JP5370179B2

JP5370179B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5370179B2
Application number: JP2010014202A
Authority: JP
Inventors: 渉 ▲高▼橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: JP2011152661A

Description

本発明は、インクジェット記録方式の画像形成装置に関する。

インクを吐出するための複数のノズルを有するインク吐出手段（以下「ヘッド部」と記す）から記録媒体に単色あるいは複数色のインクを吐出して印刷を行うインクジェット方式の画像形成装置では、ヘッド部のノズルから記録媒体に対して微小なインクを吐出し、文字や画像を形成している。このようなインクジェット方式の画像形成装置では、インクを吐出しないで放置すると、ヘッド部のノズル開口部において水分等が蒸発し、インクの増粘を引き起こし、次にインクを吐出する場合に正常な吐出が行えなくなる。このため、一定間隔で、画像形成には寄与しないインクを吐出する空吐出を行うことで、ノズル開口に増粘したインクが残らないようにする必要があるが、印刷以外の用途にインクが消費されてしまう。例えば、フルカラー印刷可能なインクジェット方式の画像形成装置では、黒色インク用のヘッド部（以下「黒ヘッド」と記す）のみを使用して印刷を行う際にも、常に黒以外のカラーインク用のヘッド部（以下「カラーヘッド」と記す）のインク吐出を良好な状態に保つために空吐出が行わなければならず、それによってカラーインクが消費されてしまう。これを解決するために、黒ヘッドのみの印刷の際には印刷に使用しないカラーヘッドをキャップ部材でキャッピングすることで、ノズル開口部を閉塞してインクの乾燥を防止して空吐出によるインクの消費を抑制するような構成が既に知られている。

たとえば、特許文献１には、黒ヘッドから黒のみのインクを吐出して印字を行う場合であっても、カラーインクを無駄に消費することなく、カラーヘッドのノズルの目詰りを防止する目的で、黒ヘッドのノズル開口部を閉塞するための黒ヘッド用のキャップ部材（以下「黒キャップ部材」と記す）と、この黒キャップ部材と別体で形成され、カラーヘッドのノズル開口部を閉塞するためのカラーヘッド用のキャップ部材（以下「カラーキャップ部材」と記す）とを有し、カラーキャップ部材によりカラーヘッドのノズル開口部が閉塞された状態で黒ヘッドを用いて記録用紙への印字を可能とする構成が開示されている。

特許文献２には、回復吐出に消費されるインク量を大幅に低減する目的で、黒インクを吐出する黒ヘッドのインク吐出面に着脱自在に被装される黒ヘッド用のキャップ部材と、カラーインクを吐出するカラーヘッドのインク吐出面に着脱自在に被装されるカラーヘッド用のキャップ部材とを有し、黒ヘッドまたはカラーヘッドがそれぞれの印字実行時には自己に対応するキャップを脱装した状態で印字を行い、それぞれの印字非実行時には他方が印字実行中であるなしにかかわらず自己に対応するキャップを被装する構成が開示されている。

しかし、従来の黒ヘッドのみの印刷の際にカラーヘッドのノズル開口部をカラーキャップ部材で閉塞あるいは被装してキャッピングする手法では、カラーとモノクロの混在している画像データが入力された場合に、モノクロ印刷時にカラーヘッドを必ずキャッピングするようにすると、モノクロ印刷時間が極端に短い場合、その後のカラー印刷の際にキャッピング解除が追いつかず、印刷物の生産性が低下してしまうという問題がある。つまり、記録ヘッドの切替時間が少ないにもかかわらず、印刷に使用していないヘッド部をキャッピングしてしまうと、キャッピング解除が追いつかず印刷物の生産性が低下してしまうという問題がある。
本発明は、インク吐出手段の切替時間が短い場合でも、印刷物の生産性を低下することなく、良好な印刷を可能とする画像形成装置を提供することを、その目的とする。

本発明は、インクを吐出するための複数のノズルを有し、記録媒体に向けて複数のノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するとともに、それぞれ独立して移動可能な複数のインク吐出手段と、インク吐出手段のノズルを閉塞するキャップ手段と、複数のインク吐出手段からインクの吐出を行う第１の印刷モードと、複数のインク吐出手段のうちの１つをキャップ手段で閉塞し、他のインク吐出手段からインクの吐出を行う第２の印刷モードとを備えた画像形成装置において、第１の印刷モードと第２の印刷モードで使用する複数の画像データが混在して入力されたとき、第２の印刷モードによる印刷時間を算出し、当該印刷時間Ｔが第１の設定時間を越えるまでは、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段をキャップ手段で閉塞するキャッピング動作を実行しないように、キャップ手段または印刷に使用しないインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御する制御手段を有することを特徴としている。

本発明において、制御手段は、印刷時間が前記第１の設定時間を越えると、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段に対してキャップ手段で閉塞するキャッピング動作を実行するように、キャップ手段または印刷に使用しないインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御することを特徴としている。

本発明において、設定時間は、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段の吐出可能状態から、キャップ手段によるキャッピング動作を経てキャップ手段によるキャッピング動作を解除してインク吐出可能状態に戻るまでに要する時間以上であることを特徴としている。

本発明において、画像形成終了後の経過時間が第２の設定時間となるまでは、第１のインク吐出手段と第２のインク吐出手段に対するキャップ手段によるキャッピング動作をしないように、キャップ手段または第１および第２のインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする請求項１、２または３記載の画像形成装置。
画像形成終了後に第２の設定時間となると、第１のインク吐出手段と第２のインク吐出手段の両方をキャップ手段でキャッピングすることを特徴としている。

本発明において、制御手段は、環境検知手段の検知結果に応じて、第２の設定時間を増減する方向に調整することを特徴としている。

本発明によれば、第１の印刷モードと第２の印刷モードで使用する複数の画像データが混在して入力されたとき、第２の印刷モードによる印刷時間を算出し、当該印刷時間が第１の設定時間を越えるまでは、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段をキャップ手段で閉塞するキャッピング動作を実行しないように、キャップ手段または印刷に使用しないインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御するので、インク吐出手段の切替時間が第１の設定時間よりも短い場合でも、印刷物の生産性を低下することなく、良好な印刷が行える。

本発明によれば、第１の設定時間は、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段の吐出可能状態から、キャップ手段によるキャッピング動作を経て、キャップ手段によるキャッピング動作を解除してインク吐出可能状態に戻るまでに要する時間以上としているので、キャッピング解除が追いつかず生産性が低下することを確実に防止することができる。

本発明によれば、画像形成終了後の経過時間が第２の設定時間となるまでは、第１のインク吐出手段と第２のインク吐出手段に対するキャップ手段によるキャッピング動作をしないように、キャップ手段または第１および第２のインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御するので、第２の設定時間となるまでは各インク吐出手段をキャッピングせずに待機状態で待つことで、次の画像データが入ってきた場合のファーストプリント時間を短くすることができる。

本発明によれば、装置内部または装置周囲の温度または湿度の少なくとも一方を検知可能な環境検知手段の検知結果に応じて、第１または第２の設定時間を少なくとも一方を増減する方向に調整するので、温度または湿度条件に応じて各インク吐出手段に対するキャッピングタイミングを調整することができる。

本発明の一実施形態であるインクジェット方式の画像形成装置の概略構成を示す側面視図である。本発明の一実施形態であるインクジェット方式の画像形成装置の概略構成を示す平面視図である。本発明にかかる画像形成装置のインク吐出手段の一構成例を示す拡大図である。本発明に係る制御系の一構成を示すブロック図である。インク吐出手段とキャップ手段の移動状態を示すもので、（ａ）は複数のインク吐出手段による印刷状態を示し、（ｂ）は一方のインク吐出手段による印刷状態のときに、印刷に使用しないインク吐出手段をキャッピングした状態を示し、（ｃ）は全てのインク吐出手段をキャッピングした状態を示す図である。印刷モードとキャッピング状態を示す図であり、（ａ）は１つのカラー印刷モードとキャッピングのタイミングを示す図、（ｂ）は異なる印刷モードとキャッピングのタイミングを示す図、（ｃ）は印刷モードの待機後におけるキャッピングのタイミングを示す図である。本発明に係る制御系の制御内容の一例を示すフローチャートである。キャップ手段の変形例とその状態を示す図であり、（ａ）は複数のインク吐出手段による印刷状態を示し、（ｂ）は一方のインク吐出手段による印刷状態のときに、印刷に使用しないインク吐出手段をキャッピングした状態を示し、（ｃ）は全てのインク吐出手段をキャッピングした状態を示す図である。インク吐出手段とキャップ手段の移動状態の変形例を示すもので、（ａ）は複数のインク吐出手段による印刷状態を示し、（ｂ）は印刷に使用しないインク吐出手段をキャッピングした状態を示し、（ｃ）は全てのインク吐出手段をキャッピングした状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１，図２に示す画像形成装置は、ノズルからインクの液滴を吐出する記録ヘッドが記録媒体１０２のほぼ全幅にわたりライン状に配置された第１および第２のインク吐出手段となるヘッド部１０６，１０７を備えたインクジェット方式の画像形成装置である。

画像形成装置は、装置本体１０１、記録媒体１０２を積載し給紙する給紙トレイ１０３、印刷された記録媒体１０２を排紙積載する排紙トレイ１０４、記録媒体１０２を給紙トレイ１０３から排紙トレイ１０４まで搬送する搬送部１０５、搬送部１０５による搬送中に記録媒体１０２にインクの液滴を吐出して印字する記録ヘッドを備えたヘッド部１０６，１０７、ヘッド部１０６，１０７のノズルを閉塞するキャップ手段１０８，１０９をそれぞれ有するヘッドメンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂおよび制御手段５００を備えている。

装置本体１０１は、図示しない前後側板とステーで構成されている。給紙トレイ１０３上に積載されている記録媒体１０２は、分離ローラ１１１、給紙ローラ１１２によって1枚ずつ搬送部１０５へ送られる。

搬送部１０５は、搬送駆動ローラ１１３と、搬送従動ローラ１１４と、搬送駆動ローラ１１３と搬送従動ローラ１１４の間に掛け渡された無端状の搬送ベルト１１５と、吸引ファン１１６を備えている。搬送ベルト１１５の表面には図示しない複数の吸引孔が形成されている。記録媒体１０２は、搬送ベルト１１５の下方に配置された吸引ファン１１６が作動すると、搬送ベルト１１５上に吸着されて搬送される。搬送ベルト１１５としては、複数の穴の形成がなく、静電吸着によって記録媒体１０２を吸着させて搬送する構成であってもよい。

搬送駆動ローラ１１３、搬送従動ローラ１１４の上部には、それぞれ搬送ガイドローラ１１７，１１８が図示しないガイド板に支持されて配置されている。搬送ガイドローラ１１７は、給紙トレイ１０３から給紙された記録媒体１０２を搬送部１０５へ搬送するもので、搬送ガイドローラ１１８は、ヘッド部１０６，１０７で印刷された記録媒体１０２を排紙トレイ１０４に排紙する機能をそれぞれ備えている。搬送従動ローラ１１４及び搬送ガイドローラ１１７，１１８は、搬送駆動ローラ１１３が図４に示す搬送ベルト駆動モータ５１２により回転されることで従動回転して記録媒体１０２を搬送する。

搬送ガイドローラ１１８で搬送された記録媒体１０２は、排紙トレイ１０４に排紙される。排紙トレイ１０４は、記録媒体１０２の幅方向に規制する一対のサイドフェンス１１９と記録媒体１０２の先端を規制するエンドフェンス１２０で構成されている。

搬送部１０５の上方には、ヘッド部１０６，１０７が配置されている。ヘッド部１０６，１０７には、インクの液滴を吐出する複数の記録ヘッドが記録媒体１０２のほぼ全幅にわたり配置されている。

ヘッド部１０６は、黒インクを吐出する黒ヘッドであって、ヘッド部１０７はカラーインクを吐出するカラーヘッドである。ヘッド部１０６は、図３に示すように複数の記録ヘッドａ１〜ａ１０（この形態では１０個）を備えている。ヘッド部１０６は、複数の記録ヘッドａ１〜ａ１０を矢印Ｗで示す記録媒体１０２の幅方向に複数配列したものを複数列備えている。本形態では、記録ヘッドａ１，ａ３，ａ５，ａ７，ａ９で構成されたラインと、記録ヘッドａ２，ａ４，ａ６，ａ８，ａ１０で構成されたラインが、矢印Ｘで示す記録媒体搬送方向に隣接して配置され、かつ記録ヘッドａ１，ａ３，ａ５，ａ７，ａ９と記録ヘッドａ２，ａ４，ａ６，ａ８，ａ１０とが記録媒体幅方向Ｗに千鳥に配列されている。

各記録ヘッドには図中○で示すインクの液滴を吐出する複数のノズル１２５が並べられている。これら複数のノズル１２５は、搬送ベルト１１５に向かってノズル開口部が形成されている。各記録ヘッド内にはインクが充填されていて、印字要求信号に応じてインクを記録媒体幅方向Ｗの領域に対してライン状に吐出可能とされている。

ヘッド部１０７は、ヘッド部１０６と同様な記録ヘッドｂ（１〜１０）、ｃ（１〜１０）、ｄ（１〜１０）が、イエロー、マゼンタ、シアンに対応して、各色２列で合計６列がライン状に記録媒体搬送方向Ｘに隣接配置されている。本形態において、記録ヘッドｂ(１〜１０)にはマゼンタ（Ｍ）、記録ヘッドｃ(１〜１０)にはシアン（Ｃ）、記録ヘッドｄ（１〜１０）にはイエロー（Ｙ）のインクが充填されていて、印字要求信号に応じてインクを記録媒体幅方向Ｗの領域に対してライン状に吐出可能とされている。本形態において、記録ヘッドｂ（１〜１０）、ｃ（１〜１０）、ｄ（１〜１０）は、図中○で示すインクの液滴を吐出する複数のノズル１２６が並べられている。これら複数のノズル１２６は、搬送ベルト１１５に向かってノズル開口部が形成されている。

各色の記録ヘッドの構成は、上記のものに限るものではなく、各色の配置についても特に限定はない。ここでは、ブラックのインクが充填されている記録ヘッドを備えたヘッド部１０６が記録媒体搬送方向Ｘの上流側に配置されている。黒インクの吐出を行う記録ヘッドを備えたヘッド部１０６と、カラーインクの吐出を行う記録ヘッドを備えたヘッド部１０７とは分割されていて、それぞれが独立なヘッド群として構成されている。ヘッド部１０６とヘッド部１０７は、それぞれ搬送ベルト１１５上の記録媒体１０２にインクを吐出する印刷位置と、印刷位置から離脱した待機位置へと図示しないヘッド部移動手段によりそれぞれ独立して図中上下方向に移動するように構成されている。ヘッド部移動手段としては、カム機構でヘッド部１０６，１０７をそれぞれ上下方向に移動可能にしてもよいし、ベルトとプーリで構成された移動手段を用いてヘッド部１０６，１０７を上下方向にそれぞれ移動可能とすることで実現することができる。

ヘッド１０６，１０７には、各記録ヘッドにインクをそれぞれ供給する図示しない分岐管が色毎に配列されている。各分岐管上流側には図示しないサブタンクが配置され、サブタンクと各ヘッド部の記録ヘッドとの水頭差によって、記録ヘッドのノズル開口部のメニスカスを保持するのに適切な負圧が形成される。さらに、サブタンク上流側にはインクを貯蔵する図示しないメインタンクが配置されている。

黒インクの吐出を行うヘッド部１０６の各記録ヘッドをメンテナンスするヘッドメンテナンス装置１１０Ａは、記録ヘッドａ１〜ａ１０に対応するキャップ手段１０８を備えていて、搬送部１０５の上流側に配置されている。カラーインクの吐出を行うヘッド部１０７の各記録ヘッドをメンテナンスするヘッドメンテナンス装置１１０Ｂは、記録ヘッドｂ１〜ｂ１０、記録ヘッドｃ１〜ｃ１０および記録ヘッドｄ１〜ｄ１０に対応するキャップ手段１０９を備えていて、搬送部１０５の下流側に配置されている。各ヘッドメンテナンス装置は、各記録ヘッドのノズル開口部が位置するノズル面を払拭し、インクを除去する図示しない周知のワイパーブレード手段も備えている。

キャップ手段１０８とキャップ手段１０９は、各記録ヘッドとの対向位置を占めたときに各記録ヘッドのノズル面を覆い、ノズル開口部を閉塞するものである。各キャップ手段には、各キャップ手段に連結された周知の流路、吸引手段、圧力室等が、各キャップ手段よりも連結下流側に配置されている。図２に示すように、ヘッドメンテナンス装置１１０Ａが備えるキャップ手段１０８は、ヘッド部１０６の各記録ヘッドａ１〜ａ１０に対応する位置に配置されている。ヘッドメンテナンス装置１１０Ｂが備えるキャップ手段１０９は、ヘッド部１０７の各記録ヘッドｂ１〜ｂ１０、ｃ１〜ｃ１０、ｄ１〜ｄ１０に対応する位置に配置された３つのキャップ手段１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃで構成されている。これらヘッドメンテナンス装置１１０Ａとヘッドメンテナンス装置１１０Ｂは、記録媒体搬送方向Ｘにスライド移動する図示しないヘッド部メンテナンス装置移動手段となるスライド移動手段をそれぞれ有し、各スライド移動手段によってそれぞれ独立に移動可能とされている。スライド移動手段としては、例えば特開２００９−１６６３３８号公報に記載のように、ベルトとプーリでそれぞれ構成されていて、各ベルトの一部をそれぞれヘッドメンテナンス装置１１０Ａ、１１０Ｂに装着することでキャップ手段１０８，１０９を移動することを実現できる。

本形態における記録ヘッドのメンテナンスは、各キャップ手段にて、各ヘッド部の記録ヘッドのノズル面を閉塞した状態で図示しない吸引手段を作動してインクの液滴を吸引することで、各記録ヘッドの吐出性能を回復させている。記録ヘッドのメンテナンス手段として、ここでは吸引手段を記載しているが、これに限らず、記録ヘッド上流側から加圧手段によってメンテナンスをする形態であってもよい。本形態において、キャップ手段１０８，１０９によるキャッピング動作とは、各キャップ手段を移動させてヘッド部のノズルを閉塞する動作とする。本形態では各キャップ手段がヘッドメンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂに一体的に設けられている関係で、各キャップ手段の移動はヘッドメンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂの移動となるが、各キャップ手段をヘッドメンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂと別体で構成する場合には、各キャップ手段をそれぞれヘッドメンテナンス装置１１０Ａ，１１０Bと個別に移動させればよい。

図４を用いて本形態にかかる画像形成装置の制御手段５００の構成について説明する。制御手段５００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（以下「ＮＶＲＡＭ」と略す）５０４と、その他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５と、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのホストＩ／Ｆ５０６とを備えている。

制御手段５００は、ヘッド部１０６，１０７の記録ヘッドのインク吐出動作を制御するためのヘッド駆動制御部５０８及びヘッドドライバ５０９と、ヘッド部１０６，１０７を上下方向に移動するヘッド部移動手段の駆動源となる移動モータ５１２を駆動するためのヘッド部移動モータ駆動部５１１と、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂをスライド移動するスライド移動手段の駆動源となるメンテナンス移動モータ５１７を駆動するためのヘッド部メンテナンス装置移動モータ駆動部５１６と、搬送ベルト１１５の駆動源となる搬送ベルト駆動モータ５１２を駆動するための搬送ベルト駆動部５１３と、吸引ファン１１６を回転する吸引モータ５１５を駆動する吸引モータ駆動部５１４と、環境温度及び又は環境湿度を検出する環境検知手段となる環境センサ５２１と記録媒体１０２の搬送位置を検知する用紙センサ５２２、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏポート５１６等を備えている。

制御手段５００には、この画像形成装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２０が接続されている。制御手段５００は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと称す）等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データや印刷モードを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介してホストＩ／Ｆ５０６で受信する。本形態において、印刷モードには、モノクロモードとカラーモードの２つがあり、カラーモードが第１の印刷モード、モノクロモードが第２の印刷モードとなる。本形態において、カラー印刷とはヘッド部１０６とヘッド部１０７の双方を用いた印刷を指し、モノクロ印刷とは、印刷モードに係らず黒インクを吐出するヘッド部１０６単独による印刷を指す。

ＣＰＵ５０１は、ホストＩ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析する。ここでの解析においてモノクロモードで印字要求がなされている場合には黒インクのみで構成される画像データに変換処理を行い、カラーモードで印字要求されている場合には黒、シアン、マゼンタ、イエローで構成される画像データに変換処理を行う。実際はカラーモードでの印刷要求された場合でも、常にカラーインクを使用して印刷を行うわけではなく、黒インクのみを使用して印刷（モノクロ印刷）をすることもある。ＣＰＵ５０１は、カラーモードにおいてこの黒インク（ヘッド部１０６）のみを使用して行う印刷時間Ｔを予め画像データや紙間距離、印刷速度、紙サイズデータ等から算出する機能を備えている。本形態に係る画像形成装置では、印刷モードとしてモノクロモードとカラーモードが操作パネル５２０から選択可能とされている。無論印刷データに含まれている印刷モード信号からモノクロモードあるいはカラーモードをＣＰＵ５０１で判断する形態であってもよい。

ＣＰＵ５０１は、カラーモードにおける印刷割合の少ない黒インクのみを使用して印刷を行う印刷時間Ｔの情報を基にヘッド部１０６，１０７の移動やヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂ（キャップ手段１０８，１０９）の移動を制御する。このような印刷データの解析は、印刷動作中に新たなジョブが投入された場合にも、まだ印字が行われていない解析済みの画像データを含めた状態で行われる。これによって印刷要求と印刷要求の間となる所謂ジョブ間であってもヘッド部１０６，１０７の移動、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂの移動を円滑に行うことができるようになるため、生産性の低下を防ぐことができる。

ヘッド駆動制御部５０８は、画像データを受け取ると、このドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ５０９にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ５０９に送出する。このヘッド駆動制御部５０８は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ５０２で構成することもできる）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含んでいる。

ヘッドドライバ５０９は、ヘッド駆動制御部５０８からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部５０８からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を有し、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に各記録ヘッドのアクチュエータ手段に印加して各記録ヘッドを駆動し、画像データを印刷してドットパターンラインを形成する。

図５は、ヘッド部１０６，１０７とヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂ（キャップ手段１０８，１０９）の各状態を示すものである。図５（ａ）は、ヘッド部１０６，１０７から搬送部１０５上の記録媒体１０２にインクの液滴を吐出可能となる印刷状態を示している。つまりカラーモードにおけるカラー印刷可能な状態である。このとき、各ヘッド部の記録ヘッドのノズル面と搬送ベルト１１５の搬送面１１５ａとの隙間はおよそ１ｍｍ程度であり、その間を記録媒体１０２が搬送ベルト１１５に吸着された状態で搬送される。

図５（ｂ）は、ヘッド部１０６のみが搬送部１０５上の記録媒体１０２に黒インクの液滴を吐出可能となるモノクロ印刷可能な状態を示している。テキストなどモノクロモードによる印字要求の場合にこのような状態となり、ヘッド部１０７からはカラーインクを吐出する必要がない。このため、カラー印刷用のヘッド部１０７はヘッド部１０６よりも上方に移動し、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ｂのキャップ手段１０９で各ノズルがキャッピングされて閉塞された状態となる。

図５（ｃ）は、ヘッド部１０６，１０７の両方ともが、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂのキャップ手段１０８，１０９でキャッピングされて閉塞された状態を示している。ヘッド部１０６，１０７はキャッピング状態とされているので、ノズル開口部のインクの乾燥を防止することができる。またこの状態でヘッド部１０６，１０７に対して吸引や加圧によるメンテナンス動作や空吐出をすることでヘッドメンテナンスが行える。

図6を用いて、各モードによる印字要求とキャップ手段１０８，１０９によるキャッピング動作について説明する。図６は、カラーデータとモノクロデータの混在時のキャッピング動作を示す。この画像形成装置では、カラーのみ、モノクロのみといった画像データが入力されるばかりではなく、実際にはカラーとモノクロのデータが混在してデータが入力される場合もある。例えば、図６（ａ）に示すように、１つのカラーモードでの印字要求内においてもカラーインクを使用しないモノクロ印刷があったり、図６（ｂ）に示すように、ユーザーＡがカラーモードでの印字要求による印刷をしており、そこへユーザーＢがモノクロモードでの印字要求（ジョブ）を投入し、その後ユーザーCがモノクロモードでの印字要求（ジョブ）を投入するといった場合などがあったりする。

カラーモードとモノクロモードの混在した画像データがＣＰU５０１に入力された場合、従来のように黒インクによる印刷割合（モノクロ印刷時間）に係らず、必ずモノクロ印刷時に印刷に使用しないヘッド部１０７（カラーヘッド）をキャッピング状態へ移行するようにすると、その後にカラーモードでの印字要求があるとき、モノクロモードによる印刷時間Ｔが極端に短いと、ヘッド部１０７の上昇動作やキャッピング動作、キャッピング解除動作、ヘッド部１０７の印刷位置への下降動作が間に合わなくなりカラーモードによるカラー印刷がスムーズに行えず、印刷が滞って印刷物の生産性が低下する事態となることが想定される。

このため、本形態では、制御手段５００で、モノクロ印刷による印刷時間Ｔを予め算出し、少なくともヘッド部１０７の吐出可能状態からキャッピングをし、再びヘッド部１０７の吐出可能状態に戻るまでに要する時間を設定時間Ｔ１としてＲＯＭ５０２に記憶しておき、印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１を超えるまではヘッド部１０７（カラーヘッド）を図６（ａ）に示すように、キャップ手段１０９でキャッピングしない状態となるようにし、印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１を超えるとヘッド部１０７（カラーヘッド）を図６（ｂ）に示すように、キャップ手段１０９でキャッピングするようにした。

このような構成とすると、キャッピング状態にしてもヘッド部１０７（カラーヘッド）による印刷開始時期に遅れが生じない場合には、ヘッド部１０７の動作遅れが発生しないため、ヘッド部１０７を確実にキャップ手段１０９でキャッピング状態とすることができ、ノズル開口部の乾燥等の不具合の発生を防止できる。

逆に黒インク単独での印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１に満たない場合には、図６(ａ)に示すように、キャップ手段１０９でヘッド部１０７をキャッピングしない状態として黒インクのみを用いたモノクロ印刷を行うようにした。つまり、キャッピング状態にするとヘッド部１０７（カラーヘッド）による遅れが生じる黒インクの印刷時間Ｔの場合には、動作遅れが発生することが予想されるヘッド部１０７がキャッピング状態とされないため、カラー印刷の遅れがなくなり、印刷物の生産性の低下を防ぐことができる。

黒インク（モノクロ印刷）による印刷時間Ｔは、制御手段５００に入力された画像データ、搬送速度、紙間距離、用紙サイズからＣＰＵ５０１で算出する。この場合、ヘッド部１０７のキャッピング状態への移行は、カラー印刷が終わった後すぐに実施される。またヘッド部１０７がキャッピング状態であるモノクロ印刷からカラー印刷状態への移行、すなわち、ヘッド１０７に対するキャッピング状態の解除は、モノクロモードでの印刷中から実施することで、カラーモードに切り替わってカラー印刷が始まるまでに終わるようにしている。

図６（ｃ）に示すように、モノクロモードによるモノクロ印刷が終わって、待機状態中にカラーモードのカラーデータの印字要求が制御手段５００に入った場合は、カラー印刷に用いるヘッド部１０７のキャッピング解除動作により、カラー印刷できない時間が発生するため、カラー印刷動作の開始をキャッピング解除動作時間分だけ遅らせて行う。

図７は、上述の制御手段５００による制御の具体的な形態を示すフローチャートである。制御手段５００は、ステップＳＴ１において、環境センサ５２１でここでは画像形成装置内あるいは画像形成装置周辺の湿度を検出する。ステップＳＴ２では、例えば湿度情報を基にヘッド部１０７の吐出可能状態からキャップ手段１０９によるキャッピング動作をし、再びヘッド部１０７の吐出可能状態に戻るまでに要する設定時間Ｔ１を設定（読み出し）する。ステップＳＴ３では画像形成終了後にヘッド部１０６，１０７の双方がキャッピング状態へ移行するのに要する設定時間Ｔ２を、湿度情報を基に設定（読み出し）する。無論設定時間Ｔ１と設定時間Ｔ２は固定値であってもよいが、例えば湿度が低い場合には設定時間Ｔ１，Ｔ２を短くすることでノズルのインクの増粘を防ぐことができる、また、湿度が高い場合には設定時間Ｔ１，Ｔ２を長くすることでキャップ手段１０８，１０９の移動を少なくすることができる。このため、ＲＯＭ５０２には湿度情報に応じて変更された複数の設定時間Ｔ１と設定時間Ｔ２のデータを記憶しておき、湿度情報に応じて該当する設定時間Ｔ１、Ｔ２を読み出して設定するとよい。

ステップＳＴ４では、入力された印刷データからモノクロ、カラー混在データで在るか否かを解析して判断する。ここで、混在データである場合にはステップＳＴ５において画像データ、搬送速度、紙間距離、用紙センサ５２２から得られる用紙サイズ情報に基づいてモノクロの印刷時間Ｔを算出する。そしてステップＳＴ６では算出したモノクロ印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１を超えたか否かを判断し、超えていない場合にはステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ７では、カラーモードであるがヘッド部７をキャッピング状態とすると、モノクロ印刷の後のカラー印刷が遅れるものとして、ヘッド部１０７に対するキャッピング動作は行わず、キャッピング状態を解除状態としたまま、カラーモードでの画像形成を実行する。ステップＳＴ８で追加ジョブ（印字要求）の有無が判断され、追加ジョブがある場合にはステップＳＴ４に戻り、追加ジョブ（印字要求）がない場合にはステップＳＴ９に進んで画像形成終了か否かを、例えば印刷した枚数と印刷前に設定した設定枚数を比較することで判断する。ここで画像形成終了となるとステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ６で、算出したモノクロ印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１を超える場合には、ヘッド部７をキャッピングしてもヘッド部７による印刷遅れが発生しないものとして、モノクロモードでの画像形成を行うモノクロモード移行タイミングを保存する。そしてステップＳＴ１５において、このモノクロモード移行タイミングとなると、ステップＳＴ１６に進んでヘッド部１０７に対するキャッピング動作を実行してキャッピング状態としたモノクロモードでの画像形成を行い、モノクロモード移行タイミングでなければステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、ヘッド部１０７をキャッピングしない状態でのカラーモードでの画像形成を行う。

ステップＳＴ１６、１７の終了後は、ステップＳＴ１８で追加ジョブ（印字要求）の有無が判断され、追加ジョブがある場合にはステップＳＴ４に戻り、追加ジョブがない場合にはステップＳＴ１９に進んで画像形成終了か否かを判断する。そして画像形成終了でなければ、画像形成終了となるまでステップＳＴ１５からステップＳＴ１９のルーチンを繰り返し、画像形成が終了すると、ステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ４において、入力された印刷データがモノクロ、カラー混在データでない場合、ステップＳＴ２０に進む。ステップＳＴ２０ではモノクロデータのみであるか否かを判断し、モノクロデータのみである場合にはステップＳＴ２１においてモノクロモードでの画像形成を行う。すなわち、ヘッド部１０７をキャッピング状態としてヘッド部１０６により黒インクによる画像形成を行う。そして、ステップＳＴ２２で追加ジョブ（印字要求）の有無が判断され、追加ジョブがある場合にはステップＳＴ４に戻り、追加ジョブがない場合にはステップＳＴ２３に進んで画像形成終了か否かを判断し、終了するとステップＳＴ１０へと進む。

ステップＳＴ２０でモノクロデータのみでなければステップＳＴ２４に進んでカラーモードでの画像形成を行う。この場合、ヘッド部１０６，１０７に対するキャッピングはなく、２つのヘッド部による画像形成が行われる。ステップＳＴ２５で追加ジョブ（印字要求）の有無が判断され、追加ジョブがある場合にはステップＳＴ４に戻り、追加ジョブがない場合にはステップＳＴ２６に進んで画像形成終了か否かを判断し、終了すると、ステップＳＴ１０へと進む。

ステップＳＴ１０では、画像形成後の経過時間の計測を図示しないタイマーで行う。ステップＳＴ１１では追加ジョブの有無を判断し、ジョブがない場合はステップＳＴ１２において経過時間が設定時間２を超えたか否かを判断し、経過時間が設定時間２を超えると、ステップＳＴ１３でヘッド部１０６とヘッド部１０７の双方をキャッピング状態にして終了となる。

本形態では設定時間Ｔ１と設定時間Ｔ２は、予めＲＯＭ５０２に環境条件と関連付けて記憶させているが、ユーザーが例えば操作パネル５２０を用いて任意に変更できるようにしてもよい。このように設定時間Ｔ１と設定時間Ｔ２をユーザーが変更可能にしておくと、想定した環境条件意外となった場合や、ユーザーの好みに応じてキャッピング動作の時期を設定変更することができるので、印刷物の生産性を低下することなく、良好な印刷が行える。

上記形態では、ヘッド部１０６とヘッド部１０７に対してヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂ（キャップ手段１０８，１０９）をそれぞれ個別に設けていたが、例えば図８に示すように、ヘッド部１０６とヘッド部１０７に対して１つのヘッド部メンテナンス装置１１０Ｃ（１つのキャップ手段１０９Ａ）としてもよい。この場合においても、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ｃ（１つのキャップ手段１０９Ａ）は記録媒体搬送方向Ｘにスライド可能とし、メンテナンス移動モータ５１７の作動を制御手段５００でヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂと同様に、モノクロ印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１に満たない場合にはヘッド部１０７に対するキャッピングは行わず、モノクロ印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１を超えた場合にヘッド部１０７に対するキャッピング動作を行うように制御すればよい。

また、ヘッド部１０６とヘッド部１０７に対するキャップ手段１０８，１０９によるキャッピング動作は、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂを記録媒体搬送方向Ｘに図示しないスライド移動手段でそれぞれ独立に移動させて行っているが、図９に示すように、ヘッド部メンテナンス装置１１０Ａ，１１０Ｂの位置は固定状態とし、ヘッド部１０６とヘッド部１０７を上下方向と記録媒体搬送方向Ｘにそれぞれ移動させて、モノクロ印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１に満たない場合にはヘッド部１０７に対するキャッピングは行わず、モノクロ印刷時間Ｔが設定時間Ｔ１を超えた場合にヘッド部１０７に対するキャッピング動作を行うように制御しても、印刷物の生産性を低下することなく、良好な印刷が行える。

ａ〜ｄ（１〜１０）複数のノズル
１０２記録媒体
１０６，１０７複数のインク吐出手段
１０８，１０９キャップ手段
５００制御手段
５２１環境検知手段
Ｔ印刷時間
Ｔ１第１の設定時間
Ｔ２第２の設定時間

特第３６７０４２８号公報特開２００２−０５９５５号公報

Claims

インクを吐出するための複数のノズルを有し、記録媒体に向けて前記複数のノズルからインクを吐出して前記記録媒体に画像を形成するとともに、それぞれ独立して移動可能な複数のインク吐出手段と、前記インク吐出手段のノズルを閉塞するキャップ手段と、前記複数のインク吐出手段からインクの吐出を行う第１の印刷モードと、前記複数のインク吐出手段のうちの１つをキャップ手段で閉塞し、他のインク吐出手段からインクの吐出を行う第２の印刷モードとを備えた画像形成装置において、
第１の印刷モードと第２の印刷モードで使用する複数の画像データが混在して入力されたとき、第２の印刷モードによる印刷時間を算出し、当該印刷時間が第１の設定時間を越えるまでは、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段を前記キャップ手段で閉塞するキャッピング動作を実行しないように、前記キャップ手段または前記印刷に使用しないインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記印刷時間が前記第１の設定時間を越えると、第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段に対して前記キャップ手段で閉塞するキャッピング動作を実行するように、前記キャップ手段または前記印刷に使用しないインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記設定時間は、前記第２の印刷モードで使用しないインク吐出手段の吐出可能状態から、前記キャップ手段によるキャッピング動作を経て、前記キャップ手段によるキャッピング動作を解除してインク吐出可能状態に戻るまでに要する時間以上であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
画像形成終了後の経過時間が第２の設定時間となるまでは、第１のインク吐出手段と第２のインク吐出手段に対する前記キャップ手段によるキャッピング動作をしないように、前記キャップ手段または前記第１および第２のインク吐出手段の少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする請求項１、２または３記載の画像形成装置。
装置内部または装置周囲の温度または湿度の少なくとも一方を検知可能な環境検知手段を備え、
前記制御手段は、前記環境検知手段の検知結果に応じて前記第１のまたは第２の設定時間の少なくとも一方を増減する方向に調整することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置。