JP2000177193A - ジェット印字プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリッジをベルト類で駆動して高速印字す
るのに、振動の発生を抑て高画質な印字ができるように
する。 【解決手段】 印字材を記録材１０に向けて飛翔させて
非接触なジェット印字を行う印字ヘッド２を他の必要な
もの３、４８、４９などとともにキャリッジ４２に搭載
し、このキャリッジ４２をベルト４７によりガイド４１
ａ、４１ｂに沿って駆動し記録材１０上に画像を形成す
るのに、ベルト４７はキャリッジ４２の駆動負荷のほぼ
中心Ｏの部分を通ってキャリッジ４２と連結され、ベル
ト４７がキャリッジ４２を駆動する外力がキャリッジ４
２の駆動負荷の中心Ｏまわりにモーメントを生じさせな
いようにして、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字ヘッドから記
録材に向けて印字材を飛翔させて非接触なジェット印字
を行うジェット印字プリンタに関し、詳しくは、前記ジ
ェット印字を行う印字ヘッドを他の必要なものとともに
キャリッジに搭載し、このキャリッジをベルト類により
ガイドに沿って駆動し記録材上に画像を形成するジェッ
ト印字プリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のジェット印字プリンタとしてイ
ンクジェットプリンタが広く普及している。従来、イン
クジェットプリンタでは、図６に示すように印字ヘッド
ｇを搭載したキャリッジｃを、１本のガイドａと嵌め合
わせて高精度に位置決めし、他の箇所を別のガイドｂに
沿わせることにより、高精度にかつ安定して移動できる
ようにしている。また、左右一対のプーリｄ、ｅによっ
て張設されモータで駆動されるベルトｆの一か所をキャ
リッジｃに連結し、ベルトｆが駆動されることによって
キャリッジｃをガイドａ、ｂに沿って往復移動させる。
これが印字ヘッドｇを移動させながら印字する主走査と
なり、記録材ｈの送りが副走査となって、記録材ｈ上に
画像が形成される。

【０００３】また、特開平０８−５８１７３号公報は、
キャリッジの前後に設けたＶ溝面と平坦面とを前後のガ
イドに当接させてばねで支持した摺動子との間で弾性的
に挟みつけることにより、キャリッジを高精度に安定し
て移動できるようにしたインクジェットプリンタを開示
している。

【０００４】また、特開平１０−１５７１５７号公報
は、液体吐出ヘッドを搭載したヘッドキャリッジと、液
体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給経路を担持した
サブキャリッジとを備え、前記液体供給経路のうち、ヘ
ッドキャリッジとサブキャリッジとの間の中継部分は、
ヘッドキャリッジおよびサブキャリッジの往復移動方向
に直交する面内において配設された部分を含むようにし
て、サブキャリッジ側で液体供給源との間の液体供給経
路の屈曲部に設けるキャタピラなどによって発生する振
動が、前記中継部を振動伝達部としてヘッドキャリッジ
の側に伝わるのを防止し、ヘッドキャリッジが高精度に
安定して移動できるようにしたインクジェットプリンタ
を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時では、
印字のさらなる高速化が強く望まれている。しかし、上
記した従来のどのインクジェットプリンタでも、印字速
度を１０００ｍｍ／ｓｅｃ程度に上げると印字ヘッドの
振動が画質に影響しはじめ、例えば画像に周期ノイズと
して現れる。このようなことは、キャリッジをベルトや
ワイヤ、あるいはこれに類するものを含むいわゆるベル
ト類で駆動する場合にほぼ共通して生じる。

【０００６】これにつき本発明者等が種々に実験をし検
討を重ねた結果、いずれの場合もキャリッジを駆動する
ベルトがキャリッジの重心部に対して偏心した位置を通
ってキャリッジと連結されているために、ベルトがキャ
リッジを移動させるときの外力によってキャリッジに重
心部まわりのモーメントを与えて振動を生じさせ、印字
ヘッドから飛翔される印字材の記録材上への着弾位置が
ずれ画質に影響することを知見した。

【０００７】本発明の目的は、上記の知見に基づき、キ
ャリッジをベルト類で駆動して高速印字するのに、振動
の発生を抑て高画質な印字ができるジェットプリンタを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明のジェット印字プリンタは、印字材
を記録材に向けて飛翔させて非接触なジェット印字を行
う印字ヘッドを他の必要なものとともにキャリッジに搭
載し、このキャリッジをベルト類によりガイドに沿って
駆動し記録材上に画像を形成するものにおいて、ベルト
類はキャリッジの駆動負荷のほぼ中心部を通ってキャリ
ッジと連結されていることを１つの特徴としている。

【０００９】このように、キャリッジの駆動負荷のほぼ
中心部、つまりキャリッジをベルト類が駆動するときの
負荷となる、キャリッジ自体および、印字ヘッドや印字
ヘッドに記録材を供給する印字材容器などの搭載物、あ
るいは印字ヘッドに外部から接続される電気線や配管な
どの付帯物部分をも含む実質的な駆動負荷のほぼ中心部
を通ってベルトがキャリッジと連結されていることによ
り、ベルト類がキャリッジを駆動するときの外力がキャ
リッジの駆動負荷の中心まわりに与えるモーメントをな
くすか、あるいは所定の小さな範囲に抑えられるので、
キャリッジを１０００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速で駆動し
ても振動を十分に抑えて高画質な画像を形成することが
できる。

【００１０】理想的には、駆動負荷の中心は、有体物以
外に、キャリッジのガイドとの摺動摩擦抵抗などの無体
の駆動負荷も考慮に入れた駆動負荷の中心を考えるのが
好適である。しかし、現実に予想される程度の印字の高
速化の範囲では、上記実質的な駆動負荷となる有体物に
限った駆動負荷域の中心で十分であるし、この中心を有
体物に限った駆動負荷域の重心に置き換えて問題はな
い。しかも、ベルト類がキャリッジと連結されるのにそ
のほぼ重心部を通る位置範囲は、キャリッジをそれに連
結したベルト類で吊るしたときの、キャリッジの駆動負
荷域の重心を通るベルト類に平行な鉛直方向軸とキャリ
ッジの駆動方向軸とのなす角度がほぼ６０°以下になる
ように設定して好適であり、速度と印字品質の要求度に
もよるが比較的広い範囲で選択でき設計の自由度は高
い。

【００１１】ベルト類は、キャリッジに搭載された印字
ヘッドとこの印字ヘッドに印字材を供給する印字材容器
との間を通っていると、印字ヘッドと印字材容器との重
量バランスにより前記キャリッジの駆動負荷の中心部な
いしは重心部をほぼ通る空間を形成する配置条件を満足
するだけで、駆動負荷のうちの主要な有体物を貫通する
特殊な構造が不要となる。

【００１２】本発明のそれ以上の目的および特徴は、以
下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発
明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独で、あるい
は種々な組み合わせで複合してもちいることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て幾つかの実施例とともに図を参照しながら詳細に説明
し、本発明の理解に供する。

【００１４】本実施の形態は印字ヘッドから液体の印字
材、つまりインクを記録材に向けて飛翔させ非接触なジ
ェット印字を行うインクジェットプリンタの場合の具体
例である。しかし、本発明はこれに限られることはな
く、液体や粉体、あるいはその中間の状態を含む各種の
印字材を記録材に向けて飛翔させて非接触にジェット印
字を行う印字ヘッドを搭載したキャリッジを、ベルトや
ワイヤ、あるいはこれらに類したものを含む各種のベル
ト類で駆動して画像を形成するジェットプリンタ全般に
適用され得る。また、用いられる記録材１０は通常普通
紙や樹脂シートなどであるが、これ以外の用紙や、画像
を担持した後用紙などに転写される記録体を利用するも
のでもよい。

【００１５】本実施の形態のインクジェットプリンタ
は、図１に示すように、印字ヘッド２から画像信号に応
じて液体の印字材としてのインクを記録材１０に向け飛
翔させて印字を行い、画像を形成する。画像信号はパー
ソナルコンピュータやイメージリーダ、あるいはホスト
コンピュータ、あるいはウエブ、あるいは外部または内
部の記憶媒体など、あらゆるデータソースから得たもの
を利用することができ、単独の、あるいは画像形成機能
を必要とする情報機器などに組み込まれる、各種のプリ
ンタに本発明は利用できる。原稿画像を読み取って得た
データを用いるようにすると、本発明はプリンタ以外の
複写機などにも適用される。

【００１６】印字ヘッド２はカラー画像を形成するイン
クジェットプリンタの場合、カラー画像を色合成により
形成するために、イエロー、マゼンタ、シアンの３色、
あるいはこれにブラックを加えた４色のインクそれぞれ
についてのノズル列に対応して設けられる。場合によっ
てはそれ以上の色や数が用いられる。１つの印字ヘッド
２に複数設けられるノズルの数と配列ピッチは種々あ
り、実際にはこれの具体的な条件に基づいて、印字ヘッ
ド２と記録材１０との相対移動による主走査と副走査と
が種々な状態で行われて、平面画像が形成される。図１
に示す実施例の印字ヘッド２は、例えば、黒色インク用
のヘッド２１と、カラー画像を印字するときに併用する
イエロー、マゼンタ、シアンなど他の色用のヘッド２２
とを、必要数のインクカートリッジ３とともに搭載して
いる。

【００１７】前記ジェット印字を行う基本構成として図
１に示すインクジェットプリンタは、記録材１０を搬送
してＹ方向に副走査する搬送手段３１と、印字ヘッド２
をＸ方向に往復移動させて主走査するヘッド駆動機構３
２とを備えている。搬送手段３１は給紙トレー３５に積
載された記録材１０を図示しない給紙ローラによって一
枚ずつ送り出して、適数の搬送ローラ３６によりプラテ
ン３７上に搬送し、主走査される印字ヘッド２によるジ
ェット印字に供し、印字が一主走査分行われるごとに記
録材１０を搬送ローラ３６により一ピッチ分ずつ搬送す
る副走査を行う。上記主走査および副走査の繰り返しに
よって印字データに応じた画像が記録材１０上に形成さ
れる。印字後の記録材１０は印字部の下流側に配した排
紙ローラ３８とこれに圧接する拍車ローラ３９とによっ
て排出する。

【００１８】ヘッド駆動機構３２は一対のガイド４１
ａ、４１ｂに沿って主走査方向Ｘに移動するようにした
キャリッジ４２に印字ヘッド２をこれに印字材の一例で
あるインクを供給する印字材容器としての３とともに搭
載して、印字域での主走査移動および印字域外のインク
乾燥防止用の蓋部材や付着インクの除去や拭き取りを行
う吸引、クリーニング機構が設けられたメンテナンス部
４４と印字域との間の移動とを行わせる。

【００１９】このために、キャリッジ４２は一方のガイ
ド４１ａに嵌め合わせて高精度に位置決めし、他方のガ
イド４１ｂに摺接させて、高精度に安定して移動される
ようにしている。また、ヘッド駆動機構３２は、モータ
４０に直結するなどした駆動プーリ４５とこれに対向し
て設けられたアイドルプーリ４６に掛け渡されたタイミ
ングベルト４７を、前記印字域およびこれとメンテナン
ス部４４との間の距離を含む長さで張設し、このタイミ
ングベルト４７によりキャリッジ４２を駆動して正方
向、あるいは正逆両方向に主走査させ、あるいはメンテ
ナンス部４４などの必要位置に移動させる。

【００２０】本実施の形態のインクジェットプリンタ
は、特に、キャリッジ４２をタイミングベルト４７によ
りガイド４１ａ、４１ｂに沿って駆動し主走査を行うの
に、タイミングベルト４７はキャリッジ４２の駆動負荷
のほぼ中心Ｏの部分を通ってキャリッジ４２と連結して
いる。キャリッジ４２の駆動負荷の中心Ｏの部分とは、
キャリッジ４２をタイミングベルト４７が駆動するとき
の負荷となる、印字ヘッド２やインクカートリッジ３な
どの搭載物、あるいは印字ヘッド２に外部から接続され
る電気線４８、インクなどの印字材を供給する配管４９
などの付帯物部分をも含む実質的な駆動負荷の中心Ｏの
部分である。

【００２１】タイミングベルト４７がこのキャリッジ４
２のほぼ中心Ｏの部分を通ってキャリッジ４２と連結さ
れていることにより、タイミングベルト４７がキャリッ
ジ４２を駆動するときの外力がキャリッジ４２の駆動負
荷の中心Ｏのまわりに与えるモーメントをなくすか、あ
るいは所定の小さな範囲に抑えられるので、キャリッジ
４２を１０００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速で駆動しても振
動を十分に抑えて高画質な画像を形成することができ
る。

【００２２】駆動負荷の中心Ｏは、前記のようなキャリ
ッジ４２、印字ヘッド２、インクカートリッジ３、電気
線４８、配管４９などの有体物以外に、キャリッジ４２
のガイド４１ａ、４１ｂとの摺動摩擦抵抗などの無体の
駆動負荷も考慮に入れた駆動負荷の中心Ｏを考えるのが
最良である。しかし、現実に予想される例えば１Ｇから
８Ｇ程度の印字の高速化の範囲では、上記実質的な駆動
負荷となる有体物に限った駆動負荷域の中心Ｏで十分で
ある。また、本発明者らの実験では駆動負荷域の中心Ｏ
は有体物に限った駆動負荷域の重心Ｇに置き換えて問題
はない。

【００２３】駆動速度を１Ｇから８Ｇまで増速したとき
の、各速度でのインクのドット着弾位置を計測したとこ
ろ、図３に示す結果となった。この結果から、タイミン
グベルト４７がキャリッジ４２と連結されるのにそのほ
ぼ重心Ｇの部分を通る位置範囲は、キャリッジ４２をそ
れに連結したタイミングベルト４７で図２に示すように
吊るしたときの、キャリッジ４２の駆動負荷域の重心Ｇ
を通るタイミングベルト４７に平行な鉛直方向軸Ｚとキ
ャリッジ４２の駆動方向軸Ｘとのなす角度αがほぼ６０
°以下になるように設定して好適であり、印字速度と印
字品質の要求度にもよるが比較的広い範囲で選択でき設
計の自由度は高い。

【００２４】図４、図５に示す実施例では、タイミング
ベルト４７は、キャリッジ４２に搭載された印字ヘッド
２とインクカートリッジ３との間に形成した通路５１を
通って駆動負荷域のほぼ重心Ｇの部分を通るようにして
いる。これにより、印字ヘッド２とインクカートリッジ
３の重量バランスにより前記キャリッジ４２の駆動負荷
の中心Ｏの部分ないしは駆動負荷域の重心Ｇの部分をほ
ぼ通る空間を形成する配置条件を満足するだけで、駆動
負荷の主要な有体物を貫通する特別な構造が不要とな
る。

【００２５】本実施例では、印字ヘッド２を６つと、イ
ンクカートリッジ３を６つキャリッジ４２に搭載したも
のとし、キャリッジ４２は前記実施例の一対のガイド４
１ａ、４１ｂに、今１つのガイド４１ｃを追加し、これ
にばね力を働かせるなどしてキャリッジ４２を沿わせ
て、キャリッジ４２の移動がガイドによってもさらに安
定するようにしてある。

【００２６】

【発明の効果】本発明のジェットプリンタによれば、上
記説明から明らかなように、キャリッジの駆動負荷のほ
ぼ中心部を通ってベルトがキャリッジと連結されている
ことにより、ベルトがキャリッジを駆動するときの外力
がキャリッジの駆動負荷の中心まわりに与えるモーメン
トをなくすか、あるいは所定の小さな範囲に抑えられる
ので、キャリッジを１０００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速で
駆動しても振動を十分に抑えて高画質な画像を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態のインクジェット
プリンタにおける１つの実施例を示す斜視図である。

【図２】図１に用いるキャリッジにベルトを連結する位
置範囲を条件設定する場合の説明図である。

【図３】図１に示す実施例での印字速度とインクのドッ
ト着弾位置のばらつきとの関係を示すグラフである。

【図４】本発明の代表的な実施の形態のインクジェット
プリンタにおける別の実施例を示す斜視図である。

【図５】図４のプリンタのキャリッジとベルトとの連結
状態を示す斜視図である。

【図６】従来のインクジェットプリンタを示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

２ 印字ヘッド ３ インクカートリッジ １０ 記録材 ３１ 搬送手段 ３２ ヘッド駆動機構 ４１ａ〜４１ｃ ガイド ４２ キャリッジ ４７ タイミングベルト ４８ 電気線 ４９ 配管 ５１ 通路 Ｘ 主走査方向 Ｙ 副走査方向 Ｚ 鉛直方向 Ｏ 中心 Ｇ 重心

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字材を記録材に向けて飛翔させて非接
   触なジェット印字を行う印字ヘッドを他の必要なものと
   ともにキャリッジに搭載し、このキャリッジをベルト類
   によりガイドに沿って駆動し記録材上に画像を形成する
   ジェット印字プリンタにおいて、 ベルト類はキャリッジの駆動負荷のほぼ中心部を通って
   キャリッジと連結されていることを特徴とするジェット
   印字プリンタ。
2. 【請求項２】 ベルト類がキャリッジと連結されるのに
   そのほぼ中心部を通る位置範囲は、キャリッジをそれに
   連結したベルト類で吊るしたときの、キャリッジの駆動
   負荷域の重心を通る鉛直方向軸とキャリッジの駆動方向
   軸とのなす角度がほぼ６０°以下になるように設定した
   請求項１に記載のジェット印字プリンタ。
3. 【請求項３】 ベルト類は、キャリッジに搭載された印
   字ヘッドとこの印字ヘッドに印字材を供給する印字材容
   器との間を通っている請求項１、２のいずれか一項に記
   載のジェット印字プリンタ。