(57)【要約】      （修正有）【課題】実質的な液体残量を目標供給量分増加できるようにし、送液手段の寿命の低下を抑制できる画像形成装置の提供。【解決手段】メインタンクからヘッドタンクへの送液を行うとき、キャリッジ側第１センサによって液体残量が増加する方向に変位する変位部材を検知したときから予め定めた目標供給量の液体を送液する制御をし、目標供給量の液体を送液する制御では、送液中に消費される液体量と送液ポンプで送液される液体量との差である実質供給量が目標供給量に達したときに、送液ポンプの駆動を停止する。【選択図】図１４
2015051577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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ヘッドタンクと、
前記記録ヘッド及び前記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メインタンクと、
前記メインタンクからヘッドタンクへの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、
前記送液制御手段は、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液を行うとき、前記キャリッジ側検知手段によって液体残量が増加する方向に変位する前記変位部材を検知したときから予め定めた目標供給量の液体を送液する制御をし、
前記目標供給量の液体を送液する制御では、送液中に消費される液体量と前記送液手段で送液される液体量との差である実質供給量が前記目標供給量に達したときに、前記送液手段の駆動を停止する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記送液中に消費される液体量を予め画像データから算出する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記実質供給量が前記目標供給量に達したか否かの確認を、予め定めた時間ごとに行う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。
【請求項４】
前記実質供給量が前記目標供給量に達したか否かの確認を行うタイミングは、前記液体の色毎に異なることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記実質供給量が前記目標供給量に達したか否かの確認を行う時間間隔は、送液中に消費される液体量が少ない領域では短くし、送液中に消費される液体量が多い領域では長くすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記変位部材は、前記目標供給量の供給が終了したときでも前記キャリッジ側検知手段によって検知された状態になる検知部を有してい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。
【請求項７】
前記目標供給量は、前記目標供給量の供給が終了したときでも前記キャリッジ側検知手段によって前記変位部材が検知された状態になる量であ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２９７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示されているような構成にあっては、目標供給量となる差分供給量の供給を送液手段の駆動時間によって管理している。つまり、送液手段を差分供給量に相当する所定駆動時間駆動したときに送液手段の駆動を停止する。
【０００６】
しかしながら、差分供給量の供給を行っているとき、記録ヘッドから滴吐出を行って液体を消費していると、送液手段の駆動を停止した時点では、ヘッドタンクの液体残量は差分供給量分増加しない。つまり、ヘッドタンクの実質的な液体残量は、液体消費を行わないで、差分供給量分の供給を行ったときよりも少なくなる。特に、ベタ印刷を行っているときには、実質的な液体残量の増加量が極めて少なくなる。
【０００７】
このように実質的な液体残量が少なくなることで、短期間で差分供給動作が繰り返されることになり、送液手段の駆動回数が多くなって寿命が短くなるという課題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、実質的な液体残量を目標供給量分増加できるようにし、送液手段の寿命の低下を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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ヘッドタンクと、
前記記録ヘッド及び前記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メインタンクと、
前記メインタンクからヘッドタンクへの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、
前記送液制御手段は、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの送液を行うとき、前記キャリッジ側検知手段によって液体残量が増加する方向に変位する前記変位部材を検知したときから予め定めた目標供給量の液体を送液する制御をし、
前記目標供給量の液体を送液する制御では、送液中に消費される液体量と前記送液手段で送液される液体量との差である実質供給量が前記目標供給量に達したときに、前記送液手段の駆動を停止する
構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、実質的な液体残量を目標供給量分増加できるようにし、送液手段の寿命の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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。
【図２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】ヘッドタンクの一例を示す模式的平面説明図である。
【図４】同じく図３の模式的正断面説明図である。
【図５】インク供給排出系の説明に供する模式的説明図である。
【図６】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。
【図７】同画像形成装置の制御部のブロック説明図である。
【図８】ヘッドタンクの負圧形成動作の説明に供する模式的説明図である。
【図９】ヘッドタンクの負圧管理の説明に供する平面説明図である。
【図１０】ヘッドタンクの変位部材の各位置の説明に供する模式的説明図である。
【図１１】差分供給量の検出動作の説明に供する平面説明図である。
【図１２】変位部材の各位置の説明に供するも模式的説明図である。
【図１３】制御部による差分供給量の算出（検出）処理の説明に供するフロー図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る印刷動作中のインク供給制御（印字中充填処理）の説明に供するフロー図である。
【図１５】同実施形態の作用効果の説明に供する説明図である。
【図１６】本発明の第２実施形態の説明に供するインク消費量予測に係わる部分のブロック説明図である。
【図１７】同じくインク消費量予測結果の一例を説明する説明図である。
【図１８】本発明の第３実施形態の説明に供する平面説明図である。
【図１９】本発明の第４実施形態の説明に供する変位部材のばたつきに関する説明図である。
【図２０】キャリッジ速度と変位部材のばたつき変化を説明する説明図である。
【図２１】送液ポンプの駆動制御の説明に供する模式的説明図である。
【図２２】同じく駆動制御の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。 
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
これにより、モノクロ画像については記録ヘッド４ａ、４ｂを使用して１スキャン（主走査）で２ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド４ｂ〜４ｄを使用して形成することができる。
【００１７】
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
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
この変位部材２０５をキャリッジ３に設ける第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５内のインク残量や負圧などを検知することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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にインクを戻す動作とを行なえるようにしている。
【００３５】
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、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。
【００３６】
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８１２を有し、吸引キャップ３１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。
【００３７】
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。
【００３８】
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の位置を検出するリニアエンコーダ９０を構成している。
【００３９】
さらに、キャリッジ３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キャリッジ側センサである第１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センサである第２検知手段である第２センサ３０１が設けられている。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５に対するインク供給動作を制御する。
【００４０】
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（送液制御）動作は、制御部５００によって行なわれる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
次に、ヘッドタンク５の負圧形成動作について図８を参照して説明する。図８は同説明に供する模式的説明図である。なお、以下ではヘッドタンク５は模式化して図示する。
【００５３】
図８（ａ）に示すように、ヘッドタンク５にメインタンク１０からインクを供給した後、ヘッドタンク５からインクを吸引し、あるいは、記録ヘッド４を駆動して滴吐出（画像形成に寄与しない液滴の吐出：空吐出）を行う。これにより、ヘッドタンク５内のインク量（液体残量）が減少して、同図（ｂ）に示すように、バネ２０４の付勢力に抗してフィルム部材２０３が内側に変位しようとし、バネ２０４の復元力でヘッドタンク５内に負圧が発生する。
【００５４】
さらに、送液ポンプ２４１にてヘッドタンク５内を吸引することで、フィルム部材２０３がヘッドタンク５の内方に引き込まれ、バネ２０４が更に圧縮されて負圧が高まる。
【００５５】
そして、必要以上に負圧が高くなる前に、メインタンク１０からヘッドタンク５内へインクを供給することで、フィルム部材２０３がヘッドタンク５の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。
【００５６】
これらの動作を繰り返すことで、ヘッドタンク５内の負圧を一定内に保つよう制御することができる。
【００５７】
次に、ヘッドタンク５の負圧管理について図９を参照して説明する。図９は同説明に供する平面説明図である。
【００５８】
ヘッドタンク５の負圧管理は、例えば、図９に示すように、第２センサ３０１を使用し、キャリッジ３を移動して変位部材２０５を第２センサ３０１で検知したときのキャリッジ３の走査位置４００によりインク量（負圧）を管理する。この例では、キャリッジ３を仮想線図示の位置から矢印方向に実線図示の位置まで移動させたときに変位部材２０５が第２センサ３０１で検知された状態を示している。
【００５９】
次に、ヘッドタンク５の変位部材２０５の各位置について図１０を参照して説明する。図１０は同説明に供する模式的説明図である。
【００６０】
ヘッドタンク５の負圧の適正範囲Ｙとして、変位部材２０５の位置を、負圧の小さい側を充填満タン位置（インク量上限値）Ｇ、負圧の大きい側を供給開始位置（インク量下限値）Ｉとする。このとき、大気開放位置Ｆは充填満タン位置Ｇよりも開いた位置となる。
【００６１】
ここで、ヘッドタンク５を一度大気開放した状態でインクを供給し、大気遮断することで大気状態での変位部材２０５の位置を第２センサ３０１で検知できる。そこから指定カウントＬ分をキャリッジ走査し、変位部材２０５を検知するまでインクを逆引した（メインタンク１０に戻した）ところを充填満タン位置Ｇとする。
【００６２】
これにより、部品バラツキの積み上げの影響を受けず、また、温湿度によりフィルム部材２０３の伸縮の影響がある場合は、満タン位置を再設定することで、常時一定の負圧を満タン位置と設定することができる。
【００６３】
次に、差分供給量の検出動作について図１１を参照して説明する。図１１は同説明に供する平面説明図である。
【００６４】
前述したように、ヘッドタンク５内のインク残量に応じて変位する変位部材２０５と、変位部材２０５を検知するキャリッジ３上に固定された透過型フォトセンサからなる第１センサ２５１と、装置本体側に固定された第２センサ３０１とを有している。
【００６５】
そこで、図１１に示すように、第２センサ３０１による充填満タン位置でのキャリッジ３の位置（キャリッジ位置：リニアエンコーダ９０によって得られる。）４０１と、第１センサ２５１で変位部材２０５を検知した位置でのキャリッジ３の位置４０２との差分を検出して、これを差分供給量として記憶保持する。
【００６６】
つまり、装置本体１０１側の第２センサ３０１が変位部材２０５を検知する位置を第２位置とし、この第２位置を充填満タン位置とする。また、キャリッジ３側の第１センサ２５１が変位部材２０５を検知する位置を第１位置とし、この第１位置は第２位置よりもヘッドタンク５内のインク残量（液体残量）が少ない位置とする。
【００６７】
このようにして、差分供給量を得て記憶しておき、キャリッジ３の走査中にインクが所定量吐出されたことを検出したとき（液体消費量が所定量以上になったとき）に、メインタンク１０からヘッドタンク５にインクを供給充填する。そして、第１センサ２５１でヘッドタンク５の変位部材２０５を検知した後、更に差分供給量分のインクを供給することで、ヘッドタンク５内に充填満タン位置までインクを供給することができる。
【００６８】
次に、変位部材２０５の各位置について図１２を参照して説明する。図１２は同説明に供するも模式的説明図である。
【００６９】
ここでは、第２センサ３０１で検知する第２位置を大気開放位置Ｆとし、大気開放位置Ｆから所定量のインクを逆引きした位置を充填満タン位置Ｇとし、第１センサ２５１で検知する位置を第１位置Ｈとする。
【００７０】
そして、第１位置Ｈから差分供給量Ｂ分の送液を行ったときに変位部材２０５が充填満タン位置Ｇになるようする。
【００７１】
ヘッドタンク３５に対する送液は、変位部材２０５がヘッドタンク５内の液体残量が減少する方向に変位するときに第１センサ２５１に検知されたときから液体消費量を計測する。そして、液体消費量が所定液体消費量Ｗになった位置を供給開始位置Ｉとして、送液ポンプ２４１を駆動して送液を開始する。
【００７２】
そして、変位部材２０５がヘッドタンク５内の液体残量が増加する方向に変位するときに第１センサ２５１に検知されたときを基準として、差分供給量Ｂの供給を行ったときに供給を停止する。
【００７３】
次に、制御部による差分供給量の算出（検出）処理について図１３のフロー図を参照して説明する。
【００７４】
まず、ヘッドタンク５を大気開放状態にしてインクを充填（大気開放充填）した状態にし、第２センサ３０１で変位部材２０５（以下、図中では「フィラ」と表記する。）を検知する位置（これを「第２位置」とする。）にキャリッジ３を移動する。これにより、ヘッドタンク５の変位部材２０５は大気開放位置になる。
【００７５】
そして、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。
【００７６】
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３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。
【００７７】
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（差分）が検出される。この差分から予め定めた所定変位量を減じた値（差分変位量）を得て、この差分変位量に相当する液体量を差分供給量として記憶保持する。
【００７８】
また、ここでは、大気開放位置を第２位置としているが、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。
【００７９】
次に、本発明の第１実施形態に係る印刷動作中のインク供給制御（印字中充填処理）について図１４のフロー図を参照して説明する。
【００８０】
印字動作中は、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５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。
【００８１】
そして、ヘッドタンク５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）以上になったか否かを判別する。
【００８２】
ここで、インク消費量の算出は、例えば画像形成のために吐出された滴数や印字動作中の空吐出動作で吐出された滴数をカウントし、そのカウント値に当該滴の滴量を乗じることで計算上得ることができる。これを、「ソフトカウント」といい、ソフトカウントで液体消費量計測手段を構成している。また、記録ヘッド４からインクを吸引するクリーニング動作を行なったときには、当該吸引による消費量（吸引量）は予め定められているので、当該吸引量を加算すればよい。
【００８３】
そして、インク消費量が予め定めた所定の液体消費量（所定量：閾値）Ｗ以上になったときを供給開始位置とし、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への送液（供給）を開始する。
【００８４】
このとき、第１センサ２５１がヘッドタンク５の変位部材２０５を検知したか否かを判別する。
【００８５】
そして、送液ポンプ２４１の駆動による送液量と、送液中に記録ヘッド４から吐出されて使用される液体の消費量とから、実質供給量＝（送液量−消費量）の演算を行い、実質供給量が差分供給量になったときに、送液ポンプ２４１の駆動を停止する。
【００８６】
つまり、実質供給量は、一定時間間隔で印字等によるインク消費量（ソフトカウント）とポンプ駆動時間からインク供給量を算出し、算出したインク供給量からインク消費量を引いてヘッドタンク５に対する実質供給量を算出する。
【００８７】
そして、算出した実質供給量と目標供給量である差分供給量を比較し、実質供給量が差分供給量に達したときに送液ポンプの駆動を停止する。
【００８８】
このように、差分供給量を目標供給量とし、ヘッドタンク５に目標供給量分の液体を実際に供給したときに、送液ポンプ２４１を停止する。
【００８９】
これにより、送液中に液体が消費されている場合でも、目標供給量（差分供給量）相当の液体を実際に供給できる。つまり、変位部材２０５が充填満タン位置になるまで送液することができる。
【００９０】
したがって、送液中に液体が消費されていることによる供給不足がなくなり、実質的な液体残量を目標供給量分増加でき、送液手段の稼働回数の増加を抑えることができ、送液手段の寿命の低下を抑制できる。
【００９１】
この本実施形態の作用効果について図１５も参照して説明する。図１５は同説明に供する説明図である。
【００９２】
図１５（ａ）に示す比較例は、差分供給量の管理を送液ポンプ２４１の駆動時間ｔで管理している。つまり、送液ポンプ２４１による駆動時間ｔでは、１回のポンプ駆動によってヘッドタンク５に送ることができるインク量は一定である。
【００９３】
そのため、図１５（ａ）に示す比較例ではポンプ駆動開始タイミングは等間隔になっている。この駆動時間ｔは、ヘッドのインク消費量を０とした場合のヘッドタンク５に送液可能な最大のインク供給量を元に算出される。
【００９４】
しかし、インク送液中もヘッド４はインク消費を続けている。特にインク消費量が多い場合は、ヘッドタンク５に駆動時間ｔに加えてインク消費量分のインクを送液することができる。
【００９５】
そこで、本発明を実施することで、１回のポンプ駆動で駆動時間ｔ＋インク消費量分のインク送液量をヘッドタンクに送ることができる。これにより、ポンプ駆動１回当たりの送液量を大きくでき、ポンプ駆動回数を減らすことができて、ポンプの寿命が短くなることを抑制できる。
【００９６】
次に、本発明の第２実施形態について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同実施形態の説明に供するインク消費量予測に係わる部分のブロック説明図、図１７は同じくインク消費量予測結果の一例を説明する説明図である。
【００９７】
本実施形態では、印刷ジョブが入力されると、ホスト６００側のプリンタドライバ６０１によって画像形成装置側のコントローラ７０１に画像データが送信される。画像データを受け取ったコントローラ７０１は、画像データを画像処理ミドルウェア７０２に転送する。転送データを受け取った画像処理ミドルウェア７０２は、レンダリングを行う。
【００９８】
レンダリングとは、画像データをヘッド４で吐出を行うためのデータ形式に変換を行うことである。このデータにより、ヘッド４がどのノズルでどの場所にどのサイズの滴を吐出するかが分かる。
【００９９】
そして、画像処理ミドルウェア７０２でレンダリングを行った結果は、コントローラ７０１を通してファームウェア７０３に転送される。レンダリングの転送データを受け取ったファームウェア７０３は、例えば図１７に示すように、レンダリング結果のデータを元に一定間隔におけるインク消費量の算出を行って、メモリに保存しておく。ここまでの処理は、印刷ジョブ（Ｊｏｂ）が送信されてから印字開始までの間に行う。
【０１００】
その後、印字が開始されると、ファームウェア７０３は、あらかじめ記憶していたインク消費量を読みに行くだけでインク消費量の算出の必要がないため、印字中の演算処理の負荷を低減することができる。なお、図１６は印字によるインク消費量に関するものであるが、印字前空吐出や印字中から吐出の消費量も考慮しておくと良い。
【０１０１】
つまり、前述したように、ヘッドタンク５への実質供給量が差分供給量に達したかの判断は、ある一定の間隔（例えば、キャリッジ移動量）で行うようにしている。
【０１０２】
ここで、一定の間隔は、短ければ短いほど精度良く差分供給量に該当する供給を行うことができる。間隔が長い場合は、実質供給量が差分供給量に対して多くなりすぎる可能性があり、過剰供給でインク漏れが発生するおそれがある。また、同様にインク消費量Ｗに達したかの判断も、一定の間隔（キャリッジ移動量）で行っている。この場合も、間隔が短ければ短いほど、精度良くインク消費量Ｗを検出でき、逆に長い場合は、インクの過剰消費よりノズルダウンを起こす可能性がある。このように、確認タイミングの間隔は、短ければ短いほど検知のリアルタイム性を上げることができる。
【０１０３】
しかしながら、間隔を短くすると、演算処理を行う制御部のファームウェアにかかる負荷が増大するため、間隔を短くするには限界がある。
【０１０４】
そこで、ファームウェアの演算処理を軽減するため、画像データを装置が受け取った時点で、キャリッジの各位置（一定の間隔）におけるインク消費量の予測演算を行う。
【０１０５】
この予測演算を印刷ジョブが入ってから印字開始までの準備時間（例えば、保湿キャップ下降時や印字前空吐出時）に行うことにより、印字中に滴数・滴量からインク消費量を演算する必要がなくなり、ファームウェアへの演算負荷を低減することができる。
【０１０６】
演算処理の負荷を低減できれば、上述した差分供給量もしくはインク消費量の確認タイミングを短くできるため、検知のリアルタイム性を上げることができる。
【０１０７】
画像処理を行うミドルウェアが画像データを受け取ると、ヘッドで吐出を行うためにどのノズルでどの滴をどの位置で打つかデータ変換を行う。そのデータからキャリッジの各位置（一定の間隔）におけるインク消費量を演算して記憶する。
【０１０８】
印字中はこの記憶したインク消費量を元に送液ポンプによる供給量からヘッドタンクへの実質供給量を算出する。インク消費量はソフトカウントによるものであるため、このように前もって演算を行うことができる。
【０１０９】
また、差分供給量とヘッドタンクへ５の実質供給量の確認タイミングは、色毎にずらしても良い。
【０１１０】
このように色毎に確認タイミングをずらすことで演算処理の負荷が同時に大きくなることを防止できる。
【０１１１】
また、上記の予測演算したインク消費量よりインク消費量が大きい場所では、確認タイミングを長く、インク消費量が少ない場所では確認タイミングを短くすることにより、ファームウェアへの演算処理の負荷を必要最小限に抑えることができる。
【０１１２】
インク消費量が少ない場所では、ヘッドタンクへのインク供給速度が相対的に大きいので、ヘッドタンクへの実質供給量が差分供給量を越えた直後に送液ポンプ２４１を停止しないとインクを送りすぎてしまうことになる。そのため、供給量の精度が必要であり、確認タイミングを短くする必要がある。
【０１１３】
これに対し、インク消費量が多い場合は、インク供給速度が相対的に小さくなるので、送液ポンプ２４１の停止が多少遅れても、インクを供給しすぎてしまうおそれは小さくなる。そのため、高い精度で確認する必要はなく、確認タイミングの間隔は必要以上に小さくする必要はない。これにより、ファームウェアへの演算処理の負荷を必要最小限にすることができる。
【０１１４】
次に、本発明の第３実施形態について図１８を参照して説明する。図１８は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
【０１１５】
前述した差分供給量は算出された固定値である。ここで、差分供給量が大きい場合、差分供給量の供給終了後、変位部材２０５が第１センサ２５１によって検知されない位置まで変位し、第１センサ２５１はオフ状態（変位部材２０５を検知しない状態）になる。
【０１１６】
この状態でインク消費が始まると、変位部材２０５のばたつきが大きい場合に、第１センサ２５１によって変位部材２０５が検知されて、インク消費量のソフトカウントが開始してしまうことがある。
【０１１７】
このとき、インク消費量が所定量Ｗになっても変位部材２０５が検知されないと、変位部材２０５が第１センサ２５１の外側（ヘッドタンク５と反対側)にあるにもかかわらず、送液ポンプ２４１が駆動されてインク供給が開始されてしまうことになる。
【０１１８】
しかし、インク供給を開始しても変位部材２０５はヘッドタンク５から離れる方向に移動するだけであり、第１センサ２５１によって変位部材２０５が検知されず、インク供給が続けられる。インク供給が続くと、ヘッドタンク５の負圧が壊れて、インク垂れ等の不具合が生じることになる。
【０１１９】
そこで、本実施形態では、変位部材２０５に変位方向に所定幅を有する検知部２０５ａを設けている。所定幅は、差分供給量を送液しても、第１センサ２５１が検知部２０５ａを検知している状態になる幅である。
【０１２０】
これによって、差分供給量の送液後も第１センサ２５１が変位部材２０５を検知した状態にあるため、変位部材２０５が第１センサ２５１の外側にあるときにインク供給を開始することが防止される。
【０１２１】
また、上記の問題は、差分供給量に上限値を設けて、算出した差分供給量が上限値であるときには、上限値を差分供給量として供給制御を行う。言い換えれば、差分供給量の供給を行っても第１センサ２５１が変位部材２０５を検知している状態になる供給量を上限値とする。
【０１２２】
さらに、差分供給量と比較を行うソフトカウント確認タイミング間でのインク供給量は、送液手段の流量ばらつきの上限、インク消費量のソフトカウントのばらつき下限で演算処理を行うとよい。
【０１２３】
インク消費量のソフトカウントのばらつき下限とは、実インク消費量との差が最大になる数値であり、ソフトカウントの数値に対して実インク消費量が少ないことを示す。これにより、ヘッドタンクへの実質のインク供給量を最大で見積もることができる。
【０１２４】
ヘッドタンクへの実質インク供給量を最大で見積もらないと、送液手段の流量、ソフトカウントと実インク消費量の差のばらつきにより、ヘッドタンクへインクを過剰に供給してしまう可能性がある。供給過剰になると、負圧が壊れてインク垂れ等の不具合が生じてしまうことになる。
【０１２５】
次に、本発明の第４実施形態について図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は同実施形態の説明に供する変位部材のばたつきに関する説明図、図２０はキャリッジ速度と変位部材のばたつき変化を説明する説明図である。
【０１２６】
キャリッジ３の主走査動作によって変位部材２０５には図１９に示すようにばたつき（振動）が生じる。特に、図２０に示すように、キャリッジ３の加減速中にばたつき量が大きくなる。したがって、キャリッジ３のすべての動作領域で変位部材２０５を監視すると、チャタリングの影響を受けて、変位部材２０５の変位位置によるヘッドタンク５内のインク容量を正確に把握できなくなる。また、差分供給量の送液が開始された後、第１センサ２５１が変位部材２０５を検知するときに誤検知が起こると、ノズルダウン、インク漏れが発生するおそれがある。
【０１２７】
そこで、本実施形態では、キャリッジ主走査動作中の第１センサ２５１による検知（差分供給量の開始タイミング）は、変位部材２０５のばたつきの振幅が許容幅以下である領域（これを「フィラ安定領域」という。）において行うようにする。
【０１２８】
フィラ安定領域は、主に等速（定速）移動領域であり、変位部材２０５の振幅が所定幅以下の加減速領域や停止時も検知可能である。
【０１２９】
図２０において、フィラ安定領域は、等速域５１、減速停止域の一部の領域５２、５３である。また、等速域の一部５５もフィラ許容振幅より大きい場合は安定領域から除く。
【０１３０】
また、予備吐出やカッター動作時は通常の停止時間５３より長いため、フィラのばたつきが落ち着くので、フィラ安定領域とすることができ、有効である。
【０１３１】
停止時間が所定時間より長いときのみフィラ安定領域としてもよい。
【０１３２】
加減速及び停止領域の一部であるフィラ安定領域は、キャリッジ停止位置から所定時間（距離）５４手前から、加速開始位置まで（領域５２、５３）であるとよい。キャリッジの停止は二段階減速になっている場合など、停止直前の減速時から、加速開始直前までが、フィラのバタツキが小さい傾向にあるので、安定領域とすることができる。
【０１３３】
次に、送液ポンプ２４１の駆動制御について図２１及び図２２を参照して説明する。図２１は同説明に供する模式的説明図、図２２は同じく駆動制御の説明に供する説明図である。
【０１３４】
図２１に示すように、２つのヘッドタンク５ａ、５ｂに対して送液ポンプ２４１ａ、２４１ｂによって１つのメインタンク１０ｋから供給を行う構成においては、２つのヘッドタンク５ａ、５ｂに同時に供給しなければならない場合が生じる。
【０１３５】
この場合、複数の送液ポンプ２４１ａ、２４１ｂが互いにメインタンク１０ｋからインクを引っ張り合うため、各供給経路（供給チューブ）６ａ、６ｂの供給流量にバラツキが生じ、規定値の最少流量を満たさない供給経路６が生じる可能性がある。最少流量を満たさない場合、供給不足によってノズルダウン（吐出不良）が生じることがある。
【０１３６】
そこで、複数の送液ポンプ２４１を同時に駆動する必要があるときには、供給流量（送液流量）を増加することで、供給不足によるノズルダウン（吐出不良）等を防止する。
【０１３７】
また、上述したように複数の送液ポンプ２４１を同時に駆動するとき、複数の送液ポンプ２４１の駆動開始タイミングが重なると、瞬間的に各々の送液ポンプ２４１に流れる電流が積み上がり大きな電流が流れるため、電流容量の大きな電源を必要として装置が大型化、コスト高になる。
【０１３８】
そこで、例えば、図２２に示すように、ヘッドタンク５ａ、５ｂに対するインク供給が競合するとき（同時に供給動作を行うとき）、送液ポンプ２４１ａの駆動を開始した後、所定の時間ａが経過したときに、送液ポンプ２４１ｂの駆動を開始する。
【０１３９】
このように、２つの送液ポンプ２４１ａ、２４１ｂの駆動開始タイミングをずらすことにより、送液ポンプの駆動時に流れる電流の積み上がりを最小限に抑えることができる。
【０１４０】
以上の実施形態においては、目標供給量を差分供給量とする例で説明しているが、装置本体側検知手段（第２センサ）を持たずに、キャリッジ側検知手段のみで印刷動作中の供給制御を行うようにすることもできる。この場合には、目標供給量は予め設定しておけばよい。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【符号の説明】
【０１４６】
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  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
【図１】
2015051577.tif 000003
【図２】
2015051577.tif 000004
【図３】
2015051577.tif 000005
【図４】
2015051577.tif 000006
【図５】
2015051577.tif 000007
【図６】
2015051577.tif 000008
【図７】
2015051577.tif 000009
【図８】
2015051577.tif 000010
【図９】
2015051577.tif 000011
【図１０】
2015051577.tif 000012
【図１１】
2015051577.tif 000013
【図１２】
2015051577.tif 000014
【図１３】
2015051577.tif 000015
【図１４】
2015051577.tif 000016
【図１５】
2015051577.tif 000017
【図１６】
2015051577.tif 000018
【図１７】
2015051577.tif 000019
【図１８】
2015051577.tif 000020
【図１９】
2015051577.tif 000021
【図２０】
2015051577.tif 000022
【図２１】
2015051577.tif 000023
【図２２】
2015051577.tif 000024