JP2005342961A - インク供給装置、インク供給方法および印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録ヘッド内の圧力を積極的に制御することによって、記録ヘッド内の負圧の変動を抑制する。
【解決手段】 インクタンクには、循環流路５３１が異なる２箇所で連結されている。循環流路５３１と記録ヘッド８１１とは連結流路５３２によって連結され、循環流路内５３１でのインク流量は、インク流量制御手段５３６によって制御される。インク流量制御手段５３６によって循環流路５３１内におけるインク流量を制御することにより連結流路５３２を介して記録ヘッド８１１内の圧力を制御する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給するインク供給装置、インク供給方法および印刷装置などに関する。

記録媒体に対して記録ヘッドからインクを吐出し、画像を形成するインクジェット記録装置は、複数のノズルを高密度に配置した小型な記録ヘッドを用いて高精細な画像を形成することができると共に、複数の記録ヘッドを配置し、各記録ヘッドに対して異なる複数色のインクを供給することで比較的安価かつ小型な構成にてカラー化を実現できるなどの多くの利点を有するものとして知られている。このため、インクジェット記録装置は、業務用、家庭用を問わず、プリンタ、ファクシミリおよび複写機など、様々な画像出力装置に用いられている。

このようなインクジェット記録装置においては、記録ヘッドのインク吐出動作を安定化させるために、記録ヘッド内のインクを一定の負圧に維持することが重要である。そのため一般には、記録ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によって負圧を付与したインクを記録ヘッドに供給している。

従来、このような負圧発生手段としてインクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用して負圧を発生する構成がある（例えば特許文献１）。

また、インクタンク内を負圧に維持するように、インクタンクの少なくとも１部を形成する可撓性部材をインクタンク外方に付勢するばねなどの付勢手段を備えた構成などが採用されている（例えば特許文献２）。
また、記録ヘッドよりも下方の位置にインクタンクを備えて、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成もある（例えば特許文献３）。

このような負圧発生手段によって一定の負圧が付与されたインクは、インクの吐出に伴って上昇する記録ヘッド内の負圧との差圧により、記録ヘッド内に引き込まれるようにして供給される。この結果、記録ヘッド内が一定の負圧に維持されることになる。

特開平０７−０６８７７６号公報 特開２００１−３１５３５０号公報 特開平０６-１８３０１８号公報

しかし、上記のような負圧発生手段を備えたインク供給系は、インクの吐出に伴って上昇する記録ヘッド内の負圧に起因する圧力差を利用して、インクをインクタンクから記録ヘッド内に引き込むように供給しているため、例えば、記録ヘッドにおける単位時間当たりのインク消費量が急増したときにインクの供給が追いつかず、記録ヘッド内の負圧が上昇傾向となるおそれがある。また、記録ヘッドにおける単位時間当たりのインク消費量が急減したときには、インクの慣性によって記録ヘッド内の負圧が下降傾向となるおそれがある。記録ヘッド内の負圧が変動した場合には、記録ヘッドのインク吐出動作が不安定となって、画像の記録品位の低下を招くおそれがある。特に、大判の印刷媒体に画像を高速記録するような産業用の印刷装置においては、瞬時的なインク消費量の変化が大きいために記録ヘッド内の負圧が変動しやすく、高い記録品位の要求に応えるためにも記録ヘッド内の負圧の変動を小さく抑えることが重要となる。

本発明は、記録ヘッド内の圧力を積極的に制御することによって、記録ヘッド内の負圧の変動を抑制することができるインク供給装置、印刷装置およびインクタンクの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。

すなわち、本発明の第１の形態は、インクタンク内に貯留されたインクを記録ヘッドに供給するインク供給装置であって、前記インクタンク内に異なる２箇所で連結された循環流路と、前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路と、前記循環流路内でのインク流量を制御するインク流量制御手段と、を備え、前記制御手段により前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とする。

また、本発明の第２の形態は、インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドに対し、インクタンク内に貯留されたインクを供給するインク供給手段を備える印刷装置において、前記インク供給手段は、前記インクタンク内に異なる２箇所で連結された循環流路と、前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路と、前記循環流路内でのインク流量を制御するインク流量制御手段と、を備え、前記制御手段により前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とする。

また、本発明の第３の形態は、インクタンク内に貯留されたインクを記録ヘッドに供給するインク供給方法であって、前記インクタンクと異なる２箇所で連結された循環流路を形成すると共に、前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路を形成し、前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とする。

また、本発明の第４の形態は、インクタンク内に貯留されたインクを記録ヘッドに供給し、前記記録ヘッドのノズルからインクを吐出させて印刷を行うようにした印刷方法であって、前記インクタンクと異なる２箇所で連結された循環流路を形成すると共に、前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路を形成し、前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とする。

また、本発明の第５の形態は、印刷装置に設けられた記録ヘッドに供給すべきインクを収納するインク収納部を有するインクタンクであって、前記インク収納部の異なる２箇所に連結されると共に前記インクタンクに連結可能な循環流路と、前記循環流路内でのインク流量を制御するインク流量制御手段と、を備え、前記循環流路と記録ヘッドとを連結し、前記インク流量制御手段により前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、インクタンク内に異なる２箇所で連結された循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を積極的に制御することが可能となり、これによって、記録ヘッドから吐出されるインク量の変動に起因する記録ヘッド内の圧力変動を抑制することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、図１および図２のような画像形成システムに組み込まれる装置としての適用例である。
（画像形成システムの概要）
図１および図２は、それぞれ、画像形成システムの概要を示すブロック図および模式的斜視図である。本例のプリンタ複合システムは、概して、情報処理装置１００および画像形成装置２００からなり、画像形成装置２００は、媒体搬送装置１１７およびプリンタ複合システム４００を具え、プリンタ複合システムは、独立した複数のエンジンであるプリンタユニット（以下、「印刷装置」または「記録装置」とも言う）１１６−１〜１１６−５を有する。

ここで、情報処理装置１００は形成すべき画像データの供給源であり、１枚の画像を領域分割し、プリンタ複合システム４００を構成する複数のプリンタユニット１１６−１〜１１６−５のそれぞれに分割画像データを供給する。媒体搬送装置１１７は、プリンタユニット１１６−１〜１１６−５の配列によって記録可能な範囲に対応した幅方向のサイズを有する印刷媒体２０６を搬送する。また、その印刷媒体２０６の端部（紙端）を検出して、各プリンタユニット１１６−１〜１１６−５の記録開始位置を規定するための信号を出力する。

プリンタ複合システム４００は、印刷媒体２０６上の記録領域を分割して記録を行うべく配列された複数（本例では５台）のプリンタユニット１１６−１〜１１６−５を有する。各プリンタユニットは、情報処理装置１００から供給された分割画像データに基づき、媒体搬送装置１１７により規定されるタイミングにて、担当する記録領域に対し、それぞれ独立して印刷動作（記録動作）を実行する。各プリンタユニットには、印刷媒体２０６に対してフルカラー記録を行うべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の三原色にブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ吐出するための記録ヘッドが搭載され、各記録ヘッドに対しては、インク供給源であるインクタンク２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋからそれぞれの色のインクが供給される。

図１において、ＣＰＵ１０１は、情報処理装置１００全般のシステム制御を掌る中央演算処理装置である。情報処理装置１００において、ＣＰＵ１０１は、オペレーティングシステム（ＯＳ；Operating System）の制御の下、画像データの生成や編集を行うためのアプリケーションプログラム、本実施形態に関わる画像分割プログラム、複数のプリンタユニット１１６−１〜１１６−５の制御プログラム（プリンタドライバ）、および媒体搬送装置１１７の制御プログラム（図５にて後述）等が規定する処理を実行する。

ＣＰＵ１０１のシステムバスは階層的なバス構成を有し、例えば、ホスト／ＰＣＩブリッジ１０２を介してローカルバスとしての例えばＰＣＩバスに接続され、さらにＰＣＩ／ＩＳＡブリッジ１０５を介してＩＳＡバスと接続されて、各バス上の機器と接続される。

メインメモリ１０３は、ＯＳ、アプリケーションプログラムおよび上記制御プログラムの一時的記憶領域が設けられるＲＡＭ（Random Access Memory）であり、さらに各プログラム実行のための作業用メモリ領域としても用いられる。これらのプログラムは、例えばハードディスクドライブＨＤＤ１０４から読み出されてロードされるものである。なお、システムバスにはキャッシュメモリ１２０と呼ぶＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）を使用した高速のメモリをもち、メインＣＰＵ１０１が常時アクセスするようなコードおよびデータはここに保存される。

ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２は、入出力回路（図示せず）を介して接続されるキーボード１１４、マウス１１５、ＣＤＤ１１１およびＦＤＤ１１０等の入出力機器を制御するプログラム（ＢＩＯＳ；Basic Input Output System）、システムのパワーＯＮ時の初期化プログラム、および自己診断プログラム等を格納する。ＥＥＰＲＯＭ（Electronic Erasable Programmable ＲＯＭ）１１３は、恒久的に利用する各種のパラメータを記憶させるための不揮発性のメモリである。

ビデオコントローラ１０６はＶＲＡＭ（Video ＲＡＭ）１０７に書き込まれたＲＧＢの表示データを連続的且つ循環的に読み出し、ＣＲＴ，ＬＣＤ，ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等のディスプレイ１０８に画面リフレッシュ信号として継続的に転送する。

プリンタユニット１１６−１〜１１６−５との通信インタフェース１０９はＰＣＩバスに接続されており、使用可能なインタフェースとしては、例えばＩＥＥＥ１２８４の標準に準拠した双方向セントロニクスインターフェース，ＵＳＢ（Universal Serial Bus），ハブ接続等がある。図１では、通信インタフェース１０９を介してハブ１４０が接続され、さらにこのハブ１４０がプリンタユニット１１６−１〜１１６−５および媒体搬送装置１１７のそれぞれに接続された構成が示されている。また、本実施形態では有線タイプの通信インタフェース１０９を使用しているが、無線ＬＡＮ等の通信インタフェースが用いられるものでもよい。

印刷プログラム(プリンタドライバ) は、情報処理装置１００に接続されている複数の印刷装置１１６−１〜１１６−５の台数（すなわち１ページの画像を分割する分割数に対応）を設定する手段と、印刷装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれが印刷を担当する領域（分割幅）を設定する手段と、各印刷装置が１ページ内のどの部分の画像を分担するかを示す印刷担当部の関連付け設定手段とを有している。そして、これらの各種設定手段によって設定された内容に基づいて１ページの画像を分割し、各々の印刷装置１１６−１〜１１６−５へ画像データを転送し、印刷を行わせる。

前述した通り、印刷プログラムは、複数の印刷装置１１６−１〜１１６−５に対して印刷データの生成および印刷データの転送処理を行うので、プログラム自身、または印刷プログラム内の印刷データ生成処理および印刷データ転送処理を並列（マルチプロセス、マルチスレッド）に動作させ、高速に処理できる。

再び図２を参照するに、情報処理装置１００と複数の印刷装置１１６−１〜１１６−５および搬送装置１１７とはハブ１４０を介して接続され、印刷データ、動作開始および終了コマンド等の転送を行う。また、印刷装置１１６−１〜１１６−５の各々（以下、特定しない場合は符号１１６で参照する)と搬送装置１１７との間も信号接続され、印刷媒体２０６の先端検出ないし印刷先頭位置の設定や、媒体搬送速度と各印刷装置における印刷動作（インク吐出動作）とを同期させるための信号を授受する。

各印刷装置１１６には、例えば印刷媒体２０６に対して連続的なフルカラー記録を行うべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ吐出するための記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋの４本の記録ヘッド（以下、特定しない場合は符号８１１で参照する）が搭載されている。媒体搬送方向における各色インク用記録ヘッドの並び順は各印刷装置間で等しく、従って色の重なり順も等しい。各記録ヘッドのインク吐出口は、印刷媒体の幅方向（媒体搬送方向に直交する方向）に６００ｄｐｉ（ドット／インチ；参考値）の密度で４インチ（参考値。約１００ｍｍ）にわたって配列され、従って全体として約５００ｍｍの最大記録幅を満たすものである。

各印刷装置１１６における記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋに対しては、インク供給源であるインクタンク２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋから専用のチューブ２０４を介してそれぞれの色のインクが供給される。

（印刷装置の制御系）
図３は、各印刷装置１１６における制御系の構成例を示す。
図において８００は、後述する処理手順に対応したプログラム等に従って印刷装置１１６の全体的な制御を行うＣＰＵ（制御部）、８０３は、そのプログラムや固定データを格納したＲＯＭ、８０５は作業用メモリ領域として用いられるＲＡＭ、８１４は、ＣＰＵ８００が制御のために使用する所要のパラメータ等を、印刷装置の電源が遮断されている場合にも保持しておくために記憶するＥＥＰＲＯＭである。

８０２は、ＵＳＢケーブルを介して情報処理装置１００に対し印刷装置１１６を接続するためのインタフェースコントローラ、８０１は各色画像データを展開するためのＶＲＡＭである。８０４は、インタフェースコントローラ８０２に受信した画像データをＶＲＡＭ８０１に転送するとともに、印刷の進捗に従って画像データを読み出す制御を行うメモリコントローラである。情報処理装置１００からＵＳＢケーブルを介して、分割された印刷データがインタフェースコントローラ８０２に受信されると、ＣＰＵ８００は、その印刷データに付加されたコマンドを解析した後、記録データの各色成分のイメージデータをＶＲＡＭ８０１にビットマップ展開する指示を行う。この指示を受けて、メモリコントローラ８０４は、画像データをインタフェースコントローラ８０２からＶＲＡＭ８０１に高速に書き込む。

８１０は、各色記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋを制御するための制御回路である。８０９は、記録ヘッド８１１の吐出口が形成された面を密閉キャップするキャッピング機構（不図示）の駆動源であるキャッピングモータであり、入出力ポート８０６、駆動部８０７を介して駆動される。印刷装置１１６の非使用時等においては、キャッピングモータ８０９を駆動することにより、記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋとキャッピング機構とを相対移動させてキャッピングが行われる。一方、印刷すべき画像データがＶＲＡＭ８０１に展開された場合には、キャッピングモータ８０９を駆動することにより、記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１とキャッピング機構とを相対移動させてキャッピング状態を解除し、後述の媒体搬送装置１１７からの印刷開始信号を待つことになる。尚記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋは不図示の記録ヘッドＵ／Ｄモータによって上下方向に移動可能であり、記録動作時以外の待機中はキャッピング位置にて密閉キャップされる。 ８１２は、媒体搬送装置１１７から印刷媒体２０６の頭出し信号と媒体の移動に同期した位置パルス信号を受信し、これらに適切に同期して印刷動作を実行するためのタイミング信号を発生する同期化回路である。すなわち、印刷媒体２０６の搬送に伴う位置パルスに同期してＶＲＡＭ８０１のデータがメモリコントローラ８０４にて高速に読み出され、記録ヘッド制御回路８１０を介して記録ヘッド８１１に転送されることで、カラー記録（印刷）が行われる。

ポンプモータ８２０は記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋのインク流路の一端に組み込まれた後述（図９参照）のポンプ５４８を駆動する正逆転可能なモータで、ソレノイド８２１は記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋと後述のサブタンク間に介在するバルブ５０３の開閉駆動するアクチュエータである。

ポンプモータ５０８は記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋとやはり後述（図９参照）のサブタンク間に挿入されたポンプ５３６を駆動する正逆可能なサーボモータで、記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋ内部の圧力センサ５４４の出力をポンプモータ制御部８２２にフィードバックすることによりサーボ制御される。

ポンプモータ８２０、５０８、及びバルブ制御用ソレノイド８２１、加えて圧力センサ５４４は各インク色に対応した記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋ各々に対して独立に備えられている。

これらは本発明の特徴的な構成要素であり、詳細に関しては後述する。
（搬送装置の構成および制御系）
図２を参照するに、媒体搬送装置１１７は、幅方向に大きく搬送方向には任意のサイズをもつ印刷媒体の搬送にも適したものである。また、印刷装置１１６−１〜１１６−５が有する記録ヘッド８１０との対向部位において印刷媒体２０６の被記録面を平坦に規制するために、メディアステージ２０２が設けられている。印刷媒体には種々の厚みを有するものが用いられるので、厚紙であってもその被記録面が平坦となるようにするために、印刷媒体のメディアステージ２０２への密着性を向上させるための手段が付加されていてもよい。搬送モータ２０５は、メディアステージ２０５上面に密着した印刷媒体を搬送するための搬送ローラ列２０５Ａの駆動源である。

図４は、媒体搬送装置１１７の制御系の構成例を示す。
図において、９０１は図５について後述する処理手順に対応したプログラム等に従って媒体搬送装置の全体的な制御を行うＣＰＵ、９０３は、そのプログラムや固定データを格納したＲＯＭ、９０４は作業用メモリ領域として用いられるＲＡＭである。

９０２は、情報処理装置１００に対し媒体搬送装置１１６を接続するためのインタフェースである。９０５は、画像形成装置に対してユーザが種々の指示や入力を行うための入力部や所要の表示を行うための表示部を有した操作パネルであり、本例では媒体搬送装置に設けてある。

９０８はサクションモータであり、印刷媒体のメディアステージ２０２への密着性を向上させるための手段の一例として、メディアステージ２０２の下部からメディアステージ２０２の搬送面に開口させた多数の微細孔を介して吸引を行うことで印刷媒体の吸着を行わせる真空ポンプの駆動源をなす。そして、情報処理装置１００からインタフェース９０２を介し搬送開始コマンドを受信すると、ＣＰＵ９０１によりまずサクションモータ９０８が起動され、印刷媒体２０６がメディアステージ２０２の上面に吸着されるように動作する。

９０７は、サクションモータ９０８およびその他所要の作動部を駆動するための駆動部である。９０９は搬送モータ２０５の駆動部である。

９１２はロジック回路であり、搬送モータ２０５の軸に備えられたロータリ（回転式）エンコーダ９１０の出力を受容し、印刷媒体を定速度搬送させるべく搬送モータ２０５のフィードバック制御を行うためのサーボ系が構成される。ここで搬送速度は、ＣＰＵ９０１からロジック回路９１２に書き込まれた速度指示値にて任意に設定可能である。なおロータリエンコーダ９１０は、搬送モータ２０５の軸ではなく搬送ローラ列２０５Ａと同軸に備えられたものでもよい。

ロジック回路９１２には、印刷媒体２０６の先端が印刷開始位置近傍に到達したことを検出するべく、印刷位置より搬送方向上流側に設けた媒体検知センサ９１１の出力も入力される。そしてロジック回路９１２は、媒体検知センサ９１１が印刷媒体先端を検出する位置から各印刷装置までの搬送方向上の距離に応じて、適切な印刷指示信号を各印刷装置に出力する。本実施形態では、図２に示すように、印刷装置１１６−１〜１１６−５は搬送方向に２列に並んでいるため、すなわち搬送方向上流側には印刷装置１１６−１、１１６−３および１１６−５が配置され、下流側には印刷装置１１６−２および１１６-４が配置されているため、２種の印刷指示信号９１４，９１５を出力する。なお、印刷装置の取り付け位置には誤差のあることを考慮し、媒体検知センサ９１１から各印刷装置までの物理的な距離に応じて、各印刷装置毎に印刷開始信号９１４または９１５に対して独立に補正を加えるようにしてもよい。

また、ロジック回路９１２はエンコーダ９１０の出力を適切に変換して印刷媒体の位置パルス９１３を生成し、各印刷装置はこの位置パルス９１３に同期して印刷動作を行う。なお、位置パルスの分解能は適宜のものであってよく、例えば複数の印刷ライン（行）分に設定されるものでもよい。

さらに、媒体搬送装置１１７における印刷媒体の搬送部の構成としては、図２に示したような固定のメディアステージ２０２を具えたものに限られない。例えば、印刷位置に対する媒体搬送方向の上流側および下流側に配された一対のドラムに架け渡された無端の搬送ベルトを具え、その搬送ベルト上に印刷媒体を担持しつつ、ドラムの回転に伴う搬送ベルトの走行によって印刷媒体の搬送を行うものでもよい。これらの形態は、カット紙状又は連続紙状、いずれの記録媒体でも搬送可能である。

（画像形成システムの動作概要）
図５は、情報処理装置１００と、プリンタ複合システム４００の印刷装置１１６と、媒体搬送装置１１７との相互の動作手順を示す。

印刷実行のため情報処理装置１００上で各印刷装置への分割印刷データを作成し（ステップＳ１００１）、送信を行う。印刷装置１１６は、そのデータの受信に応じてキャッピング状態を解除するとともに、ＶＲＡＭ８０１へのデータ展開を行う（ステップＳ１０４１）。また、全ての印刷装置１１６−１〜１１６−５で受信が完了すると、情報処理装置１００は媒体搬送装置１１７に搬送開始コマンドを送信する（ステップＳ１００２）。

これに応じ、媒体搬送装置１１７ではまずサクションモータ９０８を駆動し（ステップＳ１０６１）、印刷媒体２０６をメディアステージ２０２上に吸着する準備を行う。次に搬送モータ２０５を駆動して印刷媒体２０６の搬送を開始し（ステップＳ１０６２）、その先端を検知（ステップＳ１０６３）した後、各印刷装置１１６−１〜１１６−５に印刷開始信号９１４および９１５と、位置パルス９１３とを送信する（ステップＳ１０６４）。上述の通り、印刷開始信号は媒体検知センサ９１１から各印刷装置までの距離に関係して出力される。

印刷装置１１６において印刷動作（ステップＳ１０４２）が終了すると、印刷終了ステイタスを情報処理装置１００に送信し（ステップＳ１０４３）、処理を終了する。この際、各記録ヘッド８０１をキャッピング機構によってキャッピングすることで、ノズル（吐出口）の乾燥や目詰まり等を防ぐようにする。

印刷が完了し、印刷媒体２０６がメディアステージ２０２上から排出されると（ステップＳ１０６５-Ｙ）、媒体搬送装置１１７は情報処理装置１００へ搬送終了ステイタスを送信し（ステップＳ１０６６）、次にサクションモータ９０８および搬送モータ２０５をそれぞれ停止して（ステップＳ１０６７、Ｓ１０６８）、動作を終了する。

（プリンタ複合システムへの信号系）
図６は、プリンタ複合システムを構成する印刷装置１１６−１〜１１６−５への信号系の一例である。印刷装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれに接続される信号系としては、大きく２系統ある。一方は、情報処理装置１００から供給される分割印刷データ（動作開始および終了コマンド等を含む）の伝達に係るもの、他方は、媒体搬送装置１１７から供給される記録タイミングの規定信号（印刷開始信号および位置パルスを含む）の伝達に係るものである。

図６の例では、前者は、情報処理装置１００と印刷装置１１６−１〜１１６−５とを中継するハブ１４０を具え、このハブ１４０は、情報処理装置１００に対しては例えば１００BASE-T規格のコネクタ／ケーブル１４２を介して、また印刷装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれに対しては例えば１０BASE-T規格のコネクタ／ケーブル１４４を介して接続されている。

記録タイミングの規定信号の伝達系統は、図６の例では、転送制御回路１５０と同期回路１６０とを有し、これらは図４におけるロジック回路９１２を構成する回路部として設けられていてもよい。転送制御回路１５０は、搬送モータ２０５の軸に備えられたロータリエンコーダ９１０の出力ＥＮＣＯＤＥＲと、媒体検知センサ９１１による印刷媒体先端部の検出出力ＴＯＦとを同期回路１６０に供給する。

同期回路１６０には印刷動作許可回路１６６が設けられ、分割画像データの受信の完了に応じた各印刷装置１１６−１〜１１６−５からの動作準備完了信号PU1-RDY〜PU5-RDYの論理積を取ることで、全ての印刷装置の動作準備が完了した時点（キャップ状態の解除等）で印刷動作を許可する信号PRN-STARTを出力する。また同期回路１６０には、動作準備完了信号PU1-RDY〜PU5-RDYに関連した表示を行うＬＥＤ等の表示部１６７が設けられ、ユーザの目視による印刷装置の動作準備完了の確認に供するようになっている。さらに同期回路１６０には、ユーザ等が手動で印刷装置を強制的にリセットするためのリセット回路部１６８および、例えば印刷媒体１枚分の記録完了を待って一時停止させるためのおよびポーズ回路部１６９が付加されている。

また同期回路１６０は、各印刷装置が同期して印刷動作を行うための同期信号（Ｈsync）である位置パルス９１３（例えば印刷媒体の搬送量１インチあたり３００個のパルス信号）をエンコーダ出力ＥＮＣＯＤＥＲから生成する同期信号発生回路部１６２と、各印刷装置の媒体搬送方向上の位置に応じた遅延信号である印刷指示信号９１４，９１５を印刷媒体先端部検出出力ＴＯＦから生成する遅延回路１６４とを有する。

印刷媒体搬送方向上流側の印刷装置１１６−１、１１６−３および１１６−５の記録動作は、媒体検知センサ９１１からこれら印刷装置の配設位置までの距離分だけ遅れをもった遅延信号である印刷指示信号（TOF-IN1）９１４の受信をもって開始する。媒体検知センサ９１１からこれら印刷装置の配設位置までの距離が零であれば、検出出力ＴＯＦとほぼ同時に印刷指示信号９１４が供給される。

一方、より下流側に配置された印刷装置１１６−２および１１６-４の記録動作は媒体検知センサ９１１からこれら印刷装置の配設位置までの距離分だけ遅れをもった遅延信号である印刷指示信号（TOF-IN2）９１５の受信をもって開始する。本実施形態では、媒体検知センサ９１１からこれら印刷装置の配設位置までの距離を４５０ｍｍに設定しており、従って、同期信号（Ｈsync）である位置パルス９１３が印刷媒体の搬送量１インチ(２５．４ｍｍ)あたり３００パルスであれば、検出出力ＴＯＦから５３１５パルス分遅れて印刷指示信号９１５が供給される。

なお、上述のように各印刷装置の媒体搬送方向の微小な記録位置を個別に補正するために、あるいは印刷装置を２列に整列させないような場合を考慮して、各々の印刷装置毎に独立して印刷指示信号を供給するようにしてもよい。

図６から明らかなように、印刷装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれは、情報処理装置１００から分割印刷データの供給を受けるとともに、媒体搬送装置１１７から供給される記録タイミングの規定信号に応じ、独立して印刷動作を行うものである。つまり、それぞれの印刷装置１１６−１〜１１６−５は、信号系に関して完結したプリンタユニットであって、印刷データの供給や記録タイミングが一の印刷装置を経由して他の印刷装置に伝達されるような構成ではなく、自らが用いる記録ヘッド８１１Ｙ〜８１１Ｋおよび各記録ヘッドに配列されるノズルに対応してそれぞれにデータを整列し、規定のタイミングにてインク吐出動作を行う手段（シフトレジスタやラッチ回路など）を個々に有するものである。すなわち、印刷装置１１６−１〜１１６−５はそれぞれ同様のハードウェアを有し、同様のソフトウェアにて動作を行うもので、一の印刷装置の動作が他の印刷装置の動作に直接影響を与えることはないが、全体として一つの画像データを印刷すべく協働するものである。

（インク系の概要）
本例における印刷装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれは、独立して動作可能なプリンタであることに加え、各印刷装置における各記録ヘッド８１１に対するインク供給系と、各記録ヘッド８１１に対する回復系とを含むインク系についても互いに独立した構成を有している。

図７は、インク系のうち特にインク供給系の構成を説明するための模式図である。この図に示すように、各印刷装置１１６における記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋに対しては、インク供給源であるインクタンク（以下、メインタンクとも言う）２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋから、専用のチューブ２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃおよび２０４Ｋを介しそれぞれの色のインクが分配供給される。なお、インクの供給方式としては、インクタンクに常時流体連通していわば連続的にインクが供給されるものでもよいし、あるいは後述のように、各記録ヘッド毎に設けたインク供給ユニットに保持されるインクが少なくなった時点で流体連通するようにすることで、いわば間歇的にインク供給がなされるものでもよい。

本実施形態の回復系は、記録ヘッド８１１の吐出口形成面に接合して、吐出口より強制排出されるインクを受容するキャップを備え、さらに当該受容されたインクを再利用可能に循環させるように構成される。

ここでキャップは、印刷媒体２０６搬送面の下側すなわちメディアステージ２０２の内側にあって、記録ヘッドの吐出口形成面と対向ないし当接可能に設けることができる。しかしロール紙など連続紙状の印刷媒体を扱う用途を考慮し、印刷媒体の取り外しなどを伴わずに回復動作が行えるように、印刷媒体２０６搬送面の上側すなわち記録ヘッド８１１と同じ側に配置されたものでもよい。

以上のように、本実施形態においては、各印刷装置における各記録ヘッド８１１に対するインク供給系および回復系についても、印刷装置間で互いに独立した構成を有している。これによって、各印刷装置の動作状態すなわち印刷量等に応じて、適切な量のインク供給や回復動作が可能となるのである。

（インク系の構成例）
図８は１つの記録ヘッドに対するインク系の主要部の配置関係を、図９は１つの記録ヘッドに対するインク系の内部構成例を示したものである。記録ヘッド８１１には、２つのインク接続管が接続されており、一方のインク接続管は、記録ヘッドへのインクの供給をなすとともに好ましい負圧を維持、制御するためのインク供給流路５３０を構成している。また、他方のインク接続管は記録ヘッド８１１毎のインク供給ユニット（以下、サブタンクと称す）５４０にポンプ５４８および一方向バルブ５５１を介して接続されたインク流路５５０を構成している。

なお、この実施形態で使用する記録ヘッド８１１は、例えば、図１０に示すような構成を有するものとなっている。すなわち、記録ヘッドは６００ｄｐｉの密度で４インチ幅にわたって配列したノズル、すなわち２４００本のノズル５０を備える。ノズル５０の一端は吐出口５１であり、他端はインク供給路５４と接続している。ノズル５０内には、インクを吐出するためのエネルギを発生する素子として、例えば通電に応じインクを加熱発泡させる熱エネルギを発生する電気熱変換素子（ヒータ）５２が設けられている。そして、ヒータ５２に１〜５μ秒程度の通電を行うことでインクが加熱され、ヒータ表面では３００℃以上の温度で膜沸騰を開始する。それによってインクは慣性力を受け、吐出口５１から吐出されて印刷媒体に着弾し、画像を形成する。また、ノズル５０には流体制御素子としてのノズル弁５３が配置される。これは、吐出口側にあるインクには慣性力が効果的に作用するようにする一方、供給路側には圧力波の伝播を阻止するように、インクの発泡に応じて変位する部材である。なお、５６はインク供給路５４の供給側と戻り側とに夫々設けたフィルタである。

図１１は、記録ヘッド８１１とインクタンクとを連結する前述のインク供給流路、およびこのインク供給路に設けられる負圧発生手段の構成を示す図である。
図１１において、インク供給路５３０は、サブタンク５４０の底部における異なる２箇所に両端部が連通する循環流路５３１と、この循環流路５３１の中間部分と記録ヘッド８１１とを連結する連結流路５３２とにより構成されており、この連結流路５３２内には、インクの流通、遮断を行う圧力調整バルブ５３５が連結されている。

また、サブタンク５４０には、循環流路５３１内でインクを流動させる圧力調整ポンプ５３６が設けられている。この圧力調整ポンプ５３６は、サブタンク５４０の上面に設けられたモータ５０１により正方向または逆方向へと回転する回動軸５３６ｂと、この回動軸５３６ｂに固定されて回転する羽根車５３６ａとによって構成された軸流ポンプとなっており、前記羽根車５３６ａは、循環流路５３１の一端部におけるサブタンク５４０との流通口ｈ１の近傍に配置されている。羽根車５３６ａは、その正転においてサブタンク５４０内のインクを流通口ｈ１から循環流路に送り出し、逆転によって循環流路５３１内のインクを流通口ｈ１からサブタンク５４０内に引き込んで図中の矢印に示す方向に循環させる、よう作用する。

また、循環流路５３１の他端部には、サブタンク５４０と循環流路５３１との間で流動するインク量を調整する流量調整バルブ（流抵抗調整手段）５０３が設けられている。本例では、循環流路５３１の他端部が３つの分岐路５３１ａに別れ、各分岐路５３１ａのサブタンク５４０との流通口ｈ２を、球状の弁体５０３ａを進退させることによって開閉させるものとなっている。弁体５０３ａの進退動作は弁体５０３ａに設けられた軸５０３ｂを進退させるソレノイド５０３ｃによって行う。この弁体５０３ａによって流通口ｈ2を選択的に開閉させることにより、循環流路５３１の他端部とサブタンク５４０との流通口ｈ2の全体的な開口面積を段階的（ここでは３段階）に変化させることが可能であり、この流通口ｈ2の開口面積を変化させることによって循環流路５３１とサブタンク５４０との間のインクの流抵抗が調整される。なお、本実施形態では、前記圧力調整ポンプ５３６と、流量調整バルブ５０３と、これらを制御する制御部としてのＣＰＵ８００によって、インク流量制御手段を構成している。

そして、モータ５０１によって羽根車を正転させ、循環流路５３１に矢印で示す方向の流れを生成することで連結流路５３２には負圧が発生し、連結流路５３２におけるインクの供給量が制御される。また、連結流路５３２には、インクの流通、遮断を切り替える圧力調整バルブ５３５が接続されている。

この圧力調整バルブ５３５としては、例えば、図１２（ａ），（ｂ）のように、連結流路５３２上に介装された球体状の弁体５５６と、この弁体５５６を受けるシート体５５７とを備え、ソレノイドにより進退するプランジャ５５５に弁体５５６を接続した構成のバルブ５５８とすることができる。この場合には、ソレノイドへの通電を制御して、弁体５５６をシート体５５７に対して受容／離脱させることでインク流路を開閉することができる。図１２（ａ）は、インク流路の開状態、図１２（ｂ）はインク流路の閉状態を示す。

ここで、バルブ５３５および５０３を含め、インク供給経路の各部に配されるバルブとしては、制御信号に応じ流路を適切に開閉または流量を適切に制御できるものであれば、図１１および図１２に示すものに限らず、いかなる形態のものが用いられてもよい。但し、バルブ５０３については、応答性が高い高性能の負圧制御を可能とするため、ピエゾ素子のような自重の軽い素子をアクチュエータとして用いるものを使用することも有効である。

また、圧力調整ポンプ５３６を含め、インク供給経路の各部に配されるポンプとしては、駆動信号に応じてインクを移送可能なものであれば、いかなる形態のものが用いられてもよい。しかし、特にポンプ５３６は、本実施形態ではインクの流れの方向を切り替え可能で、また流量調整バルブ５０３と協働して圧力変動の少ないインク流量調節が可能なものが好ましい。

このため、本例では、前述のように、連結流路５３０に対してインクを供給する方向と、引き込む方向とに切り替え可能で、回転方向および回転数の制御が可能なモータ（不図示）により駆動される定圧軸流型のポンプを用いている。また、ポンプ５４８としては、ギアポンプなどを用いることができる。ポンプ５３６の回転方向に関して以下では、記録ヘッド８１１に向かってインクを供給する方向への運転を正転、記録ヘッド８１１からインクを引き込む方向への運転を逆転と称する。

また、図９および図１１に示すように、サブタンク５４０は対向する一対の可撓性部材を有する可動部５４０Ａと、これらの間に配設された圧縮ばね５４０Ｂとを有し、このばね５４０Ｂの伸縮によってサブタンク５４０内部の急激な圧力変動を抑える。

又、ヘッド８１１近傍には内部の圧力を検知する圧力センサ５４４を備え、ＣＰＵ８００は圧力センサ５４４の出力を読み出し、両方向に回転可能なポンプ５３６後述のフィードバック（又はフィードフォワード）制御によって内部の圧力を所望の値に設定する。

サブタンク５４０内には不図示の圧力センサが取り付けられ、サブタンクのインク残量が減り、圧力が所定値を下回るとメインタンク２０３から自動的に補充される。

メインタンク２０３は各色について２つ設けられ、そのいずれかを方向制御弁５３４−１で選択し、ポンプ５３４−２の駆動に応じてサブタンク５４０へとインクを供給できる構成になっている。このチューブ２０４とサブタンク５４０とを連結するジョイント４２は、例えば、図１３に示すような構成を有するものとなっている。すなわち、ジョイント４２，４３のそれぞれの結合部には、連通孔が形成されたバルブゴム６６Ａ，６６Ｂが設けられている。ジョイント４２，４３が接続されていないときには、図１３（ａ）に示すように、バルブばね６５Ａ，６５Ｂによって付勢されている球状の弁体６３Ａ，６４Ａがバルブゴム６６Ａ，６６Ｂにおける連通孔の開口部を閉塞している。これにより、ジョイント４２，４３のそれぞれに接続されているインク流路は、いずれも外気と遮断されている。ジョイント４２，４３を接続するときは、図１３（ｂ）に示すように、それらを近接させて、バルブゴム６６Ａ，６６Ｂを密着させると共に、弁体６３Ｂに設けられたレバー６７によって弁体６３Ａを押す。この結果、弁体６３Ａ，６４Ａがバルブゴム６６Ａ，６６Ｂから離れて、ジョイント４２，４３のそれぞれに接続されているインク流路が互いに接続される。

なお、ジョイント４２，４３の構成としては、非接続時に開口部を遮断してインク漏洩を阻止し、また外気と遮断した状態でインク流路を接続可能な構成であればいかなるものでもよい。

また、このようにジョイントの適宜の接続および分離を行うことで流体連通のオン／オフを行うものの他、供給経路自体は常時接続しておき、開閉バルブによって流体連通のオン／オフを行うようにしてもよい。要は、それぞれの分割画像データの内容に応じて各印刷装置間のインク要求量が異なるときに、各印刷装置間のインク供給が互いに干渉しないような構成であればよい。この意味でも、本実施形態の印刷装置の独立性が担保される。

図１４（ａ），（ｂ）は、ジョイント４３に接続されるインクタンク２０３（２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋ）の概略構成図である。本例のインクタンク２０３は、インクを収容した可撓性のインク袋６９と、それを収納するタンクハウジング６８とを含む。タンクハウジング６８には、大気連通孔７１が形成されていると共に、記憶素子７０が取付けられている。記憶素子７０には、インクタンク２０３に関連する種々の情報を記憶させることができる。例えば、収容するインクの種類、インクの残量、インクタンクの形式などの情報を書き込み、それを必要に応じて読み出して利用することができる。インク袋６９は、その内部に収容するインクの消費に応じて図１４（ａ），（ｂ）のように変形する。したがって、インク袋６９内のインクを外気と遮断した状態のまま供給することができる。

ここで再度図９に戻り説明する。

記録ヘッド８１１に接続されるもう一方の接続管によって、インクを次の通り循環させることが可能である。

インク流量調整バルブ５０３は開いた状態で、ポンプ５４８を記録ヘッド８１１からインクを引き込む方向に回転させると、インクはサブタンク５４０⇒バルブ５０３、ポンプ５３６⇒バルブ５３５⇒記録ヘッド８１１⇒ポンプ５４８⇒弁５５２⇒消泡室５３２⇒脱気装置３８⇒サブタンク５４０の経路で循環され、脱気される。本動作で、ポンプ５３６は特に回転させなくとも性能上問題はない。尚この際記録ヘッド８１１ではフィルタ５８１の流抵抗等によって、僅かながらキャップ機構４４のインク溜り部にインクが排出される。

印刷装置には、記録ヘッド８１１のインク吐出性能を良好な状態に維持、又は回復させるための回復系構成要素である前述のキャップ機構４４が設けられている。

キャップ機構４４は印刷動作中、記録ヘッド８１１の吐出口形成面側から印刷の邪魔にならない部位に退避する一方、待機中や記録ヘッド８１１の回復処理が必要なときには吐出口の形成面を密閉キャップする。

記録ヘッド８１１の健全な状態を回復させるための加圧回復動作時の説明する。

記録ヘッド８１１をキャップ機構４４のキャップ５８０でキャップした状態にて、先ずバルブ５３５を閉じ、続いてインク回収用吸引ポンプ４５を駆動開始してキャップ機構４４のインク溜り部のインク吸引を始める。

そして次に、記録ヘッド８１１方向にインクを加圧するべくポンプ５４８を駆動する。するとバルブ５３５が閉じているため、記録ヘッド８１１内部は急激に加圧され、各ノズルからは比較的大量のインクが強制的に排出され、記録ヘッド８１１の各ノズルは健全な状態に回復される。

排出されたインクは既に動作中のポンプ４５にて素早く回収され、脱気された後、サブタンク５４０に戻される。

脱気システム３８は、図１５に示すように、気体を透過して液体は透過しない材料でなる気液分離膜３９で形成されたインク供給路と、その周囲空間を覆う減圧室３８Ａと、減圧室３８Ａの出口に備えられ、真空減圧する不図示のポンプとから構成され、気体透過膜３９を介してインク流路を流れるインクから気体を効果的に除去する。

以上の各部のポンプやバルブに対する駆動信号やセンサ出力は、図３のＣＰＵ８００およびＩ／Ｏポート８０６等を含む制御部で授受される。

次に、本実施形態におけるインク供給装置の作用を説明する。
まず、図１８を用い、本実施形態に係るインク系の動作を、記録ヘッド８１１の印刷デューティと記録ヘッドに作用する圧力との観点から説明する。
非吐出時の状態１３０１にあって、ポンプ５３６は記録ヘッド８１１を吐出動作可能な状態とするため、符号１３０２で示すように一定圧力を発生するようにし、符号１３０３で示すように記録ヘッド８１１の圧力を制御する。記録ヘッド８１１から吐出を開始する場合（符号１３０４）は、それに先立って予めポンプが発生する圧力を大気圧（０ｍｍＡｑ）に近づけ、負圧を減らす（符号１３０６，１３０５）。また、印刷が開始された後も、印刷デューティの変化に応じてポンプ発生圧力の調整を行う。

これらにより、吐出による圧力変化を緩和し、負圧が好ましい吐出可能領域内１３０７に制御されるようにする。ここで、大気圧に近づけても吐出可能領域内に収まらない場合は、ポンプ５３６を正転（インク供給方向へ回転）させて、大気圧よりも高い圧力状態（正圧）１３１１に制御する。逆に印刷デューティが減少する場合（符号１３１０）は、サブタンク５４０から記録ヘッド８１１へ向かうインクの慣性力などによって記録ヘッド８１１のノズルからインクが漏出するのを防止すべく、ポンプ発生圧力を負圧にする（符号１３０９）。

なお、印刷デューティに基づいてポンプ５３６の駆動を制御することで、記録ヘッド８１１内の負圧は、好ましい吐出可能領域内１３０７に制御されるようになる。なお、ポンプ５３６の駆動状態を切り替える際には、インクの慣性力に起因する印刷デューティの変化への応答の遅れによって僅かに、不規則な圧力変化（符号１３０８）は見られるもののこの程度の変動は画像の形成に殆ど影響しない。但し、記録ヘッド８１１に近接する位置に設けた圧力センサ５４４によって、上述の僅かな変動を検出し、その検出結果に基いてポンプあるいは圧力調整バルブ５３５を制御するようにすることで、上記の僅かな変動の発生を緩和することも可能となる。

図１９は本例による圧力制御手順の一例を示す。この手順は、図８に示した印刷装置の制御系の構成にあっては、ＲＯＭ８０３に格納されたプログラム等に従ってＣＰＵ８００が実行するものとすることができる。

まず、印刷データの有無を確認し（ステップＳ１４０１）、印刷データがある場合は印刷単位領域あたりの印刷デューティを判断する（ステップＳ１４０２）。そして、予め印刷装置本体（例えばＥＥＰＲＯＭ８０４）等に設けた印刷デューティに対する記録ヘッドの圧力変化のプロファイルを参照し（ステップＳ１４０３）、判断された印刷デューティに見合うポンプ５３６の圧力設定値を決める（ステップＳ１４０４）。そして、実際にポンプ５３６を駆動させて、記録ヘッド内の圧力を吐出可能領域内に制御する。

印刷が開始されると（ステップＳ１４０６）、印刷単位領域あたりの印刷デューティが現在のポンプの設定値を得たときの印刷デューティから所定範囲以上変化したかを判定し、そのような変化があれば、再度印刷デューティに対する記録ヘッドの圧力変化のプロファイルを参照し、ポンプの発生圧力の変更設定を行う（ステップＳ１４０７〜Ｓ１４１１）。すなわち、印刷デューティが所定範囲の上限値より上昇した場合は記録ヘッド内の圧力が大気圧に対してかなり低くなるので、ポンプの回転（逆回転）数を減少させるか、または正転させることで、記録ヘッド内の圧力を吐出可能領域内に制御する。逆に、印刷デューティが所定範囲の下限値より減少した場合は、ポンプの回転（逆回転）数を減少させることで、記録ヘッド内の圧力を吐出可能領域内に制御する。以上の制御を印刷が終わるまで繰り返し（ステップＳ１４１２）、待機モードに移行する。

なお、以上のようなソフトウェアの処理によらず、画像データの構成ビットを計数するカウンタと、そのカウント値に基づいてポンプ５３６を駆動するモータの制御を行う手段とをハードウェアにより構成することもできる。また、印刷の進捗に応じて印刷デューティが変化したときに制御を行うのではなく、予め印刷データに基づいてポンプの制御曲線を定め、これに基いてフィードフォワード的にポンプ制御を行うようにしてもよい。また、実際のヘッド圧力を検出する手段（サブタンク５４０内の圧力がこれに実質的に等しいとみなされるのであれば圧力センサ５４４を用いてもよい）の検出出力に基づいて、局部フィードバックループによりポンプ制御を行うようにすることもできる。

次に、工場にて製造されたインクジェット記録装置が出荷される段階からユーザにて使用されるまでの各段階において、上記インク供給装置に対して実行される設定操作および動作を図２０ないし図２５を用いて説明する。

出荷準備
図２０ないし図は、製造されたインクジェット記録装置が出荷されるまでの間に、インク供給装置に対して実行される設定操作およびそれに伴う各部の動作状態を説明するための動作説明図である。
まず、図２０に示すように、ポンプ５３４―２を駆動してジョイント４２，４３からサブタンク５４０へとインクを注入する。このとき、バルブ５３５、５０３は開状態とする。ポンプ５３６は動作していないがインクの移動は可能である。又ポンプ５４８も停止しているが、やはりインクの移動は可能である。

従ってサブタンク５４０にインクが充填される過程で、基本的に全てのインク流路、及び記録ヘッド８１１内部はインクで満たされる。しかしこの時点で経路の到る個所に気泡が存在しているであろう。

メインタンク２０３からサブタンク５４０へのインク充填が済んだら、次いで、インク流路の気泡の除去、脱気動作を実行する。

ポンプ５３６、５４８、及び４５を正転させると、図２１に示すように、インクはサブタンク５４０⇒バルブ５０３、ポンプ５３６⇒バルブ５３５⇒記録ヘッド８１１⇒ポンプ５４８⇒弁５５２⇒消泡室５３２⇒脱気装置３８⇒サブタンク５４０の経路で循環され、脱気される。本動作で、ポンプ５３６は特に回転させなくとも性能上問題はない。尚この際記録ヘッド８１１ではフィルタ５８１の流抵抗等によって、僅かながらキャップ機構４４のインク溜り部にインクが排出されるが、ポンプ４５によって素早く同経路に回収される。本動作を所定時間継続するとインク流路内のインクは消泡、脱気される。

出荷前準備の最終工程として記録ヘッド８１１の回復動作に関して図２０（Ｃ）にて説明する。

この時点で、各インク流路内のインクは既に脱気されている。先ずバルブ５３５を閉じてからポンプ４５、及び５４８を駆動しインクを各矢印方向に移動する。サブタンク５４０内部のインクが一方向弁５５１〜ポンプ５４８に引き込まれ、記録ヘッド８１１へ供給されるが、バルブ５３２が閉じているので記録ヘッド８１１内のインクは急激に加圧され、各ノズルから比較的多量のインクが強制的に排出され、各ノズルは健全化される。キャップ機構４４のインク溜りに排出されたインクは既に動作しているポンプ４５によって素早く消泡器５３２側に送られ回収、再利用される。

この後ポンプ５４８、及び４５を停止、バルブ５３５も開状態に戻し、不図示のワイパブレードによって記録ヘッド８１１のノズル面のワイプ〜予備的な吐出動作を行って記録ヘッドの回復は完了する。

設置時
印刷装置がユーザに到着して使用を開始するに先立ち、既に図２０にて述べたと同様、ジョイント４３とメインタンク２０３側のジョイント４２を結合、続いて図２３に示す記録ヘッド８１１の回復動作を実行する。本回復動作でのインクの流れは図２２にて既に述べたものと同じであり異なるのは動作時間のみであるため、説明は省略する。尚、出荷からの経過時間によっては図２１にて説明したインク循環による消泡、脱気動作を伴う場合があり、一方経過時間が小であれば前記回復動作をも省略する。これらの判定、動作は、印刷装置内ＲＯＭ８０３に記憶されたプログラムをＣＰＵ８００が実行することにより行なう。

印刷待機時
環境変化に対する安定性を維持するために、記録ヘッド８１１内部は、より低い負圧（大気圧より２０〜１５０ｍｍＡｑ程度低い負圧）が維持されていたが、図２４に示す如く、印刷命令が受信され、記録ヘッド８１１がキャップ位置からメディア（記録媒体）２０６上部の印刷位置（記録位置）へ移動すると同時に内部の負圧は高め（大気に近い）の指示値に設定する。

本発明による負圧制御は、ＣＰＵ８００によって圧力検知センサ５４４の出力を読み出し、ポンプ５３６の回転方向を含んだＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御にて比較的高い応答性を持つフィード・バック制御を実現できる。

本図では使用していないが、補助的な制御手段としてバルブ５０３を使う場合、高速応答できる軽量なバルブを選択することが好ましい。

印刷時の供給制御
本発明による印刷時の負圧制御の概念図を図２５に示す。

負圧制御は待機時の図２４とほぼ同じであるが、ＣＰＵ８００によって圧力検知センサ５４４の出力を読み出し、ポンプ５３６の回転方向を含んだＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御にて高い応答性を実現できる。尚本実施例では印刷中バルブ５０３は閉じ、ポンプ５４８側の流路も閉じている。
ここで圧力センサ５４４の出力をフィードバック信号とするポンプモータ８０８の制御について図１６および図１７を用いて説明する。

先ず図１６は圧力制御系のブロック図であり、既に図３で説明した印刷装置のブロック図の内サーボモータであるポンプモータ５０８を圧力センサ５４４の出力をフィードバックすることにより制御するポンプモータ制御部８２２内部を詳細に示すブロック図である。

印刷開始するとＣＰＵ８００はＤＡコンバータ８３０に僅かな負圧（例えば−１０mmAq程度）に相当するデジタル値を書き込み、アナログ指示値として減算器８３４の（＋）入力に供給する。記録ヘッド８１１近傍に設けた圧力センサ５４４の出力は減算器８３４のもう一方の（−）入力に接続されているので、指示値に対する誤差信号（Error）がＡＤコンバータ８３１に入力され、デジタル変換された値をＣＰＵ８００が読み出す。極性を含めた誤差信号に対応してＣＰＵ８００は、ポンプ５３６を回転駆動するポンプモータ５０８の駆動ＡＭＰ８３３に対し、回転方向を決める信号（ＤＩＲ）を送出すると共に、チョッパＡＭＰ８３３の駆動デューティを決定するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）値をＰＷＭ８３２にセットする。

ＡＤコンバータ８３１の読み値に対するＰＷＭ値の変換テーブルを図１６（ａ）に示す。
誤差（Error）が（＋）極性である場合には、回転方向信号（ＤＩＲ）は正回転（記録ヘッド８１１内部を加圧する方向）を意味する値（例えば”１”）が出力ポート（Ｉ／Ｏ）８０６を介してセットされる。

一方、誤差（Error）が（−）極性である場合には、回転方向信号（ＤＩＲ）は逆回転（記録ヘッド８１１内部を減圧する方向）を意味する値（例えば”０”）にセットされる。

減算器８２４出力である誤差（Error）の絶対値が大きい場合、ポンプモータ８０８を駆動する駆動ＡＭＰ８２３の駆動デューティを高めて所望の圧力に素早く移行させ、他方、誤差（Error）の絶対値が小なら駆動ＡＭＰ８２３の駆動デューティも低くし、圧力のオーバシュート、アンダシュートを抑制する。

本図では使用していないが、補助的な制御手段としてバルブ５０３を使う場合、高速応答できる軽量なバルブを選択することが好ましい。

印刷時、減算器８２４にセットする負圧指示値は必ずしも一定値ではなく、ＣＰＵ８００はこれから印刷しようとする記録画素数から印刷デューティを予測するために、ＶＲＡＭ８０１の内容を読み出して、印刷デューティが所定の値を超えて記録ヘッド８１１内部の負圧の落ち込みが予想される場合には、その落ち込みが予想される時点の直前に予め高い圧力指示値をＤＡコンバータ８２０にセットすることができる。

又このような場合、制御の遅れによる負圧の落ち込みも考えられるので、これを回避すべく、図１７（ｂ）に示すように、圧力誤差（Error）に対する利得（ＡＭＰ Gain）の高いＰＷＭ値変換テーブルを別途持たせる方法も考えられる。図１７（a）、（b）に示した圧力エラー〜ＰＷＭ値変換テーブルは、ＲＯＭ８０３に予め記憶されている。

このようにフィードフォワード制御を併用することによって、記録ヘッド８１１の記録動作安定度は格段に向上する。

その他
なお本発明は、以上の実施形態または随時述べた変形例に限られることなく、本発明の思想の範囲内で適宜の変形を施すことが可能である。

例えば、上述の実施形態では、記録ヘッドを印刷装置内の定位置に固定し、印刷媒体を移動させて画像を形成するいわゆるラインプリンタ型の印刷装置に適用した場合を例に採り説明したが、本発明は、記録ヘッドを印刷媒体の搬送方向と交差する方向（主走査方向）へと移動させて記録動作を行う、いわゆるシリアルプリンタ型の印刷装置にも適用可能である。

本発明は高速で印刷するインクジェットプリンタ、とりわけラインヘッドを用いて、高画質で、しかも極めて高速に印刷できる印刷装置、印刷システムに利用可能である。

本発明の一実施形態に係る画像形成システムの概要を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成システムの概要を示す模式的斜視図である。 本発明の一実施形態に係る印刷装置における制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る媒体搬送装置における制御系の構成例を示すブロック図である。 画像形成システムにおける情報処理装置と、プリンタ複合システムの印刷装置と、媒体搬送装置との相互に関連した動作手順を示すフローチャートである。 プリンタ複合システムを構成する複数の印刷装置に対する信号系の構成例を示すブロック図である。 プリンタ複合システムを構成する複数の印刷装置に対するインク系のうち特にインク供給系の構成を説明するための模式図である。 印刷装置に配設される回復系の概略構成例および動作を説明するための模式図である。 １つの印刷装置におけるインク供給装置の主要部の配置関係を説明するための模式図である。 記録ヘッド内のインク流路を説明するための模式図である。 記録ヘッド８１１とインクタンクとを連結する前述のインク供給流路、およびこのインク供給路に設けられる負圧発生手段の構成を示す図である。 記録ヘッド内のインク流路を説明するための模式図である。 メインタンクに連列されるチューブと記録ヘッドとを連結するジョイントの構成例を示す縦断側面図である。 メインタンクの構成を示す縦断側面図である。 脱気システムの構成を示す縦断側面図である。 本実施形態における圧力センサ出力を用いた負圧制御の電気的なブロックとＰＷＭチョッパによるポンプ制御を示す図である。 ＡＤコンバータ８２１の読み値に対するＰＷＭ値の変換テーブルを示す図である。 本実施形態におけるインク供給装置の動作を説明するための図である。 本実施形態におけるインク供給装置の制御手順の一例を示すフローチャートである。 出荷時にインク供給装置に対して実行されるメインタンクからサブタンクへのインク充填動作およびその設定操作示す図である。 出荷時にインク供給装置に対して実行されるインク流路の気泡の除去、脱気動作およびその設定操作を示す図である。 出荷前準備の最終工程として行われる記録ヘッドの回復動作およびその設定操作を示す図である。 使用開始前にインク供給装置に対して実行される記録ヘッドの回復動作およびその設定操作を示す図である。 印刷待機時にインク供給装置に対して実行される設定操作およびそれに伴う動作を示す図である。 印刷時にインク供給装置に対して実行される設定操作および動作を示す図である。

符号の説明

４２，４３ ジョイント
１００ 情報処理装置
１１６ 印刷装置
２０３ メインタンク
５５４ 圧力センサ
５４０Ａ 可動部
５４０Ｂ ばね
５４０ サブタンク
５３０ インク供給路
５３１ 循環流路
５３２ 連結流路
５３６ 圧力調整ポンプ
８００ ＣＰＵ
８０３ ＲＯＭ
８０５ ワークＲＡＭ
８１４ ＥＥＰＲＯＭ
８１１ 記録ヘッド

Claims (22)

1. インクタンク内に貯留されたインクを記録ヘッドに供給するインク供給装置であって、
   前記インクタンク内に異なる２箇所で連結された循環流路と、
   前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路と、
   前記循環流路内でのインク流量を制御するインク流量制御手段と、を備え、
   前記制御手段により前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とするインク供給装置。
2. 前記インク流量制御手段は、前記記録ヘッドによる単位時間当たりのインクの吐出量に応じて、前記循環流路内で流動する液体の流量と流動方向の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載のインク供給装置。
3. 前記インク流量制御手段は、前記記録ヘッドからインクを吐出させるための印刷データに基き、前記循環流路内でのインクの流量またはインクの流動方向を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインク供給装置。
4. 前記インク流量制御手段は、印刷デューティの増加、減少に伴い、前記循環流路内でのインクの流量を減少、増加させ、前記記録ヘッド内に所定範囲内の負圧を発生させ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インク供給装置。
5. 前記インク流量制御手段は、前記循環流路内でインクの流動力を発生させるポンプと、前記ポンプの駆動を制御する制御部と、を備え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インク供給装置。
6. 前記制御部は、前記ポンプによる回転数と回転方向の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項５に記載のインク供給装置。
7. 前記インク流量制御手段は、前記循環流路内におけるインクの流抵抗を調整可能な流抵抗調整手段をさらに有し、
   前記制御部は、前記流抵抗調整手段によって調整すべき流抵抗を制御することを特徴とする請求項５または６に記載のインク供給装置。
8. 前記流抵抗調整手段は、前記循環流路の一方に形成された複数の分岐流路を選択的に開閉させる開閉弁によって構成されることを特徴とする請求項７に記載のインク供給装置。
9. 前記連結流路内に、前記循環流路と前記記録ヘッドとの連通、遮断を切り替える開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のインク供給装置。
10. 前記開閉弁は、前記制御部により、前記印刷デューティに応じて開閉デューティが制御されることを特徴とする請求項９に記載のインク供給装置。
11. 前記インクタンクは、内部に所定の負圧を発生させる負圧発生手段を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のインク供給装置。
12. 前記記録ヘッド内の圧力を検出する圧力検出手段をさらに設け、
    前記制御手段は、前記圧力検出手段によって検出値に応じて前記ポンプの駆動を制御することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のインク供給装置。
13. 前記インク供給装置は、複数の印刷装置を配置してなる複合印刷システムに使用されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のインク供給装置。
14. インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドに対し、インクタンク内に貯留されたインクを供給するインク供給手段を備える印刷装置において、
    前記インク供給手段は、
    前記インクタンク内に異なる２箇所で連結された循環流路と、
    前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路と、
    前記循環流路内でのインク流量を制御するインク流量制御手段と、を備え、
    前記制御手段により前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とする印刷装置。
15. インクタンク内に貯留されたインクを記録ヘッドに供給するインク供給方法であって、
    前記インクタンクと異なる２箇所で連結された循環流路を形成すると共に、
    前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路を形成し、
    前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とするインク供給方法。
16. インクタンク内に貯留されたインクを記録ヘッドに供給し、前記記録ヘッドのノズルからインクを吐出させて印刷を行うようにした印刷方法であって、
    前記インクタンクと異なる２箇所で連結された循環流路を形成すると共に、
    前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する連結流路を形成し、
    前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御することを特徴とする印刷方法。
17. 印刷装置に設けられた記録ヘッドに供給すべきインクを収納するインク収納部を有するインクタンクであって、
    前記インク収納部の異なる２箇所に連結されると共に前記インクタンクに連結可能な循環流路と、
    前記循環流路内でのインク流量を制御するインク流量制御手段と、を備え、
    前記循環流路と記録ヘッドとを連結し、前記インク流量制御手段により前記循環流路内におけるインク流量を制御することにより、連結流路を介して前記記録ヘッド内の圧力を制御可能としたことを特徴とするインクタンク。
18. 前記インク流量制御手段は、前記循環流路内で流動する液体の流量と流動方向の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１７に記載のインクタンク。
19. 前記インク流量制御手段は、前記循環流路内でインクの流動力を発生させるポンプを備えることを特徴とする請求項１７または１８に記載のインクタンク。
20. 前記インク流量制御手段は、前記循環流路内におけるインクの流抵抗を調整可能な流抵抗調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載のインクタンク。
21. 前記流抵抗調整手段は、前記循環流路の一方に形成された複数の分岐流路を選択的に開閉させる弁体によって構成されることを特徴とする請求項１９に記載のインクタンク。
22. 前記循環流路と前記記録ヘッドとを連結する接続管をさらに有し、
    前記連結流路内に、前記循環流路と記録ヘッドとの連通、遮断を切換える開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のインク供給装置。
    

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