JP2006218700A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】
各部品の部品精度や各部品の組立精度だけでなく、単位画素寸法の大きさにも依存していた文字や画像などの色ずれを解消し、プリンタの画像品質を高精細化することができるプリンタを提供すること。
【解決手段】
本発明のプリンタは、複数の記録素子５が配列形成されている複数の記録ヘッド１と、記録ヘッド１を支持する支持部材２とを具備しており、複数の記録ヘッド１が、それぞれの記録素子５の配列方向を平行にして並列配置されているプリンタであって、記録ヘッド１は、支持部材２に拘束されながら記録素子５をその配列方向に移動させる位置調整機構３を有していることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタに係り、特に、複数の記録素子を有する記録ヘッドを複数個備えているプリンタに好適に利用されるプリンタに関する。

一般に、複数の記録素子を有する記録ヘッドを複数個備えているプリンタは、フルカラー画像（複数色を有する画像）などを記録用紙などに印刷するために、従来から多用されている。このようなプリンタは、インクジェット方式や熱転写方式など数種類の方式に分類されている。前述したプリンタのうち、代表例の１つとしてのインクジェット方式のプリンタにおいては、記録用紙などの記録媒体の搬送方向に複数個の記録ヘッドを並列配置し、各記録ヘッドに備えられている複数個の微細ノズルから、記録ヘッド毎に異なる色のインク滴を吐出することにより、記録媒体に記録するようになっている。また、他の例の熱転写方式のプリンタにおいては、同様に複数個の記録ヘッドにそれぞれ備えられた複数個の微細な発熱素子を発熱させることにより、記録ヘッド毎に異なる色のインクリボンのインクを熱転写させて、記録媒体に記録するようになっている。

前述したプリンタによる画像品質（文字など画像以外も含む）は、１インチ当たりのピクセル数（以下、「ｄｐｉ」という）が大きくなるほど向上する。このｄｐｉは、前述したノズルや発熱素子など記録素子の大きさによって決定されるため、記録素子の寸法が小さくなるほど大きくなる。ただし、ｄｐｉが大きくなることによって各記録ヘッドが印刷する画像間のずれが目立つため、記録ヘッドの副走査方向（記録媒体の搬送方向である主走査方向に対する直交方向）における各記録ヘッドの取付誤差を小さくする必要がある。

図３は、複数の記録素子を有する従来のプリンタに配設されている複数個の記録ヘッドと、それらの記録素子との配置関係の一例を上方から示したものである。この従来のプリンタは、副走査方向ＳＤ２（記録媒体１１０の搬送方向（主走査方向ＳＤ１）に対する直交方向）に配列された複数の記録素子１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃをそれぞれ有する複数の記録ヘッド１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを、主走査方向に沿って並列配置している。それらの各記録ヘッド１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに配設されている記録素子１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃの配設個数を、実際上記録に使用する記録素子の個数即ち記録媒体１１０の全幅の記録に必要な個数よりも多くしていた。この従来のプリンタは、前述のように形成されていることによって、記録に使用する各記録ヘッド１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃの記録素子１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃのうち、主走査方向に対して互いに重なる部分の記録素子のみ（図３においては斜線部分の記録素子１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ）を記録に使用することによって、各記録ヘッド１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃによる文字や画像などの色ずれ（各色の成分の画像間における記録ずれ）を調整していた（特許文献１を参照）。

特開平１１−５８７０５号公報

しかしながら、単位画素寸法が３０μｍ以上の場合、主走査方向に対して重なる部分の記録素子のみを記録に使用して単位画素当たりのずれを調整する従来のプリンタによって印刷された画像の色ずれが人間の目によって視認されてしまうという問題が生じた。これは、一般的に、約２０〜３０μｍ以上の色ずれが生じた際に視認可能な程度のずれとなることに起因している。

この問題を、インクジェット方式プリンタと熱転写方式プリンタについて、具体的に説明する。

インクジェット方式プリンタの場合、インクタンクとそのノズルを有する記録ヘッドは、インクタンクに貯蔵されたインク液をノズルからインク滴として２ｐｌ（ピコリットル）ずつ吐出する。このインク滴の直径は約５０〜１００μｍ程度となっており、そのインク滴が記録媒体である紙面に付着すると、その直径は２倍以上に広がる。つまり、頻繁に使用される記録用紙においては、単位画素寸法であるインク滴の直径は１００μｍ以上となり、単位画素当たりのずれを調整しても未だ画像の色ずれが視認されてしまうこととなる。

熱転写方式プリンタにおいては、約６００ｄｐｉ以下の熱転写方式プリンタを用いた場合に、その単位画素寸法が約４２μｍ以上となり、単位画素当たりのずれを調整しても未だ画像の色ずれが視認されてしまうこととなる。

すなわち、このような問題は、単位画素寸法が人間の目によって認識可能なずれよりも大きい場合に生じるものである。

更に、従来のプリンタにおいては、図３に示すように、互いに並列配置されている複数の記録ヘッド１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃのそれぞれに配設されている記録素子１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃが組立誤差により互いに副走査方向ＳＤ２にずれてしまい、単位画素寸法よりも小さいずれｄ１やｄ２などを生じるという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、各部品の部品精度や各部品の組立精度のみではなく、単位画素寸法の大きさにも影響されることがないようにして色ずれが生じない高精細な文字や画像などを記録媒体に記録することのできるプリンタを提供することとしている。

また、本発明の他の目的は、色ずれを更正する複数の手段を有することによって、色ずれに関する調整を容易にして、することのできるプリンタを提供することとしている。

前述した目的を達成するため、本発明のプリンタは、複数の記録素子が配列形成されている複数の記録ヘッドと、その記録ヘッドを支持する支持部材とを具備しており、その複数の記録ヘッドが、それぞれの記録素子の配列方向を平行にして並列配置されている。ここで、「複数の記録素子が配列形成されている複数の記録ヘッド」とは、例えば、複数のインクノズルを有するインクジェット方式記録ヘッドや複数の発熱体を有する熱転写方式記録ヘッドなど、副走査方向に複数の記録素子を有する記録ヘッドを意味している。また、「その複数の記録ヘッドが、それぞれの記録素子の配列方向を平行にして並列配置されている」とは、例えばタンデム式プリンタに配列されている記録ヘッドなどのように、主走査方向に沿って複数個の記録ヘッドが平行に配列されている状態を意味している。

そして、本発明のプリンタは、第１の態様として、その記録ヘッドが、その支持部材に拘束されながらそれらの記録素子をその配列方向に移動させる位置調整機構を有していることを特徴としている。すなわち、本発明のプリンタは、本発明の第１の態様によって、文字や画像の記録に使用する各記録ヘッドの記録素子をその副走査方向即ち記録素子の配列方向に移動させることが可能となる。

また、本発明の第２の態様は、その第１の態様のプリンタであって、位置調整機構が、記録ヘッドを支持部材に対して記録素子の配列方向に移動自在に支持するスライド部材と記録素子の移動量を調整するすべり量調整装置とを有していることを特徴としている。すなわち、本発明のプリンタは、本発明の第２の態様によって、副走査方向の移動量をスライド部材と移動量調整装置とをもって適正に調整することが可能となる。

また、本発明の第３の態様は、その第１または第２の態様のプリンタであって、各記録ヘッドの記録素子の配設個数は、文字または画像の記録に実際上使用する個数よりも多く配設されており、複数の記録ヘッドは、その記録に実際上使用する個数よりも多く配設されている記録素子のうち、その記録ヘッドの並列配置方向においてすべての記録ヘッドの記録素子と重なる記録素子を文字または画像の記録に使用するように形成されていることを特徴としている。すなわち、本発明のプリンタは、本発明の第３の態様によって、２通りの調整方法を用いて副走査方向の移動量を調整することが可能となる。この２通りの調整方法とは、その１つの調整方法が第１または第２の態様の特徴である位置調整機構による調整方法であり、もう１つの調整方法は、第３の態様の特徴である重なる記録素子を用いる調整方法である。なお、２つの調整方法は、それに係る移動量もしくは調整量が異なるため、記録ヘッドの調整の場面に応じて適宜選択すればよい。例えば、単位画素寸法以上の色ずれが生じた場合は第３の態様の特徴である重なる記録素子を用いる調整によって粗調整し、単位画素寸法以下の色ずれが生じた場合は第１または第２の態様の特徴であるすべり量調整機構による調整によって微調整する。

本発明のプリンタによって、各部品の部品精度や各部品の組立精度だけでなく、単位画素寸法の大きさにも依存していた文字や画像などの色ずれを解消し、プリンタの画像品質を高精細化することができるという作用効果を奏する。

また、本発明のプリンタは、各記録ヘッドの画素数、取付精度および組立精度に依存することなく画像などを高精細化することが可能となるため、副次的効果として、プリンタの製造コストを低廉化することができる。

さらに、従来のプリンタにおいては、解像度が高くなるほど記録ヘッドの取付精度を高くしなければならずその取付作業が困難になり、高品位の記録画像が得られ難くなるが、本発明においては、解像度が高くなるほどその単位画素寸法が小さくなり、各画素間のずれが小さくなるため、位置調整機構による微調整が容易となり、高品位の記録画像が得られ易くなるという作用効果も奏する。

本発明のプリンタの実施形態を図１および図２を用いて以下に説明する。

図１は本実施形態のプリンタに係る記録ヘッド周辺の正面図および左側面図を示している。図２は、本実施形態のプリンタに係る各記録ヘッドの上方からの部分投影図を示している。

本実施形態のプリンタは、インクを溶融して記録する熱転写方式プリンタに適用したものである。図１は１つの熱転写方式記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」という）１を示している。この記録ヘッド１はインクリボン（図示せず）に対面する側に回路基板６と複数の記録素子５とを有している。この記録ヘッド１は位置調整機構３をもって支持部材２に記録素子５の配列方向即ち副走査方向ＳＤ２に移動自在に支持されている。

記録ヘッド１における記録素子５は、インクリボンのインクを溶融もしくは気化させるため、薄膜状の発熱体を用いて形成されている。また、この記録素子５は、図１の下方に位置する記録媒体（図示せず）と対向する面である回路基板６の下面に複数個形成されており、それらが一列に配列されている。複数の記録素子５が配列されている回路基板６は、アルミナなどセラミックスを用いて平板状に形成されている。この回路基板６における記録素子５が形成されている面には、記録素子５用の電極（図示せず）が形成されている。

記録ヘッド１はこの回路基板６の上面（記録素子５が配列されている面の反対の面）を位置調整機構３の下面に固着して取り付けられている。この位置調整機構３は、支持部材２に拘束されながら副走査方向（記録素子５の配列方向）ＳＤ２に往復直線運動を行なうことが可能となるスライド部材７と、これらの支持部材２およびスライド部材７の両部材の位置関係を調整するすべり量調整装置４とにより形成されている。

一方のスライド部材７を説明すると、図１（ａ）に示すように、スライド部材７は正面から見てＬ字状断面となるように形成されている。そして、このＬ字状断面のスライド部材７の水平部７ａの上面（回路基板６が配設されている面の反対の面）には、図１（ｂ）に示すように、あり溝状のスライドレール７ｓが形成されている。そして、支持部材２のスライド部材７と当接する面（下面）には、スライド部材７のスライドレール７ｓと噛み合う凸状のスライドレール２ｓが形成されている。すなわち、支持部材２およびスライド部材７に形成されている両スライドレール２ｓおよび７ｓを形成することによって、記録ヘッド１は、副走査方向ＳＤ２に対して往復直線運動することが可能となっている。なお、図１においては、支持部材２の下面（スライド部材７に当接する面）およびスライド部材７の上面（支持部材２に当接する面）の全面に対して噛み合うスライド部が形成されているが、それらの相対する面に対して部分的にスライドレールを形成し、副走査方向ＳＤ２に往復直線運動できるように形成してもよい。更に、支持部材２は、スライドレール７ｓを介してスライド部材７を支持するため、アルミニウムや鉄合金など金属を用いて略直方体状に形成されている。金属を用いる理由は、支持部材２の内部に冷却液などが流動するウォータジャケットなどが形成される可能性があるためであり、もっぱら支持するのみの機能を有していればよいのであれば、記録ヘッド１を支持するのに適した材料を用いればよい。なお、支持部材２の内部にウォータジャケットなどを形成する場合は、支持部材２に当接しているスライド部材７も、支持部材２の材料と同様に、金属などの高熱伝導性材料を用いて形成することが好ましい。

位置調整機構３を形成する他方のすべり量調整装置４は、ねじ８およびコイルばね９を用いて形成されており、Ｌ字状のスライド部材７の水平部７ａに起立した側方部７ｂと支持部材２とのすべり量を調整するように配設されている。具体的には、副走査方向ＳＤ２に伸縮するコイルばね９が、スライド部材７の側方部７ｂと支持部材２との間に介在しており、そのコイルばね９の内部にある中心軸に沿って、ねじ８が配設されている。そして、ねじ８が、スライド部材７の側方部７ｂの透孔（図示せず）を貫通し、支持部材２の端面に螺入されていて、ねじ８を回動することにより、支持部材２の端面とスライド部材７の側方部７ｂとの距離を調整自在としている。

本実施形態のプリンタは、図１に示すように形成された複数の記録ヘッド１をそれぞれの記録素子５の配列方向を平行にして並列配置して形成されている。つまり、本実施形態のプリンタにおいては、図２に示すように、複数の記録ヘッド１として、第１の記録ヘッド１Ａ、第２の記録ヘッド１Ｂおよび第３の記録ヘッド１Ｃを有しており、それらの各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃが主走査方向ＳＤ１即ち記録媒体１０の搬送方向に沿って並列に配設されている。それらの各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれ５０〜３００個程度の記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃを有しており、それらの記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃが副走査方向（主走査方向の直角方向）ＳＤ２に一列に配列されている。そして、それらの記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃの配設個数は、文字や画像の記録用として実際に使用する記録素子の個数よりも多く形成されている。なお、図２に示した各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいては、図面の記載上の都合により、各記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃの個数をそれぞれ１５個ずつ模式的に示してある。

次に、本実施形態のプリンタの作用を説明する。

図２に示されている各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃを本実施形態のプリンタに配設する際、そのプリンタの組立誤差によって、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃの副走査方向ＳＤ２に位置ずれが生じてしまう。そこで、本実施形態のプリンタ組立後の検査工程の際、図２（ａ）に示すように、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃに配設された各記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃのうち、主走査方向（各記録ヘッド１の配列方向）においてすべて重なり合う部分の記録素子（図２（ａ）においては斜線を用いて表された記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）を、本実施形態のプリンタのコントロールユニット（図示せず）によって検出する。そして、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃ毎に使用するこれらすべてと重なり合う記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃを、そのコントロールユニットにて予め設定しておき、選択されたそれら記録素子（図２（ａ）においては斜線を用いて表された記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）を文字や画像の記録に用いている。つまり、そのプリンタの組立誤差によって単位画素寸法以上の色ずれが生じた場合、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃ毎に予め設定されたすべてと重なり合う部分の記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃを使用することにより、単位画素寸法以下の色ずれに調整する。

そして、前述した単位画素寸法以下の色ずれ量を調整するため、図１に示すように、本実施形態のプリンタには位置調整機構３が設けられている。例えば、図２（ａ）に示すように、単位画素寸法以下の誤差ｄ１やｄ２が生じた場合、はじめに、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃに備わっているすべり量調整機構４のねじ８を回動させることによって、支持部材２およびスライド部材７の両スライドレール２ｓおよび７ｓを有する各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃを、図２（ａ）の１Ａおよび１Ｃの矢印に示すように、副走査方向ＳＤ２に対して必要な移動量だけ直線運動させる。そして、図２（ｂ）に示すように、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各記録素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃが副走査方向のずれを生じていない位置に移動させてから、各記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃを固定する。その結果、本実施形態のプリンタによって、副走査方向の端部を含めた全体において色ずれのない高精細な文字や画像などを記録媒体に記録することが可能となる。

なお、本発明のプリンタは、インクジェット方式のプリンタにも適応することができる。例えば、複数の記録ヘッドにインクを貯蔵するインクタンクを配設し、その複数の記録ヘッドに配設されている複数の記録素子を、インクが吐出されるノズルとして形成することによって、インクジェット方式プリンタにも適用することができる。つまり、本発明のプリンタにおいては、本実施形態の熱転写方式プリンタだけでなく、インクジェット方式プリンタなど副走査方向に複数の記録素子を有するプリンタのすべてに対して利用することが可能となっている。

また、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

（ａ）は本実施形態のプリンタに係る記録ヘッド周辺を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図 本実施形態のプリンタに係る各記録ヘッドを上方から示す部分投影図：（ａ）すべり量調整装置による移動調整前、（ａ）すべり量調整装置による移動調整後 従来のプリンタに係る各記録ヘッドを上方から示す部分投影図

符号の説明

１ 記録ヘッド
２ 支持部材
２ｓ （支持部材に係る）スライドレール
３ 位置調整機構
４ すべり量調整装置
５ 記録素子
６ 回路基板
７ スライド部材
７ｓ （スライド部材に係る）スライドレール
８ ねじ
９ コイルばね
１０ 記録媒体
ｄ１、ｄ２ 文字や画像の色ずれによる色ずれ量

Claims (3)

1. 複数の記録素子が配列形成されている複数の記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを支持する支持部材と
   を具備しており、
   前記複数の記録ヘッドが、それぞれの前記記録素子の配列方向を平行にして並列配置されているプリンタであって、
   前記記録ヘッドは、前記支持部材に拘束されながら前記記録素子をその配列方向に移動させる位置調整機構を有している
   ことを特徴とするプリンタ。
2. 位置調整機構は、前記記録ヘッドを前記支持部材に対して前記記録素子の配列方向に移動自在に支持するスライド部と記録素子の移動量を調整するすべり量調整装置とを有していることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記各記録ヘッドにおける記録素子の配設個数は、文字または画像の記録に実際上使用する個数よりも多く配設されており、
   複数の前記記録ヘッドは、前記記録に実際上使用する個数よりも多く配設されている記録素子のうち、前記記録ヘッドの並列配置方向においてすべての記録ヘッドの記録素子と重なる記録素子を文字または画像の記録に使用するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプリンタ。

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