JP4707482B2 - 画像形成装置及び画像形成装置における負圧維持制御方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及び画像形成装置における負圧維持制御方法に関する。

一般に、プリンタ／ファックス／コピア或いはこれらの機能を複合した画像形成装置としては、画像形成部に電子写真方式を採用したものが知られているが、例えば、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを用いて、被記録媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、記録媒体、転写材なども同義で使用する。）を搬送しながら、記録液の液滴（以下、インク滴ともいう。）を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうインクジェット方式の画像形成部を搭載したものもある。

このようなインクジェット記録方式の画像形成装置において、キャリッジ上に記録ヘッドに記録液を供給する小容量の記録液容器であるサブタンクを搭載し、大容量のメインカートリッジ（メインタンク）を装置本体側に設置し、サブタンクに装置本体側のメインカートリッジから記録液（インク）を補充供給するようにした装置が知られている。

このようなサブタンクとしては、特許文献１に記載されているように、側壁部が開口したケースと、そのケースの開口部を覆うフィルムと、そのフィルムを内側からプレートを介して押圧する弾性部材と、更にフィルムを外側から押し戻すように付勢する板状の弾性部材である負圧レバーとから構成され、負圧レバーと内側の弾性部材との押圧力の平衡が、サブタンクの内圧の変動に応じて変化し、サブタンク内のインク量が減ると内圧の変化に伴ってフィルムが内側に押し戻されてくるようにしたものが知られている。
特開２００３−２３１２７５号公報

ところで、サブタンクは、記録ヘッドのノズルからの記録液の染み出しやダレを防止するために、常にある一定以上の負圧の状態を維持させておく必要があるが、記録液カートリッジを直接記録ヘッドに搭載する機構に比べ、装置本体側からの記録液供給のためのチューブの連結部等が存在するために空気が流入する可能性が高くなる。サブタンク内に空気が流入すると、記録ヘッド内が正圧になり、液滴吐出性能の低下による画像品質の低下や、記録液の自重による記録ヘッドからの記録液の流出が発生してしまうことになる。

そこで、従来、例えば、特許文献２には、インクカートリッジと記録ヘッドの間に中間タンクとそのタンクから離れた場所に圧力センサを搭載させ、記録ヘッド内部の負圧状態をセンスし、必要に応じて中間タンクを上下動させることにより、所望の負圧を維持する構成が記載されている。
特開２００３−３４１０２８号公報

また、特許文献３には、インクを貯蔵しておく主タンク室に付随したメニスカス構成部材を有した副タンク室から、主タンク室の圧力がインクを消費することにより低下した場合、低下した圧力分副タンク室からインクが自動的に供給され、所望の負圧を保つ構成が記載されている。
特許第３２６９２６８号公報

さらに、特許文献４には、密閉したインクタンク内にインクを充填し、このインクタンクに一端が大気に開放された小穴を設け、インクタンク内のインクが消費されると、小穴を通じて空気がインクタンク内に供給されインクタンク内を所望の負圧に保つ構成が記載されている。
特許第２８９８７４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成にあっては、記録ヘッド、中間タンク、圧力センサがそれぞれ離れた場所に配置されているために、しかも、中間タンクを上下動させる機構が必要になるために、構成が複雑で大型化するという課題がある。

特許文献２に記載の構成にあっては、メニスカス構成部材の劣化により、所望の負圧を維持することが困難になる。また、何らかの要因でタンク自体がリークした場合、その不具合に対する対処ができないという課題がある。

特許文献３に記載の構成にあっては、常に大気に開放されているため、インクの変性が起生じ、また、何らかの要因でサブタンクがリークした場合の対処ができない等の課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でサブタンク内の負圧を回復することが可能な画像形成装置及び画像形成装置における負圧維持制御方法を提供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、
ノズルから記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記記録液を供給する、少なくとも一面が可撓性部材で形成され、内部の記録液残量に応じて変位する変位部材を有するサブタンクと、
前記記録液を収容した装置本体側のメインタンクと、
前記サブタンクの負圧を回復する負圧回復動作を制御する手段と、を備え、
前記制御する手段は、
前記変位部材の変位量を検出する手段と、
前記検出された変位量と予め定めた値とを比較して、前記サブタンク内の負圧状態が異常か否かを判別する手段と、を有し、
前記メインタンクから前記サブタンクに前記記録液を供給する動作を行なうとき、前記サブタンク内の負圧状態が異常であると判別されたときに前記サブタンク内の負圧を回復する負圧回復動作を行なう
構成とした。

ここで、前記負圧回復動作には前記記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引する動作を含む構成とできる。この場合、前記サブタンク内に負圧低下を生じさせる記録液が流入したときにのみ前記記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引して負圧を回復する動作を行なう構成とできる。また、前記記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引する動作では前記サブタンク内に流入した負圧低下を生じさせる記録液の量に応じた記録液を吸引する構成とできる。また、前記負圧回復動作には前記サブタンク内を大気に開放して負圧を形成しなおす動作を含む構成とできる。

また、前記負圧回復動作には前記サブタンク内の空気を吸引する動作を含む構成とできる。この場合、前記サブタンク内に空気が流入したときにのみ前記サブタンク内の空気を吸引して負圧を回復する動作を行なう構成とできる。また、前記サブタンク内の空気を吸引する動作では前記サブタンク内に流入した空気の量に応じた空気を吸引する構成とできる。

また、複数の記録ヘッドに対する維持回復動作を行なうときに前記負圧が異常と判別された記録ヘッドについてのみ負圧を回復する動作を行なう構成とできる。

本発明に係る画像形成装置における負圧維持制御方法は、
ノズルから記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記記録液を供給する、少なくとも一面が可撓性部材で形成され、内部の記録液残量に応じて変位する変位部材を有するサブタンクと、
前記記録液を収容した装置本体側のメインタンクと、
前記サブタンクの負圧を回復する負圧回復動作を制御する手段と、を備える画像形成装置における負圧維持制御方法おいて、
前記メインタンクから前記サブタンクに前記記録液を供給する動作を行なうとき、前記変位部材の変位量を検出し、前記検出された変位量と予め定めた値とを比較して、前記サブタンク内の負圧状態が異常か否かを判別し、前記サブタンク内の負圧状態が異常であると判別されたときに前記サブタンク内の負圧を回復する負圧回復動作を行なう
構成とした。

本発明に係る画像形成装置及び画像形成装置における負圧維持制御方法によれば、サブタンク内の負圧の異常を検知したときには当該負圧を正常な状態に戻す負圧維持動作を行なうので、簡単な構成でサブタンクの負圧を正常状態に回復することができて、画像品質の低下や記録ヘッドからの記録液の流出を防止することができる。

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。図１は本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置を前方側から見た斜視説明図である。
このインクジェット記録装置は、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に着脱自在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。さらに、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、前面から装置本体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填するためのカートリッジ装填部４を有し、このカートリッジ装填部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填部４には、色の異なる色材である記録液（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記録液収容手段としての記録液カートリッジであるインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは「インクカートリッジ１０」という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能とし、このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けている。また、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは縦置き状態で横方向に並べて装填する構成としている。

また、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の残量がニアー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を配置している。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も配置している。

次に、このインクジェット記録装置の機構部について図２及び図３を参照して説明する。なお、図３は同機構部の概要を示す側面模式的説明図、図４は同じく要部平面説明図である。
フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図３で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、前述したようにイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、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などを使用できる。

この記録ヘッド３４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）２２を介して接続している。

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サブタンク３５を搭載している。この各色のサブタンク３５には各色のインク供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填４には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２４が設けられ、また、インク供給チューブ３６は這い回しの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに係止部材２５にて保持されている。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ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。

そして、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を案内するガイド部材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とを備えるとともに、給送された用紙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。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３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している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。さらに、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応してガイド部材５７を配置している。

この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図３のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１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カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、図３に示すように、キャリッジ３３の走査方向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８１を配置している。

この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ〜８２ｄ（区別しないときは「キャップ８２」という。）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８３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空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。

そして、この維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナ８５で除去されたインク、空吐出受け９４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。

また、図３に示すように、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空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口８９などを備えている。

このように構成し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、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、後述する制御部の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が給送されると、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。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、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到達した信号を受けることにより、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）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ８２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（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。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空吐出動作を行う。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。

次に、この画像形成装置におけるサブタンク３５の一例について図４ないし図７をも参照して説明する。なお、図４は同サブタンクの外観斜視説明図、図５は同サブタンクの分解斜視説明図、図６は同サブタンクの模式的側面説明図、図７は図６のＡ−Ａ線に沿う概略断面説明図である。

サブタンク３５は、記録液であるインクを収容するインク収容部１００を形成する容器本体（ケース本体）１０１に、インク収容部１００の開口（サブタンク１５の一面）を封止する可撓性を有するフィルム状部材（可撓性フィルム状部材）１０２を接着又は溶着などで貼り付け、更にインク収容部１００内部にはケース本体１０１とフィルム状部材１０２との間にフィルム状部材１０２を外方に付勢するための弾性部材であるバネ（スプリング）１０３を設けている。

ここで、フィルム状部材１０２は単層構成でもよいが、種類の異なる第１層と第２層とをラミネートした二層構成、例えばポリエチレンとナイロンのフィルム状部材をラミネートした構成としたり、第１層にシリカ蒸着層を形成した構成とすることができる。フィルム状部材１０２を種類の異なる２層以上の構成とすることで、収容するインクに対する耐液性の向上を図れる。この場合、ポリエチレンとナイロンの積層構成とすることによって、インクに対する耐液性を確実に確保することができる。また、フィルム状部材１０２にシリカ蒸着層を含むことでも収容するインクに対する耐液性の向上を図れる。

さらに、フィルム状部材１０２にはバネ１０３に対応して凸部形状となる膨らみ部１０２ａを形成してその外面に補強部材１０４を貼り付けている。このように、可撓性フィルム状部材１０２に凸部を設けることで弾性部材（ここではバネ）１０３を安定して保持することができる。この場合、可撓性フィルム状部材１０２は、シート状のフィルム部材を凸形状に成形して作製することで、容易に凸部を形成することができる。

そして、フィルム状部材１０２の変位に応じて変位する負圧検知レバー１０６をケース１０１の側部に設けた支持部１０７，１０７に揺動可能に取り付けている。

また、ケース１０１にはインク収容部１００にインクを補充するためのインク導入路部１１１を設け、このインク導入路部１１１とインクカートリッジ１０に接続された供給チューブ３６とを接続するための連結手段１１２を着脱自在に装着できるようにしている。

さらに、ケース１０１の下部にはインク収容部１００から記録ヘッド３４にインクを供給するための連結部材１１３を取り付け、この連結部材１１３には記録ヘッド３４のインク供給路１１４を形成し、インク収容部１００との間にはフィルタ１１５を介装している。

そして、ケース１０１の上部分にはインク収容部１００から空気を出すための空気流路１２１を形成している。この空気流路１２１は、インク収容部１００に開口が臨む入口流路部分１２２と、この入口流路部分１２２に続く流路部分１２３とを含み、下流側でケース１０１に設けた大気開放穴１３１に連通し、更に大気開放穴１３１よりも使用状態で下側になる部分に蓄積部１２６を連続して形成している。

この大気開放穴１３１にはサブタンク３５内の密閉状態及び大気開放状態を切り替えるための大気開放手段である大気開放弁機構１３２を設けている。この大気開放弁機構１３２はホルダ１３３内に弁座１３４、弁体であるボール１３５及びこのボール１３５を弁座１３４側に付勢するスプリング１３６を収納して構成している。

また、ケース１０１の上部にはサブタンク３５内の気体（空気）の量が所定量以上になったこと（又はインク残量が所定量以下になったこと）を検知するための２本の検知電極１４１、１４２を装着している。検知電極１４１、１４２がいずれもインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで検知電極１４１、１４２間の導通状態が変化することによって気体の量（又はインクの量）を検知することができる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図８を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部３００は、この画像形成装置全体の制御を司る、負圧維持制御手段を兼ねたマイクロコンピュータで構成した主制御部３０１及び印刷制御を司るマイクロコンピュータで構成した印刷制御部３０２とを備えている。

そして、主制御部３０１は、プリンタドライバ４０１を搭載したパーソナルコンピュータ等のホスト４００から通信回路１０１から入力される印刷データ等の情報に基づいて、用紙４２に画像を形成するために、主走査モータ２０１や副走査モータ２０５を主走査モータ駆動回路３０３及び副走査モータ３０４を介して駆動制御するとともに、印刷制御部３０２に対して印刷用データを送出するなどの制御を行なう。

また、主制御部３０１には、キャリッジ３３の位置を検出するキャリッジ位置検出回路３０５からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいてキャリッジ３３の移動位置及び移動速度を制御する。キャリッジ位置検出回路３０５は、例えばキャリッジ３３の走査方向に配置されたエンコーダシートのスリット数を、キャリッジ３３に搭載されたフォトセンサで読み取って計数することで、キャリッジ３３の位置を検出する。主走査モータ駆動回路３０３は、主制御部３０１から入力されるキャリッジ移動量に応じて主走査モータ２０１を回転駆動させて、キャリッジ３３を所定の位置に所定の速度で移動させる。

また、主制御部３０１には搬送ベルト５１の移動量を検出する搬送量検出回路３０６からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいて搬送ベルト５１の移動量及び移動速度を制御する。搬送量検出回路３０６は、例えば搬送ローラ５２の回転軸に取り付けられた回転エンコーダシートのスリット数を、フォトセンサで読み取って計数することで搬送量を検出する。副走査モータ駆動回路３０４は、主制御部３０１から入力される搬送量に応じて副走査モータ２０５を回転駆動させて、搬送ローラ５２を回転駆動して搬送ベルト５１を所定の位置に所定の速度で移動させる。

主制御部３０１は、給紙コロ駆動回路３０７に給紙コロ駆動指令を与えることによって給紙コロ４３を一回転させる。主制御部３０１は、維持回復機構駆動用モータ駆動回路３０８を介してモータ１９１を回転駆動することにより、キャップ８２の昇降、ワイパーブレード８３の昇降を行なわせる。

主制御部３０１は、インク供給モータ駆動回路３１１を介して供給ユニット２４のポンプを駆動するためのインク供給モータを駆動制御し、カートリッジ装填部４に装填されたインクカートリッジ１０からサブタンク３５に対してインクを補充供給する。

主制御部３０１には、キャリッジ３３が維持回復機構８１の位置にある状態でサブタンク３５へのインクの補充供給を行なうとき、サブタンク３５の負圧検知レバー１０６がサブタンク３５が満タン状態になった位置に変位したことを検知することでサブタンク３５が満タン状態にあることを検知するサブタンク満タンセンサ３１２からの検知信号、カートリッジ装填部４の前カバー６の開閉を検知するカートリッジカバーセンサ３１２からの検知信号などが入力される。

また、主制御部３０１は、カートリッジ通信回路３１４を通じて、カートリッジ装填部４に装着された各インクカートリッジ１０に設けられる記憶手段である不揮発性メモリ１１５ｋ、１１５ｃ、１１５ｍ、１１５ｙ（区別しない場合は「不揮発性メモリ１１５」という。）に記憶されている情報を取り込んで、所要の処理を行なって、本体記憶手段である不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）３１５に格納保持する。

ここで、インクカートリッジ１０の残量検出は、インクカートリッジ１０の不揮発性メモリ１１５に記憶しているその時の残量情報を読み出して本体側の不揮発性メモリ３１５に一時格納保存するとともに、記録ヘッド３４からの吐出滴数をカウントして、このカウント値に基づいて使用インク量を算出し、インク残量と使用インク量に基づいて得られる新たなインク残量を、印刷毎、インクカートリッジ１０からサブタンク３５に対するインク補給毎にインクカートリッジ１０の不揮発性メモリ１１５に書き込む。そして、インクカートリッジ１０の不揮発性メモリ１１５に格納されるインク残量を読み出してインクなし（インクエンド又はインクニアーエンド）を検出する。

印刷制御部３０２は、主制御部３０１からの信号とキャリッジ位置検出回路３０５及び搬送量検出回路３０６などからのキャリッジ位置や搬送量に基づいて、記録ヘッド３４（記録ヘッド１３４）の液滴を吐出させるための圧力発生手段を駆動するためのデータを生成して、ヘッド駆動回路３１０に与える。

ヘッド駆動回路３１０は、印刷制御部３０２からの印刷データに基づいて記録ヘッド３４の圧力発生手段（ピエゾ型ヘッドであれば圧電素子）を駆動して、所要のノズルから液滴を吐出させる。

さらに、主制御部３０１は、色材（インク）の使用量と印刷枚数を統計情報（統計データ）として不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）３１５に格納保持し、インクの残量と印刷枚数に基づいて、ホスト４００のプリンタドライバ４０１を通じて印刷可能枚数の要求がなされたときには、現在のインク残量で印刷可能な枚数に関する印刷可能枚数情報及びインク残量に関する情報をホスト４００側に応答する処理を行なう。この画像形成装置からの応答を受けてプリンタドライバ４０１はホスト４００の印刷プロパティなどを通じて印刷可能枚数などを表示させる。

そこで、このような画像形成装置に本発明を適用した第１実施形態について図９を参照して説明する。
この実施形態においては、前述したようにインクカートリッジ１０から供給ユニット２４の供給ポンプ２４１によって供給チューブ２６を介してサブタンク３５にインクを補充供給する。

また、維持回復機構８１の吸引キャップ８２ａで記録ヘッド３４のノズルが形成された面（ノズル面）をキャッピングし、維持回復機構８１の吸引ポンプ８１１を駆動することで吸引チューブ８１２を介してノズルからインクを吸引することによってサブタンク３５内のインクを吸引することができる。なお、吸引した廃インクは廃液タンク８１３に排出される。

さらに、サブタンク３５の負圧検知レバー１０６がサブタンク３５の負圧状態に応じて変化し、この負圧検知レバー１０６の開き量を満タン検知センサ３１２で検知して、満タン検知センサ３１２で検知した負圧検知レバー１０６の開きに応じて供給ポンプ２４１又は吸引ポンプ８１１を制御部３０１で駆動して、サブタンク３５の負圧を正常な状態に回復させる負圧維持制御（負圧回復動作を行なう制御）をする。

この実施形態における負圧維持制御について図１０及び図１１を参照して説明する。
まず、制御部３００はサブタンク３５に対するインク充填動作を開始するときに負圧維持制御動作も開始し、負圧検知レバー１０６の開き量の検知動作を行い、負圧検知レバー１０６の開きがある（負圧異常）か否かを判別する。

例えば、図１１（ａ）に示すように、サブタンク３５に対するインク充填動作を行なうために実線図示の所定の位置から矢示方向にキャリッジ３３を移動させてサブタンク３５を移動させるとき、サブタンク３５の負圧が正常であれば、負圧検知レバー１０６はサブタンク３５側に移動しているので、距離Ｘ１だけ移動したときに満タン検知センサ３１２によって負圧検知レバー１０６を検知することができる。

これに対して、図１１（ｂ）に示すように、サブタンク３５の負圧が異常であると、本来サブタンク３５側に移動しているべき負圧検知レバー１０６がサブタンク３５から離れている（弾性部材１０３の復元力で外方に押されている状態になっている）ので、距離Ｘ１よりも短い距離Ｘ２移動したときに満タン検知センサ３１２によって負圧検知レバー１０６が検知されることになる。

したがって、このサブタンク３５の移動距離によって負圧検知レバー１０６の開き量を検知することができ、この負圧検知レバー１０６の開き量を予めサブタンク３５内部の負圧値に換算しておくことで、インク充填動作時に負圧異常を検知することができる。

ここで、負圧異常が認められなかったときには、そのまま、インク充填を開始し、所要量のインクを充填してインク充填を終了する。

これに対して、インク充填動作時に負圧検知レバー１０６の開き量に異常が認められた場合、すなわちサブタンク３５内の負圧に異常が有る場合には、その開き量が予め定めた開き量ａ〜ｂの範囲内であるか、開き量ｂ〜ｃの範囲内であるか（ａ≦ｂ≦ｃ）であるか、つまり、開き量の程度を判別する。

そして、開き量が予め定めた開き量ａ〜ｂの範囲内であるときには、キャップ８２ａで記録ヘッド３４をキャッピングした状態で吸引ポンプ８１２を作動させて記録ヘッド３４のノズルからインクを所定量吸引する動作を１回行なう。これによって、前述したように弾性部材１０３の復元力によってサブタンク３５内の負圧を正常な状態に回復することができる。

また、開き量が予め定めた開き量ｂ〜ｃの範囲内であるときには、キャップ８２ａで記録ヘッド３４をキャッピングした状態で吸引ポンプ８１２を作動させて記録ヘッド３４のノズルからインクを所定量吸引する動作を２回行なう。これによって、上述した場合よりもインクの吸引量が多くなり、前述したように弾性部材１０３の復元力によってサブタンク３５内の負圧を正常な状態に回復することができる。

つまり、負圧検知レバー１０６の開き量はサブタンク３５の負圧の異常の程度、言い換えれば、サブタンク３５内に流入した空気量あるいは負圧低下を生じさせるインク（不必要なインク）量に応じて、サブタンク３５内のインクを吸引する。

このように、サブタンク内の負圧状態を検出するための手段を備え、サブタンク内の負圧の異常を検知したときには当該負圧を正常な状態に戻す負圧回復動作を行なうことによって、簡単な構成で、サブタンクの負圧を正常な状態に維持することができて、画像品質の低下を防止できるとともに、記録ヘッドからのインク流出を防止することができる。

ここで、負圧回復動作には記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引する動作を含むことによって、従前のヘッドの維持回復機構を用いて負圧回復を行なうことができるので、構成が簡単になる。この場合、サブタンク内に負圧低下を生じさせる記録液が流入したときにのみ記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引して負圧を回復する動作を行なうことによって、適切なタイミングで負圧維持動作が入るので、サブタンク内部の負圧値を常に正常に保つことができる。また、記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引する動作ではサブタンク内に流入した負圧低下を生じさせる記録液の量に応じた記録液を吸引することによって、より精度良くサブタンクの負圧を回復することができる。

また、サブタンク内の負圧異常を生じさせる空気の流入や記録液の流入を検出する手段としてサブタンク内の圧力に応じて変位するレバー（負圧検知レバー）を用いることによって、後述するように圧力センサなどを用いる場合よりも構成が簡単でコストも低減することができる。また、サブタンク内の負圧異常をサブタンクに対して記録液を補充供給する動作を行なうときに検出（検知）することによって、検出（検知）動作に伴う印刷速度の低下を防ぐことができる。

ここで、サブタンク３５に対する負圧回復動作は、維持回復機構８１によって各記録ヘッド３４の状態を維持回復する場合とは異なり、負圧異常を生じているサブタンク３５に対してのみ行なうようにする。これによって、無駄な負圧回復動作を行なうことがなくなって印刷速度の低下や立ち上げ時間が不必要の長くなることを防止できる。

次に、本発明を適用した第２実施形態について図１２を参照して説明する。
この実施形態の構成は前記第１実施形態と同様であるが、サブタンク３５の大気解放機構１３２を動作させて大気開放させる駆動ユニット３２１に対する制御が加わる点で異なっている。なお、サブタンク３５の大気解放機構１３２を動作させて大気開放させる駆動ユニット３２１は、サブタンク３５に対するインク補充供給を行なうときの充填形態の１つとして用いる大気開放充填を行なうために備えているものである。

この実施形態の動作について図１３を参照して説明すると、ここでは、インク充填動作時に負圧検知レバー１０６の開き量に異常が認められた場合、すなわちサブタンク３５内の負圧に異常が有る場合には、サブタンク３５に対して大気開放充填を行なって負圧を正常状態に回復する。

つまり、駆動ユニット３２１を作動させてサブタンク３５の大気開放機構１３２を開状態にすることで、サブタンク３５内を大気開放する。そして、この状態で、供給ポンプ２４１を作動させてインクカートリッジ１０からサブタンク３５内にインクを補充供給（充填）する。この場合には、サブタンク３５が満タンになったときに負圧検知レバー１０６が満タン検知センサ３１２で検知される位置にサブタンク３５を位置させた状態でインク充填を開始し、満タン検知センサ３１２が負圧検知レバー１０６を検知したときにインク充填を終了する。その後、キャップ８２ａで記録ヘッド３４をキャッピングした状態で吸引ポンプ８１２を作動させてノズルから所要量のインク吸引を行うことで、弾性部材１０３の復元力によってサブタンク３５内を所要の負圧状態にする（この場合には負圧状態を新たに生成する。）。これによって、負圧異常が生じたサブタンク３５の負圧を正常な状態に回復することができる。

このように、サブタンク内の負圧値が異常であった場合に、大気開放充填を行なって所望の負圧値を最初から作り直すことができるので、正常な負圧値を維持（回復）することができる。

次に、本発明を適用した第３実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。
ここでは、上述した負圧検知レバー１０６に代えて、サブタンク３５内の圧力を検知する圧力センサ５０１を備えている。

そして、図１５に示すように、負圧維持制御を開始して圧力センサ５０１の検出値を読取り、圧力センサ５０１による検出値、即ちサブタンク３５内の負圧が正常か否（異常）かを判別し、サブタンク３５内の負圧が異常であれば、キャップ８２ａで記録ヘッド３４をキャッピングした状態で吸引ポンプ８１２を作動させて記録ヘッド３４のノズルからインクを所定量吸引する動作を行なう。これによって、前述したように弾性部材１０３の復元力によってサブタンク３５内の負圧を正常な状態に回復することができる。

つまり、予めサブタンク３５内の圧力とインク量の相関関係を調べておき、上述した制御を行なうことによって、不必要なインクや空気がサブタンク３５内に流入したとき、圧力センサ５０１が異常を検出すると、サブタンク３５内部の圧力値が正常な状態になるまで所定量インクを吸引し、常にサブタンク３５の負圧を所望の負圧値に回復、維持することができる。

このようにサブタンク内の圧力を検知ないし検出する圧力センサを用いて、直接負圧が異常か否かを検知するようにすることもでき、異常を検知したときには負圧を正常な状態に回復する動作を行なうことによって、簡単な構成で、サブタンクの負圧を正常な状態に維持することができて、画像品質の低下を防止できるとともに、記録ヘッドからのインク流出を防止することができる。

次に、本発明を適用した第４実施形態について図１６を参照して説明する。
ここでは、第３実施形態と同様に負圧検知レバー１０６に代えて、サブタンク３５内の圧力を検知する圧力センサ５０１を備えている。また、サブタンク３５内の空気を吸引する吸引ポンプ５０２を備えている。

そして、図１７に示すように、負圧維持制御を開始して圧力センサ５０１の検出値を読取り、圧力センサ５０１による検出値、即ちサブタンク３５内の負圧が正常か否（異常）かを判別し、サブタンク３５内の負圧が異常であれば、制御部３００から吸引ポンプ５０２を駆動してサブタンク３５から空気を所定量吸引する動作を行なう。これによって、サブタンク３５内の負圧を正常な状態に回復することができる。

このようにサブタンクの負圧が異常になったときに、インク吸引に代えて空気を吸引することによっても負圧を正常値に回復することができる。

なお、サブタンクの構成は上記実施形態のものに限るものではなく、負圧回復動作を行なうことができるサブタンクであれば良い。また、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ単機能構成のものに限らず、プリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有する画像形成装置であっても良い。

本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の前方側から見た斜視説明図である。 同装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。 同機構部の要部平面説明図である。 同装置のサブタンクの一例を示す斜視説明図である。 同サブタンクの分解斜視説明図である。 同サブタンクの模式的側面説明図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う模式的断面説明図である。 同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 本発明の第１実施形態の説明に供する模式的説明図である。 同実施形態の作用説明に供するフロー図である。 同じく負圧検知レバーの開き検知動作の説明に供する模式的説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する模式的説明図である。 同実施形態の作用説明に供するフロー図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する模式的説明図である。 同実施形態の作用説明に供するフロー図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する模式的説明図である。 同実施形態の作用説明に供するフロー図である。

符号の説明

１…装置本体
２…給紙トレイ
３…排紙トレイ
４…カートリッジ装填部
１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ…インクカートリッジ
３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
３５…サブタンク
３６…インク供給チューブ
５１…搬送ベルト
３０…制御部
１００…インク収容部
１０２…フィルム状部材
１０３…弾性部材
１０６…負圧検知レバー
３１２…満タン検知センサ

Claims (10)

1. ノズルから記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに前記記録液を供給する、少なくとも一面が可撓性部材で形成され、内部の記録液残量に応じて変位する変位部材を有するサブタンクと、
   前記記録液を収容した装置本体側のメインタンクと、
   前記サブタンクの負圧を回復する負圧回復動作を制御する手段と、を備え、
   前記制御する手段は、
   前記変位部材の変位量を検出する手段と、
   前記検出された変位量と予め定めた値とを比較して、前記サブタンク内の負圧状態が異常か否かを判別する手段と、を有し、
   前記メインタンクから前記サブタンクに前記記録液を供給する動作を行なうとき、前記サブタンク内の負圧状態が異常であると判別されたときに前記サブタンク内の負圧を回復する負圧回復動作を行なう
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記負圧回復動作には前記記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引する動作を含むことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記サブタンク内に負圧低下を生じさせる記録液が流入したときにのみ前記記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引して負圧を回復する動作を行なうことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３に記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドをキャッピングしてノズルから記録液を吸引する動作では前記サブタンク内に流入した負圧低下を生じさせる記録液の量に応じた記録液を吸引することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記負圧回復動作には前記サブタンク内を大気に開放して負圧を形成しなおす動作を含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記負圧回復動作には前記サブタンク内の空気を吸引する動作を含むことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記サブタンク内に空気が流入したときにのみ前記サブタンク内の空気を吸引して負圧を回復する動作を行なうことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６又は７に記載の画像形成装置において、前記サブタンク内の空気を吸引する動作では前記サブタンク内に流入した空気の量に応じた空気を吸引することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、複数の記録ヘッドに対する維持回復動作を行なうときに前記負圧が異常と判別された記録ヘッドについてのみ負圧を回復する動作を行なうことを特徴とする画像形成装置。
10. ノズルから記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドに前記記録液を供給する、少なくとも一面が可撓性部材で形成され、内部の記録液残量に応じて変位する変位部材を有するサブタンクと、
    前記記録液を収容した装置本体側のメインタンクと、
    前記サブタンクの負圧を回復する負圧回復動作を制御する手段と、を備える画像形成装置における負圧維持制御方法おいて、
    前記メインタンクから前記サブタンクに前記記録液を供給する動作を行なうとき、前記変位部材の変位量を検出し、前記検出された変位量と予め定めた値とを比較して、前記サブタンク内の負圧状態が異常か否かを判別し、前記サブタンク内の負圧状態が異常であると判別されたときに前記サブタンク内の負圧を回復する負圧回復動作を行なう
    ことを特徴とする画像形成装置における負圧維持制御方法。

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