画像形成装置
【課題】インク粘度を検出するための構成が複雑である。
【解決手段】サブタンク３５にインクを送液し、電極ピン２０８ｂ、２０８ｃでインク液面を検知したときから、電極ピン２０８ｃ、２０８ａでインク液面を検知するまでの時間を算出し、算出した経過時間Δｔと、電極ピン２０８ｃと電極ピン２０８ｂの長さの差Δｈ、サブタンク３５の横断面積ΔＡに基いて、インク液面の移動速度に対応する送液速度Ｖを得て、送液速度Ｖからインク粘度を得る。
【解決手段】サブタンク３５にインクを送液し、電極ピン２０８ｂ、２０８ｃでインク液面を検知したときから、電極ピン２０８ｃ、２０８ａでインク液面を検知するまでの時間を算出し、算出した経過時間Δｔと、電極ピン２０８ｃと電極ピン２０８ｂの長さの差Δｈ、サブタンク３５の横断面積ΔＡに基いて、インク液面の移動速度に対応する送液速度Ｖを得て、送液速度Ｖからインク粘度を得る。
【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サブ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。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
このような画像形成装置において、記録ヘッドにインクを供給するサブタンク（ヘッドタンク、バッファタンクとも称される。）を備え、装置本体側に着脱自在に装着されるメインタンク（インクカートリッジとも称する）からサブタンクに対してインクを供給する方式のものが知られている。
【０００５】
ところで、インクが再利用された場合や所望のインクが使用されなかった場合に、インクの増粘が生じると、メインタンクからサブタンクへのインク供給を行うときに所要の供給量で供給できなかったり、滴吐出不良を生じたりすることがある。
【０００６】
そこで、従来、インクの粘度を検出し、インクを供給するインクタンクに貯められたインクの粘度をインク粘度検出手段で検出し、この検出した粘度に基づいてインクタンクに希釈液を供給してインクタンク内のインクの粘度を調整しながら、印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のインク粘度検出装置にあっては、構成が複雑であるという課題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で液体粘度を検出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】
【００１０】
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サブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクと前記サブタンクとの間に設けられた送液手段と、
前記サブタンクに設けられた複数の長さの異なる電極ピン部材と、
前記メインタンクから前記サブタンクに前記液体を送液し、又は、前記サブタンクから前記メインタンクに前記液体を送液し、前記電極ピン部材の導通状態を検出して前記サブタンク内の液面の移動速度を検出し、前記検出された前記液面の移動速度に基づいて前記液体の粘度を検出する粘度検出手段と、を備えている
構成とした。
【００１１】
ここで、前記粘度検出手段は、前記検出された前記液面の移動速度と環境温度に応じて前記液体の粘度を検出する構成とできる。
【００１２】
また、前記検出した液体の粘度に応じて前記送液手段の駆動量を変更する構成とできる。
【００１３】
また、前記送液手段を駆動して前記サブタンクに送液するときに、予め定めた所定時間経過しても前記サブタンクに前記液体が送液されないと判別手段と、前記所定時間を前記検出した液体の粘度に応じて変更する手段とを備えている構成とできる。
【００１４】
また、前記粘度検出手段は、前記メインタンクが交換されたときに、複数回の検出動作を行う構成とできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置によれば、メインタンクからサブタンクに液体を送液し、又は、サブタンクからメインタンクに液体を送液し、電極ピン部材の導通状態を検出してサブタンク内の液面の移動速度を検出し、検出された液面の移動速度に基づいて液体の粘度を検出する構成としたので、簡単な構成で液体の粘度を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成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２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】インク供給系の説明に供する模式的説明図である。
【図４】サブタンクの一例を示す模式的平面説明図である。
【図５】同じく図３の模式的正面説明図である。
【図６】サブタンクの満タン検知の説明に供するキャリッジと満タン検知センサの要部説明図である。
【図７】同じくサブタンクの満タン検知の説明に供する模式的説明図である。
【図８】同装置の制御部を説明する概略ブロック説明図である。
【図９】同制御部が行う本発明の第１実施形態における粘度検出処理の説明に供するフロー図である。
【図１０】同じく粘度検出処理の説明に供するサブタンク内液面変化の説明図である。
【図１１】同じく図１１に続く説明図である。
【図１２】同じく粘度算出の供する説明図である。
【図１３】同じく送液速度とインク粘度の関係の説明に供する説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の説明に供する送液速度とインク粘度と温度の関係の説明に供する説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の説明に供するインク粘度と送液ポンプのトルクの関係の説明に供する説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の説明に供するインク粘度とタイムアウト時間の関係の説明に供する説明図である。
【図１７】本発明の第５実施形態の説明に供するインクカートリッジ交換時のインク粘度の変化の説明に供する説明図である。
【図１８】本発明の第６実施形態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】
【００１７】
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を主走査方向に摺動自在に保持し、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。
【００１８】
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、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１９】
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。
【００２０】
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サブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク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、各色のインクが補充供給される。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、この画像形成装置におけるインク供給系について図３の模式的説明図を参照して説明する。
このインク供給系は、記録ヘッド３４にインクを供給するサブタンク３５と、サブタンク３５に供給するインクを収容したメインタンクとしてのインクカートリッジ１０と、インクカートリッジとサブタンク３５との間に設けられた、チューブポンプなどの可逆型（供給及び吸引を行なえる意味）ポンプからなる送液ポンプ２４１とを備え、送液ポンプ２４１を駆動する駆動モータ２４２を駆動制御して、インクカートリッジ１０からサブタンク３５にインクを送液し（正転送液）、サブタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを送液する（逆転送液）。
【００３３】
なお、本実施形態では、サブタンク３５の負圧を形成するとき、サブタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを逆転送液することで負圧を形成するようにして、負圧形成時に使用するインクの再利用を可能とし、無駄なインクの消費を低減している。
【００３４】
次に、サブタンク３５の一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同サブタンクの１つのヘッド分の模式的上面説明図、図５は同サブタンクの１つのヘッド分の模式的正面説明図である。
サブタンク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の開口部は可撓性フィルム２０３で密閉し、タンクケース２０１内に配置した弾性部材としてのバネ２０４によってフィルム２０３を常時外方へ付勢している。これにより、タンクケース２０１のフィルム２０３がバネ２０４によって外方への付勢力が作用しているので、タンクケース２０１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。
【００３５】
また、タンクケース２０１の外側には、一端部を支軸２０２で揺動可能に支持され、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（満タン検知フィラともいう。）２０５がフィルム２０３に接着などで固定され、フィルム２０３の動きに連動して変位部材２０５が変位するので、装置本体側に配置された光学センサからなる満タン検知センサ３０１によって変位部材２０５の変位量を検知することによりサブタンク３５内のインク残量などを検知することができる。
【００３６】
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、サブタンク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、サブタンク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、サブタンク３５内に大気開放状態（大気に連通した状態）になる。
【００３７】
また、サブタンク３５内のインク液面高さを検出するための複数の長さの異なる電極ピン部材（以下「電極ピン」という。）２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ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、２０８ｃの所までインクが到達すると、電極ピン２０８ａと２０８ｂ間、２０８ａと２０８ｃ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になったことを検出できる。
【００３８】
このサブタンク３５における満タン検知について図６及び図７を参照して説明する。
ここでは、図６に示すように、装置本体側には、キャリッジ３３が主走査方向に移動するときに各サブタンク３５の変位部材（満タン検知フィラ）２０５の先端２０５ａが通過する位置に、前述した透過型光センサである満タン検知センサ３０１が設置されている。ここで、キャリッジ３３の主走査方向の位置は、エンコーダセンサ３３１によってキャリッジ主走査方向に沿って配置されたエンコーダスケール３３２を読み取ることで検出している。
【００３９】
したがって、図７（ａ）に示すように、サブタンク３５を満タンにしたときに、満タン検知センサ３０１で満タン検知フィラ２０５の先端２０５ａが検知されるときのキャリッジ３３の位置を記憶しておき、同図（ｂ）に示すように、キャリッジ３３を当該記憶した位置に移動し、大気開放状態で、サブタンク３５にインクを正転送液（補給）すると、満タン検知フィラ２０５が例えば破線図示の位置から実線図示のように変位するので、満タン検知センサ３０１で満タン検知フィラ２０５の先端２０５ａが検知されたときをサブタンク３５が満タンになったと検出する。
【００４０】
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５００は、この装置全体の制御を司り、本発明に係る粘度検出手段、判別手段、送液ポンプ２４１の駆動力を変更する手段などを兼ねる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。
【００４１】
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、サブタンク３５の大気開放機構２０７を開閉する大気開放ソレノイド３０２を駆動するソレノイド駆動部５１２と、送液ポンプ２４１を駆動する駆動モータ２４２を駆動するポンプ駆動部５１６などを備えている。
【００４２】
さらに、ＣＰＵ５０１は、カートリッジ通信回路５１７を介して、インクカートリッジ１０に備えられるインク情報（残量、使用日時、色種など）を格納したインク情報格納手段としての例えばカートリッジＥＥＰＲＯＭなどを含むＩＤチップ５２１との間での通信を行い、インクカートリッジ１０のＩＤチップ５２１からインク残量を情報を読み出して内部の不揮発性メモリ５０４などに記憶手段に保持し、サブタンク３５に供給したインク量、サブタンク３５から戻したインク量の加減算を行なって、インクカートリッジ１０のインク残量を演算して、その結果をインクカートリッジ１０のＩＤチップ５２１に再書き込みするなどの制御を行なう。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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７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７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。
【００４８】
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、この画像形成装置の制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ制御部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５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（温度センサ）、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、サブタンク３５の変位部材２０５を検知する満タン検知センサ３０１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。
【００４９】
また、このＩ／Ｏ部５１３には液面検出部５３０の検出結果が入力される。液面検出部５２０は、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間に、順次各ピンがインク中に浸漬された時ときに電極ピン２０８ｂ又は２０８ｃから電極ピン２０８ａに向かう方向に電流が流れる電圧を印加し、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間にそれぞれ電流が流れたことを検出する。
【００５０】
そして、ＣＰＵ５０１は、インクカートリッジ１０からサブタンク３５へのインク供給を行なって、液面検出部５３０からの液面検知信号を受けて、液面の移動速度を検出し、移動速度と予めＲＯＭ５０２などに保持している液面移動速度とインク粘度の相関関係を示すテーブルを使用するなどして、インク粘度の検出を行なう。
【００５１】
次に、本発明の第１実施形態における粘度検出処理について図９のフロー図及び図１０ないし図１３の説明図を参照して説明する。
まず、サブタンク３５には前述したように３本（３本以上であればよい。）の電極ピン２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃを設けている。この電極ピン２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃの長さ（サブタンク内の長さの意味）の関係は、図１０にも示すように、２０８ａ＞２０８ｂ＞２０８ｃとい、高さ方向における下端位置は、電極ピン２０８ａが最も低く、電極ピン２０８ｂが中間、電極ピン２０８ｃが最も高いとする。
【００５２】
また、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間に、インクに浸漬されたときに電極ピン２０８ｂ、２０８ｃから電極ピン２０８ａに向かう方向に電流が流れる電圧を印加し、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間にそれぞれ電流が流れたことを検出する液面検出部５３０を設け、液面検出部５３０の検出結果を制御部５００に入力するようにしている。
【００５３】
図９を参照して、電極ピン２０８ａがインク４００中に浸漬されていない状態（液面検知部５３０から電極ピン２０８ｂに電流を流しても検出できない状態）で、インクカートリッジ１０からサブタンク３５にインクを供給し、電極２０８ｂと電極２０８ａが導通したか否か（電極２０８ｂ、２０８ａ検知）を判別する
【００５４】
すなわち、サブタンク３５へのインク供給により、図１０（ａ）に示すように、インク４００の液面４００ａが上昇し、更にインクを供給し続けると、同図（ｂ）に示すように、電極ピン２０８ａにインク液面４００ａが到達し、その後インク液面４００ａが電極ピン２０８ｂに到達することで、電極ピン２０８ａと２０８ｂとの間に電流が流れ、液面検知部５３０によってインク液面が電極ピン２０８ｂの位置に達したことが検出される。
【００５５】
そして、電極２０８ｂと電極２０８ａが導通したときに、電極２０８ｃに電流を流すとともに、電極２０８ｂから電極２０８ｃに達するまでの時間をカウントするタイマをスタートし、電極２０８ｃと電極２０８ａが導通したか否か（電極２０８ｃ、２０８ａ検知）を判別する
【００５６】
すなわち、図１１（ａ）に示すように、液面検知部５３０から電極ピン２０８ｃに電流を流し、インク供給を続けると、図１１（ｂ）に示すように、インク液面４００ａが電極ピン２０８ｃに到達することで、電極ピン２０８ａと２０８ｃとの間に電流が流れ、液面検知部５３０によってインク液面が電極ピン２０８ｃの位置に達したことが検出される。
【００５７】
そこで、インク液面が電極２０８ｂに達してから電極２０８ｃに達するまでの時間Δｔを算出し、インク粘度を算出する。
【００５８】
すなわち、図１２に示すように、電極ピン２０８ｃと電極ピン２０８ｂの長さの差をΔｈ、サブタンク３５の横断面積をΔＡとする。電極ピン２０８ｂによるインク液面検知１回目から、電極ピン２０８ｃによるインク液面検知２回目までの経過時間Δｔを計時することで、インクカートリッジ１０からサブタンク３５への送液速度Ｖは、Ｖ＝（Δｈ・ΔＡ）／Δｔ［ｍ３／ｓ］で算出することができる。
【００５９】
つまり、送液ポンプ２４１を正転駆動して、インクカートリッジ１０からサブタンク３５側に正転送液することで、インク液面を上昇させて、その上昇速度を送液速度として得ることができる。
【００６０】
なお、インク供給方向（矢印方向）と逆方向に、つまり、送液ポンプ２４１を逆転駆動して、サブタンク３５からインクをインクカートリッジ１０側に逆転送液することで、インク液面を下降させて、その下降速度を送液速度として得ることもできる。
【００６１】
一方、送液ポンプ２４１による送液速度とインク粘度との関係は、図１３に示すように反比例の相関関係にあり、送液速度Ｖが得られると、対応するインク粘度νを得ることができる。
【００６２】
このように、メインタンクからサブタンクに液体を送液し、又は、サブタンクからメインタンクに液体を送液し、電極ピン部材の導通状態を検出してサブタンク内の液面の移動速度を検出し、検出された液面の移動速度に基づいて液体の粘度を検出する構成とすることで、簡単な構成で液体の粘度を検出できる
【００６３】
そこで、例えばインクカートリッジを再利用した場合、インクカートリッジを交換した場合、またインクカートリッジのインク情報が予定されたインクカートリッジでない場合などに、上述した粘度検出処理を行なうことで、装置の性能を維持することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施形態について図１４を参照して説明する。
インク粘度は温度にも依存して特性が変化するため、送液速度とインク粘度の関係を一義的に定めると、本来のインク粘度を正しく検出できない可能性がある。
【００６５】
そこで、予め複数の温度（ここでは温度Ｔ１〜Ｔ３とするが、これに限らない。）毎に送液速度とインク粘度との関係を定めておき、センサ群５１５に含まれる環境温度センサで検出した温度に応じてインク粘度を求めるようにすることが好ましい。
【００６６】
次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。
送液ポンプ２４１として使用しているチューブポンプ（チュービングポンプ）を駆動する駆動モータ２４２の回転速度は、フィードバック制御して一定に保つこともできるが、速度検出手段が必要になるためにコストが高くなる。
【００６７】
そこで、本実施形態では、例えば、図１５に示すように、複数段階（ここでは、Ａ〜Ｅの５段階としているが、これに限らない。）のインク粘度に対応して複数段階の駆動モータトルクを予め設定しておき、前述したようにして検出したインク粘度に応じて送液ポンプ２４１の回転速度（インク送液速度）を変更するようにしている。
【００６８】
これによって、送液ポンプの駆動トルクをインク粘度にかかわらず一定値とする場合に比べて、回転速度（インク送液速度）のばらつきを抑えることができる。
【００６９】
次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。
前述したように送液ポンプ２４１を駆動してインクカートリッジ１０からサブタンク３５にインク供給を行ったとき、所定時間が経過しても、電極ピン２０８でインクを検知できない場合に、インクが送液されていないことになる。
【００７０】
そこで、送液ポンプ２４１の駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間（これを「タイムアウト時間」という。）以上になってもインクを検知できないこの場合には、「インク送液できず（又はカートリッジ空）」と判別して、その旨をユーザに通知するなどしている。
【００７１】
ここで、送液量はインク粘度に応じて変化するので、本実施形態では、図１４に示すように、複数段階（ここでは、Ａ〜Ｅの５段階としているが、これに限らない。）のインク粘度に対応したタイムアウト時間を設定している。これにより、インク粘度の変化による送液量の変化によるタイムアウト検出精度のバラツキを低減することができる。
【００７２】
次に、本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。
例えば、インク粘度ａのインクＡを収容したインクカートリッジ１０を使用し、その後インクＡが供給チューブ３６やサブタンク３５内に残存した状態で、インク粘度ｂのインクＢのインクカートリッジ１０に交換した場合、インク供給系のインク粘度は、インクＡにインクＢが漸次置換されていくことから、インクＡとインクＢの混合度によって、図１５に示すように変化する。
【００７３】
そこで、本実施形態では、インクカートリッジ１０のＩＤチップ５２１に記憶されているインク情報から、インクカートリッジ１０が交換されたことを検知した場合、インクＡからインクＢへのインク切り換わりの過程において、インク粘度検出動作（処理）をインク粘度が安定するまで複数回、例えば一定の間隔で行うようにしている。これにより、インク粘度の検出精度を向上させることができる。
【００７４】
次に、本発明の第６実施形態について図１８を参照して説明する。
本実施形態では、検出したインク粘度が本画像形成装置が予定しないインク粘度である場合などに、その旨を操作パネル５１４やホスト６００側のプリンタドライバ６０１を通じて表示することでユーザに通知している。
【００７５】
以上の液体粘度検出処理などの各種の本発明に係る処理は、ＲＯＭ５０２に格納されているプログラムによってコンピュータに実行させる。このプログラムは、情報処理装置（ホスト６００）側にダウンロードして画像形成装置にインストールすることができる。また、上記処理は、情報処理装置（ホスト６００）側のプリンタドライバで行う構成とすることもできる。さらに、本発明に係る画像形成装置と情報処理装置又は画像形成装置と本発明に係る処理を行うプログラムを有する情報処理装置とを組み合わせて画像形成システムとして構成することもできる。
【符号の説明】
【００７６】
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 サブタンク
８１ 維持回復機構
２０８〜２０８ｃ 電極ピン部材
２４１ 送液ポンプ
５００ 制御部
６００ ホスト（情報処理装置）
【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サブ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。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
このような画像形成装置において、記録ヘッドにインクを供給するサブタンク（ヘッドタンク、バッファタンクとも称される。）を備え、装置本体側に着脱自在に装着されるメインタンク（インクカートリッジとも称する）からサブタンクに対してインクを供給する方式のものが知られている。
【０００５】
ところで、インクが再利用された場合や所望のインクが使用されなかった場合に、インクの増粘が生じると、メインタンクからサブタンクへのインク供給を行うときに所要の供給量で供給できなかったり、滴吐出不良を生じたりすることがある。
【０００６】
そこで、従来、インクの粘度を検出し、インクを供給するインクタンクに貯められたインクの粘度をインク粘度検出手段で検出し、この検出した粘度に基づいてインクタンクに希釈液を供給してインクタンク内のインクの粘度を調整しながら、印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のインク粘度検出装置にあっては、構成が複雑であるという課題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で液体粘度を検出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】
【００１０】
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サブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクと前記サブタンクとの間に設けられた送液手段と、
前記サブタンクに設けられた複数の長さの異なる電極ピン部材と、
前記メインタンクから前記サブタンクに前記液体を送液し、又は、前記サブタンクから前記メインタンクに前記液体を送液し、前記電極ピン部材の導通状態を検出して前記サブタンク内の液面の移動速度を検出し、前記検出された前記液面の移動速度に基づいて前記液体の粘度を検出する粘度検出手段と、を備えている
構成とした。
【００１１】
ここで、前記粘度検出手段は、前記検出された前記液面の移動速度と環境温度に応じて前記液体の粘度を検出する構成とできる。
【００１２】
また、前記検出した液体の粘度に応じて前記送液手段の駆動量を変更する構成とできる。
【００１３】
また、前記送液手段を駆動して前記サブタンクに送液するときに、予め定めた所定時間経過しても前記サブタンクに前記液体が送液されないと判別手段と、前記所定時間を前記検出した液体の粘度に応じて変更する手段とを備えている構成とできる。
【００１４】
また、前記粘度検出手段は、前記メインタンクが交換されたときに、複数回の検出動作を行う構成とできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置によれば、メインタンクからサブタンクに液体を送液し、又は、サブタンクからメインタンクに液体を送液し、電極ピン部材の導通状態を検出してサブタンク内の液面の移動速度を検出し、検出された液面の移動速度に基づいて液体の粘度を検出する構成としたので、簡単な構成で液体の粘度を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成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２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】インク供給系の説明に供する模式的説明図である。
【図４】サブタンクの一例を示す模式的平面説明図である。
【図５】同じく図３の模式的正面説明図である。
【図６】サブタンクの満タン検知の説明に供するキャリッジと満タン検知センサの要部説明図である。
【図７】同じくサブタンクの満タン検知の説明に供する模式的説明図である。
【図８】同装置の制御部を説明する概略ブロック説明図である。
【図９】同制御部が行う本発明の第１実施形態における粘度検出処理の説明に供するフロー図である。
【図１０】同じく粘度検出処理の説明に供するサブタンク内液面変化の説明図である。
【図１１】同じく図１１に続く説明図である。
【図１２】同じく粘度算出の供する説明図である。
【図１３】同じく送液速度とインク粘度の関係の説明に供する説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の説明に供する送液速度とインク粘度と温度の関係の説明に供する説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の説明に供するインク粘度と送液ポンプのトルクの関係の説明に供する説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の説明に供するインク粘度とタイムアウト時間の関係の説明に供する説明図である。
【図１７】本発明の第５実施形態の説明に供するインクカートリッジ交換時のインク粘度の変化の説明に供する説明図である。
【図１８】本発明の第６実施形態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】
【００１７】
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を主走査方向に摺動自在に保持し、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。
【００１８】
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、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１９】
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。
【００２０】
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サブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク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、各色のインクが補充供給される。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、この画像形成装置におけるインク供給系について図３の模式的説明図を参照して説明する。
このインク供給系は、記録ヘッド３４にインクを供給するサブタンク３５と、サブタンク３５に供給するインクを収容したメインタンクとしてのインクカートリッジ１０と、インクカートリッジとサブタンク３５との間に設けられた、チューブポンプなどの可逆型（供給及び吸引を行なえる意味）ポンプからなる送液ポンプ２４１とを備え、送液ポンプ２４１を駆動する駆動モータ２４２を駆動制御して、インクカートリッジ１０からサブタンク３５にインクを送液し（正転送液）、サブタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを送液する（逆転送液）。
【００３３】
なお、本実施形態では、サブタンク３５の負圧を形成するとき、サブタンク３５からインクカートリッジ１０にインクを逆転送液することで負圧を形成するようにして、負圧形成時に使用するインクの再利用を可能とし、無駄なインクの消費を低減している。
【００３４】
次に、サブタンク３５の一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同サブタンクの１つのヘッド分の模式的上面説明図、図５は同サブタンクの１つのヘッド分の模式的正面説明図である。
サブタンク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の開口部は可撓性フィルム２０３で密閉し、タンクケース２０１内に配置した弾性部材としてのバネ２０４によってフィルム２０３を常時外方へ付勢している。これにより、タンクケース２０１のフィルム２０３がバネ２０４によって外方への付勢力が作用しているので、タンクケース２０１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。
【００３５】
また、タンクケース２０１の外側には、一端部を支軸２０２で揺動可能に支持され、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（満タン検知フィラともいう。）２０５がフィルム２０３に接着などで固定され、フィルム２０３の動きに連動して変位部材２０５が変位するので、装置本体側に配置された光学センサからなる満タン検知センサ３０１によって変位部材２０５の変位量を検知することによりサブタンク３５内のインク残量などを検知することができる。
【００３６】
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、サブタンク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、サブタンク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、サブタンク３５内に大気開放状態（大気に連通した状態）になる。
【００３７】
また、サブタンク３５内のインク液面高さを検出するための複数の長さの異なる電極ピン部材（以下「電極ピン」という。）２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ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、２０８ｃの所までインクが到達すると、電極ピン２０８ａと２０８ｂ間、２０８ａと２０８ｃ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になったことを検出できる。
【００３８】
このサブタンク３５における満タン検知について図６及び図７を参照して説明する。
ここでは、図６に示すように、装置本体側には、キャリッジ３３が主走査方向に移動するときに各サブタンク３５の変位部材（満タン検知フィラ）２０５の先端２０５ａが通過する位置に、前述した透過型光センサである満タン検知センサ３０１が設置されている。ここで、キャリッジ３３の主走査方向の位置は、エンコーダセンサ３３１によってキャリッジ主走査方向に沿って配置されたエンコーダスケール３３２を読み取ることで検出している。
【００３９】
したがって、図７（ａ）に示すように、サブタンク３５を満タンにしたときに、満タン検知センサ３０１で満タン検知フィラ２０５の先端２０５ａが検知されるときのキャリッジ３３の位置を記憶しておき、同図（ｂ）に示すように、キャリッジ３３を当該記憶した位置に移動し、大気開放状態で、サブタンク３５にインクを正転送液（補給）すると、満タン検知フィラ２０５が例えば破線図示の位置から実線図示のように変位するので、満タン検知センサ３０１で満タン検知フィラ２０５の先端２０５ａが検知されたときをサブタンク３５が満タンになったと検出する。
【００４０】
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５００は、この装置全体の制御を司り、本発明に係る粘度検出手段、判別手段、送液ポンプ２４１の駆動力を変更する手段などを兼ねる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。
【００４１】
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、サブタンク３５の大気開放機構２０７を開閉する大気開放ソレノイド３０２を駆動するソレノイド駆動部５１２と、送液ポンプ２４１を駆動する駆動モータ２４２を駆動するポンプ駆動部５１６などを備えている。
【００４２】
さらに、ＣＰＵ５０１は、カートリッジ通信回路５１７を介して、インクカートリッジ１０に備えられるインク情報（残量、使用日時、色種など）を格納したインク情報格納手段としての例えばカートリッジＥＥＰＲＯＭなどを含むＩＤチップ５２１との間での通信を行い、インクカートリッジ１０のＩＤチップ５２１からインク残量を情報を読み出して内部の不揮発性メモリ５０４などに記憶手段に保持し、サブタンク３５に供給したインク量、サブタンク３５から戻したインク量の加減算を行なって、インクカートリッジ１０のインク残量を演算して、その結果をインクカートリッジ１０のＩＤチップ５２１に再書き込みするなどの制御を行なう。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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７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７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。
【００４８】
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、この画像形成装置の制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ制御部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５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（温度センサ）、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、サブタンク３５の変位部材２０５を検知する満タン検知センサ３０１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。
【００４９】
また、このＩ／Ｏ部５１３には液面検出部５３０の検出結果が入力される。液面検出部５２０は、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間に、順次各ピンがインク中に浸漬された時ときに電極ピン２０８ｂ又は２０８ｃから電極ピン２０８ａに向かう方向に電流が流れる電圧を印加し、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間にそれぞれ電流が流れたことを検出する。
【００５０】
そして、ＣＰＵ５０１は、インクカートリッジ１０からサブタンク３５へのインク供給を行なって、液面検出部５３０からの液面検知信号を受けて、液面の移動速度を検出し、移動速度と予めＲＯＭ５０２などに保持している液面移動速度とインク粘度の相関関係を示すテーブルを使用するなどして、インク粘度の検出を行なう。
【００５１】
次に、本発明の第１実施形態における粘度検出処理について図９のフロー図及び図１０ないし図１３の説明図を参照して説明する。
まず、サブタンク３５には前述したように３本（３本以上であればよい。）の電極ピン２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃを設けている。この電極ピン２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃの長さ（サブタンク内の長さの意味）の関係は、図１０にも示すように、２０８ａ＞２０８ｂ＞２０８ｃとい、高さ方向における下端位置は、電極ピン２０８ａが最も低く、電極ピン２０８ｂが中間、電極ピン２０８ｃが最も高いとする。
【００５２】
また、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間に、インクに浸漬されたときに電極ピン２０８ｂ、２０８ｃから電極ピン２０８ａに向かう方向に電流が流れる電圧を印加し、電極ピン２０８ｂと２０８ａ間、２０８ｃとピン２０８ａ間にそれぞれ電流が流れたことを検出する液面検出部５３０を設け、液面検出部５３０の検出結果を制御部５００に入力するようにしている。
【００５３】
図９を参照して、電極ピン２０８ａがインク４００中に浸漬されていない状態（液面検知部５３０から電極ピン２０８ｂに電流を流しても検出できない状態）で、インクカートリッジ１０からサブタンク３５にインクを供給し、電極２０８ｂと電極２０８ａが導通したか否か（電極２０８ｂ、２０８ａ検知）を判別する
【００５４】
すなわち、サブタンク３５へのインク供給により、図１０（ａ）に示すように、インク４００の液面４００ａが上昇し、更にインクを供給し続けると、同図（ｂ）に示すように、電極ピン２０８ａにインク液面４００ａが到達し、その後インク液面４００ａが電極ピン２０８ｂに到達することで、電極ピン２０８ａと２０８ｂとの間に電流が流れ、液面検知部５３０によってインク液面が電極ピン２０８ｂの位置に達したことが検出される。
【００５５】
そして、電極２０８ｂと電極２０８ａが導通したときに、電極２０８ｃに電流を流すとともに、電極２０８ｂから電極２０８ｃに達するまでの時間をカウントするタイマをスタートし、電極２０８ｃと電極２０８ａが導通したか否か（電極２０８ｃ、２０８ａ検知）を判別する
【００５６】
すなわち、図１１（ａ）に示すように、液面検知部５３０から電極ピン２０８ｃに電流を流し、インク供給を続けると、図１１（ｂ）に示すように、インク液面４００ａが電極ピン２０８ｃに到達することで、電極ピン２０８ａと２０８ｃとの間に電流が流れ、液面検知部５３０によってインク液面が電極ピン２０８ｃの位置に達したことが検出される。
【００５７】
そこで、インク液面が電極２０８ｂに達してから電極２０８ｃに達するまでの時間Δｔを算出し、インク粘度を算出する。
【００５８】
すなわち、図１２に示すように、電極ピン２０８ｃと電極ピン２０８ｂの長さの差をΔｈ、サブタンク３５の横断面積をΔＡとする。電極ピン２０８ｂによるインク液面検知１回目から、電極ピン２０８ｃによるインク液面検知２回目までの経過時間Δｔを計時することで、インクカートリッジ１０からサブタンク３５への送液速度Ｖは、Ｖ＝（Δｈ・ΔＡ）／Δｔ［ｍ３／ｓ］で算出することができる。
【００５９】
つまり、送液ポンプ２４１を正転駆動して、インクカートリッジ１０からサブタンク３５側に正転送液することで、インク液面を上昇させて、その上昇速度を送液速度として得ることができる。
【００６０】
なお、インク供給方向（矢印方向）と逆方向に、つまり、送液ポンプ２４１を逆転駆動して、サブタンク３５からインクをインクカートリッジ１０側に逆転送液することで、インク液面を下降させて、その下降速度を送液速度として得ることもできる。
【００６１】
一方、送液ポンプ２４１による送液速度とインク粘度との関係は、図１３に示すように反比例の相関関係にあり、送液速度Ｖが得られると、対応するインク粘度νを得ることができる。
【００６２】
このように、メインタンクからサブタンクに液体を送液し、又は、サブタンクからメインタンクに液体を送液し、電極ピン部材の導通状態を検出してサブタンク内の液面の移動速度を検出し、検出された液面の移動速度に基づいて液体の粘度を検出する構成とすることで、簡単な構成で液体の粘度を検出できる
【００６３】
そこで、例えばインクカートリッジを再利用した場合、インクカートリッジを交換した場合、またインクカートリッジのインク情報が予定されたインクカートリッジでない場合などに、上述した粘度検出処理を行なうことで、装置の性能を維持することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施形態について図１４を参照して説明する。
インク粘度は温度にも依存して特性が変化するため、送液速度とインク粘度の関係を一義的に定めると、本来のインク粘度を正しく検出できない可能性がある。
【００６５】
そこで、予め複数の温度（ここでは温度Ｔ１〜Ｔ３とするが、これに限らない。）毎に送液速度とインク粘度との関係を定めておき、センサ群５１５に含まれる環境温度センサで検出した温度に応じてインク粘度を求めるようにすることが好ましい。
【００６６】
次に、本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。
送液ポンプ２４１として使用しているチューブポンプ（チュービングポンプ）を駆動する駆動モータ２４２の回転速度は、フィードバック制御して一定に保つこともできるが、速度検出手段が必要になるためにコストが高くなる。
【００６７】
そこで、本実施形態では、例えば、図１５に示すように、複数段階（ここでは、Ａ〜Ｅの５段階としているが、これに限らない。）のインク粘度に対応して複数段階の駆動モータトルクを予め設定しておき、前述したようにして検出したインク粘度に応じて送液ポンプ２４１の回転速度（インク送液速度）を変更するようにしている。
【００６８】
これによって、送液ポンプの駆動トルクをインク粘度にかかわらず一定値とする場合に比べて、回転速度（インク送液速度）のばらつきを抑えることができる。
【００６９】
次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。
前述したように送液ポンプ２４１を駆動してインクカートリッジ１０からサブタンク３５にインク供給を行ったとき、所定時間が経過しても、電極ピン２０８でインクを検知できない場合に、インクが送液されていないことになる。
【００７０】
そこで、送液ポンプ２４１の駆動開始からの経過時間が予め設定した所定時間（これを「タイムアウト時間」という。）以上になってもインクを検知できないこの場合には、「インク送液できず（又はカートリッジ空）」と判別して、その旨をユーザに通知するなどしている。
【００７１】
ここで、送液量はインク粘度に応じて変化するので、本実施形態では、図１４に示すように、複数段階（ここでは、Ａ〜Ｅの５段階としているが、これに限らない。）のインク粘度に対応したタイムアウト時間を設定している。これにより、インク粘度の変化による送液量の変化によるタイムアウト検出精度のバラツキを低減することができる。
【００７２】
次に、本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。
例えば、インク粘度ａのインクＡを収容したインクカートリッジ１０を使用し、その後インクＡが供給チューブ３６やサブタンク３５内に残存した状態で、インク粘度ｂのインクＢのインクカートリッジ１０に交換した場合、インク供給系のインク粘度は、インクＡにインクＢが漸次置換されていくことから、インクＡとインクＢの混合度によって、図１５に示すように変化する。
【００７３】
そこで、本実施形態では、インクカートリッジ１０のＩＤチップ５２１に記憶されているインク情報から、インクカートリッジ１０が交換されたことを検知した場合、インクＡからインクＢへのインク切り換わりの過程において、インク粘度検出動作（処理）をインク粘度が安定するまで複数回、例えば一定の間隔で行うようにしている。これにより、インク粘度の検出精度を向上させることができる。
【００７４】
次に、本発明の第６実施形態について図１８を参照して説明する。
本実施形態では、検出したインク粘度が本画像形成装置が予定しないインク粘度である場合などに、その旨を操作パネル５１４やホスト６００側のプリンタドライバ６０１を通じて表示することでユーザに通知している。
【００７５】
以上の液体粘度検出処理などの各種の本発明に係る処理は、ＲＯＭ５０２に格納されているプログラムによってコンピュータに実行させる。このプログラムは、情報処理装置（ホスト６００）側にダウンロードして画像形成装置にインストールすることができる。また、上記処理は、情報処理装置（ホスト６００）側のプリンタドライバで行う構成とすることもできる。さらに、本発明に係る画像形成装置と情報処理装置又は画像形成装置と本発明に係る処理を行うプログラムを有する情報処理装置とを組み合わせて画像形成システムとして構成することもできる。
【符号の説明】
【００７６】
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 サブタンク
８１ 維持回復機構
２０８〜２０８ｃ 電極ピン部材
２４１ 送液ポンプ
５００ 制御部
６００ ホスト（情報処理装置）
【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サブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクと前記サブタンクとの間に設けられた送液手段と、
前記サブタンクに設けられた複数の長さの異なる電極ピン部材と、
前記メインタンクから前記サブタンクに前記液体を送液し、又は、前記サブタンクから前記メインタンクに前記液体を送液し、前記電極ピン部材の導通状態を検出して前記サブタンク内の液面の移動速度を検出し、前記検出された前記液面の移動速度に基づいて前記液体の粘度を検出する粘度検出手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記粘度検出手段は、前記検出された前記液面の移動速度と環境温度に応じて前記液体の粘度を検出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】
前記検出した液体の粘度に応じて前記送液手段の駆動量を変更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。
【請求項４】
前記送液手段を駆動して前記サブタンクに送液するときに、予め定めた所定時間経過しても前記サブタンクに前記液体が送液されないと判別手段と、前記所定時間を前記検出した液体の粘度に応じて変更する手段とを備えてい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。
【請求項５】
前記粘度検出手段は、前記メインタンクが交換されたときに、複数回の検出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。
【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サブタンクと、
前記サブタンクに供給する前記液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクと前記サブタンクとの間に設けられた送液手段と、
前記サブタンクに設けられた複数の長さの異なる電極ピン部材と、
前記メインタンクから前記サブタンクに前記液体を送液し、又は、前記サブタンクから前記メインタンクに前記液体を送液し、前記電極ピン部材の導通状態を検出して前記サブタンク内の液面の移動速度を検出し、前記検出された前記液面の移動速度に基づいて前記液体の粘度を検出する粘度検出手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記粘度検出手段は、前記検出された前記液面の移動速度と環境温度に応じて前記液体の粘度を検出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】
前記検出した液体の粘度に応じて前記送液手段の駆動量を変更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。
【請求項４】
前記送液手段を駆動して前記サブタンクに送液するときに、予め定めた所定時間経過しても前記サブタンクに前記液体が送液されないと判別手段と、前記所定時間を前記検出した液体の粘度に応じて変更する手段とを備えてい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。
【請求項５】
前記粘度検出手段は、前記メインタンクが交換されたときに、複数回の検出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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１８３６１７（Ｐ２０１１−１８３６１７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９７５８（Ｐ２０１０−４９７５８）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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