JP2013121710A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットプリンタにおいて、少なくとも１つのインクカートリッジでインクエンドが発生している場合に、残っているインクでの強制的な印刷が可能なページ数を増やすこと。
【解決手段】インクカートリッジ１０のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行する場合、インクカートリッジ１０のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように記録ヘッド３４を駆動制御するための情報を生成し、記録ヘッド３４を駆動制御するための情報に基づいて算出したインク消費量を示す値が、所定の閾値よりも小さい場合にのみ、インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法及び制御プログラムに関し、特に、インクジェット式の画像形成装置におけるインク残量に応じた制御に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された情報の出力に用いられるプリンタの一態様として、インクジェット方式を採用したプリンタ（以降、インクジェットプリンタとする）がある。インクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルを含む記録ヘッドが搭載され、記録ヘッド内のインク液室に圧力を加えて記録媒体である用紙に対してインクを吐出することにより、画像形成を実行する。

また、インクジェットプリンタにおいては、上述した記録ヘッドの内の液室にインクを供給するためのインクカートリッジが搭載される。そして、インク切れの際、ユーザがこのインクカートリッジを交換することにより、インクが補充される。

インクジェットプリンタにおいては、インクカートリッジ内のインクが無くなるインクエンドが発生した場合において、インクエンドとなったのがカラーの場合であれば、ユーザの指示や事前の設定に基づいてモノクロによる印刷を行う強制印刷機能を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

上述したインクエンドとは、インクカートリッジ内のインクが無くなった状態であり、記録ヘッド内のインク液室にはまだインクが残っている状態である。そして、記録ヘッド内のインク液室からもインクが無くなった場合、記録ヘッドの不具合を防ぐため、上述した強制印刷も不可能な状態となる。これは、記録ヘッド内のインク液室が空の状態でインクの吐出が実行されると、記録ヘッドに気泡が混入して以降の動作に支障が生じるからである。

他方、インクジェットプリンタにおいては、ヘッドのクリーニングが定期的に実行される。ヘッドのクリーニングにおいては、ノズルからインクを吐出させることによりクリーニングを行うものもあり、この場合少量のインクを消費する。そして、この状態維持吐出は全色のヘッドのノズルにおいて行われるため、インクカートリッジ内のインクが無くっている色のノズルからも実行され、その結果記録ヘッド内のインク液室からもインクが消費され続け、その結果上述したような強制印刷も不可能な状態となる。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、インクジェットプリンタにおいて、少なくとも１つのインクカートリッジでインクエンドが発生している場合に、残っているインクでの強制的な印刷が可能なページ数を増やすことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、複数色のインクを吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式の画像形成装置であって、用紙に対してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドにおいてインクが充填されるヘッドタンクと、前記ヘッドタンクにインクを供給するインク供給部と、前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことを検知するインクエンド検知部と、前記インクジェット記録ヘッドを駆動するヘッド駆動部と、前記ヘッド駆動部を制御して画像形成出力の実行を制御する画像形成制御部とを含み、前記画像形成制御部は、前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行する場合、前記インク供給部内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、画像形成出力するべき画像の情報に基づいて前記ヘッド駆動部を制御するための情報を生成し、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより実行される画像形成出力におけるインク消費量を示す値を、前記生成したヘッド駆動部を制御するための情報に基づいて算出し、前記インク消費量を示す値が、インク消費量が少ないことを判断するための閾値よりも小さい場合にのみ、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御することを特徴とする。

また、本発明の他の態様は、用紙に対してインクを吐出する複数のインクジェット記録ヘッドにより複数色のインクを吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式の画像形成装置の制御方法であって、前記インクジェット記録ヘッドにおいてインクが充填されるヘッドタンクにインクを供給するインク供給部内のインク残量がゼロになったことを検知し、前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行する場合、前記インク供給部内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、画像形成出力するべき画像の情報に基づいて前記ヘッド駆動部を制御するための情報を生成し、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより実行される画像形成出力におけるインク消費量を示す値を、前記生成したヘッド駆動部を制御するための情報に基づいて算出し、前記インク消費量を示す値が、インク消費量が少ないことを判断するための閾値よりも小さい場合にのみ、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御することを特徴とする。

また、本発明の更に他の態様は、用紙に対してインクを吐出する複数のインクジェット記録ヘッドにより複数色のインクを吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式の画像形成装置の制御プログラムであって、前記インクジェット記録ヘッドにおいてインクが充填されるヘッドタンクにインクを供給するインク供給部内のインク残量がゼロになったことを検知するステップと、前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行するステップと、前記インク供給部内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、画像形成出力するべき画像の情報に基づいて前記ヘッド駆動部を制御するための情報を生成するステップと、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより実行される画像形成出力におけるインク消費量を示す値を、前記生成したヘッド駆動部を制御するための情報に基づいて算出するステップと、前記インク消費量を示す値が、インク消費量が少ないことを判断するための閾値よりも小さい場合にのみ、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御するステップとを画像形成装置に実行させることを特徴とする。

本発明によれば、インクジェットプリンタにおいて、少なくとも１つのインクカートリッジでインクエンドが発生している場合に、残っているインクでの強制的な印刷が可能なページ数を増やすことができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す上面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成出力に係る制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における第１のインクエンド検知時の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における表示部の表示例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における強制印刷の設定画面を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置における第１のインクエンド検知時の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る反転印刷の態様を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置における強制印刷の設定画面を示す図である。 本発明の実施形態に係る閾値の選択動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における閾値の設定画面を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、画像形成装置であるインクジェットプリンタにおいて、１つのインクカートリッジの残量がゼロになりインクエンドとなった場合の制御について説明する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置を示す斜視図である。図１においては、説明のため、装置の一部を透過させて破線により示している。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、装置本体１と、装置本体１に装着された用紙を装填するための給紙トレイ２と、装置本体１に着脱自由に装着されて画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ３とを備えている。

装置本体１の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、装置本体１の前方側に突き出し、上面よりも低くなったインクカートリッジを装着するためのカートリッジ装着部４を有し、このカートリッジ装着部４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。このカートリッジ装着部４には、色の異なる記録液（インク）、例えば黒（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複数のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（以降、総じてインクカートリッジ１０とする）が挿入されている。

インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは、インク情報が格納されたＩＤチップを備え、装置本体１の側面側から後方側に向かって挿入可能な構成となっている。カートリッジ装着部４の全面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開くカバー（カートリッジカバー）６が開閉可能に設けられている。図１においては、このカバー６が透過して示されている。

操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量がニアエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙが配置されている。さらに、この操作／表示部５には、電源ボタン１２、用紙送り／印刷再開ボタン１３、キャンセルボタン１４も配置されている。

図２は、本実施形態に係る画像形成装置内部の機構を示す側面図であり、図３は、本実施形態に係る画像形成装置内部の機構を示す上面図である。図３に示すように、装置全体のフレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架されたガイド部材であるガイドロット３１とステー３２とが、キャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持する。キャリッジ３３は、図示しない主走査モータによって図３における矢印方向（キャリッジ走査方向：主走査方向）に移動走査される。

キャリッジ３３には、インク滴を吐出するための液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドから成る複数の記録ヘッド３４が、複数のノズルを主走査方向に沿って配列して、そのインク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。記録ヘッド３４は、イエロー（Ｙ）の液滴を吐出する記録ヘッド３４ｙ、シアン（Ｃ）の液滴を吐出する記録ヘッド３４ｃ、マゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出する記録ヘッド３４ｍ、ブラック（Ｂｋ）の液滴を吐出する記録ヘッド３４ｋとで構成されている。

なお、記録ヘッドは以下、「記録ヘッド３４」というときは色を区別しないものとする。なお、ヘッド構成はこの例に限られるものではなく、一つまたは複数の色の液滴を吐出する一つまたは複数のノズル列を有する記録ヘッドを一つまたは複数用いて構成することができる。

記録ヘッド３４を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものが用いられる。

またキャリッジ３３には、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のヘッドタンク３５ｙ、３５ｍ、３５ｃ、３５ｋ（以降、総じてヘッドタンク３５とする）が搭載されている。このヘッドタンク３５には、各色のインク供給チューブ３７を介して、前述した各色のインクカートリッジ１０からインクが補充供給される。即ち、インクカートリッジ１０がインク供給部として機能する。

ここで、インクカートリッジ１０は、カートリッジ装着部４に収納され、このカートリッジ装着部４には、図３に示すようにインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット２３が付設されている。また、インクカートリッジ装着部４からヘッドタンク３５に至るまでのインク供給チューブ３７は、這いまわしの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに本体側ホルダ２５を用いて固定保持され、さらに、キャリッジ３３上でも固定リブ２６を用いて固定されている。

一方、図２に示すように、給紙トレイ２の底板（用紙積載部）４１上に積載された用紙４２を供給するための給送手段である給紙部として、底板から用紙４２を１枚ずつ分離給送する給紙コロ４３と、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。

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とを備えると共に、給紙された用紙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。

搬送ベルト５１は無端状ベルトであり、搬送ローラ５７とテンションローラ５８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されている。この搬送ベルト５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った層（中抵抗層、アース層）とを有している。

この搬送ベルト５１の表面を帯電させるため、帯電手段として帯電ローラ５６が設けられている。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の回転に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力がかけられている。なお、搬送ローラ５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対してガイド部材６１が配置されている。このガイド部材６１は、上面が搬送ベルト５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ５２とテンションローラ５８）の接線よりも記録ヘッド３４側に突出させることで搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持するようにしている。

装置本体１の背面部には、図２に示すように、両面給紙ユニット８１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット８１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先端加圧コロ５５と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット８１の上面には、手差し給紙部８２が設けられている。

図３に示すように、キャリッジの主走査方向の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、回復するための回復手段を含む維持回復機構９１が配置されている。この維持回復機構９１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャッピングするためのキャップ部材９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ（以降、総じてキャップ９２とする）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード９３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状態維持吐出を行うときの液滴を受ける吐出受け９４が含まれる。ここでは、キャップ９２aを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ９２ｂ〜９ｄは保湿用キャップとしている。

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状態維持吐出を行うときの液滴を受ける状態維持吐出受け９８が配置され、この状態維持吐出受け９８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口９９が設けられている。

このように構成されたインクジェット記録装置においては、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で案内される。ガイド４５で案内された用紙４２は、搬送ベルト５１とカウンタローラ５２との間に挟まれてさらに搬送され、先端を搬送ガイド５３で案内されて先端加圧コロ５５で搬送ベルト５１に押し付けられる。

用紙４２が搬送ベルト５１に押し付けられる際、図示しない制御部によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ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が給紙されると、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。

用紙４２が搬送ベルト５１に吸着されて搬送される際、キャリッジ３３が移動しながら画像信号に応じて記録ヘッド３４が駆動されることにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分の画像を記録し、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達した信号を受けることにより、画像形成装置は、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

また、印字（記録）待機中の場合、キャリッジ３３は維持回復機構９１側に移動され、キャップ９２で記録ヘッド３４がキャッピングされる。これにより、ノズルが湿潤状態に保たれ、インク乾燥による吐出不良を防ぐことができる。また、キャップ９２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（以降、「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という）、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作が実行される。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する状態維持吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持することができる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の制御構成について図４を参照して説明する。図４に示すように、本実施形態に係る画像形成装置の制御部１００は、用紙の搬送動作及び記録ヘッドの移動動作に関する制御を司る手段を兼ね、装置全体の動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、画像データ等を一時格納する役割の揮発性メモリであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、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記憶媒体であるＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）１０４、メモリと、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ＡＳＩＣ１０５とを備えている。

また、制御部１００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのホストＩ／Ｆ１０６、キャリッジ３３の記録ヘッド３４を駆動するための駆動波形を生成するとともに、記録ヘッド３４の圧力発生手段を選択駆動させる画像データ及びそれに伴う各種データをヘッドドライバ１１２に出力するヘッド制御部１０７、主走査モータ１１３を駆動するための主走査モータ駆動部１０８と、副走査モータ１１３を駆動するための副走査モータ駆動部１０９、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１１０、リニアエンコーダ１１５、ホイールエンコーダ１１６からの検出パルス、及びその他の各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ１１１などを備えている。

また、制御部１００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１１７、時刻を取得するためのリアルタイムクロック（ＲＴＣ）１１８、外部記憶装置１１９が接続されている。

ここで、制御部１００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のプリンタドライバが生成した印刷データ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ１０６で受信する。また、ホストＰＣのターミナルからの命令もホストＩ／Ｆ１０６で受ける。

そして、制御部１００のＣＰＵ１０１は、ホストＩ／Ｆ１０６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、ＡＳＩＣ１０５に必要な画像処理、データの並び替え処理等を実行させてヘッド制御部１０７に転送する。ヘッド制御部１０７から所要のタイミングでヘッドドライバ１１２に画像データや駆動波形を出力する。

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ＲＯＭ１０２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。ここでは、プリンタドライバで行うようにしている。

ヘッド制御部１０７の駆動波形生成部は、ＲＯＭ１０２に格納されてＣＰＵで読み出される駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び増幅器等で構成され、１つ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波形をヘッドドライバ１１２に対して出力する。

ヘッドドライバ１１２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（ドットパターンデータ）に基づいてヘッド制御部１０７の駆動波形生成部から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド３４の圧力発生手段に対して印加することで記録ヘッド３４を駆動する。

なお、このヘッドドライバ１１２は、例えば、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パルスを選択的に記録ヘッド３４の圧力発生手段に印加する。

次に、本実施形態に係る制御部１００によるインクエンドの検知制御態様について図５を参照して説明する。図５に示すように、制御部１００は、インクエンドの検知制御及び画像形成出力に関する構成として、第１のインクエンド検知部２０１、第２のインクエンド検知部２０２画像形成制御部２０３及びエンジン駆動部２０４を含む。

図５に示す構成は、主として、ＲＡＭ１０３にロードされたプログラムに従ってＣＰＵ１０１が演算を行うことにより構成されるソフトウェア制御部によって実現される。その他、図４に示すヘッド制御部１０７、主走査モータ駆動部１０８、副走査モータ駆動部１０９等が上記ソフトウェア制御部と連動することにより、図５に示す構成が実現される。

エンジン駆動部２０４による駆動制御により記録ヘッド３４が各インクを吐出することで、記録媒体上に画像形成が実行される。この場合、エンジン駆動部２０４がヘッド駆動部として機能する。画像形成をすることで、インクカートリッジ１０およびヘッドタンク３５内のインクが消費される。

第1のインクエンド検知部２０１は、各インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙのインクエンド（以降、第１のインクエンドとする）を検知する。また、第２のインクエンド検知部２０２は、各ヘッドタンク３５ｋ、３５ｃ、３５ｍ、３５ｙのインクエンド（以降、第２のインクエンドとする）を検知する。

第１のインクエンド検知部２０１及び第２のインクエンド検知部２０２は、夫々のインクエンドの検知結果を画像形成制御部２０３に通知する。または、逆に画像形成制御部２０３が、第１のインクエンド検知部２０１及び第２のインクエンド検知部２０２による検知結果を取得するようにしても良い。エンジン駆動部２０４は、記録ヘッド３４や用紙搬送制御（図示しない）を行うものとする。

尚、第２のインクエンド検知部２０２は、第１のインクエンド検知部２０１によって第１のインクエンドが検知されている状態において、第１のインクエンドが検知されている色の記録ヘッド３４が空吐出、即ち、ヘッドタンク３５のインク残量がゼロであるにも関わらず吐出を試みたことを検知することにより、
第２のインクエンドを検知する。

また、第１のインクエンドが検知されているか否かは、第１のインクエンド検知により画像形成制御部２０３若しくは第２のインクエンド毛に部２０２に設定されるフラグを参照することにより認識することができる。

また、第２のインクエンド検知部２０２は、ヘッドタンク３５に充填可能なインク量に応じた値（以降、インク充填量とする）を記憶しており、第１のインクエンドが検知された後、記録ヘッド３４からのインク吐出の実行に応じて上記充填量を減算していく。そして、第２のインクエンド検知部２０２は、上述したように記録ヘッド３４の空吐出を検知した場合、上記減算結果を参照し、ヘッドタンク３５が本当に空になっており、第２のインクエンドに至っているのか、まだヘッドタンク３５内にインクが残っているのかを確認することができる。

この他、インクエンドを表示する表示部２０５や機器の操作制御を行う操作部２０６等が設けられている。表示部２０５及び操作部２０６は、図４に示す操作パネル１１７によって実現される。第１のインクエンド検知部２０１によって、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙいずれかのインクエンドが検知されると、画像形成制御部２０３は、印刷中のＪＯＢまたは印刷中のページの記録が終わった時点で、表示部２０５を制御してインクエンドを利用者に通知する。

このような構成の画像形成装置において、本実施形態に係る要旨は、第１のインクエンド検知部２０１によってインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙいずれかのインクエンドが検知された場合の制御に関する。以下、本実施形態に係る画像形成装置の制御について説明する。

図６は本実施形態に係る画像形成装置の第１のインクエンド検知後の動作を示すフローチャートである。図６においては、インクカートリッジ１０ｃ、１０ｍ、１０ｙのいずれか、即ちカラーのインクがインクエンドとなった場合において、モノクロによる強制印刷を行う場合を例として説明する。

図６に示すように、画像形成制御部２０３が第１のインクエンド検知部２０１の機能に従ってカラーインクの第１のインクエンドを検知した状態で印刷ジョブを受信すると（Ｓ６０１）、画像形成制御部２０３は、強制印刷要求の有無を確認する（Ｓ６０２）。Ｓ６０２においては、表示部２０５に図７（ａ）のような確認画面を表示させてユーザの応答を待つ場合や、図８に示すように、予めユーザによって指定された設定に従う場合がある。

Ｓ６０２の判断の結果、強制印刷要求がなければ（Ｓ６０２／ＮＯ）、そのまま処理を終了する。他方、強制印刷要求がある場合（Ｓ６０２／ＹＥＳ）、次に、画像形成制御部２０３は、出力対象である画像の有色画素の割合（以降、有色率とする）を、出力対象の画像に基づいて算出する（Ｓ６０３）。尚、図７（ａ）に示すような確認画面においてユーザが“Ｙ”を選択して強制印刷要求を行った場合、図７（ｂ）に示すような確認画面が表示される。

上述したように、強制印刷はモノクロで実行されるため、全ての画素は有色／無色の二値に変換される。Ｓ６０３において、画像形成制御部２０３は、元々フルカラーであった出力対象の画像を有色／無色の画素によって表現されるモノクロ二値画像に変換した上で、画像の全画素数に対する有色画素数の割合を算出する。

尚、記録ヘッド３４の仕様によっては、一画素について有色／無色の二値ではなく、グレースケールによる階調表現が可能な場合もあり得る。そのような場合、画像形成制御部２０３は、各画素の階調も加味して有色率を計算する。例えば、一画素につき８階調の濃度表現が可能であり、“１”が最も薄い白を、“８”が最も濃い黒を示す場合、各画素の階調値を合計した値を８で割った値を更に全画素数で割ることにより、画像の有色率を計算することができる。

有色率を算出すると、画像形成制御部２０３は、算出した有色率が予め定められた閾値よりも低いか否か判断する（Ｓ６０４）。Ｓ６０４において参照される閾値とは、有色率が算出された出力対象の画像を印刷した場合に消費されるインク量が少ないことを、算出された有色率に基づいて判断するための値である。この閾値は、ユーザによって設定され、ＮＶＲＡＭ１０４等の記憶媒体に格納されている。

Ｓ６０４の判断の結果、有色率が予め定められた閾値よりも小さい場合（Ｓ６０４／ＹＥＳ）、画像形成制御部２０３は、出力対象の画像によって消費されるインク量が少ないと判断し、モノクロ印刷を実行制御して（Ｓ６０５）、処理を終了する。Ｓ６０５において、画像形成制御部２０３は、カラーである出力対象の画像をモノクロに変換した上で印刷制御を行う。

他方、Ｓ６０４の判断の結果、有色率が予め定められた閾値以上である場合（Ｓ６０４／ＮＯ）、画像形成制御部２０３は、出力対象の画像によって消費されるインク量が多いと判断し、印刷禁止制御を行って（Ｓ６０６）、処理を終了する。このような処理により、本実施形態に係る第１のインクエンド検知後の動作が完了する。

このように、本実施形態に係る画像形成装置においては、カラーのインクで第１のインクエンドが発生している場合において、インクエンドが発生していないブラックのインクによるモノクロ印刷を行う。その際、出力対象の画像から算出される有色率に基づいてインク消費量が多いか少ないかを判断し、インク消費量が少ないと判断した場合のみ強制印刷を許可する。そのため、インクカートリッジが交換されないままの状態において、強制印刷によりモノクロ印刷が可能な回数が多くなる。その結果、緊急な印刷が発生した場合に、対応不可能となる可能性を低減することができる。

また、インクジェットプリンタにおいては、上述したように状態維持吐出受け９４、９８に対して増粘した記録液を排出する状態維持吐出が必要である。これは、使用されたインク量に応じた頻度で実行されるため、インクの消費量が多ければそれだけ状態維持吐出が実行される頻度も高くなり、結果的に第１のインクエンドが発生しているインクがヘッドタンク３５からもなくなり、第２のインクエンドとなるまでの期間が短くなる。

第２のインクエンドが発生すると、ヘッドタンクへの気泡の混入を防ぐため、画像形成出力が完全に禁止される。その結果、緊急な印刷が発生した場合に対応が不可能となってしまう。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置においては、インク消費量が少ない場合のみ強制印刷を許可することにより、第１のインクエンドが発生している間の強制印刷において消費されるインク量を低減するため、状態維持吐出の実行頻度を下げることができ、第１のインクエンドが発生しているインクが第２のインクエンドとなるまでの期間を延ばすことが可能となる。その結果、緊急な印刷が発生した場合に、対応不可能となる可能性を低減することができる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置における、第１のインクエンド検知後の動作の他の態様について、図９を参照して説明する。図９の態様においては、インク消費量が少ないことを判断するための閾値１に加えて、黒白を反転すればインク消費量が少なくなることを判断するための閾値２が設定されていることが、図６の態様とは異なる。

図９に示すように、Ｓ９０１からＳ９０３までは図６のＳ６０１からＳ６０３と同様の処理が実行される。そして、有色率を算出すると、画像形成制御部２０３は、算出した有色率が上述した閾値１よりも低いか否か判断する（Ｓ９０４）。Ｓ９０４の判断の結果、有色率が閾値１よりも小さい場合（Ｓ９０４／ＹＥＳ）、画像形成制御部２０３は、出力対象の画像によって消費されるインク量が少ないと判断し、モノクロ印刷を実行制御して（Ｓ９０５）、処理を終了する。

他方、Ｓ６０４の判断の結果、有色率が閾値１以上である場合（Ｓ９０４／ＮＯ）、画像形成制御部２０３は、次に、有色率が上述した閾値２以上であるか否か判断する（Ｓ９０６）。Ｓ９０６の判断の結果、有色率が閾値２以上である場合（Ｓ９０６／ＹＥＳ）、画像形成制御部２０３は、出力対象の画像を黒白反転すれば、インク消費量が少なくなると判断し、黒白を反転した反転印刷を実行して（Ｓ９０７）、処理を終了する。

図１０（ａ）、（ｂ）は、黒白反転印刷の例を示す図である。図１０（ａ）に示すような黒字の白抜き文字の画像は、そのまま印刷すると非常に多くのインクを消費するが、図１０（ｂ）に示すように黒白反転を行って印刷すると、インクは消費されるのは文字部分のみであり、少ないインク消費量で印刷を行うことが可能である。

他方、Ｓ９０６の判断の結果、有色率が閾値２未満である場合（Ｓ９０６／ＮＯ）、画像形成制御部２０３は、そのまま印刷しても黒白反転印刷してもインク量が多いと判断し、印刷禁止制御を行って（Ｓ９０８）、処理を終了する。このような処理により、図９の態様による第１のインクエンド検知後の動作が完了する。

図９の態様における閾値２の値は、例えば、１００％から閾値１を減じた値である。即ち、白黒反転を行ったのちの有色率は、Ｓ９０３において算出された値を１００から減じた値となるため、その白黒反転後の有色率が、閾値１よりも低いか否かの判断を行うために、閾値２の値が設定される。

図９の態様によれば、白黒反転を行うことにより、当初の閾値１によって判断されるインク消費量と同様のインク消費量で印刷が可能な場合には印刷が実行される。これにより、インク消費量が多い印刷を禁止することができると共に、印刷禁止となってしまう場合を低減することができる。

尚、図９に示すような白黒反転を行うか否かの設定は、図１１に示すような設定画面において、ユーザによって予め設定することができる。画像形成制御部２０３は、図１１に示すような設定画面において、操作部２０６を介してユーザの操作により受け付けた設定値に基づき、図６において説明した態様と図９において説明した態様とを切り替える。

次に、図６のＳ６０４、図９のＳ９０４、Ｓ９０６において用いられる閾値を出力対象の用紙サイズに応じて決定する動作について、図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２においては、対応している原稿サイズがＡ４、Ｂ４、Ａ３サイズの場合の例について説明する。図１２に示すように、画像形成制御部２０３は、算出した有色率と閾値を比較する際、まず、印刷するべき画像情報の原稿のサイズがＡ３サイズであるか否か確認する（Ｓ１２０１）。

原稿がＡ３サイズであった場合（Ｓ１２０１／ＹＥＳ）、画像系制御部２０３は、Ａ３用として保存されている閾値を適用し（Ｓ１２０２）、有色率との比較を実行する。他方、原稿がＡ３サイズではなかった場合（Ｓ１２０１／ＮＯ）、次に画像形成制御部２０３は、印刷するべき画像情報の原稿のサイズがＢ４サイズであるか否か確認する（Ｓ１２０３）。原稿がＢ４サイズであった場合（Ｓ１２０３／ＹＥＳ）、画像系制御部２０３は、Ｂ４用として保存されている閾値を適用し（Ｓ１２０４）、有色率との比較を実行する

他方、原稿がＢ４サイズではなかった場合（Ｓ１２０３／ＮＯ）、画像形成制御部２０３は、Ａ４用として保存されている閾値を適用し（Ｓ１２０５）、有色率との比較を実行する。有色率が閾値未満であったとしても、原稿サイズが大きくなればその分インク消費量も多くなる。これに対して、図１２において説明したように、出力対象画像の原稿サイズに応じた閾値を適用することにより、このような課題を解消することができる。

尚、上述したような原稿サイズによるインク消費量の課題を解決するため、図６のＳ６０４、図９のＳ９０４において適用する閾値は、Ａ３用閾値＜Ｂ４用閾値＜Ａ４用閾値の関係であり、図９のＡ９０６において適用する閾値は、Ａ３用閾値＞Ｂ４用閾値＞Ａ４用閾値の関係である。

このような閾値は、表示部２０５に表示される設定画面においてユーザが操作部２０６を操作することにより入力され、ＮＶＲＡＭ１０４に記憶される。図６に示す例の場合、図１３（ａ）に示すような画面が表示部２０５に表示され、ユーザが操作部２０６を操作することにより閾値が設定される。

また、図１２において説明したように、サイズごとに閾値を設定する場合、図１３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、サイズ毎に画面が表示されて閾値が設定される。更に、図９に示すような反転印刷の閾値は、図１３（ｅ）に示すような画面において設定され、サイズごとの閾値は図１３（ｆ）〜（ｈ）に示すような画面において設定される。

尚、画像形成制御部２０３は、図７（ａ）に示す画面において“Ｙ”が選択された後に図１３（ａ）〜（ｈ）に示すような設定画面を表示部２０５に表示させることにより、強制印刷の実行時においてユーザに閾値を設定させるようにしても良い。

状態維持吐出の実行が画像形成出力や印刷ジョブの回数に応じて決定されている場合や、所定の期間経過毎に状態維持吐出が実行されるような場合、上述したような制御のみでは効果を得ることができない。このような場合、第１のインクエンドが検知された後、インクカートリッジが交換されるまでは、通常の状態、即ち第１のインクエンドが検知されてない状態よりも状態維持吐出の実行頻度が下がるような制御を行う必要がある。

具体的には、状態維持吐出の実行が画像形成出力や印刷ジョブの回数に応じて決定されている場合であれば、通常の状態において状態維持吐出の実行トリガとなる画像形成出力や印刷ジョブの回数よりも多い回数毎に状態維持吐出を実行することにより実現可能である。また、所定の期間経過毎に状態維持吐出が実行されるような場合であれば、通常の状態において状態維持吐出の実行トリガとなる経過期間よりも長い期間毎に状態維持吐出を実行することにより実現可能である。

尚、上記実施形態においては、カラーのインクについて第１のインクエンドが検知された場合において、黒のインクによりモノクロ印刷を行う場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、上記実施形態の趣旨は、少なくとも１色について第１のインクエンドが検知された場合において、第１のインクエンドが検知されていない色、即ち、インクカートリッジ１０内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、エンジン駆動部２０４を制御するための情報を生成することにある。

また、画像形成制御部２０３は、記録ヘッド３４の状態、特にインクの吐出性能を良好に保つために記録ヘッド３４にインクを吐出させる状態維持吐出制御を行う機能を有する。そして、第１のインクエンドが検知された場合には、第１のインクエンドが検知されていない場合よりも低い頻度で、状態維持吐出が実行されるように制御することにより、状態維持吐出によって、インクカートリッジ１０のみならずヘッドタンク３５内のインク残量までもがゼロになってしまい、画像形成出力が完全に禁止されてしまうタイミングを遅らせることが可能となる。

１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ カートリッジ装着部
５ 表示部
６ カバー
１０、１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ インクカートリッジ
１１、１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ 残量表示部
１２ 電源ボタン
１３ 印刷再開ボタン
１４ キャンセルボタン
２１ フレーム
２１Ａ、２１Ｂ 側板
２１Ｃ 後板
２３ 供給ポンプユニット
２５ 本体側ホルダ
２６ 固定リブ
３１ ガイドロット
３２ ステー
３３ キャリッジ
３４、３４ｋ、３４ｃ、３４ｍ、３４ｙ 記録ヘッド
３５、３５ｋ、３５ｃ、３５ｍ、３４ｙ ヘッドタンク
３７ インク供給チューブ
４１ 底板
４２ 用紙
４３ 給紙コロ
４４ 分離パッド
４５ ガイド
４６ カウンタローラ
４７ 搬送ガイド部材
４８ 部材
４９ 先端加圧コロ
５１ 搬送ベルト
５２ 搬送ローラ
５２ カウンタローラ
５３ 搬送ガイド
５５ 先端加圧コロ
５６ 帯電ローラ
５７ 搬送ローラ
５８ テンションローラ
６１ ガイド部材
８１ 両面給紙ユニット
８２ 給紙部
９１ 維持回復機構
９２、９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ キャップ
９３ ワイパーブレード
９４ 吐出受け
９９ 開口
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＮＶＲＡＭ
１０５ ＡＳＩＣ
１０６ ホストＩ／Ｆ
１０７ エンジン制御部
１０８ 主走査モータ駆動部
１０９ 副走査モータ駆動部
１１０ ＡＣバイアス供給部
１１１ Ｉ／Ｏ
１１２ ヘッドドライバ
１１３ 主走査モータ
１１４ 副走査モータ
１１５ リニアンコーダ
１１６ ホイールエンコーダ
１１７ 操作パネル
１１８ ＲＴＣ
１１９ 外部記憶装置
２０１ 第１のインクエンド検知部
２０２ 第２のインクエンド検知部
２０３ 画像形成制御部
２０４ エンジン駆動部
２０５ 表示部
２０６ 操作部

特開２００１−７１５４１号公報

Claims (7)

1. 複数色のインクを吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式の画像形成装置であって、
   用紙に対してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドと、
   前記インクジェット記録ヘッドにおいてインクが充填されるヘッドタンクと、
   前記ヘッドタンクにインクを供給するインク供給部と、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことを検知するインクエンド検知部と、
   前記インクジェット記録ヘッドを駆動するヘッド駆動部と、
   前記ヘッド駆動部を制御して画像形成出力の実行を制御する画像形成制御部とを含み、
   前記画像形成制御部は、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行する場合、前記インク供給部内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、画像形成出力するべき画像の情報に基づいて前記ヘッド駆動部を制御するための情報を生成し、
   前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより実行される画像形成出力におけるインク消費量を示す値を、前記生成したヘッド駆動部を制御するための情報に基づいて算出し、
   前記インク消費量を示す値が、インク消費量が少ないことを判断するための閾値よりも小さい場合にのみ、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成制御部は、前記インク消費量が少ないことを判断するための閾値として、前記画像形成出力するべき画像のサイズごとに異なる値を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成制御部は、
   前記インクジェット記録ヘッドの状態を良好に保つために前記インクジェット記録ヘッドにインクを吐出させる状態維持吐出制御を行い、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された場合、全色のインク供給部が前記ヘッドタンクにインクを供給することが可能な場合よりも低い実行頻度で前記状態維持吐出制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成制御部は、
   前記インク消費量を示す値が、インク消費量が多いことを判断するための閾値よりも大きい場合、前記生成したヘッド駆動を制御するための情報における有色と無色の画素を反転させて前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成制御部は、前記インク消費量が多いことを判断するための閾値として、前記画像形成出力するべき画像のサイズごとに異なる値を用いることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 用紙に対してインクを吐出する複数のインクジェット記録ヘッドにより複数色のインクを吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式の画像形成装置の制御方法であって、
   前記インクジェット記録ヘッドにおいてインクが充填されるヘッドタンクにインクを供給するインク供給部内のインク残量がゼロになったことを検知し、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行する場合、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、画像形成出力するべき画像の情報に基づいて前記ヘッド駆動部を制御するための情報を生成し、
   前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより実行される画像形成出力におけるインク消費量を示す値を、前記生成したヘッド駆動部を制御するための情報に基づいて算出し、
   前記インク消費量を示す値が、インク消費量が少ないことを判断するための閾値よりも小さい場合にのみ、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
7. 用紙に対してインクを吐出する複数のインクジェット記録ヘッドにより複数色のインクを吐出して画像形成出力を行うインクジェット方式の画像形成装置の制御プログラムであって、
   前記インクジェット記録ヘッドにおいてインクが充填されるヘッドタンクにインクを供給するインク供給部内のインク残量がゼロになったことを検知するステップと、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになったことが検知された状態において画像形成出力を実行するステップと、
   前記インク供給部内のインク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力が実行されるように、画像形成出力するべき画像の情報に基づいて前記ヘッド駆動部を制御するための情報を生成するステップと、
   前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより実行される画像形成出力におけるインク消費量を示す値を、前記生成したヘッド駆動部を制御するための情報に基づいて算出するステップと、
   前記インク消費量を示す値が、インク消費量が少ないことを判断するための閾値よりも小さい場合にのみ、前記インク残量がゼロになっている色以外のインクにより画像形成出力を実行するように制御するステップとを画像形成装置に実行させることを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。

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