JP2006082429A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ペーパーの材質改善とは異なるアプローチにより、画像形成を高速化することができるインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】
長尺状のペーパーを副走査方向に搬送させつつ、インクヘッド部５を副走査方向と直交する主走査方向に沿って走査することで画像を形成するインクジェットプリンタであって、長尺状のペーパーを２列で搬送させることが可能な搬送経路と、インクヘッド部５を構成し、主走査方向に沿って配置された２列の第１インクヘッド部分５１及び第２インクヘッド部分５２と、２列でペーパーを搬送させて画像形成を行う場合に、左側のペーパーＰ１は左側の第１インクヘッド部分５１に対応させ、右側のペーパーＰ２は右側の第２インクヘッド部分５２に対応させ、この対応させられた列のヘッドユニットによりペーパーに画像を形成するように、インクヘッド部５を制御する制御部２４とを備えている。好ましくは、ペーパーの配列ピッチＤと、２列のヘッドユニットの配列ピッチＥとが同じになるように設定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、長尺状の画像形成媒体を副走査方向に搬送させつつ、インクヘッド部を副走査方向と直交する主走査方向に沿って走査することで画像を形成するインクジェットプリンタに関するものである。

インクジェットプリンタで画像形成を行う場合には、概ね次のような方法で行われる。長尺状のペーパー（画像形成媒体に相当）がペーパーマガジンに収容されており、このペーパーマガジンから引き出されたペーパーは搬送経路に沿って搬送される。この搬送方向は、副走査方向に相当する。一方、画像データに基づいて画像形成を行うためのインクヘッド部が設けられており、このインクヘッド部には、インク吐出用のノズルが多数形成されたヘッドユニットが搭載されている。インクヘッド部（ヘッドユニット）は、副走査方向に直交する主走査方向に沿って往復搬送されるように駆動装置が設けられており、インクヘッド部を主走査方向に沿って移動させるときに、ペーパー表面にヘッドユニットからインクを吐出して画像を形成する（例えば、下記特許文献参照）。

一方、インクジェットプリンタで画像を形成する場合に、高速化・高能力化も要求されている。高速で画像形成を行うためには、ペーパーにおけるインク吸収速度が大きな課題となるが、ペーパーの材質の改良によりインク吸収性などの特性は改善されてきている。これにより、例えば、Ｌサイズで１時間あたり６００枚程度のプリントを作成可能なプリンタも開発されている。

しかしながら、ペーパーの材質の改善にのみ依存する状態では限度があり、更なる高速化を達成することが難しい状況である。従って、ペーパーの材質改善とは異なるアプローチにより、画像形成を高速化する必要がある。
特開２００３−１７５６５５号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ペーパーの材質改善とは異なるアプローチにより、画像形成を高速化することができるインクジェットプリンタを提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るインクジェットプリンタは、
画像形成媒体を副走査方向に搬送させつつ、ヘッドユニットを主走査方向に沿って走査することで画像形成媒体に画像を形成するインクジェットプリンタであって、
画像形成媒体を複数列で搬送させることが可能な搬送経路と、
主走査方向に沿って配置された複数列のヘッドユニットと、
複数列で画像形成媒体を搬送させて画像形成を行う場合に、複数列の各画像形成媒体と複数列の各ヘッドユニットとを予め一対一で主走査方向における列の並び順に従って対応させて画像を形成するように、各ヘッドユニットを制御する制御部とを備えていることを特徴とするものである。

かかるインクジェットプリンタの作用・効果を説明する。このインクジェットプリンタは、長尺状の画像形成媒体を複数列で搬送させることができ、これに対応してヘッドユニットも複数列備えられている。説明を分かりやすくするために、画像形成媒体を２列搬送することができ、これに対応してヘッドユニットも２列分が設けられているとする。この２列の画像形成媒体と、２列のヘッドユニットとは予め一対一で対応付けられており、対応付けられたヘッドユニットにより画像形成媒体に画像形成がされる。この対応付けは、主走査方向の並び順に基づいて行われている。上記２列の例だと、右側を搬送される画像形成媒体は、右側のヘッドユニットにより画像形成され、左側を搬送される画像形成媒体は、左側のヘッドユニットにより画像形成される。３列以上の場合も同様に考えることができる。このように、ヘッドユニットを複数列にすると共に、画像形成を行うヘッドユニットと画像形成媒体とを対応付けているので、画像形成を高速で行うことができる。その結果、ペーパーの材質改善とは異なるアプローチにより、画像形成を高速化することができるインクジェットプリンタを提供することができる。

本発明において、複数列で搬送される画像形成媒体の配列ピッチと、複数列のヘッドユニットの配列ピッチとが同じになるように設定されていることが好ましい。

配列ピッチを同じにすることで、複数列の画像形成媒体の画像形成を同時に行うことができ、画像形成の時間を大幅に短縮することができる。

本発明において、前記複数列のヘッドユニットを駆動する１つの駆動装置を備えていることが好ましい。これにより、駆動装置の構成を簡素化することができる。

本発明に係るインクジェットプリンタの好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、インクジェットプリンタの構成を示す側断面図である。図２は、インクヘッド部の構成を示す斜視図である。インクジェットプリンタは、ペーパーを搬送経路に沿って副走査方向に搬送させつつ、インクヘッド部を主走査方向（ペーパー幅方向と同じ）に沿って移動させることで、ペーパー表面に画像を形成するものである。

＜インクジェットプリンタの構成＞
画像形成媒体であるペーパーは、所定の搬送経路に沿って搬送され、搬送経路の最も上流側に、長尺状のペーパーがロール状に収容されたペーパーマガジン１が設けられている。ペーパーマガジン１は、装置本体に対して着脱自在に取り付けられ、ペーパーの幅方向に沿って（図１の紙面に垂直方向）、２台のペーパーマガジン１を取り付けることができる。ペーパーとしては、紙をベースにしたインクジェット記録用コート紙が好ましくは使用されるが、これに限定されるものではない。

ペーパーマガジン１から引き出されたペーパーは、ローラユニット２，３により下流側へと搬送される。ローラユニット２，３は、駆動モータ４により駆動される。ローラユニット３により、ペーパーの搬送方向が変更され、画像形成部へと送り込まれる。画像形成部には、インクヘッド部５が設けられている。図２に示すように、インクヘッド部５は、第１本体部５ａと第２本体部５ｂとに分かれており、これら本体部５ａ，５ｂは連結部５３により連結されている。第１本体部５ａには、副走査方向に沿って配置された第１・第２・第３ヘッドユニット５１ａ，５１ｂ，５１ｃ（第１インクヘッド部分５１）が設けられている。同様に、第２本体部５ｂには、副走査方向に沿って配置された第４・第５・第６ヘッドユニット５２ａ，５２ｂ，５２ｃ（第２インクヘッド部分５２）が設けられている。６つの各ヘッドユニットは、同じ構成を備えており、カラー画像を形成するために、７色のインク、すなわち、 ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ライトブラック、ライトマゼンタ、ライトシアンのインクを吐出可能なノズルを備えている。これらの各ノズルにインクを供給するために、インク供給部６が設けられている。再び図１を参照すると、インク供給部６には、各色のインクカートリッジが着脱自在に取り付けられている。ヘッドユニットを複数設けることで、画像形成を効率良く行うことができる。

第１及び第４ヘッドユニット５１ａ，５２ａ、第２及び第５ヘッドユニット５１ｂ，５２ｂ、第３及び第６ヘッドユニット５１ｃ，５２ｃは、主走査方向において並列した状態に配置される。第１ヘッドユニット５１ａよりも更に下流側にセンサー５４が搭載されており、インクヘッド部５の主走査方向における所定位置を検出する機能を有する。インクヘッド部５の移動に連動してセンサー５４もいっしょに移動する構成となっている。

各ノズルからは、液体のインクが吐出することでペーパー表面に画像を形成することができる。インクを吐出する形式としては、圧電素子を利用してインクを吐出する方式や、バブルジェット（登録商標）方式等があるが、本発明としては、特定の形式に限定されるものではない。

インクヘッド部５は、搬送されるペーパーの表面側に位置し、ペーパーの裏面側にはプリントステージ７が位置する。プリントステージ７の表面には多数の小さな穴が形成されており、プリントステージ７の内部には、吸着ファン８が設けられている。この穴を介して吸着作用を行い、ペーパーをプリントステージ７の表面に吸着させる。これにより、ペーパーの撓みや浮き上がりを防止し、インク吐出による画像形成を確実かつ精度よく行わせる。プリントステージ７の表面は、傾斜した状態に設定されており、これに対応してヘッドユニットの表面（ノズル配置面）も同じ傾斜角度で配置されている。

インクヘッド部５は、ペーパーの幅方向（主走査方向）に沿って移動可能に構成されており、そのためのガイド機構９が設けられている。ガイド機構９は、ガイド溝９ａとガイドレール９ｂの組み合わせにより構成される。図１では、インクヘッド部５にガイド溝９ａが設けられる構成であるが、インクヘッド部５にガイドレール９ｂを設ける構成を採用してもよい。

画像が形成されたペーパーは、画像形成部の下流側に設けられたローラユニット１０により、カッターユニット１１へと送り込まれる。カッターユニット１１は、移動刃１１ａと固定刃１１ｂとから構成され、長尺状のペーパーを所定のプリントサイズとなるようにカットする。ローラユニット１０を駆動するための駆動モータ１２と、移動刃１１ａを駆動するための駆動モータ１３が夫々設けられている。プリントサイズにカットされたペーパーは、排出ローラユニット１４により、排出口１６から装置外部に排出される。排出ローラユニット１４は、駆動モータ１５により駆動される。

＜制御ブロック構成＞
図３は、インクジェットプリンタにおける制御ブロック構成を示す図である。図３には、本発明と関係のある機能を中心に示している。画像データ入力部２０は、プリントを作成するための画像データを入力する。例えば、デジタルカメラの記憶媒体に格納されている画像データを取得することができる。画像データ保存部２１は、入力した画像データを保存する機能を有する。画像処理部２２は、入力した画像データに対して画像処理を行う機能を有する。例えば、色・濃度が適切にプリントされるように、色・濃度の補正データを入力して画像を補正することができる。

ペーパー情報設定部２３には、設定されているペーパーの情報が記憶されている。ペーパーの幅寸法やペーパーを１列搬送するのか２列搬送するのか等の情報が記憶されている。幅狭のペーパーの場合は、画像形成を効率良く行うために、同じ幅寸法のペーパーを２列で搬送できるようにしている。幅広のペーパーの場合は、１列で搬送される。制御部２４は、ＣＰＵやメモリ、制御プログラム等により構成されるものであり、インクヘッド部５を制御して、画像処理部２２により得られたプリント用画像データに基づいて、ペーパー表面に適切に画像形成が行われるように制御する。この場合、ペーパー情報設定部２３に記憶されているペーパー情報に基づいて、制御される。

インクヘッド部５に対する制御として、インク吐出量制御部２５と、ヘッド駆動装置制御部２６が設けられている。インク吐出量制御部２５は、プリント用画像データに基づいて、各ノズルから吐出されるインク吐出量を制御する。ヘッド駆動装置制御部２６は、インクヘッド部５を主走査方向に沿って駆動させる駆動装置を制御する。既に説明したように、インクヘッド部５は、ガイド機構９により主走査方向に沿って駆動され、主走査方向における駆動方向や駆動量などを制御する。

なお、インクヘッド部５の駆動装置であるが、図２に示すように、連結部５３により連結されているので、これら第１・第２インクヘッド部分５１，５２は、同時に駆動され、同じ動きをする。各インクヘッド部分５１，２１を別々の駆動装置により駆動する構成に比べると、構成を簡素化することができる。

ペーパー搬送機構２７は、ペーパーを搬送経路に沿って搬送する機構であり、図１に示したように、多数のローラー対により構成される。制御部２４は、ペーパー搬送機構２７に対する制御も行う。

＜インクヘッド部の動作説明＞
次に、インクヘッド部５の動作の基本について、図４及び図５により説明する。図４では、同じ幅寸法のペーパーを２列で搬送する場合の状態を示している。左側のペーパーＰ１と右側のペーパーＰ２は、共にペーパー幅Ｗ１を有している。２列でペーパーを搬送させる場合の幅方向の基準位置はＫ１，Ｋ２で示されている。異なる幅寸法Ｗ２のペーパーを２列で搬送させる場合も、図４に示すように基準位置Ｋ１，Ｋ２に合わせて幅方向の搬送位置が設定される。従って、２列搬送させる場合、２列のペーパーの配列ピッチＤは、ペーパー幅寸法に関係なく、常に一定である。

図４に示す第１・第２インクヘッド部分５１，５２の位置は、インクヘッド部分が主走査方向において移動する範囲の右端に位置する状態である。２つのインクヘッド部分５１，５２の配列ピッチＥは、ペーパーの配列ピッチＤと同じになるように設定されている。

図５に示す状態は、インクヘッド部分が主走査方向において移動する範囲の左端に位置する状態である。第１・第２インクヘッド部分５１，５２が移動する範囲は、図番Ｈで示している。この移動範囲Ｈは、ペーパーの幅寸法が大きくなれば、当然それに対応して大きくなるように制御される。この移動範囲Ｈを変更する場合でも、基準位置Ｋ１，Ｋ２が固定されているので、移動範囲の変更も容易に行うことができ、制御構成を簡素化することができる。つまり、移動範囲Ｈの右端を固定した状態で範囲の変更を行うことができる。

また、左側のペーパーＰ１の画像形成は、左側に位置する第１インクヘッド部分５１により行われ、右側のペーパーＰ２の画像形成は、右側に位置する第２インクヘッド部分５２により行われる。このように、搬送されるペーパーとインクヘッド部分とを一対一で対応させることにより、インクヘッド部５の主走査方向における移動量を少なくすることができ、高速での画像形成が可能になる。従って、２列搬送させる場合であっても２つのペーパーＰ１，Ｐ２に対して同時に画像形成を行うことができ、第１・第２インクヘッド部分５１，５２を主走査方向における移動範囲内を繰り返し往復動させることで、効率良く画像形成を行う。特に、ペーパーの配列ピッチと、インクヘッド部分の配列ピッチとを同じに設定しているので、主走査方向におけるインクヘッド部５の移動量を抑制することができる。

＜別実施形態１＞
次に、別実施形態について説明する。図４及び図５では、ペーパーの配列ピッチＤと、インクヘッド部分の配列ピッチＥとが同じ例を説明したが、必ずしも同じでなくてもよく、インクヘッド部分の配列ピッチＥを小さくしてもよい。小さくしたとしても、本発明による効果を奏することができる。これを図６により説明する。

図６（ａ）は、本発明における構成を示し、第１インクヘッド部分５１と第２インクヘッド部分５２の配列ピッチＥは、図４に示す構成例よりも狭くなっている。ただし、主走査方向左側に配置された第１インクヘッド部分５１は、左側のペーパーＰ１の画像形成を行い、主走査方向右側に配置された第２インクヘッド部分５２は、右側のペーパーＰ２の画像形成を行う。これに対して図６（ｂ）は比較例を示し、外観構成は（ａ）と同じであるが、左右両方のペーパーＰ１，Ｐ２に対して画像形成する時、左右のペーパーは何れも第１・第２インクヘッド部分５１，５２の両方を使用して行う場合を示している。このとき、画像形成領域内では定速でヘッドを移動させるため、加速減速区間を画像形成領域外に設ける必要があり、当該領域外に印字するヘッドを移動させる必要がある。従って、本発明による構成のインクヘッド部５の主走査方向の移動範囲Ｈ１よりも、比較例におけるインクヘッド部５の移動範囲はＨ２となり、画像形成に時間がかかることになる。インクヘッド部分の配列ピッチＥをペーパーの配列ピッチＤに近づけるほど、移動範囲Ｈが小さくなるため、画像形成に要する時間も短くなることになる。

＜別実施形態２＞
これまでは、２列でペーパーを搬送する構成例を説明したが、３列以上の場合も同様に構成することが可能である。図７は、３列でペーパーを搬送する場合の構成例を示す。３つのインクヘッド部分５１，５２，５３と、これに対応して３列でペーパーＰ１，Ｐ２，Ｐ３が搬送される。ペーパーの配列ピッチＤとインクヘッド部分の配列ピッチＥとは、同じになるように設定されている。第１インクヘッド部分１５１は左側のペーパーＰ１の画像形成、第２インクヘッド部分１５２は真中のペーパーＰ２の画像形成、第３インクヘッド部分１５３は右側のペーパーＰ３の画像形成を夫々行うように制御される。もちろん、ペーパーの配列ピッチＤとインクヘッド部分の配列ピッチＥとは、異ならせてもよい。

＜別実施形態３＞
本実施形態では、副走査方向に沿って３つのヘッドユニットを備えた構成例を説明したが、これに限定されるものではなく、１つ又は２つ、あるいは、４つ以上を備えるように構成してもよい。

インクジェットプリンタの構成を示す側断面図 インクヘッド部の構成を示す斜視図 インクジェットプリンタの制御ブロック構成を示す図 インクヘッド部の動作を説明する図 インクヘッド部の動作を説明する図 別実施形態のインクヘッド部の構成を示す図 別実施形態のインクヘッド部の構成を示す図

符号の説明

５ インクヘッド部
５ａ 第１本体部
５ｂ 第２本体部
２４ 制御部
２５ インク吐出量制御部
２６ ヘッド駆動装置制御部
５１ 第１インクヘッド部分
５１ａ 第１ヘッドユニット
５１ｂ 第２ヘッドユニット
５１ｃ 第３ヘッドユニット
５２ 第２インクヘッド部分
５２ａ 第４ヘッドユニット
５２ｂ 第５ヘッドユニット
５２ｃ 第６ヘッドユニット
Ｄ 配列ピッチ
Ｅ 配列ピッチ
Ｈ 移動範囲
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ペーパー

Claims (3)

1. 画像形成媒体を副走査方向に搬送させつつ、ヘッドユニットを主走査方向に沿って走査することで画像形成媒体に画像を形成するインクジェットプリンタであって、
   画像形成媒体を複数列で搬送させることが可能な搬送経路と、
   主走査方向に沿って配置された複数列のヘッドユニットと、
   複数列で画像形成媒体を搬送させて画像形成を行う場合に、複数列の各画像形成媒体と複数列の各ヘッドユニットとを予め一対一で主走査方向における列の並び順に従って対応させて画像を形成するように、各ヘッドユニットを制御する制御部とを備えていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 複数列で搬送される画像形成媒体の配列ピッチと、複数列のヘッドユニットの配列ピッチとが同じになるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記複数列のヘッドユニットを駆動する１つの駆動装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
   

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