JP5919779B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。）3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

上述した特許文献１に開示の構成にあっては、印刷終了後の長時間運転停止中や電源ＯＦＦ中に変位部材が第１検知手段で検知する第１位置から供給を開始する位置（これを「第３位置」とする。）の間にあるとき、環境変化や、ヘッドタンクを含む液体供給経路の透湿性によって変位部材の位置が変化し、次の印刷動作時に、前回の印刷終了時における液体消費量に相当する変位部材の想定位置と実際の変位部材の位置とが異なる場合が生じる。

そのため、前回の印刷終了時における液体消費量に相当する変位部材の想定位置と実際の変位部材の位置とが異なるまま、第３位置を検知するまで次の印刷動作を行なうと、ヘッドタンク内の負圧過多による印刷品質の低下、ノズルへの空気の吸引による吐出不良が発生する。また、変位部材が第１位置よりもヘッドタンク内の液体残量が多い位置にある場合は、供給過多によるノズルからの液漏れが発生するおそれがあ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、印刷動作再開時のヘッドタンク内液体残量を所要の残量にできるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを搭載したキャリッジと、
前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を行う送液手段と、
前記送液手段を駆動して前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を制御する供給制御手段と、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第１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第２検知手段が設けられ、
前記第１検知手段で検知する前記変位部材の第１位置は前記第２検知手段で検知する前記変位部材の第２位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない位置であり、
前記供給制御手段は、
前記第１検知手段で検知される位置と前記第２検知手段で検知される位置との間の前記変位部材の変位量に対応する差分量を検出して保持し、
印刷動作中に、前記第２検知手段を使用しないで前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を供給するときには、前記変位部材が、前記第１検知手段で検知される位置から前記ヘッドタンクの液体残量が少なくなる方向に変位するときの液体消費量を計測して、
前記液体消費量が予め定めた閾値になったときから前記液体の供給を開始させ、前記第１検知手段が前記変位部材を検知した後前記差分量の供給を行わせる制御を行い、
前記印刷動作をしていないとき、前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるときには、前記変位部材の位置が前記第１位置又は前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側になるまで前記液体を供給する制御をし、
前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるか否かは、前記印刷終了時に前記液体消費量を計測したか否かで判別する
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、印刷動作再開時のヘッドタンク内液体残量を所要の残量にすることができ、印刷動作を長時間行なわなかったときにも、印刷品質の低下や、ノズルダウン、液漏れなどの障害が発生せず、長尺印刷や連続印刷に対応した液体供給を行なうことができる。

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。 第１センサ及び第２センサの配置例の第１例を説明する説明図である。 第１センサ及び第２センサの配置例の第２例を説明する説明図である。 制御部の概要を説明するブロック説明図である。 ヘッドタンクの変位部材の変位の説明に供する模式的説明図である、 ヘッドタンク変位部材の位置検知の説明に供する模式的平面説明図である。 ヘッドタンク内負圧と液体量の関係を説明する説明図である。 ヘッドタンクのインク供給上限設定位置の説明に供する説明図である。 画像形成装置の周囲環境と変位部材の変位量の関係の説明に供する説明図である。 大気開放時にヘッドタンク内のインク量を充填満タン位置に設定する方法の説明に供する説明図である。 本発明の第１実施形態におけるインク供給制御の概要の説明に供する説明図である。 同実施形態における制御パラメータ値を設定する前準備設定としての変位距離Ｌの測定の説明に供する説明図である。 同じく変位インク量ｌの算出の説明に供する説明図である。 同じくインク量Ｗの設定の説明に供する説明図である。 同じく駆動時間ｔの設定の説明に供する説明図である。 同実施形態における実際の制御範囲の説明に供する説明図である。 印刷動作中のヘッドタンクの大気開放状態から送液ポンプ駆動停止までの状態遷移の説明に供する説明図である。 制御部による前準備設定の説明に供するフロー図である。 本発明の第１実施形態における制御部による第２センサを用いないインク充填制御（供給制御）の説明に供する説明図である。 同実施形態における印刷動作終了後のフィラ位置制御の説明に供する説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供する説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供する説明図である。 同実施形態におけるメンテナンス動作後に行うフィラ位置制御の第１例の説明に供するフロー図である。を参照して説明する。 同実施形態におけるメンテナンス動作後に行うフィラ位置制御の第２例の説明に供するフロー図である。

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。まず、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。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に移動可能に保持し、後述する主走査モータによってタイミングベルトを介して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、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を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。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」という。）を搭載している。このヘッドタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のメインタンクであるインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色の記録液が補充供給される。

また、キャリッジ３３の主走査方向に沿ってエンコーダスケール９１が配設され、キャリッジ３３にはエンコーダスケール９１を読み取るエンコーダセンサ９２が設けられて、これらのエンコーダスケール９１とエンコーダセンサ９２によってリニアエンコーダ９０を構成し、このリニアエンコーダ９０の検出信号によってキャリッジ３３の主走査位置（キャリッジ位置）や移動量を検出するようにしている。

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。この搬送ベルト５１は、後述する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及び排紙コロである拍車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、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、８２ｂ（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ワイパ部材（ワイパブレード）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と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

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部８９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はガイド部材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、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。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、ヘッドタンク３５の一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドタンク３５の１つのノズル列分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３５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、このタンクケース２０１の開口部は撓むことが可能な部材であるフィルム２０３で密閉してインク収容部２０２を形成し、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、一端部側を支軸２０６で揺れ動くことが可能なように支持され、スプリング２１０によってタンクケース２０１側に向けて付勢されている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がフィルム２０３に接着などで固定され、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３３に設ける後述する第１検知手段（第１センサ）２５１や装置本体側に配置された後述する第２検知手段（第２センサ）３０１などで検知することでヘッドタンク３５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３６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３５内を大気に開放する大気開放機構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３５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、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３５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３５内のインク液面高さ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、すなわち、ヘッドタンク３５の空気量が所定量以上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を参照して説明する。
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３５に対するインク供給は、供給ポンプユニット２４の送液手段である送液ポンプ２４１によって供給チューブ３６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ポンプであり、インクカートリッジ１０からヘッドタンク３５にインクを供給する動作と、ヘッドタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを戻す動作とを行なえるようにしている。

また、維持回復機構８１は、前述したように記録ヘッド３４のノズル面をキャッピングする吸引キャップ８２ａと、吸引キャップ８２ａに接続された吸引ポンプ８１２を有し、キャップ８２ａでキャッピングした状態で吸引ポンプ８１２を駆動することで吸引チューブ８１１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３５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３５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、キャリッジ３３には変位部材２０５を検知する第１検知手段である光学センサからなる第１センサ２５１が設けられ、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第２検知手段である第２センサ３０１が設けられている。後述するように、これらの第１センサ２５１と第２センサ３０１の検知結果を使用してヘッドタンク３５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８１２の駆動制御、本発明に係るインク供給制御動作は、制御部５００によって行なわれる。

次に、第１センサ及び第２センサの配置例の異なる例について図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は同配置例の説明に供する側面説明図である。

図６に示す第１例は、ヘッドタンク３５の変位部材２０５に支軸２０６（支点）からの長さの異なる検知部２０５Ａ、２０５Ｂを下方に設けて設け、キャリッジ３３に設けた第１センサ２５１で検知部２０５Ａを、装置本体側の部材（ベース部材）１０１に設けた第２センサ３０１で検知部２０５Ｂを検知する構成としている。

図７に示す第２例は、ヘッドタンク３５の変位部材２０５に支軸２０６（支点）からの長さが同じ検知部２０５Ａ、２０５Ｂを設けて、キャリッジ３３の第１センサ２５１で検知部２０５Ａを、装置本体側の第２センサ３０１で検知部２０５Ｂを検知する構成としている。

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。図８は同制御部の全体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、本発明における供給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、記録ヘッド３４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３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５、維持回復機構８１の維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０と、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５１１と、ヘッドタンク３５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などを備えている。

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、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に出力する以外にも、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み、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３４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３４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３４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３５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、前述した第１センサ２５１、第２センサ３０１、検知電極ピン２０８ａ、２０８ｂのほか、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あり、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３５の変位部材２０５の位置検知について図９及び図１０を参照して説明する。図９はヘッドタンクの変位部材の変位の説明に供する模式的説明図、図１０は同位置検知の説明に供する模式的平面説明図である。なお、以下の図ではヘッドタンクは簡略化して図示する。

ヘッドタンク３５の変位部材２０５は、内部の液体残量に応じて例えば図９（ａ）の実線図示の位置と同図（ｂ）の破線図示の位置の間で変位する。

そこで、図１０に示すように、装置本体側の第２センサ３０１にてヘッドタンク３５の変位部材２０５を検知したときのキャリッジ３３の位置をエンコーダ９０にて記憶しておき、ヘッドタンク３５の変位部材２０５が変位したときに、再度第２センサ３０１にてヘッドタンク３５の変位部材２０５を検知するまでキャリッジ３３を移動させて、その時のキャリッジ３３の位置をエンコーダ９０で読取ることで、変位部材２０５の位置ないし変位量をキャリッジ位置の差分として検知することができる。

このとき、変位部材２０５の初期位置に対応するヘッドタンク３５の液体残量と、変位部材２０５の変位量に対応する液体量を予め把握しておくことで、検出した変位部材２０５の変位量からヘッドタンク３５内の液体残量を把握することができる。

そこで、例えば、第２センサ３０１を使用してヘッドタンク３５の変位部材２０５を検知することでヘッドタンク３５に対する液体供給を制御するときには、印刷動作を停止して、第２センサ３０１によって変位部材２０５が検知される位置までキャリッジ３３を移動させて液体供給動作を行う。

一方、印刷動作中にヘッドタンク３５に液体供給を行うときには、後述するように、第２センサ３０１によって変位部材２０５が検知される位置までキャリッジ３３を移動させることなく、第１センサ２５１を使用して液体供給動作を行う。

次に、ヘッドタンク３５内の負圧と液体量の関係について図１１を参照して説明する。図１１はヘッドタンク内負圧と液体量（以下「インク量」ともいう。）の関係を説明する説明図である。

前述したように、ヘッドタンク３５内にインクを供給した状態で、ヘッドタンク３５内のインクをノズルから吸引して排出させ、あるいは、送液ポンプ２４１によってメインタンク１０に逆送することで、フィルム部材２０３がバネ２０４の復元力に抗して内方に引き込まれ、バネ２０４が圧縮されて負圧が高まる。この状態から、ヘッドタンク３５内にインクを供給すると、フィルム部材２０３が外方向に押し出されるので、バネ２０４が伸びて負圧が低下する。

ここで、ヘッドタンク３５内の負圧が弱すぎる（負圧が低すぎる）と、記録ヘッド３４のノズルからのインク漏れが発生し、逆に、負圧が強すぎる（高すぎる）と、ノズルから空気や塵を内部に引き込んで、吐出不良の原因となる。また、良好な滴吐出のために最適化されたメニスカス形状保持するためには、ヘッドタンク３５内の負圧（圧力）を一定の範囲内になるように制御する必要がある。

すなわち、図１１に示すように、ヘッドタンク３５内の負圧はヘッドタンク３５内のインク量と相関関係にあり、ヘッドタンク３５内のインク量が多いとき、ヘッドタンク３５内の負圧は小さく弱い状態であり、インク量が少ないとき、ヘッドタンク３５内の負圧は大きく強くなる。

そこで、ヘッドタンク３５内からの排出されるインク量を、ヘッドタンク３５内の負圧が所定の負圧管理範囲Ａ内に収まる排インク量Ｂの範囲内になるように、ヘッドタンク３５に対するインク供給を制御するようにしている。

この負圧管理範囲Ａの下限値（負圧が小さい値、排インク量が少ない値）に対応するヘッドタンク３５の排インク量を変位部材２０５の変位位置で「インク供給上限位置」（インク量で「インク供給上限値」）とし、上限値（負圧が大きい値、排インク量が多い値）に対応するヘッドタンク３５の排インク量を変位部材２０５の変位位置で「インク消費下限位置」（インク量で「インク消費下限値」）とする。図１０には各位置におけるヘッドタンク３５の状態を付記している。

次に、ヘッドタンク３５のインク供給上限設定位置について図１２を参照して説明する。図１２は同設定位置の説明に供する説明図である。

本実施形態においては、ヘッドタンク３５は大気開放機構（大気開放弁）２０７を有する構成としている。大気開放機構２０７を開けると、ヘッドタンク３５内に空気が流入し、フィルム部材１０３が伸びきるまで変位し、それに伴って変位部材２０５も変位した位置が大気開放位置となり、これが変位部材２０５の基準位置となる。本実施形態では、インク供給上限値は、大気開放位置から、変位部材２０５が、液体残量が減少する方向に所定変位量ｒ１だけ変位した位置に定めている。

なお、前述したように、大気開放位置やインク供給上限位置は、変位部材２０５を第２センサ３０１で検知した位置を、キャリッジ３３の位置としてエンコーダ９０で検出して記憶している。

次に、画像形成装置の周囲環境と変位部材２０５の変位量の関係について図１３を参照して説明する。図１３は同関係の説明に供する説明図である。なお、以下、図中では変位部材２０５を「フィラ」と表記する。

環境の変化は湿度や温度、気圧などの変化などがある。例えば、湿度の変化によってフィルム部材２０３が伸縮する場合、大気開放機構２０７によってヘッドタンク３５内を大気開放したとき、ヘッドタンク３５内の圧力が大気圧になり、変位部材２０５がそれに伴い変位した位置は、湿度環境により異なる位置となる。

例えば、図１３に示すように、高湿時はフィルム部材２０３が伸びることで、低湿時に比べて変位部材２０５はヘッドタンク３５から離れる位置（液体残量で見た場合に液体残量が多くなる方向）となり、低湿時はフィルム部材２０が縮むことで高湿時に比べて、変位部材２０５はヘッドタンク３５に近づく位置（液体残量で見た場合に液体残量が少なくなる方向）に変位する（このときの変位量を変位量ｒ２とする）。

前述したように、変位部材２０５の基準位置を大気開放位置としているので、大気開放位置の変化に伴ってインク供給上限位置も変化することになる。

そこで、周囲環境の変化を検知可能な環境検知センサ１２３を設けて、環境変化に伴ってフィルム部材２０３が伸縮変化し、ヘッドタンク３５内の圧力及び変位部材２０５の位置が環境変化以前の状態と異なる環境変化を環境検知センサ１２３で検知したときには、再度、大気開放機構２０７を開放し、その環境変化での大気開放位置（基準位置）及びインク供給上限位置を、再び測定、記憶する。

これにより、装置が置かれている時点の場所における周囲環境に合ったヘッドタンク３５内負圧及びインク量の管理を正確に行なうことが可能となる。

次に、大気開放時にヘッドタンク３５内のインク量を充填満タン位置に設定する方法について図１４を参照して説明する。図１４は同方法の説明に供する説明図である。

前述したように、ヘッドタンク３５は、液面を検知可能な電極ピン２０８を有し、ヘッドタンク３５内を大気と連通するための大気開放路２０７ａを有し、大気開放路２０７ａを開閉する大気開放機構２０７を有している。

ヘッドタンク３５内を充填満タン位置に設定する一例としては、まず図１４（ａ）に示す状態から、大気開放機構２０７を開いてヘッドタンク３５内の負圧を開放することで、図１４（ｂ）に示すようにヘッドタンク３５内の液面が低下する。

なお、このとき、供給口部２０９の供給口２０９ａは液面下にあることが好ましい。すなわち、供給口２０９ａが液面上になると、供給口２０９ａか供給口部２０９を介して供給チューブ３６に空気が混入し、次にインクを供給したとき、供給口２０９ａからインクと共に気泡が排出されることがあり、そのまま供給を続けると、気泡が大気開放機構２０７内に付着して、弁の固着や液漏れを生じるおそれがある。

そして、ヘッドタンク３５の負圧が開放され、液面が下がった後、図１４（ｃ）に示すように、インク３００を供給する。インク３００を供給することで液面が上昇し、電極ピン２０８ａ、２０８ｂが所定高さの液面を検知するまで、つまり所定の位置までインク３００を供給する。

その後、大気開放機構２０７を閉じて、例えば所定量インクをノズルから排出し、或いはメインタンク１０に逆送することで、所定の負圧値となり、ヘッドタンク３５のインク量を所定の負圧値が得られる量にすることができる。

次に、本発明の第１実施形態におけるインク供給制御の概要について図１５を参照して説明する。図１５は同説明に供する説明図である。

本実施形態では、キャリッジ３３上に設置したキャリッジ側第１センサ２５１にて検知する変位部材２０５の位置（これを「第１位置」とする。）と、本体ベース１０１側に設置した本体側第２センサ３０１にて検知した大気開放検知位置（これを「第２位置」とする）の差分であるフィラ変位量を検出し、印刷中は第１センサ２５１による検知位置を基準として設定したインク供給上限位置（上限値）とインク消費下限位置（下限値）を管理することで、印刷中のインク供給管理を行っている。

このように、印刷中のインク供給制御を行うとき、本来の基準位置となる大気開放位置からキャリッジ側第１センサ２５１による検知位置に基準を移し、キャリッジ側第１センサ２５１による検知位置を基準として設定したインク供給上限位置とインク消費下限位置の範囲内で、インク消費とインク供給を繰り返し行い、ヘッドタンク３５内のインク残量を常時適正量になるように制御している。

ここで、キャリッジ側第１センサ２５１のキャリッジ３３上への設置位置、ヘッドタンク３５の部品寸法、フィルム部材２０３の湿度環境影響による伸縮変位など、個々の装置ごとに各種バラツキが存在するため、個々の装置に適したインク供給制御を管理する必要がある。

そこで、本実施形態では、各種制御パラメータ値を設定する前準備設定を行っている。この前準備設定について図１６ないし図１９を参照して説明する。

まず、前準備設定１として、印刷中のインク供給制御では変位部材２０５のキャリッジ側第１センサ２５１による検知位置（第１位置）を基準とすることから、本来の基準となる大気開放位置からキャリッジ側第１センサ２５１による検知位置までの変位部材２０５の変位距離Ｌ［ｍｍ］を測定する．

すなわち、図１６（ａ）に示すように、本体側第２センサ３０１が変位部材２０５を検知可能な位置にキャリッジ３３を移動させる。そして、図１６（ｂ）に示すように、変位部材２０５が大気開放位置にある状態から送液ポンプ２４１を逆転駆動して、ヘッドタンク３５からメインタンク１０に逆送し、キャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５を検知するまでヘッドタンク３５からインクを排出してから逆送動作を停止する。

その後、図１６（ｃ）に示すように、キャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５を検知している状態で、キャリッジ３３を、本体側第２センサ３０１が変位部材２０５を検知するまで移動させる。このときの移動距離をエンコーダ９０で測定することで、大気開放位置からキャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５を検知するまでの変位部材２０５の変位距離（差分変位量）Ｌ［ｍｍ］を測定する。

そして、測定した変位距離Ｌ［ｍｍ］を元に、図１７に示すように、ヘッドタンク３５内からの排インク量と変位部材２０５の変位量の相関関係を考慮した、変位距離Ｌ［ｍｍ］に対するインク量換算係数Ｒｍａｘ［ｃｃ／ｍｍ］にて、変位距離Ｌ［ｍｍ］当たりの変位インク量ｌ［ｃｃ］を算出する。なお、図１７中の矢印Ｓ１はインク供給方向、矢印Ｓ２はインク消費方向を示している（以下、同様である。）。

図１７は算出した変位インク量ｌ［ｃｃ］の負圧−ヘッドタンク３５内からの排インク量と変位インク量ｌ［ｃｃ］との領域を示している。変位インク量ｌの算出は、次の（１）式で行うことができる。

なお、インク量換算係数Ｒｍａｘ［ｃｃ／ｍｍ］は、変位部材２０５の変位量に対する排インク量が最大値となるよう考慮した換算係数である。

次に、前準備設定２として第１センサ２５１による変位部材２０５の検知からインク消費下限位置までのインク量Ｗ［ｃｃ］の設定を行う。

つまり、印刷によってヘッドタンク３５内のインクが消費されることで、変位部材２０５は液体残量が減少する方向に変位する。このとき、キャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５を検知した時点から、記録ヘッド３４のノズルから吐出される液滴量（液体消費量）をソフトカウントによってソフトカウントしたとき、インク消費下限位置（値）を検知するまでのインク量Ｗ［ｃｃ］を設定する。なお、ソフトカウントでは、吐出された液滴の滴量毎の滴数をカウントし、滴量×滴数で得られる滴の大きさ毎の滴量の合計値を合算して液体消費量とする。

図１８はこの前準備設定２について説明するものである。インク量Ｗ［ｃｃ］の設定として、大気開放位置とインク消費下限位置との間のインク量を最大排インク量Ｅ［ｃｃ］とするとき、最大排インク量Ｅ［ｃｃ］から、前準備設定１にて算出した変位インク量ｌ［ｃｃ］を差し引いたものが、インク量Ｗ［ｃｃ］となる。

詳しくは、キャリッジ側第１センサ２５１の設置位置のバラツキやセンサ検知誤差、印刷動作における変位部材２０５の振動バタツキなどの最大バラツキ、及びソフトカウント量の最大バラツキ（１００＋Ｓｍａｘ）［％］を含めた条件でも、インク消費下限位置（値）以下にならないようなソフトカウント量としてのインク量Ｗ［ｃｃ］を設定する。このインク量Ｗ［ｃｃ］の算出は、次の（２）式で行うことができる。

次に、図１９は前準備設定３について説明するものである。ここでは、印刷時にインク消費下限値をソフトカウントによって検知した後、送液ポンプ２４１を駆動してメインタンク１０からヘッドタンク３５にインクを供給する。このとき、キャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５を検知した時点からの送液ポンプ２４１の駆動時間ｔ［ｓｅｃ］を設定する。

大気開放位置から算出されるインク供給上限値になる負圧形成用インク量ａ［ｃｃ］と、キャリッジ側第１センサ２５１や本体側第２センサ３０１のセンサ検知誤差などバラツキ量を前準備設定１にて先に算出したｌ［ｃｃ］から差し引くことで、インク量Ｖ１［ｃｃ］を求めることができる。

そこで、キャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５を検知した後の送液ポンプ２４１の駆動時間ｔ［ｓｅｃ］は、インク量Ｖ１［ｃｃ］を送液ポンプ２４１の最大インク供給流量Ｑｍａｘ［ｃｃ／ｓｅｃ］で供給する時間とする。

駆動時間ｔ［ｓｅｃ］は、最大にインク供給してしまう条件、例えば送液ポンプ２４１の送液流量、ソフト制御遅延、キャリッジ側第１センサ２５１の検知誤差、変位部材２０５の振動バタツキなど各々のバラツキの影響を考慮しても、インク供給上限値を超えない時間を設定する。これらのインク量Ｖ１［ｃｃ］、駆動時間ｒ［ｓｅｃ］の算出は、次の（３）式、（４）式で行うことができる。

なお、負圧形成用インク量ａ［ｃｃ］は、大気開放位置から所定距離Ａ［ｍｍ］から換算した負圧形成に必要なインク量とすることもできる。すなわち、大気開放位置−Ａ［ｍｍ］＝第２位置、とすることもできる。

これらの前準備設定は、各メカ的バラツキや、光学的検知バラツキ、制御バラツキの考慮の他に、ヘッドタンク３５の負圧特性も考慮して行っている。ヘッドタンク３５は、その構成上、前述した図２０に示すような、温湿度環境、ヘッドタンク３５からのインク排出及び供給によるヒステリシスを有する負圧特性を持つため、これらを考慮した制御範囲内でヘッドタンク３５内のインク量を常時コントロールする。

次に、印刷動作中のインク消費、供給制御の基本的な動作について図２１を参照して説明する。図２１はヘッドタンクの大気開放状態から送液ポンプ駆動停止までの状態遷移の説明に供する説明図である。

状態Ｐ１、Ｐ２にて、印刷中インク供給制御のための前準備設定である測定、制御値設定を行い、インク供給上限値で待機する。

印刷を実行すると、状態Ｐ３からインク消費と共に変位部材２０５が変位し、状態Ｐ４のキャリッジ側第１センサ２５１によって変位部材２０５を検知するまでインク消費すると、インク消費量のソフトカウントを開始する。

その後、インク消費量のソフトカウントにて、インク消費下限値までインク量Ｗ［ｃｃ］をインク消費したことが検知されると、状態Ｐ５となり、状態Ｐ６である送液ポンプ２４１の駆動を開始し、メインタンク１０からヘッドタンク３５にインクを供給する。

インクが供給されることで、ヘッドタンク３５の変位部材２０５が再びキャリッジ側第１センサ２５１による検知位置まで変位して状態Ｐ７となる。

さらに、送液ポンプ２４１の駆動時間ｔ［ｓｅｃ］分を追加して送液ポンプ２４１を駆動してインク供給を継続することで、状態Ｐ８となって、印刷開始時の初期状態Ｐ３に戻る。

このような一連のインク消費及びインク供給制御動作が可能となるのは、キャリッジ側第１センサ２５１で変位部材２０５を検知した時点で、ソフトカウント誤差や送液ポンプ２４１のインク供給量の誤差などの検知誤差の積み上がりをなくすることができるからである。

また、キャリッジ側第１センサ２５１と本体側第２センサ３０１の２つのセンサを用いることで、個々の装置の部品精度や、周辺環境による各種バラツキに適合する制御設定が可能となるからである。

次に、上述した制御部による前準備設定について図２２のフロー図を参照して説明する。

まず、ヘッドタンク３５を大気開放状態にし、第２センサ３０１で変位部材２０５を検知する位置（これを「第２位置」とする。）にキャリッジ３３を移動する。

そして、送液ポンプ２４１の逆転動作にて、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知するまでインク吸引してから逆転動作を停止する。

次いで、第２センサ３０１が変位部材２０５を検知する位置までキャリッジ３３の移動を開始し、リニアエンコーダ９０によるカウントを開始して、第２センサ３０１が変位部材２０５を検知したときにカウントを停止する。

これにより、大気開放位置（第２位置）と第１センサ２５１が変位部材２０５を検知する第１位置との間の変位部材２０５の変位量（変位距離）Ｌを算出する。

その後、前述したように、変位量Ｌなどから変位インク量ｌを算出し、インク量Ｗを設定して、インク量Ｖ１を算出し、第２センサ３０１を使用しないでインク供給を行うときの差分供給量に相当する送液ポンプ２４１の駆動時間ｔを設定する。

また、ここでは、大気開放位置を第２位置としているが、前述したように、充填満タン位置そのものを第２位置として、第２位置と第１位置との間の変位量に相当する供給量を差分供給として記憶するようにすることもできる。これは、充填満タン位置の決定の仕方によるものである。

次に、本発明の第１実施形態における制御部による第２センサを用いないインク充填制御（供給制御）について図２３のフロー図を参照して説明する。

印刷動作中は、充填満タン状態からインクが消費されることで、変位部材２０５はヘッドタンク３５のインク残量（液体残量）が減少する方向に変位するので、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知したか否かを判別する。

そして、ヘッドタンク３５のインク残量が減少する方向に変位部材２０５が変位して第１センサ２５１が変位部材２０５を検知したときには、その後のインク消費量をソフトカウントで算出し、インク消費量が予め定めた所定液体消費量（所定量：前述のインク消費下限値までのインク量Ｗ[ｃｃ]）以上になったか否かを判別する。

そして、インク消費量が予め定めた所定の液体消費量以上になったときに、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３５へのインク充填（供給）を開始する。

このとき、第１センサ２５１がヘッドタンク３５の変位部材２０５を検知したか否かを判別し、第１センサ２５１がヘッドタンク３５の変位部材２０５を検知したときには、そのときから更に駆動時間ｔ分送液ポンプ２４１を駆動して差分量分のインクを充填し、送液ポンプ２４１の駆動を停止し、インク消費量の計算値をリセットする。

このようにして、印刷動作中でも、キャリッジ３３をホーム位置に戻すことなく、ヘッドタンク３５にインクを充填することができる。

次に、本発明の第１実施形態における印刷をしていないときである、例えば印刷動作終了後のフィラ位置制御について図２４のフロー図を参照して説明する。

本実施形態では、印刷動作終了後、変位部材２０５がキャリッジ側第１センサ２５１で検知された後に行うインク消費量を計測するソフトカウントを行っていたとき、あるいは、変位部材２０５を本体側第２センサ３０１で検知した位置が、第１センサ２５１による検知位置（第１位置）又は第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量（液体残量）が多くなる位置になるまでインク供給を行うことで、変位部材２０５の位置（フィラ位置）を第１センサ２５１による検知位置（第１位置）又は第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量（液体残量）が多くなる位置に制御をしている。

これは、印刷動作終了後、長時間印刷動作が行なわれず、インク供給経路や流路接続部分における透気性、透湿性、周囲環境の変化により、流路内の圧力が変化し、変位部材２０５の位置が変化することがあるため、印刷動作終了時点におけるソフトカウントによるインク消費量に相当する変位部材２０５の位置（実際位置）との間に誤差が生じることがある。

このとき、そのまま印刷動作を再開すると、インク消費下限値までインク量W［ｃｃ］のインクを消費したときには、ヘッドタンク３５内の圧力が過負圧状態となり、インク吐出不良による印刷品質の低下や、ノズル孔から空気を混入し、ノズルダウン（吐出不能）を起すおそれがある。

そこで、図２４を参照して、印刷動作終了後、変位部材２０５の位置を検知し、変位部材２０５の位置が第１位置であるキャリッジ側第１センサ２５１の検知位置よりもヘッドタンク３５内インク量が少ない位置にあるか否かを判別する。

ここで、変位部材２０５が第１位置よりもヘッドタンク３５内インク量が少ない位置にあるときには、送液ポンプ２４１を駆動してインクをヘッドタンク３５に供給し、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知したか否かを判別する。

そして、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知したときに、送液ポンプ２４１の駆動を停止し、この処理を終了する。

この場合、破線図示の処理のように、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知した後にも、それよりも多いインク量、例えば第１センサ２５１による検知後に追加充填する送液ポンプ２４１駆動時間t［sec］分のインク量である差分量を供給してから送液ポンプ２４１の駆動を停止するようにすることもできる。

これに対し、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知しないまま予め定めた所定時間が経過したときは、送液ポンプ２４１の駆動を停止し、記録ヘッド３４のキャッピングを行った後、エラーを報知する。エラー報知は画像形成装置の操作パネルやホスト側のプリンタドライバを介して行うことができる。

なお、印刷動作終了後の変位部材２０５の位置の検知は、例えば、印刷動作終了時点で、キャリッジ側第１センサ２５１で変位部材を検知した後に行うインク消費量のソフトカウントを行っていたか否かを判別して、ソフトカウントを行っていたときには変位部材２０５がキャリッジ側第１センサ２５１による検知位置よりもヘッドタンク３５内インク量が少ない側（位置）にあると判別することができる。

また、印刷動作終了後の変位部材２０５の位置の検知は、例えば印刷動作終了後、キャリッジ３３の走査を行い、本体側第２センサ３０１にて変位部材２０５を検知したときのキャリッジ位置と、先の前準備設定１にて測定し記憶している、変位部材２０５をキャリッジ側第１センサ２５１が検知した状態での本体側第２センサ３０１が検知したキャリッジ位置とを比較して判別することもできる。

これにより、印刷動作終了後、変位部材の位置を第１位置よりもヘッドタンク３５内の液体残量が多い側にすることができ、印刷動作を再開しても、ヘッドタンク３５内の圧力が過負圧状態となり、インク吐出不良による印刷品質の低下や、ノズル孔から空気を混入し、ノズルダウン（吐出不能）を起すおそれが防止できる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態では、印刷動作終了後の他に、記録ヘッド３４のノズル面をクリーニングする維持回復動作（メンテナンス動作という。）を行なった後、前記第１実施形態と同様に、変位部材２０５が第１センサ２５１による第１検知位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が少ない位置にあるときには、インク供給（充填）動作を行うようにしている。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

本実施形態は、装置の電源ＯＮ時（起動時）に、前記第１実施形態と同様に、変位部材２０５が第１センサ２５１による第１検知位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が少ない位置にあるときには、インク供給（充填）動作を行うようにしている。

つまり、印刷動作終了後、長時間印刷動作がなかったときと同様、装置の電源が長期間遮断されているとき、インク供給経路や流路接続部分における透気性、透湿性、周囲環境の変化により、流路内の圧力が変化し、変位部材２０５の位置が変化することがあるため、電源ＯＮ時に変位部材２０５の位置を検知し、適正位置に修正するようにしている。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。

本実施形態では、電源ＯＮ時に変位部材２０５の位置を検知し、変位部材２０５の位置が充填満タン位置である第２位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が多い位置であることを検知したときには、ヘッドタンク３５内のインク量や圧力を再度適正にするため、前述した、差分量の検知である前準備設定を再度行うようにすることもできる。

次に、本発明の第５実施形態について図２５を参照して説明する。図２５は同実施形態の説明に供する説明図である。

本実施形態では、変位部材２０５には変位方向に所定の幅を有する検知部２０５Ａが設けられている。そして、第１センサ２５１で検知する第１位置は、変位部材２０５の検知部２０５Ａの変位方向の一方の端部ａとしている。

このような構成にあっては、第１センサ２５１で変位部材２０５の検知部２０５Ａの端部ａ又はｂを検知するのは、例えば、第１センサ２５１が検知部２０５Ａを検知しているときの検知出力を「１」、検知部２０５Ａを検知していないときの検知出力を「０」とするとき、検知出力が、次のように遷移したときである。

（１）変位部材２０５がヘッドタンク３５の液体残量が多い側で、検知部２０５Ａの他方の端部ｂも第１センサ２５１から外れている状態にあるときで、液体残量の減少時に検知出力が「０」から「１」に遷移したとき。また、更に「１」から「０」に遷移したとき。

（２）変位部材２０５がヘッドタンク３５の液体残量が多い側で、検知部２０５Ａが第１センサ２５１で検知されている状態にあるときで、液体残量の減少時に検知出力が「１」から「０」に遷移したとき。

（３）変位部材２０５がヘッドタンク３５の液体残量が少ない側で、検知部２０５Ａの端部ａも第１センサ２５１から外れている状態にあるときで、液体残量の増加時に検知出力が「０」から「１」に遷移したとき。また、更に「１」から「０」に遷移したとき。

（４）変位部材２０５がヘッドタンク３５の液体残量が少ない側で、検知部２０５Ａが第１センサ２５１で検知されている状態にあるときで、液体残量の増加時に検知出力が「１」から「０」に遷移したとき。

次に、本実施形態における前記各実施形態で説明した印刷動作終了時、メンテナンス動作後、電源オン後のフィラ位置制御について説明する。

まず、図２５（ａ）に示すように、差分量を検出するときの動作で測定した、キャリッジ側第１センサ２５１で第１位置を検知している状態で、本体側第２センサ３０１が変位部材２０５を検知しているときのキャリッジ位置ｃ１を記憶しておく。

そして、図２５（ｂ）に示すように、前述した印刷動作終了後などの時点で、キャリッジ３３を走査して、本体側第２センサ３０１にて変位部材２０５を検知したときのキャリッジ位置ｃ２と上記の記憶しているキャリッジ位置ｃ１とを比較して、変位部材２０５が第１センサ２５１で検知する第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が少ない側に位置する否（多い側に位置する）かを判別する。

ここで、変位部材２０５が第１センサ２５１で検知する第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が少ない側に位置するときには、図２５（ｃ）に示すように、第１センサ２５１で変位部材２０５が第１位置になったことを検知するまでインクを充填し、あるいは、第１位置検知後に更に差分量を充填する。

なお、変位部材２０５が第１センサ２５１で検知する第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が多い側に位置するときには、送液ポンプ２４１の逆転駆動によって第１センサ２５１で変位部材２０５が第１位置になったことを検知するまでインクを逆送するようにしてもよい。

次に、本発明の第６実施形態について図２６を参照して説明する。図２６は同実施形態の説明に供する説明図である。

本実施形態では、上記第５実施形態と同様に、第１センサ２５１で検知する第１位置は、変位部材２０５の検知部２０５Ａの変位方向の一方の端部ａとしている。

ここで、第１センサ２５１は、第２センサ３０１で変位部材２０５が第２位置としての充填満タン位置にあることを検知するときに、図１６（ａ）に示すように、周囲環境（例えば温度や湿度）によって変位部材２０５の検知部２０５Ａを検知する状態になることがある位置に配置されている。

このような構成で、図２６（ｂ）に示すように、記録ヘッド３４のノズルをクリーニングするメンテナンス動作を行なった後、クリーニング動作にて記録ヘッド３４からインク吸引が吸引不良等により所定量吸引できず、変位部材２０５が第２位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が多い例えば大気開放位置になる場合がある。

そこで、メンテナンス動作後に行うフィラ位置制御の第１例について図２７のフロー図を参照して説明する。

ここでは、メンテナンス動作終了後、変位部材２０５の位置を検知し、変位部材２０５の位置が第２位置よりもヘッドタンク３５内インク量が多い位置にあるか否かを判別する。なお、同図に破線図示のように、まず、第１センサ２５１にて変位部材２０５を検知することもできる。

ここで、変位部材２０５が第２位置よりもヘッドタンク３５内インク量が多い位置にあるときには、送液ポンプ２４１を逆転駆動（吸引駆動）してヘッドタンク３５からメインタンク１０にインクを逆送し、図２６（ｃ）に示すように、第２センサ３０１が変位部材２０５を検知した（変位部材２０５が第２位置にあることを検知した）か否かを判別する。

そして、第２センサ３０１が変位部材２０５を検知したときに、送液ポンプ２４１の逆転駆動を停止し、この処理を終了する。

これに対し、第２センサ３０１にて変位部材２０５が第２位置にあることを検知しないまま予め定めた所定時間が経過したときは、送液ポンプ２４１の逆転駆動を停止し、記録ヘッド３４のキャッピングを行った後、エラーを報知する。エラー報知は画像形成装置の操作パネルやホスト側のプリンタドライバを介して行うことができる。

次に、本実施形態におけるフィラ位置制御の第２例について図２８のフロー図を参照して説明する。

ここでは、メンテナンス動作終了後、変位部材２０５の位置を検知し、変位部材２０５の位置が第２位置よりもヘッドタンク３５内インク量が多い位置にあるか否かを判別する。なお、同図に破線図示のように、まず、第１センサ２５１にて変位部材２０５を検知することもできる。

ここで、変位部材２０５が第２位置よりもヘッドタンク３５内インク量が多い位置にあるときには、送液ポンプ２４１を逆転駆動（吸引駆動）してヘッドタンク３５からメインタンク１０にインクを逆送し、第１センサ２５１が変位部材２０５の検知部２０５Ａの端部ａを検知した（変位部材２０５が第１位置になったことを検知した）か否かを判別する。

そして、変位部材２０５が第１位置になったことを検知したときに、送液ポンプ２４１の逆転駆動を停止し、この処理を終了する。

この場合、同図に破線図示のように、送液ポンプ２４１の逆転駆動停止後、送液ポンプ２４１を正転駆動して差分量を供給し、送液ポンプ２４１の正転駆動を停止してもよい。

これに対し、第１センサ２５１にて変位部材２０５が第１位置にあることを検知しないまま予め定めた所定時間が経過したときは、送液ポンプ２４１の逆転駆動を停止し、記録ヘッド３４のキャッピングを行った後、エラーを報知する。

本実施形態では、送液ポンプ２４１を駆動するときに第２センサ３０１を使用せず、キャリッジ３３上にある第１センサ２５１にて制御するため、キャリッジ位置に限定されず、任意の位置で制御することが可能となる。また、複数のヘッドタンク３５、変位部材２０５、第１センサ２５１を有するとき、複数同時に送液ポンプ２４１の駆動制御が可能となる。

次に、本発明の第７実施形態について説明する。

本実施形態では、印刷開始直前の最終確認として、変位部材２０５が第２位置に位置するとき、キャリッジ側第１センサ２５１が変位部材２０５の検知部２０５Ａを検知しているか否かを確認し、第１センサ２５１が変位部材２０５の検知部２０５Ａを検知していないときには、第２センサ３０１を使用して変位部材２０５の位置を確認するようにしている。

そして、変位部材２０５が第２位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が多い側に位置するときには、前記第６実施形態の第１例と同様に、第２センサ３０１で変位部材２０５を検知するまで（第２位置を検知するまで）送液ポンプ２４１の逆転駆動による逆送を行う。

このとき、前記第６実施形態の第２例と同様に、第１センサ２５１を使用して変位部材２０５の検知部２０５Ａの端部ａ（第１位置）を検知するまで逆送を行うようにすることもできる。この場合、逆送後、再び送液ポンプ２４１を正転駆動して、前述した前準備設定３にて設定した差分量のインクを追加供給することもできる。

これに対し、変位部材２０５が第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が少ない側に位置するときには、第１センサ２５１を使用して変位部材２０５の検知部２０５Ａの端部ａを検知するまで（第１位置を検知するまで）送液ポンプ２４１を正転駆動して、液体供給を行うことができる。

また、このとき、液体供給後、そのまま送液ポンプ２４１の正転駆動を継続して、前述した前準備設定３にて設定した差分量のインクを追加供給することもできる。

以上のような変位部材２０５位置の検知、及び適正位置修正動作を行うことで、印刷動作を長時間行なわなかったときにも、印刷品質の低下や、ノズルダウン、液漏れなどの障害が発生せず、安定して長尺印刷や連続印刷に対応した液体供給を行なうことができるようになる。

また、上述したフィラ位置制御は印刷開始時には既に変位部材２０５の状態が適正状態になっているように、予め、事前の印刷動作終了後やメンテナンス動作終了後、電源起動時に行なうことで、ファーストプリントに影響しないようにすることができる。

また、印刷動作直前の変位部材２０５のチェックもキャリッジ３３の動作などが不要なキャリッジ側第１センサ２５１にて変位部材２０５の有無検知を行なうようにすることで、ファーストプリントへの影響をより低減できる。

また、上記実施形態では、印刷動作終了後にフィラ位置制御を行う例で説明しているが、印刷動作終了後、所定時間経過したときにはフィラ位置制御を行い、所定時間が経過する前に印刷動作が再開されるときにはフィラ位置制御を行わないようすることもできる。

つまり、短時間で印刷動作が再開されるときには、インク供給経路やその接続部分の透気性、透湿性、周囲環境の変化などによって変位部材２０５の位置が変化する可能性が少ないときには、印刷動作終了後も変位部材２０５の位置の確認は行なわず、印刷動作終了時点のソフトカウントをそのまま継続して印刷動作を行う。

これにより、連続した複数の被記録媒体に対する印刷動作を行うときに、無駄に印刷動作間隔毎に変位部材の位置修正を行なうことなく、効率良く印刷動作を行なうことができる。

また、印刷動作時などキャリッジ走査時に、被記録媒体と記録ヘッド３４や、変位部材２０５、第１センサ２５１などが接触し、キャリッジ走査が停止する紙ジャムが発生したことを検知したときには、ヘッドタンク３５内のインク量や圧力を再度適正にするため、前述した差分量の検知である前準備設定を再度行うようにしている。

また、キャリッジ走査が停止する紙ジャムが発生したことを検知したときには、第２センサ３０１を使用して変位部材２０５の位置を確認するようにしてもよい。

このとき、確認の結果変位部材２０５の位置が第１位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が少ない位置にあるときには、前記第１実施形態ないし第７実施形態と同様、インク供給（充填）動作を行うようにし、また、変位部材２０５の位置が第２位置よりもヘッドタンク３５内のインク量が多い位置にあるときには、前記第1実施形態ないし第７実施形態と同様、送液ポンプ２４１の逆転駆動による逆送を行う。

なお、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。

１０ インクカートリッジ（メインタンク）
３３ キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
３５ ヘッドタンク
８１ 維持回復機構
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 第１センサ（第１検知手段）
３０１…第２センサ（第２検知手段）
５００…制御部

Claims (9)

1. 液滴を吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
   前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを搭載したキャリッジと、
   前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
   前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を行う送液手段と、
   前記送液手段を駆動して前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を制御する供給制御手段と、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第１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第２検知手段が設けられ、
   前記第１検知手段で検知する前記変位部材の第１位置は前記第２検知手段で検知する前記変位部材の第２位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない位置であり、
   前記供給制御手段は、
   前記第１検知手段で検知される位置と前記第２検知手段で検知される位置との間の前記変位部材の変位量に対応する差分量を検出して保持し、
   印刷動作中に、前記第２検知手段を使用しないで前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を供給するときには、前記変位部材が、前記第１検知手段で検知される位置から前記ヘッドタンクの液体残量が少なくなる方向に変位するときの液体消費量を計測して、
   前記液体消費量が予め定めた閾値になったときから前記液体の供給を開始させ、前記第１検知手段が前記変位部材を検知した後前記差分量の供給を行わせる制御を行い、
   前記印刷動作をしていないとき、前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるときには、前記変位部材の位置が前記第１位置又は前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側になるまで前記液体を供給する制御をし、
   前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるか否かは、前記印刷終了時に前記液体消費量を計測したか否かで判別する
   ことを特徴とする画像形成装置。
   
2. 液滴を吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
   前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを搭載したキャリッジと、
   前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
   前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を行う送液手段と、
   前記送液手段を駆動して前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を制御する供給制御手段と、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第１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第２検知手段が設けられ、
   前記第１検知手段で検知する前記変位部材の第１位置は前記第２検知手段で検知する前記変位部材の第２位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない位置であり、
   前記供給制御手段は、
   前記第１検知手段で検知される位置と前記第２検知手段で検知される位置との間の前記変位部材の変位量に対応する差分量を検出して保持し、
   印刷動作中に、前記第２検知手段を使用しないで前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を供給するときには、前記変位部材が、前記第１検知手段で検知される位置から前記ヘッドタンクの液体残量が少なくなる方向に変位するときの液体消費量を計測して、
   前記液体消費量が予め定めた閾値になったときから前記液体の供給を開始させ、前記第１検知手段が前記変位部材を検知した後前記差分量の供給を行わせる制御を行い、
   前記印刷動作をしていないとき、前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるときには、前記変位部材の位置が前記第１位置又は前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側になるまで前記液体を供給する制御をし、
   前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるか否かは、前記キャリッジの走査を行い、前記第２検知手段にて前記変位部材を検知したときのキャリッジ位置と、予め変位部材を第１検知手段が検知した状態での前記第２検知手段が検知したキャリッジ位置とを比較して判別する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記印刷動作の終了後、又は前記記録ヘッドの維持回復動作を行った後、及び、装置を起動したときの少なくともいずれかでも、前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるときには、前記変位部材の位置が前記第１位置又は前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側になるまで前記液体を供給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. 装置を起動したときに、前記変位部材を前記第２検知手段で検知し、前記変位部材の位置が前記第２位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側にあるときには、前記差分量を検出する制御を行う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. 前記変位部材は変位方向に所定の幅を有する検知部を有し、
   前記第１検知手段で検知する第１位置は前記変位部材の検知部の変位方向の一方の端部を検知する位置であり、
   前記第１検知手段は、前記第２検知手段で前記変位部材を検知したときに前記変位部材の前記検知部を検知する状態になることがある位置に配置され、
   維持回復動作後、前記第２検知手段にて前記変位部材が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い位置にあることを検知したときは、前記第２検知手段にて前記第２位置を検知するまで、又は、前記第１検知手段で前記第１位置を検知するまで前記ヘッドタンク内の前記液体を減じる制御をする
   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. 前記変位部材は変位方向に所定の幅を有する検知部を有し、
   前記第１検知手段で検知する第１位置は前記変位部材の検知部の変位方向の一方の端部を検知する位置であり、
   前記第１検知手段は、前記第２検知手段で前記変位部材を検知したときに前記変位部材の前記検知部を検知する状態になることがある位置に配置され、
   印刷動作開始前に、前記第１検知手段が前記変位部材の前記検知部を検知していないときには、前記第２検知手段にて前記変位部材の位置を検知する制御をする
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置
7. 前記第２検知手段にて前記変位部材が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体材料が少ない位置にあることを検知したときには、前記第１検知手段で前記第１位置を検知するまで、前記ヘッドタンク内の前記液体を供給する制御をする
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記印刷動作の終了後、所定時間経過後まで前記印刷動作が再開されないときに、前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるときには、前記変位部材の位置が前記第１位置又は前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側になるまで前記液体を供給する制御をする
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 液滴を吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクと、
   前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを搭載したキャリッジと、
   前記ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
   前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を行う送液手段と、
   前記送液手段を駆動して前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を制御する供給制御手段と、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第１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第２検知手段が設けられ、
   前記第１検知手段で検知する前記変位部材の第１位置は前記第２検知手段で検知する前記変位部材の第２位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない位置であり、
   前記供給制御手段は、
   前記第１検知手段で検知される位置と前記第２検知手段で検知される位置との間の前記変位部材の変位量に対応する差分量を検出して保持し、
   印刷動作中に、前記第２検知手段を使用しないで前記メインタンクから前記ヘッドタンクに前記液体を供給するときには、前記変位部材が、前記第１検知手段で検知される位置から前記ヘッドタンクの液体残量が少なくなる方向に変位するときの液体消費量を計測して、
   前記液体消費量が予め定めた閾値になったときから前記液体の供給を開始させ、前記第１検知手段が前記変位部材を検知した後前記差分量の供給を行わせる制御を行い、
   前記キャリッジ走査時に、前記記録ヘッドで画像を形成する被記録媒体と前記記録ヘッドが接触したときには、
   前記差分量を検出する制御を行い、
   または、前記変位部材の位置が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が少ない側にあるときには、前記変位部材の位置が前記第１位置又は前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い側になるまで前記液体を供給する制御をし、
   前記変位部材が前記第１位置よりも前記ヘッドタンクの液体残量が多い位置にあることを検知したときは、前記第２検知手段にて前記第２位置を検知するまで、又は、前記第１検知手段で前記第１位置を検知するまで前記ヘッドタンク内の前記液体を減じる制御をする
   ことを特徴とする画像形成装置。

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