液体吐出装置
【課題】吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置を実現すること。
【解決手段】記録ヘッドに供給する発泡液の負圧を積極的に制御して、発泡液側に適正な負圧を印加する。
【解決手段】記録ヘッドに供給する発泡液の負圧を積極的に制御して、発泡液側に適正な負圧を印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギ等による気泡の発生によって、所望の液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置に関し、特に、気泡の発生を利用して変位する可動分離膜を有する液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において「記録」とは、文字や図形等のように意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等のように意味を持たない画像を付与することをも意味するものである。
【背景技術】
【０００３】
熱等のエネルギをインクに与えることで、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口からインクを吐出して記録媒体上に付着させることで記録を行うインクジェット記録方法が知られている。このインクジェット記録方法を用いる記録装置には、インクを吐出する記録ヘッドに設けられた吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、インク流路内に配された吐出エネルギ発生手段としての発熱体（電気熱変換体）とが一般的に設けられている。
【０００４】
このような記録方法によれば、品位の高い画像を高速、低騒音で記録することができるとともに、この記録に用いられる記録ヘッドでは、インクを吐出するための吐出口を高密度に配置することができる。そのためインクジェット記録方式を採用する記録方法は、小型の装置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得ることができる等の多くの優れた点を有している。このため、このインクジェット記録方法は近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムにまで利用されるようになってきている。
【０００５】
しかし、従来のインクジェット記録方法においては、発熱体がインクに接した状態で加熱を繰り返すため、発熱体の表面にインクの焦げによる堆積物が発生する場合があった。また、吐出すべき液体が熱によって劣化しやすい液体の場合や十分な発泡が得られにくい液体の場合は、前述の発熱体による直接加熱気泡形成では、良好な吐出が行われない場合があった。
【０００６】
そこで、特許文献１では、発泡液と吐出液とを分離する可撓性膜を介して、発泡液を熱エネルギによって発泡させて吐出液を吐出する方法が提案されている。特許文献１の方法における可撓性膜と発泡液との構成は、可撓性膜がノズルの一部に設けられているものである。それに対して、記録ヘッド全体を上下に分離する大きな膜を用いる構成が特許文献２に開示されている。この大きな膜は、液路を形成する２つの板材によって挟持されることによって２つの液路内の液体が互いに混合されないことを目的として設けられたものである。
【０００７】
また、特許文献３には、発泡液自体に特徴を持たせ、発泡特性を考慮したものとして、吐出液よりも低沸点の液体を用いる技術が開示されており、特許文献４には、導電性を有する液体を発泡液として用いる技術が開示されている。
【０００８】
更に、特許文献５、特許文献６において、液体吐出ヘッドにおける分離膜は、第１の液流路壁と第２の液流路壁に挟持されており、各ノズル当りの可動面積は液流路壁によって規制されている。すなわち、第１と第２の液流路壁は、膜の変位を規制し、液体吐出ヘッド特性に大きな影響を与えていることを開示している。
【０００９】
これは結果的に吐出効率に影響を与え、膜自体の復帰メカニズムにも影響を与える。そのため、液流路壁ではなく膜自体が変位を規制し膜の変位をスムーズにすることで、常に信頼性の高い吐出性能を持ち続けることが重要となる。そして、膜を実質的に伸びない分離膜とし、その分離膜に凹部を設けることで凹部の変位量が吐出液の吐出量に相当する、すなわち吐出量が分離膜の凹部の変位量に応じることになる。そのため、凹部の変位量を規定することで供給液体の種類に関係なく安定した吐出が得られる。また、分離膜の凹部の変位量を、その凹部が最大変位時に伸縮することのないように規定すれば、分離膜の耐久性が向上することが示されている。さらには、凹部に変位のためのエネルギが付与されないときに復元力を発揮させれば、吐出液のリフィルも向上することも示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５５−８１１７２号公報
【特許文献２】特開昭５９−２６２７０号公報
【特許文献３】特開平５−２２９１２２号公報
【特許文献４】特開平４−３２９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし上記のような、発泡液と吐出液とを分離する凹部を設けた分離膜を介して、発泡液を熱エネルギによって発泡させて吐出液を吐出する液体吐出ヘッドでは以下の点が問題として挙げられていた。つまり、発泡液が熱エネルギによって発泡し分離膜の凹部が吐出液側に変位するが、その後の消泡あるいは変位のためのエネルギが付与されない時の分離膜の復元力は自然復帰に頼らねばならない。これは、次の発泡までに常に安定して一定の位置に戻ることが困難で有り、吐出液の吐出の不安定を招くことがあった。
【００１２】
また別の観点からは、分離膜に凹部を設けても、多種多様の液体が吐出液として使用される場合、吐出口から熱などのエネルギによって吐出される液体の吐出量は、液体の種類によってばらつきが生じる。そしてこのばらつきは高粘度液体になるほど大きくなる傾向にある。そしてこれは、一度変位した分離膜が次の発泡、吐出までに常に一定の状態でないことで、吐出量のばらつきが更に大きくなる原因となっていた。
【００１３】
よって本発明は、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置（液体吐出装置）を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのため本発明の液体吐出装置は、記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の液体吐出装置は、記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、前記第１の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、その圧力制御手段によって、第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御する。これによって、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置（液体吐出装置）を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１８】
（基本的構成）
（画像形成システムの概要）
図１および図２は、それぞれ、本実施形態の液体吐出装置（以下、記録装置ともいう）を用いた複合プリント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。この複合プリントシステムは、情報処理装置１００および記録ユニット２００からなり、記録ユニット２００は、媒体搬送装置１１７および複数の記録装置１１６−１〜１１６−５（以下、まとめて記録装置１１６ともいう）を具えている。ここで、情報処理装置１００は形成すべき画像データの供給源であり、１枚の画像を領域分割し、記録ユニット２００に分割画像データを供給する。媒体搬送装置１１７は、記録装置１１６の記録可能な範囲に対応した幅方向のサイズを有する記録媒体２０６（図２参照）を搬送し、その記録媒体２０６の端部（紙端）を検出して、記録装置１１６が記録開始位置を規定するための信号を出力する。
【００１９】
各記録ユニット２００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、それぞれ独立して記録動作（記録動作）を実行する。各記録ユニットには、記録媒体２０６に対してフルカラー記録を行うべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の三原色にブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ吐出するための記録ヘッドが搭載されている。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２２０３Ｙ、２２０３Ｍ、２２０３Ｃおよび２２０３Ｋからそれぞれの色のインクが供給され、同様に、発泡液供給源である発泡液タンク２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋから発泡液が供給される。
【００２０】
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、画像データの生成や編集を行うアプリケーションプログラム、画像分割プログラム、複数の記録ユニットの制御プログラム、および後述する媒体搬送装置１１７の制御プログラム等が規定する処理を実行する。
【００２１】
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ＰＣＩ／ＩＳＡブリッジ１０５を介してＩＳＡバスと接続されて、各バス上の機器と接続される。
【００２２】
メインメモリ１０３は、オペレーティングシステム（ＯＳ）、アプリケーションプログラムおよび制御プログラムの一時的記憶領域が設けられるＲＡＭ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を使用した高速のメモリをもち、メインＣＰＵ１０１が常時アクセスするようなコードおよびデータはここに保存される。
【００２３】
ＲＯＭ１１２は、入出力回路（不図示）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、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。ＥＥＰＲＯＭ１１３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。
【００２４】
記録装置１１６との通信インタフェース１０９はＰＣＩバスに接続されており、使用可能なインタフェースとしては、例えばＩＥＥＥ１２８４の標準に準拠した双方向セントロニクスインターフェース、ＵＳＢ、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が記録装置１１６および媒体搬送装置１１７のそれぞれに接続された構成が示されている。また、本実施形態では有線タイプの通信インタフェース１０９を使用しているが、無線ＬＡＮ等の通信インタフェースが用いられるものでもよい。
【００２５】
再び図２を参照するに、情報処理装置１００と複数の記録装置１１６および搬送装置１１７とはハブ１４０を介して接続され、記録データ、動作開始および終了コマンド等の転送を行う。また、記録装置１１６の各々と搬送装置１１７との間も信号接続され、記録媒体２０６の先端検出ないし記録先頭位置の設定や、媒体搬送速度と各記録装置１１６における記録動作（インク吐出動作）とを同期させるための信号を授受する。
【００２６】
各記録ユニットにはフルカラー記録を行うべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ吐出するための記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋの４本の記録ヘッドが搭載されている。
【００２７】
各記録装置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２２０３Ｙ、２２０３Ｍ、２２０３Ｃおよび２２０３Ｋから専用のチューブ２２０４を介してそれぞれの色のインクが供給さる。またインクと同様に、発泡液供給源である発泡液タンク２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋから専用のチューブ２０４を介して発泡液が供給される。
【００２８】
（記録装置の制御系）
図３は、本実施形態の記録装置１１６における制御系の構成例を示した図である。ＣＰＵ８００は、後述する処理手順に対応したプログラム等に従って記録装置１１６の全体的な制御を行う。ＲＡＭ８０３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。ＥＥＰＲＯＭ８１４は、ＣＰＵ８００が制御のために使用する所要のパラメータ等を、記録装置の電源が遮断されている場合にも保持しておくためのメモリである。
【００２９】
インタフェースコントローラ８０２は、ＵＳＢケーブルを介して情報処理装置１００に対し記録装置１１６を接続し、ＶＲＡＭ８０１は各色画像データを展開する。メモリコントローラ８０４は、インタフェースコントローラ８０２に受信した画像データをＶＲＡＭ８０１に転送するとともに、記録の進捗に従って画像データを読み出す制御を行う。情報処理装置１００からＵＳＢケーブルを介して、記録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はその記録データに付加されたコマンドを解析した後、記録データのイメージデータをＶＲＡＭ８０１に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。
【００３０】
制御回路８１０は、各色記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋを制御する。キャッピングモータ８０９は、記録ヘッド８１１の吐出口が形成された面のキャッピングを行うためのキャッピング機構（不図示）を入出力ポート８０６、駆動部８０７を介して駆動される。ポンプモータ（不図示）は、後述する（図９参照）発泡液サブタンク４０と記録ヘッド８１１の間に挿入するポンプ４８を駆動する正逆可能であることから液体に対して加圧方向を変更可能なモータである。またソレノイドは、後述する（図９参照）バルブ３５を駆動するアクチュエータであり、ＰＷＭ回路にＣＰＵ８００が設定するＰＷＭ値によって、バルブ３５は開閉状態のアナログ的制御が可能である。
【００３１】
また、上記とは別の不図示のポンプモータは、記録ヘッド内流路近傍に設けた後述する（図９参照）圧力センサ４９の出力をポンプモータ制御部にフィードバックすることによってメカポンプ３６を制御する。
【００３２】
図３に戻り、記録装置１１６の非使用時等においては、キャッピングモータ８０９を駆動することにより、記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋとキャッピング機構とを相対移動させてキャッピングが行われる。一方、記録すべき記録データがＶＲＡＭ８０１に展開された場合は、キャッピングモータ８０９を駆動して、記録ヘッドとキャッピング機構とを相対移動させてキャッピング状態を解除し媒体搬送装置１１７からの記録開始信号を待つ。
【００３３】
入出力（Ｉ／Ｏ）ポート８０６は、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。同期化回路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記録動作を実行するためのタイミング信号を発生するである。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にて高速に読み出され、記録ヘッド制御回路８１０を介して記録ヘッド８１１に転送されることで、カラー記録（記録）が行われる。
【００３４】
（搬送装置の構成および制御系）
媒体搬送装置（以下、単に搬送装置ともいう）１１７は、幅方向は所定のサイズであり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、記録装置１１６が有する記録ヘッド８１０との対向部位において記録媒体２０６の被記録面を平坦に規制するために、メディアステージ２０８（図２参照）が設けられている。記録媒体２０６には種々の厚みを有するものが用いられるため、厚紙等でもその被記録面を平坦にするために、記録媒体のメディアステージ２０８への密着性を向上させるための手段が付加されていてもよい。搬送モータ２０５は、メディアステージ２０８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。
【００３５】
図４は、媒体搬送装置１１７の制御系の構成例を示したブロック図である。ＣＰＵ９０１は、後述する処理手順に対応したプログラム等に従って媒体搬送装置の全体的な制御を行う。ＲＯＭ９０３は、プログラムや固定データを格納するメモリであり、ＲＡＭ９０４は作業用メモリ領域として用いられる。インターフェース９０２は、情報処理装置１００に対し媒体搬送装置１１７を接続する。操作パネル９０５は、画像形成装置に対してユーザが種々の指示や入力を行うための入力部や所要の表示を行うための表示部を有しており、本実施形態では媒体搬送装置に設けてある。サクションモータ９０８は、メディアステージ２０８と記録媒体の密着性を向上させるための手段の一例として、メディアステージ２０８の下部から搬送面に開口させた多数の微細孔を介して吸引を行うことで記録媒体の吸着を行う真空ポンプの駆動源である。情報処理装置１００からインタフェース９０２を介し搬送開始コマンドを受信すると、ＣＰＵ９０１によりまずサクションモータ９０８が起動され、記録媒体２０６がメディアステージ２０８の上面に吸着されるように動作する。
【００３６】
駆動部９０７は、サクションモータ９０８およびその他所要の作動部を駆動するための駆動部である。駆動回路９０９は搬送モータ２０５の駆動回路である。ロジック回路９１２は、搬送モータ２０５の軸に備えられたロータリ（回転式）エンコーダ９１０の出力を受容し、記録媒体を定速度搬送させるべく搬送モータ２０５のフィードバック制御を行うための回路である。ここで記録媒体の搬送速度は、ＣＰＵ９０１からロジック回路９１２に書き込まれた速度指示値にて任意に設定可能である。なおロータリエンコーダ９１０は、搬送モータ２０５の軸ではなく搬送ローラ列２０５Ａと同軸に備えられたものでもよい。
【００３７】
ロジック回路９１２には、記録媒体２０６の先端が記録開始位置近傍に到達したことを検出するべく、記録位置より搬送方向上流側に設けた媒体検知センサ９１１の出力も入力される。そしてロジック回路９１２は、媒体検知センサ９１１が記録媒体先端を検出する位置から各記録装置までの搬送方向上の距離に応じて、適切な記録指示信号を各記録装置に出力する。本実施形態では、記録装置１１６−１〜１１６−５は搬送方向（図２矢印方向）に２列に並んでおり、搬送方向上流側には記録装置１１６−１、１１６−３および１１６−５が配置され、下流側には記録装置１１６−２および１１６-４が配置されている。そのためロジック回路９１２は、２種の記録指示信号９１４，９１５を出力する。なお、記録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から各記録装置までの物理的な距離に応じて、各記録装置毎に記録開始信号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。
【００３８】
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、各記録装置はこの位置パルス９１３に同期して記録動作を行う。なお、位置パルス９１３の分解能は適宜のものであってよく、例えば、複数の記録ライン（行）分に設定されるものでもよい。さらに、媒体搬送装置１１７における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２０８を具えたものに限られない。例えば、記録位置に対する媒体搬送方向の上流側および下流側に配された一対のドラムに架け渡された無端の搬送ベルトを具え、その搬送ベルト上に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。また、記録媒体の形態は、カット紙状または連続紙状、いずれの記録媒体でも搬送可能である。
【００３９】
（画像形成システムの動作概要）
図５は、情報処理装置１００と、記録装置１１６と、媒体搬送装置１１７との相互の動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００１で記録実行のため情報処理装置１００は、各記録装置への分割記録データを作成しデータの送信を行う。記録装置１１６はステップＳ１０４１で、その分割記録データの受信に応じてキャッピング状態を解除するとともに、ＶＲＡＭ８０１へのデータ展開を行う。また全ての記録装置１１６−１〜１１６−５で受信が完了すると、ステップＳ１００２で情報処理装置１００は媒体搬送装置１１７に搬送開始コマンドを送信する。その後、ステップＳ１０６１で媒体搬送装置１１７は送信されたコマンドに応じてサクションモータ９０８を駆動し、記録媒体２０６をメディアステージ２０８上に吸着する準備を行う。
【００４０】
次にステップＳ１０６２で搬送モータ２０５を駆動して記録媒体２０６の搬送を開始し、ステップＳ１０６３で記録媒体２０６の先端を検知した後、ステップＳ１０６４で各記録装置に記録開始信号９１４および９１５と、位置パルス９１３とを送信する。上述の通り、記録開始信号は媒体検知センサ９１１から各記録装置までの距離に関係して出力される。ステップＳ１０４２で記録装置１１６の記録動作が終了すると、ステップＳ１０４３に移行して記録終了ステイタスを情報処理装置１００に送信し処理を終了する。この際、各記録ヘッド８０１をキャッピング機構によってキャッピングすることで、ノズル（吐出口）の乾燥や目詰まり等を防ぐようにする。
【００４１】
記録が完了し、記録媒体２０６がメディアステージ２０８上から排出されるとステップＳ１０６５からステップＳ１０６６へ移行して、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。次にステップＳ１０６７でサクションモータ９０８を停止して、ステップ１０６８で搬送モータ２０５を停止して動作を終了する。
【００４２】
（複合プリンタシステムへの信号系）
図６は、記録ユニット２００における信号の流れが分かるように示したブロック図である。記録装置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記録データ（動作開始および終了コマンド等を含む）の伝達に係るもの、他方は、媒体搬送装置１１７から供給される記録タイミングの規定信号（記録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。前者は、情報処理装置１００と記録装置１１６−１〜１１６−５とを中継するハブ１４０を具えている。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／ケーブル１４２を介して、また記録装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれに対しては例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔ規格のコネクタ／ケーブル１４４を介して接続されている。
【００４３】
記録タイミングの規定信号の伝達系統は、図６の例では、転送制御回路１５０と同期回路１６０とを有し、これらは図４におけるロジック回路９１２を構成する回路部として設けられていてもよい。転送制御回路１５０は、搬送モータ２０５の軸に備えられたロータリエンコーダ９１０の出力ＥＮＣＯＤＥＲと、媒体検知センサ９１１による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。
【００４４】
同期回路１６０には記録動作許可回路１６６が設けられ、分割画像データの受信の完了に応じた各記録装置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。これによって、すべての記録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、記録動作を許可する信号ＰＲＮ−ＳＴＡＲＴを出力する。また同期回路１６０には、動作準備完了信号ＰＵ１−ＲＤＹ〜ＰＵ５−ＲＤＹに関連した表示を行うＬＥＤ等の表示部１６７が設けられ、ユーザの目視による記録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、ユーザ等が手動で記録装置を強制的にリセットするためのリセット回路部１６８および、例えば記録媒体１枚分の記録完了を待って一時停止させるためのポーズ回路部１６９が付加されている。また同期回路１６０は各記録装置が同期して記録動作を行うための同期信号（Ｈｓｙｎｃ）である位置パルス９１３（例えば記録媒体の搬送量１インチあたり３００個のパルス信号）をエンコーダ出力ＥＮＣＯＤＥＲから生成する同期信号発生回路部１６２を有する。更に同期回路１６０は、各記録装置の媒体搬送方向上の位置に応じた遅延信号である記録指示信号９１４、９１５を記録媒体先端部検出出力ＴＯＦから生成する遅延回路１６４とを有する。
【００４５】
記録媒体搬送方向上流側の記録装置１１６−１、１１６−３および１１６−５の記録動作は、媒体検知センサ９１１からこれら記録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記録指示信号（ＴＯＦ−ＩＮ１）９１４の受信をもって開始する。媒体検知センサ９１１からこれら記録装置の配設位置までの距離が０であれば、検出出力ＴＯＦとほぼ同時に記録指示信号９１４が供給される。
【００４６】
一方、より下流側に配置された記録装置１１６−２および１１６-４の記録動作は媒体検知センサ９１１からこれら記録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記録指示信号（ＴＯＦ−ＩＮ２）９１５の受信をもって開始する。本実施形態では、媒体検知センサ９１１からこれら記録装置の配設位置までの距離を４５０ｍｍに設定している。従って、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(２５．４ｍｍ)あたり３００パルスであれば、検出出力ＴＯＦから５３１５パルス分遅れて記録指示信号９１５が供給される。
【００４７】
なお、上述のように各記録装置の媒体搬送方向の微小な記録位置を個別に補正するために、あるいは記録装置を２列に整列させないような場合を考慮して、各々の記録装置毎に独立して記録指示信号を供給するようにしてもよい。
【００４８】
図６から明らかなように、記録装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれは、情報処理装置１００から分割記録データの供給を受けるとともに、媒体搬送装置１１７から供給される記録タイミングの規定信号に応じ、独立して記録動作を行うものである。つまり、それぞれの記録装置１１６−１〜１１６−５は、信号系に関して完結した記録ユニットであって、記録データの供給や記録タイミングが一の記録装置を経由して他の記録装置に伝達されるような構成ではない。記録装置１１６−１〜１１６−５は、自らが用いる記録ヘッド８１１Ｙ〜８１１Ｋおよび各記録ヘッドに配列されるノズルに対応してそれぞれにデータを整列し、規定のタイミングにてインク吐出動作を行う手段を個々に有するものである。すなわち記録装置１１６−１〜１１６−５は、それぞれ同様のハードウェアを有し、同様のソフトウェアにて動作を行うもので、一の記録装置の動作が他の記録装置の動作に直接影響を与えることはないが、全体として一つの画像データを記録すべく協働する。
【００４９】
（２液系の概要）
本実施形態における記録装置１１６−１〜１１６−５は、独立して動作可能であることに加え、各記録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発泡液供給系の２液系についても互いに独立した構成を有している。
【００５０】
図７は、インク（第１の液体）および発泡液（第２の液体）供給系の構成を説明するための模式図である。各記録装置の記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋはそれぞれ同じ構成であるため、以下では代表して記録装置１１６−１のＣ（シアンインク）についての構成のみ説明する。記録装置１１６−１における記録ヘッド８１１Ｃに対しては、インク供給源であるインクタンク２２０３Ｃから、専用のチューブ２２０４Ｃを介してインクが分配供給される。同様に、発泡液供給源（第２の液体供給源）である発泡液タンク２０３Ｃから、専用のチューブ２０４Ｃを介し発泡液が分配供給される。なおインクおよび発泡液の供給方式としては、インクタンクに常時流体連通して連続的にインクが供給されるものでもよいし、記録ヘッド毎に設けたインク供給ユニットに保持されるインクが少なくなった時点で流体連通するように間歇的にインク供給されてもよい。ここで発泡液は、インクよりも低粘度性、発泡性、熱安定性のいずれかの性質が優れている液体であることが好ましい。
【００５１】
本実施形態の回復系は、記録ヘッド８１１の吐出口形成面に接合して、吐出口より強制排出されるインクを受容するキャップを備え、さらに当該受容されたインクを液体流路（第１の連通路）を介して再利用可能に循環させるように構成される。ここでキャップは、記録媒体２０６搬送面の下側すなわちメディアステージ２０８の内側にあって、記録ヘッドの吐出口形成面と対向ないし当接可能に設けられる。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搬送面の上側すなわち記録ヘッド８１１と同じ側に配置されたものでもよい。
【００５２】
以上のように、本実施形態においては、各記録装置における各記録ヘッド８１１に対するインク供給系および回復系についても、記録装置間で互いに独立した構成を有している。これによって、各記録装置の動作状態すなわち記録量等に応じて、適切な量のインク供給や回復動作が可能となる。
【００５３】
（２液系の構成例）
図８は、記録装置１１６における２液系主要部の配置関係を示した概略斜視図であり、図９は、１つの記録ヘッドに対する２液系の内部構成例を示した概略図である。本実施形態の記録ヘッド８１１は可動分離膜を備えており、この可動分離膜によってインク流路（第１の流路）と発泡液流路（第２の流路）とが分離されている。また本実施形態の記録ヘッド８１１に設けられている可動分離膜には凹部（可動部）が設けられており、この凹部を変位させることでインクを吐出口から吐出させる。
【００５４】
記録ヘッド８１１には発泡液接続管およびインク接続管がそれぞれ接続されている。発泡液接続管（循環流路）の一方は、可動分離膜の凹部が常に一定位置で発泡液流路側に凸となるような負圧を発生するための負圧室３０に接続されている。また他方は、記録ヘッド毎の発泡液供給ユニット（以下、発泡液サブタンクともいう）４０にポンプ４８（圧力制御手段）を介して接続されている。また、インク接続管は、記録ヘッド毎のインク供給ユニット９４０に、一方はポンプ９４８を介して、他方はバルブ９３６を介して接続されている。
【００５５】
図１０（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の記録ヘッドにおけるインク吐出の様子を時間を追って示した断面図である。吐出口１に連通したインク流路３内（第１の流路内）には、インクの共通液室１４３から供給されるインクが満たされている。また気泡発生領域７を有する発泡液流路４内（第２の流路内）には、発熱体２から熱エネルギを与えられることにより加熱され発泡する発泡液が満たされている。可動分離膜５の気泡発生領域７と対峙する部分には凹部８が設けられ、その凹部８の支点には角部８ａが設けられておりインク流路３に対して凹部を形成している。また、可動分離膜５とオリフィスプレート９とは互いに密着固定され、ここでもそれぞれの液流路内の液体が混ざり合うことはない。なお、発泡液流路４のうち、発熱体２の投影領域近辺が気泡発生領域７である。発泡液が発泡することで可動分離膜５の凹部の膜が押し上げられて、その作用によってインク流路３内のインクが吐出口より吐出して記録媒体に付着することで記録が行われる。
【００５６】
図１１は、記録ヘッド８１１のノズル部を部分的に断面にし拡大して示した図である。発熱体２は素子基板１０に複数個並んで設けられており、この素子基板１０上に発泡液流路４（図１０参照）が各発熱体２に対応して複数配設されている。また、可動分離膜５を支持する支持部材１１が、各々の発泡液流路４を区画形成する壁を兼ねている。可動分離膜５には複数の凹部８が、各発熱体２の投影領域近辺である気泡発生領域７に面して形成されている。そしてインク流路３は各々の凹部８を含むようにして複数配設されている。但し、図１１では各々の第１の液流路３を区画形成する壁２８が置かれる位置を点線で示している。
【００５７】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、発泡液の量が異なる負圧室３０（図９参照）の内部をそれぞれ示した概略図である。負圧室３０には、圧力調整バルブ３５（図９参照）を介して機械式の発泡液ポンプ（以下、「メカポンプ」ともいう）３６が接続されており、負圧室３０への発泡液供給を制御している。このメカポンプ３６によって負圧室３０内の圧力を制御可能になっている。また、圧力調整バルブ３５は、流路内における発泡液の流抵抗の調整が可能である。本実施形態における発泡液ポンプ３６はギアポンプである。図１２（ａ）は、発泡液ポンプ３６による発泡液の供給量が多い場合を示しており、図１２（ｃ）は供給量が少ない場合を示している。そしてこの発泡液の量は負圧室３０内の圧力と所定の関係にあり、発泡液の量を検出することで、間接的に負圧室３０内の圧力を検出可能である。そのため、負圧室３０には光学式センサ１４９（受光素子１４９Ｃ、発光素子１４９Ｂ）が設けられており、板状発泡液保持部３３には反射板１４９Ａが取り付けられている。発光素子１４９Ｂからの光は、反射板１４９Ａによって反射されてから受光素子１４９Ｃに受光され、その受光量は、図１２（ａ）のように負圧室３０内の発泡液量が多い時に多くなり、図１２（ｂ）、（ｃ）のように発泡液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内の発泡液量を検知することになり、その発泡液量と負圧室３０内の負圧との関係から、間接的に負圧室３０内の圧力を圧力損失が無く検出可能である。
【００５８】
また、負圧室３０内の圧力を検知する方法として、は圧力センサによって直接圧力を検出してもよい。その場合は、圧力センサ４９のように板状発泡液保持部３３に直接取り付けることで圧力検出することが可能である。このように、負圧室３０内の圧力を検出するには、種々の検出方式のものを用いることができる。
【００５９】
同様に、インク流路内の圧力を検出するための圧力センサ９４９（図９参照）も、インク流路内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。このような、圧力検出手段による圧力の検出結果に基づいてポンプ（負圧付与手段）を制御することで発泡液流路内の圧力を制御する。
【００６０】
ここで、バルブ３５を含め、発泡液およびインク供給経路の各部に配されるバルブとしては、制御信号に応じ流路を適切に開閉または流量を適切に制御できるものであれば、いかなる形態のものが用いられてもよい。
【００６１】
図１３は、本実施形態における発泡液およびインク流路に設けられたバルブを説明するための模式図である。バルブ５８は液流路上に介挿されたボール状の弁体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５５に弁体５６を接続した構成である。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／離脱させることで液流路を開閉することができる。図１３（ａ）は液流路の開状態、図１３（ｂ）は液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アクチュエータとして用いたものとすることもできる。
【００６２】
またポンプ３６を含め、発泡液およびインク供給経路の各部に配されるポンプとしては、駆動信号に応じて液を移送可能なものであれば、いかなる形態のものが用いられてもよい。しかし特にポンプ３６は、本実施形態では発泡液の流れの方向を切り替え可能で、また発泡液流量を調節可能なものとする。図９に示した例では、負圧室３０に対して発泡液を供給する方向（以下、この方向への回転を正転という）と、負圧室３０から発泡液を抜き出す方向（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が示されている。ポンプ３６は、系を循環可能にする適切な量の発泡液を収納する発泡液サブタンク４０に接続されている。
【００６３】
発泡液サブタンク４０は、発泡液収納空間の一部を画成し且つ収納する発泡液量に応じて変形可能なバッファ部材と、発泡液メインタンク２０３に接続される発泡液チューブ２０４（図７参照）との間で適宜発泡液連通を行うジョイント４２と、を有している。
【００６４】
図１４（ａ）、（ｂ）は、メインタンクに連列されるチューブと記録ヘッドとを連結するジョイントの４２構成例を示す縦断側面図である。このジョイント４２は、発泡液サブタンク内部の発泡液が少なくなった際に、発泡液チューブ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、発泡液メインタンク２０３から発泡液サブタンク４０にインクを適宜補充できる構成になっている。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１４（ａ）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発泡液流路は、いずれも外気と遮断されている。
【００６５】
ジョイント４２、４３を接続するときは、図１４（ｂ）のように、それらを接近させて、バルブゴム６６Ａ、６６Ｂを密着させると共に、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６３Ａを押す。この結果、バルブボール６３Ａ、６４Ａがバルブゴム６６Ａ、６６Ｂから離れて、ジョイント４２、４３のそれぞれに接続されている発泡液流路が互いに接続される。
【００６６】
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発泡液漏洩を阻止し、また外気と遮断した状態で発泡液流路を接続可能な構成であれば、いかなるものでもよい。また、このようにジョイントの適宜の接続および分離を行うことで流体連通のオン／オフを行うものの他、供給経路自体は常時接続しておいて、開閉バルブによって流体連通のオン／オフを行うようにしてもよい。さらにまた、インクサブタンク９４０の構成も上記と同様であり、分割画像データの内容に応じて各記録装置間のインク要求量が異なるときに、各記録装置間のインク供給が互いに干渉しないような構成であればよい。
【００６７】
図１５（ａ）、（ｂ）は、インクタンク２２０３（２２０３Ｙ、２２０３Ｍ、２２０３Ｃ、２２０３Ｋ）の概略構成図である。本実施形態のインクタンク２２０３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２２０３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１５（ａ）、（ｂ）のように変形する。したがって、インク袋６９内のインクを外気と遮断した状態のまま供給することができる。また、発泡液タンク２０３の構成もインクタンク２２０３の構成と同様である。
【００６８】
記録ヘッド８１１と接続される発泡液の接続管（連通流路）の他方は、図９のように、ポンプ４８を介して発泡液サブタンク４０と接続されている。このポンプ４８とポンプ３６との作動によって発泡液サブタンク４０、負圧室３０および記録ヘッド８１１間で発泡液を循環させることができる。
【００６９】
同様に記録ヘッド８１１と接続されるインクの接続管の他方は、バルブ９４８を介してインクサブタンク９４０と接続されている。このポンプ９４８の作動によって、インクサブタンク９４０と記録ヘッド８１１間でインクを循環させることができる。
【００７０】
また記録装置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、もしくは回復するための回復系機構を備え、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（図９参照）を備えている。回復動作時、バルブ９３６は閉じた状態でポンプ９４８を動作させる。すると記録ヘッド８１１の内部が急激に加圧され、記録ヘッド８１１の各ノズルから比較的大量のインクが短時間で強制排出される。この強制排出によってノズル内の異物や増粘インク等が排出されて、各ノズルの吐出状態は良好な状態に回復する。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るが、予め動作中であるポンプ９４５の作用により、バルブ９４７を介してインクサブタンク９４０へ素早く回収、再利用される。その際、排出された異物はフィルタ（不図示）等で除去され、増粘したインクはインクサブタンク９４０内で薄められて通常のインクの粘度になる。
【００７１】
その後記録装置１１６は、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い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。
【００７２】
本実施形態の記録装置１１６ないしは記録ヘッド８１１は、このような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、また他の記録装置から独立して、様々な条件下での制御が可能となり、独立した設置、交換も可能となる。
【００７３】
（特徴的構成）
（発泡液系の動作）
以下、記録装置１１６の使用状況などに応じた発泡液系の動作について説明する。
【００７４】
記録待機時（図１０および図１６参照）
図１６は、記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。記録開始前などの通常の待機状態では、図１０（ａ）のように、可動分離膜５の凹部８のたるみが発泡液流路４側に凸の状態になり、一定の位置で安定性を維持するために、記録ヘッド８１１内の発泡液に対して負圧を作用させる。すなわち、図１６のように、ポンプ４８を止めて記録ヘッド８１１から流路（第２の連通路）を経て発泡液サブタンク４０への発泡液の戻りを制限した上、ポンプ３６を逆転させて、負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻す。これにより、記録ヘッド８１１内の発泡液に作用する負圧が増大する。そして図１０（ａ）のように、可動分離膜５の凹部８のたるみが発泡液流路４側に一定の位置で安定する負圧状態を維持して記録の開始を待つ。発泡液サブタンク４０は、負圧室３０から戻された発泡液の分だけ容積が増大する。
【００７５】
記録時の制御（図１０および図１７参照）
図１７は、記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。負圧調整バルブ３５およびメカポンプ３６を適切に制御することにより、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定に維持できる。一般的には、図１０（ｄ）のように、発泡により可動分離膜５はインク流路側３に変位し、図１０（ｅ）のように、消泡に従い可動分離膜５は発泡液流路側４に変位しようとする。しかし、その際に、インク流路側のインクの再充填（＝メニスカスの復帰）に従い、インク流路側に負圧が発生するため、可動分離膜５の凹部８のたるみが確実に元の状態に戻るとは限らない。そこで、ポンプ４８を止めて記録ヘッド８１１から発泡液サブタンク４０への発泡液の戻りを制限した上、ポンプ３６を逆転させて、負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻す。これにより、記録ヘッド８１１内の発泡液に作用する負圧を増大させ、図１０（ｆ）のように、可動分離膜５の凹部８のたるみを発泡液流路４側に一定の位置で安定させる。
【００７６】
また、記録装置１１６ないし記録ヘッド８１１が記録する画像データの内容に対応する様々な記録デューティ（記録密度）に応じて、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定して維持することができる。例えば、記録デューティが低い場合には、インク側にかかる負圧も小さいため、ポンプ３６を低速で逆転させて負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻す。さらに非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみを適正化するために、記録の直後に負圧調整バルブ３５を制御して発泡液側にかかる負圧を高精度に安定させる。その場合、流路が開かれる割合は比較的少なく、且つ開度は比較的小さい範囲で制御されることになる。
【００７７】
また記録デューティ（記録密度）が高い場合には、インク側にかかる負圧が大きくなるため、ポンプ３６をより高速で逆転させて負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻すと共に、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。
【００７８】
負圧調整バルブ３５の制御は、負圧室３０、すなわち発泡液側の負圧を検出するセンサ４９およびインク側の負圧を検出するセンサ９４９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、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。
【００７９】
回復動作（メンテナンス）時の制御（図１０および図１８参照）
図１８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。この回復動作においては、バルブ９３６は閉じた状態でポンプ９４８を稼動させる。すると、記録ヘッド８１１のインク流路側は急激に加圧され、記録ヘッド８１１の各ノズルから比較的大量のインクが短時間で強制排出される。この瞬間、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るが、予め動作中であるポンプ９４５の作用により、バルブ９４７を介してインクサブタンク９４０へ素早く回収、再利用される。この後、不図示のワイパブレードによる記録ヘッド８１１のノズル列のワイピング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。
【００８０】
この間、インク流路側が加圧されているため、可動分離膜５の凹部８は発泡液流路４側へたるむ（発泡液流路側に凸の状態）。しかしこの際、可動分離膜５にかかる余分な圧力を緩和させるため、ポンプ３６を正転させて発泡液流路側に正圧を加え、さらに適正化するために、負圧調整バルブ３５を制御して圧力を高精度に安定させる。この際、可動分離膜５の凹部８のたるみが記録待機時の図１０（ａ）と同様の位置で安定して維持される範囲で圧力を制御する。このようにすることにより、可動分離膜５に余分な圧力がかかることを防ぎ、可動分離膜５の寿命を延ばすことが可能となる。そして回復動作後は、記録待機時と同様の、可動分離膜５の凹部８のたるみが発泡液流路４側に一定の位置で安定する負圧状態を維持するよう制御する。
【００８１】
このように、記録ヘッドに供給する発泡液の負圧を積極的に制御して、発泡液側に適正な負圧を安定して印加することで、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定して維持させることが可能となる。これによって、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置を実現することができた。
【００８２】
（第２の実施形態）
図１９は、１つの記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。記録ヘッド８１１には発泡液接続管およびインク接続管がそれぞれ接続されている。発泡液接続管の一方は、記録ヘッド８１１の可動分離膜５が発泡液流路４側に常に一定位置で凹部８を形成するに好ましい負圧を発生するための負圧室３０に接続されている。また発泡液接続管の他方は、記録ヘッド毎の発泡液供給ユニット（以下、発泡液サブタンクともいう）４０にポンプ４８を介して接続されている。また、同様にインク接続管の一方は、記録ヘッド８１１のインク吐出口１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１９３０に接続されている。そしてインク接続管の他方は、記録ヘッド８１１毎のインク供給ユニット（以下、インクサブタンクともいう）９４０にポンプ９４８を介して接続されている。
【００８３】
圧力センサ４９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。同様に、圧力センサ９４９としては、負圧室１９３０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。
【００８４】
負圧室３０には、圧力調整バルブ３５を介して機械式の発泡液ポンプ３６が接続されており、負圧室３０への発泡液供給を制御している。本実施形態における発泡液ポンプ３６はギアポンプである。ポンプ３６は、系を循環する適切な量の発泡液を収納する発泡液サブタンク４０に接続されている。
【００８５】
負圧室１９３０には、圧力調整バルブ１９３５を介して機械式のインクポンプ１９３６が接続されており、負圧室１９３０へのインク供給を制御している。本実施形態におけるインクポンプ１９３６はギアポンプである。ポンプ１９３６は、系を循環する適切な量のインクを収納するインクサブタンク９４０に接続されている。
【００８６】
また、インクサブタンク９４０の構成も上記と同様であり、分割画像データの内容に応じて各記録装置間のインク要求量が異なるときに、各記録装置間のインク供給が互いに干渉しないような構成であればよい。
【００８７】
記録ヘッド８１１の接続管の他方は、ポンプ４８を介して発泡液サブタンク４０と接続されており、このポンプ４８とポンプ３６との作動によって、発泡液サブタンク４０、負圧室３０および記録ヘッド８１１間で発泡液を循環させることができる。同様に、ポンプ９４８を介してインクサブタンク９４０と接続されており、このポンプ９４８の作動によって、インクサブタンク９４０と記録ヘッド８１１間でインクを循環させることができる。また記録装置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、もしくは回復する為の回復系機構を備え、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。
【００８８】
本実施形態の記録装置１１６ないしは記録ヘッド８１１は、このような供給系を備えることで、負圧室１９３０でインク流路側の負圧を制御することにより、インクメニスカスの保持力を安定させることができる。また、負圧室３０で発泡液流路側の負圧を制御することにより、記録ヘッド８１１の可動分離膜５の凹部８を安定した位置に形成することがそれぞれ可能となり、より安定した吐出を行うことができる。
【００８９】
このように、記録ヘッドに供給する発泡液の負圧を積極的に制御して、発泡液側に適正な負圧を安定して印加することで、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定して維持させることが可能となる。これによって、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置を実現することができた。
【００９０】
なお、本発明において、本実施形態で採用した複数の記録装置は、それぞれが互いに独立性を有するものである。すなわち、複数の記録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、各記録装置の動作状態すなわち記録量等に応じて、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、また他の記録装置から独立して、様々な条件下において記録装置を制御することができ、記録装置の単体での取り引きや取り扱いも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１の実施形態の液体吐出装置を用い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】本実施形態の液体吐出装置を用いた画像形成システムの概要を示す外観斜視図である。
【図３】第１の実施形態の記録装置における制御系の構成例を示した図である。
【図４】媒体搬送装置の制御系の構成例を示したブロック図である。
【図５】情報処理装置と、記録装置と、媒体搬送装置との相互の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】記録ユニットにおける信号の流れが分かるように示したブロック図である。
【図７】インクおよび発泡液供給系の構成を説明するための模式図である。
【図８】記録装置における２液系主要部の配置関係を示した概略斜視図である。
【図９】１つの記録ヘッドに対する２液系の内部構成例を示した概略図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の記録ヘッドにおけるインク吐出の様子を時間を追って示した断面図である。
【図１１】記録ヘッドのノズル部を拡大して示した図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、発泡液の量が異なる負圧室の内部をそれぞれ示した概略図である。
【図１３】第１の実施形態における発泡液およびインク流路に設けられたバルブを説明するための模式図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、メインタンクに連列されるチューブと記録ヘッドとを連結するジョイントの構成例を示す縦断側面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、インクタンクの概略構成図である。
【図１６】記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。
【図１７】記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。
【図１８】記録ヘッドの吐出口から、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。
【図１９】記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
４ 発泡液流路
５ 可動分離膜
８ 凹部
３０ 負圧室
３３ 板状発泡液保持部
３５ 負圧調整バルブ
３６ ポンプ
４０ 発泡液サブタンク
４９ 圧力センサ
１１６ 記録装置
８１１ 記録ヘッド
９４０ インクサブタンク
９４９ 圧力センサ
１９３０ 負圧室
１９３６ インクポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギ等による気泡の発生によって、所望の液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置に関し、特に、気泡の発生を利用して変位する可動分離膜を有する液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において「記録」とは、文字や図形等のように意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等のように意味を持たない画像を付与することをも意味するものである。
【背景技術】
【０００３】
熱等のエネルギをインクに与えることで、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口からインクを吐出して記録媒体上に付着させることで記録を行うインクジェット記録方法が知られている。このインクジェット記録方法を用いる記録装置には、インクを吐出する記録ヘッドに設けられた吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、インク流路内に配された吐出エネルギ発生手段としての発熱体（電気熱変換体）とが一般的に設けられている。
【０００４】
このような記録方法によれば、品位の高い画像を高速、低騒音で記録することができるとともに、この記録に用いられる記録ヘッドでは、インクを吐出するための吐出口を高密度に配置することができる。そのためインクジェット記録方式を採用する記録方法は、小型の装置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得ることができる等の多くの優れた点を有している。このため、このインクジェット記録方法は近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムにまで利用されるようになってきている。
【０００５】
しかし、従来のインクジェット記録方法においては、発熱体がインクに接した状態で加熱を繰り返すため、発熱体の表面にインクの焦げによる堆積物が発生する場合があった。また、吐出すべき液体が熱によって劣化しやすい液体の場合や十分な発泡が得られにくい液体の場合は、前述の発熱体による直接加熱気泡形成では、良好な吐出が行われない場合があった。
【０００６】
そこで、特許文献１では、発泡液と吐出液とを分離する可撓性膜を介して、発泡液を熱エネルギによって発泡させて吐出液を吐出する方法が提案されている。特許文献１の方法における可撓性膜と発泡液との構成は、可撓性膜がノズルの一部に設けられているものである。それに対して、記録ヘッド全体を上下に分離する大きな膜を用いる構成が特許文献２に開示されている。この大きな膜は、液路を形成する２つの板材によって挟持されることによって２つの液路内の液体が互いに混合されないことを目的として設けられたものである。
【０００７】
また、特許文献３には、発泡液自体に特徴を持たせ、発泡特性を考慮したものとして、吐出液よりも低沸点の液体を用いる技術が開示されており、特許文献４には、導電性を有する液体を発泡液として用いる技術が開示されている。
【０００８】
更に、特許文献５、特許文献６において、液体吐出ヘッドにおける分離膜は、第１の液流路壁と第２の液流路壁に挟持されており、各ノズル当りの可動面積は液流路壁によって規制されている。すなわち、第１と第２の液流路壁は、膜の変位を規制し、液体吐出ヘッド特性に大きな影響を与えていることを開示している。
【０００９】
これは結果的に吐出効率に影響を与え、膜自体の復帰メカニズムにも影響を与える。そのため、液流路壁ではなく膜自体が変位を規制し膜の変位をスムーズにすることで、常に信頼性の高い吐出性能を持ち続けることが重要となる。そして、膜を実質的に伸びない分離膜とし、その分離膜に凹部を設けることで凹部の変位量が吐出液の吐出量に相当する、すなわち吐出量が分離膜の凹部の変位量に応じることになる。そのため、凹部の変位量を規定することで供給液体の種類に関係なく安定した吐出が得られる。また、分離膜の凹部の変位量を、その凹部が最大変位時に伸縮することのないように規定すれば、分離膜の耐久性が向上することが示されている。さらには、凹部に変位のためのエネルギが付与されないときに復元力を発揮させれば、吐出液のリフィルも向上することも示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５５−８１１７２号公報
【特許文献２】特開昭５９−２６２７０号公報
【特許文献３】特開平５−２２９１２２号公報
【特許文献４】特開平４−３２９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし上記のような、発泡液と吐出液とを分離する凹部を設けた分離膜を介して、発泡液を熱エネルギによって発泡させて吐出液を吐出する液体吐出ヘッドでは以下の点が問題として挙げられていた。つまり、発泡液が熱エネルギによって発泡し分離膜の凹部が吐出液側に変位するが、その後の消泡あるいは変位のためのエネルギが付与されない時の分離膜の復元力は自然復帰に頼らねばならない。これは、次の発泡までに常に安定して一定の位置に戻ることが困難で有り、吐出液の吐出の不安定を招くことがあった。
【００１２】
また別の観点からは、分離膜に凹部を設けても、多種多様の液体が吐出液として使用される場合、吐出口から熱などのエネルギによって吐出される液体の吐出量は、液体の種類によってばらつきが生じる。そしてこのばらつきは高粘度液体になるほど大きくなる傾向にある。そしてこれは、一度変位した分離膜が次の発泡、吐出までに常に一定の状態でないことで、吐出量のばらつきが更に大きくなる原因となっていた。
【００１３】
よって本発明は、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置（液体吐出装置）を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのため本発明の液体吐出装置は、記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の液体吐出装置は、記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、前記第１の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、その圧力制御手段によって、第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御する。これによって、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置（液体吐出装置）を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１８】
（基本的構成）
（画像形成システムの概要）
図１および図２は、それぞれ、本実施形態の液体吐出装置（以下、記録装置ともいう）を用いた複合プリント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。この複合プリントシステムは、情報処理装置１００および記録ユニット２００からなり、記録ユニット２００は、媒体搬送装置１１７および複数の記録装置１１６−１〜１１６−５（以下、まとめて記録装置１１６ともいう）を具えている。ここで、情報処理装置１００は形成すべき画像データの供給源であり、１枚の画像を領域分割し、記録ユニット２００に分割画像データを供給する。媒体搬送装置１１７は、記録装置１１６の記録可能な範囲に対応した幅方向のサイズを有する記録媒体２０６（図２参照）を搬送し、その記録媒体２０６の端部（紙端）を検出して、記録装置１１６が記録開始位置を規定するための信号を出力する。
【００１９】
各記録ユニット２００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、それぞれ独立して記録動作（記録動作）を実行する。各記録ユニットには、記録媒体２０６に対してフルカラー記録を行うべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の三原色にブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ吐出するための記録ヘッドが搭載されている。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２２０３Ｙ、２２０３Ｍ、２２０３Ｃおよび２２０３Ｋからそれぞれの色のインクが供給され、同様に、発泡液供給源である発泡液タンク２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋから発泡液が供給される。
【００２０】
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、画像データの生成や編集を行うアプリケーションプログラム、画像分割プログラム、複数の記録ユニットの制御プログラム、および後述する媒体搬送装置１１７の制御プログラム等が規定する処理を実行する。
【００２１】
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ＰＣＩ／ＩＳＡブリッジ１０５を介してＩＳＡバスと接続されて、各バス上の機器と接続される。
【００２２】
メインメモリ１０３は、オペレーティングシステム（ＯＳ）、アプリケーションプログラムおよび制御プログラムの一時的記憶領域が設けられるＲＡＭ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を使用した高速のメモリをもち、メインＣＰＵ１０１が常時アクセスするようなコードおよびデータはここに保存される。
【００２３】
ＲＯＭ１１２は、入出力回路（不図示）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、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。ＥＥＰＲＯＭ１１３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。
【００２４】
記録装置１１６との通信インタフェース１０９はＰＣＩバスに接続されており、使用可能なインタフェースとしては、例えばＩＥＥＥ１２８４の標準に準拠した双方向セントロニクスインターフェース、ＵＳＢ、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が記録装置１１６および媒体搬送装置１１７のそれぞれに接続された構成が示されている。また、本実施形態では有線タイプの通信インタフェース１０９を使用しているが、無線ＬＡＮ等の通信インタフェースが用いられるものでもよい。
【００２５】
再び図２を参照するに、情報処理装置１００と複数の記録装置１１６および搬送装置１１７とはハブ１４０を介して接続され、記録データ、動作開始および終了コマンド等の転送を行う。また、記録装置１１６の各々と搬送装置１１７との間も信号接続され、記録媒体２０６の先端検出ないし記録先頭位置の設定や、媒体搬送速度と各記録装置１１６における記録動作（インク吐出動作）とを同期させるための信号を授受する。
【００２６】
各記録ユニットにはフルカラー記録を行うべく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）のインクをそれぞれ吐出するための記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋの４本の記録ヘッドが搭載されている。
【００２７】
各記録装置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２２０３Ｙ、２２０３Ｍ、２２０３Ｃおよび２２０３Ｋから専用のチューブ２２０４を介してそれぞれの色のインクが供給さる。またインクと同様に、発泡液供給源である発泡液タンク２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋから専用のチューブ２０４を介して発泡液が供給される。
【００２８】
（記録装置の制御系）
図３は、本実施形態の記録装置１１６における制御系の構成例を示した図である。ＣＰＵ８００は、後述する処理手順に対応したプログラム等に従って記録装置１１６の全体的な制御を行う。ＲＡＭ８０３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。ＥＥＰＲＯＭ８１４は、ＣＰＵ８００が制御のために使用する所要のパラメータ等を、記録装置の電源が遮断されている場合にも保持しておくためのメモリである。
【００２９】
インタフェースコントローラ８０２は、ＵＳＢケーブルを介して情報処理装置１００に対し記録装置１１６を接続し、ＶＲＡＭ８０１は各色画像データを展開する。メモリコントローラ８０４は、インタフェースコントローラ８０２に受信した画像データをＶＲＡＭ８０１に転送するとともに、記録の進捗に従って画像データを読み出す制御を行う。情報処理装置１００からＵＳＢケーブルを介して、記録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はその記録データに付加されたコマンドを解析した後、記録データのイメージデータをＶＲＡＭ８０１に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。
【００３０】
制御回路８１０は、各色記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋを制御する。キャッピングモータ８０９は、記録ヘッド８１１の吐出口が形成された面のキャッピングを行うためのキャッピング機構（不図示）を入出力ポート８０６、駆動部８０７を介して駆動される。ポンプモータ（不図示）は、後述する（図９参照）発泡液サブタンク４０と記録ヘッド８１１の間に挿入するポンプ４８を駆動する正逆可能であることから液体に対して加圧方向を変更可能なモータである。またソレノイドは、後述する（図９参照）バルブ３５を駆動するアクチュエータであり、ＰＷＭ回路にＣＰＵ８００が設定するＰＷＭ値によって、バルブ３５は開閉状態のアナログ的制御が可能である。
【００３１】
また、上記とは別の不図示のポンプモータは、記録ヘッド内流路近傍に設けた後述する（図９参照）圧力センサ４９の出力をポンプモータ制御部にフィードバックすることによってメカポンプ３６を制御する。
【００３２】
図３に戻り、記録装置１１６の非使用時等においては、キャッピングモータ８０９を駆動することにより、記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋとキャッピング機構とを相対移動させてキャッピングが行われる。一方、記録すべき記録データがＶＲＡＭ８０１に展開された場合は、キャッピングモータ８０９を駆動して、記録ヘッドとキャッピング機構とを相対移動させてキャッピング状態を解除し媒体搬送装置１１７からの記録開始信号を待つ。
【００３３】
入出力（Ｉ／Ｏ）ポート８０６は、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。同期化回路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記録動作を実行するためのタイミング信号を発生するである。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にて高速に読み出され、記録ヘッド制御回路８１０を介して記録ヘッド８１１に転送されることで、カラー記録（記録）が行われる。
【００３４】
（搬送装置の構成および制御系）
媒体搬送装置（以下、単に搬送装置ともいう）１１７は、幅方向は所定のサイズであり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、記録装置１１６が有する記録ヘッド８１０との対向部位において記録媒体２０６の被記録面を平坦に規制するために、メディアステージ２０８（図２参照）が設けられている。記録媒体２０６には種々の厚みを有するものが用いられるため、厚紙等でもその被記録面を平坦にするために、記録媒体のメディアステージ２０８への密着性を向上させるための手段が付加されていてもよい。搬送モータ２０５は、メディアステージ２０８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。
【００３５】
図４は、媒体搬送装置１１７の制御系の構成例を示したブロック図である。ＣＰＵ９０１は、後述する処理手順に対応したプログラム等に従って媒体搬送装置の全体的な制御を行う。ＲＯＭ９０３は、プログラムや固定データを格納するメモリであり、ＲＡＭ９０４は作業用メモリ領域として用いられる。インターフェース９０２は、情報処理装置１００に対し媒体搬送装置１１７を接続する。操作パネル９０５は、画像形成装置に対してユーザが種々の指示や入力を行うための入力部や所要の表示を行うための表示部を有しており、本実施形態では媒体搬送装置に設けてある。サクションモータ９０８は、メディアステージ２０８と記録媒体の密着性を向上させるための手段の一例として、メディアステージ２０８の下部から搬送面に開口させた多数の微細孔を介して吸引を行うことで記録媒体の吸着を行う真空ポンプの駆動源である。情報処理装置１００からインタフェース９０２を介し搬送開始コマンドを受信すると、ＣＰＵ９０１によりまずサクションモータ９０８が起動され、記録媒体２０６がメディアステージ２０８の上面に吸着されるように動作する。
【００３６】
駆動部９０７は、サクションモータ９０８およびその他所要の作動部を駆動するための駆動部である。駆動回路９０９は搬送モータ２０５の駆動回路である。ロジック回路９１２は、搬送モータ２０５の軸に備えられたロータリ（回転式）エンコーダ９１０の出力を受容し、記録媒体を定速度搬送させるべく搬送モータ２０５のフィードバック制御を行うための回路である。ここで記録媒体の搬送速度は、ＣＰＵ９０１からロジック回路９１２に書き込まれた速度指示値にて任意に設定可能である。なおロータリエンコーダ９１０は、搬送モータ２０５の軸ではなく搬送ローラ列２０５Ａと同軸に備えられたものでもよい。
【００３７】
ロジック回路９１２には、記録媒体２０６の先端が記録開始位置近傍に到達したことを検出するべく、記録位置より搬送方向上流側に設けた媒体検知センサ９１１の出力も入力される。そしてロジック回路９１２は、媒体検知センサ９１１が記録媒体先端を検出する位置から各記録装置までの搬送方向上の距離に応じて、適切な記録指示信号を各記録装置に出力する。本実施形態では、記録装置１１６−１〜１１６−５は搬送方向（図２矢印方向）に２列に並んでおり、搬送方向上流側には記録装置１１６−１、１１６−３および１１６−５が配置され、下流側には記録装置１１６−２および１１６-４が配置されている。そのためロジック回路９１２は、２種の記録指示信号９１４，９１５を出力する。なお、記録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から各記録装置までの物理的な距離に応じて、各記録装置毎に記録開始信号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。
【００３８】
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、各記録装置はこの位置パルス９１３に同期して記録動作を行う。なお、位置パルス９１３の分解能は適宜のものであってよく、例えば、複数の記録ライン（行）分に設定されるものでもよい。さらに、媒体搬送装置１１７における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２０８を具えたものに限られない。例えば、記録位置に対する媒体搬送方向の上流側および下流側に配された一対のドラムに架け渡された無端の搬送ベルトを具え、その搬送ベルト上に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。また、記録媒体の形態は、カット紙状または連続紙状、いずれの記録媒体でも搬送可能である。
【００３９】
（画像形成システムの動作概要）
図５は、情報処理装置１００と、記録装置１１６と、媒体搬送装置１１７との相互の動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００１で記録実行のため情報処理装置１００は、各記録装置への分割記録データを作成しデータの送信を行う。記録装置１１６はステップＳ１０４１で、その分割記録データの受信に応じてキャッピング状態を解除するとともに、ＶＲＡＭ８０１へのデータ展開を行う。また全ての記録装置１１６−１〜１１６−５で受信が完了すると、ステップＳ１００２で情報処理装置１００は媒体搬送装置１１７に搬送開始コマンドを送信する。その後、ステップＳ１０６１で媒体搬送装置１１７は送信されたコマンドに応じてサクションモータ９０８を駆動し、記録媒体２０６をメディアステージ２０８上に吸着する準備を行う。
【００４０】
次にステップＳ１０６２で搬送モータ２０５を駆動して記録媒体２０６の搬送を開始し、ステップＳ１０６３で記録媒体２０６の先端を検知した後、ステップＳ１０６４で各記録装置に記録開始信号９１４および９１５と、位置パルス９１３とを送信する。上述の通り、記録開始信号は媒体検知センサ９１１から各記録装置までの距離に関係して出力される。ステップＳ１０４２で記録装置１１６の記録動作が終了すると、ステップＳ１０４３に移行して記録終了ステイタスを情報処理装置１００に送信し処理を終了する。この際、各記録ヘッド８０１をキャッピング機構によってキャッピングすることで、ノズル（吐出口）の乾燥や目詰まり等を防ぐようにする。
【００４１】
記録が完了し、記録媒体２０６がメディアステージ２０８上から排出されるとステップＳ１０６５からステップＳ１０６６へ移行して、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。次にステップＳ１０６７でサクションモータ９０８を停止して、ステップ１０６８で搬送モータ２０５を停止して動作を終了する。
【００４２】
（複合プリンタシステムへの信号系）
図６は、記録ユニット２００における信号の流れが分かるように示したブロック図である。記録装置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記録データ（動作開始および終了コマンド等を含む）の伝達に係るもの、他方は、媒体搬送装置１１７から供給される記録タイミングの規定信号（記録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。前者は、情報処理装置１００と記録装置１１６−１〜１１６−５とを中継するハブ１４０を具えている。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／ケーブル１４２を介して、また記録装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれに対しては例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔ規格のコネクタ／ケーブル１４４を介して接続されている。
【００４３】
記録タイミングの規定信号の伝達系統は、図６の例では、転送制御回路１５０と同期回路１６０とを有し、これらは図４におけるロジック回路９１２を構成する回路部として設けられていてもよい。転送制御回路１５０は、搬送モータ２０５の軸に備えられたロータリエンコーダ９１０の出力ＥＮＣＯＤＥＲと、媒体検知センサ９１１による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。
【００４４】
同期回路１６０には記録動作許可回路１６６が設けられ、分割画像データの受信の完了に応じた各記録装置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。これによって、すべての記録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、記録動作を許可する信号ＰＲＮ−ＳＴＡＲＴを出力する。また同期回路１６０には、動作準備完了信号ＰＵ１−ＲＤＹ〜ＰＵ５−ＲＤＹに関連した表示を行うＬＥＤ等の表示部１６７が設けられ、ユーザの目視による記録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、ユーザ等が手動で記録装置を強制的にリセットするためのリセット回路部１６８および、例えば記録媒体１枚分の記録完了を待って一時停止させるためのポーズ回路部１６９が付加されている。また同期回路１６０は各記録装置が同期して記録動作を行うための同期信号（Ｈｓｙｎｃ）である位置パルス９１３（例えば記録媒体の搬送量１インチあたり３００個のパルス信号）をエンコーダ出力ＥＮＣＯＤＥＲから生成する同期信号発生回路部１６２を有する。更に同期回路１６０は、各記録装置の媒体搬送方向上の位置に応じた遅延信号である記録指示信号９１４、９１５を記録媒体先端部検出出力ＴＯＦから生成する遅延回路１６４とを有する。
【００４５】
記録媒体搬送方向上流側の記録装置１１６−１、１１６−３および１１６−５の記録動作は、媒体検知センサ９１１からこれら記録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記録指示信号（ＴＯＦ−ＩＮ１）９１４の受信をもって開始する。媒体検知センサ９１１からこれら記録装置の配設位置までの距離が０であれば、検出出力ＴＯＦとほぼ同時に記録指示信号９１４が供給される。
【００４６】
一方、より下流側に配置された記録装置１１６−２および１１６-４の記録動作は媒体検知センサ９１１からこれら記録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記録指示信号（ＴＯＦ−ＩＮ２）９１５の受信をもって開始する。本実施形態では、媒体検知センサ９１１からこれら記録装置の配設位置までの距離を４５０ｍｍに設定している。従って、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(２５．４ｍｍ)あたり３００パルスであれば、検出出力ＴＯＦから５３１５パルス分遅れて記録指示信号９１５が供給される。
【００４７】
なお、上述のように各記録装置の媒体搬送方向の微小な記録位置を個別に補正するために、あるいは記録装置を２列に整列させないような場合を考慮して、各々の記録装置毎に独立して記録指示信号を供給するようにしてもよい。
【００４８】
図６から明らかなように、記録装置１１６−１〜１１６−５のそれぞれは、情報処理装置１００から分割記録データの供給を受けるとともに、媒体搬送装置１１７から供給される記録タイミングの規定信号に応じ、独立して記録動作を行うものである。つまり、それぞれの記録装置１１６−１〜１１６−５は、信号系に関して完結した記録ユニットであって、記録データの供給や記録タイミングが一の記録装置を経由して他の記録装置に伝達されるような構成ではない。記録装置１１６−１〜１１６−５は、自らが用いる記録ヘッド８１１Ｙ〜８１１Ｋおよび各記録ヘッドに配列されるノズルに対応してそれぞれにデータを整列し、規定のタイミングにてインク吐出動作を行う手段を個々に有するものである。すなわち記録装置１１６−１〜１１６−５は、それぞれ同様のハードウェアを有し、同様のソフトウェアにて動作を行うもので、一の記録装置の動作が他の記録装置の動作に直接影響を与えることはないが、全体として一つの画像データを記録すべく協働する。
【００４９】
（２液系の概要）
本実施形態における記録装置１１６−１〜１１６−５は、独立して動作可能であることに加え、各記録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発泡液供給系の２液系についても互いに独立した構成を有している。
【００５０】
図７は、インク（第１の液体）および発泡液（第２の液体）供給系の構成を説明するための模式図である。各記録装置の記録ヘッド８１１Ｙ、８１１Ｍ、８１１Ｃおよび８１１Ｋはそれぞれ同じ構成であるため、以下では代表して記録装置１１６−１のＣ（シアンインク）についての構成のみ説明する。記録装置１１６−１における記録ヘッド８１１Ｃに対しては、インク供給源であるインクタンク２２０３Ｃから、専用のチューブ２２０４Ｃを介してインクが分配供給される。同様に、発泡液供給源（第２の液体供給源）である発泡液タンク２０３Ｃから、専用のチューブ２０４Ｃを介し発泡液が分配供給される。なおインクおよび発泡液の供給方式としては、インクタンクに常時流体連通して連続的にインクが供給されるものでもよいし、記録ヘッド毎に設けたインク供給ユニットに保持されるインクが少なくなった時点で流体連通するように間歇的にインク供給されてもよい。ここで発泡液は、インクよりも低粘度性、発泡性、熱安定性のいずれかの性質が優れている液体であることが好ましい。
【００５１】
本実施形態の回復系は、記録ヘッド８１１の吐出口形成面に接合して、吐出口より強制排出されるインクを受容するキャップを備え、さらに当該受容されたインクを液体流路（第１の連通路）を介して再利用可能に循環させるように構成される。ここでキャップは、記録媒体２０６搬送面の下側すなわちメディアステージ２０８の内側にあって、記録ヘッドの吐出口形成面と対向ないし当接可能に設けられる。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搬送面の上側すなわち記録ヘッド８１１と同じ側に配置されたものでもよい。
【００５２】
以上のように、本実施形態においては、各記録装置における各記録ヘッド８１１に対するインク供給系および回復系についても、記録装置間で互いに独立した構成を有している。これによって、各記録装置の動作状態すなわち記録量等に応じて、適切な量のインク供給や回復動作が可能となる。
【００５３】
（２液系の構成例）
図８は、記録装置１１６における２液系主要部の配置関係を示した概略斜視図であり、図９は、１つの記録ヘッドに対する２液系の内部構成例を示した概略図である。本実施形態の記録ヘッド８１１は可動分離膜を備えており、この可動分離膜によってインク流路（第１の流路）と発泡液流路（第２の流路）とが分離されている。また本実施形態の記録ヘッド８１１に設けられている可動分離膜には凹部（可動部）が設けられており、この凹部を変位させることでインクを吐出口から吐出させる。
【００５４】
記録ヘッド８１１には発泡液接続管およびインク接続管がそれぞれ接続されている。発泡液接続管（循環流路）の一方は、可動分離膜の凹部が常に一定位置で発泡液流路側に凸となるような負圧を発生するための負圧室３０に接続されている。また他方は、記録ヘッド毎の発泡液供給ユニット（以下、発泡液サブタンクともいう）４０にポンプ４８（圧力制御手段）を介して接続されている。また、インク接続管は、記録ヘッド毎のインク供給ユニット９４０に、一方はポンプ９４８を介して、他方はバルブ９３６を介して接続されている。
【００５５】
図１０（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の記録ヘッドにおけるインク吐出の様子を時間を追って示した断面図である。吐出口１に連通したインク流路３内（第１の流路内）には、インクの共通液室１４３から供給されるインクが満たされている。また気泡発生領域７を有する発泡液流路４内（第２の流路内）には、発熱体２から熱エネルギを与えられることにより加熱され発泡する発泡液が満たされている。可動分離膜５の気泡発生領域７と対峙する部分には凹部８が設けられ、その凹部８の支点には角部８ａが設けられておりインク流路３に対して凹部を形成している。また、可動分離膜５とオリフィスプレート９とは互いに密着固定され、ここでもそれぞれの液流路内の液体が混ざり合うことはない。なお、発泡液流路４のうち、発熱体２の投影領域近辺が気泡発生領域７である。発泡液が発泡することで可動分離膜５の凹部の膜が押し上げられて、その作用によってインク流路３内のインクが吐出口より吐出して記録媒体に付着することで記録が行われる。
【００５６】
図１１は、記録ヘッド８１１のノズル部を部分的に断面にし拡大して示した図である。発熱体２は素子基板１０に複数個並んで設けられており、この素子基板１０上に発泡液流路４（図１０参照）が各発熱体２に対応して複数配設されている。また、可動分離膜５を支持する支持部材１１が、各々の発泡液流路４を区画形成する壁を兼ねている。可動分離膜５には複数の凹部８が、各発熱体２の投影領域近辺である気泡発生領域７に面して形成されている。そしてインク流路３は各々の凹部８を含むようにして複数配設されている。但し、図１１では各々の第１の液流路３を区画形成する壁２８が置かれる位置を点線で示している。
【００５７】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、発泡液の量が異なる負圧室３０（図９参照）の内部をそれぞれ示した概略図である。負圧室３０には、圧力調整バルブ３５（図９参照）を介して機械式の発泡液ポンプ（以下、「メカポンプ」ともいう）３６が接続されており、負圧室３０への発泡液供給を制御している。このメカポンプ３６によって負圧室３０内の圧力を制御可能になっている。また、圧力調整バルブ３５は、流路内における発泡液の流抵抗の調整が可能である。本実施形態における発泡液ポンプ３６はギアポンプである。図１２（ａ）は、発泡液ポンプ３６による発泡液の供給量が多い場合を示しており、図１２（ｃ）は供給量が少ない場合を示している。そしてこの発泡液の量は負圧室３０内の圧力と所定の関係にあり、発泡液の量を検出することで、間接的に負圧室３０内の圧力を検出可能である。そのため、負圧室３０には光学式センサ１４９（受光素子１４９Ｃ、発光素子１４９Ｂ）が設けられており、板状発泡液保持部３３には反射板１４９Ａが取り付けられている。発光素子１４９Ｂからの光は、反射板１４９Ａによって反射されてから受光素子１４９Ｃに受光され、その受光量は、図１２（ａ）のように負圧室３０内の発泡液量が多い時に多くなり、図１２（ｂ）、（ｃ）のように発泡液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内の発泡液量を検知することになり、その発泡液量と負圧室３０内の負圧との関係から、間接的に負圧室３０内の圧力を圧力損失が無く検出可能である。
【００５８】
また、負圧室３０内の圧力を検知する方法として、は圧力センサによって直接圧力を検出してもよい。その場合は、圧力センサ４９のように板状発泡液保持部３３に直接取り付けることで圧力検出することが可能である。このように、負圧室３０内の圧力を検出するには、種々の検出方式のものを用いることができる。
【００５９】
同様に、インク流路内の圧力を検出するための圧力センサ９４９（図９参照）も、インク流路内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。このような、圧力検出手段による圧力の検出結果に基づいてポンプ（負圧付与手段）を制御することで発泡液流路内の圧力を制御する。
【００６０】
ここで、バルブ３５を含め、発泡液およびインク供給経路の各部に配されるバルブとしては、制御信号に応じ流路を適切に開閉または流量を適切に制御できるものであれば、いかなる形態のものが用いられてもよい。
【００６１】
図１３は、本実施形態における発泡液およびインク流路に設けられたバルブを説明するための模式図である。バルブ５８は液流路上に介挿されたボール状の弁体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５５に弁体５６を接続した構成である。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／離脱させることで液流路を開閉することができる。図１３（ａ）は液流路の開状態、図１３（ｂ）は液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アクチュエータとして用いたものとすることもできる。
【００６２】
またポンプ３６を含め、発泡液およびインク供給経路の各部に配されるポンプとしては、駆動信号に応じて液を移送可能なものであれば、いかなる形態のものが用いられてもよい。しかし特にポンプ３６は、本実施形態では発泡液の流れの方向を切り替え可能で、また発泡液流量を調節可能なものとする。図９に示した例では、負圧室３０に対して発泡液を供給する方向（以下、この方向への回転を正転という）と、負圧室３０から発泡液を抜き出す方向（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が示されている。ポンプ３６は、系を循環可能にする適切な量の発泡液を収納する発泡液サブタンク４０に接続されている。
【００６３】
発泡液サブタンク４０は、発泡液収納空間の一部を画成し且つ収納する発泡液量に応じて変形可能なバッファ部材と、発泡液メインタンク２０３に接続される発泡液チューブ２０４（図７参照）との間で適宜発泡液連通を行うジョイント４２と、を有している。
【００６４】
図１４（ａ）、（ｂ）は、メインタンクに連列されるチューブと記録ヘッドとを連結するジョイントの４２構成例を示す縦断側面図である。このジョイント４２は、発泡液サブタンク内部の発泡液が少なくなった際に、発泡液チューブ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、発泡液メインタンク２０３から発泡液サブタンク４０にインクを適宜補充できる構成になっている。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１４（ａ）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発泡液流路は、いずれも外気と遮断されている。
【００６５】
ジョイント４２、４３を接続するときは、図１４（ｂ）のように、それらを接近させて、バルブゴム６６Ａ、６６Ｂを密着させると共に、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６３Ａを押す。この結果、バルブボール６３Ａ、６４Ａがバルブゴム６６Ａ、６６Ｂから離れて、ジョイント４２、４３のそれぞれに接続されている発泡液流路が互いに接続される。
【００６６】
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発泡液漏洩を阻止し、また外気と遮断した状態で発泡液流路を接続可能な構成であれば、いかなるものでもよい。また、このようにジョイントの適宜の接続および分離を行うことで流体連通のオン／オフを行うものの他、供給経路自体は常時接続しておいて、開閉バルブによって流体連通のオン／オフを行うようにしてもよい。さらにまた、インクサブタンク９４０の構成も上記と同様であり、分割画像データの内容に応じて各記録装置間のインク要求量が異なるときに、各記録装置間のインク供給が互いに干渉しないような構成であればよい。
【００６７】
図１５（ａ）、（ｂ）は、インクタンク２２０３（２２０３Ｙ、２２０３Ｍ、２２０３Ｃ、２２０３Ｋ）の概略構成図である。本実施形態のインクタンク２２０３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２２０３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１５（ａ）、（ｂ）のように変形する。したがって、インク袋６９内のインクを外気と遮断した状態のまま供給することができる。また、発泡液タンク２０３の構成もインクタンク２２０３の構成と同様である。
【００６８】
記録ヘッド８１１と接続される発泡液の接続管（連通流路）の他方は、図９のように、ポンプ４８を介して発泡液サブタンク４０と接続されている。このポンプ４８とポンプ３６との作動によって発泡液サブタンク４０、負圧室３０および記録ヘッド８１１間で発泡液を循環させることができる。
【００６９】
同様に記録ヘッド８１１と接続されるインクの接続管の他方は、バルブ９４８を介してインクサブタンク９４０と接続されている。このポンプ９４８の作動によって、インクサブタンク９４０と記録ヘッド８１１間でインクを循環させることができる。
【００７０】
また記録装置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、もしくは回復するための回復系機構を備え、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（図９参照）を備えている。回復動作時、バルブ９３６は閉じた状態でポンプ９４８を動作させる。すると記録ヘッド８１１の内部が急激に加圧され、記録ヘッド８１１の各ノズルから比較的大量のインクが短時間で強制排出される。この強制排出によってノズル内の異物や増粘インク等が排出されて、各ノズルの吐出状態は良好な状態に回復する。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るが、予め動作中であるポンプ９４５の作用により、バルブ９４７を介してインクサブタンク９４０へ素早く回収、再利用される。その際、排出された異物はフィルタ（不図示）等で除去され、増粘したインクはインクサブタンク９４０内で薄められて通常のインクの粘度になる。
【００７１】
その後記録装置１１６は、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い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。
【００７２】
本実施形態の記録装置１１６ないしは記録ヘッド８１１は、このような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、また他の記録装置から独立して、様々な条件下での制御が可能となり、独立した設置、交換も可能となる。
【００７３】
（特徴的構成）
（発泡液系の動作）
以下、記録装置１１６の使用状況などに応じた発泡液系の動作について説明する。
【００７４】
記録待機時（図１０および図１６参照）
図１６は、記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。記録開始前などの通常の待機状態では、図１０（ａ）のように、可動分離膜５の凹部８のたるみが発泡液流路４側に凸の状態になり、一定の位置で安定性を維持するために、記録ヘッド８１１内の発泡液に対して負圧を作用させる。すなわち、図１６のように、ポンプ４８を止めて記録ヘッド８１１から流路（第２の連通路）を経て発泡液サブタンク４０への発泡液の戻りを制限した上、ポンプ３６を逆転させて、負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻す。これにより、記録ヘッド８１１内の発泡液に作用する負圧が増大する。そして図１０（ａ）のように、可動分離膜５の凹部８のたるみが発泡液流路４側に一定の位置で安定する負圧状態を維持して記録の開始を待つ。発泡液サブタンク４０は、負圧室３０から戻された発泡液の分だけ容積が増大する。
【００７５】
記録時の制御（図１０および図１７参照）
図１７は、記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。負圧調整バルブ３５およびメカポンプ３６を適切に制御することにより、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定に維持できる。一般的には、図１０（ｄ）のように、発泡により可動分離膜５はインク流路側３に変位し、図１０（ｅ）のように、消泡に従い可動分離膜５は発泡液流路側４に変位しようとする。しかし、その際に、インク流路側のインクの再充填（＝メニスカスの復帰）に従い、インク流路側に負圧が発生するため、可動分離膜５の凹部８のたるみが確実に元の状態に戻るとは限らない。そこで、ポンプ４８を止めて記録ヘッド８１１から発泡液サブタンク４０への発泡液の戻りを制限した上、ポンプ３６を逆転させて、負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻す。これにより、記録ヘッド８１１内の発泡液に作用する負圧を増大させ、図１０（ｆ）のように、可動分離膜５の凹部８のたるみを発泡液流路４側に一定の位置で安定させる。
【００７６】
また、記録装置１１６ないし記録ヘッド８１１が記録する画像データの内容に対応する様々な記録デューティ（記録密度）に応じて、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定して維持することができる。例えば、記録デューティが低い場合には、インク側にかかる負圧も小さいため、ポンプ３６を低速で逆転させて負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻す。さらに非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみを適正化するために、記録の直後に負圧調整バルブ３５を制御して発泡液側にかかる負圧を高精度に安定させる。その場合、流路が開かれる割合は比較的少なく、且つ開度は比較的小さい範囲で制御されることになる。
【００７７】
また記録デューティ（記録密度）が高い場合には、インク側にかかる負圧が大きくなるため、ポンプ３６をより高速で逆転させて負圧室３０内の発泡液を発泡液サブタンク４０内に戻すと共に、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。
【００７８】
負圧調整バルブ３５の制御は、負圧室３０、すなわち発泡液側の負圧を検出するセンサ４９およびインク側の負圧を検出するセンサ９４９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、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。
【００７９】
回復動作（メンテナンス）時の制御（図１０および図１８参照）
図１８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。この回復動作においては、バルブ９３６は閉じた状態でポンプ９４８を稼動させる。すると、記録ヘッド８１１のインク流路側は急激に加圧され、記録ヘッド８１１の各ノズルから比較的大量のインクが短時間で強制排出される。この瞬間、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るが、予め動作中であるポンプ９４５の作用により、バルブ９４７を介してインクサブタンク９４０へ素早く回収、再利用される。この後、不図示のワイパブレードによる記録ヘッド８１１のノズル列のワイピング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。
【００８０】
この間、インク流路側が加圧されているため、可動分離膜５の凹部８は発泡液流路４側へたるむ（発泡液流路側に凸の状態）。しかしこの際、可動分離膜５にかかる余分な圧力を緩和させるため、ポンプ３６を正転させて発泡液流路側に正圧を加え、さらに適正化するために、負圧調整バルブ３５を制御して圧力を高精度に安定させる。この際、可動分離膜５の凹部８のたるみが記録待機時の図１０（ａ）と同様の位置で安定して維持される範囲で圧力を制御する。このようにすることにより、可動分離膜５に余分な圧力がかかることを防ぎ、可動分離膜５の寿命を延ばすことが可能となる。そして回復動作後は、記録待機時と同様の、可動分離膜５の凹部８のたるみが発泡液流路４側に一定の位置で安定する負圧状態を維持するよう制御する。
【００８１】
このように、記録ヘッドに供給する発泡液の負圧を積極的に制御して、発泡液側に適正な負圧を安定して印加することで、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定して維持させることが可能となる。これによって、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置を実現することができた。
【００８２】
（第２の実施形態）
図１９は、１つの記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。記録ヘッド８１１には発泡液接続管およびインク接続管がそれぞれ接続されている。発泡液接続管の一方は、記録ヘッド８１１の可動分離膜５が発泡液流路４側に常に一定位置で凹部８を形成するに好ましい負圧を発生するための負圧室３０に接続されている。また発泡液接続管の他方は、記録ヘッド毎の発泡液供給ユニット（以下、発泡液サブタンクともいう）４０にポンプ４８を介して接続されている。また、同様にインク接続管の一方は、記録ヘッド８１１のインク吐出口１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１９３０に接続されている。そしてインク接続管の他方は、記録ヘッド８１１毎のインク供給ユニット（以下、インクサブタンクともいう）９４０にポンプ９４８を介して接続されている。
【００８３】
圧力センサ４９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。同様に、圧力センサ９４９としては、負圧室１９３０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。
【００８４】
負圧室３０には、圧力調整バルブ３５を介して機械式の発泡液ポンプ３６が接続されており、負圧室３０への発泡液供給を制御している。本実施形態における発泡液ポンプ３６はギアポンプである。ポンプ３６は、系を循環する適切な量の発泡液を収納する発泡液サブタンク４０に接続されている。
【００８５】
負圧室１９３０には、圧力調整バルブ１９３５を介して機械式のインクポンプ１９３６が接続されており、負圧室１９３０へのインク供給を制御している。本実施形態におけるインクポンプ１９３６はギアポンプである。ポンプ１９３６は、系を循環する適切な量のインクを収納するインクサブタンク９４０に接続されている。
【００８６】
また、インクサブタンク９４０の構成も上記と同様であり、分割画像データの内容に応じて各記録装置間のインク要求量が異なるときに、各記録装置間のインク供給が互いに干渉しないような構成であればよい。
【００８７】
記録ヘッド８１１の接続管の他方は、ポンプ４８を介して発泡液サブタンク４０と接続されており、このポンプ４８とポンプ３６との作動によって、発泡液サブタンク４０、負圧室３０および記録ヘッド８１１間で発泡液を循環させることができる。同様に、ポンプ９４８を介してインクサブタンク９４０と接続されており、このポンプ９４８の作動によって、インクサブタンク９４０と記録ヘッド８１１間でインクを循環させることができる。また記録装置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、もしくは回復する為の回復系機構を備え、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。
【００８８】
本実施形態の記録装置１１６ないしは記録ヘッド８１１は、このような供給系を備えることで、負圧室１９３０でインク流路側の負圧を制御することにより、インクメニスカスの保持力を安定させることができる。また、負圧室３０で発泡液流路側の負圧を制御することにより、記録ヘッド８１１の可動分離膜５の凹部８を安定した位置に形成することがそれぞれ可能となり、より安定した吐出を行うことができる。
【００８９】
このように、記録ヘッドに供給する発泡液の負圧を積極的に制御して、発泡液側に適正な負圧を安定して印加することで、非発泡時の可動分離膜５の凹部８のたるみをより安定して維持させることが可能となる。これによって、吐出時の吐出量が一定で安定的にインクを吐出することが可能な記録装置を実現することができた。
【００９０】
なお、本発明において、本実施形態で採用した複数の記録装置は、それぞれが互いに独立性を有するものである。すなわち、複数の記録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、各記録装置の動作状態すなわち記録量等に応じて、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、また他の記録装置から独立して、様々な条件下において記録装置を制御することができ、記録装置の単体での取り引きや取り扱いも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１の実施形態の液体吐出装置を用い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】本実施形態の液体吐出装置を用いた画像形成システムの概要を示す外観斜視図である。
【図３】第１の実施形態の記録装置における制御系の構成例を示した図である。
【図４】媒体搬送装置の制御系の構成例を示したブロック図である。
【図５】情報処理装置と、記録装置と、媒体搬送装置との相互の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】記録ユニットにおける信号の流れが分かるように示したブロック図である。
【図７】インクおよび発泡液供給系の構成を説明するための模式図である。
【図８】記録装置における２液系主要部の配置関係を示した概略斜視図である。
【図９】１つの記録ヘッドに対する２液系の内部構成例を示した概略図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の記録ヘッドにおけるインク吐出の様子を時間を追って示した断面図である。
【図１１】記録ヘッドのノズル部を拡大して示した図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、発泡液の量が異なる負圧室の内部をそれぞれ示した概略図である。
【図１３】第１の実施形態における発泡液およびインク流路に設けられたバルブを説明するための模式図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、メインタンクに連列されるチューブと記録ヘッドとを連結するジョイントの構成例を示す縦断側面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、インクタンクの概略構成図である。
【図１６】記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。
【図１７】記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。
【図１８】記録ヘッドの吐出口から、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。
【図１９】記録ヘッドに対する２液系の内部構成を示した概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
４ 発泡液流路
５ 可動分離膜
８ 凹部
３０ 負圧室
３３ 板状発泡液保持部
３５ 負圧調整バルブ
３６ ポンプ
４０ 発泡液サブタンク
４９ 圧力センサ
１１６ 記録装置
８１１ 記録ヘッド
９４０ インクサブタンク
９４９ 圧力センサ
１９３０ 負圧室
１９３６ インクポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、
前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、
該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第２の流路の前記分離膜と対峙する位置に発熱体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記発熱体は前記第２の液体を加熱して気泡を発生させることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１の液体と前記第２の液体とは異なる液体であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２の液体は前記第１の液体と比較して、低粘度性、発泡性、熱安定性のうち少なくとも１つの性質において優れていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項６】
圧力検出手段を備え、前記圧力制御手段は前記圧力検出手段の検出結果に基づいて負圧の付与手段を制御することで前記第２の流路内の圧力を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記圧力検出手段は、前記第１の流路内と前記第２の流路内の圧力を圧力損失が無く検出可能であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記第１の連通路は、液体供給源から前記記録手段に前記第１の液体を供給するための液体流路であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記第１の連通路は、前記記録手段から前記液体供給源に前記第１の液体を戻すための戻し流路であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記第２の連通路は、第２の液体供給源から前記記録手段に前記第２の液体を供給するための液体流路であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記第２の連通路は、前記記録手段から前記第２の液体供給源に前記第２の液体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ないし請求項１０のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記負圧付与手段は、前記第２の流路に備えられるポンプとバルブとを含み、前記圧力制御手段は、前記ポンプと前記バルブとを関連的に制御することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記ポンプは、前記第２の流路における前記第２の液体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１２に記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記第２の流路は、前記第２の液体を循環可能な循環流路と、該循環流路と前記記録手段とを連通する連通流路とを含み、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通流路の少なくとも一方に備えられていることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の液体吐出装置。
【請求項１５】
前記バルブは、前記循環流路に備えられて前記第２の液体の流抵抗の調整が可能であることを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。
【請求項１６】
前記記録手段から前記第１の液体を吐出し、前記記録媒体に前記第１の液体を付着させることで記録を行う請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１７】
複数の液体吐出装置で複合プリントシステムを構成することを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１８】
記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、
前記第１の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、
前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、
該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１９】
圧力検出手段を備え、前記圧力制御手段は前記圧力検出手段の検出結果に基づいて負圧の付与手段を制御することで前記第１の流路内または前記第２の流路内の圧力を制御することを特徴とする請求項１８に記載の液体吐出装置。
【請求項１】
記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、
前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、
該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第２の流路の前記分離膜と対峙する位置に発熱体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記発熱体は前記第２の液体を加熱して気泡を発生させることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１の液体と前記第２の液体とは異なる液体であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２の液体は前記第１の液体と比較して、低粘度性、発泡性、熱安定性のうち少なくとも１つの性質において優れていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項６】
圧力検出手段を備え、前記圧力制御手段は前記圧力検出手段の検出結果に基づいて負圧の付与手段を制御することで前記第２の流路内の圧力を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記圧力検出手段は、前記第１の流路内と前記第２の流路内の圧力を圧力損失が無く検出可能であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記第１の連通路は、液体供給源から前記記録手段に前記第１の液体を供給するための液体流路であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記第１の連通路は、前記記録手段から前記液体供給源に前記第１の液体を戻すための戻し流路であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記第２の連通路は、第２の液体供給源から前記記録手段に前記第２の液体を供給するための液体流路であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記第２の連通路は、前記記録手段から前記第２の液体供給源に前記第２の液体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ないし請求項１０のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記負圧付与手段は、前記第２の流路に備えられるポンプとバルブとを含み、前記圧力制御手段は、前記ポンプと前記バルブとを関連的に制御することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記ポンプは、前記第２の流路における前記第２の液体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１２に記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記第２の流路は、前記第２の液体を循環可能な循環流路と、該循環流路と前記記録手段とを連通する連通流路とを含み、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通流路の少なくとも一方に備えられていることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の液体吐出装置。
【請求項１５】
前記バルブは、前記循環流路に備えられて前記第２の液体の流抵抗の調整が可能であることを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。
【請求項１６】
前記記録手段から前記第１の液体を吐出し、前記記録媒体に前記第１の液体を付着させることで記録を行う請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１７】
複数の液体吐出装置で複合プリントシステムを構成することを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項１８】
記録媒体に対して吐出される第１の液体が流れる第１の流路と、第２の液体が流れ、可動部を備えた分離膜によって前記第１の流路と分離された第２の流路と、を備えた記録手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えた液体吐出装置において、
前記第１の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、
前記第２の流路内の圧力を制御可能な圧力制御手段を備え、
該圧力制御手段によって、前記第１の流路内の圧力よりも前記第２の流路内の圧力を低く制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１９】
圧力検出手段を備え、前記圧力制御手段は前記圧力検出手段の検出結果に基づいて負圧の付与手段を制御することで前記第１の流路内または前記第２の流路内の圧力を制御することを特徴とする請求項１８に記載の液体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１３７３８０（Ｐ２０１０−１３７３８０Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１３６５１（Ｐ２００８−３１３６５１）
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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