JP2004050656A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の印字ヘッド2を外周面に一定間隔をおいて配置した無端ベルト4をシート部材5の搬送方向に対して所定角度で配置し、無端ベルト4の駆動プーリ6と従動プーリ7の間の直線的に動く区間でシート部材5の移動方向の下流側へ移動する複数の印字ヘッド2でシート部材5に印字して、印字ヘッド2とシート部材5を一定速度で定常的に搬送しながら画像形成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の印字ヘッドを有する画像形成装置、特に印字の高速化と低振動化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
印字ヘッドを主走査方向に往復移動して記録媒体に印字するシリアルプリンタは、印字ヘッドを駆動モータで往復移動するのに時間がかかり、電子写真方式を使用したレーザプリンタと比べて印字速度が遅くなってしまう。この印字速度の高速化を図るために印字ヘッドの移動速度を早くすると、印字ヘッドを往復移動するときの加速と減速に大きな駆動力が必要になり、駆動モータが大型化したり、あるいは加減速を行う区間の長さを増やす必要がある。
【0003】
加減速を行う区間の長さを変えないで印字ヘッドの移動速度を早くするために駆動モータに要求される出力は、印字ヘッドの移動速度の自乗に比例し、この出力に応じて消費電力も大きくなってしまう。また、印字ヘッドの移動速度を早くすると、この移動速度の自乗に比例して印字ヘッドに加えられる振動の加速度も増加してしまう。この用に印字ヘッドに加えられる振動が増えると、インクジェット方式の印字ヘッドの場合は、印字ヘッド内のインクが振動して印字の安定性が低下してしまう。
【0004】
このようなシリアルプリンタの短所を改善するため、例えば特開平5−138970号公報に示されたプリンタは、平行に配置した2本のプラテンに沿って設けたエンドレスベルトの各プラテン側にそれぞれ印字キャリアを設け、一方のプラテンの端部に一方の印字キャリアがあるとき、他方のプラテンの反対側の端部に他方の印字キャリアがあるように2個の印字キャリアをエンドレスベルトに固定し、2個の印字キャリアを、常に反対の方向に移動して、印字キャリアの加速度による力を打ち消し合い、プリンタ本体に振動を発生させないようにしている。
【0005】
また、特開平6−135084号公報に示されたプリンタは、無端ベルトを巻き回した一対のプーリーの軸心間を連通する長溝内をスライド移動する連結部材に印字ヘッドを連結し、無端ベルトを回転させる駆動モータの回転方向を変えずに無端ベルトを一方向にだけ回転させて印字し、駆動モータの振動や発生する騒音を低減するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特開平5−138970号公報に示されたプリンタは、2個の印字キャリアをエンドレスベルトで往復移動させるときに、エンドレスベルトを回転する駆動モータを正逆転を繰り返すため、駆動モータには大出力が要求される。また、各印字キャリアも停止と往復移動を繰り返すときに加速度が加えられ振動してしまう。また、特開平6−135084号公報に示されたプリンタは駆動モータの振動を低減できるが、印字ヘッドは一対のプーリーの位置で移動方向を逆転するときに一時停止するため、印字ヘッドの振動を低減することは困難である。
【0007】
このような印字ヘッドの振動はラインヘッドを使用することにより解消できるが、大型のラインヘッドを製造することは困難である。これに対して幅の小さい印字ヘッドを複数個組み合わせて配置することも考えられるが、印字する記録媒体の幅に応じて多数の印字ヘッドが必要になり、コスト高になってしまう。
【0008】
この発明はかかる短所を改善し、少ない印字ヘッドを使用し、小型の駆動モータで印字ヘッドに加減速による衝撃を与えずに印字ヘッドを駆動して振動を低減し、安定した印字を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像形成装置は、ドットマトリクス型の印字ヘッドによってシート部材に画像を形成する画像形成装置において、複数の印字ヘッドと、該複数の印字ヘッドを外周面に一定間隔を置いて配置して駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトとを有し、無端ベルトをシート部材の搬送方向に対して所定角度で配置し、無端ベルトの駆動プーリと従動プーリの間の直線的に動く区間でシート部材の移動方向の下流側へ移動する複数の印字ヘッドでシート部材に印字することを特徴とする。
【0010】
前記印字区間を移動する印字ヘッドの搬送速度のシート部材搬送方向成分がシート部材の搬送速度とほぼ一致するように無端ベルトを回転すると良い。
【0011】
また、印字ヘッドを、駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトの回転中心に対して点対称になるように偶数個配置することが望ましい。
【0012】
さらに、複数の印字ヘッドは、各印字ヘッドに有する印字ドット列の一部が隣接する印字ヘッド間で重複するように無端ベルトに配置されている。
【0013】
また、印字ヘッドを案内するガイド部材を少なくとも印字区間に有することが望ましい。
【0014】
また、無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して平行に配置し、駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトの上下面の間にシート部材の搬送路を設けても良い。
【0015】
さらに、無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して直交させて配置しても良い。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の画像形成装置の印字機構部の構成を示す平面図である。図に示すように、印字機構部1は、複数の印字ヘッド2と無端ベルト3とガイドレール4を有し、画像等を印刷する記録紙等のシート部材5を搬送する搬送路に対して、シート部材搬送方向Aに対して一定角度αだけ傾けて配置されている。無端ベルト3は、シート部材5の搬送路を挟んで、回転軸がシート部材5のシート面と平行に設けられた駆動プーリ6と従動プーリ7に巻き回され、図2の側面図に示すように、駆動プーリ6の回転によりシート部材5と対向する面が、シート部材5の搬送方向の下流側に移動するように回転する。印字ヘッド2は無端ベルト3の外周面に一定間隔を置いて複数個配置され、駆動プーリ6の回転中心と従動プーリ7の回転中心を結ぶ直線の中心、すなわち駆動プーリ6と従動プーリ7に巻き回した無端ベルト3の回転中心に対して点対称になるように配置されている。ガイドレール4は印字ヘッド2がシート部材5と向き合う面に配置され、無端ベルト3の回転により搬送される印字ヘッド2をガイドレール4に沿って移動させる。
【0017】
この印字ヘッド2は、ドットマトリックス型ヘッドであり、例えばシリアル型インクジェットヘッドや、サーマルヘッド又はドットインパクト型ヘッドのいずれでも良い。この印字ヘッド2としてシリアル型インクジェットヘッドを使用した場合について説明する。シリアル型インクジェットヘッドを使用した印字ヘッド2は、図3の配置図に示すように、インクノズルの列からなるドット列8を4本有し、図3(b)に示すように、各ドット列8が無端ベルト3の移動方向Bと直交する方向に配置されたり、(b)に示すようにシート部材5の搬送方向に沿って配置されている。この4本のドット列8は、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色に対応している。ここで印字ヘッド2に4本のドット列8を設けた場合について示したが、1本のドット列8を有する印字ヘッド2を4個まとめて1組の印字ヘッドとしても良い。
【0018】
また、無端ベルト3に配置された各印字ヘッド2は、図4の配置図に示すように、隣接する印字ヘッド2のドット列8を、シート部材5の搬送方向で1ドット以上、望ましくは用途や組付け精度に応じて2〜10ドット程度重複させように配置している。
【0019】
この印字機構部1でシート部材5に印刷するときは、シート部材5を搬送速度Vsで搬送しながら駆動プーリ6により無端ベルト3を、シート部材5と対向する面が、シート部材5の搬送方向の下流側に移動するように搬送速度Vhで回転させる。この無端ベルト3の回転により、無端ベルト3に設けた印字ヘッド2はシート部材5と対向する側で搬送速度Vhで移動しながら、各ドット列8からシート部材5にインクを吐出させて印刷する。この印字ヘッド2でシート部材5に印字するときの、印字ヘッド2の搬送速度Vhを、シート部材5の搬送方向Aに対する印字機構部1の傾き角αとシート部材5の搬送速度Vsより、
Vh≒Vs/cosα
で定める。すなわち無端ベルト3により印字ヘッド2の搬送速度Vhのシート部材5の搬送方向の成分Vhyをシート部材5の搬送速度Vsとほぼ等しくなるように無端ベルト3の搬送速度Vhを制御する。この無端ベルト3の搬送速度Vhを制御するときに、駆動プーリ6を駆動する駆動モータをシート部材5を搬送する搬送モータの回転に応じて制御したり、無端ベルト3を回転させる駆動プーリ6とシート部材5を搬送する搬送ローラとを同一の搬送モータに歯車群で連結し、搬送モータから駆動プーリ6と搬送ローラまでの減速比を上記条件を満たすように設定すると良い。また、印字機構部1の傾き角αは、無端ベルト3に設けた印字ヘッド2の取付ピッチに応じて可変すれば良い。
【0020】
そして無端ベルト3で搬送している印字ヘッド2がシート部材5と対向する面に移動しシート部材5と対向する位置に達してから所定のタイミングでインクを吐出させてシート部材5に対する印刷を開始し、所定の印刷領域に印刷する。この印刷処理を各印字ヘッド2毎に繰り返すことにより、図5に示すように、シート部材5と対向する位置に達した第1段目の印字ヘッド2から順番にドット列8で定まる印刷領域9a,9b,9c等に画像を印刷することができる。このシート部材5に各印字ヘッド2で印刷するとき、隣接する印字ヘッド2のドット列8の一部が重複しているから、隣接している印刷領域9aと印刷領域9bや印刷領域9bと印刷領域9cで一部が重複することにより、印刷抜けが生じることを防ぐことができる。
【0021】
また、無端ベルト3で各印字ヘッド2を搬送するとき、各印字ヘッド2は無端ベルト3の回転中心に対して点対称になるように配置されているから、例えば図2に示すように、駆動プーリ6の周りで印字ヘッド2が1個廻っているとき従動プーリ7の周りでも印字ヘッド2が1個廻るため、駆動プーリ6と従動プーリ7の周りで廻っている印字ヘッド2に生じる遠心力を相殺することができるとともに各印字ヘッド2を一定搬送速度Vhで搬送するから加速度の変化が生ぜず、印字機構部1の振動を大幅に軽減することができる。
【0022】
さらに、シート部材5と対向する印字ヘッド2をガイドレール4に沿って移動することにより、シート部材5に印字中の各印字ヘッド2を安定して搬送することができ、良質な画像を安定して印刷することができる。
【0023】
このガイドレール4を印字ヘッド2がシート部材5と向き合う面に配置した場合に付いて説明したが、図6に示すようにガイドレール4を無端帯状に形成し、無端ベルト3に沿って設け、無端ベルト3に設けた全ての印字ヘッド2を案内するようにしても良い。このように無端ベルト3に設けた全ての印字ヘッド2をガイドレール4で案内することにより、印字ヘッド2をより安定して搬送することができる。
【0024】
また、シート部材5と対向する印字ヘッド2を駆動するためには、シート部材5と対向する印字ヘッド2に電力を供給するとともに印字データを送る必要がある。そこで各印字ヘッド2にブラシ電極を設け、ガイドレール4を介して電力を供給したり、電磁誘導を利用して各印字ヘッド2に電力を供給すれば良い。また印字データは、送受信ユニットを無端ベルト3上に設置し、送受信ユニットから各印字ヘッド2に印字データを分配したり、無端ベルト3の近傍に配置した電極と静電結合等の方法や電磁誘導を利用して印字データを送受信すれば良い。
【0025】
さらに、無端ベルト3の印字ヘッド2を取り付ける位置の、印字ヘッド2のドッド列8に対応する部分にドッド列8を露出させる開口を設け、印字ヘッド2のドッド列側を無端ベルト3に取り付けることにより、図7の側面図に示すように、駆動プーリ6と従動プーリ7に巻き回した無端ベルト3の上下面の間でシート部材5を搬送することもできる。このようにシート部材5を無端ベルト3の間を通すことにより、画像形成装置を小型化することができる。
【0026】
前記説明では、無端ベルト3を、回転軸がシート部材5のシート面と平行に設けられた駆動プーリ6と従動プーリ7に巻き回して、無端ベルト3の印字ヘッド取付面をシート部材5のシート面と平行に配置した場合について説明したが、図8の配置図に示すように、駆動プーリ6と従動プーリ7の回転軸をシート部材5のシート面と直交するように設け、無端ベルト3の印字ヘッド取付面をシート部材5のシート面と直交するように配置して、印字ヘッド2のドッド列側を常にシート部材5側に向けるようにしても良い。
【0027】
このように印字ヘッド2のドッド列側を常にシート部材5側に向けることにより、無端ベルト3が直線的に動く区間でシート部材5の移動方向の下流側を移動する印字ヘッド2でシート部材5に印字し、シート部材5の移動方向の上流側を移動する印字ヘッド2からインク凝固液を先打ち等をすることなどができ、印字の準備処理が必要な印字方法においても印字の高速化を図ることができる。
【0028】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、複数の印字ヘッドを外周面に一定間隔をおいて配置した無端ベルトをシート部材の搬送方向に対して所定角度で配置し、無端ベルトの駆動プーリと従動プーリの間の直線的に動く区間でシート部材の移動方向の下流側へ移動する複数の印字ヘッドでシート部材に印字するようにしたから、印字ヘッドとシート部材を一定速度で定常的に搬送しながら画像形成することができ、大出力の駆動モータを使用せずに印字ヘッドを搬送することができる。
【0029】
また、各印字ヘッドを印字中に加減速する必要がないから、印字ヘッドに衝撃が加わらず、特にインクジェットヘッドでは安定したインク吐出を行うことができ、良質な画像を安定して形成することができる。また、ラインヘッド型の画像形成装置でも従来から有るシリアル型印字ヘッドをそのまま使用でき、画像形成装置を安価に作製することができる。
【0030】
また、印字区間を移動する印字ヘッドの搬送速度のシート部材搬送方向成分がシート部材の搬送速度とほぼ一致するように無端ベルトを回転することにより、良質な画像を安定して形成することができる。
【0031】
さらに、印字ヘッドを、駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトの回転中心に対して点対称になるように偶数個配置することにより、搬送されている印字ヘッド全体のバランスをとることができ、印字中の振動を大幅に軽減することができる。
【0032】
また、複数の印字ヘッドを、各印字ヘッドに有する印字ドット列の一部が隣接する印字ヘッド間で重複するように無端ベルトに配置することにより、印字抜けが生じることを防ぐことができ、安定して画像を形成することができる。
【0033】
また、印字ヘッドを案内するガイド部材を少なくとも印字区間に設けることにより、印字ヘッドをより安定して搬送することができる。
【0034】
また、無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して平行に配置することにより、シート部材の搬送方向の省スペース化を図ることができる。
【0035】
また、無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して平行に配置し、駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトの上下面の間にシート部材の搬送路を設けることにより、より省スペース化を図ることができる。
【0036】
さらに、無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して直交させて配置することにより、無端ベルトが直線的に動く区間でシート部材の移動方向の下流側を移動する印字ヘッドでシート部材に印字し、シート部材の移動方向の上流側を移動する印字ヘッドで予備的な印字や印字の準備処理を行うことにより、印字の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の画像形成装置の印字機構部の構成を示す平面図である。
【図2】印字機構部の構成を示す側面図である。
【図3】印字ヘッドのドット列を示す配置図である。
【図4】無端ベルトに対する印字ヘッドの配置図である。
【図5】複数の印字ヘッドによりシート部材の印刷領域を示す模式図である。
【図6】無端帯上のガイドレールを有する印字機構部の側面図である。
【図7】無端ベルトの中間にシート部材搬送路を有する印字機構部の側面図である。
【図8】他の印字機構部の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1;印字機構部、2;印字ヘッド、4;無端ベルト、4;ガイドレール、
5;シート部材、6:駆動プーリ、7;従動プーリ、8;ドット列。
Claims (8)
- ドットマトリクス型の印字ヘッドによってシート部材に画像を形成する画像形成装置において、
複数の印字ヘッドと、該複数の印字ヘッドを外周面に一定間隔を置いて配置して駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトとを有し、該無端ベルトをシート部材の搬送方向に対して所定角度で配置し、無端ベルトの駆動プーリと従動プーリの間の直線的に動く区間でシート部材の移動方向の下流側へ移動する複数の印字ヘッドでシート部材に印字することを特徴とする画像形成装置。 - 前記印字区間を移動する印字ヘッドの搬送速度のシート部材搬送方向成分がシート部材の搬送速度とほぼ一致するように無端ベルトを回転する請求項1記載の画像形成装置。
- 前記印字ヘッドを、駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトの回転中心に対して点対称になるように偶数個配置した請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記複数の印字ヘッドは、各印字ヘッドに有する印字ドット列の一部が隣接する印字ヘッド間で重複するように無端ベルトに配置されている請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記印字ヘッドを案内するガイド部材を、少なくとも印字区間に有する請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して平行に配置した請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記駆動プーリと従動プーリに巻き回した無端ベルトの上下面の間にシート部材の搬送路を設けた請求項6記載の画像形成装置。
- 前記無端ベルトを巻き回した駆動プーリと従動プーリの回転軸をシート部材のシート面に対して直交させて配置した請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002211920A JP2004050656A (ja) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2004050656A true JP2004050656A (ja) | 2004-02-19 |
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ID=31934986
Family Applications (1)
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JP2002211920A Pending JP2004050656A (ja) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004050656A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010228329A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Brother Ind Ltd | 液体吐出装置 |
JP2015223798A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、及び、液体吐出装置の駆動方法 |
CN111152568A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-15 | 东莞炜煌打印机有限公司 | 一种热敏打印机分段打印方法、装置及热敏打印机 |
CN111873646A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-03 | 沈义秀 | 一种强电工程用轻大型绝缘套喷码装置 |
-
2002
- 2002-07-22 JP JP2002211920A patent/JP2004050656A/ja active Pending
Cited By (5)
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