WO2005118300A1 - インク供給装置、記録装置、インク供給方法、および記録方法 - Google Patents

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WO2005118300A1
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ink
recording head
negative pressure
recording
pump
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PCT/JP2005/010058
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Hiroyuki Ishinaga
Yoichi Sonobe
Kazuo Haida
Yuichi Takahashi
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Canon Finetech Inc.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17556—Means for regulating the pressure in the cartridge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17596—Ink pumps, ink valves

Definitions

  • Ink supply apparatus recording apparatus, ink supply method, and recording method
  • the present invention relates to an ink supply apparatus and an ink supply method for supplying an ink to which a negative pressure is applied to a recording head, and a recording apparatus and a recording method for recording an image using the recording head. is there.
  • An inkjet recording apparatus that ejects ink from a recording head to a recording medium to form an image forms a high-definition image using a small recording head in which a plurality of nozzles are arranged at high density. be able to. Further, by arranging a plurality of recording heads and supplying different colors of ink to each recording head, colorization of recorded images can be realized with a relatively inexpensive and compact configuration. it can. For this reason, the inkjet recording apparatus is used for various image output apparatuses such as printers, facsimiles and copying machines, whether for business use or home use.
  • negative pressure generating means is provided in the ink supply system for supplying ink to the recording head, and the ink to which negative pressure is applied by the negative pressure generating means is supplied to the recording head.
  • negative pressure generating means there has been one configured to generate negative pressure utilizing the capillary action of a sponge-like ink absorber housed in an ink tank (for example, a patent) Reference 1).
  • the ink tank is formed by a flexible member, and the flexible member is biased toward the outside of the ink tank by biasing means such as a spring, so that the inside of the ink tank is There is also a thing of a structure maintained at pressure (for example, patent document 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-068776
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-315350
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-183018
  • the ink supply system provided with the negative pressure generating means as described above uses the pressure difference due to the negative pressure in the recording head which rises with the discharge of the ink to Supply to draw into the recording head.
  • the ink supply may not catch up, and the negative pressure in the recording head may tend to increase.
  • the inertia of the ink may cause the negative pressure in the recording head to decrease.
  • the negative pressure in the recording head fluctuates, the ink discharge operation of the recording head becomes unstable, which may result in the deterioration of the recording quality of the image.
  • the range of instantaneous ink consumption change is large.
  • the negative pressure in the print head is likely to fluctuate, and it is important to minimize the fluctuation of the negative pressure in the print head in order to meet the requirements for high, high recording quality.
  • An object of the present invention is to provide an ink supply apparatus, a recording apparatus, an ink supply method, and a recording method capable of suppressing the fluctuation of negative pressure in a recording head by positively controlling the supply pressure of ink. To provide.
  • the ink supply device is an ink supply device for supplying the ink of the ink tank to the recording head, and is provided in an ink communication path connecting the ink tank and the recording head.
  • Negative pressure applying means for applying an adjustable negative pressure to the recording head; and control means for controlling the negative pressure applying means to adjust the negative pressure to be applied to the recording head. It is characterized by having.
  • a recording apparatus in a recording apparatus capable of recording an image using a recording head to which ink is supplied, is provided with the above-described ink supply apparatus in order to supply the ink to the recording head. It features.
  • the ink supply method is an ink supply method for supplying ink in an ink tank to a recording head, the ink supply method comprising: an ink communication path connecting the ink tank and the recording head;
  • the negative pressure application means for applying an adjustable negative pressure to the recording head is used to maintain the negative pressure applied to the recording head within a predetermined range during the recording operation using the recording head.
  • Control means for controlling the negative pressure.
  • a recording method is a recording method for recording an image using a recording head supplied with an ink tank force, and is provided in an ink communication path connecting the ink tank and the recording head.
  • the negative pressure applying means for applying an adjustable negative pressure to the recording head is used, and the negative pressure applied to the recording head is maintained in a predetermined range during the recording operation using the recording head.
  • the recording head by actively controlling the negative pressure applied to the inside of the recording head, it is possible to suppress the fluctuation of the negative pressure in the recording head, and as a result, the recording head The high-quality image can be recorded by stabilizing the recording operation of V.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an image forming system provided with a printing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an outline of the image forming system of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram of a control system of the printing apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram of a control system of a medium transport device provided in the image forming system of FIG.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an operation procedure related to the information processing device, the printing device, and the medium transport device provided in the image forming system of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram of a control system in the plurality of printing apparatuses of FIG.
  • FIG. 7 is a view for explaining the configuration of the ink supply system in the plurality of printing apparatuses of FIG. It is a schematic diagram.
  • FIG. 8 is a schematic view for explaining the arrangement of the main parts of the ink system in one printing apparatus of FIG.
  • FIG. 9 is a schematic view for explaining the configuration of the ink system of one recording head in the printing apparatus of FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory view of an ink flow path configuration of the recording head in FIG.
  • FIG. 11A is a schematic view for explaining the operation of the negative pressure chamber in FIG.
  • FIG. 11B is a schematic view for explaining the operation of the negative pressure chamber in FIG.
  • FIG. 11C is a schematic view for explaining the operation of the negative pressure chamber in FIG.
  • FIG. 12A is a schematic view for explaining a configuration example and an operation of the valve in FIG.
  • FIG. 12B is a schematic view for explaining a configuration example and operation of the valve in FIG.
  • FIG. 13 is a schematic view for explaining a configuration example of the degassing system in FIG.
  • FIG. 14A is a schematic view for explaining the operation of the joint in FIG.
  • FIG. 14B is a schematic view for explaining the operation of the joint in FIG.
  • FIG. 15A is a schematic view for explaining the operation of the main ink tank in FIG.
  • FIG. 15B is a schematic view for explaining the operation of the main ink tank in FIG.
  • FIG. 16A is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of shipment.
  • FIG. 16B is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of shipment.
  • FIG. 16C is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of shipment.
  • FIG. 17A is a schematic for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the start of use.
  • FIG. 17A is a schematic for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the start of use.
  • FIG. 17B is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the start of use.
  • FIG. 17C is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the start of use.
  • FIG. 18A is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of printing standby.
  • FIG. 18B is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of printing standby.
  • FIG. 18C is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of printing standby.
  • FIG. 19A is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of printing.
  • FIG. 19B is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of printing.
  • FIG. 19C is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of printing.
  • FIG. 20A is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of maintenance.
  • FIG. 20B is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of maintenance.
  • FIG. 20C is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of maintenance.
  • FIG. 21A is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of ink replenishment.
  • FIG. 21B is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 9 at the time of ink replenishment.
  • FIG. 22 is a timing chart for explaining the operation of the ink system of FIG. [FIG. 23]
  • FIG. 23 is a diagram showing an electrical block of negative pressure control using a pressure sensor output and pump control by a PWM chopper according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24A is a diagram showing a conversion table of PWM values with respect to readings of the AD converter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 24B is a diagram showing a conversion table of PW M values with respect to readings of the AD converter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 25A is a pressure control flowchart when the valve according to the embodiment of the present invention is used.
  • FIG. 25B is a diagram showing a conversion table of drive PWM values of a solenoid that operates the valve.
  • FIG. 26 is a block diagram of a control system of a printing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a schematic view for explaining the configuration of the ink system of one recording head in the printing apparatus of FIG.
  • FIG. 28 is a schematic view for explaining the ink supply flow path between the recording head and the ink tank in FIG.
  • FIG. 29 is a time chart for illustrating the operation of the ink system of FIG.
  • FIG. 30 is a flowchart for explaining an example of the control procedure of the ink system of FIG.
  • FIG. 31 is a schematic view for explaining the ink filling operation of the ink system of FIG. 27 at the time of shipment.
  • FIG. 32 is a schematic view for explaining the degassing operation of the ink system of FIG. 27 at the time of shipment.
  • FIG. 33 is a schematic diagram for explaining the recovery operation of the ink system of FIG. 27 at the time of shipment.
  • FIG. 34 is a schematic view for explaining the recovery operation of the ink system of FIG. 27 at the time of installation.
  • FIG. 35 is a schematic diagram for explaining the operation of the ink system of FIG. 27 at the time of printing standby.
  • FIG. 36 is a schematic view for explaining the operation of the ink system of FIG. 27 at the time of printing.
  • FIG. 37A is a schematic view of an ink system according to the first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 37B is a schematic block diagram of an ink system in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of a pump used in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 39 is a perspective view of a print module as a fourth embodiment of the present invention.
  • the present embodiment is an application example as an apparatus incorporated in an image forming system as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the printer complex system of this example generally comprises an information processing apparatus 100 and an image forming apparatus 200, and the image forming apparatus 200 includes a medium conveyance apparatus 117 and a printer complex system 400.
  • the printer complex system has printer units (hereinafter, also referred to as “printing apparatus” or “recording apparatus”) 116-1 to 116-5 which are a plurality of independent engines.
  • the information processing apparatus 100 is a supply source of image data to be formed, divides one image into a plurality of areas, and configures a printer complex system 400 with a plurality of divided image data corresponding thereto.
  • the plurality of printer units 116-1 to 116-5 are supplied.
  • the recording medium 206 conveyed by the medium conveyance device 117 has a size in the width direction corresponding to the recordable range by the arrangement of the printer units 116-1 to 16.5. Also, the medium conveyance device 117 detects the end (paper end) of the recording medium 206 and detects each printer unit 116. It outputs a signal for defining the recording start position of 1 to 116-5.
  • the printer complex system 400 has a plurality of (five in this example) printer units 116-1 to 11-6-5, which divide the recording area on the recording medium 206 to perform recording. It will be arranged. Each printer unit independently performs printing operation (recording operation) on the recording area in charge at the timing defined by the medium conveyance device 117 based on the divided image data supplied from the information processing device 100. Run. In each printer unit, full-color images can be recorded on the recording medium 206. Yellow (Y), magenta (M) and cyan (C) inks of three primary colors, and black (K) inks, respectively.
  • the recording head for discharging the ink is mounted, and the ink of each color is supplied to each recording head from the ink tanks 203 Y, 203 M, 203 C and 203 which are ink supply sources.
  • a CPU 101 is a central processing unit that performs overall system control of the information processing apparatus 100.
  • a CPU 101 is an application program for generating and editing image data under the control of an operating system (OS; Operating System), an image division program according to the present embodiment, and a plurality of printer units.
  • OS Operating System
  • Processes defined by the control program (printer driver) 116-1 to 116-5 and the control program (to be described later with reference to FIG. 5) of the medium conveyance device 117 are executed.
  • the system bus of CPU 101 has a hierarchical bus configuration, for example, connected to a PCI bus as a local bus via host / PCI bridge 102, and further connected to an ISA bus via PCIZISA bridge 105. Are connected to devices on each bus.
  • Main memory 103 is a RAM (Random Access Memory) provided with a temporary storage area for an OS, an application program, and the control program, and is also used as a working memory area for executing each program. . These programs are read and loaded from, for example, the hard disk drive HDD 104.
  • a high-speed memory using SRAM (Static RAM) called cache memory 120 is connected to the system bus, and code and data that the main CPU 101 always accesses are stored in the memory.
  • a ROM (Read Only Memory) 112 controls input / output devices such as a keyboard 114, a mouse 115, a CDD 111, and an FDD 110 connected via an input / output circuit (not shown). Stores a basic input output system (BIOS), an initialization program at system power on, and a self-diagnosis program.
  • An EEPROM (Electronic Erasable ROM) 113 is a non-volatile memory for storing various parameters to be used permanently.
  • the video controller 106 reads out the RGB display data written in the VRAM (Video RAM) 107 continuously and cyclically, and as a screen refresh signal on a display 108 such as a CRT, LCD, or PDP (Plasma Display Panel). Transfer continuously.
  • VRAM Video RAM
  • PDP Plasma Display Panel
  • the communication interface 109 with the printer unit 116-1 to 116-5 is connected to the PCI bus, and as an available interface, for example, a bidirectional interface based on the IEEE1284 standard, There are USB (Universal Serial Bus), hub connection, etc.
  • a hub 140 is connected via a communication interface 109, and the hub 140 is further connected to each of the printer units 116-1 to 116-5 and the medium transport device 117.
  • a communication interface such as a wireless LAN may be used.
  • the print program is the number of the plurality of printing apparatuses 116-1 to 116-5 connected to the information processing apparatus 100 (that is, corresponding to the number of divisions into which an image of one page is divided) Means for setting the printing area, means for setting the area (division width) in which each of the printing apparatuses 116-1 to 116-5 is in charge of printing (described later in FIG. 4), and And an association setting unit (refer to FIG. 3) of the printing department that indicates whether to share an image for a minute. Then, the image of one page is divided based on the contents set by these various setting means, and the corresponding divided image data is transferred to each of the printing devices 116-1 to 16-5, and printing is performed. Let it go.
  • the print program performs print data generation and print data transfer processing for the plurality of printing apparatuses 116-1 to 116-5. Therefore, high-speed processing can be performed by operating the print program itself or print data generation processing and print data transfer processing in the print program in parallel (multi process, multi thread).
  • the information processing apparatus 100 and the plurality of printing apparatuses 116-1 to 116-5 and the transport apparatus 117 are connected via the hub 140, and print data, operation start, and operation start and Transfer end command etc. Further, signal connection is also made between each of the printing devices 116-1 to 116-5 (hereinafter referred to as symbol 116 if not specified) and the conveying device 117, and the leading edge detection of the recording medium 206 or setting of the printing top position Also, it sends and receives signals for synchronizing the medium transport speed and the printing operation (ink discharge operation) in each printing apparatus.
  • each printing apparatus 116 for example, yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) inks are used to perform continuous full-color recording on the recording medium 206.
  • the arrangement order of the recording heads for the respective color inks in the conveyance direction of the recording medium 206 is equal among the printing apparatuses, so that the overlapping order of colors is also equal.
  • the ink ejection orifices of each recording head are arranged in 4-inch (about 100 mm; reference value) at a density of 600 dpi (dot Z inch reference value) in the width direction of the recording medium (direction orthogonal to the medium conveyance direction). Therefore, the printing apparatuses 116-1 to 116-5 as a whole satisfy the maximum recording width of about 500 mm.
  • the ink tanks 203 Y, 203 M, 203 C, 203 ⁇ , etc. which are the ink supply sources, and their respective colors via the dedicated tubes 204. Ink is supplied.
  • FIG. 3 shows a configuration example of a control system in each printing apparatus 116.
  • 800 is a CPU that performs overall control of the printing apparatus 116 according to a program corresponding to the processing procedure described later with reference to FIG. 5, and 803 is a ROM storing the program and fixed data.
  • 805 is a RAM used as a working memory area
  • 814 is for holding necessary parameters and the like used by the CPU 800 for control even when the power of the printing apparatus is shut off. It is EEPROM to memorize.
  • Reference numeral 802 denotes an interface controller for connecting the printing apparatus 116 to the information processing apparatus 100 via a USB cable
  • reference numeral 801 denotes a VRAM for expanding each color image data.
  • a memory controller 804 transfers the image data received by the interface controller 802 to the VRAM 801 and performs control to read out the image data according to the progress of printing. Information processing device 100 separated mark via USB cable
  • the CPU 800 analyzes the command added to the print data, and then instructs the VRAM 801 to execute bitmap development of the image data of each color component of the print data.
  • the memory controller 804 writes image data from the interface controller 802 to the VRAM 801 at high speed.
  • Reference numeral 810 denotes a control circuit for controlling the respective color recording heads 811 Y, 811 ⁇ , 811 C, and 81 IK.
  • Reference numeral 809 denotes a caving motor for driving a caving mechanism (not shown) for caving the surface on which the ejection openings of the recording head 811 are formed, and is driven through the input / output port 806 and the drive unit 807. Be done.
  • the pump motor 820 is a motor capable of rotating forward and backward for driving the pump 48 inserted between the sub tank 40 and the recording head 811 which will be described later (see FIG. 9).
  • the solenoid 821 is an actuator for driving the valve 35, and linear control of the open / close state of the valve 35 is possible by the pulse width modulation (PWM) value set in the CPU 800 power PWM circuit 823.
  • PWM pulse width modulation
  • the pump motor 508 is a servomotor, and controls the mechanical pump 36 by feeding back the output of a pressure sensor 49 provided near the flow path in the recording head to the pump motor control unit 822.
  • the pump motors 820 and 508, the solenoid 821 and the pressure sensor 49 are provided independently for each of the recording heads 811Y, 811 ⁇ , 811C and 81IK corresponding to the respective ink colors.
  • driving the capping motor 809 moves the recording heads 811 Y, 811 ⁇ , 811 C and 81 IK relative to the capping mechanism, and the capping is performed. To be done.
  • driving the capping motor 809 moves the recording heads 811 Y, 811 ⁇ , 811 C, and 811 relative to the capping mechanism to perform capping. The status is released, and a print start signal from the medium conveyance device 117 described later is awaited.
  • Reference numeral 806 denotes an input / output (IZO) port, to which a motor drive unit 807, other drive means, necessary sensors and the like (not shown) are connected, and signals are exchanged with the CPU 800.
  • 812 A synchronization signal is received from the medium conveyance device 117, and a position pulse signal synchronized with the recording medium indexing signal and the movement of the medium is generated, and a synchronization signal is generated to appropriately execute synchronization with these signals. It is a conversion circuit. That is, the data of the VRAM 801 is read at high speed by the memory controller 804 in synchronization with the position pulse accompanying the conveyance of the recording medium, and the data is transferred to the recording head 811 through the recording head control circuit 810. , Color recording (printing) is performed.
  • IZO input / output
  • the medium transport device 117 is also suitable for transporting a recording medium having a large size in the width direction and an arbitrary size in the transport direction.
  • a media stage 202 is provided so that all the recording heads 811 of the printing apparatuses 116-1 to 116-5 and the recording surface of the recording medium 206 can be kept equally spaced as much as possible. Since recording media having various thicknesses are used, the recording medium to the media stage 202 is maintained so as to keep the distance between the recording surface and the recording head 811 within a predetermined value, even for thick paper. Measures may be added to improve the adhesion of
  • the conveyance motor 205 is a drive source of the conveyance roller array 205A for conveying the recording medium in close contact with the upper surface of the media stage 205.
  • FIG. 4 shows a configuration example of a control system of the medium transport device 117.
  • reference numeral 901 denotes a CPU that performs overall control of the medium conveyance device according to a program corresponding to the processing procedure described later with reference to FIG. 5, and 903 a ROM that stores the program and fixed data. Is a RAM used as a working memory area.
  • An interface 902 is used to connect the medium transport device 116 to the information processing apparatus 100.
  • An operation panel 905 has an input unit for the user to perform various instructions and inputs to the image forming apparatus, and a display unit for performing required display, and is provided in the medium conveyance device in this example. I see.
  • Reference numeral 908 denotes a suction motor as a drive source of a vacuum pump
  • the vacuum pump constitutes an example of means for bringing the non-recording surface (rear surface) of the recording medium into close contact with the upper surface of the media stage 202. That is, a large number of micro holes are opened from the lower part of the media stage 202 to the transport surface of the media stage 202, and the vacuum pump is used to The recording medium is adsorbed by performing suction.
  • the CPU 901 first activates the suspension motor 908, and the recording medium 206 is attracted to the upper surface of the media stage 202.
  • Reference numeral 907 denotes a drive unit for driving the suction motor 908 and other required operation units.
  • Reference numeral 909 denotes a drive unit of the conveyance motor 205.
  • Reference numeral 912 denotes a logic circuit, which receives the output of a rotary encoder 910 provided on the shaft of the conveyance motor 205, and feeds back the recording medium at a constant speed, and performs feedback control of the conveyance motor 205.
  • the conveyance speed can be arbitrarily set by the speed instruction value written from the CPU 901 to the logic circuit 912.
  • the rotary encoder 910 may be provided coaxially with the conveyance roller row 205A which is not the axis of the conveyance motor 205.
  • the logic circuit 912 also receives the output of the medium detection sensor 911 provided on the upstream side in the transport direction from the printing position that detects that the leading end of the recording medium 206 has reached the vicinity of the printing start position. Ru. Then, the logic circuit 912 outputs an appropriate print instruction signal to each printing device according to the distance in the transport direction to each printing device from the position where the medium detection sensor 911 detects the leading edge of the recording medium.
  • the printing devices 116-1 to 116-5 are arranged in two rows in the transport direction, that is, the printing devices 116-1, 116- on the upstream side in the transport direction.
  • the printing start signal 914 or 915 is applied to each printing apparatus according to the physical distance from the medium detection sensor 911 to each printing apparatus. Correction may be made independently.
  • the logic circuit 912 appropriately converts the output of the encoder 910 to generate a position pulse 913 of the recording medium, and each printing apparatus performs a printing operation in synchronization with the position pulse 913.
  • the resolution of the position pulse is appropriate and may be set to, for example, a plurality of printing lines (rows).
  • the configuration of the recording medium conveyance unit in the medium conveyance device 117 is not limited to the one provided with the fixed media stage 202 as shown in FIG.
  • print position The endless conveyance belt is bridged over a pair of drums arranged on the upstream side and the downstream side in the conveyance direction with respect to the sheet, and the recording medium is carried on the conveyance belt while the conveyance belt travels with the rotation of the drum.
  • the recording medium may be transported. These forms can be transported on either a cut paper-like or continuous paper-like recording medium.
  • FIG. 5 shows the mutual operation procedure of the information processing apparatus 100, the printing apparatus 116 of the printer complex system 400, and the medium transport apparatus 117.
  • step S 1001 In order to execute printing, divided print data for each printing apparatus is created on the information processing apparatus 100 (step S 1001), and the transmission is performed.
  • the printing apparatus 116 cancels the capping state of each recording head 811 in response to the reception of the data, and performs data expansion to the VRAM 801 (step S1041). Further, when the reception is completed in all the printing apparatuses 116-1 to 116-5, the information processing apparatus 100 transmits a conveyance start command to the medium conveyance apparatus 117 (step S1002).
  • the medium conveyance device 117 first drives the suction motor 908 (step S 1061), and prepares to suck the recording medium 206 onto the media stage 202.
  • the conveyance motor 205 is driven to start conveyance of the recording medium 206 (step S1062), and the leading edge is detected (step S1063), and then the printing start signal 914 and each printing apparatus 116-1 to 116-5 are sent. 915 and position pulse 913 are transmitted (step S 1064).
  • the print start signal is output in relation to the distance from the medium detection sensor 911 to each printing apparatus.
  • step S1042 When the printing operation (step S1042) is completed in the printing apparatus 116, the printing completion status is transmitted to the information processing apparatus 100 (step S1043), and the process is terminated. At this time, the printing heads 801 are cabed by a capping mechanism (not shown) to prevent drying of the nozzles (discharge ports) and clogging.
  • the medium conveyance device 117 transmits the conveyance completion status to the information processing apparatus 100 (step S1066).
  • the suction motor 908 and the conveyance motor 205 are stopped respectively (steps S1067 and S1068), and the operation is ended.
  • FIG. 6 is an example of a signal system to the printing apparatuses 116-1 to 116-5 which constitute the printer complex system.
  • the signal systems connected to each of the printing devices 116-1 to 116-5 are roughly two systems. One relates to the transmission of divided print data (including operation start and end commands, etc.) supplied from the information processing apparatus 100, and the other is a signal for specifying recording timing supplied from the medium conveyance device 117 (printing Transmission of start signal and position pulse).
  • the transmission system of the former divided print data includes a hub 140 relaying the information processing apparatus 100 and the printing apparatuses 116-1 to 116-5.
  • the hub 140 is connected to the information processing apparatus 100 via, for example, a connector Z cable 142 of 100BASE-T standard, and for each of the printing apparatuses 116-1 to 116-5, for example, 10BASE. -Connect via T connector 144 cable.
  • the transmission system of the latter recording timing definition signal in the example of FIG. 6, has a transfer control circuit 150 and a synchronization circuit 160. These may be provided as a circuit unit constituting the logic circuit 912 in FIG.
  • the transfer control circuit 150 supplies the synchronization circuit 160 with the output ENCODER of the rotary encoder 910 provided on the shaft of the conveyance motor 205 and the detection output TOF of the recording medium tip by the medium detection sensor 911.
  • Synchronous operation circuit 160 is provided with print operation enabling circuit 166, and operation preparation completion signals PU1-RDY to PU5-RDY from the respective printing devices 116-1 to 116-5 in accordance with the completion of reception of the divided image data. And outputs a signal PRN-START that permits the printing operation when all printing devices are ready for operation (eg, releasing the cap state).
  • the synchronization circuit 160 is provided with a display section 167 such as an LED that performs display related to the operation preparation completion signals Pin-RDY to PU5-RDY so that the user visually confirms that the printing apparatus is ready for operation. It has become.
  • the synchronization circuit 160 further includes a reset circuit unit 168 for manually resetting the printing apparatus manually by the user or the like, and a pause circuit for temporarily stopping after completion of recording for one recording medium, for example. Part 169 is added.
  • the synchronization circuit 160 further includes a synchronization signal generation circuit unit 162 and a delay circuit 164.
  • the synchronization signal generation circuit unit 162 is a position pulse 913 which is a synchronization signal (H sync) for performing printing operation in synchronization with each printing apparatus (for example, 300 pulses per 1 inch of recording medium conveyance amount). Signal from the encoder output ENCODER.
  • the resolution of the position pulse 913 is preferably an integral multiple of the recording resolution in the recording medium transport direction.
  • the delay circuit 164 generates print instruction signals 914 and 915, which are delay signals corresponding to the position of each printing apparatus in the medium transport direction, from the leading edge detection output TOF of the recording medium.
  • the recording operation of the printing apparatuses 116-1, 116-3 and 116-5 on the upstream side in the conveyance direction of the recording medium starts with the reception of the print instruction signal (T0F-IN1) 914.
  • the print instruction signal (T0F-IN1) 914 is a delay signal delayed by the distance from the medium detection sensor 911 to the position where the printing apparatus is provided. If the distance from the medium detection sensor 911 to the arrangement position of these printing apparatuses is zero, the print instruction signal 914 is supplied almost simultaneously with the detection output TOF.
  • the print instruction signal (TOF-IN2) 915 is a delay signal delayed by the distance from the medium detection sensor 911 to the position where the printing apparatus is provided.
  • the medium detection sensor 911 force and the distance to the arrangement position of these printing apparatuses are set to 450 mm. Therefore, if the position pulse 913, which is the synchronization signal (Hsync), is 300 pulses per 1 inch (25.4 mm) of conveyance of the recording medium, the print instruction signal 915 is delayed by 5315 pulses from the detection output TOF. Supplied.
  • each printing is performed.
  • the printing instruction signal may be independently supplied to each apparatus.
  • each of the printing devices 116-1 to 116-5 receives the supply of the divided print data from the information processing device 100, and the recording timings supplied from the medium conveyance device 117.
  • the printing operation is performed independently in response to the prescribed signal. That is, each of the printing devices 116-1 to 116-5 is a printer that has completed the signal system, and the print data supply and recording timing are transmitted to the other printing devices via one printing device.
  • the data is aligned corresponding to the recording heads 811Y to 811K used by oneself and the nozzles arranged in each recording head, and at a specified timing. It has an individual means (a shift register, a latch circuit, etc.) for performing the ink discharge operation. That is, the printing devices 116-1 to 116-5 have similar hardware and operate with the same software, and the operation of one printing device directly affects the operation of the other printing devices. Providing is a collaborative effort to print one image data as a whole.
  • Each of the printing apparatuses 116-1 to 116-5 in this example is a printer that can operate independently, and the ink supply system for each recording head 811 in each printing apparatus and each recording head 811
  • the ink system including the recovery system for the ink has a configuration independent of each other.
  • FIG. 7 is a schematic view for explaining the configuration of the ink supply system, in particular, of the ink system.
  • ink tanks hereinafter also referred to as main tanks
  • main tanks which are ink supply sources
  • the ink of each color is distributed and supplied through the dedicated tubes 204Y, 204M, 204C and 204 ⁇ .
  • the ink supply method may be always in fluid communication with the ink tank, or, as described later, when the amount of ink held in the ink supply unit provided for each recording head is low. By making fluid communication, ink may be supplied intermittently.
  • the recovery system of the present embodiment includes a cap that is joined to the discharge port formation surface of the recording head 811 to receive ink forcibly discharged from the discharge port, and the received ink can be reused. Configured to circulate.
  • the cap can be provided on the lower side of the recording medium 206 conveyance surface, that is, on the inner side of the media stage 202, so as to face or be in contact with the formation surface of the discharge port of the recording head.
  • the upper side of the conveyance surface of the recording medium 206 that is, the recording head 811 can be used so that recovery operation can be performed without removing the recording media. Even the cap placed on the same side.
  • the ink supply system and recovery system for each recording head 811 in each printing apparatus are independent of each other between the printing apparatuses. It has a configuration. As a result, an appropriate amount of ink supply and recovery operation can be performed in accordance with the operation state of each printing apparatus, that is, the printing amount and the like.
  • FIG. 8 shows the arrangement of ink-based main parts in one printing apparatus 116
  • FIG. 9 shows an example of the internal configuration of the ink system for one print head.
  • the recording head 811 is provided with two ink connection pipes, one of which is a negative pressure chamber for generating a preferable negative pressure to be balanced with the holding force of the ink varnish formed at the ink discharge port of the recording head.
  • the other is connected via a pump 48 to an ink supply unit (hereinafter referred to as a sub tank) 40 for each recording head.
  • a sub tank ink supply unit
  • FIG. 10 is an explanatory view showing the ink flow path configuration inside the print head 811 and a part of the ink flow path configuration.
  • the recording head used in the present embodiment is provided with nozzles arranged over a 4-inch width at a density of 600 dpi (dot per inch), that is, 2400 nozzles 50.
  • One end of the nozzle 50 is a discharge port 51, and the other end is connected to the ink supply path 54.
  • an electrothermal transducer (heater) 52 for generating thermal energy for heating and bubbling the ink in response to energization is provided as an element for generating energy for ejecting the ink. ing.
  • the ink By energizing the heater 52 for about 1 to 5 seconds, the ink is heated, and the ink on the heater surface starts film boiling at a temperature of 300 ° C. or more.
  • the ink receives an inertial force, is ejected from the ejection port 51, and lands on the recording medium to form an image.
  • a nozzle valve 53 as a fluid control element is disposed. This causes an inertial force to effectively act on the ink on the discharge port side, while the ink on the supply path side is displaced according to the bubbling of the ink so as to prevent the movement to the supply path side.
  • Reference numeral 56 denotes a filter provided on each of the supply side and the return side of the ink supply path 54.
  • the negative pressure chamber 30 comprises an ink holding portion 31 made of a flexible member and a pair of plate-like ink holding portions 33 facing each other. Holds the ink in the internal space defined by.
  • a compression spring 32 is disposed between the pair of plate-like ink holding portions 33 facing each other, and the compression spring 32 biases the plate-like ink holding portions 33 in a direction to separate from each other, thereby generating a negative pressure. It is supposed to be.
  • This negative pressure chamber 30 is a recording head It is located near 811 and there is almost no pressure drop at the connection between them. Therefore, the inside of the negative pressure chamber 30 is almost the same as the negative pressure in the recording head.
  • this negative pressure chamber 30 serves as a buffer to assist the supply.
  • the pair of plate-like ink holding portions 33 piles on the extension force of the spring 32 and displaces in the approaching direction while compressing the same, thereby reducing the internal volume of the negative pressure chamber 30 and thereby making the ink Supply.
  • the pressure sensor 49 various detection methods can be used other than the detection method directly detecting the negative pressure in the negative pressure chamber 30.
  • the optical sensor 149 in FIG. 11A can be used.
  • the sensor 149 includes a reflective plate 149A attached to the plate-like ink holding portion 33, and a light emitting element (such as a light emitting diode) 149B and a light receiving element provided at a fixed position outside the negative pressure chamber 30 facing the reflective plate 149A. (Such as a light receiving transistor) 149 C. Light from the light emitting element 149B is reflected by the reflecting plate 149A and is also received by the light receiving element 149C.
  • a light emitting element such as a light emitting diode
  • 149C Light from the light emitting element 149B is reflected by the reflecting plate 149A and is also received by the light receiving element 149C.
  • the amount of light received increases when the amount of ink in the negative pressure chamber 3 is large as shown in FIG. 11A. As shown in FIGS. 11B and 11C, the amount of ink in the negative pressure chamber 3 decreases as it decreases. Therefore, the sensor 149 detects the amount of ink in the negative pressure chamber 30, and from the relationship between the amount of ink and the negative pressure in the negative pressure chamber 30, the negative pressure in the negative pressure chamber 30 is indirectly It can be detected.
  • a mechanical ink pump (hereinafter also referred to as a “mechanical pump”) 36 is connected to the negative pressure chamber 30 via a pressure control valve 35 (see FIG. 9). Control the ink supply.
  • the ink pump 36 in this example is a gear pump.
  • valves disposed in each part of the ink supply path including the valve 35
  • any form can be used as long as the flow path can be appropriately opened and closed or the flow rate can be appropriately controlled according to the control signal.
  • the following may be used.
  • the ball valve body 56 and the sheet body 57 for receiving the valve body 56 are provided, and the 55 valve body is connected to the plunger advanced and retracted by the solenoid.
  • Configuration 58 can be used.
  • the ink flow path can be opened and closed by controlling the energization of the solenoid to cause the valve body 56 to be received and released from the sheet body 57.
  • FIG. 12A shows the open state of the ink flow path
  • FIG. 12B shows the closed state of the ink flow path.
  • the response is high
  • light weight elements such as piezo elements can also be used as actuators.
  • the pump 36 of the present embodiment is capable of controlling the direction of ink flow and the flow rate. That is, the pump 36 of this example has a direction for supplying ink to the negative pressure chamber 30 (hereinafter, rotation in this direction is referred to as normal rotation), and a direction for extraction (hereinafter, rotation in this direction is referred to as reverse rotation). , Is a gear pump capable of selectively transferring ink.
  • the pump 36 is connected to the degassing system 38 and removes gas components melted in the ink transferred to the pump 36.
  • the degassing system 38 includes an ink supply path formed by a gas-liquid separation film 39 made of a material that transmits gas and does not transmit liquid, a decompression chamber 38A covering the surrounding space, and And a pump 38B (see FIG. 9) for decompressing the inside of the chamber, and effectively removes the gas from the ink flowing through the ink flow path through the gas permeable membrane 39.
  • the degassing system 38 is connected to a subtank 40 that contains the appropriate amount of ink consumed by the recording (see Figure 9).
  • the sub tank 40 defines a part of the ink storage space therein, and a buffer member 41 which can be displaced or deformed according to the amount of ink stored, and an ink tube 204 connected to the main tank 203.
  • a joint 42 for appropriately establishing ink communication with see FIG. 2.
  • this joint 42 is connected to the joint 43 provided in the ink tube 204 as shown in FIG. 14B, thereby appropriately supplementing the ink from the main tank 203 to the sub tank 40. It is configured to be sufficient.
  • Valve rubbers 66A, 66B having communication holes formed therein are provided at opposing portions of the joints 42, 43, respectively.
  • the valve ball 63A or 64A biased by the valve spring 65A or 65B blocks the opening of the communication hole in the valve rubber 66A or 66B.
  • the ink flow paths connected to the joints 42 and 43 are both shut off from the outside air.
  • the valve ball 63A is pushed by the ball lever 67 provided on the valve ball 63B.
  • the valve balls 63A and 64A are separated from each other by the valve rubber 66A and 66B, and the ink flow paths connected to the joints 42 and 43 are connected to each other.
  • any configuration may be used as long as the ink flow path can be connected in a state where it shuts off the opening when not connected to prevent ink leakage and is blocked from the outside air. May be.
  • the ink supply path itself is always connected, and fluid communication is turned on by the on-off valve. It may be configured to perform Z-off. The point is that the configuration may be such that the ink supply between the printing devices does not interfere with each other when the ink requirement amount between the printing devices is different according to the contents of each divided image data. Also in this sense, the independence of the printing apparatus of the present embodiment is secured.
  • FIGS. 15A and 15B are schematic configuration diagrams of the ink tank 203 (203Y, 203 °, 203C, 203 °) connected to the joint 43.
  • the ink tank 203 in this example includes a flexible ink bag 69 containing ink and a tank housing 68 for containing the ink bag.
  • a storage element 70 is attached in the tank housing 68.
  • the storage element 70 can store various information related to the ink tank 203. For example, information such as the type of ink to be stored, the remaining amount of ink, and the format of the ink tank can be written and read out and used as needed.
  • the ink bag 69 deforms as shown in FIG. 15 and FIG. 15 in accordance with the consumption of the ink contained inside. As a result, the ink in the ink bag 69 can be supplied in the state of being shut off from the outside air.
  • connection pipes provided in the recording head 811 is connected to the sub tank 40 via the pump 48 as shown in FIG. 9, and the pump 48 and the pump 36 operate to make the sub tank
  • the ink can be circulated between the 40, the negative pressure chamber 30, and the recording head 811.
  • the printing apparatus 116 is provided with a recovery system mechanism for maintaining or recovering the ink ejection performance of the printing head 811 in a healthy state, and the printing head 811 is used as a part of it.
  • a cap 44 is provided for sealing.
  • the mechanical pump 36 is rotated in the forward direction in a state where the pump 48 is stopped (flow path: closed). Then, the inside of the recording head 811 is rapidly pressurized through the negative pressure chamber 30, and a relatively large amount of ink (ink that does not contribute to the recording of an image) is forcibly discharged in a short time from each nozzle of the recording head 811. Ru. This restores each nozzle to a healthy state.
  • the forcibly discharged ink is discharged to the ink reservoir in the cap 44, and is quickly recovered to the subtank 40 through the valve 47 by the action of the pump 45 which is operating in advance, and then reused.
  • the wiping operation of the nozzle array of the print head 811 by the wiper blade (not shown) and the preliminary ejection operation of ejecting ink are performed without contributing to the recording of the image, and the recovery operation of the print head 811 is completed.
  • the printing apparatus 116 or the recording head 811 of the present embodiment is provided with such an ink (supply) system to be separated from the image forming system and the image forming apparatus and to be independent of other printing apparatuses. It enables control under various conditions, and allows independent installation and replacement.
  • Reference numeral 60 in FIG. 9 denotes a control circuit board, into which the components of the control system in FIG. 3 for each printing apparatus 116 are incorporated.
  • the pumps 36, 48 and 45 are operated while injecting ink into the tank 40 through the joint 42, and the ink system in the printing apparatus 116. Fill the ink with At this time, the air in the ink system from the beginning is discharged from the exhaust port of the degassing system 38. After that, the ejection force of the recording head 811 is also forced to eject the ink into the cap 44, the wiping operation by the wiper blade, and the preliminary ejection operation of the ink to carry out the recovery operation of the recording head, and the trial printing operation Aging etc.
  • the ink amount of ink in the printing apparatus 116 is reduced. That is, the mechanical pump 36 is reversely rotated as shown in FIG.
  • the ink-based ink in the tray 116 is made to flow back to the main tank 203 to reduce the ink in the negative pressure chamber 30.
  • the cap 44 is brought into close contact with the recording head 811. Under such a state, the ink can be leaked even when there is a change in the distribution environment of the printing apparatus 116, in particular, when the air temperature rises or the air pressure decreases.
  • a special liquid for physical distribution may be filled as the ink to be filled in the ink system, in addition to the ink used for normal recording.
  • the dedicated fluid for physical distribution is a liquid produced in consideration of environmental change at the time of physical distribution and prolongation of physical distribution period, and for example, the component power of ordinary ink is similar to the case of removing coloring materials such as dyes and pigments. Liquid can be used. However, when such a liquid for distribution only is used, it is necessary to replace the liquid for distribution in the ink system with the normal ink at the start of the recording operation.
  • the printer that has been shipped After the printer that has been shipped is installed, and before starting to use it, first connect the joint 43 on the main tank 203 side to the joint 42 as shown in Fig. 17A, rotate the pump 36 in reverse, and Feed the ink into the chamber 30. Thereafter, in order to remove bubbles accumulated in the flow path, the pumps 36 and 48 are operated as shown in FIG. 17B to record the ink in the negative pressure chamber 30 with the recording head 811, the sub tank 40 and the deaeration system 38. Circulate through. By continuing such circulation of the ink for an appropriate time, the air in the flow path is removed by the degassing system 38 to a level that is nearly satisfactory. Next, as shown in FIG. 17C, the mechanical pump is stopped (the flow path is closed) as shown in FIG.
  • the ink in the print head 811 has a relatively large negative pressure (about 20 to 150 m mAq lower than the atmospheric pressure) to maintain stability against environmental changes.
  • the pump 48 is stopped to restrict the return of ink from the recording head 811 to the sub tank 40, and the pump 36 is reversed to return the ink in the negative pressure chamber 30 to the sub tank 40.
  • the negative pressure acting on the ink in the recording head 811 increases.
  • FIG. 18B a state of applying a larger negative pressure is maintained to wait for the start of printing.
  • the volume of the sub tank 40 increases in the downward arrow direction in FIG. 18A by the amount of ink returned from the negative pressure chamber 30.
  • the pump 36 is rotated forward to perform the preliminary supply of ink. That is, the negative pressure chamber 30 is pressurized to control the negative pressure acting on the recording head 811 in the positive direction to reduce it to a negative pressure suitable for printing.
  • the negative pressure of negative pressure chamber 30 can be detected by negative pressure sensor 49 or sensor 149 (see FIG. 11A). Further, the volume of the sub tank 40 is reduced in the upward arrow direction in FIG. 18C by the amount of the ink fed into the negative pressure chamber 30.
  • the negative pressure adjustment valve 35 is controlled to further appropriately supply the ink. Control to stabilize negative pressure with high accuracy. That is, by supplying a small amount of ink, the negative pressure of the ink in the recording head 811 is stabilized in the optimum range, and further, the opening / closing control of the negative pressure adjustment valve 35 or the adjustment control of the opening thereof Make the negative pressure more stable.
  • the rate at which the flow path is opened is relatively small and the degree of opening is relatively small.
  • the pump 36 When the print duty (recording density) is high, as shown in FIG. 19B, the pump 36 is rotated forward at a higher speed to increase the ink supply amount, and the negative pressure adjustment valve 35 is controlled. And stabilize the negative pressure. In that case, the rate at which the flow path is opened is relatively high, and the opening degree is controlled to a relatively large range.
  • the negative pressure adjustment valve 35 is immediately closed as shown in FIG. 19C. This is to prevent the ink supply pressure from being applied to the negative pressure chamber 30 and the recording head 811 by the inertia of the ink when the printing operation is stopped. If the ink supply pressure is reduced, the internal pressure of the recording head is increased, there is a possibility that the ink may leak, and the print quality may be deteriorated at the time of the subsequent printing operation.
  • the control of the negative pressure adjustment notch 35 can be performed by feeding back the output signals of the sensors 49 and 149 (see 011 A) for detecting the negative pressure in the negative pressure chamber 30. Further, as described later, the negative pressure adjusting valve 35 and the pump 36 can be controlled in advance in association with each other based on print data (recording data).
  • the pump 36 controls not only the forward rotation amount and forward rotation speed of the pump 36 but also the reverse rotation amount and reverse rotation speed according to the ink consumption amount per unit time, that is, according to the print duty. it can.
  • the negative pressure in the print head 811 can be suppressed by positively pressing the ink on the print head 811 side according to the amount of ink consumption.
  • the pump 36 is reversely rotated, reduction of the negative pressure in the recording head 811 can be suppressed by positively depressurizing the ink on the recording head 811 side.
  • the negative pressure adjustment valve 35 in connection with the control of the pump 36 as described above, the negative pressure in the recording head 811 can be controlled with higher accuracy to further stabilize the negative pressure. This is how it works.
  • an appropriate negative pressure is stabilized regardless of the print duty (recording density).
  • FIG. 20A is an explanatory view of the recovery operation for forcibly discharging the ink which does not contribute to the recording of the image from the discharge port of the recording head 811.
  • the mechanical pump 36 is rotated in the forward direction with the pump 48 stopped (flow path: closed). Then, the inside of the recording head 811 is rapidly pressurized from the negative pressure chamber 30, and the nozzle force of the recording head 811 forcibly discharges a relatively large amount of ink in a short time. This restores each nozzle to a healthy state.
  • the forcibly discharged ink is discharged to the ink reservoir in the cap 44, and is quickly recovered to the sub tank 40 via the valve 47 by the action of the pump 45 which is operating in advance, and is reused. .
  • the wiping operation of the nozzle array of the recording head 811 by a non-illustrated wiper blade and the preliminary ejection operation are performed, and the recovery operation of the recording head 811 is completed.
  • FIG. 20B is an explanatory view of the operation of removing the gas component melted in the ink using the degassing system 38.
  • the pump 36 is rotated forward slowly to supply the ink in the degassing system 38 little by little into the negative pressure chamber 49, and by the operation of the pump 48, the amount supplied by the pump 36 Return more ink from the print head 811 into the tank 40 than you would like.
  • the ink circulates in the degassing system 38 with the decrease of the ink in the negative pressure chamber 49, and the gas component melted in the ink is removed.
  • FIG. 20C is an explanatory diagram of a standby state in which transition is made after the recovery operation.
  • the valve 35 is closed and the pump 48 is stopped so as to maintain the negative pressure.
  • the negative pressure in the negative pressure chamber 49 at this time may be set to a lower negative pressure as in the printing standby of FIG. 18A described above.
  • FIG. 21A and 21B are explanatory diagrams of the operation for supplying ink from the main ink tank 203 to the sub ink tank 40.
  • FIG. 21A when the ink remaining amount in the sub tank 40 decreases to a predetermined amount or less, the joints 42 and 43 are connected as shown in FIG. 21B, and the ink in the ink tank 203 is discharged. Refill the ink tank 40. At that time, it is possible to replenish the ink by using the water head difference.
  • the flexible member of the ink tank 40 which has been deformed upward as shown in FIG. 21A, is deformed downward as shown in FIG. 21B in accordance with the ink supply amount.
  • Print Duty (recording density) shown in the upper part of FIG. 22 is the printing duty (recording duty) when the operation stage of the printing apparatus is in the printing state.
  • the operation phase of the printing state is divided into the following states: printing not in progress, printing standby immediately before printing, printing immediately after printing, waiting for next printing immediately after printing.
  • the amount of ink to be supplied varies depending on the printing duty, that is, the usage rate of the ink consumed for printing.
  • the pump flow rate (the amount of ink supplied by the pump 36) is set as divided into four types of print duties as shown in the middle part of FIG. Note that the appearance of the print duty shown in the figure is merely an example, and it goes without saying that there are various differences depending on the image data.
  • the negative pressure applied to the recording head 811 is detected by a pressure sensor 49 (or 149) attached to the negative pressure chamber 30 which is in the vicinity of the recording head 811 and in a negative pressure state almost equal to that. .
  • the detected values are shown in the lower part of FIG.
  • the negative pressure in the print head increases at the moment printing starts, so the pump flow rate is increased according to the value of pressure sensor 49 to set the negative pressure in the print head. Reduce pressure to improve ink supply performance.
  • the force immediately before the start of the printing operation also controls the pump 36 and valve 35 in consideration of the increase in negative pressure in the print head at the start of printing. By doing this, the negative pressure in the recording head can be stabilized more.
  • the control amount and control timing of the pump 36 and the valve 35 can be set in accordance with the print duty obtained based on the print data (recording data).
  • the pump flow rate is further increased to suppress an increase in negative pressure applied to the print head.
  • the ink supply can be made to follow even at high printing speeds.
  • the print duty changes the negative pressure in the recording head can be more stabilized by controlling the flow rate of the force pump before the change.
  • the print duty before or after the change is obtained based on the print data (recording data), and the control amount and control timing of the pump 36 and the valve 35 may be set according to the print duty. it can.
  • the pump flow rate should be controlled immediately before the end of printing so as to offset the decrease. Is desirable. Thereby, the negative pressure in the recording head can be more stabilized. Also, by closing the valve 35 immediately after the end of printing, it is possible to prevent the reduction of the negative pressure in the recording head by / J.
  • control of the pump motor 508 using the output of the pressure sensor 49 as a feedback signal will be described with reference to FIG. 23, FIG. 24A, and FIG. 24B.
  • FIG. 23 is a block diagram of a pressure control system, and is a block diagram showing the inside of a pump motor controller 822 in the block diagram of the printing apparatus already described in FIG. 3 in detail.
  • Pump The data control unit 822 controls the pump motor 508, which is a servomotor, by feeding back the output of the pressure sensor 49.
  • CPU 800 When printing starts, CPU 800 writes a digital value corresponding to a slight negative pressure (for example, about 10 m mAq) to DA converter 830, and the corresponding analog indication value is input to the (+) input of subtractor 834. Supply.
  • the output of the pressure sensor 49 provided near the recording head 811 is supplied to the (-) input of the subtractor 834, and an error signal (Error) for the indicated value is input to the AD converter 831. It is read by the CPU 800.
  • the CPU 800 outputs a signal (DIR) for determining the rotational direction to the drive AMP 833 of the pump motor 508 that rotationally drives the mechanical pump 36 in response to the error signal including the polarity, and determines the drive duty of the drive AMP 833.
  • the PWM (Pulse Width Modulation) value is set in the PWM circuit 832.
  • a conversion table of the PWM value with respect to the reading value of the AD converter 831 is shown in FIG. 24A.
  • error is (+) polarity
  • a value for example, “1” which means forward rotation (direction in which the inside of the recording head 8 11 is pressed
  • IZO rotation direction signal
  • DIR rotation direction signal
  • valve 35 when using the valve 35 as a supplementary control means, it is preferable to select a lightweight valve that can respond quickly.
  • the negative pressure indication value set in the subtractor 834 is not necessarily a constant value.
  • the CPU 800 reads the contents of the VR AM 801 to predict the print duty from the number of recording pixels to be printed. Then, if the print duty exceeds a predetermined value and drop of negative pressure in the recording head 811 is expected, a high pressure indication value may be set in the DA converter 830 in advance immediately before that point. it can. By combining feedforward control in this way, the recording operation stability of the recording head 811 is significantly improved. In such a case, the negative pressure may drop due to a delay in control. Therefore, as shown in Fig. 24B, the gain (AMP Gain) for the pressure error (Error) is high, and a separate PWM value conversion table may be provided. ! The PWM value conversion tables shown in FIGS. 24A and 24B are stored in advance in the ROM 803.
  • AMP Gain gain
  • Error pressure error
  • the operation flow of the CPU 800 using this method will be described with reference to FIG. 25A.
  • the valve 35 is open as shown in FIG. 12A.
  • set the PWM value of the PWM circuit 823 for driving the solenoid 821 to 100% for a predetermined time, and start the movement of the plunger of the solenoid 821 (step S2501).
  • the pump motor control unit 822 continuously performs feedback control according to the pressure value preset in the DA converter 830 (see FIG. 23) (step S2502). Also, at this time, the pump motor control unit 822 may already be in control.
  • CPU 800 reads the output of pressure sensor 49, converts it into an absolute value (step S2503), and based on the converted absolute value of the pressure error, calculates the PWM value for driving solenoid 821.
  • the conversion table power in Fig. 25B is also read out and set in the PWM circuit 823 (step S2504). If the pressure error is large, the valve 35 approaches the open state, and if the pressure error decreases, the valve 35 approaches the closed state. That is, as in the case already described with reference to FIGS. 24A and 24B, the same effect as the gain adjustment of the drive AMP 833 can be realized by the control of the valve 35. That is, when the pressure error is large, it operates so as to quickly approach the set value, and when the error becomes smaller, overshoot and undershoot for a predetermined pressure are suppressed.
  • step S2505 The above process is continuously repeated at predetermined time intervals (step S2505), and when the printing operation is finished (step S2506), the PWM value for driving solenoid 821 is cleared to zero (step S2507). ),finish.
  • FIGS. 26 to 36 are views for explaining the second embodiment of the present invention, and are described above. The same reference numerals are given to the parts as in the embodiment and the description will be omitted.
  • This embodiment is an application example as an apparatus incorporated into the image forming system of FIGS. 1 and 2 as in the above-described embodiment. Accordingly, (the outline of the image forming system) in the present embodiment is the same as the above-described embodiment.
  • FIG. 26 shows a configuration example of a control system in each printing apparatus 116.
  • the same reference numerals are given to the same parts as in the embodiment described above, and the description will be omitted.
  • the pump motor 820 in this example is a positive motor for driving a later-described pump 548 (see FIG. 27) incorporated at one end of the ink flow path of the recording head 811 (811 Y, 811 M, 811 C and 811 K). It is a reversible motor. Also, a solenoid 821 in this example is an actuator for driving to open and close a pole 503 (see FIG. 27) interposed between the recording head 811 and a sub tank described later.
  • the pump motor 508 is a servomotor capable of rotating forward and backward for driving a pump 536 (see FIG. 27) interposed between the recording head 811 and a sub tank described later.
  • the pump motor 508 is servo-controlled by feeding back the output of a pressure sensor 544 for detecting the pressure in the recording head 811 to a pump motor control unit 822.
  • the pump motors 820 and 508, the valve control solenoid 821 and the pressure sensor 544 are provided independently for each of the recording heads 811 Y, 811 M, 811 C and 811 K corresponding to the respective ink colors.
  • the recording heads 811 Y, 811 M, 811 C, and 811 K can be moved up and down by a recording head UZD motor (not shown), and are closed at the capping position during standby except during recording operation.
  • the medium transport device 117 in the present embodiment is configured the same as FIG. 2 described above, and its control system is configured the same as FIG. 4 described above. Therefore, (the configuration and control system of the transport apparatus) in the present embodiment is the same as that of the above-described embodiment. Further, the overview of the image forming system, the signal system to the printer complex system, and the ink system in the present embodiment is the same as in FIGS. 5, 6, and 7 described above. Therefore, (the outline of the operation of the image forming system), (the signal system to the printer complex system), and (the outline of the ink system) in the present embodiment are the same as those in the above-described embodiment. (Example of Configuration of Ink System)
  • FIG. 27 shows an example of the internal configuration of an ink system for one print head.
  • Two ink connection pipes are connected to the recording head 811.
  • One of the ink connection pipes supplies the ink to the recording head, and the ink supply flow path 530 for maintaining and controlling the desired negative pressure.
  • the other ink connection pipe constitutes an ink flow path 550 connected to an ink supply unit (hereinafter referred to as a sub tank) 540 for each recording head 811 via a pump 548 and a one-way valve 551. .
  • a sub tank ink supply unit
  • the recording head 811 used in the present embodiment is configured, for example, in the same manner as FIG. 10 described above.
  • FIG. 28 is a view showing a configuration of an ink supply flow path 530 connecting the recording head 811 and the ink tank, and a negative pressure generating means provided in the ink supply path 530.
  • the ink supply path 530 has a circulation flow path 531 whose both ends communicate with two different places in the bottom of the sub tank 540, and a connection flow path which connects the intermediate portion of the circulation flow path 531 and the recording head 811. And 532.
  • a pressure control valve 535 is provided in the connection flow channel 532 to flow and shut off the ink.
  • the sub tank 540 is provided with a pressure control pump 536 that causes the ink to flow through the circulation flow path 531.
  • the pressure adjustment pump 536 in this example is an axial flow pump, and is fixed to a pivot shaft 536b which is rotated in the forward or reverse direction by a motor 501 provided on the upper surface of the subtank 540, and the pivot shaft 536b. It is composed of an impeller 536a.
  • the impeller 536 a is disposed in the vicinity of the flow port h 1 of the sub tank 540 in communication with one end of the circulation flow path 531.
  • the impeller 536a draws the ink in the circulation flow path 531 from the flow opening hi into the sub tank 540 by its normal rotation, and circulates it in the direction indicated by the arrow in the drawing. Further, the impeller 536a sends out the ink in the sub tank 540 from the circulation port hi into the circulation flow path 531 by its forward rotation.
  • a flow rate adjustment valve (flow resistance adjustment means) 503 is provided to adjust the amount of ink flowing between the sub tank 540 and the circulation flow path 531.
  • the other end of the circulation flow path 531 is divided into three branch paths 531a, and each branch path 5 A total of three flow openings h2 of the subtanks 540 in communication with the 31a are opened and closed by advancing and retracting the corresponding spherical valve bodies 503a.
  • the valve body 503a is advanced and retracted by means of a valve body 503a and a solenoid 503b for advancing and retracting the shaft 503b.
  • the ink flow rate control means is configured by the pressure adjustment pump 536, the flow rate adjustment valve 503, and the CPU 800 as a control unit that controls these! .
  • the impeller 536a is rotated in the forward direction by the motor 501 to generate a flow of ink in the circulation flow path 531 in the direction indicated by the arrow, so that a negative pressure is generated in the connection flow path 532.
  • the magnitude of the negative pressure corresponds to the flow velocity of the ink flowing in the circulation flow path 531 in the arrow direction, and increases as the flow velocity increases.
  • This negative pressure is applied to the recording head 811. Therefore, at least one of the control of the normal rotation speed of the pressure adjustment pump 536 and the control of the opening area of the flow port h2 by the flow adjustment valve 503 is preferably controlled to control the flow velocity in the circulation channel 531. By adjusting, the negative pressure applied to the recording head 811 can be controlled. As the forward rotation speed of the pump 536 increases, and as the opening area of the flow port h2 decreases, a large negative pressure is generated.
  • connection flow channel 532 is provided with a pressure control valve 535 capable of switching between the flow and blocking of the ink.
  • a pressure control valve 535 capable of switching between the flow and blocking of the ink.
  • the pressure control valve 535 for example, the same one as that shown in FIGS. 12A and 12B described above can be used.
  • valves including nolebs 535 and 503 are provided in each portion of the ink supply path.
  • any form may be used without limitation to those shown in FIGS. 28 and 12A.
  • the valve 503 it is effective to use a light-weight self-weight element such as a piezo element as an actuator in order to enable highly responsive and high-performance negative pressure control.
  • any form may be used as long as it can transport the ink according to the drive signal.
  • the pump 536 it is preferable to be able to switch the direction of the ink flow and to cooperate with the flow control valve 503 to reduce the pressure fluctuation and adjust the ink flow rate.
  • a constant pressure axial flow pump driven by a motor capable of controlling the rotational direction and rotational speed.
  • a motor capable of controlling the rotational direction and rotational speed.
  • the pump 536 when the pump 536 is driven to rotate in the normal direction, it creates a flow in the direction to draw ink from the connection flow path 532, that is, in the direction to apply negative pressure to the connection flow path 532.
  • the flow is made in the direction of supplying ink to the connection flow channel 532, that is, in the direction of applying positive pressure to the connection flow channel 532.
  • a gear pump or the like can also be used as the pump 548.
  • forward rotation when creating a flow of ink applying a negative pressure to the recording head 811 and reverse rotation when creating a flow of ink applying a positive pressure to the recording head 811 Say.
  • the sub tank 540 has a movable portion 540A having a pair of opposed flexible members, and a compression spring 540B disposed therebetween.
  • This spring 540 B suppresses the sudden pressure fluctuation inside the sub tank 540.
  • a pressure sensor 544 for detecting the pressure in the connection passage 532 is provided in the vicinity of the recording head 811.
  • the CPU 800 reads the output of the pressure sensor 544 and adjusts the pressure in the print head 811 to a desired value by feedback (or feedforward) control of the pump 536 rotatable in both directions as described later.
  • a pressure sensor (not shown) is attached in sub tank 540, and it is detected that the pressure inside the sub tank falls below a predetermined value when the remaining amount of ink in the sub tank decreases, and The ink can be refilled automatically!
  • Two main tanks 203 are provided for each ink color, and one of them is selected by the directional control valve 534-1 according to the drive of the pump 534-2.
  • the ink can be supplied from the ink tank 203 to the sub tank 540 through the tube 204.
  • the joint 42 connecting the tube 204 and the sub tank 540 can be configured, for example, in the same manner as in FIGS. 14A and 14B described above.
  • the ink supply path itself is always connected, and fluid communication is turned on by the on-off valve. It may be configured to perform Z-off. The point is that the configuration may be such that the ink supply between the printing devices does not interfere with each other when the ink requirement amount between the printing devices is different according to the contents of each divided image data. Also in this sense, the independence of the printing apparatus of the present embodiment is secured.
  • the ink tanks 203 (203Y, 203M, 203C, 203K) connected to the joint 43 can be configured in the same manner as in FIGS. 15A and 15B described above.
  • the ink can be circulated as follows through the other connecting tube connected to the recording head 811.
  • the ink flow rate adjustment valve 503 open, by rotating the pump 548 in a direction to draw the ink from the recording head 811, the ink passes from the sub tank 540 through the valve 503 and the pump 536, and then the ink is discharged.
  • the recording head 811, the pump 548, the valve 552, the defoaming chamber 532, and the degassing system 38 are sequentially returned to the subtank 540.
  • This path circulates the ink and the gas in the ink is degassed in the degassing system 38. In such an operation, there is no problem in performance even if the pump 536 is not particularly rotated. During such operation, the ink is slightly discharged to the ink reservoir of the cap 44 due to the flow resistance of the filter 581 and the like.
  • the printing apparatus is provided with the above-described cap 44 as a recovery system component that functions to maintain or recover the ink ejection performance of the recording head 811 in a good state.
  • the cap 44 retracts the forming surface force of the discharge port of the recording head 811 so as not to disturb the printing, while it is necessary to perform recovery processing of the recording head 811 while waiting for printing.
  • the formation surface of the discharge port is sealed.
  • Reference numeral 580 denotes a seal unit in close contact with the recording head 811.
  • the pump 548 is driven to press the ink in the direction of the recording head 811. Since the valve 535 is closed, the inside of the recording head 811 is rapidly pressurized, and a relatively large amount of ink is forcibly discharged by each nozzle force, and each nozzle of the recording head 811 is restored to a healthy state. Ru.
  • the discharged ink is quickly recovered by the pump 45 already in operation, degassed in the degassing system 38, and returned to the subtank 540.
  • the degassing system 38 can be configured similar to FIG. 13 described above.
  • the drive signals to the pumps and valves of the above-described units and the sensor output are transmitted and received by the control unit including the CPU 800 and the IZO port 806 in FIG.
  • the recording head 811 does not eject ink, and in the non-ejection state 1301! /,
  • the pump 536 generates a constant negative pressure as indicated by reference numeral 1302 by forward rotation, and the inside of the recording head 811 is generated.
  • the negative pressure is maintained relatively large! /, As indicated by reference numeral 1303.
  • the negative pressure generated by the forward rotation of the pump 536 is reduced so as to approach the atmospheric pressure (OmmAq) as indicated by reference numeral 1306. That is, the forward rotation speed of the pump 536 is reduced to reduce the negative pressure in the print head 811 to the optimum negative pressure range (dischargeable area 1307) during printing operation, as indicated by reference numeral 1305.
  • the pressure generated by the pump 536 is controlled according to the change of the printing duty, and the negative pressure applied to the recording head 811 is adjusted, whereby the recording head by discharging the ink.
  • the negative pressure change in 811 is mitigated, and the negative pressure is preferred. Maintain within 7.
  • the pressure generated by the pump 536 can adjust the negative pressure applied to the recording head 811 by controlling the pump 536 and the flow rate adjusting valve 503 as described above.
  • the negative pressure in the recording head 811 is adjusted by the control of the pump 536 will be described as an example.
  • the negative pressure in the recording head 811 can also be adjusted by control of the flow control valve 503 or related control of the nozzle 503 and the pump 536.
  • the negative pressure in the print head 811 tends to increase as the print duty increases. Therefore, the negative pressure in the print head 811 is optimized by decreasing the forward rotation speed of the pump 536 according to the print duty. Can be maintained within the dischargeable area 1307.
  • the print duty is extremely high, that is, when the negative pressure in the print head 811 tends to increase, the negative pressure in the print head 811 becomes too large even if the forward speed of the pump 536 is decreased. If so, reverse pump 536.
  • the positive pressure is generated by the pump 536 to lower the negative pressure in the recording head 811 into the dischargeable area 1307.
  • the negative pressure in the print head 811 is prevented from being reduced by the inertial force of the ink from the sub tank 540 toward the print head 811.
  • the pump 536 is rotated forward to return the generated pressure to a negative pressure (reference numeral 1309).
  • the negative pressure in the recording head 811 can be maintained in the preferable dischargeable area 1307.
  • the rotational speed or rotational direction of the pump 536 is switched, the negative pressure control response corresponding to the print duty change is delayed due to the influence of the ink inertial force, and the pressure change is slightly irregular.
  • the code 1308) can be seen, this degree of pressure fluctuation hardly affects the formation of the image.
  • Such a slight pressure fluctuation is detected by a pressure sensor 544 provided at a position close to the recording head 811 and such a pressure is detected by controlling the pump 536 or the pressure adjusting valve 535 based on the detection result. It is possible to mitigate the occurrence of slight pressure fluctuation.
  • FIG. 30 shows an example of a pressure control procedure in the present example. This procedure is illustrated in Figure 3.
  • the CPU 800 can execute in accordance with a program or the like stored in the ROM 803.
  • step S1401 the presence or absence of print data is confirmed (step S1401). If print data is present, the print duty per unit print area is determined (step S1402). A profile of pressure change of the recording head with respect to the printing duty is set in advance in the printing apparatus main body (for example, the EEPROM 804) or the like, and referring to the profile (step S 1403), a pump meeting the determined printing duty. Determine the pressure setting value of 536 (step S 14 04). Then, the negative pressure in the recording head is adjusted into the dischargeable area 1307 by controlling the driving of the pump 536 based on the pressure setting value.
  • the printing apparatus main body for example, the EEPROM 804 or the like
  • Step S1406 When printing is started (step S1406), whether the print duty per unit print area after that has changed by a predetermined range or more from the print duty when the current pressure set value is determined (Step S1407). If there is a change beyond the predetermined range, the generated pressure of the pump 536 is changed and set with reference to the profile of the change in pressure of the recording head with respect to the print duty (steps S14107, S1411). That is, when the print duty rises above the upper limit of the predetermined range, the negative pressure in the print head tends to increase, so the forward rotation speed of the pump 536 is reduced or reversed. The negative pressure in the recording head is maintained in the dischargeable area 1307.
  • step S1412 If the print duty decreases below the lower limit of the predetermined range, the negative pressure in the print head tends to decrease, so by increasing the forward rotation speed of the pump 536 or decreasing the reverse speed, The negative pressure in the recording head is maintained in the dischargeable area 1307. The above control is repeated until printing is completed (step S1412), and then the mode is shifted to the standby mode.
  • control of the motor is controlled so as to drive the pump 536 based on the counter that counts the configuration bits of the image data and the count value regardless of the above control by software processing.
  • the present invention can also be realized by a hardware configuration provided with means for performing.
  • control is not performed when the print duty changes according to the progress of printing, and the control curve of the pump is previously determined based on the print data, and the pump is controlled based on the feed curve. You may do so.
  • a means for detecting the actual pressure in the recording head if the pressure in the sub tank 540 is considered to be substantially equal to this,
  • the pump may also be controlled by a local feedback loop based on the detected output of pressure sensor 544).
  • 31 to 33 are diagrams for explaining the operation of the ink supply device until the manufactured ink jet recording device is shipped.
  • the pump 534-2 is driven to inject ink from the main tank 203 to the sub tank 540 through the joints 42 and 43. At this time, Noreve 535 and 503 are in the open state. Pumps 536 and 548 are stopped but ink movement is possible.
  • the pumps 536, 548, and 45 are rotated forward to pass the ink in the subtank 540 through the valve 503 and the pump 536 as shown in FIG. 32, and further, the nozzle 535, the recording head 811 , The pump 548, the valve 552, the defoaming chamber 532 and the degassing device 38 sequentially to the sub tank 540.
  • the pump 548, the valve 552, the defoaming chamber 532 and the degassing device 38 sequentially to the sub tank 540.
  • bubbles in the ink are defoamed in the defoaming chamber 532, and the gas in the ink is degassed in the degassing device 38. In this operation, there is no problem in performance without particularly rotating the pump 536.
  • the ink is slightly discharged to the ink reservoir of the cap 44 due to the flow resistance of the filter 581 of the recording head 811, the ink is quickly recovered to the circulation path by the pump 45. By continuously executing this operation for a predetermined time, bubbles and gas in the ink flow path are removed.
  • FIG. 33 is an explanatory diagram of the recovery operation of the print head 811 as the final step of the preparation before shipment.
  • the ink in each ink flow channel has already been degassed.
  • the valve 535 is closed and the pumps 45, 548 are driven to move the ink in the direction of each arrow in FIG.
  • the ink in the subtank 540 is drawn from the one-way valve 551 to the pump 548 and supplied to the recording head 811. Because the nozzle 532 is closed, the ink in the recording head 811 is rapidly pressurized, and a relatively large amount of ink is forcibly discharged. As a result, the ink discharge performance of each nozzle is improved.
  • the ink discharged to the ink reservoir of the cap 44 is quickly sent to the side of the defoamer 532 by the pump 45 that is already operating, and is collected and recycled.
  • the pumps 548 and 45 are stopped, and the valve 535 is returned to the open state, and then the nozzle surface (surface on which the discharge port is formed) of the recording head 811 is wiped by a wiper blade (not shown). Thereafter, the ink that does not contribute to the recording of the image is ejected (preliminary ejection) from the nozzles of the recording head 811 into the cap 44, and the recovery operation is completed.
  • joints 42 and 43 are combined as shown in FIG. 31 prior to the start of use, and the recovery operation of the recording head 811 is executed as shown in FIG.
  • the flow of ink in this recovery operation is the same as that in the recovery operation of FIG. 33 described above, and the only difference is in the operation time, so the description will be omitted.
  • defoaming due to ink circulation as shown in FIG. 32 may be accompanied by degassing operation.
  • the recovery operation of FIG. 34 is omitted. There is also a case.
  • Such determination of the elapsed time and the operation associated therewith are performed by the CPU 800 executing a program stored in the ROM 803 in the printing apparatus.
  • a larger negative pressure (about 20 to 150 mmAq lower than the atmospheric pressure) is maintained in the recording head 811 to maintain stability against environmental changes. ing.
  • the recording head 811 moves the cap position force to the printing position (recording position) above the medium (recording medium) 206 as well as in the recording head 811. Set the indicated value to reduce negative pressure.
  • the CPU 800 reads out the output of the pressure detection sensor 544 and performs feedback control with relatively high responsiveness by performing PWM (Pulse Width Modulation) control of elements including the rotational direction and rotational speed of the pump 536. To achieve.
  • valve 503 by controlling the valve 503 in a related manner, more responsive feedback control can be realized. In that case, it is preferable to use a lightweight valve that can respond rapidly as the nose 503.
  • FIG. 36 is an explanatory diagram of negative pressure control at the time of printing.
  • the negative pressure control at the time of printing is almost the same as the standby time in FIG. 35 described above, and the CPU 800 reads the output of the pressure detection sensor 544 and outputs an element including the rotational direction of the pump 536 to PWM (Pulse Width Modulation). ) Achieve high responsiveness by controlling.
  • the valve 503 is closed during printing, and the ink flow path on the pump 548 side is closed. As described above, by controlling the valve 503 in conjunction with the control of the pump 536, more responsive V and feedback control can be realized.
  • Control of the pump motor 508 (drive motor of the pump 536) using the output of the pressure sensor 544 as a feedback signal can be performed using a pressure control system similar to that of FIG. 23 in the embodiment described above.
  • FIGS. 37A and 37B are diagrams for explaining different configuration examples of the ink system.
  • the pump P and the valve V are disposed in the ink supply path L1 for supplying ink to the recording head as well as the ink tank T force. It includes negative pressure application means.
  • the pump P and the valve V correspond to the mechanical pump 36 and the pressure control valve 35 in the first embodiment, and correspond to the pressure control pump 536 and the pressure control valve 535 in the second embodiment.
  • the recording head ⁇ corresponds to the recording head 811 in the first and second embodiments.
  • the ink communication passage L1 corresponds to an ink passage for supplying the ink from the ink tank 40 to the recording head 811 in the first embodiment, and in the second embodiment, recording is performed from the ink tank 540.
  • An ink flow path for supplying ink to the head 811 that is, an ink supply path including a circulation flow path 531 and a connection flow path 532 It corresponds to 0.
  • FIG. 37A shows an arrangement in which negative pressure applying means including the pump P and the valve V is provided in the ink supply path L1 for supplying the ink from the ink tank T to the recording head, that is, the first and the second embodiments.
  • FIG. 8 is a diagram for conceptually explaining a configuration common to the second embodiment. Therefore, in FIG. 37A, the degassing system 38, the negative pressure chamber 30, the ink return passage from the recording head 811 to the ink tank 40, the ink recovery passage from the cap 44, etc. in the first embodiment It is omitted.
  • the ink from the circulation flow path 531, the flow path adjustment valve 503, the return path of the ink from the recording head 811 to the ink tank 40, the defoaming chamber 532, the degassing device 38, and the cap 44 We also omit the collection passage of
  • Such an ink system of FIG. 37A applies pressure (including negative pressure and positive pressure) to the ink in the ink supply path L1 by negative pressure applying means including the pump P and the valve V to record Negative pressure will be applied inside the head ⁇ .
  • the negative pressure applying means may include at least one of the pump P and the valve V.
  • Such an ink system supplies the ink to the print head H and applies a negative pressure in the ink flow path L1, so that a simple and compact configuration is possible.
  • FIG. 37B is a view for conceptually explaining the configuration of the ink system in which the arrangement positions of the pump P and the valve V are different from those in FIG. 37A.
  • the ink supply path L1 is provided with a valve V
  • the recording head repulsive force ink tank T is provided with a pump P in a return path L2 for returning the ink.
  • Pressure (including negative pressure and positive pressure) is applied to the ink in the return passage L2 by the pump P to apply negative pressure in the recording head H.
  • the negative pressure applying means may include at least one of the pump P and the valve V.
  • the function of the pump P may be shared, for example, with the pump 48 in the first embodiment or the pump 548 in the second embodiment.
  • the negative pressure applying means may be provided in either or both of the ink supply path L1 and the return path L2.
  • the ink communication path that connects the ink tank and the recording head It is sufficient if it can be provided therein to apply an adjustable negative pressure to the recording head [Fourth Embodiment]
  • FIG. 38 is a schematic cross-sectional view for describing a configuration example of pump P in FIG. 37A and FIG. 37B.
  • the pump P of this example is a gear pump similar to the mechanical pump 36 in the first embodiment described above.
  • the pump P of this example is different from a normal displacement gear pump, and a gap as an ink passing-through passage LA is formed between the tips of the gears G1 and G2 and the inner peripheral surface of the casing C. .
  • an enlarged diameter portion is formed to form a gap between the gear Gl and the tooth tips of the gears G2.
  • the ink can pass through the pump P through the passage LA and will move according to the rotational speed of the gears Gl, G2.
  • the gears Gl and G2 rotate at high speed in the direction of the arrow in FIG.
  • the force for pumping the ink to the upstream side acts strongly to generate a large negative pressure on the downstream side.
  • the gears Gl and G2 rotate at low speed in the direction of the arrow in the figure, the force for pumping the ink upstream acts weakly, and a small negative pressure is generated downstream. Therefore, by controlling the rotational speed of the pump P in this manner, it is possible to adjust the negative pressure applied to the ink.
  • the pump P can be made to have the characteristics of both a constant-pressure pump and a constant-pressure pump by providing the through flow passage and controlling the rotational speed.
  • the flow-through channels are formed, for example, with a distance of 10 m to 1 mm between the gear and the casing.
  • the passage path is not limited to the configuration of the present example, as long as it is formed at a position that receives a pressure-feeding force according to the rotational speed of the gear.
  • a gap may be formed as a through passage between the gear and the inner surface of the casing by cutting out a part of the gear tip.
  • FIG. 39 is an explanatory view of a configuration example in which the elements are modularized in the printer complex system as shown in FIG. 1 and FIG. 2 described above.
  • the printer complex system as shown in FIGS. 1 and 2 is a large format poster, cardboard or the like. It is suitable for use as an industrial printing machine that uses as an object to be printed, and by adding the printing device 116 (116-1 to 116-5) as a printer unit, it can also cope with a large object to be printed. .
  • the number of printing devices 11 used may be reduced without reducing the number of printing devices 116 deployed, or the number of printing devices 116 deployed may be reduced.
  • it is desirable that the printing devices 116 can be individually repaired or replaced, since it is conceivable that a large difference in frequency of use may occur depending on the location of the printing devices 116 deployed.
  • the printing device 116 is modularized from such a viewpoint, and printing is performed by the print unit portion Y1 including the recording head and the ink supply unit portion (also referred to as ink supply portion) Y2 including the ink tank.
  • Module M was configured.
  • the print module M the configuration when the printing apparatus 116 in the first and second embodiments described above is modularized will be described.
  • the print unit portion Y1 In the print unit portion Y1, four print heads 811 (81 IK, 811 C, 811 M, 811 Y) in one printing apparatus 116, and a print head control circuit 81 0 (see FIG. 3) in the printing apparatus 116; Is incorporated. Furthermore, the control circuit board 60 in FIG. 9, that is, the control system in FIG. 3 for each printing apparatus 116 is incorporated in the print unit portion Y1.
  • the print unit Y1 may incorporate a cap 44, a mechanism for capping the cap 44 with respect to the recording head, and a control unit for controlling the mechanism.
  • the ink supply unit Y 2 has an ink system for each printing apparatus 116, that is, the ink system of FIG. 9 in the first embodiment described above, or FIG. 27 of the second embodiment described above.
  • An ink system is incorporated.
  • the main ink tank commonly connected to the plurality of printing apparatuses 116 can be commonly connected to the plurality of ink supply units Y2.
  • the main ink tank may be provided in at least one ink supply unit Y2.
  • a power supply circuit for each printing apparatus 116 may be incorporated into the ink supply unit Y2.
  • the pressure sensor 49 in the first embodiment and the pressure sensor 544 in the second embodiment detect the pressure inside the recording head 811 with high accuracy. To It is desirable to However, those pressure sensors may be incorporated into the ink supply unit Y2.
  • a wiring including a signal line and a power supply line and a pipe forming an ink flow path are connected between such unit portions Y1 and Y2, and a print module M is configured by this.
  • a print module M is configured by this.
  • unit units Yl and Y2 can also be treated as individual units that do not necessarily have to be treated as the print module M. In that case, if the unit parts Y1 and Y2 can be connected and disconnected from each other, their individual installation, removal, replacement, repair, etc. become possible. This is more effective when the printer complex system as shown in FIGS. 1 and 2 is used as an industrial printing machine.
  • the plurality of printing apparatuses adopted in the present embodiment are independent of one another. That is, the plurality of printing apparatuses are independent of space (arrangement) in relation to each other, and also independent of the signal system and the ink system. Therefore, it is possible to supply or recover an appropriate amount of ink according to the operating state of each printing apparatus, that is, the amount of printing.
  • the printing apparatus can be controlled under various conditions separately from the image forming system and the image forming apparatus, and independently from other printing apparatuses, and the single transaction and handling of the printing apparatus are also possible. It becomes.
  • the ink can be configured to be supplied to one or more recording heads used in one printing apparatus.
  • the printing apparatus may be a serial scan type in which recording is performed with movement of the recording head in the main scanning direction.
  • the recording format and form are not specified at all and are arbitrary.
  • the present invention uses a pump and a valve to record It is only necessary to stabilize the negative pressure by positively controlling the negative pressure of the ink supplied to the

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Abstract

　インクの供給圧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小さく抑える。そのために、インクタンク（４０）と記録ヘッド（８１１）とのインク連通路中にポンプ（３６）とバルブ（３５）を備え、それらのポンプ（３６）とバルブ（３５）を制御することにより、記録ヘッド（８１１）に対して付与する負圧を調整する。

Description

インク供給装置、記録装置、インク供給方法、および記録方法 技術分野
[0001] 本発明は、負圧を付与したインクを記録ヘッドに供給するインク供給装置とインク供 給方法、および、その記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置と記録方法に関 するものである。
背景技術
[0002] 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。さらに、複数の記録ヘッドを配置して、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により、比較的安価かつ小型な構成によつ て記録画像のカラー化を実現することができる。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。
[0003] 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
[0004] 従来、このような負圧発生手段としては、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のものがある（例えば、特許文 献 1)。
[0005] また、インクタンクの少なくとも 1部を可撓性部材によって形成し、その可撓性部材を ばねなどの付勢手段によってインクタンクの外方に付勢することにより、インクタンク内 を負圧に維持する構成のものもある（例えば、特許文献 2)。
[0006] 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のものもある（例えば、特許文献 3)。 [0007] 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
[0008] 特許文献 1 :特開平 07— 068776号公報
特許文献 2 :特開 2001— 315350号公報
特許文献 3 :特開平 06-183018号公報
発明の開示
[0009] 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、インクタンク内のインクを記録 ヘッド内に引き込むように供給する。
[0010] し力しながら、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。記録へ 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、大判の記録媒体に画像を高速記 録するような産業用の記録装置においては、瞬時的なインク消費量変化の幅が大き
V、ために記録ヘッド内の負圧が変動しやすく、高 、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。
[0011] 本発明の目的は、インクの供給圧を積極的に制御することによって、記録ヘッド内 の負圧の変動を小さく抑えることができるインク供給装置、記録装置、インク供給方法 、および記録方法を提供することにある。
[0012] 本発明のインク供給装置は、インクタンクの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、前記インクタンクと前記記録ヘッドとを連通するインク連通路中に備 えられて、前記記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与する負圧付与手段と、前 記負圧付与手段を制御して前記記録ヘッドに対して付与する負圧を調整させるため の制御手段と、を備えることを特徴とする。 [0013] 本発明の記録装置は、インクが供給される記録ヘッドを用いて画像を記録可能な 記録装置において、前記記録ヘッドにインクを供給するために、上記のインク供給装 置を備えることを特徴とする。
[0014] 本発明のインク供給方法は、インクタンクの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前記記録ヘッドとを連通するインク連通路中に備 えられて、前記記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与する負圧付与手段を用い 、前記記録ヘッドを用いての記録動作時に、前記記録ヘッドに対して付与する負圧 を所定の範囲に維持するように前記負圧付与手段を制御することを特徴とする。
[0015] 本発明の記録方法は、インクタンク力 供給される記録ヘッドを用いて画像を記録 する記録方法であって、前記インクタンクと前記記録ヘッドとを連通するインク連通路 中に備えられて、前記記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与する負圧付与手段 を用い、前記記録ヘッドを用いての記録動作時に、前記記録ヘッドに対して付与す る負圧を所定の範囲に維持するように前記負圧付与手段を制御することを特徴とす る。
[0016] 本発明によれば、記録ヘッド内に対して付与する負圧を積極的に制御することによ り、記録ヘッド内の負圧の変動を小さく抑えることができ、この結果、記録ヘッドを用 V、ての記録動作を安定ィ匕させて、高品位の画像を記録することができる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態における印刷装置を備えた画像形成システム の概要を示すブロック図である。
[図 2]図 2は、図 1の画像形成システムの概要を示す模式的斜視図である。
[図 3]図 3は、図 1の印刷装置の制御系のブロック構成図である。
[図 4]図 4は、図 1の画像形成システムに備わる媒体搬送装置の制御系のブロック構 成図である。
[図 5]図 5は、図 1の画像形成システムに備わる情報処理装置と、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。
[図 6]図 6は、図 1の複数の印刷装置における制御系のブロック構成図である。
[図 7]図 7は、図 1の複数の印刷装置におけるインク供給系の構成を説明するための 模式図である。
[図 8]図 8は、図 1の 1つの印刷装置におけるインク系の主要部の配置関係を説明す るための模式図である。
[図 9]図 9は、図 1の印刷装置における 1つの記録ヘッドのインク系の構成を説明する ための模式図である。
[図 10]図 10は、図 9における記録ヘッドのインク流路構成の説明図である。
[図 11A]図 11Aは、図 9における負圧室の動作を説明するための模式図である。
[図 11B]図 11Bは、図 9における負圧室の動作を説明するための模式図である。
[図 11C]図 11Cは、図 9における負圧室の動作を説明するための模式図である。
[図 12A]図 12Aは、図 9におけるバルブの構成例および動作を説明するための模式 図である。
[図 12B]図 12Bは、図 9におけるバルブの構成例および動作を説明するための模式 図である。
[図 13]図 13は、図 9における脱気システムの構成例を説明するための模式図である
[図 14A]図 14Aは、図 9におけるジョイントの動作を説明するための模式図である。
[図 14B]図 14Bは、図 9におけるジョイントの動作を説明するための模式図である。
[図 15A]図 15Aは、図 2におけるメインのインクタンクの動作を説明するための模式図 である。
[図 15B]図 15Bは、図 2におけるメインのインクタンクの動作を説明するための模式図 である。
[図 16A]図 16Aは、出荷時における図 9のインク系の動作を説明するための模式図 である。
[図 16B]図 16Bは、出荷時における図 9のインク系の動作を説明するための模式図で ある。
[図 16C]図 16Cは、出荷時における図 9のインク系の動作を説明するための模式図で ある。
[図 17A]図 17Aは、使用開始時における図 9のインク系の動作を説明するための模 式図である。
[図 17B]図 17Bは、使用開始時における図 9のインク系の動作を説明するための模式 図である。
[図 17C]図 17Cは、使用開始時における図 9のインク系の動作を説明するための模 式図である。
[図 18A]図 18Aは、印刷待機時における図 9のインク系の動作を説明するための模 式図である。
[図 18B]図 18Bは、印刷待機時における図 9のインク系の動作を説明するための模式 図である。
[図 18C]図 18Cは、印刷待機時における図 9のインク系の動作を説明するための模 式図である。
[図 19A]図 19Aは、印刷時における図 9のインク系の動作を説明するための模式図 である。
[図 19B]図 19Bは、印刷時における図 9のインク系の動作を説明するための模式図で ある。
[図 19C]図 19Cは、印刷時における図 9のインク系の動作を説明するための模式図で ある。
[図 20A]図 20Aは、メンテナンス時における図 9のインク系の動作を説明するための 模式図である。
[図 20B]図 20Bは、メンテナンス時における図 9のインク系の動作を説明するための 模式図である。
[図 20C]図 20Cは、メンテナンス時における図 9のインク系の動作を説明するための 模式図である。
[図 21A]図 21Aは、インク補給時における図 9のインク系の動作を説明するための模 式図である。
[図 21B]図 21Bは、インク補給時における図 9のインク系の動作を説明するための模 式図である。
[図 22]図 22は、図 9のインク系の動作を説明するためのタイミングチャートである。 [図 23]図 23は、本発明の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チヨッパによるポンプ制御を示す図である。
[図 24A]図 24Aは、本発明の実施形態における ADコンバータの読み値に対する P WM値の変換テーブルを示す図である。
[図 24B]図 24Bは、本発明の実施形態における ADコンバータの読み値に対する PW M値の変換テーブルを示す図である。
[図 25A]図 25Aは、本発明の実施形態におけるバルブを併用した場合の圧力制御フ ローチャートである。
[図 25B]図 25Bは、そのバルブを作動させるソレノイドの駆動用 PWM値の変換テー ブルを示す図である。
[図 26]図 26は、本発明の第 2の実施形態における印刷装置の制御系のブロック構成 図である。
[図 27]図 27は、図 26の印刷装置における 1つの記録ヘッドのインク系の構成を説明 するための模式図である。
[図 28]図 28は、図 27における記録ヘッドとインクタンクとのインク供給流路を説明す るための模式図である。
[図 29]図 29は、図 27のインク系の動作を説明するためのタイムチャートである。
[図 30]図 30は、図 27のインク系の制御手順の一例を説明するためのフローチャート である。
[図 31]図 31は、出荷時における図 27のインク系のインク充填動作を説明するための 模式図である。
[図 32]図 32は、出荷時における図 27のインク系の脱気動作を説明するための模式 図である。
[図 33]図 33は、出荷時における図 27のインク系の回復動作を説明するための模式 図である。
[図 34]図 34は、設置時における図 27のインク系の回復動作を説明するための模式 図である。
[図 35]図 35は、印刷待機時における図 27のインク系の動作を説明するための模式 図である。
[図 36]図 36は、印刷時における図 27のインク系の動作を説明するための模式図で ある。
[図 37A]図 37Aは、本発明の第 1および第 2の実施形態におけるインク系の概略構成 図である。
[図 37B]図 37Bは、本発明の第 3の実施形態におけるインク系の概略構成図である。
[図 38]図 38は、本発明の第 3の実施形態において用いるポンプの概略断面図である
[図 39]図 39は、本発明の第 4の実施形態としてのプリントモジュールの斜視図である 発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第 1の実施形態]
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。
[0019] (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を備える。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。
[0020] 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枚の画像を複数 の領域に分割し、それらに対応する複数の分割画像データを、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のそれぞれに供給する。 媒体搬送装置 117によって搬送される記録媒体 206は、プリンタュ-ット 116— 1〜 1 16— 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。また媒 体搬送装置 117は、記録媒体 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。
[0021] プリンタ複合システム 400は、複数（本例では 5台）のプリンタユニット 116— 1〜11 6— 5を有し、それらは、記録媒体 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、記 録媒体 206に対してフルカラーの画像を記録すベぐイェロー（Y)、マゼンタ（M)お よびシアン（C)の三原色のインクと、ブラック (K)のインクのそれぞれを吐出するため 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 2 03Y、 203M、 203Cおよび 203Κからそれぞれの色のインクが供給される。
[0022] 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)等によって規定される処理を実行する。
[0023] 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 PCIバスに接続され、さらに PCIZISAブリッジ 10 5を介して ISAバスと接続されることにより、各バス上の機器に接続される。
[0024] 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 のメモリが接続され、そのメモリに、メイン CPU101が常時アクセスするようなコードお よびデータが保存される。
[0025] 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 Eras able 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。
[0026] 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。
[0027] プリンタュニット 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 双方向セント口-タ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がプリンタュニット 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 、るが、無線 LAN等の通信インタフェースを用いてもよ!、。
[0028] 印刷プログラム (プリンタドライノく） 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（図 4にて後述)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（図 3参照）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、それらの対応する分割画像データを各々の印刷装置 116— 1〜1 16— 5へ転送して、印刷を行わせる。
[0029] 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。そのため、印刷プログラム自 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）に動作させて、高速処理が実行できる。
[0030] 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、記録媒体 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。
[0031] 各印刷装置 116には、例えば、記録媒体 206に対して連続的なフルカラー記録を 行うべく、イェロー（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 811 Y、 811Μ、 811Cおよび 81 IKの 4本の記録へ 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。記録媒体 20 6の搬送方向における各色インク用記録ヘッドの並び順は、各印刷装置間において 等しぐ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、記録媒体の幅 方向（媒体搬送方向に直交する方向）に 600dpi (ドット Zインチ参考値)の密度で 4ィ ンチ（約 100mm;参考値）にわたつて配列され、従って、印刷装置 116— 1〜116— 5全体として約 500mmの最大記録幅を満たすものである。
[0032] 各印刷装置 116における記録ヘッド 811Y、 811Μ、 811Cおよび 81 IK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 203Κ力ら、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。
[0033] (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。
[0034] 図において 800は、図 5において後述する処理手順に対応したプログラム等に従つ て、印刷装置 116の全体的な制御を行う CPU、 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、 CPU 800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 V、る場合にも保持しておくために記憶する EEPROMである。
[0035] 802は、 USBケーブルを介して情報処理装置 100に対して印刷装置 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 VR AM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 VRAM 801に転送するとともに、印刷の進拔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。
[0036] 810は、各色記録ヘッド 811 Y、 811Μ、 811Cおよび 81 IK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のキヤッビングを行 うためのキヤッビング機構 (不図示）を駆動するキヤッビングモータであり、入出力ポー ト 806、駆動部 807を介して駆動される。
[0037] ポンプモータ 820は、後述する（図 9参照）サブタンク 40と記録ヘッド 811との間に 挿入されるポンプ 48を駆動するための正逆可能なモータである。ソレノイド 821はバ ルブ 35を駆動するァクチユエータであり、 CPU800力 PWM回路 823に設定する P WM (Pulse Width Modulation)値によって、バルブ 35の開閉状態のリニアな制御 が可能である。
[0038] ポンプモータ 508はサーボモータであり、記録ヘッド内流路の近傍に設けた圧力セ ンサ 49の出力がポンプモータ制御部 822にフィードバックされることによってメカポン プ 36を制御する。ポンプモータ 820、 508、ソレノイド 821、及び圧力センサ 49は、各 インク色に対応する記録ヘッド 811Y、 811Μ、 811Cおよび 81 IK毎に各々独立し て備えられている。
[0039] また、これらは本発明の特徴的な構成要素であり、詳細は後述する。
[0040] 印刷装置 116の非使用時等においては、キヤッビングモータ 809を駆動することに より、記録ヘッド 811Y、 811Μ、 811Cおよび 81 IKと、キヤッビング機構と、を相対 移動させて、キヤッビングが行われる。一方、印刷すべき画像データが VRAM801に 展開された場合には、キヤッビングモータ 809を駆動することにより、記録ヘッド 811 Y、 811Μ、 811Cおよび 811と、キヤッビング機構と、を相対移動させてキヤッビング 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。
[0041] 806は入出力（IZO)ポートであり、モータ駆動部 807、他の駆動手段、および所 要のセンサなど（不図示）が接続されて、 CPU800との間で信号の授受を行う。 812 は、媒体搬送装置 117から、記録媒体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、記録媒体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によって高速に読み出され、そ のデータが記録ヘッド制御回路 810を介して記録ヘッド 811に転送されることにより、 カラー記録 (印刷）が行われる。
[0042] (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、幅方向に大きくかつ搬送方向には任意 のサイズをもつ記録媒体の搬送にも適したものである。また、印刷装置116— 1〜11 6- 5が有する全ての記録ヘッド 811と記録媒体 206の被記録面とをできるだけ等間 隔に保てるように、メディアステージ 202が設けられている。記録媒体としては種々の 厚みを有するものが用いられるので、例え厚紙であっても、その被記録面と記録へッ ド 811との間隔を所定値以内に保つよう、メディアステージ 202への記録媒体の密着 性を向上させるための手段を付加してもよい。搬送モータ 205は、メディアステージ 2 05の上面に密着した記録媒体を搬送するための搬送ローラ列 205Aの駆動源であ る。
[0043] 図 4は、媒体搬送装置 117の制御系の構成例を示す。
[0044] 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つ 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 を格納する ROM、 904は作業用メモリ領域として用いられる RAMである。
[0045] 902は、情報処理装置 100に対して媒体搬送装置 116を接続するためのインタフ エースである。 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、および所要の表示を行うための表示部を有する操作パネルであり、本 例では媒体搬送装置に設けられて!/、る。
[0046] 908は真空ポンプの駆動源としてのサクシヨンモータであり、その真空ポンプは、メ ディアステージ 202上面に記録媒体の非記録面 (裏面）を密着させるための手段の 一例を構成する。すなわち、メディアステージ 202の下部からメディアステージ 202の 搬送面に多数の微細孔を開口させ、真空ポンプによって、その多数の微細孔を介し て吸引を行うことにより記録媒体を吸着させる。情報処理装置 100からインタフェース 902を介して搬送開始コマンドを受信すると、 CPU901によって、まずはサクシヨンモ ータ 908が起動されて、記録媒体 206がメディアステージ 202の上面に吸着される。
[0047] 907は、サクシヨンモータ 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。
[0048] 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）ェン コーダ 910の出力を受容し、記録媒体を定速度搬送させるベく搬送モータ 205のフィ ードバック制御を行うためのサーボ系を構成する。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の軸ではなぐ搬送ローラ列 205Aと同軸に備 えられたものでもよい。
[0049] ロジック回路 912には、記録媒体 206の先端が印刷開始位置の近傍に到達したこ とを検出すベぐ印刷位置よりも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が記録媒体の先端 を検出する位置から、各印刷装置までの搬送方向上における距離に応じて、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 、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。
[0050] 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記録媒体の位置 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ぐ例えば複数の印刷ライン（ 行)分に設定されるものでもよ 、。
[0051] さらに、媒体搬送装置 117における記録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無端の搬送べ ルトを架け渡し、その搬送ベルト上に記録媒体を担持しつつ、ドラムの回転に伴う搬 送ベルトの走行によって、記録媒体の搬送を行うものでもよい。これらの形態は、カツ ト紙状または連続紙状のいずれの記録媒体でも搬送可能である。
[0052] (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。
[0053] 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 S 1001)、その送信を行う。印刷装置 116は、そのデータの受信に応じて 各記録ヘッド 811のキヤッビング状態を解除すると共に、 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 テツプ S 1002)。
[0054] これに応じ、媒体搬送装置 117では、まずサクシヨンモータ 908を駆動し (ステップ S 1061)、記録媒体 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を駆動して記録媒体 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 S 1064)。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。
[0055] 印刷装置 116において印刷動作 (ステップ S1042)が終了すると、印刷終了スティ 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。その際、各 記録ヘッド 801を不図示のキヤッビング機構によってキヤッビングすることにより、ノズ ル (吐出口）の乾燥や目詰まり等を防ぐようにする。
[0056] 印刷が完了して、記録媒体 206がメディアステージ 202上力も排出されると (ステツ プ S1065-YES)、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 送信する（ステップ S1066)。次に、サクシヨンモータ 908および搬送モータ 205をそ れぞれ停止させて（ステップ S 1067、 S1068)、動作を終了する。
[0057] (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 11 7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。
[0058] 図 6の例では、前者の分割印刷データの伝達系統は、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を具える。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 Zケーブル 142を介して接続 され、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 Zケーブル 144を介して接続される。
[0059] 後者の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 15 0と同期回路 160とを有する。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による記録媒 体先端部の検出出力 TOFと、を同期回路 160に供給する。
[0060] 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によって、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 Pin-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や、例えば記録媒体 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。
[0061] また同期回路 160は、同期信号発生回路部 162と遅延回路 164とを有する。同期 信号発生回路部 162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 (H sync)である位置パルス 913 (例えば記録媒体の搬送量 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。尚、位置パルス 913の分解能 は、記録媒体搬送方向の記録分解能の整数倍であることが好まし 、。
[0062] 遅延回路 164は、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を記録媒体の先端部検出出力 TOFから生成する。
[0063] 記録媒体の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、印刷指示信号 (T0F-IN1) 914の受信をもって開始する。この印刷指示信号 (T0F-IN1) 914は、媒体検知センサ 911から、これらの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。媒体検知センサ 911から、これらの印刷装 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。
[0064] 一方、記録媒体の搬送方向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、印刷指示信号 (TOF-IN2) 915の受信をもって開始する。この印刷指 示信号 (TOF-IN2) 915は、媒体検知センサ 911から、これらの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。本実施形態では、媒体検知センサ 911力 、これらの印刷装置の配設位置までの距離を 450mmに設定している。従つ て、同期信号 (Hsync)である位置パルス 913が記録媒体の搬送量 1インチ (25. 4m m)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。
[0065] なお、上述のように各印刷装置の媒体搬送方向における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。
[0066] 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て、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ュニッ トであって、印刷データの供給や記録タイミングが一つ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ぐ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データを整列して、規定のタイミングに てインクの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あり、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ぐ全体として一つの画像データを印刷す ベく協働するものである。
[0067] (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 ンタであることにカ卩え、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。
[0068] 図 7は、インク系の内、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、メインタンクともいう） 20 3Y、 203M、 203Cおよび 203Κ力も、専用のチューブ 204Y、 204M、 204Cおよび 204Κ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つた時に流体連 通するようにすることで、 、わば間歇的にインク供給がなされるものでもよ 、。
[0069] 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、吐出口から 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、その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。
[0070] ここでキャップは、記録媒体 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の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記録媒体を扱う用途を考慮し、記録媒体の取り 外しなどを伴わずに回復動作が行えるように、記録媒体 206の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キャップでもよ 、。
[0071] 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 、ても、印刷装置間にお 、て互いに独立した 構成を有している。これによつて、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。
[0072] (インク系の構成例）
図 8は、 1つの印刷装置 116におけるインク系主要部の配置関係を示し、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す。記録ヘッド 811にはインク接 続管が 2つ設けられており、一方は、記録ヘッドのインク吐出口に形成されるインクメ ニスカスの保持力と平衡する好ましい負圧を発生するための負圧室 30に接続され、 他方は、記録ヘッド毎のインク供給ユニット（以下、サブタンクという） 40にポンプ 48を 介して接続される。
[0073] 図 10は、記録ヘッド 811の内部のインク流路構成、および、その一部を拡大して示 す説明図である。本実施形態において用いる記録ヘッドは、 600dpi (dot per inch) 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個のノズル 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 応じて、インクを加熱発泡させるための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。ヒータ 52に 1〜5 秒程度の通電を行うことによりインクが加 熱され、ヒータ表面上のインクは 300°C以上の温度で膜沸騰を開始する。それによつ てインクは慣性力を受け、吐出口 51から吐出されて記録媒体に着弾することによつ て、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対して慣性力を効果的に作用させる一方、供 給路側にあるインクに対しては供給路側への移動を阻止するように、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の供給側と戻り側のそれぞ れに設けたフィルタである。
[0074] 図 11A,図 11B,および図 11Cのように、負圧室 30は、可撓性部材でなるインク保 持部 31と、対向する一対の板状インク保持部 33とからなり、これらによって画成され る内部空間にインクを保持する。対向する一対の板状インク保持部 33間には、圧縮 ばね 32が配設され、その圧縮ばね 32が板状インク保持部 33を互いに離隔する方向 に付勢することにより、負圧が発生するようになっている。この負圧室 30は記録ヘッド 811の近傍に配置されており、それらの両者間の接続部での圧力損失はほとんど無 い。従って、負圧室 30の内部は記録ヘッド内の負圧とほぼ同様となる。記録ヘッド 81 1へのインクの供給量が急激に変化して、ポンプ 36からのインクの供給が間に合わな い場合でも、この負圧室 30がバッファとなって供給を助ける。具体的には、一対の板 状インク保持部 33がばね 32の伸長力に杭して、これを圧縮しながら近接方向に変 位することにより、負圧室 30の内容積を小さくしてインク供給を行う。
[0075] 圧力センサ 49としては、負圧室 30内の負圧を直接的に検出する検出方式のもの の他、種々の検出方式のものを用いることができる。例えば、図 11A中の光学式のセ ンサ 149を用いることもできる。このセンサ 149は、板状インク保持部 33に取付けられ た反射板 149Aと、その反射板 149Aと対向する負圧室 30外部の定位置に備えられ た発光素子 (発光ダイオードなど） 149Bおよび受光素子 (受光トランジスタなど） 149 Cと、を含む。発光素子 149B力もの光は、反射板 149Aによって反射されてカも受 光素子 149Cに受光され、その受光量は、図 11Aのように負圧室 3内のインク量が多 いときに多くなり、図 11Bおよび図 11Cのように負圧室 3内のインク量が減少するにつ れて減少する。したがってセンサ 149は、負圧室 30内のインク量を検知することにな り、そのインク量と負圧室 30内の負圧との関係から、間接的に負圧室 30内の負圧を 検出することができる。
[0076] 負圧室 30には、圧力調整バルブ 35 (図 9参照）を介して機械式のインクポンプ (以 下、「メカポンプ」ともいう） 36が接続されており、負圧室 30へのインク供給を制御して V、る。本例におけるインクポンプ 36はギアポンプである。
[0077] ここで、バルブ 35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 信号に応じて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、いか なる形態のものを用いてもよい。例えば図 12Aおよび図 12Bのように、インク流路中 に、ボール状の弁体 56とこの弁体 56を受けるシート体 57とを備え、ソレノイドにより進 退するプランジャに、 55弁体を接続した構成のノ レブ 58を用いることができる。この 場合には、ソレノイドへの通電を制御して、弁体 56をシート体 57に対して受容 Z離脱 させることにより、インク流路を開閉することができる。図 12Aはインク流路の開状態、 図 12Bはインク流路の閉状態を示す。しかしバルブ 35に関しては、応答性が高い高 性能の負圧制御を可能とするために、ピエゾ素子のような自重の軽い素子をァクチュ エータとして用いることもできる。
[0078] また、ポンプ 36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、 、かなる形態のものを用いてもよ!、。 本実施形態のポンプ 36は、インクを流す方向、および流量を制御可能なものである 。すなわち本例のポンプ 36は、負圧室 30に対してインクを供給する方向（以下、この 方向への回転を正転という）と、抜き出す方向（以下、この方向への回転を逆転という )と、に選択的にインクを移送可能なギアポンプである。
[0079] ポンプ 36は脱気システム 38に接続されており、ポンプ 36に移送されるインクに溶 融している気体成分を除去する。脱気システム 38は、図 13のように、気体を透過して 液体を透過しない材料でなる気液分離膜 39によって形成されるインク供給路と、そ の周囲空間を覆う減圧室 38Aと、その室内を真空減圧するポンプ 38B (図 9参照）と 、から構成されており、インク流路を流れるインク中から、気体透過膜 39を介して気体 を効果的に除去する。
[0080] 脱気システム 38は、記録によって消費される適切な量のインクを収納するサブタン ク 40に接続されている（図 9参照）。サブタンク 40は、その内部のインク収納空間の一 部を画成し、かつ収納するインク量に応じて変位な 、し変形が可能なバッファ部材 4 1と、メインタンク 203に接続されるインクチューブ 204 (図 2参照）との間にて適宜イン ク連通を行うためのジョイント 42と、を有している。このジョイント 42は、サブタンク内部 のインクが少なくなつた際に、図 14Bのように、インクチューブ 204に設けられたジョイ ント 43に接続されることによって、メインタンク 203からサブタンク 40にインクを適宜補 充できる構成になっている。
[0081] ジョイント 42, 43のそれぞれの対向部には、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 14Aのよう に、バルブばね 65A, 65Bによって付勢されているバルブボール 63A, 64Aがバル ブゴム 66A, 66Bにおける連通孔の開口部が閉塞している。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 14Bのように、それらを接近させて、ノ レブゴム 6 6A, 66Bを互いに密着させると共に、バルブボール 63Bに設けられたボールレバー 67によってバルブボール 63 Aを押す。この結果、バルブボール 63A, 64Aがバルブ ゴム 66A, 66B力ら離れて、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。
[0082] 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。
[0083] 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 Z オフを行う他、インクの供給経路自体は常時接続しておいて、開閉バルブによって流 体連通のオン Zオフを行う構成としてもよい。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におけるインク要求量が異なるときに、各印刷装置間のィ 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。
[0084] 図 15Aおよび図 15Bは、ジョイント 43に接続されるインクタンク 203 (203Y, 203Μ , 203C, 203Κ)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 15Αおよび図 15Βのように変形する。した 力 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。
[0085] 記録ヘッド 811に設けられた接続管の他方は、図 9のように、ポンプ 48を介してサ ブタンク 40に接続されており、このポンプ 48と上記ポンプ 36との作動によって、サブ タンク 40、負圧室 30、および記録ヘッド 811の間にてインクを循環させることができる
[0086] また印刷装置 116は、記録ヘッド 811のインク吐出性能を健全な状態に維持、もし くは回復させるための回復系機構を備えており、その一部として、記録ヘッド 811を 密閉キャップするキャップ 44を備える。
[0087] 回復系機構による回復動作時には、ポンプ 48を停止させた (流路：閉）状態でメカ ポンプ 36を正方向に回転させる。すると、負圧室 30を介して記録ヘッド 811の内部 が急激に加圧され、記録ヘッド 811の各ノズルカゝら比較的大量のインク（画像の記録 に寄与しないインク）が短時間で強制排出される。これにより、各ノズルは健全な状態 に回復する。強制排出されたインクは、キャップ 44内のインク溜りに排出され、予め動 作中であるポンプ 45の作用により、弁 47を介してサブタンク 40へ素早く回収された 後、再利用される。その後、不図示のワイパブレードによる記録ヘッド 811のノズル列 のワイプ動作、および画像の記録に寄与しな 、インクを吐出する予備的な吐出動作 を行って、記録ヘッド 811の回復動作が完了する。
[0088] 本実施形態の印刷装置 116ないしは記録ヘッド 811は、このようなインク (供給)系 を備えることにより、画像形成システムや画像形成装置から分離して、また他の印刷 装置から独立して、様々な条件下での制御が可能となり、独立した設置や交換も可 能となる。
[0089] なお、図 9中の 60は制御回路基板であり、印刷装置 116毎における図 3中の制御 系の構成要素が組み込まれて 、る。
[0090] (インク系の動作）
以下、印刷装置 116の使用状況などに応じたインク系の動作について説明する。
[0091] 出荷進備 (阅 ί6Α. ^ΙίβΒ.あ び阅 i6C参照)
印刷装置 116ないしは記録ヘッド 811を製造した後は、図 16Aのように、ジョイント 4 2を通してタンク 40内にインクを注入しながら、ポンプ 36、 48および 45を作動させ、 印刷装置 116内のインク系にインクを充填していく。このとき、脱気システム 38の排気 口からは、インク系内に初期からあるエアが排出される。その後、記録ヘッド 811の吐 出口力もキャップ 44内にインクを強制排出、ワイパブレードによるワイプ動作、および インクの予備的な吐出動作をして記録ヘッドの回復動作を行ない、そして試験的な 印刷動作やエージング等を行う。
[0092] 次に、印刷装置 116の物流時の状況を考慮して、印刷装置 116内のインク系のィ ンク量を減少させる。すなわち、図 16Bのようにメカポンプ 36を逆回転させ、印刷装 置 116内のインク系のインクをメインタンク 203へ逆流させて、負圧室 30内のインクを 減少させる。その後、図 16Cのように、キャップ 44を記録ヘッド 811に密着させる。こ のような状態とすることにより、印刷装置 116の物流時の環境変化、特に、気温の上 昇や気圧の低下などが生じた場合にも、インクを漏に《することができる。
[0093] このような印刷装置 116の物流時には、そのインク系中に充填するインクとして、通 常の記録に用いるインクの他、物流のための専用液を充填するようにしてもよい。そ の物流専用液は、物流時の環境変化や物流期間の長期化を考慮して生成された液 体であり、例えば、通常のインクの成分力 染料や顔料などの色材を除いたような液 体を用いることができる。ただし、このような物流専用液を用いた場合には、記録動作 の開始に際して、インク系中の物流専用液を通常のインクに入れ替える作業が必要 となる。
[0094] 使用開始の進備 (阅 ί7Α. ^Ι17Β. あ び阅 i7C参照)
出荷された印刷装置が設置されてから、その使用を開始するに先立ち、まずは図 1 7Aのように、ジョイント 42にメインタンク 203側のジョイント 43を接続し、ポンプ 36を正 転させて負圧室 30内にインクを送り込む。その後、流路内に溜まった泡を除去する ために、図 17Bのようにポンプ 36および 48を動作させて、負圧室 30内のインクを記 録ヘッド 811、サブタンク 40および脱気システム 38を介して循環させる。このようなィ ンクの循環を適切な時間継続することで、流路内のエアは、脱気システム 38によりほ ぼ問題ないレベルにまで除去される。次に、記録ヘッド 811のノズル近傍に滞留した エアの排出と、健全な吐出性能を回復するために、図 17Cのように、ポンプ 48を停 止させた状態 (流路：閉）でメカポンプ 36を正方向に回転させる。すると、負圧室 30を 介して記録ヘッド 811の内部が急激に加圧され、記録ヘッド 811の各ノズル力 比較 的大量のインクが短時間で強制排出される。これにより、各ノズルは健全な状態に回 復する。なお強制排出されたインクは、キャップ 44内のインク溜りに排出されてから、 予め動作中であるポンプ 45の作用により、弁 47を介してサブタンク 40へ素早く回収 されて再利用される。その後、不図示のワイパブレードによる記録ヘッド 811のノズル 列のワイプ動作、および予備的な吐出動作を行って記録ヘッド 811の回復動作が完 了する。 [0095] 印刷待機時（図 18A.図 18B.および図 18C参照）
印刷開始前などの通常の待機状態では、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内のインクに対して比較的大きな負圧（大気圧より 20〜 150m mAq程度低い圧）を作用させる。すなわち、図 18Aのように、ポンプ 48を止めて記録 ヘッド 811からサブタンク 40へのインクの戻りを制限した上、ポンプ 36を逆転させて、 負圧室 30内のインクをサブタンク 40内に戻す。これにより、記録ヘッド 811内のイン クに作用する負圧が増大する。そして図 18Bのように、より大きい負圧を作用させた 状態を維持して印刷の開始を待つ。サブタンク 40は、負圧室 30から戻されたインク の分だけ、図 18A中下向きの矢印方向に容積が増大する。
[0096] しかし、図 18Bに示す負圧状態のままでは、印刷時に記録ヘッド 811へのインク供 給 (リフィル)性能が低下し、高い周波数で記録ヘッドを駆動することが難しくなる。そ こで、印刷信号が入力された際に（図 5中のステップ S 1041)、図 18Cのように、ボン プ 36を正転させてインクの予備供給を行う。すなわち、負圧室 30を加圧して記録へ ッド 811に作用する負圧を正方向に制御し、印刷に適した負圧にまで下げる。負圧 室 30の負圧は、負圧センサ 49またはセンサ 149 (図 11A参照）によって検知すること ができる。またサブタンク 40は、負圧室 30に送り込まれるインクの分だけ、図 18C中 上向きの矢印方向に容積が減少する。
[0097] 印刷時の供給制御（図 19A.闵 19B.および闵 19C参照)
負圧調整ノ レブ 35およびメカポンプ 36を適切に制御することにより、印刷装置 11 6な 、し記録ヘッド 811が印刷する画像データの内容に対応する様々な印刷デュー ティ (記録密度）に応じて、より均一な負圧を維持できる。
[0098] 例えば、印刷デューティが低い場合には、図 19Aのように、ポンプ 36を低速で正転 させてインクを供給しつつ、さらに供給を適正化するために、負圧調整バルブ 35を制 御して負圧を高精度に安定させる。つまり、少量のインクを供給することにより、記録 ヘッド 811内のインクの負圧を最適な範囲に安定させ、さらに、負圧調整バルブ 35の 開閉制御または開度の調整制御することによって、そのインクの負圧をより安定化さ せる。
[0099] このような場合、流路が開かれる割合は比較的少なぐ且つ開度は比較的小さい範 囲で制御されることになる。
[0100] また、印刷デューティ（記録密度）が高い場合には、図 19Bのように、ポンプ 36をよ り高速で正転させてインク供給量を増大させると共に、負圧調整バルブ 35を制御し て負圧を安定化させる。その場合、流路が開かれる割合は比較的多くなり、且つ開 度は比較的大きい範囲で制御されることになる。
[0101] また、印刷動作の停止時には、図 19Cのように負圧調整バルブ 35を即座に閉じる 。これは、印刷動作の停止時におけるインクの慣性によって、インク供給圧が負圧室 30および記録ヘッド 811に加わることを防止するためである。仮に、インク供給圧が カロわった場合には、記録ヘッドの内圧が上昇し、インク吐出ロカものインク漏洩の可 能性があり、その後の印刷動作時において印刷品位の低下を招くおそれがある。
[0102] 負圧調整ノ レブ 35の制御は、負圧室 30の負圧を検出するセンサ 49, 149 (011 A参照）の出力信号をフィードバックすることにより行うことができる。また後述するよう に、印刷データ (記録データ）に基づいて予め負圧調整バルブ 35とポンプ 36を関連 的に制御することもできる。
[0103] また、単位時間当たりのインクの消費量に応じて、つまり印刷デューティに応じて、 ポンプ 36の正転量や正転速度のみならず、その逆転量や逆転速度をも制御すること ができる。ポンプ 36を正転させた場合には、インクの消費量に応じて記録ヘッド 811 側のインクを積極的に加圧することにより、記録ヘッド 811内の負圧の上昇を抑えるこ とができ、一方、ポンプ 36を逆転させた場合には、記録ヘッド 811側のインクを積極 的に減圧させることにより、記録ヘッド 811内の負圧の減少を抑えることができる。ま た、このようなポンプ 36の制御に関連して、負圧調整バルブ 35を制御することにより 、より高精度に記録ヘッド 811内の負圧を制御して、その負圧を一層安定化させるこ とがでさる。
[0104] いずれにしても本実施形態によれば、記録ヘッドに供給するインクの負圧を積極的 に制御することにより、印刷デューティ（記録密度）の如何に拘わらず、適正な負圧を 安定して記録ヘッドに印加することができる。そのため、例えば、大判の記録媒体に 画像を高速記録するような産業用の記録装置 (印刷装置）において、単位時間当たり のインク消費量が大幅に変化した場合にも応答性よく負圧を制御して、記録ヘッド内 の負圧の変動を小さく抑えることができる。このような産業用の記録装置においては、 特に高い記録品位の要求に応えるために、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。
[0105] 回復動作 (メンテナンス）時の制御（図 20A.図 20B.および図 20C参照)
図 20Aは、記録ヘッド 811の吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを強制的 に排出させる回復動作の説明図である。
[0106] この回復動作にぉ 、ては、ポンプ 48は停止させた状態 (流路：閉）でメカポンプ 36 を正方向に回転させる。すると、負圧室 30から記録ヘッド 811の内部は急激に加圧 され、記録ヘッド 811の各ノズル力 比較的大量のインクが短時間で強制排出される 。これにより、各ノズルは健全な状態に回復する。なお強制排出されたインクは、キヤ ップ 44内のインク溜りに排出されてから、予め動作中であるポンプ 45の作用により、 弁 47を介してサブタンク 40へ素早く回収されて、再利用される。その後、不図示のヮ ィパブレードによる記録ヘッド 811のノズル列のワイプ動作、および予備的な吐出動 作を行って記録ヘッド 811の回復動作が完了する。
[0107] 図 20Bは、脱気システム 38を用いて、インクに溶融している気体成分を除去する動 作の説明図である。
[0108] この動作においては、ポンプ 36を低速に正転させて、脱気システム 38内のインクを 負圧室 49内に少量ずつ供給しながら、ポンプ 48の作動によって、ポンプ 36による供 給量よりも多量のインクを記録ヘッド 811からタンク 40内に戻す。これにより、負圧室 49内のインクの減少を伴いながら、インクが脱気システム 38内を循環して、そのイン クに溶融している気体成分が除去される。
[0109] 図 20Cは、回復動作の後に移行する待機状態の説明図である。
[0110] この待機状態においては、負圧室 49内を所定の負圧に調整した後、その負圧を維 持するように、バルブ 35を閉じかつポンプ 48を停止させる。このときの負圧室 49内の 負圧は、前述した図 18Aの印刷待機時と同様に、より低い負圧に設定してもよい。
[0111] インク補給動作 (図 21Aおよび ^I21B参照)
図 21Aおよび図 21Bは、メインのインクタンク 203からサブのインクタンク 40にインク を補給するための動作の説明図である。 [0112] 図 21Aのように、サブタンク 40内のインク残量が所定量以下にまで減少したときに は、図 21Bのように、ジョイント 42, 43を接続して、インクタンク 203内のインクをインク タンク 40内に補給する。その際、水頭差を利用してインクを補給することができる。こ のようなインクの補給により、図 21Aのように上方に変形していたインクタンク 40の可 橈性部材は、インクの補給量に応じて図 21Bのように下方に変形する。
[0113] (インク系の制御のまとめ）
次に、記録ヘッドの印刷デューティと記録ヘッドに付与される負圧との観点から、本 実施形態に係るインク系の動作を図 22に基づいて説明する。
[0114] 図 22において上段に示された「印刷 Duty」（記録密度）は、印刷装置の動作段階 が印刷時の状態にあるときの印刷デューティ (記録デューティ)である。印刷状態の動 作段階は、印刷をしていない休止時、印刷直前の印刷待機時、印刷時、印刷直後の 次の印刷を待つ印刷後待機時、の状態に分けられる。印刷時は、印刷デューティす なわち印刷に消費されるインクの使用率によって、供給すべきインク量が異なる。本 例では 4種類の印刷デューティに分けて、図 22の中段に示すようにポンプ流量 (ボン プ 36によるインクの供給量)を設定している。なお、図に示す印刷デューティの現わ れ方は単なる例示であって、画像データに応じて種々異なることは言うまでもな 、。
[0115] 記録ヘッド 811に印加される負圧は、記録ヘッド 811の直近にあって、それとほぼ 等しい負圧状態となる負圧室 30に取付けられた圧力センサ 49 (または 149)によって 検出される。この検出値を図 22の下段に示す。
[0116] 上述のように、休止時には、記録ヘッド内に比較的大きな負圧（約 120mmAq程 度)を印力 tlして、環境の変化に対する安定性を維持する。印刷待機時において、印 刷を開始する直前には、図 22の中段に示すようにインク供給を開始する。印刷開始 直前に、このような制御を行うことにより、印刷開始直後においても十分なインクの供 給性能を確保して、印刷品位を高めることができる。
[0117] 次に、印刷時における「Dutyl」では、印刷が開始された瞬間に記録ヘッド内の負 圧が高まるため、圧力センサ 49の値に応じてポンプ流量を増大させ、記録ヘッド内 の負圧を小さくしてインク供給性能を高める。また、印刷開始時における記録ヘッド 内の負圧の上昇を考慮して、印刷動作の開始直前力もポンプ 36やバルブ 35を制御 することにより、記録ヘッド内の負圧をより安定化させることができる。その際には、印 刷データ（記録データ）に基づいて求めた印刷デューティに応じて、ポンプ 36やバル ブ 35の制御量や制御タイミングを設定することができる。
[0118] さらに、「Duty2」では印刷デューティがより高くなるため、ポンプ流量をさらに増大 させて、記録ヘッドに印加される負圧の上昇を抑える。それによつて、高い印刷速度 に対してもインク供給を追従させることができる。また、印刷デューティが変化するとき には、その変化の前力 ポンプ流量を制御することにより、記録ヘッド内の負圧をより 安定化させることができる。その際には、変化の前または Z後における印刷デューテ ィを印刷データ (記録データ）に基づいて求め、その印刷デューティに応じて、ポンプ 36やバルブ 35の制御量や制御タイミングを設定することができる。
[0119] 同様に、「Duty3」や「Duty4」の場合にも、それぞれの印刷デューティおよび圧力 センサ 49の検出値に応じて、記録ヘッドに供給するインクの負圧を積極的に制御す ることにより、記録ヘッド内の負圧を常に最適な大きさに安定させることができる。これ によって、インク供給の追従性および安定性を高めて、印刷デューティの如何に拘わ らず、高品位の画像を記録することができる。
[0120] 印刷終了直後に、インクの慣性によって、記録ヘッド内の負圧が減少する傾向とな る場合には、その減少分を相殺するように、印刷終了の直前力もポンプ流量を制御 することが望ましい。それにより、記録ヘッド内の負圧をより安定ィ匕させることができる 。また、印刷終了直後にバルブ 35を閉じることにより、記録ヘッド内の負圧の減少を /J、さく抑免ることができる。
[0121] 印刷後は、再び、記録ヘッド内に比較的大きな負圧を印加して、環境の変化に対 する安定性を維持する。すなわち、記録ヘッド内の負圧を高めることにより、気圧や 気温などの環境変化が生じても記録ヘッドの吐出口からのインクの漏洩を防止して、 印刷装置の信頼性を向上させることができる。
[0122] ここで、圧力センサ 49の出力をフィードバック信号とするポンプモータ 508の制御に ついて、図 23、図 24A、および図 24Bを用いて説明する。
[0123] 先ず図 23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 ク図の内のポンプモータ制御部 822の内部を詳細に示すブロック図である。ポンプモ ータ制御部 822は、圧力センサ 49の出力をフィードバックすることにより、サーボモー タであるポンプモータ 508を制御する。
[0124] 印刷を開始すると、 CPU800は、 DAコンバータ 830に僅かな負圧（例えば 10m mAq程度）に相当するデジタル値を書き込み、それに対応するアナログの指示値を 減算器 834の（ + )入力に供給する。記録ヘッド 811の近傍に設けた圧力センサ 49 の出力は、減算器 834の（-)入力に供給され、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、それをデジタル変換した値が CPU800によって読み 出される。 CPU800は、極性を含めた誤差信号に対応して、メカポンプ 36を回転駆 動するポンプモータ 508の駆動 AMP833に、回転方向を決める信号（DIR)を出力 すると共に、駆動 AMP833の駆動デューティを決定する PWM (Pulse Width Modu lation)値を PWM回路 832にセットする。
[0125] 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 24Aに示す。
誤差 (Error)が（+ )極性ならば、回転方向信号 (DIR)として、正回転 (記録ヘッド 8 11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 (IZO) 806を介し てセットされる。一方、誤差 (Error)カ -)極性ならば、回転方向信号 (DIR)として、 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。
[0126] 減算器 834の出力である誤差 (Error)の絶対値が大きい場合には、ポンプモータ 5 08を駆動する駆動 AMP833の駆動デューティを高めて、所望の圧力に素早く移行 させる。他方、誤差 (Error)の絶対値が小さい場合には、駆動 AMP823の駆動デュ 一ティを低くして、圧力のオーバシュート、アンダシュートを抑制する。
[0127] 本図では説明していないが、補助的な制御手段としてバルブ 35を使う場合には、 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。
[0128] 印刷時、減算器 834にセットする負圧指示値は必ずしも一定値でな 、。 CPU800 は、これから印刷しょ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、 VR AM801の内容を読み出す。そして、もしも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ときは、その時点の直前に、予め 高い圧力指示値を DAコンバータ 830にセットすることができる。 [0129] 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。このような場合、制御の遅れによる負圧の落ち込みも 考えられるため、図 24Bに示すように、圧力誤差 (Error)に対する利得 (AMP Gain) が高 、PWM値変換テーブルを別途持たせてもよ!、。図 24Aおよび図 24Bに示した PWM値変換テーブルは、 ROM803に予め記憶されている。
[0130] 更に、圧力誤差 (Error)に対する利得 (AMP Gain)の調整とは別な方法として、バ ルブ 35の制御と併用する方法もある。この方法を用いた CPU800の動作フローを図 25Aにて説明する。通常状態（ソレノイド： OFF)では、バルブ 35は図 12Aのように開 である。先ず所定時間、ソレノイド 821の駆動用 PWM回路 823 (図 3参照）の PWM 値を 100%に設定して、ソレノイド 821のプランジャの移動を開始し (ステップ S2501) 、続いてポンプモータ 820のサーボ制御も開始する。この時点から、ポンプモータ制 御部 822は、 DAコンバータ 830 (図 23参照）に予め設定された圧力値に従ってフィ ードバック制御を継続的に行なう（ステップ S2502)。また、この時点において、ボン プモータ制御部 822は既に制御中の場合もある。
[0131] 次に、 CPU800は圧力センサ 49の出力を読み出して、それを絶対値変換し (ステ ップ S2503)、そして変換された圧力誤差の絶対値に基づき、ソレノイド 821の駆動 用 PWM値を図 25Bの変換テーブル力も読み出して PWM回路 823に設定する（ス テツプ S2504)。圧力誤差が大きければバルブ 35は開状態に近づき、圧力誤差が 小さくなるとバルブ 35は閉状態に近づく。つまり、図 24Aおよび図 24Bを用いて既に 説明した場合と同様に、駆動 AMP833の利得 (Gain)調整と同等な効果をバルブ 35 の制御によって実現できる。すなわち、圧力誤差が大きい時には素早く設定値に近 づくように動作し、誤差が小さくなると所定圧力に対するオーバシュート、アンダシュ ートを抑制する。
[0132] 上記処理は、所定時間毎に連続的に繰り返され (ステップ S2505)、印刷動作が終 了した時点（ステップ S2506)でソレノイド 821の駆動用 PWM値を零クリアして (ステ ップ S2507)、終了する。
[第 2の実施形態]
図 26から図 36は、本発明の第 2の実施形態を説明するための図であり、前述した 実施形態と同様に部分には同一符号を付して説明を省略する。
[0133] 本実施形態は、前述した実施形態と同様に、図 1および図 2の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。したがって、本実施形態における（画像形 成システムの概要）は前述した実施形態と同様である。
(印刷装置の制御系）
図 26は、各印刷装置 116における制御系の構成例を示す。前述した実施形態と同 様に部分には同一符号を付して説明を省略する。
[0134] 本例におけるポンプモータ 820は、記録ヘッド 811 (811 Y、 811M、 811Cおよび 8 11K)のインク流路の一端に組み込まれた後述のポンプ 548 (図 27参照）を駆動する ための正逆転可能なモータである。また、本例におけるソレノイド 821は、記録ヘッド 811と後述のサブタンクとの間に介在するノ レブ 503 (図 27参照）を開閉駆動するた めのァクチユエータである。
[0135] ポンプモータ 508は、記録ヘッド 811と後述のサブタンクとの間に介在されたポンプ 536 (図 27参照）を駆動するための正逆可能なサーボモータである。このポンプモー タ 508は、記録ヘッド 811内の圧力を検出する圧力センサ 544の出力がポンプモー タ制御部 822にフィードバックされることにより、サーボ制御される。
[0136] ポンプモータ 820、 508、バルブ制御用ソレノイド 821、および圧力センサ 544は、 各インク色に対応した記録ヘッド 811 Y、 811M、 811Cおよび 811Kの各々に対して 独立に備えられている。なお、記録ヘッド 811Y、 811M、 811Cおよび 811Kは、不 図示の記録ヘッド UZD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、キヤッビング位置にて密閉キャップされる。
[0137] 本実施形態における媒体搬送装置 117は前述した図 2と同様に構成され、その制 御系は、前述した図 4と同様に構成されている。したがって、本実施形態における（搬 送装置の構成および制御系）は、前述した実施形態と同様である。また、本実施形態 における画像形成システム、プリンタ複合システムへの信号系、およびインク系の概 要は、前述した図 5、図 6、および図 7と同様である。したがって、本実施形態におけ る（画像形成システムの動作概要）、（プリンタ複合システムへの信号系）、および (ィ ンク系の概要）は、前述した実施形態と同様である。 [0138] (インク系の構成例）
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は、前述した実施形態に おける図 8と同様である。図 27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共に、好ましい負圧を維持、 制御するためのインク供給流路 530を構成する。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に対して、ポンプ 54 8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を構成する。
[0139] 本実施形態で使用する記録ヘッド 811は、例えば、前述した図 10と同様に構成さ れている。
[0140] 図 28は、記録ヘッド 811とインクタンクとを連結するインク供給流路 530、および、こ のインク供給路 530に設けられる負圧発生手段の構成を示す図である。
図 28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 81 1とを連結する連結流路 532と、により構成されている。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が備えられて 、る。
[0141] また、サブタンク 540には、循環流路 531内を通して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。本例の圧力調整ポンプ 536は軸流ポンプであり、サブタ ンク 540の上面に設けられたモータ 501によって正方向または逆方向へ回転される 回動軸 536bと、この回動軸 536bに固定される羽根車 536aと、によって構成されて いる。羽根車 536aは、循環流路 531の一端部と連通するサブタンク 540の流通口 h 1の近傍に配置されている。羽根車 536aは、その正転によって、循環流路 531内の インクを流通口 hiからサブタンク 540内に引き込み、図中の矢印に示す方向に循環 させる。また羽根車 536aは、その正転によってサブタンク 540内のインクを流通口 hi から循環流路 531内に送り出す。
[0142] 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との間にて流動 するインク量を調整するための流量調整バルブ (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に分かれ、各分岐路 5 31aと連通するサブタンク 540の計 3つの流通口 h2は、それらに対応する球状の弁 体 503aの進退によって開閉されるようになっている。弁体 503aの進退動作は、弁体 503a【こ設 ίナられた軸 503bを進退させるソレノイド、 503c【こよって行う。この弁体 503a によって、 3つの流通口 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 に連通するサブタンク 540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できる。このように流通口 h2の開口面積を変化させることによ つて、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。本実施 形態では、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とによって、インク流量制御手段が構成されて！、る。
[0143] そして、モータ 501によって羽根車 536aを正転させて、循環流路 531に矢印で示 す方向にインクの流れを生じさせることにより、連結流路 532に負圧が発生する。そ の負圧の大きさは、循環流路 531内を矢印方向に流れるインクの流速に対応し、そ の流速が高まるほど大きくなる。この負圧は記録ヘッド 811に付与されることになる。 したがって、圧力調整ポンプ 536の正転速度の制御と、流量調整バルブ 503による 流通口 h2の開口面積の制御、との内の少なくとも一方、好ましくは両方を制御して循 環流路 531内の流速を調整することにより、記録ヘッド 811に付与する負圧を制御す ることができる。ポンプ 536の正転速度が高くなる程、また流通口 h2の開口面積が小 さくなる程、大きな負圧が発生することになる。
[0144] モータ 501によって羽根車 536aを正転させた場合には、循環流路 531に矢印とは 逆の方向にインクの流れが生じて、連結流路 532に正圧が発生する。後述するように 、記録ヘッド 811に付与する負圧を制御する際には、このような圧力調整ポンプ 536 の逆転制御も積極的に利用することができる。この場合には、ポンプ 536の逆転速度 が高くなる程、また流通口 h2の開口面積が小さくなる程、大きな正圧が発生すること になる。
[0145] 連結流路 532には、インクの流通および遮断の切り替えが可能な圧力調整バルブ 535が備えられている。圧力調整バルブ 535としては、例えば、前述した図 12A,図 12Bと同様のものを用いることができる。
[0146] ここで、ノ レブ 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、制御信号に応じて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 ればよぐ図 28および図 12Aに示すものに限らず、いかなる形態を用いてもよい。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に、ピエゾ 素子のような自重の軽 、素子をァクチユエータとして用いることが有効である。
[0147] 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を用い てもよい。し力し、特にポンプ 536に関しては、インクの流れの方向の切り替えが可能 であり、また流量調整バルブ 503と協働して圧力変動の少な 、インク流量調節が可 能なものが好ましい。
[0148] 本例では、ポンプ 536として、回転方向および回転速度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。前述したようにポンプ 536 は、正転駆動されたときに、連結流路 532からインクを引き込む方向、つまり連結流 路 532に負圧を付与する方向の流れをつくり、また逆転駆動されたときに、連結流路 532にインクを供給する方向、つまり連結流路 532に正圧を付与する方向の流れを つくる。ポンプ 548としては、ギアポンプなどを用いることもできる。以下、ポンプ 536 の回転方向に関しては、記録ヘッド 811に負圧を付与するインクの流れをつくるとき の回転を正転、記録ヘッド 811に正圧を付与するインクの流れをつくるときの回転を 逆転と ヽう。
[0149] また、図 27および図 28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とを有する。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。
[0150] また、記録ヘッド 811の近傍には、連結通路 532内の圧力を検知する圧力センサ 5 44が備えられている。 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を後述するようにフィードバック（又はフィードフォワード）制御す ることによって、記録ヘッド 811内の圧力を所望の値に調整する。
[0151] 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ており、サブタンクのイン ク残量が減って、その内部の圧力が所定値を下回ったときを検出して、メインタンク 2 03から自動的にインクが補充できるようになって!/、る。 [0152] メインタンク 203は、各インク色毎について 2つずつ設けられており、そのいずれか を方向制御弁 534— 1によって選択することにより、ポンプ 534— 2の駆動に応じて、 その選択したインクタンク 203からチューブ 204を通してサブタンク 540へインクを供 給することができる。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、前述した図 14Aおよび図 14Bと同様の構成とすることができる。
[0153] 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 Z オフを行う他、インクの供給経路自体は常時接続しておいて、開閉バルブによって流 体連通のオン Zオフを行う構成としてもよい。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におけるインク要求量が異なるときに、各印刷装置間のィ 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。
[0154] また、ジョイント 43に接続されるインクタンク 203 (203Y, 203M, 203C, 203K)は 、前述した図 15Aおよび図 15Bと同様に構成することができる。
[0155] ここで再度図 27に戻り説明する。
[0156] 記録ヘッド 811に接続される他方の接続管を通して、インクを次の通り循環させるこ とが可能である。
[0157] インク流量調整バルブ 503を開いた状態として、ポンプ 548を記録ヘッド 811からィ ンクを引き込む方向に回転させることにより、インクは、サブタンク 540からバルブ 503 およびポンプ 536を通った後、ノ レブ 535、記録ヘッド 811、ポンプ 548、弁 552、消 泡室 532、および脱気システム 38を順次通ってからサブタンク 540に戻される。この 経路によってインクが循環され、そのインク中の気体が脱気システム 38において脱気 される。このような動作においては、ポンプ 536は特に回転させなくとも性能上問題は ない。なお、このような動作時には、フィルタ 581の流抵抗等のために、記録ヘッド 81 1力もキャップ 44のインク溜り部に僅かながらインクが排出される。
[0158] 印刷装置には、記録ヘッド 811のインクの吐出性能を良好な状態に維持、または回 復させるために機能する回復系構成要素として、前述のキャップ 44が設けられてい る。キャップ 44は、印刷動作中には、印刷の邪魔にならないように記録ヘッド 811の 吐出口の形成面力 退避し、一方、印刷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。
[0159] 次に、記録ヘッド 811のインクの吐出性能を健全な状態を回復させるための加圧回 復動作について説明する。
[0160] キャップ 44によって記録ヘッド 811をキャップした状態において、先ずバルブ 535 を閉じ、続いてインク回収用吸引ポンプ 45の駆動を開始して、キャップ 44のインク溜 り部のインク吸引を始める。 580は、記録ヘッド 811に密着するシール部である。
[0161] 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。バルブ 5 35が閉じているため、記録ヘッド 811内部は急激に加圧され、各ノズル力 比較的 大量のインクが強制的に排出されて、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によって素早く回収され、脱 気システム 38において脱気された後、サブタンク 540に戻される。脱気システム 38は 、前述した図 13と同様に構成することができる。
[0162] 以上の各部のポンプやバルブに対する駆動信号、およびセンサ出力は、図 26の C PU800および IZOポート 806等を含む制御部で授受される。
[0163] 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、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、 図 29を用いてインク系の動作について説明する。
記録ヘッド 811がインクを吐出しな!、非吐出時の状態 1301にお!/、ては、ポンプ 53 6の正転によって符号 1302で示すような一定の負圧を発生させ、記録ヘッド 811内 の圧力を符号 1303で示すように比較的大き!/、負圧に維持する。記録ヘッド 811から 吐出を開始する場合 (符号 1304)には、それに先立って、符号 1306で示すように、 ポンプ 536の正転によって発生する負圧を大気圧（OmmAq)に近づけるように小さく する。つまりポンプ 536の正転速度を下げて、符合 1305で示すように、記録ヘッド 8 11内の負圧を印刷動作時に最適な負圧の範囲（吐出可能領域 1307)にまで減少さ せる。
[0164] 印刷が開始された後は、印刷デューティの変化に応じてポンプ 536による発生圧力 を制御して、記録ヘッド 811に印加する負圧を調整することにより、インクの吐出によ る記録ヘッド 811内の負圧変化を緩和して、その負圧を好ま 、吐出可能領域 130 7内に維持する。ポンプ 536による発生圧力は、前述したように、ポンプ 536と流量調 整バルブ 503を制御することによって、記録ヘッド 811に印加する負圧を調整するこ とがでさる。
[0165] 以下においては、ポンプ 536の制御によって、記録ヘッド 811内の負圧を調整する 場合を例にして説明する。勿論、流量調整バルブ 503の制御、またはノ レブ 503と ポンプ 536との関連的な制御によっても、記録ヘッド 811内の負圧を調整することが できる。
[0166] 記録ヘッド 811内の負圧は、印刷デューティが高まるにつれて大きくなる傾向となる ため、その印刷デューティに応じてポンプ 536の正転速度を下げることにより、記録 ヘッド 811内の負圧を最適な吐出可能領域 1307内に維持することができる。また、 印刷デューティがきわめて高 、とき、つまり記録ヘッド 811内の負圧が大きくなる傾向 が強くなるときに、ポンプ 536の正転速度を下げても記録ヘッド 811内の負圧が大き くなりすぎる場合には、ポンプ 536を逆転させる。これにより符号 1311のように、ボン プ 536によって正圧を発生させて、記録ヘッド 811内の負圧を吐出可能領域 1307 内にまで下げる。また、符号 1310のように印刷デューティが減少する場合には、サブ タンク 540から記録ヘッド 811へ向力うインクの慣性力などによって、記録ヘッド 811 内の負圧が低下することを防止するように、ポンプ 536を正転させて、その発生圧力 を負圧に戻す (符号 1309)。
[0167] このように、印刷デューティに基づいてポンプ 536を駆動制御することにより、記録 ヘッド 811内の負圧を好ましい吐出可能領域 1307内に維持することができる。なお 、ポンプ 536の回転速度や回転方向を切り替える際には、インクの慣性力の影響に より、印刷デューティの変化に対応する負圧制御の応答が遅れて、僅かに、不規則 な圧力変化 (符号 1308)が見られるものの、この程度の圧力変動は画像の形成に殆 ど影響しない。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、そ のような僅かな圧力変動を検出し、その検出結果に基づいてポンプ 536あるいは圧 力調整バルブ 535を制御することにより、そのような僅かな圧力変動の発生を緩和す ることち可會である。
[0168] 図 30は、本例における圧力制御の手順の一例を示す。この手順は、図 3に示した 印刷装置の制御系の構成においては、 ROM803に格納されたプログラム等に従つ て CPU800が実行することができる。
[0169] 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、単 位印刷領域当たりの印刷デューティを判断する (ステップ S1402)。印刷装置本体（ 例えば EEPROM804)等には、予め、印刷デューティに対する記録ヘッドの圧力変 化のプロファイルが設定されており、そのプロファイルを参照して (ステップ S 1403)、 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 S 14 04)。そして、その圧力設定値に基づいてポンプ 536を駆動制御することにより、記 録ヘッド内の負圧を吐出可能領域 1307内に調整する。
[0170] 印刷が開始されると (ステップ S1406)、その後の単位印刷領域当たりの印刷デュ 一ティが、現在の圧力設定値を決定したときの印刷デューティから、所定範囲以上変 化した力否かを判定する (ステップ S1407)。その所定範囲以上の変化があれば、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 5 36の発生圧力の変更設定を行う（ステップ S 14107, S1411)。すなわち、印刷デュ 一ティが所定範囲の上限値よりも上昇した場合には、記録ヘッド内の負圧が大きくな る傾向となるため、ポンプ 536の正転速度が下げ、または逆転させることによって、記 録ヘッド内の負圧を吐出可能領域 1307内に維持する。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、記録ヘッド内の負圧が小さくなる傾向となるた め、ポンプ 536の正転速度が上げ、または逆転速度を下げることによって、記録へッ ド内の負圧を吐出可能領域 1307内に維持する。以上の制御を印刷が終わるまで繰 り返し (ステップ S1412)、その後、待機モードに移行する。
[0171] なお、以上のような制御を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 、てポンプ 536を駆動するようにモータの制 御を行う手段と、を備えたノ、一ドウエアの構成により実現することもできる。また、印刷 の進拔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ぐ予め、印刷 データに基づいてポンプの制御曲線を定めておき、それに基づいてフィードフォヮ一 ド的にポンプを制御するようにしてもよい。また、実際の記録ヘッド内の圧力を検出す 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を用いてもょ 、）の検出出力に基づ 、て、局部フィードバックループ によりポンプを制御することもできる。
[0172] 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 よって使用されるまでの各段階において、上述したような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 31から図 36を用いて説明する。
[0173] 出荷準備
図 31ないし図 33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インク 供給装置の動作を説明するための図である。
まず、図 31に示すように、ポンプ 534— 2を駆動して、ジョイント 42, 43を通してメイ ンタンク 203からサブタンク 540へインクを注入する。このとき、ノ レブ 535、 503は開 状態とする。ポンプ 536、 548は停止しているがインクの移動は可能である。
[0174] このようにサブタンク 540にインクが充填される過程において、基本的に、全てのィ ンク流路、および記録ヘッド 811内部力インクによって満たされる。しかし、この時点 にお!/、ては、インク経路の到る個所に気泡が存在する可能性がある。
[0175] 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!、で、インク流路 内における気泡の除去、脱気動作を実行する。
[0176] すなわち、ポンプ 536、 548、および 45を正転させて、図 32に示すように、サブタン ク 540内のインクをバルブ 503およびポンプ 536を通し、さらにノ レブ 535、記録へッ ド 811、ポンプ 548、弁 552、消泡室 532、脱気装置 38を順次通してサブタンク 540 に戻す。このようにインクを循環させることにより、消泡室 532においてインク中の気泡 が消泡され、脱気装置 38においてインク中の気体が脱気される。本動作においては 、ポンプ 536を特に回転させなくとも性能上問題はない。また、記録ヘッド 811のフィ ルタ 581の流抵抗等によって、キャップ 44のインク溜り部に僅かながらインクが排出さ れるものの、そのインクはポンプ 45によって素早く循環経路に回収される。本動作を 所定時間継続して実行することにより、インク流路内の気泡および気体が除去される
[0177] 図 33は、出荷前準備の最終工程としての記録ヘッド 811の回復動作の説明図であ る。 [0178] この回復動作の開始前の時点においては、既に、各インク流路内のインクは脱気さ れている。回復動作においては、先ず、バルブ 535を閉じてからポンプ 45、 548を駆 動し、インクを図 33中の各矢印方向に移動させる。サブタンク 540内のインクは、一 方向弁 551からポンプ 548に引き込まれて記録ヘッド 811へ供給される。し力し、ノ ルブ 532が閉じられているため、記録ヘッド 811内のインクは急激に加圧され、各ノ ズルカゝら比較的多量のインクが強制的に排出される。このより、各ノズルのインクの吐 出性能が健全化される。キャップ 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により素早く消泡器 532側に送られて、回収および再利用される。
[0179] その後、ポンプ 548、 45を停止させ、またバルブ 535を開状態に戻してから、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（吐出口の形成面）をワイピ ングする。その後、記録ヘッド 811のノズルから、画像の記録に寄与しないインクをキ ヤップ 44内に吐出（予備吐出）させて、回復動作を完了する。
[0180] 設置時
印刷装置がユーザの手元に到着した後、その使用開始に先立ち、図 31のようにジ ョイント 42, 43を結合してから、図 34のように記録ヘッド 811の回復動作を実行する 。本回復動作におけるインクの流れは、前述した図 33の回復動作時と同じであり、異 なるのは動作時間のみであるため説明は省略する。なお、出荷からの経過時間が長 いときには、前述した図 32のようなインク循環による消泡、脱気動作を伴う場合があり 、一方、その経過時間が短いときには、図 34の回復動作を省略する場合もある。この ような経過時間の判定、それに伴う動作は、印刷装置内の 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。
[0181] 印刷待機時
印刷開始前などの通常の待機状態では、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内には、より大きな負圧（大気圧よりも 20〜150mmAq程度低 い圧）が維持されている。その状態において印刷命令が受信されたときには、図 35 に示すように、記録ヘッド 811がキャップ位置力もメディア (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、記録ヘッド 811内の負圧を小さくするように 指示値を設定する。 [0182] CPU800は、圧力検知センサ 544の出力を読み出して、ポンプ 536の回転方向お よび回転速度を含む要素を PWM (Pulse Width Modulation)制御することにより、比 較的高い応答性を持つフィードバック制御を実現する。
[0183] また、このようなポンプ 536の制御と共に、バルブ 503を関連的に制御することによ つて、より応答性のよいフィードバック制御を実現することができる。その場合に、ノ レ ブ 503として高速に応答できる軽量なバルブを用いることが好まし 、。
[0184] 印刷時の供給制御
図 36は、印刷時における負圧制御の説明図ある。
[0185] 印刷時の負圧制御は前述した図 35の待機時とほぼ同じであり、 CPU800は、圧力 検知センサ 544の出力を読み出し、ポンプ 536の回転方向を含む要素を PWM (Pul se Width Modulation)制御することによって高い応答性を実現する。本例の場合、印 刷中はバルブ 503を閉じ、ポンプ 548側のインク流路は閉じる。前述したように、ボン プ 536の制御と共に、バルブ 503を関連的に制御することによって、より応答性のよ V、フィードバック制御を実現することができる。
[0186] 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 508 (ホンプ 536の 駆動モータ)の制御は、前述した実施形態における図 23と同様の圧力制御系を用い て実行することができる。
[第 3の実施形態]
図 37Aおよび図 37Bは、インク系の異なる構成例を説明するための図である。
[0187] 図 37Aのインク系は、前述した第 1および第 2の実施形態と同様に、インクタンク T 力も記録ヘッド Ήにインクを供給するインク供給路 L1中に、ポンプ Pとバルブ Vとを含 む負圧付与手段を備えている。ポンプ Pおよびバルブ Vは、第 1の実施形態における メカポンプ 36および圧力調整バルブ 35に相当し、また第 2の実施形態における圧力 調整ポンプ 536および圧力調整バルブ 535に相当する。記録ヘッド Ήは、第 1および 第 2の実施形態における記録ヘッド 811に相当する。またインク連通路 L1は、第 1の 実施形態にぉ 、ては、インクタンク 40から記録ヘッド 811にインクを供給するインク流 路に相当し、第 2の実施形態においては、インクタンク 540から記録ヘッド 811にイン クを供給するインク流路、つまり循環流路 531と連結流路 532を含むインク供給路 53 0に相当する。
[0188] このように図 37Aは、インクタンク Tから記録ヘッド Ήにインクを供給するインク供給 路 L1中に、ポンプ Pとバルブ Vとを含む負圧付与手段を備える構成、つまり第 1およ び第 2の実施形態に共通する構成を概念的に説明するための図である。したがって 、図 37Aにおいては、第 1の実施形態における脱気システム 38、負圧室 30、記録へ ッド 811からインクタンク 40へのインクの戻し通路、およびキャップ 44からのインクの 回収通路などは省略している。同様に、第 2の実施形態における循環流路 531、流 路調整バルブ 503、記録ヘッド 811からインクタンク 40へのインクの戻し通路、消泡 室 532、脱気装置 38、およびキャップ 44からのインクの回収通路なども省略している
[0189] このような図 37Aのインク系は、ポンプ Pとバルブ Vとを含む負圧付与手段によって 、インク供給路 L1中のインクに圧力（負圧および正圧を含む)を加えて、記録ヘッド Ή 内に負圧を付与することになる。なお負圧付与手段は、ポンプ Pとバルブ Vの少なくと も一方を含む構成であってもよい。このようなインク系は、インク流路 L1において記録 ヘッド Hへのインク供給と負圧付与とを行なうため、シンプルでコンパクトな構成が可 能となる。
[0190] 図 37Bは、ポンプ Pとバルブ Vの配備位置が図 37Aとは異なるインク系の構成を概 念的に説明するための図である。本例においては、インク供給路 L1にバルブ Vが備 えられ、記録ヘッド Ή力 インクタンク Tにインクを戻す戻し通路 L2に、ポンプ Pが備え られている。ポンプ Pによって、戻し通路 L2中のインクに圧力（負圧および正圧を含 む）をカ卩えて、記録ヘッド H内に負圧を付与することになる。また、ポンプ Pの制御と関 連して、ノ レブ Vを制御してインク供給路 L1中のインク流量を調整することにより、記 録ヘッド Hに対してよりレスポンスが高ぐ高精度に負圧を付与することができる。なお 負圧付与手段は、ポンプ Pとバルブ Vの少なくとも一方を含む構成であってもよい。ま たポンプ Pの機能は、例えば、第 1の実施形態におけるポンプ 48、または第 2実施形 態におけるポンプ 548に兼有させてもよい。
[0191] このように負圧付与手段は、インク供給路 L1または戻し通路 L2の 、ずれか一方、 または両方に備えてもよい。要は、インクタンクと記録ヘッドとを連通するインク連通路 中に備えられて、記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与することができればよい [第 4の実施形態]
図 38は、図 37Aおよび図 37Bにおけるポンプ Pの構成例を説明するための概略断 面図である。
[0192] 本例のポンプ Pは、前述した第 1の実施形態におけるメカポンプ 36と同様のギアポ ンプである。但し、本例のポンプ Pは通常の容積型のギアポンプとは異なり、ギア G1 , G2の歯先とケーシング Cの内周面との間に、インクの通り抜け通路 LAとしての隙間 が形成されている。具体的には、ケーシング Cの内面に、ギア Gl, G2の歯先との間 に隙間を形成するための拡径部が形成されている。したがってインクは、通路 LAを 通してポンプ Pを通り抜けることができると共に、ギア Gl, G2の回転速度に応じて移 動することになる。ギア Gl, G2が図 38中の矢印方向に高速回転した場合には、イン クを上流側へ圧送する力が強く作用して、下流側に大きな負圧が生じることになる。 一方、ギア Gl, G2が同図中の矢印方向に低速回転した場合には、インクを上流側 へ圧送する力が弱く作用して、下流側に小さな負圧が生じることになる。したがって、 このようにポンプ Pの回転速度を制御することにより、インクに付与する負圧を調整す ることがでさる。
[0193] すなわち、通り抜け流路を設けることと回転速度の制御とによって、ポンプ Pに、定 量ポンプと定圧ポンプの両方の特性を持たせることができる。通り抜け流路は、用途 に応じて、例えばギアとケーシング間に 10 mから lmmの間隔を持つように形成す る。
[0194] 通り抜け通路は、ギアの回転速度に応じた圧送力を受ける位置に形成すればよぐ 本例の構成のみに特定されない。例えば、ギアの歯先の一部を切り欠くことによって 、ギアとケーシングの内面との間に、通り抜け通路としての隙間を形成してもよい。
[第 5の実施形態]
図 39は、前述した図 1および図 2のようなプリンタ複合システムにおいて、その要素 をモジュールィ匕した構成例の説明図である。
[0195] 図 1および図 2のようなプリンタ複合システムは、大判のポスターやダンボールなど を印刷対象物とする産業用印刷機として用いて好適であり、プリンタユニットとしての 印刷装置 116 (116— 1〜116— 5)を増設することによって、大きな印刷対象物にも 対応することができる。印刷対象物が小さくなつたときには、印刷装置 116の配備数 を減らすことなぐ使用する印刷装置 11の数を減らしてもよぐあるいは、印刷装置 11 6の配備数を減らしてもよい。また、複数配備される印刷装置 116は、それらの配備 位置に応じて使用頻度に大きな差が生じることが考えられるため、印刷装置 116は 個別に修理または交換できることが望ましい。
[0196] 本例においては、このような観点から印刷装置 116をモジュール化し、記録ヘッドを 含むプリントユニット部 Y1と、インクタンクを含むインク供給ユニット部 (インク供給部と もいう） Y2と、によってプリントモジュール Mを構成した。以下、プリントモジュール M の具体例として、前述した第 1および第 2の実施形態における印刷装置 116をモジュ ール化した場合の構成につ!ヽて説明する。
[0197] プリントユニット部 Y1には、 1つの印刷装置 116における 4つの記録ヘッド 811 (81 IK, 811C, 811M, 811Y)と、その印刷装置 116における記録ヘッド制御回路 81 0 (図 3参照）と、が組み込まれている。さらに、このプリントユニット部 Y1には、図 9中 の制御回路基板 60、つまり印刷装置 116毎における図 3中の制御系が組み込まれ ている。また、このプリントユニット部 Y1には、キャップ 44と、そのキャップ 44を記録へ ッドに対してキャップ動作させるための機構と、その機構を制御するための制御部を 組み込んでもよい。
[0198] 一方、インク供給ユニット部 Y2には、印刷装置 116毎におけるインク系、つまり前述 した第 1の実施形態における図 9のインク系、または前述した第 2の実施形態におけ る図 27のインク系が組み込まれて 、る。複数の印刷装置 116に対して共通に接続さ れるメインインクタンクは、複数のインク供給ユニット部 Y2に対して共通に接続可能と なっている。また、そのメインインクタンクは、少なくとも 1つのインク供給ユニット部 Y2 に備えてもよい。また、このインク供給ユニット部 Y2には、印刷装置 116毎の電源回 路を組み込んでもよい。第 1の実施形態における圧力センサ 49、および第 2の実施 形態における圧力センサ 544は、記録ヘッド 811の近傍において、その内部の圧力 を高精度に検出する上においては、記録ヘッド 811と共にプリントユニット部 Y1に組 込むことが望ましい。しかし、それらの圧力センサはインク供給ユニット部 Y2に組込 んでもよい。
[0199] このようなユニット部 Yl, Y2の間は、信号線および電源線を含む配線と、インク流 路を形成するパイプが接続され、これによりプリントモジュール Mを構成する。このよう に、印刷装置 116毎の機構 (制御系およびインク系を含む）をモジュールィ匕すること により、印刷装置 116毎の独立性がより明確に確保されると共に、印刷装置 116単位 の取り付け、取り外し、交換、修理などが可能となる。このことは、図 1および図 2のよう なプリンタ複合システムを産業用印刷機として用いる場合に、きわめて有効となる。
[0200] なお、ユニット部 Yl, Y2は、必ずしもプリントモジュール Mとして取り扱われる必要 はなぐそれらを個別のユニットとして扱うこともできる。その場合には、ユニット部 Y1, Y2が互いに接続および接続解除可能に構成すればよぐそれらの個別的な取り付 け、取り外し、交換、修理などが可能となる。このことは、図 1および図 2のようなプリン タ複合システムを産業用印刷機として用いる場合に、より有効となる。
[0201] (その他）
本実施形態で採用した複数の印刷装置は、それぞれが互いに独立性を有するもの である。すなわち、複数の印刷装置は各々相互の関係において、空間（配置）上独 立したものであり、また信号系およびインク系においても独立している。そのため、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。また、画像形成システムや画像形成装置から分離して、また他の印 刷装置から独立して、様々な条件下において印刷装置を制御することができ、印刷 装置の単体での取り引きや取り扱いも可能となる。
[0202] 本発明は、上述した実施形態のみに限られることなぐ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。
[0203] 例えば、 1つの印刷装置において用いられる 1つまたは複数の記録ヘッドに対して 、インクを供給するように構成することができる。また印刷装置は、上述したように記録 ヘッドの移動を伴わずに記録を行うフルラインタイプの他、記録ヘッドの主走査方向 の移動を伴って記録を行うシリアルスキャンタイプなどであってもよぐその記録形式 や形態は何ら特定されず任意である。本発明は、ポンプとバルブを用いて、記録へッ ドに供給するインクの負圧を積極的に制御することにより、その負圧を安定化させるこ とができればよい。
本出願は、 2004年 6月 1日に出願された日本国特許出願第 2004— 163730号お よび日本国特許出願第 2004— 163731号に基づいて優先権を主張し、前記日本 国特許出願は、この参照によって本明細書に含まれる。

Claims

請求の範囲
[1] インクタンクの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、
前記インクタンクと前記記録ヘッドとを連通するインク連通路中に備えられて、前記 記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与する負圧付与手段と、
前記負圧付与手段を制御して前記記録ヘッドに対して付与する負圧を調整させる ための制御手段と、
を備えることを特徴とするインク供給装置。
[2] 前記インク連通路は、前記インクタンク力 前記記録ヘッドにインクを供給するための インク供給路であ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] 前記インク連通路は、前記記録ヘッドから前記インクタンクにインクを戻すための戻し 通路であることを特徴とする請求項 1に記載のインク供給装置。
[4] 前記インク連通路内の圧力を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記負圧付与手段を制御 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。
[5] 前記記録ヘッド内の圧力を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記負圧付与手段を制御 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。
[6] 前記制御手段は、前記記録ヘッドの単位時間当たりのインク消費量に基づいて、前 記負圧付与手段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。
[7] 前記制御手段は、前記記録ヘッドを用いて記録する画像の記録デューティに基づ 、 て、前記負圧付与手段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
[8] 前記負圧付与手段は、前記インク連通路中に備えられるポンプとバルブとを含み、 前記制御手段は、前記ポンプと前記バルブを関連的に制御する
ことを特徴とする請求項 1に記載のインク供給装置。
[9] 前記ポンプは、前記インク連通路中におけるインクの加圧方向の変更が可能である ことを特徴とする請求項 8に記載のインク供給装置。
[10] 前記ポンプは、ギアの回転速度に応じた圧送力を受ける位置に、インクの通り抜け通 路が形成されたギアポンプであることを特徴とする請求項 8に記載のインク供給装置
[11] 前記インク連通路は、インクを循環可能な循環流路と、前記循環流路と前記記録へ ッドとを連通する連結通路と、を含み
前記ポンプは前記循環流路に備えられ、
前記バルブは、前記循環流路および前記連結通路の少なくとも一方に備えられる ことを特徴とする請求項 8に記載のインク供給装置。
[12] 前記バルブは、前記循環流路に備えられてインクの流抵抗の調整が可能であること を特徴とする請求項 10に記載のインク供給装置。
[13] 前記制御手段は、前記記録ヘッドを用いての記録動作が終了した直後に、前記バル ブを閉じることを特徴とする請求項 8に記載のインク供給装置。
[14] 前記制御手段は、前記記録ヘッドを用いて記録動作可能な記録装置の使用状況に 応じて、前記ポンプと前記バルブを制御することを特徴とする請求項 8に記載のイン ク供給装置。
[15] 前記インク連通路中に、前記記録ヘッドに対して所定の負圧を付与するための所定 負圧付与手段を備えることを特徴とする請求項 1に記載のインク供給装置。
[16] 前記所定負圧付与手段は、前記インク連通路に連通する負圧室と、前記負圧室の 少なくとも一部に形成されかつ所定の付勢力によって外方に付勢される可動部材と、 を備えることを特徴とする請求項 15に記載のインク供給装置。
[17] 前記記録ヘッドは、複数の記録装置によって構成される複合プリントシステムにおい て用いられることを特徴とする請求項 1に記載のインク供給装置。
[18] 前記記録ヘッドは、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドであることを特徴とす る請求項 1に記載のインク供給装置。
[19] インクが供給される記録ヘッドを用いて画像を記録可能な記録装置にぉ 、て、
前記記録ヘッドにインクを供給するために、請求項 1から 17のいずれかに記載のィ ンク供給装置を備えることを特徴とする記録装置。
[20] インクタンクの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前記記録ヘッドとを連通するインク連通路中に備えられて、前記 記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与する負圧付与手段を用い、
前記記録ヘッドを用いての記録動作時に、前記記録ヘッドに対して付与する負圧 を所定の範囲に維持するように前記負圧付与手段を制御する
ことを特徴とするインク供給方法。
[21] インクタンク力 供給される記録ヘッドを用いて画像を記録する記録方法であって、 前記インクタンクと前記記録ヘッドとを連通するインク連通路中に備えられて、前記 記録ヘッドに対して調整可能な負圧を付与する負圧付与手段を用い、
前記記録ヘッドを用いての記録動作時に、前記記録ヘッドに対して付与する負圧 を所定の範囲に維持するように前記負圧付与手段を制御する
ことを特徴とする記録方法。
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