JP5610011B2 - インクジェット式画像形成装置の組み立てシステム - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッド（以下、インクヘッドと略称する場合もある）からインク滴を吐出して、用紙上に画像を形成するインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムに関するものである。

近年、インクジェット式の画像形成装置において、例えば下記特許文献１，２に記載されたような提案がある。特許文献１には、インク滴を吐出するインクジェットエンジンを着脱自在に設けた画像形成ユニットを複数連結した画像形成装置が記載されている。

また特許文献２には、連続紙の表裏に複数色の印刷ができるように連続紙の搬送方向に沿って所定に間隔をおいて複数のインクジェットプリントユニットを配置し、連続紙上に形成されたマークを検出し、その検出信号を基にして前記インクジェットプリントユニットのプリント開始を制御するインクジェットプリントシステムが記載されている。

図１８は特許文献１に記載されている画像形成装置の概略構成図、図１９はその画像形成装置に用いられる画像形成ユニットの斜視図、図２０はその画像形成ユニットに搭載されるインクジェットエンジンの斜視図である。

この画像形成装置は略同一の構成を有する２つの画像形成ユニット１０１ａ、１０１ｂを連結したものからなっている。画像形成ユニット１０１ａ、１０１ｂは、それぞれインクジェットエンジン１０２と、給紙カセット１０３と、給紙カセット１０３内の記録用紙Ｓをインクジェットエンジン１０２に供給する供給搬送路１０４と、画像を形成した記録用紙Ｓをインクジェットエンジン１０２から搬送する排出搬送路１０５とを内部に備えている。

画像形成ユニット１０１ａ、１０１ｂは図１９に示すように略立方体をしており、一方の側面に記録用紙Ｓの搬送入口１０６が形成され、他方の側面に記録用紙Ｓの搬送出口（図示せず）が形成されている。

図１８に示すように供給搬送路１０４と排出搬送路１０５の間にインクジェットエンジン装着部１０７が設けられており、そこにインクジェットエンジン１０２が抜き差し可能に装着される（図１９参照）。インクジェットエンジン１０２は横にはイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）のインクを個別に収納したインクカセット１０８が設けられ、各インクカセット１０８とインクジェットエンジン１０２はインク供給経路１０９（図１８参照）で接続されている。

インクジェットエンジン１０２は図２０に示すように、キャリッジ１１０と、キャリッジ１１０を主走査方向に移動させる駆動モータ１１１と、記録用紙Ｓを搬送する搬送ベルト１１２と搬送ローラ１１３などを備えている。

前記キャリッジ１１０には、下面に多数の吐出口を有するインクヘッド（図示せず）が、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の色毎に設けられている。前記搬送ベルト１１２は、駆動モータ１１４によって回転駆動される。

例えば前記画像形成ユニット１０１ａで線画像を印刷し、その下流側の画像形成ユニット１０１ｂで文字画像を印刷して、一つの画像を形成することができる。このように画像形成ユニット１０１ａと画像形成ユニット１０１ｂで印刷を分担することにより、印刷の高速化を図り、画像形成の自由度を高めることができる。

インクジェットプリンタの市場においては、印刷速度の高速化および印刷品質の高精細化、高画質化の要求が高まり、その要求（仕様）は様々である。各仕様毎に対応した機種を別々に製造していたのでは製造が煩雑になったり、機種別の開発コストが高くつく。近年、機能を容易に拡張したり変更できる画像形成装置が望まれており、また高速化につれてマシンダウンタイムの低減も課題となっている。

前記図１８〜図２０に示す画像形成装置でも、画像形成ユニット２０１はインクジェットエンジン１０２、給紙カセット１０３、供給搬送路１０４ならびに排出搬送路１０５などを一体に組み込んだ構成になっている。そのため後述する本発明のように画像形成装置の各種仕様を考慮するときに、共用できるユニットがなく、そのため機能を容易に拡張したり変更することが難しいという問題がある。

本発明の目的は、仕様に対応した機能の拡張や変更の自由度が高いインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムを提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、
給紙搬送ユニットと作像ユニットと排紙ユニットを長尺状被記録媒体の搬送方向に沿って配置して連結されるインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムであって、
前記作像ユニットとして、
後記の第２ないし第４の色とは異なる第１の色のインクを装填した第１のインクジェットヘッドと、前記第１の色及び後記の第３、第４の色とは異なる第２の色のインクを装填した第２のインクジェットヘッドと、前記第１、第２の色及び後記の第４の色とは異なる第３の色のインクを装填した第３のインクジェットヘッドと、前記第１ないし第３の色とは異なる第４の色のインクを装填した第４のインクジェットヘッドを備えた単一作像ユニットと、
前記第１の色のインクを装填した第１のインクジェットヘッドと、前記第２の色のインクを装填した第２のインクジェットヘッドを有する第１の作像ユニットと、前記第３の色のインクを装填した第３のインクジェットヘッドと、前記第４の色のインクを装填した第４のインクジェットヘッドを有する第２の作像ユニットを備えた２連作像ユニット集合体と、
前記第１の色のインクを装填した第１のインクジェットヘッドを有する第１の作像ユニットと、前記第２の色のインクを装填した第２のインクジェットヘッドを有する第２の作像ユニットと、前記第３の色のインクを装填した第３のインクジェットヘッドを有する第３の作像ユニットと、前記第４の色のインクを装填した第４のインクジェットヘッドを有する第４の作像ユニットを備えた４連作像ユニット集合体を有し、
組み立てる画像形成装置の仕様に応じて選択された、前記単一作像ユニット、前記２連作像ユニット集合体及び前記４連作像ユニット集合体のうち何れかの作像ユニットが、前記給紙搬送ユニット及び前記排紙搬送ユニットと分離可能に連結されて画像形成装置を構成することを特徴とするものである。

本発明は前述のように、組み立てる画像形成装置の仕様に応じて、単一作像ユニット、２連作像ユニット集合体ならびに４連作像ユニット集合体から作像ユニットとして選択して、その選択された作像ユニットを給紙搬送ユニットならびに排紙搬送ユニットと分離可能に連結して画像形成装置を構成するから、仕様に対応した機能の拡張や変更の自由度が高いインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の各種ユニットを示す概略構成図である。 第１仕様に係る画像形成装置の概略構成図である。 その画像形成装置の各インクカセットとインクヘッドの接続関係を示す図である。 第２仕様に係る画像形成装置の概略構成図である。 第３仕様に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 図２に示す画像形成装置に用いられるインクヘッドのノズル面を示した模式図である。 図４に示す画像形成装置に用いられるインクヘッドのノズル面を示した模式図である。 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の各インクカセットとインクヘッドの接続関係を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 その画像形成装置の各作像ユニットと上位装置の関係を示すブロック図である。 本発明の第６実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 その画像形成装置の各作像ユニットと上位装置の関係を示すブロック図である。 本発明の第７実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 図１０に示す画像形成装置の平面から見た概略構成図である。 図１０に示す画像形成装置の側面から見た概略構成図である。 従来提案された画像形成装置の概略構成図である。 その画像形成装置に用いられる画像形成ユニットの斜視図である。 その画像形成ユニットに搭載されるインクジェットエンジンの斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係るインクジェット式の画像形成装置および画像形成装置の組み立てシステムについて図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の各種ユニットを示す概略構成図である。

この実施形態に係る画像形成装置は、インクジェット記録方式により画像を形成する装置である。

画像形成装置は、図１に示すように給紙搬送ユニット２と、複数種類の作像ユニット３ａ〜３ｃと、排紙搬送ユニット４が準備され、画像形成装置の工場出荷時やユーザ先のアップグレードなどの際に、仕様に合わせて前記作像ユニット３ａ〜３ｃから必要なユニットを選択し、それらを組み合わせて画像形成装置が構成される。なお、給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４は、各画像形成装置において共通に用いられる。

給紙搬送ユニット２は、内部にインフィードローラ５、ニップローラ６、複数のガイドローラ７、インフィードローラ５を駆動するモータ（図示せず）などを有している。給紙搬送ユニット２の一方の側面にウェブ出口８が形成され、給紙搬送ユニット２の下部にはストッパー付きのキャスター９が設けられている。給紙搬送ユニット２は、ウェブ蛇行補正機構やウェブの除電またはクリーニング機構などの各種機能部を有しているが、本発明とは直接関係しないためそれらの図示は省略している。

本実施形態では作像ユニット３ａ，３ｂと作像ユニット３ｃの２種類の作像ユニット３が準備されているが、これらは同一の構造を有している。すなわち、ユニット上部に４個のインクカセット１０を装着するカセット装着部１１と、そのカセット装着部１１の下部に搭載された４個のインクヘッド１２と、そのインクヘッド１２の下面近傍を通るようにウェブ１を搬送ガイドする複数のプラテンローラ１３と、インク試し打ちのためのインク受け１４と、インクカセット１０内のインクをインクヘッド１２に供給するインク供給経路（図示せず）を内部に備えている。

また作像ユニット３の一方の側面にはウェブ入口１５が形成され、反対側の側面にはウェブ出口１６が形成されて、作像ユニット３の下部にはストッパー付きのキャスター１７が設けられている。

作像ユニット３ａと３ｂは１セットとして用いられ、作像ユニット３ａにはイエロー（Ｙ）とマゼンダ（Ｍ）のインクを収納したインクカセット１０が２個ずつ並んで装着され、それに合わせてインクヘッド１２もイエロー（Ｙ）用とマゼンダ（Ｍ）用が２個ずつ並んで搭載されている。作像ユニット３ｂにはシアン（Ｃ）と黒（Ｋ）のインクを収納したインクカセット１０が２個ずつ並んで装着され、それに合わせてインクヘッド１２もシアン（Ｃ）用と黒（Ｋ）用が２個ずつ並んで搭載されている。

これに対して作像ユニット３ｃは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）のインクを収納したインクカセット１０が１個ずつ並んで装着され、それに合わせてインクヘッド１２もイエロー（Ｙ）用，マゼンダ（Ｍ）用，シアン（Ｃ）用，黒（Ｋ）用が１個ずつ並んで搭載されている。

排紙搬送ユニット４は、内部にアウトフィードローラ１８、ニップローラ１９、複数のガイドローラ２０、アウトフィードローラ１８を駆動するモータ（図示せず）などを有している。

排紙搬送ユニット４の一方の側面にウェブ入口２１が形成され、排紙搬送ユニット４の下部にはストッパー付きのキャスター２２が設けられている。排紙搬送ユニット４は、インクを乾燥するための乾燥手段などを有しているが、本発明とは直接関係しないためそれらは省略して示している。

給紙搬送ユニット２のウェブ出口８のフロア２３からの高さＨ１と、隣接する作像ユニット３ａのウェブ入口１５の高さＨ２は略等しくなっている（Ｈ１≒Ｈ２）。作像ユニット３ａのウェブ出口１６の高さＨ３と、作像ユニット３ｂのウェブ入口１５の高さＨ４は略等しくなっている（Ｈ３≒Ｈ４）。作像ユニット３ｂのウェブ出口１６の高さＨ５と、排紙搬送ユニット４のウェブ入口２１の高さＨ８は略等しくなっている（Ｈ５≒Ｈ８）。また給紙搬送ユニット２のウェブ出口８の高さＨ１と、作像ユニット３ｃのウェブ入口１５の高さＨ６は略等しくなっている（Ｈ１≒Ｈ６）。作像ユニット３ｃのウェブ出口１６の高さＨ７と排紙搬送ユニット４のウェブ入口２１の高さＨ８は略等しくなっている（Ｈ７≒Ｈ８）。前記高さＨ１〜Ｈ８を全て略等しくすることもできる（Ｈ１≒Ｈ２≒Ｈ３≒Ｈ４≒Ｈ５≒Ｈ６≒Ｈ７≒Ｈ８）。

作像ユニット３を間にして給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４を組み合わせて１ライン化した画像形成装置を構成する際、各ユニット間の位置決めのために例えば給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の接合面側に凸部２４、２５が設けられ、作像ユニット３の接合面側に凸部２４、２５が嵌入する凹部あるいは穴（図示せず）が形成されている。作像ユニット３の接合面側に凸部を設け、給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の接合面側に凹部あるいは穴を形成することも可能である。

図２は、第１仕様に係る画像形成装置の概略構成図である。この仕様では給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の間に、作像ユニット３ａと作像ユニット３ｂのユニット集合体を介在して画像形成装置２０１を構成している。同図に示すようにウェブ１の搬送方向（矢印で表示）に沿って給紙搬送ユニット２、作像ユニット３ａ、作像ユニット３ｂ、排紙搬送ユニット４の順に配置され、各ユニット間の位置決めを行うとともに、各ユニット間は例えばボルトとナットなどにより分離可能に連結され、隣り合うウェブ出口とウェブ入口を合致させる。

ロール状に巻かれている長尺状に連続したウェブ１は、給紙搬送ユニット２のインフィードローラ５とニップローラ６の共働により例えば１５０ｍ／ｍｉｎ程度の高速で給紙搬送ユニット２から作像ユニット３ａ、３ｂへと搬送される。作像ユニット３ａにおけるインク色配列はウェブ１の搬送方向に沿ってＹ−Ｙ−Ｍ−Ｍ、作像ユニット３ｂにおけるインク色配列はウェブ１の搬送方向に沿ってＣ−Ｃ−Ｋ−Ｋであり、つまり２色ずつ同じ色を配置したインクヘッド１２を搭載している。各々の色に対応するインクカセット１０からインクヘッド１２にインクを供給する機構とインク経路を内部に備えている。

図３は、この画像形成装置２０１の各インクカセット１０とインクヘッド１２の接続関係を示す図である。この画像形成装置２０１の場合、インクヘッド１２のインク色配列はウェブ１の搬送方向に沿ってＹ−Ｙ−Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ−Ｋ−Ｋとなっているから、インクカセット１０の配列も同じようにＹ−Ｙ−Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ−Ｋ−Ｋとして、同色のインクカセット１０とインクヘッド１２を近接して２個ずつ配置している。

そして図に示すように第１のＹインクカセット１０ａからは２本のインク供給経路２５ａと２５ｂが延びて、第１のＹインクヘッド１２ａと第２のＹインクヘッド１２ｂに接続されている。また、第２のＹインクカセット１０ｂからは２本のインク供給経路２５ｃと２５ｄが延びて、第１のＹインクヘッド１２ａと第２のＹインクヘッド１２ｂに接続されている。

このように構成すればインクカセット１０ａと１０ｂを共有することが可能で、例えばインクカセット１０ａが空になった場合でも他方のインクカセット１０ｂからインクを供給して印刷を続けることができ、マシンダウンタイムの短縮が図れる。

インクカセット１０とインクヘッド１２の接続関係はＭ、Ｃ、Ｋにおいても同様であり、図のみに示しそれらの説明は省略する。なお、この図では図面が複雑になるため、インク供給経路の途中に設ける弁や、インクカセット１０に付設する残量検出用のレベルセンサならびにエンプティセンサなどの表示を省略している。

この作像ユニット３ａ、３ｂによってカラー画像が形成されたウェブ１は、アウトフィードローラ１８とニップローラ１９の共働により排紙搬送ユニット４から排出され、最終の製品形態に対応してロール状、折り畳み状あるいはシート状に処理される。給紙搬送ユニット２から排紙搬送ユニット４を通過する間のウェブ1には、バタツキを抑制するためにテンション付与手段（図示せず）により所定のテンション（張力）が付与されている。

以降に述べる画像形成装置でも同様であるが、ウェブ１が給紙搬送ユニット２から作像ユニット３を通って排紙搬送ユニット４に至る経路において、ウェブ１は搬送経路上において所定のテンションが付与された状態で、作像ユニット３の所でその両側の給紙搬送ユニット２ならびに排紙搬送ユニット４よりも上位置を通るようにガイドされ、ウェブ１がプラテンローラ１３に確実に接触するようになっている。またプラテンローラ１３の位置はウェブ１の搬送方向と直交するように上下方向に調整可能になっており、作像ユニット３の連結数やウェブ１の張り具合などに応じてプラテンローラ１３の上下位置を調整して、ウェブ１が各プラテンローラ１３と確実に接触するようになっている。プラテンローラ１３の上下位置の調整は、例えばネジとスプリングによってなされる。

張力を付与したウェブ1がプラテンローラ１３と確実に接触することにより、ウェブ１のバタツキを防止し、インクヘッド１２とウェブ１のギャップ精度を向上（確保）して、インク着弾位置の精度向上を図り、高画質の画像が形成できる。

図４は、第２仕様に係る画像形成装置の概略構成図である。この仕様では給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の間に、１台の作像ユニット３ｃを介在して画像形成装置２０２を構成している。同図に示すようにウェブ１の搬送方向に沿って給紙搬送ユニット２、作像ユニット３ｃ、排紙搬送ユニット４の順に配置され、各ユニット間の位置決めを行うとともに、各ユニット間は例えばボルトとナットなどにより分離可能に連結され、隣り合うウェブ出口とウェブ入口を合致させる。

インクヘッド１２のインク色配列はウェブ１の搬送方向に沿ってＹ−Ｍ−Ｃ−Ｋとなっているから、インクカセット１０のインク色配列も同じようにＹ−Ｍ−Ｃ−Ｋとして、同色のインクカセット１０とインクヘッド１２を近接して配置している。

図５は、第３仕様に係る画像形成装置の概略構成図である。この仕様では給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の間に、作像ユニット３ｃを２台介在して画像形成装置２０３を構成している。同図に示すようにウェブ１の搬送方向に沿って給紙搬送ユニット２、作像ユニット３ｃ、作像ユニット３ｃ、排紙搬送ユニット４の順に配置され、各ユニット間の位置決めを行うとともに、各ユニット間は例えばボルトとナットなどにより分離可能に連結され、隣り合うウェブ出口とウェブ入口を合致させる。

同図に示すように２台の作像ユニット３ｃ、３ｃの色配列がＹ−Ｍ−Ｃ−Ｋ、Ｙ−Ｍ−Ｃ−Ｋと同じ場合、同色のインクカセット１０を２個のインクヘッド１２間で共用する場合、片方のインク経路を長くとる必要があったり、作像ユニット３ｃを跨いだりするため、インク経路が複雑になるという難点を有している。この点図２、図３に示すような仕様にすることにより前述のような難点が解消される。

なお、前記図１〜図５に示す画像形成装置では、画像形成する前のウェブ1のロールを装着するロール装着部を給紙搬送ユニット２とは別に設けたが、給紙搬送ユニット２内にロール装着部を設けることも可能である。また、画像形成したウェブ1を後処理する後処理機構を排紙搬送ユニット４とは別に設けたが、排紙搬送ユニット４内に後処理機構を設けることも可能である。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この実施形態に係る画像形成装置２０４は、給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の間に作像ユニット３ａ，３ｂの他に、ユーザが特別に使用する特別色の作像ユニット３ｄが介在されている。本実施形態では、作像ユニット３ａ，３ｂのウェブ搬送方向下流側に特別色の作像ユニット３ｄが配置されている。このように特別色の作像ユニット３ｄを用いることにより、カラーの多様化を図り、より高画質の画像が形成できる。

給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の間に介在する作像ユニット３の数が増えると、作像ユニット３の中にはウェブ1がプラテンローラ１３に接触しないもの、あるいは接触が不安定なものが出ることがある。これを解消するため、本実施形態以降では、各作像ユニット３内のプラテンローラ１３の上下位置を調整して、複数の作像ユニットを並べて構成される作像ユニット部内でのウェブ１の搬送軌跡が、図に示すように中央部が上方に突出するように円弧状に設定されている。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この実施形態に係る画像形成装置２０５は、給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４の間に４台の作像ユニット３ｅ〜３ｈが介在されている。

作像ユニット３ｅにおけるインクヘッド１２のインク色配列はＹ−Ｙ−Ｙ−Ｙ、作像ユニット３ｆにおけるインクヘッド１２のインク色配列はＭ−Ｍ−Ｍ−Ｍ、作像ユニット３ｇにおけるインクヘッド１２のインク色配列はＣ−Ｃ−Ｃ−Ｃ、作像ユニット３ｈにおけるインクヘッド１２のインク色配列はＫ−Ｋ−Ｋ−Ｋであり、つまり各色４個ずつのインクヘッド１２を搭載している。この実施形態に係る画像形成装置２０５の印刷速度は、２１０ｍ／ｍｉｎ程度に設定されている。

図示していないが、この実施形態に係る画像形成装置２０５の場合も同色のインクカセット１０を２個のインクヘッド１２間で共用しており、インクカセット１０とインクヘッド１２間のインク供給経路は図３に示すものと略同様である。

図４に示す画像形成装置２０２に対して、図２に示す画像形成装置２０１は同色のインクヘッド１２を２倍、図７に示す画像形成装置２０４は同色のインクヘッド１２を４倍備えているため、ウェブ搬送方向の印刷解像度を同じとした場合、理論的にはそれぞれ２倍、４倍の高速印刷が可能となる。

従って印刷速度をそれほど要求しない（例えば印刷速度が７０ｍ／ｍｉｎ程度）ユーザには図４に示す画像形成装置２０２を提供し、コストと設置スペースを抑えることができる。一方、高速印刷（例えば１５０ｍ／ｍｉｎ程度あるいは２１０ｍ／ｍｉｎ程度）を要求しているユーザには、要求仕様に応じて図２に示す画像形成装置２０１、図５に示す画像形成装置２０３さらには図７に示す画像形成装置２０５を提供できる。

また画像形成装置２０２を使用していたユーザからさらなる高速印刷要求がある場合には、給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４はそのまま使用して、作像ユニット３を適宜選択して連結数を増やし、画像形成装置２０１，２０３，２０５へのグレードアップが可能である。この場合装置全体を入れ替える必要がないため、コスト以外に搬入や設置に費やす時間なども抑制でき、マシンダウンタイムの短縮が図れ、仕様に応じた機能の拡張や変更の自由度が高い。

図２、図４、図７に示すように作像ユニット３の台数が１台のときと複数台のときのインク色配列情報（印刷色順）を同じにすれば（前記実施形態ではともにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順番）、画質観点から適正な印刷色順が維持でき、また作像ユニット３の１台仕様のときと複数台仕様のときでカラー画像処理を共通化できるという利点がある。

次に同色のインクヘッド１２間の相対的な位置精度について図８、図９を用いて説明する。図８は図２に示す画像形成装置２０１に用いられるインクヘッド１２のノズル面を示した模式図である。同図に示されているように、第１のＹインクヘッド１２ａと第２のＹインクヘッド１２ｂが隣接して平行に１つのベース２６ａ上に固定されている。またインクヘッド１２には、ウェブ１の搬送方向とは直交する幅方向（主走査方向）に沿って多数のノズル２７が配列されて、ラインヘッドを構成している。

ベース２６に対するインクヘッド１２の位置決めは位置出し加工面どうしの突き当てや位置決めピンと位置決め穴との嵌合（ともに図示せず）などの方法が考えられるが、図８の場合同色のインクヘッド１２が隣接しており、同一のベース２６ａ上に固定されているため、第１のＹインクヘッド１２ａと第２のＹインクヘッド１２ｂ間のノズル２７どうしの相対位置誤差が抑制でき、その結果ノズル２７どうしの主走査方向（ウェブ１の幅方向）の位置誤差δが小さくなる。このことは、他の色のインクヘッド１２間においても言えることである。

これに対して図９は図４に示す画像形成装置２０２に用いられるインクヘッド１２のノズル面を示した模式図である。同図に示されているように、第１のＹインクヘッド１２ａは一方のベース２６ａ上に固定され、第２のＹインクヘッド１２ｂは他方のベース２６ｂ上に固定されている。そのためベース２６ａとベース２６ｂの位置誤差δ´が加わり、その結果ノズル２７どうしの主走査方向の位置誤差δが大きくなる。このことは、他の色のインクヘッド１２間においても言えることである。

さらに連続印刷などで装置内温度が上昇した場合、図９に示すようにインクヘッド１２ａ，１２ｂの間隔が離れている程温度差がつき易く、熱膨張の差も大きくなるため、主走査方向の位置誤差δが拡大し易い。

また図８では同色のインクヘッド１２におけるノズル２７の主走査方向の位置誤差が小さいため、冗長効果も期待できる。つまり主走査方向において同じライン上にあるノズル２７の2つのうち、何れかが吐出不能となり他方のノズル２７によって該当する画素を打つ場合、隣接する画素を別々のインクヘッド１２のノズル２７で打つことになるが、画素どうしのピッチ誤差が小さく抑えられる。

さらに同一の画素位置に対して２つのノズル２７から打つ打ち方も可能となり、液滴の多値化を高めることができる。例えば液滴の大きさを大小２種類に区分できるノズルの場合、２つのノズル２７で同一の画素を打つ際にそれぞれのノズル２７から吐出する液滴の大きさを、大大、大小（小大）、小小などのように吐出制御することにより、画素の大きさを任意にコントロールすることができる。

前述の効果の説明は主走査方向について説明したが、副走査方向についても同様のことが言える。このようなことから、図８に示すインク色配列の方が精度の向上が図れ、高画質の画像が記録できるという特長を備えている。

前述の例では１個のインクヘッド１２で１色とし、インクヘッド１２間のインク色配列切り替えについて説明したが、例えば４列などの複数のノズル列を有するインクヘッドを用い、ノズル列毎に独立したインク供給経路を有する作像ユニットを使用した場合、インクヘッド内のノズル列単位でインク色配列切り替えが可能であり、その場合も前述と同様な作用効果が得られる。

（第４実施形態）
図１０は、図３に示す各インクカセット１０とインクヘッド１２の接続関係の変形例（第４実施形態）を示す図である。

この変形例をイエロー（Ｙ）のインク供給経路を例にとって説明する。第１ならびに第２のＹインクカセット１０ａ，１０ｂと第１ならびに第２のＹインクヘッド１２ａ，１２ｂの間に、第１ならびに第２のＹ副インクカセット２８ａ，２８ｂが設置されている。

第１のＹインクカセット１０ａから第１ならびに第２のＹ副インクカセット２８ａ，２８ｂに向けて延びた第１のインク供給経路２９ａは途中で分岐され、第１ならびに第２のＹインクヘッド１２ａ，１２ｂに接続されて、分岐した供給経路の途中に弁３０が設置されている。同様に第２のＹインクカセット１０ｂから第１ならびに第２のＹ副インクカセット２８ａ，２８ｂに向けて延びた第２のインク供給経路２９ｂは途中で分岐され、第１ならびに第２のＹインクヘッド１２ａ，１２ｂに接続されて、分岐した供給経路の途中に弁３０が設置されている。

さらに第１のＹ副インクカセット２８ａから第１のＹインクヘッド１２ａに向けて第３のインク供給経路２９ｃが延び、第２のＹ副インクカセット２８ｂから第２のＹインクヘッド１２ｂに向けて第４のインク供給経路２９ｄが延びている。

前記Ｙインクカセット１０ａ，１０ｂにインクカセットエンプティセンサ３１が取り付けられ、Ｙ副インクカセット２８ａ，２８ｂに副インクカセットレベルセンサ（残量検出用）３２と副インクカセットエンプティセンサ３３がそれぞれ設置されている。

第１のＹ副インクカセット２８ａのように副インクカセットレベルセンサ３２によりインク残量少を検出した場合、弁３０を開いてＹインクカセット１０ａからインクの補給を行う。図１０はこの第１のＹ副インクカセット２８ａにインクの補給を行う状態を示しており、図面に向って右端の弁３０は開いており、それ以外の弁３０は閉じている。

また、第１のＹインクカセット１０ａのようにインクカセットエンプティセンサ３１によりインクカセットエンプティを検出した場合、使用するインクカセットを同色の他のインクカセット（この場合第２のＹインクカセット１０ｂ）に切り替える。空になったインクカセット（この場合第１のＹインクカセット１０ａ）については、画像形成装置の操作パネル（図示せず）上でエンプティアラーム表示を行う。オペレータはこの表示に従って第１のＹインクカセット１０ａを新品の物と交換する。

インクカセットは、エンプティまで継続して使用する。つまり同色のインクカセットは順次使い切るということで、前述のようにインクカセットを新品の物と交換してエンプティ解除になっても、切り替え後のインクカセット（前述の例では第２のＹインクカセット１０ｂ）がエンプティにならない限り、次のインクカセットの切り替えは行わない。

このようにインクカセットの切り替えを順次行うことにより、複数（全て）のインクカセットが同時期にエンプティになることが避けられ、インクエンプティによる印刷停止を可及的に回避することができ、それによりマシンダウンタイムの低減が図れる。

また同色のインクカセットエンプティセンサ３１の全てがインクカセットエンプティを検出しても、同色の副インクカセット２８にインクが有る場合は、印刷速度を落とすなどして冗長印刷を行う構成になっている。

そして同色のインクカセットエンプティセンサ３１ならびに副インクカセットエンプティセンサ３３の全てがインクカセットエンプティを検出した場合には、画像形成装置の操作パネル上でインクエンプティエラー（印刷停止）表示を行い、画像形成装置の印刷動作を自動的に停止する機構になっている。

（第５実施形態）
図１１は本発明の第５実施形態に係る画像形成装置の概略構成図、図１２は作像ユニットと上位装置の関係を示すブロック図である。

図１２に示すように各インクカセット１０には、そのカセット内に収納しているインクの色情報を記録したチップ３４が搭載されている。このインクカセット１０を画像形成装置のカセット装着部１１に装着した際に、前記チップ３４と近接対向する位置に色情報検出センサ３５が予め設置されている。

色情報の検出手段は前述のチップ方式に限らず、インクやインクカセットのラベルの色をセンサで検出する方式、インクカセットの形状を色毎に仕分けして、その形状の差異をフォトセンサやマイクロスイッチで検出する方式など様々な方式が適用可能である。

本実施形態の場合、１基目の作像ユニット３ｅにはイエロー（Ｙ）のインクを収納した４個のインクカセット１０が、２基目の作像ユニット３ｆにはマゼンダ（Ｍ）のインクを収納した４個のインクカセット１０が、３基目の作像ユニット３ｇにはシアン（Ｃ）のインクを収納した４個のインクカセット１０が、４基目の作像ユニット３ｈには黒（Ｋ）のインクを収納した４個のインクカセット１０が、それぞれ装着されるようになっている。

各色情報検出センサ３５により、インクカセット１０の装着／非装着の検出とチップ３４の色情報が検出される。インクカセット１０の装着／非装着は、色情報検出センサ３５からの検出信号の有無で判断できる。本実施形態では色情報検出センサ３５がインクカセット１０の装着／非装着の検出センサを兼ねているが、インクカセット１０の装着／非装着の検出を別のセンサで行うことも可能である。本実施形態のように色情報検出センサ３５が同時にインクカセット１０の装着／非装着を検出する構成の方が、部品点数の削減とコストの低減が図れる。

色情報検出センサ３５からの情報は、一旦作像ユニット３毎に設けられているデータ処理部３９に格納され、格納された色情報に基づいて当該作像ユニット３のインク色配列情報が作成される。例えば１基目の作像ユニット３ｅにイエロー（Ｙ）のインクを収納した４個のインクカセット１０が正常に装着されていればインク色配列情報はＹ−Ｙ−Ｙ−Ｙとなるが、異なる色のインクを収納したインクカセット１０が誤って装着されていれば、インク色配列情報は例えばＹ−Ｍ−Ｙ−Ｙとなる。データ処理部３９からはインクカセット１０の装着／非装着の情報とインク色配列情報が、１基目の作像ユニット３から順番に上位装置３６に伝送される。

上位装置３６では前記インク色配列情報と印刷データに基づいて、作像ユニット３宛の個別の駆動制御データを作成し、それを各作像ユニット３宛に送信する。各作像ユニット３では、その駆動制御データに基づいて各インクヘッド１２を駆動して、搬送されて来るウェブ１上にインク滴を吐出、着弾してカラー画像を形成する。

上位装置３６が受け取ったインク色配列情報がＹ−Ｍ−Ｃ−Ｋであった場合、上位装置３６では作像ユニット３が１つだけ連結された画像形成装置２０２（図４参照）の仕様であると判断し、その仕様に合った駆動制御データを作成して送信する。

上位装置３６が受け取った色配列情報がＹ−Ｙ、Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ、Ｋ−Ｋであった場合、上位装置３６では作像ユニット３が２つ連結された高速仕様の画像形成装置２０１（図２参照）と判断し、その仕様に合った駆動制御データを作成して送信する。

上位装置３６が受け取った色配列情報がＹ−Ｙ−Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ−Ｋ−Ｋ、Ｓ１−Ｓ１−Ｓ２−Ｓ２であった場合、上位装置３６では特別色を使用した作像ユニット３が連結された画像形成装置２０４（図６参照）の仕様であると判断し、その仕様に合った駆動制御データを作成して送信する。

また上位装置３６が受け取ったインク色配列情報がＹ−Ｙ−Ｙ−Ｙ、Ｍ−Ｍ−Ｍ−Ｍ、Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ、Ｋ−Ｋ−Ｋ−Ｋであった場合、上位装置３６では作像ユニット３が４つ連結された超高速仕様の画像形成装置２０５（図７参照）の仕様であると判断し、その仕様に合った駆動制御データを作成して送信する。

本発明では作像ユニット３の連結数によって印刷速度を低速（例えば７０ｍ／ｍｉｎ程度）、高速（例えば１５０ｍ／ｍｉｎ程度）、超高速（例えば２１０ｍ／ｍｉｎ程度）の３パターンに分けている。

給紙搬送ユニット２ならびに排紙搬送ユニット４の駆動も上位装置３６により制御され、前述の各仕様に合ったウェブ搬送速度となるようにインフィードローラ５やアウトフィードローラ１８などが駆動制御される。

作像ユニット３の連結数などに応じて様々な仕様形態となり得る本発明の画像形成装置において、それの工場出荷時およびユーザ先のアップグレードなどの際に、各インクヘッド１２に充填されている色情報をその都度上位装置３６で設定する必要がなくなり、作業時間の削減が図れる。

図１１及び図１２に示す実施形態では、各作像ユニット３の情報が個別に上位装置３６に伝送する構成になっている。この場合、作像ユニット３は1つの出力コネクタを有し、上位装置３６には作像ユニット３の連結数に対応可能な数（図１１の場合は４個）の入力コネクタを備えておればよい。上位装置３６では受け取った情報を分析して、作像ユニット３の色配列情報ならびに画像形成装置の仕様を認識することができる。

給紙搬送ユニット２と排紙搬送ユニット４からは上位装置３６に対して、例えばウェブ１の有無情報（ウェブ１がセットされているか否か、ジャム発生の有無）、ウェブ１の幅寸法情報、ウェブ１の厚み情報、ウェブ１（エッジ）の位置情報（走査方向）、ウェブ１の送り速度情報などのウェブ１に関する情報や、デバイス故障や断線などのエラー情報等が伝送される。

前述のように各作像ユニット３は情報を上位装置３６に出力するコネクタを１個設ければよいだけであるから、構成ならびに制御回路が簡単でコストの低減が図れる。また、各作像ユニット３は情報伝達系統が同じ構成であるため、開発コストの抑制が可能である。

（第６実施形態）
図１３は本発明の第６実施形態に係る画像形成装置の概略構成図、図１４は作像ユニットと上位装置の関係を示すブロック図である。本実施形態と図１１に示す実施形態と相違する点は、各作像ユニット３の情報を連結する作像ユニット３間で伝達し、そのうちの何れかに一旦集約して、そこから上位装置３６に伝送する構成になっている点である。

この図に示す実施形態の場合、作像ユニット３ｈの情報を作像ユニット３ｇに通知し、作像ユニット３ｇはデータ処理部３９内のメモリにその情報を記録する。作像ユニット３ｇは作像ユニット３ｈおよび３ｇの情報を作像ユニット３ｆに通知し、作像ユニット３ｆはデータ処理部３９内のメモリにそれらの情報を記録する。作像ユニット３ｆは作像ユニット３ｈ、３ｇ、３ｆの情報を作像ユニット３ｅに通知し、作像ユニット３ｅはデータ処理部３９内のメモリにそれらの情報を記録する。作像ユニット３ｅはそれ自体の情報を含めて集約し、それらの情報を分析して、装着／非装着情報、色配列情報、画像装置の仕様を認識した上でそれらの情報を上位装置３６に伝送する。作像ユニット３ｅで情報を集約するとそれを上位装置３６に伝送して、上位装置３６で装着／非装着情報、色配列情報、画像装置の仕様を認識することもできる。

本実施形態では、作像ユニット３ｈから順次情報を付け加えて作像ユニット３ｅでそれを集約して、集約した情報を上位装置３６に伝送する構成にしたが、例えば作像ユニット３ｈの情報を作像ユニット３ｇに通知すると同時に、作像ユニット３ｅの情報を作像ユニット３ｆに通知して、作像ユニット３ｆはそれ自体の情報と作像ユニット３ｅの情報を含めて作像ユニット３ｇに通知し、作像ユニット３ｇはそれ自体の情報を含めて情報を集約して、集約した情報を作像ユニット３ｇから上位装置３６に伝送する構成にしてもよい。このようにすれば情報をパラレルに伝送することができる。

（第７実施形態）
図１５は、本発明の第７実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。本実施形態の場合、ウェブ１の搬送方向最下流に設置されている排紙搬送ユニット４から順次情報を付け加えて、ウェブ１の搬送方向最上流に設置されている給紙搬送ユニット２でそれらを集約して、集約した情報を上位装置３６に伝送する構成になっている。

情報の伝送はこれに限られるものではなく、例えば排紙搬送ユニット４、作像ユニット３ｈ、作像ユニット３ｇの順で情報を集めると同時に、給紙搬送ユニット２、作像ユニット３ｅ、作像ユニット３ｆの順で情報を集めて、作像ユニット３ｆあるいは作像ユニット３ｇで情報を集約して、集約した情報を作像ユニット３ｆあるいは作像ユニット３ｇから上位装置３６に伝送する構成にしてもよい。このようにすれば情報をパラレルに伝送することができる。

前記第６，７実施形態において、作像ユニット３間の情報伝達は、各作像ユニット３に入出力用のコネクタを設置して、コネクタ間を信号線によって接続してもよいし、また各作像ユニット３の側面に入出力用のコネクタを設置して、そのコネクタどうしを直接嵌合（差込み）で接続する構成にしてもよい。

前記第６，７実施形態では画像形成装置内で装置仕様を認識、判断ができるため、例えば上位装置が無くてもテスト印刷が可能となり、メンテナンス性の向上が図れる。また情報伝達用の配線を短縮することができ、コストの低減が図れるとともに、配線の煩雑さが解消される。

各作像ユニット３のインク色配列情報のパターンが、作像ユニット３の連結に応じて様々な仕様となり得る本発明に係る画像形成システムでは、予め定められた仕様別（機種別）の色配列基準パターン、例えばＹ−Ｍ−Ｃ−Ｋ、Ｙ−Ｙ−Ｍ−Ｍ，Ｃ−Ｃ−Ｋ−Ｋ、Ｙ−Ｙ−Ｙ−Ｙ，Ｍ−Ｍ−Ｍ−Ｍ，Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｃ，Ｋ−Ｋ−Ｋ−Ｋなどの色配列基準パターンが予め上位装置３６のメモリに記憶されている。

そして画像形成装置側から伝送されて来たインク色配列情報と前記色配列基準パターンを比較して、インク色配列情報が色配列基準パターンと異なる場合、ならびにインクカセット１０がカセット装着部１１に装着されていない場合は、エラーを表示して（例えば図１２参照）オペレータに通知するとともに、印刷動作を自動的に停止する構成になっている。

このようにすることで、画像形成装置の工場出荷時およびユーザ先でのアップグレードなどの際に、誤ったインク色配列としたり（インクカセット１０の装着位置を間違ったり）配線を誤った状態での印刷ミスによる無駄紙の発生やリカバリー時間を削減することができ、コストの低減や生産性の向上が図れる。

図１６ならびに図１７は、図１０に示す画像形成装置の平面から見た概略構成図ならびに側面から見た概略構成図である。

図中の３７は電源、３８は画像形成装置のリア側に設けられた維持機構である。複数のインクヘッド１２を搭載したベース２６は矢印で示すように、ウェブ１やプラテンローラ１３などと対向する印刷位置と、維持機構３８と対向する待機位置との間で往復移動する構成になっている。そしてインクヘッド１２の維持動作（ワイピングやインクの吐出検知など）のために、インクヘッド１２（ベース２６）は維持機構３８へと移動するようになっている。このような構成は、他の画像形成装置にも備わっている。

前記実施形態では通常のインクを使用したインクジェット式の画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく例えば紫外線硬化型インクを使用した紫外線硬化型インクジェット式など他の方式の画像形成装置にも適用可能である。前述の場合、インクヘッドのウェブ搬送方向下流側に紫外線を照射してインクを硬化する紫外線照射部を設ける必要がある。

前記実施形態ではウェブなどの被記録媒体の片面に画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウェブなどの被記録媒体の搬送経路の途中に画像形成装置にも適用可能である。

１：ウェブ、
２：給紙搬送ユニット、
３ａ〜３ｈ：作像ユニット、
４：排紙搬送ユニット、
５：インフィードローラ、
６：ニップローラ、
７：ガイドローラ、
８：ウェブ出口、
１０：インクカセット、
１１：カセット装着部、
１２：インクヘッド、
１３：プラテンローラ、
１５：ウェブ入口、
１６：ウェブ出口、
１８：アウトフィードローラ、
１９：ニップローラ、
２０：ガイドローラ、
２１：ウェブ入口、
２４：凸部。

特開２００８−２２１５００号公報 特許第２９７９３９３号公報

Claims (10)

1. 給紙搬送ユニットと作像ユニットと排紙ユニットを長尺状被記録媒体の搬送方向に沿って配置して連結されるインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムであって、
   前記作像ユニットとして、
   後記の第２ないし第４の色とは異なる第１の色のインクを装填した第１のインクジェットヘッドと、前記第１の色及び後記の第３、第４の色とは異なる第２の色のインクを装填した第２のインクジェットヘッドと、前記第１、第２の色及び後記の第４の色とは異なる第３の色のインクを装填した第３のインクジェットヘッドと、前記第１ないし第３の色とは異なる第４の色のインクを装填した第４のインクジェットヘッドを備えた単一作像ユニットと、
   前記第１の色のインクを装填した第１のインクジェットヘッドと、前記第２の色のインクを装填した第２のインクジェットヘッドを有する第１の作像ユニットと、前記第３の色のインクを装填した第３のインクジェットヘッドと、前記第４の色のインクを装填した第４のインクジェットヘッドを有する第２の作像ユニットを備えた２連作像ユニット集合体と、
   前記第１の色のインクを装填した第１のインクジェットヘッドを有する第１の作像ユニットと、前記第２の色のインクを装填した第２のインクジェットヘッドを有する第２の作像ユニットと、前記第３の色のインクを装填した第３のインクジェットヘッドを有する第３の作像ユニットと、前記第４の色のインクを装填した第４のインクジェットヘッドを有する第４の作像ユニットを備えた４連作像ユニット集合体を有し、
   組み立てる画像形成装置の仕様に応じて選択された、前記単一作像ユニット、前記２連作像ユニット集合体及び前記４連作像ユニット集合体のうち何れかの作像ユニットが、前記給紙搬送ユニット及び前記排紙搬送ユニットと分離可能に連結されて画像形成装置を構成することを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
   
2. 請求項１に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記作像ユニットの他に、ユーザが特別に使用する特別色のインクを装填した特別色作像ユニットが追加されることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
3. 請求項１または２に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記作像ユニットにおける色配列は、前記被記録媒体搬送方向に沿って複数ずつ同じ色を並べて配置していることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
4. 請求項１または２に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記単一作像ユニットと２連作像ユニット集合体と４連作像ユニット集合体での前記第１の色、第２の色、第３の色、第４の色の前記被記録媒体搬送方向での配列順序が同じであることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
5. 請求項１に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   使用する前記作像ユニットの数によって前記被記録媒体の搬送速度が分けて設定されていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
6. 請求項１に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記作像ユニットが前記インクジェットヘッドに装填されるインクの色を検出する色情報センサを有し、
   当該画像形成装置との間で情報の授受を行う上位装置を備え、
   前記色情報センサによって検出された作像ユニットまたは作像ユニット集合体の色配列情報を前記上位装置に伝送し、
   前記上位装置に予め記憶されている画像形成装置の仕様別の色配列パターンと前記色配列情報を比較して、前記画像形成装置の仕様を判断して、
   その画像形成装置の仕様に合った駆動制御データを前記給紙搬送ユニットと排紙ユニットに出力して、給紙搬送ユニットと排紙ユニットを駆動制御することを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
7. 請求項６に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記色配列情報が前記色配列パターンと異なる場合、エラー表示して、当該画像形成装置の印刷動作を停止する構成になっていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
8. 請求項６に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記作像ユニットが、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクカセットと、そのインクカセットの装着／非装着を検出する装着検出センサを有し、
   その装着検出センサによりインクカセットの非装着が検出された場合、エラー表示して、当該画像形成装置の印刷動作を停止する構成になっていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
9. 請求項６に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
   前記装着検出センサを前記色情報センサが兼ねていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。
10. 請求項６に記載のインクジェット式画像形成装置の組み立てシステムにおいて、
    前記作像ユニットが、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクカセットと、そのインクカセット内のインク残量を検出するレベルセンサを有し、
    そのレベルセンサにより前記インクジェットヘッドへのインクの補給ができなくなった場合、エラー表示して、当該画像形成装置の印刷動作を停止する構成になっていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置の組み立てシステム。

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