JP2015171765A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】キャリッジに搭載されるヘッドタンクの数が多くなると、変位部材の位置確認に時間がかかり、印刷の準備までに時間がかかる。
【解決手段】キャリッジ3を走査して、1回の走査中に、複数のヘッドタンク5a〜5dの各変位部材205を本体センサ301で順次検知して、各ヘッドタンク5a〜5dの変位部材205の現在位置を取得し、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知している範囲内の位置であって、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知する検知位置から算出される予め定めた判定位置と現在位置との比較結果と、キャリッジセンサ251の検知結果とを合わせて、各ヘッドタンク5a〜5eの液体量又は液体量の調整動作を判別し、判別結果に応じて各ヘッドタンク5a〜5eに通じる送液ポンプ241を駆動制御して、各ヘッドタンク5a〜5eの液体量を調整する。
【選択図】図15

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッド及び記録ヘッドに液体を供給するヘッドタンクを備え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、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
このような画像形成装置において、印刷動作中でも記録ヘッド側に設けたヘッドタンク(サブタンクともいう。)にメインタンクから液体の補充供給を行えるようにするため、ヘッドタンクに液体残量に応じて変位する変位部材(以下「フィラ」ともいう。)を有し、キャリッジには変位部材が所定の第1位置になったことを検知する第1センサ(キャリッジ側検知手段)を、装置本体側には変位部材が所定の第2位置になったことを検知する第2センサ(本体側検知手段)を設け、第1センサで検知される位置と第2センサで検知される位置との間の変位部材の変位量に対応する差分量を検出して保持しておき、装置本体側の第2センサを使用しないでメインタンクからヘッドタンクに液体を供給するとき、第1センサが変位部材を検知した後差分供給量の液体をヘッドタンクに供給する制御を行うようにしたものがある(特許文献1)。
特開2011−297206号公報
ところで、上述した変位部材を有するヘッドタンクにあっては、スローリークや水分蒸発、湿度変化などによって変位部材が変位する。そのため、キャリッジ側検知手段によって変位部材を監視できない状態にあるときに、変位部材が変位してキャリッジ側検知手段を外れると、変位部材の位置が不明になる。そのために、本体側検知手段で変位部材の位置を確認しなければならない。
ここで、キャリッジに搭載されるヘッドタンクの数が多くなると、変位部材の位置確認に時間がかかり、印刷の準備までに時間がかかるという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数のヘッドタンクに対する液体量の調整に要する時間を短く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、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに液体を供給する複数のヘッドタンクと、
前記記録ヘッド及び前記複数のヘッドタンクが搭載されたキャリッジと、
前記液体を収容した複数のメインタンクと、
前記メインタンクと前記ヘッドタンクへとの間に配置された送液を行う送液手段と、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液を制御する送液制御手段と、を備え、
前記ヘッドタンクは、液体残量に応じて変位する変位部材を有し、
前記キャリッジには、前記変位部材を検知するキャリッジ側検知手段が設けられ、
装置本体側には、前記変位部材を検知する本体側検知手段が設けられ、
前記送液制御手段は、
前記キャリッジを走査して、1回の走査中に、前記複数のヘッドタンクの各変位部材を前記本体側検知手段で順次検知して、前記複数のヘッドタンクの各変位部材の現在位置を取得し、
前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知している範囲内の位置であって、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知する検知位置から算出される予め定めた判定位置と前記現在位置との比較結果と、前記キャリッジ側検知手段の検知結果とを合わせて、各ヘッドタンクごとの液体量又は液体量の調整動作を判別し、
前記判別結果に応じて各ヘッドタンクに通じる前記送液手段を駆動制御して、各ヘッドタンクの液体量を調整する
構成とした。
本発明によれば、複数のヘッドタンクに対する液体量の調整に要する時間を短くすることができる。
本発明に係る画像形成装置の一例の機構部を説明する側面説明図である。 同機構部の要部平面説明図である。 ヘッドタンクの一例を示す模式的平面説明図である。 同じく図3の模式的正断面説明図である。 インク供給排出系の説明に供する模式的説明図である。 同じ色の液滴を吐出する2つの記録ヘッドに対する供給系の模式的説明図である。 同画像形成装置の制御部のブロック説明図である。 ヘッドタンクの変位部材とキャリッジセンサによる変位部材の検知の説明に供する模式的説明図である。 変位部材の現在位置の検知の説明に供する模式的説明図である。 ヘッドタンクの変位部材の位置とキャリッジセンサの検知結果の関係の説明に供する説明図である。 本発明の第1実施形態におけるヘッドタンクへの供給制御及び液体量の調整制御の説明に供する説明図である。 本発明の第2実施形態における調整制御の説明に供する説明図である。 本発明の第3実施形態における調整制御の説明に供する説明図である。 本発明の第4実施形態における調整制御の説明に供する説明図である。 同画像形成装置における全体的な調整動作の説明に供する説明図である。 各実施形態における変位部材の現在位置の検知などに使用するキャリッジ位置の誤検出に伴う不都合の説明に供する説明図である。 本発明の第5実施形態におけるキャリッジの要部斜視説明図である。 同じくホーム位置が正常な場合の説明に供する模式的説明図である。 同じくホーム位置がずれた場合の説明に供する模式的説明図である。 本発明の第6実施形態の異なる例の説明に供する模式的説明図である。
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及び図2を参照して説明する。図1は同画像形成装置の機構部の要部平面説明図、図2は同機構部の要部側面説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置である。図示しない左右の側板間に架け渡した主ガイド部材1及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ3を移動可能に保持している。そして、後述する主走査モータ554によって、図示しない駆動プーリと従動プーリ間に架け渡したタイミングベルトを介してキャリッジ3を主走査方向に往復移動する。
キャリッジ3には、液滴を吐出する4個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド4a、4b、4c、4d(区別しないときは「記録ヘッド4」という。)を搭載している。記録ヘッド4は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。
ここで、記録ヘッド4aと記録ヘッド4b〜4cは主走査方向と直交する方向である副走査方向に1ヘッド分(1ノズル列分)位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド4a〜4dはいずれも2列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド4aと4bはいずれも同色である黒色の液滴を吐出し、記録ヘッド4cと4dの各ノズル列でマゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y)の液滴を吐出する。
また、記録ヘッド4a〜4dには、各ヘッド4に液体を供給するヘッドタンク5がそれぞれ設けられている。ヘッドタンク5には、装置本体に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジ10k、10c、10m、10yから供給チューブ6を介して各色のインクが供給される。このとき、同じ色の液滴を吐出する2つの記録ヘッド4a、4bには1つのインクカートリッジ10kからインクが供給される
インクカートリッジ10からヘッドタンク5への送液は、送液ポンプユニット240内に設けた各カートリッジ10毎の後述する送液ポンプ241によって行う。
一方、ロール紙Pを副走査方向に搬送するために、ロール紙Pを吸着して記録ヘッド4に対向して搬送する搬送手段を備えている。この搬送手段は、搬送ローラ21と、搬送ローラ21に加圧されて接触する加圧ローラ22と、記録ヘッド4に対向するプラテン部材23と、プラテン部材23の吸引孔を介してロール紙(用紙)20を吸着する吸引ファン24などで構成される。
さらに、キャリッジ3の主走査方向の一方側には記録ヘッド4の維持回復を行う維持回復機構30が配置されている。また、キャリッジ3の主走査方向の他方側には記録ヘッド4から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け40が配置されている。
維持回復機構30は、メンテナンス手段であり、装置本体に保持された第1維持回復部30Aと、装置本体に副走査方向(矢印方向)に往復移動可能に保持された第2維持回復部30Bとを有している。第2維持回復部30Bは記録ヘッド4aの維持回復を行うときには図1の位置にあり、記録ヘッド4b〜4dの維持回復を行うときには第1維持回復部30Aと同じ副走査方向位置まで移動する。
この維持回復機構30は、例えば記録ヘッド4のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングする保湿キャップを兼ねた吸引キャップ31及び保湿キャップ32を備えている。また、維持回復機構30は、ノズル面を払拭するワイパ部材33、画像形成に寄与しない液滴(空吐出滴)を受ける空吐出受け34などを備えている。
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙装置からロール紙(用紙)Pが給紙されて、搬送ローラ21及び加圧ローラ22によってプラテン部材23上を吸着されながら副走査方向に搬送される。
そこで、キャリッジ3を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド4を駆動することにより、停止しているロール紙Pに液滴を吐出して1行分を記録し、ロール紙Pを所定量搬送後、次の行の記録を行い、ロール紙Pを順次排出する。
次に、ヘッドタンク5の一例について図3及び図4を参照して説明する。図3は同ヘッドタンク5の模式的上面説明図、図4は同じく模式的正面説明図である。
ヘッドタンク5は、インクを保持するための一側部が開口したインク収容部を形成するタンクケース201を有している。このタンクケース201の開口部を撓むことが可能な部材であるフィルム部材203で密閉して、インク収容部202を形成している。そして、タンクケース201内に配置した弾性部材としてバネ204の復元力によってフィルム部材203を常時外方へ付勢している。
このように、タンクケース201のフィルム部材203にバネ204の復元力が作用していることで、タンクケース201のインク収容部202内のインク残量が減少することによって負圧が発生する。
また、タンクケース201の外側には、一端部側を軸206で揺れ動くことが可能なように支持されたフィラからなる変位部材(以下、単に「フィラ」とも表記することがある。)205を有している。変位部材205は、スプリング210によってタンクケース201側に向けて勢いを付けられ、フィルム部材203に押し付けられている。これにより、フィルム部材203の動きに連動して変位部材205が変位する。
この変位部材205をキャリッジ3に設けるキャリッジ側検知手段であるキャリッジセンサ(第1センサ)251や装置本体側に配置された本体側検知手段である本体センサ(第2センサ)301などで検知することでヘッドタンク5内のインク残量や負圧などを検知することができる。
また、タンクケース201の上部には、インクカートリッジ10からインクを供給するための供給口部209があり、インク供給チューブ6に接続されている。また、タンクケース201の側部には、ヘッドタンク5内を大気に開放する大気開放手段である大気開放機構207が設けられている。
この大気開放機構207は、ヘッドタンク5内に連通する大気開放路207aを開閉する弁体207b及びこの弁体207bを閉弁状態に付勢するスプリング207cなどを備えている。そして、装置本体側の大気開放ソレノイド302によって、弁体207bを押すことで開弁されて、ヘッドタンク5内に大気開放状態(大気に連通した状態)になる。
また、ヘッドタンク5内のインク液面を検出するための電極ピン208aと208bが取り付けられている。インクは電導性を持っており、電極ピン208aと208bの所までインクが到達すると、電極ピン208aと208b間に電流が流れて両者の抵抗値が変化するため、インク液面高さが所定高さ以下になったことを検出することができる。
次に、この画像形成装置におけるインク供給排出系について図5及び図6を参照して説明する。図5は同供給排出系の模式的説明図、図6は同じ色の液滴を吐出する2つの記録ヘッドに対する供給系の模式的説明図である。
まず、インクカートリッジ(以下、「メインタンク」という。)10からヘッドタンク5に対するインク供給は、送液手段である送液ポンプ241によって供給チューブ6を介して行なわれる。なお、送液ポンプ241は、チューブポンプなどで構成した可逆型ポンプ(可逆型送液手段)であり、インクカートリッジ10からヘッドタンク5にインクを供給する送液動作と、ヘッドタンク5からインクカートリッジ10にインクを戻す逆送動作とを行えるようにしている。
ここで、本実施形態では、図6に示すように、1つのメインタンク10kから同じ色のインクを記録ヘッド4a、4b用の2つのヘッドタンク5a、5bに供給する構成としている。そして、それぞれの送液ポンプ241a、241bから供給チューブ(供給経路)6a、6bを介してインクを供給する。
また、維持回復機構30は、前述したように記録ヘッド4のノズル面をキャッピングする吸引キャップ31と、吸引キャップ31に接続された吸引ポンプ241を有する。そして、吸引キャップ31でキャッピングした状態で吸引ポンプ241を駆動することで吸引チューブ6を介してノズルからインクを吸引することによってヘッドタンク5内のインクを吸引することができる。なお、吸引された廃インクは廃液タンク100に排出される。
また、装置本体側にはヘッドタンク5の大気開放機構207を開閉する部材である大気開放ソレノイド302が配設され、この大気開放ソレノイド302を作動させることで大気開放機構207を開放することができる。
さらに、装置本体側に配置したエンコーダスケール91とキャリッジ3に設けたエンコーダセンサ92によってキャリッジ3の位置(キャリッジ位置)を検出するリニアエンコーダからなる主走査エンコーダ90を構成している。
さらに、キャリッジ3には変位部材205を検知する光学センサからなるキャリッジ側検知手段であるキャリッジセンサ251が設けられている。また、装置本体側には変位部材205を検知する光学センサからなる本体側検知手段である本体センサ301が設けられている。
これらのキャリッジセンサ251と本体センサ301の検知結果を使用してヘッドタンク5に対するインク供給動作を制御する。
なお、上述した送液ポンプ241、大気開放ソレノイド302、吸引ポンプ241の駆動制御、本発明に係るインク供給制御(送液制御)動作は、制御部500によって行なわれる。
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図7を参照して説明する。図7は同制御部のブロック説明図である。
この制御部500は、この装置全体の制御を司り、本発明における送液制御手段などの各種制御手段を兼ねるCPU501と、CPU501が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503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書き換え可能な不揮発性メモリ504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ASIC505とを備えている。
また、制御部500は、記録ヘッド4を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部508と、キャリッジ3側に設けた記録ヘッド4を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509とを備えている。
また、制御部500は、キャリッジ3を移動走査する主走査モータ554、搬送ベルト12を周回移動させる副走査モータ555、維持回復機構30の維持回復モータ556を駆動するためのモータ駆動部510を備えている。また、制御部500は、帯電ローラ15にACバイアスを供給するACバイアス供給部511と、ヘッドタンク5の大気開放機構207を開閉する装置本体側に設けられた大気開放ソレノイド302、送液ポンプ241を駆動する供給系駆動部512を備えている。
また、この制御部500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514が接続されている。
この制御部500は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F506を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置などのホスト600側から、ケーブル或いはネットワークを介してI/F506で受信する。
そして、制御部500のCPU501は、I/F506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、ASIC505にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。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ホスト600側のプリンタドライバ601で行っている。
印刷制御部508は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ509に出力する。また、印刷制御部508は、ROMに格納されている駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含んでいる。そして、駆動信号生成部から1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信号をヘッドドライバ509に対して出力する。
ヘッドドライバ509は、シリアルに入力される記録ヘッド4の1行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部508から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド4の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(例えば圧電素子)に対して印加することで記録ヘッド4を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
I/O部513は、装置に装着されている各種のセンサ群515からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508やモータ駆動部510、ACバイアス供給部511の制御、ヘッドタンク5に対するインク供給の制御などに使用する。
センサ群515は、前述したキャリッジセンサ251、本体センサ301、検知電極ピン208a、208bが含まれる。また、センサ群515には、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度、湿度を監視するためのサーミスタ(環境温度センサ、環境湿度センサ)、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどが含まれる。I/O部513は様々のセンサ情報を処理することができる。
次に、ヘッドタンクの変位部材とキャリッジセンサによる変位部材の検知について図8を参照して説明する。
ヘッドタンク5の変位部材205は、例えば、図8(a)に示す位置からヘッドタンク5内の液体が消費されることによって図8(b)に実線で示す位置に変位し、ヘッドタンク5に液体が供給されることで、図8(a)の位置に変位する。
ここで、キャリッジセンサ251によって検知する変位部材205の検知部205Aには、図8に示すように、変位方向に所定の厚みを持たせている。この変位部材205の検知部205Aのタンクケース201と反対側を外エッジ205aとし、タンクケース201側を内エッジ205bとする。
そして、このヘッドタンク5に対する送液制御は、キャリッジセンサ251による変位部材205の外エッジ205aの検知を基準にして行っている。
次に、変位部材の現在位置の検知について図9を参照して説明する。
キャリッジ3を走査して、本体センサ301で変位部材205を検出したとき、主走査エンコーダ90による検知位置(キャリッジ位置)が変位部材205の現在位置となる。
すなわち、図9(a)に示すように、ホーミング動作(キャリッジ3のホーム位置を決定する動作)により、キャリッジ3を白抜き矢印方向に移動させて側板70に突き当てる。このときの主走査エンコーダ90によって検出したキャリッジ位置をホーム位置(「0」)とする。
そして、図9(b)に示すように、キャリッジ3を白抜き矢印方向に移動させて本体センサ301で変位部材205を検知するヘッドタンクフィラ位置検出動作を行い、本体センサ301が変位部材205を検知したときに、主走査エンコーダ90によってキャリッジ位置を検出することで、変位部材205の現在位置を得ることができる。
次に、ヘッドタンクの変位部材の位置とキャリッジセンサの検知結果の関係について図10を参照して説明する。なお、変位部材及びセンサは透過状態で図示している。
図10(a1)の状態は、ヘッドタンク5の液体残量が多く、変位部材205の内エッジ205bがキャリッジセンサ251を超えて開く方向(タンクケース201から離れる方向)に変位している状態であり、キャリッジセンサ251はOFF(検知していない状態)になる。
図10(a2)の状態は、ヘッドタンク5の変位部材205の内エッジ205bがキャリッジセンサ251で検知された状態であり、キャリッジセンサ251はON(検知している状態)になる。なお、変位部材205が開いている状態(残量が多い状態)から閉じる方向(残量が少なくなる方向)に移動するときには、キャリッジセンサ251の信号はOFFからONに遷移し、変位部材205が閉じている状態(残量が少ない状態)から開く方向(残量が多くなる方向)に移動するときには、キャリッジセンサ251の信号はONからOFFに遷移することになる。
図10(a3)の状態は、ヘッドタンク5の変位部材205がキャリッジセンサ251で検知されている状態であり、キャリッジセンサ251はONになる。
図10(a4)の状態は、変位部材205の外エッジ205bがキャリッジセンサ251で検知された状態であり、キャリッジセンサ251はONになる(以下、この位置を「OCFS位置」という。)。なお、変位部材205が開いている状態(残量が多い状態)から閉じる方向(残量が少なくなる方向)に移動するときには、キャリッジセンサ251の信号はONからOFFに遷移し、変位部材205が閉じている状態(残量が少ない状態)から開く方向(残量が多くなる方向)に移動するときには、キャリッジセンサ251の信号はOFFからONに遷移することになる。
図10(a5)の状態は、ヘッドタンク5の液体が少なく、変位部材205の外エッジ205aがキャリッジセンサ251を超えて閉じる方向(タンクケース201に近づく方向)に変位している状態であり、キャリッジセンサ251はOFFになる。
次に、本発明の第1実施形態におけるヘッドタンクへの供給制御及び液体量の調整制御について図11を参照して説明する。なお、図11(a)の各状態は図10(a1)〜(a5)の状態に対応する。
まず、通常印字動作時は、上述したOCFS位置を基準として供給制御を行っている。
すなわち、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知している状態から外エッジ205aを検知しなくなる(ONからOFFに遷移する)と、液体消費量の計測を開始する。そして、図11(b)に示すように、液体消費量が予め定めた消費量Wになったときに、メインタンク10からヘッドタンク5への送液を開始する。
これにより、ヘッドタンク5に変位部材205がタンクケース201から離れて開く方向に変位するので、キャリッジセンサ251が変位部材205の外エッジ205aを検知する(OFFからONに遷移する)。
そこで、図11(b)に示すように、キャリッジセンサ251が変位部材205の外エッジ205aを検知したときから、予め定めた目標送液量分の送液を行う。なお、目標送液量は送液ポンプ241の駆動時間(供給時間)t[sec]で管理している。
ここで、目標送液量(駆動時間t)は、キャリッジセンサ251が変位部材205の外エッジ205aを検知した後内エッジ205bを検知する状態にならないまでの量としている。すなわち、目標送液量は、変位部材205がキャリッジセンサ251で検知されている状態が続く変位量に相当する量又は相当する量より少ない量としている。
次に、通常の印刷動作以外の所定のタイミング、例えば、電源ON時や印刷ジョブ終了後などに、ヘッドタンク5の変位部材205の位置をチェックして液体量を調整する調整制御を行う。
この調整制御では、キャリッジ3をホーム位置側に走査し、1回の走査中に、各ヘッドタンク5の変位部材205の現在位置を本体センサ301で取得する。
そして、本体センサ301で取得した現在位置とキャリッジセンサ251が変位部材205を検知している範囲内で予め定めた判定位置とを比較し、キャリッジセンサ251による変位部材205の検知結果(キャリッジセンサのON/OFF情報)と合わせて、各ヘッドタンク5ごとの液体量又は液体量の調整動作を判別する。

ここで、判定位置と現在位置とを比較するのは、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知していないとき、すなわちキャリッジセンサ251がOFFのときには、変位部材205の位置が不明になる。
そこで、判定位置と現在位置とを比較することで、変位部材205がキャリッジセンサ251よりも外側に広がっている(outsaide)か、内側に閉じている(inside)か、を判定する。
ここで、判定位置は、OCFS位置と内エッジ検知位置の中央付近に設定している。なお、判定位置は、変位部材205の検知部205Aの厚みは予め分かっているので、OCFS位置に差分αを加算して算出している。
このとき、変位部材205のバタツキや、センサ検出誤差、センサ検出方向の誤差などは、変位部材205の検知部205Aの厚みより十分小さい。したがって、キャリッジセンサ251がOFFの場合、変位部材205が閉じて(キャリッジセンサ251で検知される位置よりも液体残量が少ない内側で)OFFなのか、開いて(キャリッジセンサ251で検知される位置よりも液体残量が多い外側で)OFFであるのかは確実に判定できる。
これにより、図11(b)に示すように、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知している(ON)のときにはヘッドタンク5の液体量が適正であると判別できるので、送液ポンプ241を駆動しない、すなわち、調整動作を行わない(判定後動作なし)。
一方、変位部材205がキャリッジセンサ251で検知される位置よりも液体残量が少ない内側に位置してキャリッジセンサ251がOFFとなっている、つまり、ヘッドタンク5の液体量が適正量より少ないと判別されるときには、送液ポンプ241を正転駆動してメインタンク10からヘッドタンク5に送液(供給)する。
また、変位部材205がキャリッジセンサ251で検知される位置よりも液体残量が多い外側に位置してキャリッジセンサ251がOFFとなっている、つまり、ヘッドタンク5の液体量が適正量より多いと判別されるときには、送液ポンプ241を逆転駆動してヘッドタンク5からメインタンク10に逆送(逆引き)する。
このように、キャリッジ3を走査して、1回の走査中に、複数のヘッドタンク5の各変位部材205の現在位置を本体センサ301で順次検知して、変位部材205の現在位置を取得し、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知している範囲内の位置であって、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知する検知位置(外エッジ205a)から算出される予め定めた判定位置と現在位置との比較結果と、キャリッジセンサ251の検知結果とから、各ヘッドタンク5ごとの液体量の調整動作を判別し、各ヘッドタンク5に通じる送液ポンプ241を駆動制御して、各ヘッドタンク5の液体量を調整する。なお、液体量の多小を判別して、判別結果に応じて送液又は逆送を行い、あるいは、適正として調整動作を行わないようにすることもできる。
これにより、複数のヘッドタンクの液体量の調整に要する時間を短くすることができ、印刷準備に要する時間を短くすることができる。
次に、本発明の第2実施形態における調整制御について図12を参照して説明する。
本実施形態は、本体センサ301で取得した変位部材205の現在位置が判定位置より液体残量が多い側にあり、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知していないOFFのときの調整動作に関するものである。
この場合には、(a)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205を検知するまで液体を逆送する制御をする。
あるいは、(b)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205を検知後(内エッジ205bを検知後)、変位部材205を検知しなくなる(外エッジ205aが外れる)まで液体を逆送する制御をする。
あるいは、(c)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205を検知後、変位部材205を検知しなくなるまで、液体を逆送する制御をした後、予め定めた目標送液量(駆動時間t)分の液体を送液する制御をする。
この場合、(b)又は(c)に示す調整動作を行うことで、ヘッドタンク5の液体量を目標送液量の範囲内に収めることができる。また、目標送液量は内エッジ205bの検知位置に対してマージンを持たせているが、内エッジ205bがキャリッジセンサ251で検知される液体量になることもあるので、(a)の調整動作を行ってもよい。
次に、本発明の第3実施形態における調整制御について図13を参照して説明する。
本実施形態は、本体センサ301で取得した変位部材205の現在位置が判定位置より液体残量が少ない側にあり、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知していないOFFのときの調整動作に関するものである。
この場合には、(a)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205の外エッジ205aを検知するまで液体を送液する制御をする。
あるいは、(b)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205の外エッジ205aを検知した後、予め定めた目標送液量(駆動時間t)分の液体を送液する制御をする。
これにより、ヘッドタンク5の液体量を目標送液量の範囲内に収めることができる。
次に、本発明の第4実施形態における調整制御について図14を参照して説明する。
本実施形態は、キャリッジセンサ251が変位部材205を検知しているONときの調整動作に関するものである。
この場合には、(a)に示すようにヘッドタンク5に対する液体の送液又は逆送の制御をしない。
あるいは、(b)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205を検知しなくなる(外エッジ205aを検知する)まで、液体を逆送する制御をする。
あるいは、(c)に示すようにキャリッジセンサ251が変位部材205を検知しなくなる(外エッジ205aを検知する)まで、液体を逆送する制御をした後、予め定めた目標送液量(駆動時間t)分の液体を送液する制御をする。
これにより、ヘッドタンク5の液体量を目標送液量の範囲内に収めることができる。
次に、キャリッジ3に搭載した4つの記録ヘッド4a〜4dに対応する5つのヘッドタンク5に対する全体的な調整動作について図15を参照して説明する。
ここでは、記録ヘッド4dは2つのノズル列をイエロー(Y)の吐出とマゼンタ(M)の吐出に使用しているので、1つの記録ヘッド4dに2つのヘッドタンク5を備えている。
この場合、ヘッドタンク5d、5eを一体型としており、イエロー側の変位部材205の検知部205Aを他の変位部材205とは逆方向に設けている。
また、記録ヘッド4aと他の記録ヘッド4b〜4dとは副走査方向にずらして配置しているので、装置本体側には副走査方向にずらして本体センサ301A、301Bを配置している。
そして、キャリッジ3をキャリッジ走査方向に移動させて、1走査中に、本体センサ301A、301Bによって5つのヘッドタンク5a〜5eの変位部材205の現在位置を検知し、例えば前記第1実施形態で説明したように調整動作を判別する。
このようにキャリッジの1走査で各ヘッドタンクの変位部材の現在位置を取得してキャリッジセンサの検知結果と併せて変位部材が外側に広がっているか、内側に広がっているか、つまり、各ヘッドタンクの液体量(あるいは調整動作)を判別して、判別結果に応じた調整動作を行うことができるので、ダウンタイムがほとんどなくなる。
次に、上述した各実施形態における変位部材の現在位置の検知などに使用するキャリッジ位置の誤検出に伴う不都合について図16も参照して説明する。
前述したが、図16(a)に示すように、キャリッジ3を側板70に突き当てたときの主走査エンコーダ90によるキャリッジ位置をホーム位置HPとして設定する。
ここで、図16(b)に示すように、キャリッジ3と側板70との間にジャム紙400などが入り込んだり、主走査モータの駆動異常が生じたりして、キャリッジ3が側板70に突き当たる前に移動しなくなると、その時の位置がホーム位置HP1として設定される。したがって、このホーム位置HP1は、正しいホーム位置HPに対してずれ量Δ分ずれたものとなる。
そのため、前記実施形態で説明したように、本体センサ301で変位部材205を検知して現在位置を検知し、現在位置と判定位置から、キャリッジセンサ251がOFFのときに変位部材205が広がっている(液体量が多い)か、閉じている(液体量が少ない)かを判別するようにした場合、判別が逆になることがある。
その結果、図16の例では、液体量が少ないにもかかわらず、変位部材205が広がっていると判別されて逆送が行われ、このときキャリッジセンサ251が変位部材205を検知することはないので、タイムアウトエラーになり、ノズル抜けが発生する。
逆に、液体量が多いにもかかわらず、変位部材205が閉じていると判別されて送液が行われ、このときキャリッジセンサ251が変位部材205を検知することはないので、タイムアウトエラーになり、過供給による液体漏れが生じる。
そこで、本発明の第5実施形態について図17ないし図19を参照して説明する。図17は同実施形態におけるキャリッジの要部斜視説明図、図18は同じくホーム位置が正常な場合の説明に供する模式的説明図、図19は同じくホーム位置がずれた場合の説明に供する模式的説明図である。
まず、キャリッジ3には、本体センサ301によって検知可能な位置に、固定の可動しない被検出部材(以下、「固定フィラ」という。)300を設けている。
固定フィラ300は、キャリッジ3内に複数のヘッドタンク5がある場合でも1つでよい。これは、キャリッジ3内のヘッドタンク5の位置関係が途中で変化することはないので、1つのみを基準にするのが良い。基準の位置情報も1つであるので、メモリ容量にも有利であり、レイアウト的にも有利である。
ここで、図18に示すように、正常なホーム位置HPが設定されているときには、本体センサ301で固定フィラ300が検知された位置を固定フィラ位置Zとし、固定フィラ300とヘッドタンク5の変位部材205を一連の動作内で検知して、固定フィラ位置Zと、ヘッドタンク5の変位部材の位置(これを「ヘッドタンクフィラ位置」という。)Xの差分を、ヘッドタンク5の位置X1(X1=X−Z)とする。
つまり、固定フィラ位置Zを基準としたヘッドタンクフィラ位置X1をヘッドタンク5に対する送液制御(負圧制御)の情報として使用する。
なお、一連の動作内での検知とは、主走査エンコーダ基準での固定フィラ位置と、ヘッドタンクフィラ位置を検出する間に、ホーミング動作(前述した突き当てによるホーム位置決め動作)を行わないことを意味する。
ここで、図19に示すように、正しいホーム位置HPに対してずれ量Δ分ずれたホーム位置HP1が設定されているときには、固定フィラ位置Zを基準とするヘッドタンクフィラ位置X2は、固定フィラ位置Z−Δと、ヘッドタンクフィラ位置X−Δの差分より、X2=(X−Δ)−(Z−Δ)=X−Z=X1となるので、固定フィラ位置とヘッドタンクフィラ位置の相対的な距離は、ホーム位置がずれた場合にも影響しない。
つまり、キャリッジ3の固定フィラ(被検出部材)302の位置を基準として供給制御を行うことで、ホーム位置のずれにかかわらず、適正な供給制御を実施することができる。
なお、正しいホーム位置は、例えば設計値、あるいは、装置の初期セット時、若しくは、ヘッドに対する液体の初期充填時など、ジャムが発生していないことか確実のときのホーム位置とすればよい。
次に、本発明の第6実施形態の異なる例について図20を参照して説明する。図20は同実施形態の説明に供する模式的説明図である。
図20(a)に示すように、ホーム位置(前述したようにキャリッジ位置を「0」とする。)が正しいときに本体センサ301が固定フィラ300を検知したとき、主走査エンコーダ90によって検出したキャリッジ位置を位置P1とする。
これに対して、図20(b)に示すように、ジャム紙400などによって、ホーム位置HPがずれ量Δ分ずれたホーム位置HP1を設定している場合、本体センサ301が固定フィラ300を検知したとき、主走査エンコーダ90によって検出したキャリッジ位置は位置P2となる。
そうすると、キャリッジ位置P1とP2との差分がホーム位置のずれ量Δとなる。
そこで、本実施形態の第1例では、本体センサ301で検出した固定フィラ位置が、ホーム位置が正しいときの位置に対して所定量以上変化したとき、即ち、ずれ量Δが所定量以上になったときには、エラーとして検出するようにしている。
すなわち、本体センサ301に検知は、キャリッジ3の振動で固定フィラ300も振動すること、本体センサ301に透過型フォトセンサを使用しているために検出精度が低く、2つの位置情報の差分であるので公差が積み上がる。
これに対し、ホーム位置の検出精度(主走査エンコーダ)は、異常なことが起こらない限り精度が高い。
そこで、すべての制御をキャリッジ3の固定フィラ300を基準にするより、通常はホーム位置を基準にして供給の精度を上げ、ホーム位置の検出異常のときのみ、エラーとして取り扱う方が効果的である。
次に、本実施形態の第2例では、本体センサ301で検出した固定フィラ位置が、ホーム位置が正しいときの位置に対して所定量以上変化したとき、即ち、ずれ量Δが所定量以上になったときには、ホーミング動作を行うようにしている。
すなわち、前記第1例のようにエラーとして処理すると、装置が停止することになるので、この第2例ではホーム位置を設定するホーミング動作を行うことで、ロスタイムを低減するようにしている。
次に、本実施形態の第3例では、本体センサ301で固定フィラ300を検知した位置を前記判定位置として判別を行い、本体センサ301で検出した固定フィラ位置が、ホーム位置が正しいときの位置に対して所定量以上変化したときには、判定位置をずれ量Δ分補正するようにしている。
すなわち、上記第2例のホーミング動作を実施する形態でも時間をロスするので、変化した分を補正で対応することによって時間のロスをなくしている。
なお、上述した判定値は、キャリッジセンサ251の状態(ON/OFF)と組み合わせて液体量(ないし調整動作)の判別に使用するので、高い検出精度が要求されるものではなく、補正によって十分に対応することができる。
本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
3 キャリッジ
4、4a〜4d 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
5 ヘッドタンク
10 インクカートリッジ(メインタンク)
201 タンクケース(液体収容部)
203 フィルム部材
205 変位部材(フィラ)
241 送液ポンプ
251 キャリッジセンサ(キャリッジ側検知手段)
301…本体センサ(本体側検知手段)
500…制御部

Claims (9)

  1. 液滴を吐出する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドに液体を供給する複数のヘッドタンクと、
    前記記録ヘッド及び前記複数のヘッドタンクが搭載されたキャリッジと、
    前記液体を収容した複数のメインタンクと、
    前記メインタンクと前記ヘッドタンクへとの間に配置された送液を行う送液手段と、
    前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液を制御する送液制御手段と、を備え、
    前記ヘッドタンクは、液体残量に応じて変位する変位部材を有し、
    前記キャリッジには、前記変位部材を検知するキャリッジ側検知手段が設けられ、
    装置本体側には、前記変位部材を検知する本体側検知手段が設けられ、
    前記送液制御手段は、
    前記キャリッジを走査して、1回の走査中に、前記複数のヘッドタンクの各変位部材を前記本体側検知手段で順次検知して、前記複数のヘッドタンクの各変位部材の現在位置を取得し、
    前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知している範囲内の位置であって、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知する検知位置から算出される予め定めた判定位置と前記現在位置との比較結果と、前記キャリッジ側検知手段の検知結果とを合わせて、各ヘッドタンクごとの液体量又は液体量の調整動作を判別し、
    前記判別結果に応じて各ヘッドタンクに通じる前記送液手段を駆動制御して、各ヘッドタンクの液体量を調整する
    ことを特徴とする画像形成装置
  2. 前記送液手段は、可逆型送液手段であり、
    前記送液制御手段は、前記送液手段による、前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液と、前記ヘッドタンクから前記メインタンクへの逆送を制御し、
    前記変位部材の現在位置が前記判定位置より液体残量が多い側にあり、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知していないときには、
    前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知するまで前記液体を逆送する制御をし、
    又は、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知後、前記変位部材を検知しなくなるまで前記液体を逆送する制御をし、
    又は、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知後、前記変位部材を検知しなくなるまで、前記液体を逆送する制御をした後、予め定めた目標供給量分の前記液体を送液する制御をする
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記送液手段は、可逆型送液手段であり、
    前記送液制御手段は、前記送液手段による、前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液と、前記ヘッドタンクから前記メインタンクへの逆送を制御し、
    前記変位部材の現在位置が前記判定位置より液体残量が少ない側にあり、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知していないときには、
    前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知するまで前記液体を送液する制御をし、
    又は、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知した後、予め定めた目標供給量分の前記液体を送液する制御をする
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知しているときには、
    前記ヘッドタンクに対する前記液体の送液又は逆送の制御をせず、
    又は、前記キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知しなくなるまで、前記液体を逆送する制御をし、
    又は、キャリッジ側検知手段が前記変位部材を検知しなくなるまで、前記液体を逆送する制御をした後、予め定めた目標供給量分の前記液体を送液する制御をする
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記キャリッジには、前記本体側検知手段で検知可能な被検出部材を有し、
    一連の動作で、前記本体側検知手段によって前記変位部材と前記被検出部材とを検知し、前記被検出部材の位置に対する前記変位部材の位置を前記変位部材の現在位置とする
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記キャリッジには、前記本体側検知手段で検知可能な被検出部材を有し、
    前記本体側検知手段によって前記被検出部材を検知したときの位置が、前記キャリッジのホーム位置が正しいときの位置に対して所定量以上ずれているときには、エラーとして検出する
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記キャリッジには、前記本体側検知手段で検知可能な被検出部材を有し、
    前記本体側検知手段によって前記被検出部材を検知したときの位置が、前記キャリッジのホーム位置が正しいときの位置に対して所定量以上ずれているときには、前記キャリッジをホーム位置に位置決めする動作を行う
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 前記キャリッジには、前記本体側検知手段で検知可能な被検出部材を有し、
    前記本体側検知手段によって前記被検出部材を検知したときの位置が、前記キャリッジのホーム位置が正しいときの位置に対して所定量以上ずれているときには、前記判定位置をずれ量分補正する
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
  9. 前記目標送液量は、前記変位部材が前記キャリッジ側検知手段で検知されている状態が続く変位量に相当する量又は相当する量より少ない量である
    ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置。
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