JP5361764B2 - インクジェットプリンタ及びその異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ及びその異常検出方法に関する。

従来、一般的にインクジェットプリンタは、サーマルヘッド方式或いは、電気機械変換素子（ピエゾ）方式等のインクヘッドを搭載し、用紙等の記録媒体上にインク滴を吐出することによって画像記録が行われている。このようなインクジェットプリンタの一部には、インクを循環させるインク循環経路を備えたものがある。

例えば、特許文献１に開示されているインクジェットプリンタは、記録ヘッドと、記録ヘッドより上方に設けられた第１のインク室と、記録ヘッドより下方に設けられた第２のインク室と、第２のインク室内のインクを第１のインク室へと送るポンプと、によってインク循環経路を構成し、インクを循環させている。

その際、インクジェットプリンタは、第１のインク室、及び第２のインク室のそれぞれに設けられたインク液面検出器によって第１のインク室、及び第２のインク室内のインク量を所定の量に保ちながらインクを循環させている。

特開２００１−２１９５８０号公報

ところで、上述し特許文献１では、第１のインク室、及び第２のインク室のそれぞれに設けられたインク液面検出器が正常に動作することが前提となっている。ところが、第１のタンク、及び第２のタンクのそれぞれに設けられたインク液面検出器は、外乱要因によって故障や動作異常を起こすことがある。

このような場合、上述し特許文献１では、インクの循環を正常に行うことができなくなり、例えば、第１のインク室内や第２のインク室内のインクが溢れ出し、装置内を汚してしまう虞がある。

そのため、インク液面検出器が正常に動作しているか否かを検出する必要がある。しかしながら、インク液面検出器が正常に動作しているか否かを検出することについては、特許文献１には何の記載もない。

そこで、本発明は、タンク内のインク量を検出する液面検出部の故障や動作異常を簡易な方法で検出することのできるインクジェットプリンタ及びその異常検出方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出するインク吐出部と、該インク吐出部よりも鉛直方向において上方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第１のインク液面検出部を有し、インク吐出部にインクを供給する第１のタンクと、インク吐出部よりも鉛直方向において下方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第２のインク液面検出部を有し、インク吐出部で吐出されなかったインクを受け入れる第２のタンクと、少なくともインク吐出部、第１のタンク、及び第２のタンクを経路に含むインク循環経路と、該インク循環経路に配置されたインク循環用ポンプと、第２のタンクに係合して該第２のタンクのインク液面に掛る気圧を調整する圧力調整機構と、第１のタンクを大気から開放／密閉する第１の開閉手段と、第２のタンクを大気から開放／密閉する第２の開閉手段と、制御部と、を有し、制御部は、第１及び第２の開閉手段により第１及び第２のタンクを密閉した状態とし、圧力調整機構により第２のタンクの空気部を加圧して第２のタンクから第１のタンクにインクを移動させると共にインク吐出部からインクを吐出させてインク吐出部をクリーニングし、第１の待ち時間の経過を待ち、第１及び第２の開閉手段により第１及び第２のタンクを開放した状態とし、第２の待ち時間の経過を待ち、第１のインク液面検出部の出力信号にインク有り無しの変化がないとき第１のインク液面検出部に異常があることを外部に報知し、第２のインク液面検出部の出力信号にインク無し有りの変化がないとき第２のインク液面検出部に異常があることを外部に報知し、第１及び第２のインク液面検出部の出力信号のいずれにも変化があるときはインク循環経路に異常は無いと判断してインク吐出部のクリーニング処理を終了する、ことを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタの異常検出方法は、インクを吐出するインク吐出部と、該インク吐出部よりも鉛直方向において上方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第１のインク液面検出部を有し、インク吐出部にインクを供給する第１のタンクと、インク吐出部よりも鉛直方向において下方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第２のインク液面検出部を有し、インク吐出部で吐出されなかったインクを受け入れる第２のタンクと、少なくともインク吐出部、第１のタンク、及び第２のタンクを経路に含むインク循環経路と、該インク循環経路に配置されたインク循環用ポンプと、第２のタンクに係合して該第２のタンクのインク液面に掛る気圧を調整する圧力調整機構と、第１のタンクを大気から開放／密閉する第１の開閉手段と、第２のタンクを大気から開放／密閉する第２の開閉手段と、制御部と、を有するインクジェットプリンタの異常検出方法であって、第１及び第２の開閉手段により第１及び第２のタンクを密閉した状態とする手順と、圧力調整機構により第２のタンクの空気部を加圧して第２のタンクから第１のタンクにインクを移動させると共にインク吐出部からインクを吐出させてインク吐出部をクリーニングする手順と、第１の待ち時間の経過を待つ手順と、第１及び第２の開閉手段により第１及び第２のタンクを開放した状態とする手順と、第２の待ち時間の経過を待つ手順と、第１のインク液面検出部の出力信号にインク有り無しの変化がないとき第１のインク液面検出部に異常があることを外部に報知する手順と、第２のインク液面検出部の出力信号にインク無し有りの変化がないとき第２のインク液面検出部に異常があることを外部に報知する手順と、第１及び第２のインク液面検出部の出力信号のいずれにも変化があるときはインク循環経路に異常は無いと判断してインク吐出部のクリーニング処理を終了する手順と、から成ることを特徴とする。

本発明によれば、タンク内のインク量を検出する液面検出部の故障や動作異常を簡易な方法で検出することのできるインクジェットプリンタ及びその異常検出方法を提供することができる。

(a),(b) は本発明の実施形態１に係るインクジェットプリンタの概略の断面図であり、(a) は画像記録時の状態を示す図、(b) はクリーニング時の状態を示す図である。 実施形態１に係るインクジェットプリンタにおいて圧力調整部がベローズから成る構成を示す図である。 実施形態１に係るインクジェットプリンタにおいて圧力調整部が加圧ポンプに置き換った構成を示す図である。 実施形態１に係るインクジェットプリンタのヘッドのクリーニング動作を行う処理のフローチャートである。 図４の処理のステップＳ３の加圧処理における詳細な処理のフローチャートである。 実施形態１に係るインクジェットプリンタの上部タンク及び下部タンクに主眼を置いたインク循環部の概略図であり、圧力調整部のベローズが伸長した状態を示す図である。 図６に示すインク循環部の概略図で圧力調整部のベローズが収縮した状態を示す図である。 図５の処理のステップＳ１０７の第２の待ち時間の設定条件となる上部タンク及び下部タンクのあるべき状態を示す図である。 図５の処理の変形例を説明するフローチャートである。 実施形態２に係るインクジェットプリンタの加圧処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、図中、記録媒体の搬送方向をＸ軸方向又は副走査方向とし、この搬送方向と直交する方向をＹ軸方向又は主走査方向又は記録媒体の幅方向としている。また、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向又は上下方向とする。

［実施形態１］
図１(a),(b) は本発明の実施形態１に係るインクジェットプリンタの概略の断面図である。図１(a) は、インクジェットプリンタにおける画像記録時の状態を示し、図１(b) は、インクジェットプリンタにおけるクリーニング時の状態を示している。

図１(a) に示すようにインクジェットプリンタ１は、主として給紙部２、搬送部３、画像形成部４、クリーニング部５、排紙部６及び不図示の制御部で構成されている。
給紙部２は、給紙トレイ７とピックアップローラ８から構成されている。給紙トレイ７には、記録媒体としての例えば所定の大きさにカットされた用紙９が積載されている。ピックアップローラ８は、給紙トレイ７に積載された用紙９を１枚ずつピックアップし、搬送部３へと給送する。

搬送部３は、レジストローラ１２と、従動ローラ１３と、テンションローラ１４と、駆動ローラ１５と、搬送ベルト１６と、プラテン１７と、吸引ファン１８と、から構成されている。

レジストローラ１２には、給紙部２のピックアップローラ８により給送された用紙９が搬送されてくる。レジストローラ１２は、用紙９の搬送を一時停止させ、その搬送姿勢を矯正すると共に搬送開始のタイミングを調整して搬送ベルト１６へと用紙９を搬送する。

搬送ベルト１６は、帯状の無端ベルトであり、不図示の多数の孔が設けられている。この搬送ベルト１６は、例えば、従動ローラ１３、２つのテンションローラ１４、駆動ローラ１５の４つのローラによって、テンションが掛けられた状態で保持されている。

なお、駆動ローラ１５には不図示のモータが接続されており、モータを駆動させることにより搬送ベルト１６は図の時計回り方向に回転する。また、搬送ベルト１６の下方にはプラテン１７と吸引ファン１８が設けられている。

プラテン１７は、少なくとも画像形成部４と対向する領域が平面となるように加工されており、不図示の多数の孔が形成されている。吸引ファン１８は、プラテン１７の多数の孔及び搬送ベルト１６の多数の孔から空気を吸引する。

これにより、レジストローラ１２から搬送ベルト１６に搬送されてきた用紙９は、搬送ベルト１６上に吸着され、所定の搬送速度で下流側へと搬送される。
なお、本実施形態の搬送部３は、不図示の移動機構によって図１(a) に示す記録位置から図１(b) に示す退避位置まで移動する。すなわち、搬送部３は、図１(a) に示す記録位置から下降することで図１(b) に示す退避位置まで移動する。

画像形成部４は、搬送部３に対向して設けられている。この画像形成部４は、Ｋ色ヘッドユニット２１と、Ｃ色ヘッドユニット２２と、Ｍ色ヘッドユニット２３と、Ｙ色ヘッドユニット２４と、ヘッドユニット保持部２５とから構成されている。

Ｋ色ヘッドユニット２１はブラックインクを吐出し、Ｃ色ヘッドユニット２２はシアンインクを吐出し、Ｍ色ヘッドユニット２３はマゼンタインクを吐出し、Ｙ色ヘッドユニット２４はイエローインクを吐出する。

各ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）は、用紙９の搬送方向と直交する方向に延び、用紙９における記録領域幅以上となるように構成されている。そして、各ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）は、ヘッドユニット保持部２５によって保持されている。

本実施形態において、上記の各ヘッドユニットは、それぞれ用紙９の幅に満たない記録幅（ノズル列の長さ）を有する短尺のインクヘッドが例えば６個用いられている。そして、これら６個のインクヘッドが用紙９の幅方向に、例えば千鳥状に配列されている。

これにより、各ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）は、ラインヘッドとなる。
クリーニング部５には、各ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）に対応するクリーニングユニット２６（２６ａ、２６ｂ、２６Ｃ、２６ｄ）が設けられている。これらのクリーニングユニット２６は、ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）のそれぞれ６個の短尺のインクヘッドをクリーニングするために設けられている。

このクリーニングユニット２６は、特には図示しないが、記録ヘッドのノズル面を払拭するブレード部材や、ノズル面をキャッピングするキャップ部材など、インクジェットプリンタにおける周知の部材で構成されている。

そして、クリーニングユニット２６（２６ａ、２６ｂ、２６Ｃ、２６ｄ）は、画像記録の実行時には、図１(a) に示すように、４つのヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）のそれぞれ記録媒体搬送方向下流側で、各ヘッドユニット間の位置（退避位置）に配置される。

また、クリーニングユニット２６（２６ａ、２６ｂ、２６Ｃ、２６ｄ）は、各ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）のクリーニングの実行時には、図１(b) に示すように、対応する各ヘッドユニット（２１、２２、２３、２４）と対向する位置（クリーニング位置）に配置される。

排出部６は、排出ローラ対２７と排出トレイ２８とで構成されている。排出ローラ対２７は、画像形成部４によって画像形成された用紙９を挟持し、排出トレイ２８へと排出する。排出トレイ２８は、排出された記録媒体を複数枚収容可能となっている。

このように構成されたインクジェットプリンタ１は、ピックアップローラ８から１枚ずつ用紙９を搬送部３へと搬送し、画像形成部４によって用紙９に画像を形成し、その用紙９を排出部６へと排出する。これら一連の制御は、不図示の制御部によって行なわれる。

次にインクジェットプリンタ１におけるインク経路の構成について説明する。
図２は、インクジェットプリンタ１のインク経路を模式的に示す図である。
なお、図２では、Ｋ色ヘッドユニット２１、Ｃ色ヘッドユニット２２、Ｍ色ヘッドユニット２３、及びＹ色ヘッドユニット２４に関わる４色のインクのうち、代表的に１色のインクに関わるインク経路の構成を示している。

図２に示すように、インクジェットプリンタ１のインク経路３０は、大別すると、インク循環部３１と、インク循環部３１にインクを補充するための補充部３２と、インク循環部３１で不要となったインクやオーバーフローしたインクを収容する廃液部３３と、少なくともクリーニング処理時にインク循環部３１内の圧力を調整する圧力調整部５７と、を備えている。

まず、補充部３２について説明する。
補充部３２は、インクが充填されたインクカートリッジ３４の供給口３５を着脱可能に装着するためのジョイント部３６を備えている。

そして、インクカートリッジ３４の供絵口３５がジョイント部３６に装着されると、インクカートリッジ３４内のインクがインク循環部３１に供給される。
その際、補充部３２とインク循環部３１とを連結するインク経路には補給弁３７が設けられ、この補給弁３７を開閉することによりインク循環部３１へのインク供給を制御している。

次に、インク循環部３１について説明する。
インク循環部３１は、画像形成部４と、第１のタンクとしての上部タンク３８と、第２のタンクとしての下部タンク３９と、ポンプ４１と、熱交換器４２と、フィルタ４３と、これらの各構成部を順次接続しているインク流路としてのチューブ（図の矢印付きの細い線で示される経路）と、で構成されている。

なお、矢印は、インク循環部３１をインクが循環するときのインクの流れる方向を示している。そして、インク循環部３１において、インクは上部タンク３８から、画像形成部４、下部タンク３９、ポンプ４１、熱交換器４２及び、フィルタ４３の順に流れ、上部タンク３８へ帰還する。

本実施形態のインク循環部３１において、上部タンク３８は画像形成部４よりも重力方向上方に配置されている。そして、下部タンク３９は、画像形成部４よりも重力方向下方に配置されている。

また、本実施形態のインク循環部３１は、大別して第１のインク経路４４と第２のインク経路４５に分けることができる。第１のインク経路４４は、上部タンク３８から画像形成部４を経由して下部タンク３９へインクが流れる経路である。第２のインク経路４５は、下部タンク３９からポンプ４１、熱交換器４２、フィルタ４３を経由して、上部タンク３８へインクが流れる経路である。

まず、第１のインク経路４４の個々の構成について詳細に説明する。
画像形成部４は、前述した構成をしており、ここでは説明を省略する。上部タンク３８は、画像形成部４より前述したように重力方向上方となるように配置されている。さらに詳細には、上部タンク３８内のインク液面４６がラインヘッド５０のノズル面４７より重力方向上方となるように配置されている。

上部タンク３８には、インク入口ポート３８ａと、インク出口ポート３８ｂと、大気ポート３８ｃと、インク液面４６の位置を所定の高さに保つための液面検出部４８と、が設けられている。

インク入口ポート３８ａは、チューブを介して上述した第２のインク経路４５側のフィルタ４３に接続され、フィルタ４３を通過したインクが流入する。
なお、インク入口ポート３８ａの上部タンク３８内の開口部は、流入したインクに気泡が混入し難いよう、上部タンク３８内のインク液面４６よりも鉛直方向（重力方向）に対して、低い位置に設けられている。

インク出口ポート３８ｂは、チューブを介して画像形成部４のインク分配器４９に接続され、上部タンク３８内のインクは、インク分配器４９に流れる。インク分配器４９に流入したインクは、それぞれ略均等にラインヘッド５０の各インクヘッドに分配される。

インク分配器４９を介してラインヘッド５０に流入するインク量は、ラインヘッド５０のノズル孔から吐出されるインク量を上回るよう設定されている。そのため、ラインヘッド５０のノズル孔から吐出されなかったインクは、インク回収器５１に流れ込み、インク回収器５１に接続されているチューブを経由して下部タンク３９に流れる。

大気ポート３８ｃは、チューブを介して廃液部３３のオーバーフロータンク５２と接続されている。このチューブには、第１の大気開放手段としての上部タンク電磁弁５３が設けられている。

オーバーフロータンク５２は、常時、大気にさらされた状態のため、上部タンク電磁弁５３の開閉（開放／遮断）により上部タンク３８内を大気開放、又は密閉させることができる。

そのため、上部タンク３８のインクは、上部タンク電磁弁５３が開かれると、上部タンク３８と画像形成部４との水頭差によってインク分配器４９に流れることになる。また、上部タンク電磁弁５３が閉じられると、上部タンク３８のインクは、インク分配器４９に流れなくなる。

液面検出部４８は、フロート部材４８ａ、液面位置センサ４８ｂ、磁石４８ｃを備えている。フロート部材４８ａは、上部タンク３８内のインクの液面の高さに応じて上下に揺動する。

フロート部材４８ａには、磁石４８ｃが取り付けられている。液面位置センサ４８ｂは磁気センサからなり、フロート部材４８ａに取り付けられた磁石４８ｃを検出することによって、フロート部材４８ａの位置即ち、インク液面４６の高さを検出する。

なお、液面検出部４８は、上記の構成に限ることなく、インク液面４６の位置を検出することができればよく、例えば上部タンク３８の壁面の一部を透明部材で構成し、光学センサで直接液面の位置を検出すようにしてもよい。

下部タンク３９は、画像形成部４より前述したように重力方向下方となるように配置されている。さらに詳細には、下部タンク３９内のインク液面５４がラインヘッド５０のノズル面４７より重力方向下方となるように配置されている。

この下部タンク３９には、インク入口ポート３９ａ、インク補給ポート３９ｂ、インク出口ポート３９ｃ、大気ポート３９ｄが設けられている。また、下部タンク３９内には、液面検出部５５が設けられている。

インク入口ポート３９ａは、画像形成部４のインク回収器５１とチューブを介して接続されている。そのため、ラインヘッド５０で吐出されなかったインクは、水頭差によってインク回収器５１で一旦回収され、下部タンク３９へと流れ落ちる。

インク補給ポート３９ｂは、チューブを介して補充部３２と接続されている。インク循環部３１のインク量が予め設定されたインク量よりも減った場合には、インクカートリッジ３４から下部タンク３９にインクが補給される。

インク出口ポート３９ｃは、チューブを介してポンプ４１と接続されている。大気ポート３９ｄは、チューブ３９ｅを介して廃液部３３のオーバーフロータンク５２と接続されている。

このチューブ３９ｅには、第２の大気開放手段としての下部タンク電磁弁５６が設けられている。オーバーフロータンク５２は、常時、大気にさらされた状態のため、下部タンク電磁弁５６の開閉（開放／遮断）により下部タンク３９内を大気開放、又は密閉させることができる。

また、チューブ３９ｅは、大気ポート３９ｄと下部タンク電磁弁５６との間で分岐され、分岐されたチューブには圧力調整部５７が接続されている。これにより、圧力調整部５７は、下部タンク３９の大気ポート３９ｄと接続されていることになる。

ここで圧力調整部５７について説明する。
圧力調整部５７は、ベローズ５８、錘５９及びベローズ昇降機構６１で構成されている。

ベローズ５８は、チューブ３９ｅに接続されている。また、ベローズ５８には、錘５９が取り付けられている。この錘５９は、ベローズ昇降機構６１によって昇降する。つまり、ベローズ昇降機構６１が上昇すると、ベローズ５８は縮み、ベローズ昇降機構６１が下降すると、ベローズ５８は錘５９によって伸長する。

なお、ベローズ５８を縮めさせた状態のベローズ昇降機構６１の位置を上昇位置とする。また、ベローズ５８を伸長させた状態のベローズ昇降機構６１の位置を下降位置とする。

ここで、下部タンク電磁弁５６を閉じると、下部タンク３９の空気部分、及びベローズ５８の内部は連通しつつ外部とは閉じられた空間となる。この状態でベローズ５８を伸縮させると、上記閉じられた空間の体積が増減する。

そのため、本実施形態の圧力調整部５７は、下部タンク電磁弁５６を開いた状態でベローズ昇降機構６１を上昇位置まで上昇させ、この状態から下部タンク電磁弁５６を閉じ、ベローズ昇降機構６１を上昇位置から下降位置に移動させると、ベローズ５８が錘５９の重さによって下方に引っ張られ、上記閉じられた空間の体積が増加する。すなわち、下部タンク３９には、錘５９に加わる重力と釣り合う大きさの負圧がかかる。

さらに下部タンク３９は、チューブを介してラインヘッド５０と連通しているため、ラインヘッド５０にも同じ負圧がかかる。この負圧は、インク循環時において、印字に適した圧（例えば、インク循環状態で、ノズル圧が約−１ｋＰａ）に設定されている。これにより、ラインヘッド５０の各インクヘッドのノズルには、メニスカスが形成される。

このように、本実施形態の圧力調整部５７は、ラインヘッド５０に所定の負圧を与えて正常な印字動作を可能としている。さらに、本実施形態の圧力調整部５７は、詳細は後述するが、下部タンク電磁弁５６を開いた状態でベローズ昇降機構６１を下降位置まで下降させ、この状態から下部タンク電磁弁５６を閉じ、ベローズ昇降機構６１を上昇位置に向かって上昇させることで、下部タンク３９内を加圧することができる。すなわち、ラインヘッド５０のクリーニングを行うために、該ラインヘッド５０に対して加圧パージを行うことができる。

なお、本実施形態では、負圧及び、加圧を生成するために圧力調整部５７を利用しているが、これに限ることはなく、例えば、下部タンク３９内のインク液面５４をノズル面４７よりさらに重力方向下方の所定の位置（図３に示すインク液面６０）に設定することで、ノズルに負圧を生成し、メニスカスを形成してもよい。すなわち、印字中（下部タンク電磁弁５６は開いた状態）に下部タンク３９のインク液面６０とノズル面４７との水頭差によってラインヘッド５０に所定の負圧がかかるようにしてもよい。

この場合、ラインヘッド５０に対する加圧パージは、図３に示すように、下部タンク３９に設置された加圧ポンプ７１によって行うこととする。もちろん、圧力調整部５７及び加圧ポンプ７１のそれぞれを設けてもよい。

液面検出部５５は、前述した液面検出部４８と同様なため説明は省略する。
次に、第２のインク経路４５の個々の構成について詳細に説明する。
ポンプ４１は、下部タンク３９のインク出口ポート３９ｃとチューブで接続されており、印字中において上部タンク３８内のインクが所定量以下になると駆動され、下部タンク３９内のインクを上部タンク３８へ送る。

本実施形態では、ポンプ４１の送液能力は、インク回収器５１から下部タンク３９に流入してくるインク量よりも、多くのインクを上部タンク３８へと送液可能に設計されている。

このように通常の使用状態で下部タンク３９に流入するインク流量よりも、ポンプ４１で汲み出し可能なインク流量を多くすることで、下部タンク３９からインクが溢れない。
尚、ポンプ４１は、下部タンク３９に流入するインク量よりも多くのインクを送液出来る能力があるポンプであれば、何でも良く、例えばシリンジポンプ、ダイヤフラムポンプ、チューブポンプ、ロータリーポンプ、ギアポンプ、又は渦巻きポンプ等が使用される。

ここで、廃液部３３について説明する。廃液部３３は、タンクトレイ６２と、廃液タンク６３と、廃インク量検知部６４と、タンク装着検知部６５と、前述したオーバーフロータンク５２とで構成される。

オーバーフロータンク５２は、上面が開口しており、大気と連通した状態となっている。そして、オーバーフロータンク５２は、ポンプ４１が破損してインクが漏れてもそのインクを全て受けるようポンプ４１の下方に設けられている。

このオーバーフロータンク５２は、上部タンク３８、及び下部タンク３９と接続されている。従って、装置の異常により上部タンク３８や、下部タンク３９からオーバーフローによりインクが溢れ出したとしても、漏れたインクをオーバーフロータンク５２に収容させることができる。

また、オーバーフロータンク５２は、チューブを介して廃液タンク６３と接続されている。廃液タンク６３は、タンクトレイ６２上に配置され、タンクトレイ６２に対して着脱可能となっている。

この廃液タンク６３には、チューブを介して補充部３２とも接続されている。これによりインクカートリッジ３４の交換時に外部に漏れ出たインクは、チューブを介して廃液として廃液タンク６３に送り出される。

タンクトレイ６２には、廃液タンク６３内に収容されたインク量を検知する廃インク量検知部６４と、重量の検知や光学的な検知により廃液タンク６３が装着されているか否かを検知するタンク装着検知部６５が設けられている。そして、廃液タンク６３内に所定量の廃液が溜まると、廃インク量検知部６４が検知してユーザに交換を示唆するように報知する。

熱交換部１２は、インク循環部３１内を流れるインクを加温、及び／又は、冷却する。すなわち、熱交換部１２は、インク循環部３１内を流れるインクの温度を印字可能な所望の温度に制御する。なお、インク循環部３１内には、該インク循環部３１内を流れるインクの温度を検出するための不図示の温度センサが設けられており、熱交換部１２は、この温度センサの検出結果に基づいて制御される。

フィルタ４３は、インク循環部３１内を流れるインクに含まれる異物を除去する。これにより、ラインヘッド５０のノズルは、目詰まりなどを起こすことがない。
このように構成されたインク循環部３１は、画像記録形成時は、インクを循環させるため、上部タンク電磁弁５３を開いて上部タンク３８内を大気開放状態にすると共に、下部タンク電磁弁５６を閉じて下部タンク３９内を密閉状態（大気に対して遮断）にする。さらに、この状態で下部タンク３９内の圧力を圧力調整部５７によって所定の負圧状態にする。

これによって、ラインヘッド５０の各インクヘッドのノズルには、内側に球面状に凹むメニスカスが形成され、インクを循環させながら正常な印字動作が可能となっている。そして、インク循環中において、上部タンク３８内のインク量が所定量以下になるとポンプ４１が駆動され、下部タンク３９内のインク量が所定量以下になると補充部３２からインクが補給される。

インクジェットプリンタ１の待機時（非画像形成時）には、上部タンク電磁弁５３を閉じて上部タンク３８内を大気に対して遮断すると共に、下部タンク電磁弁５６を開いて下部タンク３９を大気開放状態とする。

このとき、下部タンク３９は、前述したようにラインヘッド５０より重力方向下方に配置されているため、ラインヘッド５０のノズル孔には水頭差によりメニスカスが形成されている。そのため、ラインヘッド５０からインクが垂れ落ちることはない。

ところで、上述したインクジェットプリンタ１では、定期的（インク循環開始前や所定の時間経過後）、又は記録媒体の記録枚数等応じて、ノズル孔がインクや異物で目詰まりを起こさないようにノズル孔を加圧するクリーニング処理（加圧パージ）を行う。

そこで、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１のクリーニング処理の方法について説明する。
図４は加圧パージによる各ヘッドユニット（ラインヘッド５０）のクリーニング動作を行う処理のフローチャートである。

ステップＳ１では、図１(b) に示すように、各クリーニングユニット２６を各ヘッドユニット（ラインヘッド５０）と対向するクリーニング位置へと移動させる。
ステップＳ２では、インク循環部３１内を加圧し、ラインヘッド５０のノズルから強制的にインクを排出（吐出）させる加圧処理を行う。この時、ノズルから排出されたインクは、ステップＳ１によって各クリーニングユニット２６内に収容することができる。なお、加圧処理の詳細については、後述する。

ステップＳ３では、加圧処理によってノズル面に付着したインクを各クリーニングユニット２６によって除去する。
ステップＳ４では、図１(a) に示すように、各クリーニングユニット２６を退避位置へと移動させる。そして、クリーニング処理を終了する。

図５は、図４で説明したステップＳ３の加圧処理における詳細な処理のフローチャートである。
図６は、上部タンク３８及び下部タンク３９に主眼を置いたインク循環部３１の概略図であり、圧力調整部５７のベローズ５８が伸長した状態を示している。

図７は、図６のインク循環部３１において圧力調整部５７のベローズ５８が収縮した状態を示す図である。
加圧処理を行う前のインクジェットプリンタ１は、次のような状態となっている。ポンプ４１の駆動は停止し、上部タンク電磁弁５３は閉じられ（上部タンク３８は大気から遮断され）、下部タンク電磁弁５６は開放されている。（下部タンク３９は大気と連通している）。

このような状態で加圧処理は開始される。なお、記録時（循環時）において、液面検出部４８及び液面検出部５５が正常に動作しているときは、インク液面４６は範囲８１（上限８１ａ、下限８１ｂ）の間で上下し、インク液面５４は範囲８２（上限８２ａ、下限８２ｂ）の間で上下している。

図５におけるステップＳ１０２では、図６に示すベローズ昇降機構６１を下降させる。これにより、ベローズ５８は、錘５９によって引っ張られ、伸張する。このとき、下部タンク電磁弁５６は開放されているため、下部タンク３９内の圧力変動は生じない。すなわち、ベローズ５８が伸長しても下部タンク３９内の圧力は、大気圧状態となっている。

ステップＳ１０３では、上部タンク電磁弁５３、及び下部タンク電磁弁５６を閉じる。（上部タンク電磁弁５３が閉じられている場合は、この状態を維持する。）これにより、インク循環部３１は密閉状態となる。ステップＳ１０４では、ベローズ昇降機構６１を上昇させてベローズ５８を縮める（図６の状態から図７の状態となる）。これにより、下部タンク３９の空気部が加圧される。

すなわち、下部タンク３９と連通されているラインヘッド５０が加圧され、これにより、ノズルからインクが強制的に排出（吐出）される。そして、ステップ１０５では、加圧を所定の時間（第１の時間）だけ行う。

ここで、下部タンク３９の空気部を加圧すると以下のような現象が起こる。
下部タンク３９の空気部が加圧されると、ラインヘッド５０のノズルからインクを排出するために必要な圧力よりも密閉された上部タンク３８の空気部を圧縮するのに必要な圧力のほうが小さいため、まず、上部タンク３８内の空気が圧縮される。

換言すれば、ラインヘッド５０のノズルからはインクが排出されず、圧縮される空気の体積分のインクが、図７の矢印８３、矢印８４で示すように、下部タンク３９から上部タンク３８へと第１のインク経路４４と第２の経路４５との少なくとも一方、又は両方を介して移動する。そのため、上部タンク３８内の液面４６（インク量）は、図６に示す状態から図７に示す状態まで上昇（増加）する。

なお、第２の経路４５の流路抵抗よりも第１のインク経路４４の流路抵抗のほうが小さければ、移動するインクは主に第１のインク経路４４を通る。逆に第１のインク経路４４の流路抵抗のほうが大きければ、移動するインクは主に第２の経路４５を通る。

次に、上部タンク３８の空気部が所定だけ圧縮されると、すなわち、下部タンク３９から所定量のインクが上部タンク３８に移動されると、ラインヘッド５０からインクが排出される。すなわち、上部タンク３８の空気部を圧縮するのに必要な圧力の方がラインヘッド５０のノズルからインクを排出するために必要な圧力よりも大きくなると、ラインヘッド５０のノズルからインクが排出される。そのため、下部タンク３９内の液面５４（インク量）は、図６に示す状態から図７に示す状態まで下降（減少）する。

そこで、本実施形態では、前述した現象を考慮して、ステップ１０５における第１の時間は、図７に示すように、上部タンク３８のインク液面４６が上限８１ａ以上の位置まで上昇し、液面検出部４８が「インク有り」を通知し、下部タンク３９のインク液面５４が下限８２ｂ以下の位置まで下降し、液面検出部５５が「インク無し」を通知するような時間に設定される。なお、上記第１の時間は、下部タンク３９内のインクが空にならない程度に設定される。

ステップＳ１０５で設定された第１の時間だけ加圧が行われると、次に、ステップＳ１０６では、上部タンク電磁弁５３、及び下部タンク電磁弁５６を開放し、上部タンク３８内の空気部及び、下部タンク３９内の空気部をそれぞれ大気と連通させる。これにより、上部タンク３８からラインヘッド５０を介して下部タンク３９へとインクが流れ落ちる状態となる。

ステップＳ１０７では、上部タンク電磁弁５３、及び下部タンク電磁弁５６を開放した状態で所定の時間（第２の時間）待つ。これにより、上部タンク３８内のインク量は減少し、下部タンク３９内のインク量は増加する。

ここで、図８は、上記のような第２の時間の設定条件となる上部タンク３８及び下部タンク３９のあるべき状態を示す図である。第２の時間は、上部タンク３８のインクの液面４６が下限８１ｂ以下の位置まで下降し、液面検出部４８が「インク無し」を通知し、下部タンク３９のインクの液面５４が上限８２ａ以上の位置まで上昇し、液面検出部５５が「インク有り」を通知するような時間に設定される。なお、第２の時間は、上部タンク３８内のインクが空にならない程度、且つ下部タンク３９内のインクが溢れない程度に設定される。

なお、本実施形態では、上記第２の時間の間にノズルについた液滴をふき取るためのワイプ動作を行うが、ノズルにかかる圧力が負圧にならないために上部タンク電磁弁５３、及び下部タンク電磁弁５６の開放タイミングをずらすことで、ノズルに正圧をかけるようにしてもよい。

ステップＳ１０７で設定された第２の時間だけが上部タンク電磁弁５３、及び下部タンク電磁弁５６を開放されると、ステップＳ１０８では、液面検出部４８の状態が変わった否かを判断する。液面検出部４８が正常に動作していれば、ステップＳ１０５によって上部タンク３８内のインク量が所定量以上であるという検出信号「インク有り」を通知し、ステップＳ１０７によって上部タンク３８内のインク量が所定量以下であるという検出信号「インク無し」を通知する。

つまり、液面検出部４８が正常に動作していれば、ステップＳ１０５及びステップＳ１０７の処理によって、液面検出部４８は、「インク有り」の検出信号と「インク無し」の検出信号の２つの検出信号を通知する。すなわち、液面検出部４８の状態が変化している。

それに対し、液面検出部４８が「インク有り」の検出信号と「インク無し」の検出信号のどちらか一方しか通知しない、つまり液面検出部４８の状態が変化しない場合は、液面検出部４８が故障、又は動作異常していること意味する。

このように液面検出部４８の状態が変化していない場合は（Ｓ１０８がＮｏ）、液面検出部４８が故障又は動作異常があると判断して、ステップＳ１１１に進み、ユーザもしくは保守作業を行うサービスマンへ、液面検出部４８が故障又は動作異常であることを示す「異常１」を報知する。

他方、液面検出部４８の状態が変化している場合は（Ｓ１０８がＹｅｓ）、続いてステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０８と同様な判断を行う。
つまり、液面検出部５５が正常に動作していれば、ステップＳ１０５によって下部タンク３８内のインク量が所定量以下であるという検出信号を通知し、ステップＳ１０７によって下部タンク３８内のインク量が所定量以上であるという検出信号を通知する。

つまり、液面検出部５５が正常に動作していれば、ステップＳ１０５及びステップＳ１０７の処理によって、液面検出部５５は、「インク無し」の検出信号と「インク有り」の検出信号の２つの検出信号を通知し、状態が変化する。

それに対し、液面検出部５５が「インク無し」の検出信号と「インク有り」の検出信号のどちらか一方しか通知しない、つまり液面検出部５５の状態が変化しない場合は、液面検出部５５が故障又は動作異常していること意味する。

このように液面検出部５５の状態が変化していない場合は（Ｓ１０９がＮｏ）、液面検出部５５が故障又は動作異常があると判断して、ステップＳ１１２に進み、ユーザもしくは保守作業を行うサービスマンへ、液面検出部５５が故障又は動作異常があることを示す「異常２」を報知する。

ステップＳ１０８及びステップＳ１０９で判別がＹｅｓの場合は、次のステップＳ１１０へ移行し、上部タンク電磁弁５３を閉じて、上部タンク３８を密閉する。また、下部タンク電磁弁５６は開放されたままの状態が維持される。そして加圧処理を終了する。

なお、このステップＳ１１０はステップＳ１０８の前に行ってもよいし、ステップＳ１０８とステップＳ１０９との間に行ってもよい。また、ステップＳ１０８とステップＳ１０９とは、逆の順序で行ってもよい。つまり、液面検出部５５の状態を先に判断し、その後に液面検出部４８の状態を判断してもよい。さらに、不図示だが、ステップＳ１１０の後にカートリッジからインクを補給するとともに、インクを循環させて、図６の状態に戻してもよい。

このように本実施形態１によれば、クリーニング処理と同時に液面検出部の異常を検出できる。また、一般に装置を長時間停止させたときに液面検出部に故障や異常が起こりやすいが、装置を長時間停止した後に装置を起動させるときは、ヘッドのクリーニング処理を行うため、このクリーニング処理中に液面検出部の異常を判断できるので、インクを循環させる前に異常をユーザに通知できる。よって、タンクからインクが溢れだすことがない。

〔変形例〕
図９は上述の本発明の実施形態１の変形例を説明するフローチャートである。上述した実施形態１では、クリーニング処理中に補充部からインクの補給動作を行わなかったが、本変形例では、クリーニング処理中に補充部からインクの補給動作も行う。

図９において、ステップＳ２０２からステップＳ２０６までは、実施形態１の図５におけるステップＳ１０２からステップＳ１０６までの処理と同じである。ここで、本変形例ではステップＳ２０７の第２の時間中に図２における補給弁３７を開いて補充部３２からインク循環部３１にインクを補給する。

補給するインク量は、加圧処理で排出されたインク量相当であればよい。加圧によって排出されるインク量は、第１の時間と、機内温度に応じて変化するインクの粘性と流路抵抗とから、容易に算出することができる。

なお、インクの補給は下部タンク３９に対して行っているが、上部タンク３８にインク補給ポートを設けて、インクの補給を上部タンク３８に対して行うようにしてもよい。
このステップＳ２０７の処理を行うことで、インク循環部３１のインク量は、加圧を行う前のインク量と略等しくすることができる。そのため、第２の時間経過した後に下部タンク３９の液面５４が下限８２ｂ以下になることを防止することができる。

なお、図９のステップＳ２０８からステップＳ２１２に係わる処理は、図５におけるステップＳ１０８からステップＳ１１２の処理と同じである。
このように、変形例においても、クリーニング処理中に液面検出部の異常を判断することができる。

［実施形態２］
図１０は、実施形態２に係るインクジェットプリンタの加圧処理のフローチャートである。尚、インクジェットプリンタの構成は、図１及び図２に示した構成と同様である。
図１０において、ステップＳ３０２からステップＳ３０５までは、実施形態１の図５におけるステップＳ１０２からステップＳ１０５までの処理と同じである。ここで、次のステップＳ３０６の処理で、上部タンク電磁弁５３を開放する。これにより上部タンク３８が大気開放される。

次に第３の時間の待ちに入ると同時に、圧力調整部５７のベローズ昇降機構６１を下降させる。これにより錘５９に引かれてベローズ５８が伸長し、下部タンク３９の空気部に負圧が発生する。

この負圧に吸引されて、上部タンク３８のインクが、下部タンク３９に移動する。前述した実施形態１及びその変形例では、上部タンク３８と下部タンク３９のインク液面の水頭差により、上部タンク３８から下部タンク３９にインクを移動させたが、本実施形態２では、上記のように負圧により強制的に吸引してインクを移動させる。そのため、第３の時間は、前述した第２の時間より短縮することができる。

このように本実施形態でも、クリーニング処理中に液面検出部の異常を判断することができる。さらに本実施形態では、クリーニング処理、及び液面検出部の異常有無の検出時間を短縮することができる。

なお、上述した実施形態、及びその変形例では、ラインヘッドを用いたライン型プリンタについて説明したが、記録ヘッドを記録媒体に対して走査しながら記録を行うシリアル型プリンタにおいても適用できる。

本発明は、インクジェットプリンタの異常検出方法に利用することができる。

１ インクジェットプリンタ
２ 給紙部
３ 搬送部
４ 画像形成部
５ クリーニング部
６ 排紙部
１２ レジストローラ
１３ 従動ローラ
１４ テンションローラ
１５ 駆動ローラ
１６ 搬送ベルト
１７ プラテン
１８ 吸引ファン
２１ Ｋ色ヘッドユニット
２２ Ｃ色ヘッドユニット
２３ Ｍ色ヘッドユニット
２４ Ｙ色ヘッドユニット
２５ ヘッドユニット保持部
２６（２６ａ、２６ｂ、２６Ｃ、２６ｄ） クリーニングユニット
３０ インク経路
３１ インク循環部
３２ 補充部
３３ 廃液部
３４ インクカートリッジ
３６ ジョイント部
３７ 補給弁
３８ 上部タンク
３９ 下部タンク
４１ ポンプ
４２ 熱交換器
４３ フィルタ
４４ 第１のインク経路
４５ 第２のインク経路
４６ インク液面
４７ ノズル面
４８ 液面検出部
５０ ラインヘッド
５２ オーバーフロータンク
５３ 上部タンク電磁弁
５４ インク液面
５５ 液面検出部
５６ 下部タンク電磁弁
５７ 圧力調整部
５８ ベローズ
５９ 錘
６１ ベローズ昇降機構
７１ 加圧ポンプ

Claims (6)

1. インクを吐出するインク吐出部と、
   該インク吐出部よりも鉛直方向において上方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第１のインク液面検出部を有し、前記インク吐出部に前記インクを供給する第１のタンクと、
   前記インク吐出部よりも鉛直方向において下方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第２のインク液面検出部を有し、前記インク吐出部で吐出されなかった前記インクを受け入れる第２のタンクと、
   少なくとも前記インク吐出部、前記第１のタンク、及び前記第２のタンクを経路に含むインク循環経路と、
   該インク循環経路に配置されたインク循環用ポンプと、
   前記第２のタンクに係合して該第２のタンクのインク液面に掛る気圧を調整する圧力調整機構と、
   前記第１のタンクを大気から開放／密閉する第１の開閉手段と、
   前記第２のタンクを大気から開放／密閉する第２の開閉手段と、
   制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記第１及び第２の開閉手段により前記第１及び第２のタンクを密閉した状態とし、
   前記圧力調整機構により前記第２のタンクの空気部を加圧して前記第２のタンクから前記第１のタンクにインクを移動させると共に前記インク吐出部からインクを吐出させて前記インク吐出部をクリーニングし、
   第１の待ち時間の経過を待ち、
   前記第１及び第２の開閉手段により前記第１及び第２のタンクを開放した状態とし、
   第２の待ち時間の経過を待ち、
   前記第１のインク液面検出部の出力信号にインク有り無しの変化がないとき前記第１のインク液面検出部に異常があることを外部に報知し、
   前記第２のインク液面検出部の出力信号にインク無し有りの変化がないとき前記第２のインク液面検出部に異常があることを外部に報知し、
   前記第１及び第２のインク液面検出部の出力信号のいずれにも変化があるときは前記インク循環経路に異常は無いと判断して前記インク吐出部のクリーニング処理を終了する、 ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記第１の待ち時間は、前記圧力調整機構が前記第２のタンクの空気部を加圧開始してから、前記第１のインク液面検出部がインク有りを検出すべきであり且つ前記第２のインク液面検出部がインク無しを検出すべきである経過時間である、ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記第２の待ち時間は、前記第１及び第２の開閉手段が前記第１及び第２のタンクを開放してから、前記第１のインク液面検出部がインク無しを検出すべきであり且つ前記第２のインク液面検出部がインク有りを検出すべきである経過時間である、ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
4. インクを吐出するインク吐出部と、
   該インク吐出部よりも鉛直方向において上方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第１のインク液面検出部を有し、前記インク吐出部に前記インクを供給する第１のタンクと、
   前記インク吐出部よりも鉛直方向において下方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第２のインク液面検出部を有し、前記インク吐出部で吐出されなかった前記インクを受け入れる第２のタンクと、
   少なくとも前記インク吐出部、前記第１のタンク、及び前記第２のタンクを経路に含むインク循環経路と、
   該インク循環経路に配置されたインク循環用ポンプと、
   前記第２のタンクに係合して該第２のタンクのインク液面に掛る気圧を調整する圧力調整機構と、
   前記第１のタンクを大気から開放／密閉する第１の開閉手段と、
   前記第２のタンクを大気から開放／密閉する第２の開閉手段と、
   制御部と、
   を有するインクジェットプリンタの異常検出方法であって、
   前記第１及び第２の開閉手段により前記第１及び第２のタンクを密閉した状態とする手順と、
   前記圧力調整機構により前記第２のタンクの空気部を加圧して前記第２のタンクから前記第１のタンクにインクを移動させると共に前記インク吐出部からインクを吐出させて前記インク吐出部をクリーニングする手順と、
   第１の待ち時間の経過を待つ手順と、
   前記第１及び第２の開閉手段により前記第１及び第２のタンクを開放した状態とする手順と、
   第２の待ち時間の経過を待つ手順と、
   前記第１のインク液面検出部の出力信号にインク有り無しの変化がないとき前記第１のインク液面検出部に異常があることを外部に報知する手順と、
   前記第２のインク液面検出部の出力信号にインク無し有りの変化がないとき前記第２のインク液面検出部に異常があることを外部に報知する手順と、
   前記第１及び第２のインク液面検出部の出力信号のいずれにも変化があるときは前記インク循環経路に異常は無いと判断して前記インク吐出部のクリーニング処理を終了する手順と、
   から成ることを特徴とするインクジェットプリンタの異常検出方法。
5. 前記第１の待ち時間は、前記圧力調整機構が前記第２のタンクの空気部を加圧開始してから、前記第１のインク液面検出部がインク有りを検出すべきであり且つ前記第２のインク液面検出部がインク無しを検出すべきである経過時間である、ことを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタの異常検出方法。
6. 前記第２の待ち時間は、前記第１及び第２の開閉手段が前記第１及び第２のタンクを開放してから、前記第１のインク液面検出部がインク無しを検出すべきであり且つ前記第２のインク液面検出部がインク有りを検出すべきである経過時間である、ことを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタの異常検出方法。