(57)【要約】インクジェットラインプリンタ（３０）を、複数のインクジェットヘッド（１−１〜１−３）で構成し、且つホームポジションとプリントポジションに移動できるようにアクチュエータ（３−１〜３−３）を設け、ホームポジションにバックアップ機構（２−１〜２−１）を設けた。インクジェットによるラインプリンタであっても、インクジェットヘッドの保護や回復をバックアップ機構で実行でき、高速な連続印刷を可能とする。又、バックアップ機構を備えても、装置を小型にできる。
2003074277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの噴出により、印刷媒体の搬送方向と交差する前記印刷媒体のラインを一度に印刷するインクジェットラインプリンタにおいて、
前記印刷媒体のライン方向に分割された複数の印刷領域に各々対応して設けられ、前記ライン方向に複数のインク噴出ノズルを備えた複数のインクジェットヘッドと、
前記印刷媒体の脇のホームポジションに設けられ、前記複数のインクジェットヘッドのノズルの保護及び回復を行うためのバックアップ機構と、
前記インクジェットヘッドを、前記ホームポジションと前記ライン方向の所定のプリントポジションとの間で、前記ライン方向に移動するアクチュエータと、
前記ライン方向の印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ライン方向の所定のプリントポジションに位置付け、静止した状態でインク噴射による印刷を行い、非印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの保護及び回復を行うためのコントローラとを有することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項２】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記バックアップ機構は、前記インクジェットヘッドのノズル面を覆うキャップと、前記キャップ内を吸引する吸引機構とを有することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項３】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記アクチュエータは、前記各々のインクジェットヘッドを前記ライン方向に移動するガイドのための複数のガイドレールと、前記各々のインクジェットヘッドの前記ガイドレールに沿って移動するための複数のステージとからなることを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項４】
請求の範囲３のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記ステージは、前記インクジェットヘッドを前記ライン方向に移動するための第１のアクチュエータと、前記ライン方向と直交する方向に移動するための第２のアクチュエータとを有することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項５】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記インクジェットヘッドのノズル面に対向した搬送路において、前記印刷媒体に張力を付与する張力付与手段を設けたことを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項６】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記コントローラは、前記プリントポジションでのインクジェットヘッドの連続印刷時間を計測し、連続印刷時間が予定の規定時間を超えた場合に、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションから前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの回復操作を行い、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションに復帰することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項７】
請求の範囲２のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記キャップを覆うカバーと、前記インクジェットヘッドが前記キャップに位置する場合に、前記カバーを開放するための駆動機構とを更に有することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項８】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記インクジェットヘッドの下流側に、前記印刷媒体の印刷結果を読み取るための撮像機構を設け、
前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果を分析し、前記インクジェットヘッドの前記ノズルの不良を検出することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項９】
請求の範囲８のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記コントローラは、前記ノズルの不良を検出した時に、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションから前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの回復操作を行い、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションに復帰することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１０】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記バックアップ機構を設けた前記ホームポジションを、前記印刷媒体の両脇に設けたことを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１１】
請求の範囲１０のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記印刷媒体の両脇に設けたホームポジションが、前記印刷媒体を介して対向していることを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１２】
請求の範囲１のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記コントローラは、前記各インクジェットヘッドのインク噴出頻度を計測し、前記計測結果に従い、前記各インクジェットヘッドのプリントポジションを交代することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１３】
請求の範囲１２のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記コントローラは、前記各インクジェットヘッドの各ノズルのインク噴出頻度を計測し、各インクジェットヘッドの同一の位置のノズルのインク噴出頻度の差に応じて、前記各インクジェットヘッドのプリントポジションを交代することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１４】
請求の範囲２のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記インクジェットヘッドの下流側に、前記印刷媒体の印刷結果を読み取るための撮像機構を設け、
前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果を分析し、前記複数のインクジェットヘッドの位置ずれを計測し、前記ステージを制御して、各インクジェットヘッドの位置ずれを補正することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１５】
請求の範囲１４のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果から、前記各インクジェットヘッドの回転方向の傾きを計測し、前記ステージを制御して、各インクジェットヘッドの傾きを補正することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１６】
請求の範囲１４のインクジェットラインプリンタにおいて、
前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果から、前記各インクジェットヘッド間のライン及び搬送方向のずれを計測し、前記ステージを制御して、各インクジェットヘッドの位置ずれを補正することを
特徴とするインクジェットラインプリンタ。
【請求項１７】
印刷媒体に複数色の画像を形成する画像形成装置において、
前記印刷媒体に第１の色のトナー像を形成する画像形成機構と、
第２の色のインクの噴出により、前記印刷媒体の搬送方向と交差する前記印刷媒体のラインを一度に印刷するインクジェットラインプリンタとを有し、
前記インクジェットラインプリンタは、
前記印刷媒体のライン方向に分割された複数の印刷領域に各々対応して設けられ、前記ライン方向に複数のインク噴出ノズルを備えた複数のインクジェットヘッドと、
前記印刷媒体の脇のホームポジションに設けられ、前記複数のインクジェットヘッドのノズルの保護及び回復を行うためのバックアップ機構と、
前記インクジェットヘッドを、前記ホームポジションと前記ライン方向の所定のプリントポジションとの間で、前記ライン方向に移動するアクチュエータと、
前記ライン方向の印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ライン方向の所定のプリントポジションに位置付け、静止した状態でインク噴射による印刷を行い、非印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの保護及び回復を行うためのコントローラとを有することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求の範囲１７の画像形成装置において、
ホストからの印刷命令に従い、前記画像形成機構を制御するとともに、前記印刷命令に含まれる前記インクジェットラインプリンタの印刷命令を前記コントローラに送信する制御機構を設けたことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求の範囲１７の画像形成装置において、
前記画像形成機構が、電子写真機構であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求の範囲１７の画像形成装置において、
前記印刷媒体が、連続帳票であることを
特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、インクを噴出して、印刷を行うインクジェットラインプリンタ及びそれを使用した画像形成装置に関し、特に、１ラインを同時に印刷するインクジェットヘッドを使用したインクジェットラインプリンタ及びそれを使用した画像形成装置に関する。
背景技術
インクジェットプリンタは、インク室内のインクをノズルから噴出して、印刷を行うため、構造が簡単であり、且つインク室内のインクの色を変えることにより、容易にカラー印刷が可能となる。
このようなインクジェットプリンタは、広くシリアルタイプのプリンタが普及している。シリアルタイプのインクジェットプリンタでは，ホームポジション（準備位置あるいは，キャッピング位置）から伸びたステーシャフトに沿い、インクジェットヘッドが移動する。ステーシャフトにより，主走査方向は，インクジェットヘッドノズル面と印刷用紙が水平になるように設定される。そして、インクジェットヘッドが、ステーシャフトに沿って移動しながら、そのノズル面よりインク粒子を吐出して，印刷を行うものである。
このシリアル型インクジェットプリンタは、主走査方向に、ヘッドを移動しながら、１ラインの印刷を行うため、印刷時間が長くなる。高速印刷が要求するフィールドでは、１ラインを同時に印刷するライン型インクジェットプリンタが要求される。従来のライン型インクジェットプリンタを、図３３及び図３４により説明する。
図３４に示すように、フルライン型インクジェットヘッド１２８を、用紙１００の印字幅全体を一度に印字するように設けて，主走査方向には移動せずに、印字１１０を行うものである。このフルラインインクジェットヘッド１２８を一体のもので構成することは、コスト上昇の原因となる。例えば、印字密度３６０ｄｐｉで、１８インチ幅の印刷を行うには、６４８０個のノズルを備える単一ヘッドを使用する必要がある。
このため、複数の単位ヘッドを並べて、フルライン型ヘッドを実現する方法が提案されている。例えば、複数の単位ヘッドを千鳥状に配置して、連結する方法（例えば、特開平１１−２０１７５号公報）や、複数の単位ヘッドを千鳥状に配置し、且つ個々の単位ヘッドの位置を微調整できるよう独立する方法（特開平６−２１９００９号公報）が提案されている。
又、図３５に示すように、用紙１００の印字幅に対して，数個から十数個のヘッド１２９ａ乃至１２９ｄを並べ，短い走査幅にて、印字するシャトル方式のプリンタも提案されている（例えば、特開平７−８１０４９号公報等）。このシャトル方式では、印字ヘッドの個数により，各ヘッドが担当する印字幅が小さくなるので，印字速度を向上させることが可能である．
しかしながら、図３４の単位ヘッドを連結する方法や、図３５のシャトルヘッドでは，単位ヘッドの取付精度を高くしないと，印字ドット抜け，ラインの傾き等，印刷障害が発生してしまう。例えば、３６０ｄｐｉでは、ドット径は、７０μｍとなり、斜め線でつながるドットピッチは、７０／√２＝４９．５μｍとなるため、ドットピッチの半分２４．８μｍに対して，ドット半径３５μｍでは，位置ズレ許容は１０μｍ程度しかない。このため、このような機械取り付け精度で製造することは、極めて困難である。
又、インクジェットヘッドでは、ノズルの詰まりや気泡の混入によるインク粒子の排出不良が生じやすく、これを復旧するためのバックアップが必要となる。しかし、ライン型ヘッドやシャトル型ヘッドのノズル詰まりや気泡混入によるインク粒子の吐出不良を復旧するためのバックアップ機構の設置は、ヘッド全体のホームポジションが必要であり、装置の大型化、複雑化を招くおそれがある。
発明の開示
従って、本発明の目的は、フルライン型であっても、インクジェットヘッドのノズル面の保護及び回復を行うためのインクジェットラインプリンタ及び画像形成装置を提供することにある。
又、本発明の他の目的は、フルライン型であっても、インクジェットヘッドのバックアップ機構を容易に設けることができるインクジェットラインプリンタ及び画像形成装置を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、フルライン型であっても、インクジェットヘッドのバックアップを小型で簡易に実現するためのインクジェットラインプリンタ及び画像形成装置を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、高速な電子写真プリンタに、簡易にカラー印刷機能を付与するための画像形成装置を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、フルライン型であっても、インクジェットヘッドの寿命を延長するためのインクジェットラインプリンタ及び画像形成装置を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、複数のインクジェットヘッドで構成されたフルライン型であっても、各インクジェットヘッドの位置合わせを容易にするためのインクジェットラインプリンタ及び画像形成装置を提供することにある。
この目的の達成のため、本発明のインクジェットラインプリンタは、印刷媒体のライン方向に分割された複数の印刷領域に各々対応して設けられ、前記ライン方向に複数のインク噴出ノズルを備えた複数のインクジェットヘッドと、前記印刷媒体の脇のホームポジションに設けられ、前記複数のインクジェットヘッドのノズルの保護及び回復を行うためのバックアップ機構と、前記インクジェットヘッドを、前記ホームポジションと前記ライン方向の所定のプリントポジションとの間で、前記ライン方向に移動するアクチュエータと、前記ライン方向の印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ライン方向の所定のプリントポジションに位置付け、静止した状態でインク噴射による印刷を行い、非印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの保護及び回復を行うためのコントローラとを有する。
本発明では、印刷媒体の幅方向を複数の領域に分割し、各領域の印刷を静止して行う複数のインクジェットヘッドを設けたインクジェットラインプリンタにおいて、このインクジェットヘッドを、印刷媒体の脇に設けたホームポジションとプリントポジションとの間で移動するようにしたため、フルラインインクジェットプリンタであっても、ホームポジションに設けたバックアップ機構で、各インクジェットヘッドのノズル面の乾燥や塵埃の付着を防止でき、且つノズルの気泡除去ができ、小型で高速なライン型インクジェットプリンタを提供できる。
又、ヘッドのノズルの吐出不良も回復でき、信頼性の高いライン型インクジェットプリンタが提供できる。インクノズルのバックアップ機構を設けたので、メンテナンスの容易なライン型インクジェットプリンタが提供できる。
又、本発明では、好ましくは、前記バックアップ機構は、前記インクジェットヘッドのノズル面を覆うキャップと、前記キャップ内を吸引する吸引機構とを有する。これにより、各インクジェットヘッドのノズルの乾燥防止と、気泡等の除去を１つの機構で実現できる。
又、本発明では、好ましくは、前記アクチュエータは、前記各々のインクジェットヘッドを前記ライン方向に移動するガイドのための複数のガイドレールと、前記各々のインクジェットヘッドの前記ガイドレールに沿って移動するための複数のステージとからなる。これにより、個々のインクジェットヘッドを独立して、ホームポジションとプリントポジションとに移動できる。
又、本発明では、好ましくは、前記ステージは、前記インクジェットヘッドを前記ライン方向に移動するための第１のアクチュエータと、前記ライン方向と直交する方向に移動するための第２のアクチュエータとを有する。これにより、各インクジェットヘッド間の位置ずれも補正できる。
又、本発明では、好ましくは、前記インクジェットヘッドのノズル面に対向した搬送路において、前記印刷媒体に張力を付与する張力付与手段を設けたことにより、インクジェットヘッドのノズル面と印刷媒体とのクリアランスを一定に保つことができ、高速印刷しても、印刷品質を維持できる。
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記プリントポジションでのインクジェットヘッドの連続印刷時間を計測し、連続印刷時間が予定の規定時間を超えた場合に、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションから前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの回復操作を行い、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションに復帰する。これにより、連続印刷しても、印刷不良を未然に防止でき、連続印刷の信頼性を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記キャップを覆うカバーと、前記インクジェットヘッドが前記キャップに位置する場合に、前記カバーを開放するための駆動機構とを更に有することにより、キャップも紙粉や塵から保護でき、インクジェットヘッドのノズル面の保護機能をより向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記インクジェットヘッドの下流側に、前記印刷媒体の印刷結果を読み取るための撮像機構を設け、前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果を分析し、前記インクジェットヘッドの前記ノズルの不良を検出することにより、ノズルの不良を早期に検出できる。
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記ノズルの不良を検出した時に、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションから前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの回復操作を行い、前記インクジェットヘッドを前記プリントポジションに復帰する。これにより、ノズルの不良を検出し、回復動作を自動的に行い、印刷動作を再開できる。
又、本発明では、好ましくは、前記バックアップ機構を設けた前記ホームポジションを、前記印刷媒体の両脇に設けたことにより、小型化できる。
又、本発明では、好ましくは、前記印刷媒体の両脇に設けたホームポジションが、前記印刷媒体を介して対向していることにより、より小型化できる。
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記各インクジェットヘッドのインク噴出頻度を計測し、前記計測結果に従い、前記各インクジェットヘッドのプリントポジションを交代することにより、各インクジェットヘッドの負荷を分散し、インクジェットヘッドの寿命を長くできる。
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記各インクジェットヘッドの各ノズルのインク噴出頻度を計測し、各インクジェットヘッドの同一の位置のノズルのインク噴出頻度の差に応じて、前記各インクジェットヘッドのプリントポジションを交代することにより、正確なインクジェットヘッドの負荷分散が可能となる。
又、本発明では、好ましくは、前記インクジェットヘッドの下流側に、前記印刷媒体の印刷結果を読み取るための撮像機構を設け、前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果を分析し、前記複数のインクジェットヘッドの位置ずれを計測し、前記ステージを制御して、各インクジェットヘッドの位置ずれを補正することにより、各インクジェットヘッドを移動できるラインプリンタであっても、各インクジェットヘッドの位置ずれを少なくでき、印刷品質を向上できる。
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果から、前記各インクジェットヘッドの回転方向の傾きを計測し、前記ステージを制御して、各インクジェットヘッドの傾きを補正することにより、複数のインクジェットヘッドの取り付け精度を自動補正でき、取り付け作業が容易になる。
又、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記撮像機構の読取結果から、前記各インクジェットヘッド間のライン及び搬送方向のずれを計測し、前記ステージを制御して、各インクジェットヘッドの位置ずれを補正することにより、複数のインクジェットヘッドの機械的誤差や取り付け精度を自動補正でき、ヘッドの製造、取り付けが容易となる。
更に、本発明のカラー画像形成装置は、印刷媒体に第１の色のトナー像を形成する画像形成機構と、第２の色のインクの噴出により、前記印刷媒体の搬送方向と交差する前記印刷媒体のラインを一度に印刷するインクジェットラインプリンタとを有し、前記インクジェットラインプリンタは、前記印刷媒体のライン方向に分割された複数の印刷領域に各々対応して設けられ、前記ライン方向に複数のインク噴出ノズルを備えた複数のインクジェットヘッドと、前記印刷媒体の脇のホームポジションに設けられ、前記複数のインクジェットヘッドのノズルの保護及び回復を行うためのバックアップ機構と、前記インクジェットヘッドを、前記ホームポジションと前記ライン方向の所定のプリントポジションとの間で、前記ライン方向に移動するアクチュエータと、前記ライン方向の印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ライン方向の所定のプリントポジションに位置付け、静止した状態でインク噴射による印刷を行い、非印刷動作時に、前記インクジェットヘッドの各々を、前記ホームポジションに移動し、前記バックアップ機構による前記ノズルの保護及び回復を行うためのコントローラとを有する。
このように、高速な印刷を行う画像形成機構に、インクジェットラインプリンタを付加することにより、画像形成機構の高速印刷を維持しつつ、容易にカラー印刷が可能となる。又、印刷媒体の幅方向を複数の領域に分割し、各領域の印刷を静止して行う複数のインクジェットヘッドを設けたインクジェットラインプリンタで構成し、インクジェットヘッドを、印刷媒体の脇に設けたホームポジションとプリントポジションで移動するようにしたため、フルラインインクジェットプリンタであっても、ホームポジションに設けたバックアップ機構で、各インクジェットヘッドのノズル面の乾燥や塵埃の付着を防止でき、且つノズルの気泡除去し、ヘッドのノズルの吐出不良も回復できる。このため、信頼性の高く、連続印刷可能なカラー画像形成装置を提供できる。
又、本発明では、好ましくは、ホストからの印刷命令に従い、前記画像形成機構を制御するとともに、前記印刷命令に含まれる前記インクジェットラインプリンタの印刷命令を前記コントローラに送信する制御機構を設けた。これにより、容易に画像形成機構にインクジェットラインプリンタを組み込むことができる。
又、本発明では、好ましくは、前記画像形成機構が、電子写真機構であることにより、高速印刷を行いつつ、簡易にカラー印刷機能を付与できる。又、本発明では、好ましくは、前記印刷媒体が、連続帳票であることにより、連続印刷を容易に実行できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例をインクジェットラインプリンタ、画像形成装置、インクジェットラインプリンタの制御、他のインクジェットラインプリンタ、インクジェットヘッドの配置交代制御、インクジェットヘッドの位置調整、他の実施の形態の順で説明する。
［インクジェットラインプリンタ］
図１及び図２は、インクジェットラインプリンタの構成図であり、図１は、インクジェットヘッドがホームポジションに位置する状態を示し、図２は、インクジェットヘッドがプリントポジションに位置する状態を示す。
図１に示すように、用紙等の印刷媒体７の幅方向に、３本のガイドレール４−１〜４−３が設けられている。各ガイドレール４−１から４−３には、インクジェットヘッド１−１〜１−３が取り付けられたステージ３−１〜３−３が設けられている。インクジェットヘッド１−１〜１−３は、ステージ３−１〜３−３に、ノズル面を下に向けて設けられる。ステージ３−１〜３−３は、ガイドレール４−１〜４−３に沿い、移動する。
図１に示すホームポジションには、ヘッドキャップ２−１〜２−３が設けられている。ヘッドキャップ２−１〜２−３は、ホームポジションにおいて、インクジェットヘッド２−１〜２−３のノズル面を覆い、ノズルの保護や、ノズルのクリーニングを行う。
図１及び図２の詳細を説明する前に、ラインタイプのインクジェットプリンタの各構成要素を説明する。図３は、インクジェットヘッド１−１の斜視図、図４は、インクジェットヘッドの断面図である。
図３に示すように、ノズル板４１には、多数のノズル孔４２ａ〜４２ｄが形成されている。圧力室板４４は、多数のインク室４５ａ〜４５ｄを形成する。圧電素子４３は，接合部材４６で圧力室板４４に接合され、且つ電圧の印加により変形して、接合部材４６を介して、圧力室板４４のインク室４５ａ〜４５ｄに圧力を加える。ノズル板４１は、各ノズル孔４２ａ〜４２ｄが、各インク室４５ａ〜４５ｄに対応するように、圧力室板４４と圧電素子４３に接合される。
図４に示すように、圧力室板４４には、インク室４５の他に、共通のインク溜め４５１と、インク供給路４７０とが設けられ、共通のインク溜め４５１から各インク供給路４７０を介して各ノズルのインク室４５へインク媒体が供給される。
圧力発生手段である圧電素子４３には，共通電極層４８ａ〜４８ｃと、個別電極４９ａ〜４９ｃとが積層されていて，各電極に電圧を印加することで、その間の圧電素子層４７ａ〜４７ｅが変位し、インク室４５に圧力が印加され、ノズル孔４２からインク粒子が吐出する。
図３及び図４のインクジェットヘッド１−１は、圧電素子を圧力発生手段に使用した圧電型を示しているが、発熱素子を圧力発生手段に使用したバブル型のものも適用できる。
図５は、ステージ３−１の断面図である。ステージ３−１は、ガイドレール４−１に案内されて、ガイドレール４−１の延長方向Ｘにインクジェットヘッド１−１を移動するためのＸアクチュエータ３０４と、Ｘアクチュエータ３０４の上に設けられ、Ｘ方向と直交する用紙搬送方向Ｙにインクジェットヘッド１−１を移動するためのＹアクチュエータ３０２と、インクジェットヘッド１−１を用紙面で、回転するためのθアクチュエータ３００とを有する。図５では、θアクチュエータ３００に、インクジェットヘッド１−１が、ノズル面（図３及び図４のノズル板４１）が用紙７に対向するように、取り付けられる。
図８は、ホームポジションの各要素の構成図であり、キャップ２−１を覆うカバー５と、カバー５を開閉する開閉機構１６と、キャップ２−１を上下動するキャップ駆動機構１４と、キャップ２−１の内部を吸引する吸引ポンプ１２と、キャップ２−１と吸引ポンプ１２を連結する排出パイプ６とが設けられている。
図１は、インクジェットヘッド１−１〜１−３が、ヘッドホームポジションにある状態を表わしている。待機状態、或いは長期間停止する場合などは、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、用紙幅方向のヘッドホームポジションに退避し、且つヘッドホームポジションで、図９に示すように、キャップ２−１〜２−３により、そのノズル面が覆われる。
これにより、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面やノズル孔を、乾燥や塵等の外部環境から保護する。そして、印刷前には、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、各ノズル孔からキャップ２−１〜２−３に向けてインクを噴出し（スプレーという）、ノズルの詰まり、気泡を除去し、ノズルメニスカス面をリフレッシュしてから、用紙７の上面のプリントポジションに移動する。
図２は、インクジェットヘッド１−１〜１−３が、ヘッドプリントポジションに移動した状態を表わしている。印刷時に、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、ステージ３−１〜３−３が、ガイドレール４−１〜４−３上を移動することにより、各ヘッドのプリント位置に運ばれる。
図６は、各インクジェットヘッド１−１〜１−３のプリント位置を示したものである。図１及び図２の例では、インクジェットヘッドが３つであるので、用紙７の幅方向をＷ１〜Ｗ３に３分割し、インクジェットヘッド１−１は、領域Ｗ１を、インクジェットヘッド１−２は、領域Ｗ２を、インクジェットヘッド１−３は、領域Ｗ３を印刷担当領域とするように、位置付けられる。そして、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、各々のプリント位置で、移動せず静止して、各々の印刷担当領域Ｗ１〜Ｗ３の印刷を行う。
このため、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、印刷密度に従い、領域幅分の数のノズルを有する。例えば、用紙７が、１８インチの連続用紙（フォーム）であり、印刷密度を３６０ｄｐｉとすると、用紙７の全幅の印刷に、６４８０ドット必要とする。このため、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、その１／３である２１６０ドットを印刷する必要がある。
即ち、静止して、各印刷担当領域を印刷するには、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、最低２１６０個のノズルを持つ。このノズル列は、１列であっても、千鳥配列であっても良い。又、ヘッドの個数や各ヘッドのノズル数は、これに限られるものではなく、要求される印刷密度や、担当する用紙の幅領域、設けられるヘッド数に応じて、適宜選択できる。
更に、図７は、ノズル面から見たときのノズルピッチの構成を示す。ノズルピッチＢとノズルピッチＣは，個々のヘッド１−１，１−２のノズルピッチを示す。ライン型として２個以上ヘッドを並べて使用する場合、特別な理由が無い限り，ノズルピッチＢ，Ｃは同じ長さである。
また、ヘッド１−１，１−２のプリント位置での配置を、ヘッド間のノズルピッチＣが，ノズルピッチＢ及びＣと同等の長さにする必要がある。即ち、図７に示すようなノズル４２の位置関係が得られるように、各インクジェットヘッド１−１、１−２、１−３のプリント位置を設定する。
図２のインクジェットヘッド１−１〜１−３が、プリントポジションに位置する際、キャップ２−１〜２−３は、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面と接触する面が、紙粉等で汚れない及びキャップ内に塵が付着しないように、インクジェットヘッド１−１〜１−３の移動と同時に、図８に示すカバー５で保護される。即ち、キャップ駆動機構１４によりキャップ２−１を下げ、カバー場開閉機構１６により、キャップ２−１の上面をカバー５で覆う。これにより、キャップ２−１〜２−３の汚染により、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面やノズル孔が汚染されることを防止できる。
更に、後述するように、印字中にインクの吐出不良が検出された場合は、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、速やかに動作を停止し、不具合の生じたインクジェットヘッド１−１〜１−３を、ステージ３−１〜３−３により、ホームポジションへと移動する。そして、図９に示すように、ホームポジションにおいて、インクジェットヘッドのノズル面をキャップ２−１〜２−３で覆い、気泡排出の為のパージ（吸引）やスプレー等の復旧動作を行う。その後、インクジェットヘッド１−１から１−３を、再びプリントポジションへと戻す。
図８に示したように、このキャップ２−１〜２−３には、インク排出チューブ６を介し吸引ポンプ１２が接続されており、排出シーケンスを実行する為のコントローラや、圧力センサなどにより良好なパージ（吸引動作）が実現できる。更に、ヘッドのスプレー時のインクも、キャップ２−１〜２−３からこの排出チューブ６により、キャップ２−１〜２−３の外部に設置された廃インクタンクに排出される。
図１０及び図１１は、インクジェットプリンタの用紙テンション用プレートの断面図及び上面図である。インクジェットヘッド１の印字領域において、用紙７とインクジェットヘッド１のノズル面とのクリアランスが、用紙の皺やバタツキ等で変動すると、インクドット径やドットピッチが変化し、印刷品質を低下する原因となる。特に、用紙７に、折り畳み用紙を使用すると、ミシン目等の折り畳み部位で、クリアランスが変化し易い。
このクリアランスの変動を防止するため、インクジェットヘッド１の下では、用紙７が常に張った状態で搬送されるように、搬送面を凸にした用紙テンション用プレート８を設ける。更に、用紙搬送方向の凸部の前後には、用紙７を搬送面（プレート８）に対して押さえつけるように、一対の用紙押さえ用コロ９を配置する。用紙押さえ用コロ９の個数や設置間隔、押さえ圧等は、装置の条件に合わせて最適に設定する。
このテンション用プレート８により、折り畳み用紙（連続帳票）７を高速搬送しても、印刷品質の低下を防止でき、信頼性が高くメンテンス性の良好なライン型インクジェットプリンタの高速化が可能となる。
このように、印刷媒体の幅方向を複数の領域に分割し、各領域の印刷を静止して行う複数のインクジェットヘッドを設け、このインクジェットヘッドを、印刷媒体の脇に設けたホームポジションとプリントポジションで移動するようにしたため、フルラインインクジェットプリンタであっても、待機状態でのヘッドのノズル面の乾燥や塵埃の付着を防止でき、且つ小型で高速なライン型インクジェットプリンタを提供できる。
又、ヘッドのノズルの吐出不良も回復でき、信頼性の高いライン型インクジェットプリンタが提供できる。インクの排出機構を設けたので、メンテナンスの容易なライン型インクジェットプリンタが提供できる。更に、キャップ上面を保護するカバーを開閉自在に設けたので、ヘッドの汚染を防止した信頼性の高いライン型インクジェットプリンタが提供できる。更に、ヘッドのノズルと印刷媒体とのクリアランスを維持する搬送面を設けたので、印刷品質の低下を防止した高印字品質のライン型インクジェットプリンタが提供できる。
［画像形成装置］
図１２は、本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成図、図１３は、本発明の他の実施の形態の画像形成装置の構成図である。図１２及び図１３に示すように、画像形成装置は、電子写真型ページプリンタ２０と、インクジェットラインプリンタ３０とで構成され、連続用紙７に多色印刷を行う。
図１２は、電子写真型ページプリンタ２０の後段に、インクジェットラインプリンタ３０を設けたものであり、電子写真型ページプリンタ２０で、連続用紙７に一色の印刷をした後、インクジェットラインプリンタ３０で、連続用紙７に他色の印刷を行う。
図１３は、電子写真型ページプリンタ２０の前段に、インクジェットラインプリンタ３０を設けたものであり、インクジェットラインプリンタ３０で、連続用紙７に一色の印刷をした後、電子写真型ページプリンタ２０で、連続用紙７に他色の印刷を行う。
電子写真型ページプリンタ２０は、感光ドラム２６を有する周知の電子写真機構で構成される電子写真エンジン２４で構成される。即ち、電子写真エンジン２４では、周知の電子写真プロセスにより感光ドラム２６にトナー像を形成し、感光ドラム２６のトナー像を、トラクタ搬送機構で連続送りされる連続用紙７に転写する。用紙７は、定着ユニット２８で、熱又はフラッシュ光を受け、用紙７のトナーが溶け、用紙７に定着する。
この電子写真型ページプリンタ２０は、高速に連続用紙７に印刷できる。但し、電子写真型ページプリンタで多色印刷を行う場合には、各色の感光ドラムを含む電子写真機構を設ける必要があり、構造が複雑化する。又、各色のトナーを位置合わせする必要があるため、高速な印刷が困難である。
一方、インクジェットラインプリンタ３０は、構造は簡単であり、短時間の高速印刷は可能である。しかし、連続印刷すると、各ノズルのインクを噴出する頻度により、各ノズルの状態が変化する。このため、ノズルの状態を回復するシーケンスが必要となり、長時間の高速連続印刷は難しい。
このため、この実施の形態では、カラー印刷の内、印刷データの多い色を、電子写真型ページプリンタ２０で担当し、印刷データの少ない色を、インクジェットラインプリンタ３０で担当することにより、カラー高速印刷を実現する。例えば、黒色の印刷を、電子写真型ページプリンタ２０で行い、赤色や青色の印刷を、インクジェットラインプリンタ３０で行う。好ましくは、文書印刷において、文字等の黒色の印刷を、電子写真型ページプリンタ２０で行い、赤色や青色の部分的印刷を、インクジェットラインプリンタ３０で行う。
図１２の例では、電子写真型ページプリンタ２０の下流に、インクジェットラインプリンタ３０を設けているため、用紙７にトナー像を定着後に、インクジェット印刷を行う。このため、インクジェット印刷でのインク像が、電子写真型ページプリンタ２０のトナー像の転写、定着に影響を与えない。
図１４は、図１２の画像形成装置のブロック図である。図１４に示すように、電子写真型ページプリンタ２０は、図１２の電子写真エンジン２４と、この電子写真エンジン２４を制御する電子写真メカコントローラ２２と、画像形成装置の全体制御を行う装置コントローラ４２とからなる。
一方、インクジェットラインプリンタ３０は、インクジェットエンジン３４（図１のインクジェットヘッド１−１〜１−３、ステージ２−１〜２−３、キャップ３−１〜３−３）と、このインクジェットエンジン３４を制御するインクジェットコントローラ３２とからなる。
装置コントローラ４２は、ホスト４０に接続され、ホスト４０からの印刷指令を受信し、ビットマップデータに展開する。装置コントローラ４２は、インクジェットエンジン３４が印刷すべきビットマップデータ（印刷すべき色のビットマップデータ）を、インクジェットコントローラ３２に転送する。インクジェットコントローラ３２は、ビットマップデータに従い、インクジェットエンジン３４を制御し、用紙７に印刷を行う。
又、装置コントローラ４２は、電子写真エンジン２４が印刷すべきビットマップデータ（印刷すべき色のビットマップデータ）を、電子写真メカコントローラ２２に転送する。電子写真コントローラ２２は、ビットマップデータに従い、電子写真エンジン２４を制御し、用紙７に印刷を行う。
このように、高速な印刷を行う電子写真プリンタに、インクジェットラインプリンタを付加することにより、電子写真プリンタの高速印刷を維持しつつ、容易にカラー印刷が可能となる。
［インクジェットラインプリンタの制御］
次に、インクジェットラインプリンタの制御を、装置起動時、印刷起動時、スプレー時、印刷終了時、不吐出ノズル検出時の順で説明する。尚、いずれも、図１４に示したインクジェットコントローラ３２が実行する。
図１５は、本発明のインクジェットラインプリンタの装置起動時の制御フロー図である。
（Ｓ１０）メインスイッチがオンされると、印刷命令を待つ。
（Ｓ１２）印刷命令を受けると、印刷命令にインク印刷データ（インクジェットヘッドで印刷するデータ）が有るかを判定する。インク印刷データが無い場合には、キャッピング保持を維持する。即ち、図１に示したように、待機状態、或いは長期間停止する場合などは、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、用紙幅方向のヘッドホームポジションに退避していて、且つヘッドホームポジションで、図９に示すように、キャップ２−１〜２−３により、そのノズル面が覆われる。これにより、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面やノズル孔を、乾燥や塵等の外部環境から保護する。
（Ｓ１４）一方、インク印刷データが有る場合には、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面を覆うキャップ２−１〜２−３の内部を吸引ポンプ１２で吸引し、インクジェットヘッド１−１〜１−３の各ノズルからインクを強制的に吸引する。これをパージという。即ち、キャッピングしていても、所定時間駆動していない場合には、ノズルが詰まっている可能性があるため、強制吸引して、ノズルの詰まりを除去する。
（Ｓ１６）一定時間吸引した後、図８に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面からキャップ２−１〜２−３を離間する。そして、図２に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３を、用紙７の上面のプリントポジションに移動する。この時、図２に示すキャップ２−１〜２−３の端部に設けられたワイパー７０により、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面が拭き取られ（ワイピングという）、ノズル面のクリーニングを行う。
即ち、図２に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、ステージ３−１〜３−３が、ガイドレール４−１〜４−３上を移動することにより、各ヘッドのプリント位置に運ばれる。このプリント位置で、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、静止して、インク印刷データの印刷を行う。
次に、図１６により、待機状態から印刷時への移行処理を説明する。
（Ｓ２０）図１の待機状態において、印刷命令を受けると、印刷命令にインク印刷データ（インクジェットヘッドで印刷するデータ）が有るかを判定する。インク印刷データが無い場合には、キャッピング保持を維持する。即ち、図１に示したように、待機状態、或いは長期間停止する場合などは、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、用紙幅方向のヘッドホームポジションに退避していて、且つヘッドホームポジションで、図９に示すように、キャップ２−１〜２−３により、そのノズル面が覆われる。これにより、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面やノズル孔を、乾燥や塵等の外部環境から保護する。
（Ｓ２２）一方、インク印刷データが有る場合には、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面を覆うキャップ２−１〜２−３を、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面から離間する。そして、インクジェットヘッド１−１〜１−３の各ノズルを駆動し、各ノズルからインク粒を噴射する（これをスプレーという）。即ち、印刷前に、各ノズルからインク粒を噴射し、ノズル孔の状態を初期化する。
（Ｓ２４）そして、図２に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、ステージ３−１〜３−３が、ガイドレール４−１〜４−３上を移動することにより、各ヘッドのプリント位置に運ばれる。このプリント位置で、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、静止して、インク印刷データの印刷を行う。
次に、図１７により、印刷時のスプレー処理を説明する。
（Ｓ３０）図１５及び図１６により、プリント位置で、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、静止して、インク印刷データの印刷を行っている間に、各インクジェットヘッド１−１〜１−３の連続印刷時間を計測し、連続印刷時間が、規定のＹ分以上であるかを判定する。即ち、インクジェットヘッド１−１〜１−３を連続運転すると、インク印刷データによって、各ノズルの駆動頻度が変化し、全然駆動されないノズルもある。このようなノズルを連続運転で放置すると、そのノズルの目詰まりや気泡が生じるおそれがある。このため、連続印刷を、規定時間Ｙ分に制限する。
（Ｓ３２）連続印刷時間が、Ｙ分以上であれば、フォーマット（ページ）単位で印刷を終了し、図１に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３を、ステージ３−１〜３−３により、用紙幅方向のヘッドホームポジションに退避する。
（Ｓ３４）そして、キャップ２−１〜２−３を、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面から離間した状態で、インクジェットヘッド１−１〜１−３の各ノズルを駆動し、各ノズルからインク粒を噴射する（スプレー）。即ち、規定時間の連続印刷後に、各ノズルからインク粒を噴射し、ノズル孔の状態を初期化する。
（Ｓ３６）そして、図２に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、ステージ３−１〜３−３が、ガイドレール４−１〜４−３上を移動することにより、各ヘッドのプリント位置に戻され、このプリント位置で、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、静止して、インク印刷データの印刷を再開する。
次に、図１８により、印刷ジョブの終了時の処理を説明する。
（Ｓ４０）図１５、図１６及び図１７により、プリント位置で、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、静止して、インク印刷データの印刷を行い、１つの印刷ジョブが終了した場合には、継続して次のジョブを印刷するかを判定する。例えば、プリンタのオペレータやホストから印刷スケジュールが通知されている場合に、次のジョブを継続して印刷するかを判定できる。継続して印刷しない場合には、ステップＳ４４に進む。
（Ｓ４２）継続して印刷する場合には、前述の印刷スケジュールから次のジョブ開始時間までのヘッド印刷ポジションでのヘッドの待機時間が、Ｘ分以上かを判定する。待機時間が長いと、乾燥等によりノズルの目詰まりが生じるおそれがある。このため、待機時間を、規定時間Ｘ分に制限する。待機時間がＸ分を越えない場合には、プリント位置で待機し、待機時間経過後、印刷を開始する。
（Ｓ４４）待機時間が、Ｘ分以上であれば、図１に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３を、ステージ３−１〜３−３により、用紙幅方向のヘッドホームポジションに退避する。そして、キャップ２−１〜２−３を、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面に接触して、インクジェットヘッド１−１〜１−３の各ノズルをキャップし、乾燥や埃から保護する。
次に、図１９及び図２０により、不吐出ノズルの検出及びその回復処理を説明する。
（Ｓ５０）図１５乃至図１８により、プリント位置で、各インクジェットヘッド１−１〜１−３は、静止して、インク印刷データの印刷を行っている間に、各インクジェットヘッド１−１〜１−３の連続印刷時間を計測し、連続印刷時間が、規定のＺ（Ｚ＞Ｙ）分以上であるかを判定する。即ち、インクジェットヘッド１−１〜１−３を連続運転すると、インク印刷データによって、各ノズルの駆動頻度が変化し、全然駆動されないノズルもある。このようなノズルを連続運転で放置すると、そのノズルの目詰まりが生じるおそれがある。このため、連続印刷を、規定時間Ｚ分に制限する。
（Ｓ５２）連続印刷時間が、Ｚ分以上であれば、フォーマット（ページ）単位で印刷を終了する。
（Ｓ５４）次に、各インクジェットヘッド１−１〜１−３でテストパターンを印刷させる。例えば、全ノズルを駆動する。図２０に示すように、用紙７の搬送方向の上流側に、ラインセンサ１８を設ける。このラインセンサ１８は、用紙７の全ノズルのインクドットを検出し、光電変換する。前述のインクジェットコントローラ３２は、光電変換出力から全ノズルからインクが噴出しているかを判定する。即ち、インクを吐出しなかったノズルがあるかを判定する。インクを吐出しなかったノズルが無い場合には、ステップＳ５０に戻り、印刷を再開する。
（Ｓ５６）一方、インクを吐出しなかったノズルが有る場合には、そのノズルを持つインクジェットヘッド１−１〜１−３のみを、ステージ３−１〜３−３により、用紙幅方向のヘッドホームポジションに退避する。そして、キャップ２−１〜２−３を、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面に接触し、キャップ２−１〜２−３の内部を吸引ポンプ１２で吸引し、インクジェットヘッド１−１〜１−３の各ノズルからインクを強制的に吸引する（パージする）。即ち、ノズルが詰まっている場合には、強制吸引して、ノズルの詰まりを除去する。
（Ｓ５８）一定時間吸引した後、図８に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面からキャップ２−１〜２−３を離間する。そして、図２に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３を、用紙７の上面のプリントポジションに移動する。この時、図２に示すキャップ２−１〜２−３の端部に設けられたワイパー７０により、インクジェットヘッド１−１〜１−３のノズル面が拭き取られ（ワイピングという）、ノズル面のクリーニングを行う。
即ち、図２に示すように、インクジェットヘッド１−１〜１−３は、ステージ３−１〜３−３が、ガイドレール４−１〜４−３上を移動することにより、各ヘッドのプリント位置に運ばれる。そして、ステップＳ５４に戻り、このプリント位置で、テストパターンの印刷を再度行い、不吐出ノズルがなくなるまで繰り返す。
図２０のラインセンサ１８は、用紙７の幅方向の領域の印刷結果を検出するため、用紙幅の幅を持つものであっても良いし、それ以下の幅を持ち、用紙幅方向にセンサが移動するものであっても良い。又、テストパターンは、１列のみならず、複数列であっても良く、複数列の場合に、１ノズル置きに駆動するパターンであっても良い。このようにして、ラインプリンタを構成する各インクジェットヘッドの印刷、保護、回復制御が、プリントポジション、ホームポジションを使用して行われる。
［他のインクジェットラインプリンタ］
図２１及び図２２は、本発明のインクジェットラインプリンタの他の実施の形態の上面図であり、図２１は、ヘッドがホームポジションにある状態、図２２は、ヘッドがプリントポジションにある状態を示す。
この実施の形態では、用紙７の両側に、ヘッドのホームポジションを設けている。即ち、図２１に示すように、用紙７の左側に、ヘッド１−１、１−２のホームポジション（キャップ機構）２−Ｌを、用紙７の右側に、ヘッド１−３、１−４、１−５のホームポジション（キャップ機構）２−Ｒを設ける。
そして、図２２に示すように、プリントポジションは、ガイドレール４−１に沿い、インクジェットヘッド１−１、１−５を、用紙７の左端、右端に、ガイドレール４−３に沿い、インクジェットヘッド１−３を、用紙７の中央に、ガイドレール４−２に沿い、インクジェットヘッド１−２、１−４を、用紙７のその間に設定する。
このように構成することにより、図１の用紙搬送方向の領域に、５個のインクジェットヘッドを配置できる。このため、前述の用紙７が、１８インチの連続用紙（フォーム）で、印刷密度を３６０ｄｐｉとすると、用紙７の全幅の印刷に、６４８０ドット必要とする場合には、各インクジェットヘッド１−１〜１−５は、その１／５である１２９６ノズルで良い。即ち、より容易に製造できる少ないノズル数のインクジェットヘッドを使用しても、装置の専有面積を大型化することがない。
更に、このような構成は、インクジェットヘッドのカラー色を複数とした場合に、複数色のインク噴出を行う複数列のノズルを持つインクジェットヘッドを搭載するのに、大型化防止の観点で有利である。
［インクジェットヘッドの配置交代制御］
次に、インクジェットラインプリンタにおいて、プリントポジションでの、各インクジェットヘッドの配置を制御して、ノズルの負荷を分散する。インクジェットヘッドでは、ノズルの駆動回数により、ヘッドの寿命が決定されるため、特定のノズルが頻繁に駆動されると、ヘッド全体の寿命が短くなる。
本発明のインクジェットラインプリンタでは、各インクジェットヘッドが、用紙７の幅方向に移動できる点を利用して、負荷分散のためのヘッドの配置を交代する。
図２３（Ａ）乃至図２３（Ｃ）は、本発明のインクジェットヘッドの配置交代制御の説明図である。図２３（Ａ）は、インクジェットヘッド１−１、１−２を２個並べ、用紙幅全体をカバーするラインプリンタを例に示している。ヘッド１−１とヘッド１−２は、同仕様のヘッドを用い、ヘッド１−１は、用紙搬送方向の左領域、ヘッド１−２は右領域を印刷するように、配置して、用紙７全体の印刷をカバーしている。
図２３（Ｃ）は、ヘッド配置を入れ替え、ヘッド１−１は，用紙搬送方向の右領域、ヘッド１−２は、左領域を印刷する配置とする。あるタイミングで、図２３（Ａ）の配置から図２３（Ｃ）のヘッド配置にすることで、特定のノズル（ヘッド）の負荷が分散され、装置として高寿命化となる。この入れ替えのタイミングとして、図２３（Ｂ）に示すように、ヘッド１−１、１−２がホームポジションに移動した後、印刷領域に復帰したときに、図２３（Ｃ）のように、ヘッドのポジションを変更することが効率的である。
例えば、図２３（Ａ）の初期状態のヘッド配置で、所定のパターンを印刷している。次に、図２３（Ｂ）に示すように、ヘッド１−１、１−２は、印刷途中のスプレー動作や印刷終了後のヘッド保護のために、ホームポジションに移動する。そして、ホームポジションから印刷状態に復帰するとき、これまでの各ノズルの吐出回数とこれから印刷するパターンデータとを考慮し、特定のノズルの負荷を軽減するために、図２３（Ｃ）のように、ヘッド１−１とヘッド１−２のポジションを入れ替えて印刷を開始する。又、特定のノズルの負荷が見られない場合は、図２３（Ａ）に示すように、初期状態での印刷を行う場合もある。
図２４は、本発明のヘッド配置交代制御の一実施の形態の制御フロー図である。
（Ｓ６０）１ジョブの印刷中に、ヘッド１−１、１−２の各ノズルの吐出回数を計測し、１ジョブの印刷終了後、各ノズルの吐出回数を記録する。
（Ｓ６２）ヘッド１−１、１−２で、同一番号（ヘッドでの同一位置）の各ノズルの吐出回数の差を計算し、吐出回数の差が、設定吐出回数ｎ回以上かを判定する。吐出回数の差が「ｎ」以上でない場合、次のジョブは、現在のヘッド配置で印刷する。
（Ｓ６４）吐出回数の差が、「ｎ」以上であるなら、次回の印刷開始時に、ヘッド１−１、１−２の印刷ポジションを入れ替える。
図２５は、本発明のヘッド配置交代制御の他の実施の形態の制御フロー図である。
（Ｓ６６）１ジョブの印刷中に随時、ヘッド１−１、１−２の各ノズルの吐出回数を計測する。そして、印刷中に随時、ヘッド１−１、１−２で、同一番号（ヘッドでの同一位置）の各ノズルの吐出回数の差を計算し、吐出回数の差が、設定吐出回数ｎ回以上かを判定する。吐出回数の差が「ｎ」以上でない場合、次のジョブは、現在のヘッド配置で印刷する。
（Ｓ６８）同一番号のノズル吐出回数の差が、設定吐出回数ｎ回以上になった時、ヘッド１−１、１−２は、ホームポジションに移動し、次に、印刷ポジションを入れ替え、印刷を再開する。ホームポジションに移動するタイミングは、定期的に行うスプレー時期に連動すると、印刷時間のロス無く行うことができ、有効である。
図２６は、ヘッド１−１とヘッド１−２のポジションを入れ替えなかった場合において、ある印刷における各ヘッドの各ノズル吐出回数の分布をグラフで示したものである。ヘッド１−１について見てみると、５、６番ノズルの吐出回数は極端に少ないが、１番ノズルの吐出回数が多く、寿命設定値（ここでは、４９０億回）を超えているため、ヘッドとして交換が必要となる。また、ヘッド１−２について見てみると、全体的に寿命設定値に達しておらず、ヘッド１−１に比べ、１番ノズルの吐出回数もそれほど多くない。
図２７は、図２６と同じ条件で、あるタイミングで、ヘッド１−１とヘッド１−２のポジションを入れ替えた場合において、各ヘッドの各ノズルのノズル吐出回数の分布をグラフで示す。図２６の例では、ヘッド１−１で、１番ノズルは寿命設定値を超えていたが、図２７のように、ヘッド１−１、１−２のポジションを入れ替えることで、１番ノズルは、寿命設定値を下回る結果となった。
また、ヘッド１−１、ヘッド１−２の吐出回数を同レベルに保つことが可能となり、装置としてより高寿命化を実現することができる。この例では、ラインプリンタを２つのインクジェットヘッドで構成しているが、３つ以上のものでも、同様に、配置交代制御できる。
このように、各ノズルの吐出回数及び印字データにより、複数のインクジェットヘッドの配置を入れ替えることで、特定ノズル（ヘッド）の負荷が軽減され、装置として高寿命化を実現することができる。
又、配置交代を実行するタイミングは、１回の印刷命令の終了時、スプレータイミング時、メインスイッチの投入時等、ユーザの使用頻度、印刷データ等により適切なものを決定し、個々のヘッドの負荷を最小限に抑え、装置として高寿命化を実現することができる。
［インクジェットヘッドの位置調整］
本発明のインクジェットラインプリンタでは、複数のインクジェットヘッドを幅方向に設けるため、各インクジェットヘッドの位置合わせが必要である。この位置合わせに、ヘッド間の回転方向の位置合わせと、ヘッド間の水平、垂直方向の位置合わせがある。このような位置合わせは、高解像度により、目視による調整では、難しいため、以下のように、位置合わせを自動化する。
図２８は、本発明のインクジェットヘッドの位置合わせの一実施の形態の説明図、図２９は、その位置合わせ動作の説明図である。
図２８に示すように、ここでは、４つのインクジェットヘッド１−１〜１−４により、ラインプリンタを構成する。各インクジェットヘッド１−１〜１−４の印字範囲は、配置された印字面と同等であり，印字のための主走査方向に移動はしない。本実施例は、インクジェットヘッド１−１〜１−４を千鳥配列としているが、他の配列方法も可能である。
各インクジェットヘッド１−１〜１−４は、配置位置で、静止して、図のようなテストパターンを印刷する。用紙７に、印刷された印字結果５１ａ〜５１ｄが存在する。
用紙７の副走査方向のヘッド１−１〜１−４の下流側に，ＣＣＤカメラ５０が設置され、本実施例では、用紙７の主走査方向に、移動可能となっている。又、ＣＣＤカメラ５０を複数設け、ヘッド間ごとに装備することも可能である。
まず、ＣＣＤカメラ５０は，各ヘッド１−１〜１−４が印字した結果５１ａ〜５１ｄを読込み，インクジェットコントローラ３２は、読込み出力から各ヘッドの傾き精度を調査し，ヘッド１−１〜１−４のステージ３−１〜３−４にフィードバックして，各ヘッドの傾きを修正する．
図２９は、ＣＣＤカメラ５０による取込画像例であり，各インクジェットヘッド１−１、１−２の取付の傾きによる印字の傾きを表している。この画像５１ａ，５１ｂからヘッド１−１、１−２の傾きθ１，θ２を解析し，各ヘッド１−１、１−２の傾き補正量を計算して、ステージ３−１、３−２のθアクチュエータ３００（図５参照）を駆動して、取付時に生じる傾きを補正する。ヘッド１−３、１−４についても、同様である。
補正後、再度テストパターンの印字を行って回転方向の調整結果を再確認する。回転方向の調整完了ならば、図３０にて後述するように、再度印字を行い，次に各ヘッドの主走査および副走査方向の位置ズレ調整を行う。
図３０に示すように、回転補正された各インクジェットヘッド１−１〜１−４により、同様のテストパターン５２ａ〜５２ｄを印刷する。そして、ＣＣＤカメラ５０が，取込位置に移動し，各ヘッドの印字範囲における継目部分の画像を読み込む。図３１は、ＣＣＤカメラ５０による取込画像の例であり，各ヘッド１−１〜１−４のヘッド間隔の位置ズレによる、印字ズレを表している。
インクジェットコントローラ３２は、この画像５２ａ，５２ｂから主走査方向の位置ずれｄｘ、副走査方向の位置ずれｄｙを解析し，位置ズレ補正量を計算して、インクジェットヘッド１−１〜１−４のステージ３−１〜３−４のＹアクチュエータ３０２、Ｘアクチュエータ３０４（図５参照）を駆動して、ヘッドの主走査，副走査方向の位置ズレを調整する。
例えば、位置調整には、ヘッド１−１を基準とし、ヘッド１−２を補正した移動量を加味して、ヘッド１−３の補正量を計算し、ヘッド１−２、１−３の補正量を加味して，ヘッド１−４の補正量を計算する。
図３２は、図２８及び図２９で説明したインクジェットヘッドの回転ずれの補正処理フローチャートである。なお。図３２は、画像取込み用ＣＣＤカメラ５０は，１つ装備した場合の実施例である。
（Ｓ２０１）回転方向の調整指示に応じて、調整処理を開始する。
（Ｓ２０２）各インクジェットヘッド１−１〜１−４からテストパターンを印刷する。
（Ｓ２０３）ヘッド数のポインタに、ヘッド数「ｎ」（図２８では、４）を設定する。
（Ｓ２０４）参照ヘッドポインタｍを、「１」に初期化する。
（Ｓ２０５）参照ヘッドポインタｍが、ヘッド数ｎより小さいかを判定し、小さくないなら、ステップＳ２１２に進み、終了する。
（Ｓ２０６）参照ヘッドポインタｍが、ヘッド数ｎより小さい場合には、ＣＣＤカメラ５０を，ポインタｍであらかじめ設定されている場所まで移動させる。
（Ｓ２０７）ＣＣＤカメラ５０で、画像取込を行なう。
（Ｓ２０８）画像取り込みデータのデータ解析によりインクジェットヘッドの傾きθ＝Ｘ°を算出する。
（Ｓ２０９）傾きの角度の絶対値｜θ｜と、許容傾き角度（例えば、０．１°）と比較する。絶対値｜θ｜＞０．１°でないならば、ステップＳ２１１に進む。
（Ｓ２１０）絶対値｜θ｜＞０．１°である場合には、補正量θ’＝−Ｘ°で、ステージのθアクチュエータ３００を駆動し、回転補正を行う。
（Ｓ２１１）参照ヘッドポインタｍを「１」インクリメントし、ステップＳ２０５に戻り、次のインクジェットヘッドの補正を行う。
図３３は、各インクジェットヘッドの傾き補正終了後，ヘッドの主走査方向，副走査方向位置の補正処理のフローチャートである。同様に、ＣＣＤカメラ１台での作動の場合を示す。
（Ｓ２２１）主及び副走査方向の調整指示に応じて、調整処理を開始する。
（Ｓ２２２）各インクジェットヘッド１−１〜１−４からテストパターンを印刷する。
（Ｓ２２３）ヘッド数のポインタに、ヘッド数「ｎ」（図３０では、４）を設定する。
（Ｓ２２４）参照ヘッドポインタｍを、「１」に初期化する。
（Ｓ２２５）参照ヘッドポインタｍが、ヘッド数ｎより小さいかを判定し、小さくないなら、ステップＳ２３４に進み、終了する。
（Ｓ２２６）参照ヘッドポインタｍが、ヘッド数ｎより小さい場合には、ＣＣＤカメラ５０を，ポインタｍであらかじめ設定されている場所まで移動させる。
（Ｓ２２７）ＣＣＤカメラ５０で、画像取込を行なう。
（Ｓ２２８）画像取り込みデータのデータ解析によりインクジェットヘッドの主、副走査方向の位置ずれｄｘ，ｄｙを算出する。
（Ｓ２２９）主走査方向ずれ量の絶対値｜ｄｘ｜と、許容ずれ量（例えば、１０［ｕｍ］）とを比較する。絶対値｜ｄｘ｜が、許容ずれ量より大きくない場合には、ステップＳ２３１に進む。
（Ｓ２３０）絶対値｜ｄｘ｜が、許容ずれ量より大きい場合には、補正量ｄｘ’＝＝−ａで、ヘッドのステージのＸアクチュエータ３０４を駆動し、主走査方向の位置補正を行う。
（Ｓ２３１）副走査方向ずれ量の絶対値｜ｄｙ｜と、許容ずれ量（例えば、１０［ｕｍ］）とを比較する。副走査方向ずれ量の絶対値｜ｄｙ｜が、許容ずれ量より大きくない場合には、ステップＳ２３３に進む。
（Ｓ２３２）絶対値｜ｄｙ｜＞１０である場合には、補正量ｄｙ’＝−ｂで、ステージのＹアクチュエータ３０２を駆動し、回転補正を行う。
（Ｓ２３３）参照ヘッドポインタｍを「１」インクリメントし、ステップＳ２２５に戻り、次のインクジェットヘッドの補正を行う。
又、各ヘッド傾き方向は，アセンブリ精度により解析する必要がない場合には、主走査・副走査方向の位置ズレのみ調整する方法も可能である。さらに，取り込む画像５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂを大きくすれば，ヘッドの傾きθ，位置ずれｄｘ、ｄｙを同時に検出、解析、調整することも可能である。更に、ＣＣＤカメラの数に応じて，印字中の出力を観察することで，印字欠陥を早期に発見，対策をとることも可能である。
以上説明したように，複数のインクジェットヘッドを用いて印字を行うラインプリンタにおいて，印字結果を観察・解析して，フィードバックによる各ヘッドの位置ズレを調整するシステムを組み込むことで、ヘッドの取付精度に高いものを要求されず、ヘッド取り付け作業が簡単になり，印刷画質に関しても、文字欠けや２度打ちによる濃度の高い箇所が現れることを防ぐことが可能となる。
［他の実施の形態］
印刷媒体を連続用紙で説明したが、カット媒体にも適用でき、印刷媒体も紙に限らず、他の材料のものを適用できる。画像形成装置を、ページプリンタで説明したが、複写機、ファクシミリ等にも適用できる。
又、１ラインを構成するインクジェットヘッドの数は、印刷媒体の幅や、必要とされる分解能、ヘッドのコスト等に応じて適宜選択でき、要するに２個以上のヘッドであれば良い。
更に、インクジェットヘッドは、単色のノズルのみならず、複数色の各色のノズルを備えるものであっても良い。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明の技術的趣旨の範囲内において、本発明は種々の変形が可能であり、これらを本発明の技術的範囲から排除するものではない。
産業上の利用可能性
インクジェットラインプリンタを、複数のインクジェットヘッドで構成し、且つホームポジションとプリントポジションに移動できるようにし、ホームポジションにバックアップ機構を設けたため、インクジェットによるラインプリンタであっても、インクジェットヘッドの保護や回復をバックアップ機構で実行でき、高速な連続印刷を可能とする。又、バックアップ機構を備えても、装置を小型にできる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施例のインクジェットラインプリンタの構成図である。
図２は、図１のインクジェットラインプリンタの印刷動作の説明図である。
図３は、図１のインクジェットヘッドの斜視図である。
図４は、図１のインクジェットヘッドの断面図である。
図５は、図１のステージの構成図である。
図６は、図２の印刷動作時の上面図である。
図７は、図６のインクジェットヘッドの位置関係図である。
図８は、図１のバックアップ機構の構成図である。
図９は、図８のバックアップ機構の動作説明図である。
図１０は、図１の用紙テンションプレートの断面図である。
図１１は、図１０の用紙テンションプレートの上面図である。
図１２は、本発明の一実施例のカラー画像形成装置の構成図である。
図１３は、本発明の他の実施例のカラー画像形成装置の構成図である。
図１４は、本発明の一実施例のカラー画像形成装置のブロック図である。
図１５は、本発明のインクジェットラインプリンタの装置起動時の制御フロー図である。
図１６は、本発明のインクジェットラインプリンタの印刷起動時の制御フロー図である。
図１７は、本発明のインクジェットラインプリンタのスプレー動作時の制御フロー図である。
図１８は、本発明のインクジェットラインプリンタの印刷ジョブ終了時の制御フロー図である。
図１９は、本発明のインクジェットラインプリンタの目詰まり検査時の制御フロー図である。
図２０は、図１９の動作を行うインクジェットラインプリンタの構成図である。
図２１は、本発明の他の実施例のインクジェットラインプリンタの構成図である。
図２２は、図２１のインクジェットラインプリンタの動作説明図である。
図２３は、本発明のインクジェットラインプリンタのヘッド配置交代制御の説明図である。
図２４は、図２３のインクジェットラインプリンタの配置交代制御処理フロー図である。
図２５は、図２３のインクジェットラインプリンタの配置交代制御の他の処理フロー図である。
図２６は、図２３のインクジェットラインプリンタの配置交代制御の動作を説明するノズルの吐出分布図である。
図２７は、図２３のインクジェットラインプリンタの配置交代制御時のノズルの吐出分布図である。
図２８は、本発明のインクジェットラインプリンタのヘッド傾き補正の構成図である。
図２９は、本発明のインクジェットラインプリンタのヘッド傾き補正の動作説明図である。
図３０は、本発明のインクジェットラインプリンタのヘッド間の位置ずれ補正の構成図である。
図３１は、本発明のインクジェットラインプリンタのヘッド間の位置ずれ補正動作説明図である。
図３２は、図２８のインクジェットラインプリンタのヘッド傾き補正処理フロー図である。
図３３は、図３０のインクジェットラインプリンタのヘッド間の位置ずれ補正処理フロー図である。
図３４は、第１の従来のインクジェットラインプイリンタの説明図である。
図３５は、第２の従来のインクジェットシャトルプリンタの説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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