヘッドとの水頭差を一定範囲に保つようになっている。

また、メインタンクは、サブタンクより高い位置に設けられ、水頭差による加圧でメインタンクからサブタンクにインクが補給される。この構成では、メインタンクと記録ヘッドの水頭差も大きくなるため、インク補給時に記録ヘッドにインクだれが発生するおそれがある。その対策として、メインタンクとサブタンクとの間、およびサブタンクと記録ヘッドとの間に電磁弁を設け、サブタンクと記録ヘッドとの間の電磁弁を閉状態、かつメインタンクとサブタンクとの間の電磁弁を開状態としてサブタンクにインクを補給する構成が採用されている。

ところで、インクジェット記録装置では、メインタンク内のインクがなくなった場合、新たなメインタンクに交換することでインクを補給する構成が多く採用されている。当該交換時期を把握するため、インクジェット記録装置には、インクタンク内のインク量を知るための残量検知手段が設けられている。このような残量検知手段に異常が発生した場合、誤ったインク残量表示がなされたり、インクタンク内にインクが残存しているにもかかわらず画像形成不能になったりする。

このような、ユーザの不利益を解消するため、例えば、後掲の特許文献２は、光学センサによりインクタンク内のインクの有無を検知するとともに、インクタンクから使用されたインク量が閾値以上であるか否かを判断するインク残量検知方法を開示している。この技術では、インク残量検知の異常有無判定の閾値として、そのインクタンクからは決して使用することのできないインク量が設定されている。そして、当該閾値と、インクタンクの装着時に当該インクタンクの記憶部から取得した、当該インクタンクに対応するドットカウント値とが比較される。当該比較において、ドットカウント値が閾値以上であった場合、すなわち、インクタンク内のインク量がゼロであることが想定される場合、光学センサの検知結果との整合性を確認し、整合していなければ、インク残量検知異常と判定している。インク残量検知の異常を検知した場合は、インク残量表示を停止する構成になっている。

特開２００２−２３４１８２号公報 特開２００７−０１５２４９号公報

しかしながら、上記特許文献２が開示する構成では、残量検知手段の異常はインクタンク交換時にしか検知されない。また、インクタンク交換時であっても、そのインクタンクに保持されていたドットカウント値が閾値未満であった場合には、異常の有無は判定されない。したがって、同一のインクタンクを継続して使用している場合や、インク残量がゼロではないインクタンク装着時には、残量検知手段の異常を検知することはない。

上述のようなメインタンクとサブタンクを備えるインクジェット記録装置では、サブタンクと記録ヘッドとの水頭差を一定範囲に保つためのセンサが設けられている。このようなセンサとして、例えば、サブタンク内のインクの上面位置を検知するセンサが使用される。また、サブタンクは、記録ヘッドとの水頭差を一定範囲に保つため、正常動作時には空になることもない。したがって、特許文献２が開示する技術では、サブタンク内のインク量を検知するセンサの異常を検知することができない。

サブタンクに設けられたセンサの異常として、インク上面が規定位置より低下しているにもかかわらず当該状態を検知できない異常や、インク上面が規定位置に存在しているにもかかわらず、当該状態を検知できない異常がある。前者の場合、メインタンクからサブタンクへのインクの補充が行われない。そのため、画像形成中に突然インク切れが発生することになる。また、後者の場合、メインタンクからサブタンクへインクが補充され続ける。そのため、サブタンクからインクがあふれ出したり、記録ヘッドのインク室を微負圧状態に維持することができなくなり、記録ヘッドにインクだれが発生したりする不具合が生じることになる。

このような不具合を解消するため、サブタンクに設けられたセンサの異常を検知した場合に、直ちに、インクジェット記録装置の動作を停止する構成とすることも考えられる。しかしながら、この構成では、画像形成が突然停止するという不利益や、インクが残存しているにもかかわらず画像形成不能になるという不利益を何ら解決することができない。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであって、メインタンクとサブタンクを備えるインクジェット記録装置において、サブタンクの残量検知に異常が発生した場合でも、画像形成に与える影響を最小限にする、インクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。まず、本発明は、記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置を前提としている。そして、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録ヘッドと、サブタンク、メインタンク、インク量検知センサ、インク供給部、異常検知部および異常処理部を備える。記録ヘッドは、インクを吐出するノズルを備える。サブタンクは、記録ヘッドに供給されるインクを貯留する。メインタンクは、サブタンクに供給されるインクを貯留する。インク量検知センサは、サブタンクに設けられ、サブタンク内のインク量を検知する。インク供給部は、インク量検知センサの検知結果に応じて、メインタンクからサブタンクへインクを供給する。異常検知部は、インク量検知センサの異常を検知する。そして、異常処理部は、異常検知部がインク量検知センサの異常を検知した場合、インク供給部によるインク供給を禁止するとともに、サブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する。

このインクジェット記録装置では、サブタンクのインク量検知センサの異常が検知された場合、メインタンクからサブタンクへのインク供給が禁止されるため、記録ヘッドからインクが漏れ出すことがない。また、インク量検知センサの異常検知後、サブタンク内のインク量が所定量になるまでは記録ヘッドによる画像形成が可能であるため、インク量検知センサの異常が検知されたときに、突然、画像形成が不能になることもない。そのため、異常発生時に、画像形成に与える影響を最小限にすることができる。

上記インクジェット記録装置は、サブタンク内のインク量を算出するインク量演算部をさらに備えてもよい。この場合、異常処理部は、インク量演算部が算出するサブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する。この構成では、インク量検知センサと独立したインク量演算部が演算によりサブタンク内のインク量を算出するため、インク量検知センサの異常発生時に、サブタンク内のインク量を把握することができる。インク量演算部は、例えば、ドットカウントによりサブタンク内のインク量を算出することができる。

また、上記インクジェット記録装置は、異常検知部がインク量検知センサの異常を検知した場合、インク供給部は、インク量演算部が算出したインク量に応じてメインタンクからサブタンクへインクを供給する構成を採用することもできる。この構成では、異常処理部は、インク供給部によるインク供給を予め指定された回数実行した後に当該インク供給部によるによるインク供給を禁止するとともに、サブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する。ここで、予め指定された回数とは、インク量演算部が算出したインク量と現実のインク量との間に誤差がある場合に、当該誤差に起因する不具合（サブタンクへのインク供給過多またはインク供給不足）が発生することのない回数である。この構成では、異常検知部がインク量検知センサの異常を検知した後も、メインタンクのインクを使用できるため、より長い期間、画像形成を継続することができる。

さらに、上記サブタンクは、装置本体に対して着脱可能に設けられていることが好ましい。この構成では、サブタンクの交換に伴ってインク量検知センサが交換されるため、容易に検知異常を解消することができる。

なお、上記インクジェット記録装置は、異常処理部が記録ヘッドによる画像形成を禁止した際にインク量検知センサの異常の復旧を要求する警告を通知する報知部をさらに備えてもよい。また、異常検知部がインク量検知センサの異常を検知した際に警告を通知する報知部をさらに備えてもよい。

本発明によれば、サブタンクのインク量検知センサに異常が発生した場合でも、画像形成に与える影響を最小限にすることができる。すなわち、サブタンクのインク量検知センサに異常が発生した場合でも、サブタンク内に残存しているインクによる画像形成を可能とし、画像形成が突然できなくなるというユーザの不都合を解消することができる。

本発明の一実施形態におけるインクジェット記録装置を示す概略構成図 本発明の一実施形態におけるインク供給系を示す概略構成図 本発明の一実施形態におけるサブタンクの構成を示す模式図 本発明の一実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系を示す概略構成図 本発明の一実施形態におけるインクジェット記録装置を示す機能ブロック図 本発明の一実施形態における異常検知手順の一例を示すフロー図 本発明の一実施形態における異常発生時の画像形成手順の一例を示すフロー図 本発明の一実施形態における異常発生時の画像形成手順の他の例を示すフロー図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。

図１は本実施形態におけるインクジェット記録装置を示す概略構成図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、記録媒体である用紙Ｐを収容する給紙カセット１０１と、用紙Ｐの搬送経路となる用紙搬送路１０４と、用紙Ｐを排出トレイ１１１へ搬送する搬送ベルト１０６とを備える。

給紙カセット１０１は、装置本体の下部に設けられており、画像形成が行われる用紙Ｐを収容する。給紙カセット１０１には、給紙を行うための給紙ローラ１０２が配設されている。この給紙ローラ１０２により、給紙カセット１０１内の用紙Ｐは用紙搬送路１０４へと順次給紙される。

用紙搬送路１０４は、給紙カセット１０１から給紙された用紙Ｐを搬送ベルト１０６に導くガイド板から構成されている。この用紙搬送路１０４には、給紙カセット１０１側から順に、第１搬送ローラ対１０３ａおよび第２搬送ローラ対１０３ｂが配設されている。また、用紙搬送路１０４の搬送ベルト１０６側には、２次給紙を行うレジストローラ対１０５が配設されている。すなわち、給紙カセット１０１から給紙された用紙Ｐは、搬送ローラ対１０３（１０３ａ、１０３ｂ）によりレジストローラ対１０５へ搬送され、このレジストローラ１０５により、所定のタイミングで搬送ベルト１０６へ送り込まれる。

搬送ベルト１０６は、レジストローラ対１０５により２次給紙された用紙Ｐを排出トレイ１１１に向けて搬送する。この搬送ベルト１０６は、無端状のベルトからなり、駆動ローラ１２１、従動ローラ１２２およびテンションローラ１２３に張設されている。ここで、駆動ローラ１２１は用紙搬送方向の下流側に配設されている。従動ローラ１２２は用紙搬送方向の上流側に配設されている。用紙Ｐは、従動ローラ１２２と駆動ローラ１２１との間の搬送ベルト１０６により搬送される。また、テンションローラ１２３は、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２との間で、駆動ローラ１２１および従動ローラ１２２よりも下方に配設されている。テンションローラ１２３の上下方向の配設位置を変更することにより搬送ベルト１０６の張力が調整される。なお、本実施形態では、駆動ローラ１２１のみがモータ等の駆動手段によって駆動されており、従動ローラ１２２およびテンションローラ１２３は駆動ローラ１２１の回転による搬送ベルト１０６の移動に伴って回転する。

また、インクジェット記録装置１００は、インクを吐出する記録ヘッド群１０７を備える。記録ヘッド群１０７は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインクを吐出する記録ヘッドであるラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋから構成されている。

記録ヘッド群１０７の下面に形成されたノズル面１０７ａには、ラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋごとに、多数のノズルが用紙幅方向に用紙幅分だけ配列されている。各ノズルはラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋ内に、各ノズルに対応して形成された加圧室(図示せず)にそれぞれ連通し、各加圧室はさらに各ラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋ内に設けられたインク室(図示せず)に連通している。各加圧室には、圧電素子等の駆動手段が設けられており、当該駆動手段が発生する圧力を加圧室内のインクに伝えることで、ノズルからインクが吐出される。インク室は、後述のインク供給系と接続しており、当該インク供給系からインクが供給されるようになっている。各ラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋは、搬送ベルト１０６により搬送される用紙Ｐ上に、図示しないネットワークアダプタ等を介して、ネットワークを通じて他の機器から受信した画像データ等を印刷する。なお、各ラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋは、ＣＭＹＫ形式の画像データに変換された各色の画像データに応じて、上記圧電素子を駆動する。

記録ヘッド群１０７の下流側には、記録ヘッド群１０７から用紙Ｐに吐出されたインクを乾燥させるための乾燥装置１０８が配置されている。乾燥装置１０８を通過した用紙Ｐは、搬送ベルト１０６の下流側に配置された排出ローラ対１０９および装置側壁に穿設された排出口１１０を通して排出トレイ１１１に排出される。

図２は、インクジェット記録装置が備えるインク供給系を示す概略構成図である。当該インク供給系は、ラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋにそれぞれ設けられ、各色のインクをラインヘッド１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋへ供給する。図２では、ラインヘッド１０７Ｙに接続されたインク供給系について説明する。

図２に示すように、インク供給系２００は、メインインクタンク２０１（以下、メインタンク２０１という。）、サブインクタンク２０２（以下、サブタンク２０２という。）、加圧ポンプ２０３を備える。

メインタンク２０１とサブタンク２０２とは供給路２０４により接続されている。また、サブタンク２０２とラインヘッド１０７Ｙとは供給路２０５により接続されている。なお、メインタンク２０１はサブタンク２０２に供給されるインクを貯留し、サブタンク２０２はラインヘッド１０７Ｙに供給されるインクを貯留する。供給路２０４には、メインタンク２０１とサブタンク２０２とが連通する開状態と、メインタンク２０１とサブタンク２０２とが分離する閉状態とを切り替える電磁弁２１１が介在されている。また、供給路２０５には、サブタンク２０２とラインヘッド１０７Ｙとが連通する開状態と、サブタンク２０２とラインヘッド１０７Ｙとが分離する閉状態とを切り替える電磁弁２１２が介在されている。

サブタンク２０２は、ラインヘッド１０７Ｙよりもわずかに低い位置に配置されている。サブタンク２０２には、サブタンク２０２内のインク量を検知するインク量検知センサ２１０が設けられている。本実施形態では、インク量検知センサ２１０の検知結果に応じて、メインタンク２０１からサブタンク２０２へインクを補給することで、サブタンク２０２とラインヘッド１０７Ｙとの水頭差を一定に保つように構成されている。この水頭差により、ラインヘッド１０７Ｙのインク室が微負圧状態に維持される。

メインタンク２０１は、サブタンク２０２より高い位置に設けられ、水頭差による加圧でメインタンク２０１からサブタンク２０２にインクが補給される。メインタンク２０１からサブタンク２０２にインクを補給する際には、メインタンク２０１とラインヘッド１０７Ｙの水頭差により、ラインヘッド１０７Ｙからインクが漏れ出すことがないように、電磁弁２１２を閉状態とした後、電磁弁２１１が開放される。なお、ラインヘッド１０７Ｙはインク室を備えているため、電磁弁２１２が閉状態になっても直ちに画像形成が不能になることはなく、画像形成はインク補給と並行して実施することができる。

加圧ポンプ２０３は、ラインヘッド１０７Ｙのインク吐出状態を良好に維持するために、ラインヘッド１０７Ｙ内のインクをノズルから排出させる動作（以下、パージ動作という。）に使用される。加圧ポンプ２０３は接続路２０６によりサブタンク２０２と接続されている。接続路２０６には、加圧ポンプ２０３とサブタンク２０２とが連通する開状態と、加圧ポンプ２０３とサブタンク２０２とが分離する閉状態とを切り替える電磁弁２１３が介在されている。パージ動作は、電磁弁２１１が閉状態、かつ電磁弁２１２、２１３が開状態で実施される。なお、電磁弁２１３はパージ動作中を除き閉状態になっている。

図３は、本実施形態におけるサブタンク２０２の構成を示す模式図である。本実施形態では、サブタンク２０２は、記録装置本体に対して着脱可能に設けられている。

図３に示すように、本実施形態では、供給路２０４、２０５は、サブタンク２０２の上面を貫通し、各先端が、サブタンク２０２内で、上面が所定範囲に維持されるインクに浸漬する位置に配置されている。ここでは、サブタンク２０２の着脱を可能とするため、サブタンク２０２上面の供給路２０４、２０５の貫通部分をゴム等の弾性部材により構成し、当該弾性部材に、供給路２０４、２０５を挿抜する構成を採用している。また、サブタンク２０２の上面には、サブタンク２０２内のインク量の増減に応じて、大気を導入出する通気孔３０３も設けられている。なお、通気孔３０３には開閉弁が設けられており、上記パージ動作中は、当該開閉弁が閉じられる。

また、インク量検知センサ２１０は、サブタンク２０２内でインク上面が維持される所定高さに配置された一対の電極ピン３０１、３０２と、電源３０４により構成されている。電極ピン３０１、３０２は、サブタンク２０２の側面を貫通して設けられている。サブタンク２０２における電極ピン３０１、３０２が貫通部分は、インク漏れが発生しないように適切にシールされている。

電極ピン３０１、３０２に接続された電源３０４は、電極ピン３０１と電源ピン３０２との間に電圧を印加する。例えば、電源３０４が定電流源である場合、指定電流が流れる状態に印加電圧が制御され、予め設定された閾値電圧以下で指定電流が流れるか否かでインクの有無を判別できる。すなわち、サブタンク２０２内のインクの上面が電極ピン３０１、３０２よりも上方に位置し、サブタンク２０２内で両電極ピン３０１、３０２がインクと接触している場合（以下、インク検知状態という。）、インクを通じて電流が流れるため電源３０４の印加電圧は閾値電圧以下になる。また、サブタンク２０２内のインクの上面が電極ピン３０１、３０２よりも下方に位置し、サブタンク２０２内で両電極ピン３０１、３０２がインクと接触していない場合（以下、インク非検知状態という。）、電極ピン３０１、３０２間に電流は流れないため、電源３０４の印加電圧は閾値電圧より大きくなる。

また、電源３０４が定電圧源である場合、電圧印加時に予め設定された閾値電流以上の電流が流れるか否かでインクの有無を判別できる。すなわち、インク検知状態では、インクを通じて閾値電流以上の電流が流れる。また、インク非検知状態では、電極ピン３０１、３０２間に電流は流れないため、閾値電流以上の電流が流れることはない。

なお、インク量検知センサ２１０は、インク上面が、維持されるべき高さにあるか否かを検知可能であればよく、光学式や機械式等の任意構成のセンサを採用することが可能である。光学式であれば、例えば、インク上面に向けて光を出射する光源と、インク上面が所定高さに位置するときに、当該インク上面で反射された光源からの光を受光可能な位置に配置した光検知器とにより構成することができる。この構成では、インク上面が所定高さに位置するとき光検知器が光を検出し、インク上面が所定高さにないときに光検知器が光を検出しない。また、機械式であれば、サブタンク２０２内のインクよりも比重の小さい浮き部材の位置を検知する機構を設けることで、インク上面が所定高さにあるか否かを検知することができる。

図４は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系を示す概略構成図である。インクジェット記録装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４０４および駆動ローラ１２１や搬送ローラ１０３等における各駆動部に対応するドライバ４０５が内部バス４０６を介して接続されている。ＲＯＭ４０３やＨＤＤ４０４等はプログラムを格納しており、ＣＰＵ４０１はその制御プログラムの指令にしたがってインクジェット記録装置１００を制御する。例えば、ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０２を作業領域として利用し、ＲＯＭ４０３やＨＤＤ４０４等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ４０５とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。上記駆動部以外の後述する各手段（図５に示す）についても、ＣＰＵ４０１がプログラムを実行することで各手段として動作する。

図５は、本実施形態のインクジェット記録装置の機能ブロック図である。図５に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置１００は、インク供給部５０１、異常検知部５０２、異常処理部５０３を備える。

インク供給部５０１は、インク量検知センサ２１０の検知結果に応じて、メインタンク２０１からサブタンク２０２へインクを供給する。本実施形態では、インク供給部５０１は、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態であるときに、電磁弁２１１を予め指定された時間だけ開状態にすることで、予め指定された量（以下、補給インク量Ａという。）のインクをメインタンク２０１からサブタンク２０２に補給する。

異常検知部５０２は、インク量検知センサ２１０の異常を検知する。本実施形態では、異常検知部５０２は、後述のように、インク量検知センサ２１０の検知状態と、インク量検知センサ２１０とは異なる経路で取得したサブタンク２０２内のインク量との矛盾の有無に基づいてインク量検知センサ２１０の異常を検知する。本実施形態では、インク量検知センサ２１０と異なる経路でサブタンク２０２内のインク量を取得するために、インク量演算部５０４が各色のサブタンク２０２内のインク量をそれぞれ算出する構成になっている。

上述のように、本実施形態のインクジェット記録装置１００では、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態になったときに、インク供給部５０１が予め指定された量のインクをメインタンク２０１からサブタンク２０２に補給する。したがって、インク量検知センサ２１０が正常に機能している場合、インク供給部５０１によるインク補給完了時のサブタンク２０２内のインク量は一定量になる。インク量演算部５０４は、インク補給完了からのインク使用量Ｓ_Uを算出するとともに、予め登録されている当該インク補給完了時のインク量Ｓ₀からインク使用量Ｓ_Uを差し引くことでサブタンク２０２内のインク量Ｓ_Tを算出する。

また、インク量演算部５０４は、インク使用量Ｓ_Uを、画像形成に使用されたインク量Ｓ_U1、パージ動作に使用されたインク量Ｓ_U2の和として算出する。インク量演算部５０４は、インク量Ｓ_U1を、画像形成の際に入力される画像データ、すなわち、各ドットの階調に対応するインク使用量を合算することで求める。また、インク量演算部５０４は、インク量Ｓ_U2を、電磁弁２１３が開状態であるときに加圧ポンプ２０３がサブタンク２０２に加える圧力により定まる供給路２０５内を輸送されるインクの単位時間流量と、電磁弁２１２の開放時間に基づいて算出する。

特に限定されないが、本実施形態では、インク量演算部５０４は、画像データを構成するドットの階調を５ランクに区分し、各ランクに対応づけて予め登録されたインク使用量と各ランクに分類される累積ドット数との積を合計することにより、画像形成に使用されたインク量Ｓ_U1を算出している。すなわち、ドットの階調を、濃い方から順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５ランクに区分する。入力された画像データにおいて、各ランクに区分された累積ドット数をＮ_A、Ｎ_B、Ｎ_C、Ｎ_D、Ｎ_Eとし、各ランクに予め対応づけられた、インク使用量をＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、Ｖ_D、Ｖ_Eとすると、画像形成に使用されたインク量Ｓ_U1は、Ｎ_A×Ｖ_A＋Ｎ_B×Ｖ_B＋Ｎ_C×Ｖ_C＋Ｎ_D×Ｖ_D＋Ｎ_E×Ｖ_Eにより算出できる。なお、インク量演算部５０４は、インク供給部５０１によるインク補給が正常に実施された場合、インク使用量Ｓ_Uをリセット（累積ドット数＝０、Ｓ_U2＝０）として、その時点からのインク使用量Ｓ_Uを算出する。

異常処理部５０３は、異常検知部５０２がインク量検知センサ２１０の異常を検知した場合、インク供給部５０１によるインク供給を禁止するとともに、サブタンク２０２内のインク量が所定量（後述の下限閾値Ｓ_th2）になると記録ヘッド群１０７による画像形成を禁止する。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１００は、報知部５０５を備えている。本実施形態では、報知部５０５は、異常処理部５０３が記録ヘッド群１０７による画像形成を禁止した際に、インク量検知センサ２１０の異常の復旧を要求する警告を通知する。また、報知部５０５は、異常検知部５０２がインク量検知センサ２１０の異常を検知した際に、警告を通知する。なお、報知方法は、表示、音声等ユーザが認識可能な任意の方法を採用することができる。

図６は、異常検知部５０２が実施する異常検知手順の一例を示すフロー図である。当該手順は、例えば、インクが使用されたときや所定時間周期等の所定のタイミングで開始される。

当該手順が開始すると、まず、異常検知部５０２は、インク量検知センサ２１０がインク検知状態からインク非検知状態へ遷移した否かを確認する（ステップＳ６０１）。インク量検知センサ２１０がインク非検知状態へ遷移していた場合、異常検知部５０２は、インク供給部５０１によりインク補給を指示する（ステップＳ６０１Ｙｅｓ）。当該指示に応じて、インク供給部５０１は、予め指定された量のインクをメインタンク２０１からサブタンク２０２に供給する（ステップＳ６０２）。インク補給を完了したインク供給部５０１はその旨を異常検知部５０２に通知する。当該通知を受けた異常検知部５０２は、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態からインク検知状態へ遷移した否かを確認する（ステップＳ６０３）。

インク量検知センサ２１０が正常に動作している場合、インク供給部５０１によるインク補給に伴い、インク量検知センサ２１０はインク非検知状態からインク検知状態に遷移する。したがって、インク供給部５０１によるインク補給が完了したにもかかわらず、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態であるときは、異常検知部５０２は、インク量検知センサ２１０が異常であると判断する（ステップＳ６０３Ｎｏ、Ｓ６０７）。

また、ステップＳ６０１においてインク量検知センサ２１０がインク非検知状態へ遷移していない場合、異常検知部５０２は、インク量演算部５０４からインク使用量Ｓ_Uを取得し、インク使用量Ｓ_Uと予め登録されているインク量Ｓ_th1とを比較する（ステップＳ６０１Ｎｏ、Ｓ６０６）。当該登録インク量Ｓ_th1は、インク補給完了時のサブタンク２０２内のインク量Ｓ₀と、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態になるときのサブタンク２０２内のインク量Ｓ_Eとの差（すなわち、補給インク量Ａ）に基づいて決定することができる。

インク量検知センサ２１０が正常に動作している場合、インク使用量Ｓ_Uが登録インク量Ｓ_th1よりも大きいときは、インク量検知センサ２１０はインク非検知状態になっているはずである。したがって、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態でないにもかかわらず、インク使用量Ｓ_Uが登録インク量Ｓ_th1よりも大きいときは、異常検知部５０２は、インク量検知センサ２１０が異常であると判断する（ステップＳ６０６Ｙｅｓ、Ｓ６０７）。

なお、本実施形態では、当該判定における誤判定を避けるため、登録インク量Ｓ_th1としてインク量検知センサ２１０が確実にインク非検知状態になるインク量（例えば、補給インク量Ａ＋マージンα）を設定している。インク使用量Ｓ_Uが登録インク量Ｓ_th1以下である場合、インク量検知センサ２１０に異常は確認できないので、異常検知部５０２は手順を終了する（ステップＳ６０６Ｎｏ）。

一方、インク供給部５０１によるインク補給完了時に、インク量検知センサ２１０がインク非検知状態からインク検知状態へ遷移したときは、インク量検知センサ２１０は正常に動作していることになる（ステップＳ６０３Ｙｅｓ）。このとき、異常検知部５０２は、インク量演算部５０４へその旨を通知する。当該通知を受けたインク量演算部５０４は、インク量算出用の補正情報を取得するとともに、インク使用量Ｓ_Uをリセットする（ステップＳ６０４、Ｓ６０５）。

インク量算出用の補正情報とは、インク量演算部５０４が算出するインク使用量Ｓ_Uと補給インク量Ａとの整合性を確保するための情報を意味する。インク補給開始直前におけるインク使用量Ｓ_Uが補給インク量Ａと一致していない場合、インク量演算部５０４が算出するインク使用量Ｓ_Uは誤差を含んでいる。本実施形態では、当該誤差を小さくするため、インク量演算部５０４が、インク補給開始直前におけるインク使用量Ｓ_Uと補給インク量Ａとが一致するように補正情報を生成する。特に限定されないが、例えば、インク量演算部５０４が、ｋ×（インク補給開始直前におけるインク使用量Ｓ_U）＝Ａとなるような係数ｋを補正情報として求め、以降で算出するインク使用量Ｓ_Uに当該係数ｋを掛算することで、補正したインク使用量Ｓ_Uを求める構成とすることができる。この構成では、インク量演算部５０４は、補正したインク使用量Ｓ_Uを「インク使用量Ｓ_U」として使用することになる。

なお、インク量検知センサ２１０が異常であると判断した異常検知部５０２は、異常処理部５０３にその旨を通知する。本実施形態では、当該通知を受けた異常処理部５０３は、報知部５０５に対し、警報の発報を指示するとともに、インク供給部５０１にインク補給の禁止を指示する。このとき、報知部５０５は、例えば、インクジェット記録装置１００が備える図示しないディスプレイ等に、「インク量検知センサに異常があります。」等の警告メッセージを表示し、ユーザに異常の発生を通知する。

図７は、インク量検知センサ２１０の異常が検知された場合に、異常処理部５０３が実施する画像形成手順の一例を示すフロー図である。

インク量検知センサ２１０の異常が検知された場合、異常処理部５０３は、出力対象の画像データが入力されると、当該画像データについて、予測インク使用量を算出する（ステップＳ７０１Ｙｅｓ、Ｓ７０２）。本実施形態では、異常処理部５０３は、当該画像データを構成するドットの階調を上述の５ランクに区分し、各ランクに区分されたドット数と、インク量演算部５０４に登録されている、各ランクに予め対応づけられたインク使用量Ｖ_A〜Ｖ_Eとの積を合計することで予測インク使用量Ｓ_U3を算出する。また、上述の補正情報が存在する場合は、異常処理部５０３は、補正した予測インク使用量Ｓ_U3を「予測インク使用量Ｓ_U3」として算出する。なお、出力対象画像データが複数ページである場合、インク量演算部５０４は、予測インク使用量Ｓ_U3を１ページごとに算出する。

予測インク使用量Ｓ_U3を算出した異常処理部５０３は、インク量演算部５０４が算出したサブタンク２０２内のインク量Ｓ_T（＝インク補給完了時インク量Ｓ₀−インク使用量Ｓ_U）を取得し、当該インク量Ｓ_Tと予測インク使用量Ｓ_U3とに基づいて、使用後予測インク量Ｓ_PTを算出する（ステップＳ７０３）。なお、異常処理部５０３は、ステップＳ６０６においてインク量検知センサ２１０が異常であると判定した場合、使用後予測インク量Ｓ_PTを、Ｓ_PT＝Ｓ_T−Ｓ_U3により算出する。また、ステップＳ６０３においてインク量検知センサ２１０が異常であると判定した場合、異常処理部５０３は、使用後予測インク量Ｓ_PTを、Ｓ_PT＝Ｓ_T＋Ａ−Ｓ_U3により算出する。

以上のようにして、使用後予測インク量Ｓ_PTを算出した異常処理部５０３は、当該使用後予測インク量Ｓ_PTと予め登録された下限閾値Ｓ_th2とを比較する（ステップＳ７０４）。特に限定されないが、本実施形態では、画像形成中のインク切れを避けるため、当該登録インク量Ｓ_th2として、“０”ではなく、サブタンク２０２内が完全に空になることがないインク量を設定している。

使用後予測インク量Ｓ_PTが下限閾値Ｓ_th2よりも大きい場合、異常処理部５０３は、予測インク使用量Ｓ_U3の算出対象となった画像データの画像形成を許可する（ステップＳ７０４Ｙｅｓ、Ｓ７０６）。なお、画像形成が実施されたときに消費されたインク量は、上述のように、インク量演算部５０４におけるインク使用量Ｓ_Uの算出に反映される。

上述のように、本実施形態では、インク量演算部５０４は、１ページごとに予測インク使用量Ｓ_U3を算出するため、以上の手順が各ページについて実行される。そして、出力対象の画像データがなくなると、出力対象の画像データが入力されるまで待機する（ステップＳ７０１Ｎｏ）。

以上のような処理の過程で、使用後予測インク量Ｓ_PTが下限閾値Ｓ_th2以下になると、異常処理部５０３は、報知部５０５に対して警報の発報を指示するとともに、画像形成を禁止する。このとき、報知部５０５は、例えば、インクジェット記録装置１００が備える図示しないディスプレイ等に、「インク量検知センサを交換してください。」等の警告メッセージを表示し、ユーザにインク量検知センサの異常の復旧を要求する（ステップＳ７０５）。なお、報知部５０５は、異常検知部５０２がインク量検知センサ２１０の異常を検知してから使用後予測インク量Ｓ_PTが下限閾値Ｓ_th2以下になるまでの間、ディスプレイ等にメッセージを表示する等により、サブタンク２０２内のインク残量をユーザに通知してもよい。

以上説明したように、このインクジェット記録装置１００では、サブタンク２０２が備えるインク量検知センサ２１０に異常が発生した場合でも、画像形成を継続することができる。また、インクジェット記録装置１００における画像形成を最終的に禁止する場合も、１ページごとに出力の可否を判定するため、画像形成中にインク切れが発生することを確実に防止できる。そのため、異常発生時に、画像形成に与える影響を最小限にすることができる。

さらに、本実施形態では、サブタンク２０２内にインクがほとんど残っていない状態で、異常が発生したインク量検知センサ２１０の交換等を行うことができるため、交換時にインクがこぼれる等の不具合も発生しない。なお、本実施形態では、上述のように、サブタンク２０２が、記録装置本体に対して着脱可能に設けられているため、センサ交換が容易である。また、交換されるサブタンク２０２内にインクがほとんど残らないため、インクの廃棄量を最小限にすることができる。

加えて、本実施形態では、インク量検知センサ２１０と異なる経路でサブタンク２０２内のインク量を取得する手段として、インク量演算部５０４が各色のサブタンク２０２内のインク量をそれぞれ算出する構成を採用している。そのため、インク量演算部５０４をＣＰＵ４０１および当該ＣＰＵ４０１上で実行されるソフトウェアとして構成でき、既存のインクジェット記録装置に構造上の変更を加えることなく適用することもできる。また、サブタンク２０２の容量分のみのインク使用を演算により算出する構成であるため、演算によるインク残量と、現実のインク残量との誤差による不具合が生じることもない。

ところで、上記実施形態では、異常検知部５０２がインク量検知センサ２１０の異常を検知したときに、直ちにインク供給部５０１によるインク供給を禁止する構成とした。これは、演算によるインク残量と現実のインク残量との誤差の影響を最小にするためである。しかしながら、演算による求めたインク残量と現実のインク残量との誤差が小さい場合には、メインタンク２０１からサブタンク２０２へインク供給を直ちに禁止しなくても、問題は発生しない。すなわち、少なくとも、インク量演算部５０４が算出したインク量と現実のインク量との間に誤差に起因する不具合（サブタンクへのインク供給過多またはインク供給不足）が発生することのない範囲内で、インク供給部５０１によるインク供給を実行することを許容しても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、インク量演算部５０４が算出したインク量と現実のインク量との間に誤差に起因する不具合が発生することのない範囲は、例えば、インク補給を繰り返すことにより累積される誤差の最大値がサブタンク２０２の容積の所定割合（例えば、５％）以内になるインク補給回数を求め、設定すればよい。

演算によるインク残量と現実のインク残量との誤差をより小さくするには、例えば、上述のドットカウントのランク数を増加させたり、上述の各ランクに予め対応づけられたインク使用量Ｖ_A〜Ｖ_Eを、各リセット間で算出されるインク使用量Ｓ_Uの誤差が一方向（正方向または負方向）に偏ることがないように設定したりすればよい。また、上記補正情報として、より誤差が小さくなるような補正式を使用してもよい。

この構成では、異常処理部５０３が、予め指定された回数を上限として、インク供給部５０１にインク供給を実行させる。当該インク供給は、インク量演算部５０４が算出したインク使用量Ｓ_Uに応じて実施される。すなわち、インク使用量Ｓ_Uが、補給インク量Ａに達する都度、メインタンク２０１からサブタンク２０２へのインク供給が実施される。

図８は、当該構成において、異常処理部５０３が実施する画像形成手順の一例を示すフロー図である。なお、図８において、図７と同一の処理を実施するステップには、同一の符号を付している。

当該手順では、異常処理部５０３は、インク使用量Ｓ_Uと補給インク量Ａとを比較する（ステップＳ８０１）。インク使用量Ｓ_Uが補給インク量Ａより小さい場合、異常処理部５０３は、特に制限を加えることなく、出力対象の画像データの画像形成を許可する（ステップＳ８０１Ｙｅｓ）。なお、画像形成が実施されたときに消費されたインク量は、上述のように、インク量演算部５０４におけるインク使用量Ｓ_Uの算出に反映される。

画像形成に伴ってインク使用量Ｓ_Uが補給インク量Ａ以上になると、異常処理部５０３は、インク供給部５０１にインク補給を指示する（ステップＳ８０１Ｎｏ、Ｓ８０２）。当該指示に応じて、インク供給部５０１はサブタンク２０２へインクを供給する。このとき供給されるインク量は、上述のとおり補給インク量Ａである。

インク補給が完了すると、異常処理部５０３は、インク量検知センサ２１０の異常が検知された以降のインク供給回数が、指定回数に到達したか否かを確認する（ステップＳ８０３）。なお、上記実施形態と同様に、インク使用量Ｓ_Uは、インク供給完了時にリセットされる。

インク供給回数が指定回数未満である場合、異常処理部５０３は、メインタンク２０１内のインクの有無を確認する（ステップＳ８０３Ｎｏ、Ｓ８０４）。ここでは、メインタンクインク無は、サブタンク２０２へ補給インク量Ａのインク補給ができない状態、すなわち、メインタンク２０１のインク残量が補給インク量Ａ未満である状態を意味する。メインタンクインク有の場合、異常処理部５０３は、以上の手順を繰り返す（ステップＳ８０４Ｎｏ）。なお、メインタンク２０１のインクが無い状態は、例えば、上述のインク量検知センサ２１０のようなセンサをメインタンク２０１に設けて検知してもよく、また、インク量演算部５０４が、メインタンク２０１の当初インク量から、その後に使用したインク量を差し引くことによりインク残量を算出してもよい。なお、当該使用したインク量は、リセット直前のインク使用量Ｓ_Uの累積値、算出時点でのインク使用量Ｓ_Uサブタンクの容量および記録ヘッドの容量に基づいて算出可能である。

一方、ステップＳ８０３においてインク供給回数が指定回数に到達した場合（ステップＳ８０３Ｙｅｓ）、およびステップＳ８０４においてメインタンクインク無の場合（ステップＳ８０４Ｙｅｓ）は、異常処理部５０３は、図７に示した手順にしたがって画像形成を実行する（ステップＳ７０１）。

この構成では、異常検知部５０２がインク量検知センサ２１０の異常を検知した後も、メインタンク２０１のインクを使用できるため、より長い期間、画像形成を継続することができる。

以上のように、本発明によれば、サブタンクのインク量検知センサに異常が発生した場合でも、サブタンク内に残存しているインクによる画像形成を可能とし、画像形成が突然できなくなるというユーザの不都合を解消することができる。

なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、特に好ましい形態として、報知部を備える構成を説明したが、当該報知部は、本発明に必須の要素ではない。また、サブタンクが装置本体に対して着脱可能に設けられることも、本発明に必須の要素ではなく、装置本体に固定されたサブタンクの、インク量検知センサのみを交換する構成であってもよい。さらに、図６〜図８に示したフローチャートは、等価な作用を奏する範囲において、各ステップの順序を適宜変更可能である。

また、上記では、異常検知部が、インク使用量に基づいて異常判定を行う構成としたが、当該判定は、サブタンク内のインク残量に基づいて行うことも当然に可能である。同様に、上記では、異常処理部が、インク残量に基づいて画像形成の禁止判定を行う構成としたが、当該判定は、インク使用量に基づいて行うことも当然に可能である。

さらに、上記では、インク量検知センサと異なる経路でサブタンク内のインク量を取得する特に好ましい手段として、インク量演算部が階調に基づいて区分されたドット数をカウントするドットカウント方式によりインク使用量を算出する構成とした。しかしながら、当該手段は、サブタンク内のインク量が所定値（下限閾値Ｓ_th2）に達したか否かを判定で可能であればよく、他の方式によるドットカウントや、他の検知方式（質量や静電容量に基づく推定や上面位置の検出）を排除するものではない。サブタンク内のインク量が所定値に達したか否かを判定で可能であれば、少なくとも、インク量検知センサの異常が検知されたときに、突然、画像形成が不能になることはない。

加えて、上述の実施形態では、記録ヘッドとして４色のラインヘッドを備えるインクジェット記録装置として本発明を具体化したが、他の色数のラインヘッドを備えるインクジェット記録装置や記録ヘッドがキャリッジ上を移動するシリアルスキャン方式等、任意のインクジェット記録装置に本発明を適用可能である。

本発明によれば、サブタンクのインク量検知センサに異常が発生した場合でも、画像形成に与える影響を最小限にすることができ、インクジェット記録装置として有用である。

１００ インクジェット記録装置
１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋ ラインヘッド（記録ヘッド）
２０１ メインインクタンク
２０２ サブインクタンク
２１０ インク量検知センサ
５０１ インク供給部
５０２ 異常検知部
５０３ 異常処理部
５０４ インク量演算部
５０５ 報知部

Claims (7)

1. 記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置であって、
   インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するサブタンクと、
   前記サブタンクに供給されるインクを貯留するメインタンクと、
   前記サブタンクに設けられ、サブタンク内のインク量を検知するインク量検知センサと、
   前記インク量検知センサの検知結果に応じて前記メインタンクから前記サブタンクへインクを供給するインク供給部と、
   前記インク量検知センサの異常を検知する異常検知部と、
   前記異常検知部が前記インク量検知センサの異常を検知した場合、前記インク供給部によるインク供給を禁止するとともに、サブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する異常処理部と、
   を備えるインクジェット記録装置。
2. 前記サブタンク内のインク量を算出するインク量演算部をさらに備え、
   前記異常処理部が、前記インク量演算部が算出するサブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記異常検知部が前記インク量検知センサの異常を検知した場合、前記インク供給部は、前記インク量演算部が算出したインク量に応じて前記メインタンクから前記サブタンクへインクを供給し、
   前記異常処理部は、前記インク供給部によるインク供給を予め指定された回数実行した後に、当該インク供給部によるによるインク供給を禁止するとともに、サブタンク内のインク量が所定量になると記録ヘッドによる画像形成を禁止する、請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インク量演算部は、ドットカウントによりサブタンク内のインク量を算出する、請求項２または３記載のインクジェット記録装置。
5. 前記サブタンクが、装置本体に対して着脱可能に設けられた、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記異常処理部が前記記録ヘッドによる画像形成を禁止した際にインク量検知センサの異常の復旧を要求する警告を通知する報知部をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記異常検知部が前記インク量検知センサの異常を検知した際に警告を通知する報知部をさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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