(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザに手間をかけず、インク供給経路内に余計な空気が入らないようにチョーククリーニングを行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】インクを収容するインクカートリッジと、インクを吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた記録ヘッドと、インク吐出により形成される負圧によってカートリッジから補充される所定量のインクを一時収容するヘッドタンクと、カートリッジとタンクの間に設けられ、インク供給経路を遮断又は開放する開閉手段と、ヘッド吸引を行う維持回復機構と、開閉手段を遮断した状態でヘッド吸引を行うクリーニングの実施を制御する主制御部と、を備え、タンク内空気混入量が基準値以上であり、且つカートリッジ内のインク残量が基準量以上であるときに、主制御部はクリーニングを実施する。【選択図】図１１
2015080878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するインクカートリッジと、
インクを吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた記録ヘッドと、
インク吐出により形成される負圧によって前記インクカートリッジから補充される所定量のインクを一時収容するヘッドタンクと、
前記インクカートリッジと前記ヘッドタンクの間に設けられ、インク供給経路を遮断又は開放する開閉手段と、
ヘッド吸引を行う維持回復機構と、
前記開閉手段を遮断した状態でヘッド吸引を行うクリーニングの実施を制御する主制御部と、を備え、
前記ヘッドタンク内空気混入量が基準値以上であり、且つ前記インクカートリッジ内のインク残量が基準量以上であるときに、前記主制御部は前記クリーニングを実施する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記主制御部は、ヘッドタンク内空気混入量を判断するために、空気混入量リセット時刻、インクエンド回数及びカートリッジ交換回数を記憶手段に記憶し、
前記主制御部は、
空気混入量（Ｖａ）＝透気係数（Ｃｐ）×（現在の時刻−空気混入量リセット時刻）
＋インクエンド係数（Ｃｅ）×インクエンド回数
＋カートリッジ交換係数（Ｃｃ）×カートリッジ交換回数
に基づき、ヘッドタンク内空気混入量を計算する、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】
前記主制御部は、ヘッドタンク内空気混入量を判断するために、空気混入量リセット時刻、インクエンド回数及びカートリッジ交換回数を記憶手段に記憶し、
前記主制御部は、
空気混入量（Ｖａ）＝透気係数（Ｃｐ）×（現在の時刻−空気混入量リセット時刻）
＋インクエンド係数（Ｃｅ）×インクエンド回数
＋カートリッジ交換係数（Ｃｃ）×カートリッジ交換回数
＋インクエンド検知中の累積インク使用量
に基づき、ヘッドタンク内空気混入量を計算する、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４】
前記インクエンド係数（Ｃｅ）は前記カートリッジ交換係数（Ｃｃ）よりも大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記主制御部は、前記クリーニング実施時のヘッドタンク内空気混入量に応じて、前記クリーニングの吸引圧力と吸引回数のうちの少なくとも一方を変える、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項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を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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、媒体（以下「用紙」ともいうが、材質を限定するものではなく、液体が付着するものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、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。）を行なう液体吐出方式の画像形成部を搭載したものが知られている。
【０００３】
このような液体（液滴）吐出方式の画像形成装置において、記録ヘッドに対して記録液を供給する方式には、記録ヘッドを搭載するキャリッジに記録液を収容した記録液収容手段である記録液カートリッジを着脱自在に装着し、この記録液カートリッジから記録ヘッドに記録液を供給する方式と、キャリッジ上に記録ヘッドに記録液を供給する第２液体収容手段である小容量のヘッドタンク（サブタンクともいう。）を搭載し、第１液体収容手段である大容量の記録液カートリッジ（メインタンク）を装置本体側に交換可能に装着し、ヘッドタンクに装置本体側の記録液カートリッジから記録液（インク）を補充供給する方式とが知られている。
【０００４】
ヘッドタンク内に空気が溜まりすぎると空気がノズルに到達し、多チャンネルのノズル抜けが発生してしまう。そのため、ヘッドタンク内の空気を除去するために、インク供給経路内にあるチョーク弁を閉じた状態でヘッド吸引を行うチョーククリーニングという技術が公知である。
【０００５】
特許文献１には、効率的にノズル回復を行うために、チョーククリーニング制御と通常クリーニング制御とノズル欠損検知機能を備え、ユーザから手動クリーニングが指示された際に、ノズル欠損チャンネル数を見て、チョーククリーニング制御を行うか否かを判定する構成が開示されている。チョーククリーニングを行うことで、ノズルから気泡が排出される。
【０００６】
特許文献２には、インク供給経路内（サブタンク内含む）の気泡の排出を効率的に行うために、チョーククリーニングを行うことが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のようにユーザからの手動クリーニング指示時にチョーククリーニングの実施判定をする構成では、ノズル抜けが発生するまでクリーニングが必要か分からず、またユーザからの手動クリーニング指示が必要なので、ユーザの手間がかかっていた。さらに、インク残量が少ない状態でチョーククリーニングを行った場合は、インクを入れられない分、インク供給経路内に空気が入ってしまうという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、画像形成装置において、ユーザに手間をかけず、インク供給経路内に余計な空気が入らないようにチョーククリーニングを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するため、
インクを収容するインクカートリッジと、
インクを吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた記録ヘッドと、
インク吐出により形成される負圧によって前記インクカートリッジから補充される所定量のインクを一時収容するヘッドタンクと、
前記インクカートリッジと前記ヘッドタンクの間に設けられ、インク供給経路を遮断又は開放する開閉手段と、
ヘッド吸引を行う維持回復機構と、
前記開閉手段を遮断した状態でヘッド吸引を行うクリーニングの実施を制御する主制御部と、を備え、
前記ヘッドタンク内空気混入量が基準値以上であり、且つ前記インクカートリッジ内のインク残量が基準量以上であるときに、前記主制御部は前記クリーニングを実施する、ことを特徴とする画像形成装置、を提案する。
【発明の効果】
【００１０】
ユーザの手間がかからず、インク供給経路内に余計に空気が入らない画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液滴を吐出する装置を含む実施形態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。
【図２】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。
【図３】同機構部の要部平面説明図である。
【図４】同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図５】画像形成装置におけるインク供給機構を示す図である。
【図６】負圧連動弁を示す図である。
【図７】チョーク弁を示す図である。
【図８】ヘッドタンクから空気を抜くためのチョーク吸引工程を示すフローチャートである。
【図９】ノズル状態を良好にするためのクリーニング工程を示すフローチャートである。
【図１０】画像形成装置におけるインク供給経路を示す図である。
【図１１】チョーククリーニングの実施判断を示すフローチャートである。
【図１２】チョーク吸引回数とヘッドタンク内空気量の関係を示す図である。
【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。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、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。
【００１３】
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カートリッジであるインクカートリッジ（メインタンク）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。
【００１４】
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。
【００１５】
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２は同機構部の概要を示す側面模式的説明図、図３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に横架した主ガイド部材である主ガイドロッド３１と従ガイドロッド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。
【００１６】
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（用紙送り方向）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。なお、各色の液滴を吐出するノズル列を有する１又は複数のヘッド構成などを採用することもできる。
【００１７】
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。
【００１８】
また、キャリッジ３３には、各記録ヘッド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３５を搭載している。この各色のヘッドタンク３５には各色の可撓性を有する供給チューブ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。このカートリッジ装填部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送液手段である供給ポンプユニット２４が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、吸引ポンプ９８（図５）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。
【００２７】
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廃液タンク９９（図５）に排出されて収容される。
【００２８】
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部８９などを備えている。
【００２９】
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。
【００３０】
このとき、図示しない制御部の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。
【００３１】
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。
【００３２】
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吸引ポンプ９８（図５）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。
【００３３】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図４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。
この制御部は、この画像形成装置全体の制御を司る、本発明に係る制御を行うための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。
【００３４】
そして、主制御部３０１は、通信回路３００から入力される印刷処理の情報に基づいて用紙４２に画像を形成するために、キャリッジ３３を主走査方向に移動させる主走査モータを主走査モータ駆動回路３０３を介して、用紙４２を送る副走査モータを副走査モータ駆動回路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う。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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を介して維持回復機構８１のモータを回転駆動することにより、前述したようにキャップ８２の昇降、ワイパー８３の昇降、吸引ポンプ９８の駆動などを行わせる。
【００３８】
主制御部３０１は、供給ポンプ用駆動回路３１１を介して供給ポンプユニット２４のポンプを駆動するための駆動モータ（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からヘッドタンク３５に対してインクを補充供給する（充填する。）。このとき、主制御部３０１は、ヘッドタンク３５が満タン状態にあることを検知するヘッドタンク満タンセンサ３１２からの検知信号に基づいて補充供給（充填動作）を制御する。この場合、ヘッドタンク３５の大気開放機構２０４を開状態にして充填を行う大気開放充填、大気開放機構２０４を閉じたまま充填を行う通常充填がある。
【００３９】
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３１６に記憶されている情報を取り込んで、所要の処理を行って、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。
【００４０】
また、主制御部３０１には、環境温度、環境湿度を検知する環境センサ３１３からの検知信号が入力される。
【００４１】
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する。また、印刷制御部３０２は、上述した画像データをシリアルデータでヘッド駆動回路３１０に転送するとともに、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、滴制御信号（マスク信号）などをヘッド駆動回路３１０に出力する。また、印刷制御部３０２は、ＲＯＭに格納されている駆動信号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波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含む。そして印刷制御部３０２は、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッド駆動回路３１０に対して出力する。
【００４２】
ヘッド駆動回路３１０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３０２から与えられる駆動波形を構成する駆動信号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（例えば前述したような圧電素子）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、駆動波形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（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
【００４３】
図５は、画像形成装置におけるインク供給機構を示す図である。
インクカートリッジ１０とヘッドタンク３５は、逆止め弁９０、供給ポンプユニット２４のポンプ９１、逆止め弁９５、圧力バッファ９６、開閉手段であるチョーク弁９７及び供給チューブ３６を介して接続されている。膜ポンプであるポンプ９１はポンプシート９３及びダイアフラム９４と、これらを押圧する押圧部材９２を備えている。圧力緩衝器である圧力バッファ９６はバッファシート１０４を備えている。ヘッドタンク３５は、負圧連動弁１０１よりも上流側に正圧がかかった加圧室１０３と、下流側に負圧がかかった負圧室１０２とを有している。また、記録ヘッド３４の下方には、キャップ８２が配され、吸引ポンプ９８の作動によりノズル吸引を行う。キャップ８２に排出されたインクは廃液タンク９９に収容される。
【００４４】
図６は、負圧連動弁を示す図である。
インクが十分にある図６（ａ）の状態から、記録ヘッド３４からインクが吐出されると、ヘッドタンク３５内の負圧が高まり、可撓性のフィルム１００が凹む（図６（ｂ））。すると、フィルム１００とこれに結合したばね１１０の押圧力によりテコ１０５が押され、テコ１０５の一端に設けられた負圧連動弁１０１がばね１１１に抗して開き、開口部を介してインクカートリッジ１０側からインクが供給される。インクが供給されるとフィルム１００が膨らみ、それに連動してテコ１０５が元に戻り、負圧連動弁１０１が閉じ、インクの供給が停止する（図６（ｃ））。
【００４５】
図７は、チョーク弁を示す図である。
図はチョーク弁９７が遮断されている状態を示している。弁１０６の先端は弾性部材からなり、本体部は金属材料からなっている。弁本体はばね１０７により常に流路を遮断する方向に付勢されている。磁石１０８を弁本体に近づけると、磁力の作用によって弁本体がばねの付勢力に抗して上方に移動し、弁部の流路から離れ、流路を開放する。また、磁石を遠ざけると磁力の作用がなくなり、弁１０６は閉じる。チョーク弁９７が閉状態にあるとき、供給モータ１２２が停止してもばね力により閉状態を維持することができる。弁が閉じた状態では、供給モータ１２２を動かしてもインクは送られない。チョーク弁９７が開状態にあるとき、磁石１０８が離れない限り開状態が維持される。
【００４６】
インクカートリッジのインクエンド検知は次のようになされる。
図５を参照して、インクカートリッジ１０が空状態のときに、インク吐出やヘッド吸引などによりインクを消費すると、圧力バッファ９６内の圧力が減る。圧力バッファ９６内の圧力が減ると圧力検知手段であるフィラー（不図示）が変位し、フィラーセンサ（不図示）を横切ると、インクカートリッジ１０が空状態（インクエンド検知）と判断される。
【００４７】
インクカートリッジ１０のインクエンド検知後、インクカートリッジ交換のため等でカートリッジを装置本体１から抜くと、圧力バッファ９６内の圧力が減った分、インク供給経路内に空気が入る。よって、インクエンド検知後のカートリッジ交換は、インクエンド検知がない状態でのカートリッジ交換と比べて空気混入量が多い。
後述するヘッドタンク内の空気量計算式によれば、インクエンド係数（Ｃｅ）はカートリッジ交換係数（Ｃｃ）よりも大きいという特徴があるので、より現実に近い値でヘッドタンク内空気量を計算できる。
【００４８】
次に、チョーククリーニングについて説明する。
チョーククリーニングでは、後述する「チョーク吸引工程」と「クリーニング工程」を行う。これによって、ヘッドタンク３５から空気を抜くことができる。通常クリーニングでは、「クリーニング工程」を行えば良い。
【００４９】
図８は、ヘッドタンクから空気を抜くためのチョーク吸引工程を示すフローチャートである。
先ず、吸引ポンプ９８の駆動によりキャップ８２を上昇させ、記録ヘッド３４をキャップで覆う（Ｓ１）。次いで、供給モータ１２２及び磁石１０８の駆動によりチョーク弁９７を閉じる（Ｓ２）。そして、吸引ポンプ９８の駆動によりヘッド吸引する（Ｓ３）。すると、ヘッドタンク内のフィルム１００が縮み、フィルム１００内にある空気がヘッドノズルから排出される。次いで、供給モータ１２２及び磁石１０８の駆動によりチョーク弁９７を開く（Ｓ４）。このときチョーク弁が開くと同時に、縮んだフィルム１００にインクが入る。最後に、Ｓ２からＳ４のチョーク吸引の繰り返しの判断をし、繰り返しが必要な場合はＳ２へ戻る（Ｓ５）。例えば、チョーククリーニング発動時のヘッドタンク内空気量が発動条件最低値（基準値）の１〜２倍なら繰り返し回数を１、２〜３倍なら繰り返し回数を２、３〜４倍なら繰り返し回数を３、４〜５倍なら繰り返し回数を４、５倍以上なら繰り返し回数を５のようにする。
【００５０】
図９は、ノズル状態を良好にするためのクリーニング工程を示すフローチャートである。
先ず、インク排出時にインクがヘッドタンク３５へ供給されるように、供給モータ１２２の駆動により、インクカートリッジ１０からヘッドタンク３５の方向へ圧力をかけ続ける（Ｓ６）。なお、負圧連動弁１０１が閉状態のときは、インクは送液されない。次いで、吸引ポンプ９８の駆動によりヘッド吸引する（Ｓ７）。これにより、インク排出と、インク排出時にヘッドタンクへのインク供給がなされる。次に、ワイピング動作を行う（Ｓ８）。つまり、吸引ポンプ９８の駆動によりキャップ８２を下降させ、主走査モータ（不図示）の駆動によりワイピング開始位置までキャリッジ３３を移動させる。そして、吸引ポンプ９８の駆動によりワイパー８３を上昇させ、主走査モータの駆動によりワイピング終了位置までキャリッジ３３を移動させる。次いで、主走査モータの駆動によりキャッピング位置までキャリッジ３３を移動させ、インク吐出（空吐出・予備吐出）を行う（Ｓ９）。これにより、ノズル内近傍の混色インクを排除する。そして、吸引ポンプ９８の駆動によりキャップ内吸引をし（Ｓ１０）、キャップ内のインクを排除して、キャッピング時に混色しないようにする。最後に、吸引ポンプ９８の駆動によりキャッピングする（Ｓ１１）。
【００５１】
ここで、チョーククリーニング実施中にインクカートリッジ１０が空となり、インク供給経路内に余計な空気が入るのを防止する必要がある。インク残量が空に近い状態で、チョーククリーニングを実施した場合、図８におけるＳ３のヘッド吸引時にインクエンド検知する場合がある。インクエンド検知した場合はインク供給が出来ないので、ユーザがインクカートリッジ１０を抜いた際に圧力バッファ９６が縮んだ分、供給経路内に余計な空気が入ってしまう。そこで、これを防止するため、インク残量が基準量以上あることをチョーククリーニング実施の条件２とする。
【００５２】
ここで図１０を参照して、画像形成装置におけるインク供給経路について説明する。
黒のインク供給経路は、黒のインクカートリッジ１０ｋ、供給ポンプユニット２４、ヘッドタンク３５、記録ヘッド３４、ノズル列１２０ｋ、の順である。シアン、マゼンタ、イエローについても同様である。供給ポンプユニット２４にはインク供給用の供給モータ１２２が接続している。記録ヘッド３４は、各色に対応するノズル列１２０ｋ、１２０ｃ、１２０ｍ、１２０ｙを有している。キャップ８２ａはこれらノズル列を覆うことができ、吸引ポンプ９８によってノズル列から吸引されたインクは廃液タンク９９に排出される。
【００５３】
次に、画像形成装置におけるヘッドタンク内空気混入量の計算方法について説明する。
空気混入量（Ｖａ）をヘッドタンク３５毎に計算するため、主制御部３０１は、ヘッドタンク毎に、空気混入量リセット時刻、インクエンド回数（カウントがリセットされてからのインクエンド回数）、カートリッジ交換回数（カウントがリセットされてからのカートリッジ交換回数）を記憶手段である不揮発性メモリ３１５に記憶する。
【００５４】
空気混入量（Ｖａ）は主制御部３０１により次の計算式（１）で計算される。
空気混入量（Ｖａ）［ｃｃ］＝透気係数（Ｃｐ）×（現在時刻−空気混入量リセット時刻）
＋インクエンド係数（Ｃｅ）×インクエンド回数
＋カートリッジ交換係数（Ｃｃ）×カートリッジ交換回数
・・・（１）
【００５５】
ここで、インクエンド回数及びカートリッジ交換回数には各ヘッドタンクに連通する各色の情報を用い、空気混入量リセット時刻には記録ヘッド３４の情報を用いる。
チョーククリーニングは全ての記録ヘッド３４に対して一度に行われるため、黒、シアン、マゼンタ、イエローのインクエンド回数及びカートリッジ交換回数のカウントのリセットは、記録ヘッド３４に対するチョーククリーニング実施時に行う。また、空気混入量リセット時刻の書き込みタイミングとしては、インクエンド回数では、記録ヘッド３４に対するチョーククリーニング実施時に行う。
【００５６】
式１中の右辺第１項は、リセットしてから現在に至るまでに自然にヘッドタンクに混入したと考えられる空気量である。第２項は、インクエンド回数に比例してヘッドタンクに混入したと考えられる空気量である。第３項は、カートリッジ交換回数に比例してヘッドタンクに混入したと考えられる空気量である。ここでは、インクエンドを検知せずに、カートリッジ交換を行う場合も含むため、インクエンド回数がカートリッジ交換回数に等しいとは限らない。
【００５７】
例えば、透気係数（Ｃｐ）は透気性を考慮した値として０．０２０［ｃｃ］／月、インクエンド係数（Ｃｅ）は０．０１０［ｃｃ］／回、カートリッジ交換係数（Ｃｃ）は０．００１［ｃｃ］／回とする。
【００５８】
このようにして、主制御部３０１は各ヘッドタンク内空気混入量を判断することができる。このように本発明では、チョーククリーニング実施の条件１として、ヘッドタンク内に空気が基準値（ノズル抜けが起きない空気量）以上溜まっていることを用いる。よって、ユーザの手間がかからない。
【００５９】
次に、画像形成装置におけるヘッドタンク内空気混入量の別な計算方法について説明する。
空気混入量（Ｖａ）をヘッドタンク３５毎に計算するため、主制御部３０１は、ヘッドタンク毎に、空気混入量リセット時刻、インクエンド回数（カウントがリセットされてからのインクエンド回数）、カートリッジ交換回数（カウントがリセットされてからのカートリッジ交換回数）、インクエンド検知中の累積インク使用量を記憶手段である不揮発性メモリ３１５に記憶する。
【００６０】
空気混入量（Ｖａ）は次の計算式（２）で計算される。
空気混入量（Ｖａ）［ｃｃ］＝透気係数（Ｃｐ）×（現在時刻−空気混入量リセット時刻）
＋インクエンド係数（Ｃｅ）×インクエンド回数
＋カートリッジ交換係数（Ｃｃ）×カートリッジ交換回数
＋インクエンド検知中の累積インク使用量
・・・（２）
【００６１】
ここで、インクエンド回数、カートリッジ交換回数及びインクエンド検知中の累積インク使用量には各ヘッドタンクに連通する各色の情報を用い、空気混入量リセット時刻には記録ヘッド３４の情報を用いる。
黒、シアン、マゼンタ、イエローのインクエンド回数、カートリッジ交換回数及びインクエンド検知中の累積インク使用量のカウントのリセットは、記録ヘッド３４に対するチョーククリーニング実施時に行う。また、空気混入量リセット時刻の書き込みタイミングとしては、インクエンド回数では、記録ヘッド３４に対するチョーククリーニング実施時に行う。
【００６２】
式２中の右辺第１項は、リセットしてから現在に至るまでに自然にヘッドタンクに混入したと考えられる空気量である。第２項は、インクエンド回数に比例してヘッドタンクに混入したと考えられる空気量である。第３項は、カートリッジ交換回数に比例してヘッドタンクに混入したと考えられる空気量である。ここでは、インクエンドを検知せずに、カートリッジ交換を行う場合も含むため、インクエンド回数がカートリッジ交換回数に等しいとは限らない。第４項は、例えばインクエンド検知後にカートリッジを抜いた際、負圧状態の圧力バッファに空気が流入するが、圧力バッファにあるインクを用いて印刷を継続した際にヘッドタンクに混入したと考えられる空気量を、インクエンド検知中の累積インク使用量で近似したものである。
【００６３】
例えば、透気係数（Ｃｐ）は透気性を考慮した値として０．０２０［ｃｃ］／月、インクエンド係数（Ｃｅ）は０．０１０［ｃｃ］／回、カートリッジ交換係数（Ｃｃ）は０．００１［ｃｃ］／回とする。
【００６４】
本実施形態では、ユーザの利便性向上のため、インクエンド検知になった後でもユーザはインクを使用し続けられる仕組みを備えている。
例えば、画像形成中（書きかけ途中）にインクエンドを検知した場合、インクタンクなどにあるインクを用いて印刷を継続して画像形成を完了する。書きかけ途中の画像を排出すると、無駄紙、無駄インクが生じるからである。このようにして、ユーザはインクエンド検知後もインクを使用し続けられるようになっている。
【００６５】
また例えば、インクエンド検知後も、圧力バッファ分のインクを用いて、インクを使用する（印刷する）ことができる仕組みを備えている。これは、ユーザが新たなインクカートリッジを用意するまでの間、画像形成装置を使えるものである。圧力バッファ分のインクがあるので、ヘッドタンク圧力は急激には下がらず、暫くはインク吐出できる。
インクカートリッジを抜いた際に、バッファ圧力補充分相当の空気が供給経路内に入るので、インクエンド検知後に使用分のインク量を空気混入量としている。
【００６６】
本実施形態によれば、ヘッドタンク内空気量を予測する情報として、インクエンド検知中の累積インク使用量を記憶するので、より現実に近いヘッドタンク内空気混入量を計算できる。
【００６７】
次に、インク残量について説明する。
本発明では、各色のインクカートリッジに対して所与のインク容量を記憶しておき、そこから消費した分を減算することで、インク残量を求めることができる。各色のインクカートリッジでの累積インク消費量は、ヘッド吸引や吐出によるインク量を加算したものである。
つまり、（インク残量）＝（インク容量）−（インク消費量）である。
【００６８】
このように本発明では、チョーククリーニング実施の条件２としてインクカートリッジ残量が基準量以上であることを用いる。これにより、供給経路内に余計に空気が入らないことが保証される。そして、条件１及び条件２を満たしているときのみ、チョーククリーニングを実施する。
【００６９】
図１１は、チョーククリーニングの実施判断を示すフローチャートである。
ユーザによるクリーニング指示がないタイミングで実施判断を行う。実施タイミングとしては、例えば画像形成装置の電源ＯＦＦからＯＮ時、インクカートリッジ交換時、電源ＯＮで待機中の定期的なタイミング（例えば、定期的空吐出のタイミング）がある。
【００７０】
先ず、主制御部３０１は、条件１としてヘッドタンク内に空気が基準値（ノズル抜けが起きない空気量）以上溜まっているか判断する（Ｓ１２）。Ｎｏの場合、チョーククリーニングは実施しない。Ｙｅｓの場合、条件２としてインクカートリッジ残量が基準量以上か判断する（Ｓ１３）。Ｎｏの場合、チョーククリーニングは実施しない。Ｙｅｓの場合、チョーククリーニングを実施する（Ｓ１４）。チョーククリーニング終了後は、ヘッドタンク３５内の空気量に関連する記憶情報をリセットし、ゼロにする（Ｓ１５）。
【００７１】
Ｓ１３において、インク残量が基準量よりも少ない場合は、空気が余計に入ってしまうので、チョーククリーニングは実施しない。チョーククリーニングを実施していないので、ヘッドタンク内空気量の条件は合致したままである。
また、カートリッジ交換等でインク残量条件を満たしたときにチョーククリーニングを実施する。カートリッジ交換によってもインク残量条件を満たさない場合は、チョーククリーニングを実施しない。
【００７２】
カートリッジ交換のタイミングとしては、インクエンド検知後にユーザがカートリッジ交換することを想定している。しかし、ユーザの状況によっては、インクエンドが発生していない任意のタイミングであってもよい。
【００７３】
ヘッドタンク内空気量の基準値は、ノズル抜けが起きない範囲の空気量に設定するのが望ましい。インク残量の条件によっては、該基準値を超えても暫くの間チョーククリーニングが発動しない場合があるので、ノズル抜けが起きる空気量よりも小さめの値（例えば、その１／２や１／３など）にするのが好ましい。また、ヘッドタンク内の空気量である基準値は、ヘッドタンク容積に関連する値にするのが好ましい。
【００７４】
一方、インクカートリッジ残量の基準量は、例えば、チョーククリーニングのチョーク吸引工程時で消費するインク消費量以上の値にしておけばよい。クリーニング工程時のインクエンド検知時は、チョーク吸引工程時ほど空気は混入しないからである。これに代えて、該基準量は、チョーククリーニングで消費するインク消費量以上の値にしてもよい。
【００７５】
図１２は、チョーク吸引回数とヘッドタンク内空気量の関係を示す図である。
吸引圧力（吸引強さ）は、−３０ｋＰａ、−５０ｋＰａ、−７０ｋＰａを用いている。図から分かるように、１回のチョーク吸引では、ヘッドタンク内空気は完全には抜けないことがある。また、吸引圧力が大きいほど、ヘッドタンク内空気量は少なくなることが分かる。
【００７６】
そこで本発明では、前記のように、ヘッドタンク内空気量に応じてチョーク吸引工程におけるＳ２〜Ｓ４の繰り返し回数を変更する。つまり、チョーククリーニング発動時のヘッドタンク内空気量が基準値の１〜２倍なら繰り返し回数を１、２〜３倍なら繰り返し回数を２、３〜４倍なら繰り返し回数を３、４〜５倍なら繰り返し回数を４、５倍以上なら繰り返し回数を５のようにする。このような吸引回数の変更に加えて又は代えて、吸引圧力を変えてもよい。
【００７７】
このように、チョーククリーニング発動時のヘッドタンク内空気量に応じて、チョーククリーニングの吸引圧力と吸引回数のうちの少なくとも一方を変えるので、適切な吸引圧力と吸引量でヘッドタンク内空気を除去することができる。さらに、チョーククリーニング後の空気量が安定するので、より現実に近い値でヘッドタンク内空気量を計算できる。
【符号の説明】
【００７８】
１  画像形成装置
１０  インクカートリッジ
３４  記録ヘッド
３５  ヘッドタンク
８１  維持回復機構
９７  チョーク弁（開閉手段）
３０１  主制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開２０１０−０５８３０３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２６０９９号公報
【特許文献３】特開２００７−２２３２３０号公報
【図１】
2015080878.tif 000003
【図２】
2015080878.tif 000004
【図３】
2015080878.tif 000005
【図４】
2015080878.tif 000006
【図５】
2015080878.tif 000007
【図６】
2015080878.tif 000008
【図７】
2015080878.tif 000009
【図８】
2015080878.tif 000010
【図９】
2015080878.tif 000011
【図１０】
2015080878.tif 000012
【図１１】
2015080878.tif 000013
【図１２】
2015080878.tif 000014