JP2006240231A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 紙間切り換えの機構をもつインクジェットプリンタで、紙間が小さいときのキャリアの印字中の動作を安定させる。
【解決手段】 紙間が大きいときより、紙間が小さいときの方がキャリアの移動範囲が大きくなるように構成して、紙間が小さいときは加速度を小さくした加速テーブルでキャリアモーターを加速する。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェットプリンタ、特に印字ヘッドと印字用紙の距離を切り換え可能に構成されたインクジェットプリンタのキャリア駆動方法に関するものである。

キャリアを印字用紙に沿って移動しながら、キャリアに搭載されたヘッドを駆動することにより印字を行うシリアルプリンタの中で、現在代表的なものとして、印字ヘッドからインクを印字用紙に噴出して印字を行なうインクジェット方式のシリアルプリンタが広く知られている。

図２は、インクジェット方式のシリアルプリンタの構成を示す概略図である。キャリア１は、ガイドシャフト２、ガイドレール４によって、シャーシ３に保持されたＬＦローラー５及びプラテン６に対向して往復移動できるように支持されている。印字ヘッド７はキャリア１に搭載されていて、ベルト９を介して伝達されるキャリアモーター８によりガイドシャフト２に沿って往復移動する。

印字用紙１０は、プリンタ内部で、ＬＦローラー５とピンチローラー１１及び、排紙ローラー１２で保持されていて、ＬＦローラー５が回転すると、摩擦力によってＬＦローラー５の軸線に対して垂直方向に搬送される。

印字に際しては、キャリア１は停止状態から、加速された後に一定の速度で移動をする。この状態のときに、プリンタ内部に送られてくる印字データに従って、印字ヘッド７を駆動してインクを吐出する。そして、印字ヘッド７の一行分の駆動が終了後、キャリア１は減速されて停止する。印字ヘッド７の駆動が終了した後、ＬＦローラ５が所定の量だけ回転することにより印字用紙１０が搬送され、新たに印字を行なうべきエリアが印字ヘッド７と対向する位置に移動する。この動作の繰り返しにより１ページの印字が終了すると、印字用紙はプリンタの外部に排出され、印字動作が完了する。

図３はキャリア１の駆動機構の概略図である。ガイドシャフト２はシャーシ３に固定されていて、キャリア１が往復運動をする際にガイドとなる。

ベルト９はシャーシ３に固定されたキャリアモーター８に連結されるとともにキャリア１に固定されていて、キャリアモーター８の回転を往復運動に変換してキャリア１を移動させる役目をもつ。エンコーダスケール４０には一定のピッチでバーがつけられていて、所定の張力をもってシャーシ３に保持されている。

キャリア１にはエンコーダセンサ４５が取り付けられており、キャリア１が動作したときに、エンコーダスケール４０のバーをスキャンして、発生するパルスをカウントすることによって、キャリア１の位置を正確に取得することができる。エンコーダセンサ４５の方式としては光学式や磁気式が用いられる。

キャリア１の位置を検出するためには、ホームポジションを設定しなくてはならないが、これは通常、プリンタの初期化を行う際、あるいは必要なときには随時、キャリア１を図２の右方向（矢印方向）に移動させて、キャリア１とシャーシ３が当接した位置を基準として、そこから所定の数のバーだけ移動させたところに設定する。

また、キャリア１の走査時には、エンコーダスケール４０のバーの連続的な検出の時間間隔からキャリア１の速度を算出することができ、キャリア１の駆動に際しては、この位置情報と算出した速度情報を利用して、動作モードに応じて、所定の距離で所定の速度までキャリア１を加速した後、所定の距離を定常速度で移動させて、その後所定の距離で減速して停止させる。

印字を行なう時には、通常はキャリア１が定常速度で移動している状態で、エンコーダセンサ４５から得られる位置情報と時間情報に従って、設定されたタイミングで印字ヘッド７を駆動して、インクを印字用紙１０に向けて吐出する。

インク滴を印字用紙１０の上にきれいに配列させるためには、インクは印字用紙１０に対して垂直に吐出されるのが望ましいが、ノズルのわずかな形状誤差、あるいはキャリア１を動作させながら吐出させることによる走査方向の移動速度成分などのために、実際はインクを印字用紙１０に対して垂直に吐出させるのは不可能である。

インクが印字用紙１０に対して垂直に吐出されない場合、インクが印字用紙１０に到達したときの位置は、所定の位置に対してずれていることになる。画質を向上させるには、インクの配列の正確性が要求されるので、このずれをなるべく小さくするために、高画質が必要なるほど、印字ヘッド７のノズル面と印字用紙１０の距離（以降「紙間」と呼ぶ）をできるだけ狭く設定する。一般的には、普通紙に印字を行なう場合は、普通紙が印字後にインクを吸って膨潤して波打つことを見込んで、印字ヘッド７のノズル面とこすれるのを避けるために、紙間は１．２ｍｍ程度に設定する。

他方で、厚紙では１．２ｍｍの距離では、用紙が波打たなくても印字ヘッド７のノズル面とこすれてしまう危険性があるので、普通紙の場合より紙間を大きくする必要がある。

更に、最近では特殊フィルムに印字することで、画像を写真画質並みに印字できるプリンタがあるが、特殊フィルムは印字後も膨潤による波打ちがないことを利用して、インク配列の精度をより向上させるために、普通紙の場合より紙間を狭くする場合もある。

図４は紙間を切り換えられるように構成されたとプリンタにおいて、紙間が小さく設定された状態を示す側面図である。キャリア１には切り換えレバー１３がとりつけられている。この切り換えレバー１３が図のような状態にある場合は、図に示す通り、印字ヘッド７のノズル面７−ａと印字用紙１０の上面の距離はＧ１となる。普通紙等に良好な画質で印字を行ないたい場合は、この状態で印字を行なう。

この状態から、切り換えレバー１３を反時計方向に回転すると、図６の状態になる。この場合は、切り換えレバー１３の回転軸からガイドレール４との当接部までの距離がＹ２に変化することにより、キャリア１がガイド軸２を中心にして、側面図中の矢印方向に回転する。この状態においては、印字ヘッド７のノズル面７−ａは上側に移動して、紙間はＧ２となる。厚紙や封筒等を使用する際に、紙間が不足することで印字ヘッド７のノズル面７−ａと接触する恐れがあり、しかもそれほど高いレベルの画質が必要ない場合は、この状態で印字を行なう。

これに加えて、紙間を切り換えたときに、キャリア１の移動できる範囲を変えて、その範囲を検知することで紙間を判断するように構成されたプリンタがある。

図５はこのタイプのプリンタで、紙間を小さく設定した場合の斜視図である。シャーシ３にはキャリア１が図中左側に移動してきた際に、切り換えレバー１３と当接するストッパー部３−Ａが設けられている。

この切り換えレバー１３とストッパー部３−Ａが図のように当接した状態では、切り換えレバー１３の回転中心と当接面との距離がＸ１となる。この後は、キャリアモーター８に電流を流してもキャリア１はそれ以上左側に進むことが出来ないので、エンコーダセンサ４５の信号は変化することはなく、キャリア１が当接して停止していることが判別される。また、このときの停止位置は、ホームポジションからここに移動するまでにエンコーダセンサ４５から発生した累積パルス数によって検出することができる。

切り換えレバー１３を回転させて、紙間を大きい状態に切り換えた場合は、図７のようになる。この状態では、切り換えレバー１３の回転中心から当接部までの距離がＸ２となり、Ｘ１−Ｘ２分小さくなるので、キャリア１が図中左側に移動してきた際、それに相当するエンコーダパルス数が異なる位置でストッパー部３−Ａと当接する。この場合のキャリア１の停止判断および停止位置の検出は紙間が小さい場合と同様に行われる。

そして、この検出された停止位置によって、紙間の状態を判定する。図８は紙間の状態を判定する制御を示すフローチャートである。まず、初期化を行なうために、Ｓ８−２でキャリア１をシャーシ３に対して右側に移動する。やがて、キャリア１はシャーシ３に当接して、Ｓ８−３、Ｓ８−４でキャリアモーターに電流を流してもエンコーダセンサ４５からの信号が変化しなくなるのを検出する。そこで、Ｓ８−５でバーのカウンタ値をゼロにリセットして、この位置をキャリア１のホームポジションとする。

その次に、Ｓ８−６でエンコーダセンサ４５からのパルスをカウントしながら、キャリア１を左方向に移動させると、やがて切り換えレバー１３とシャーシ３のストッパー部３−Ａが当接して、Ｓ８−７、Ｓ８−８でエンコーダセンサ４５からの信号が変化しなくなるのを検出する。ここでキャリア１が停止したと判定したら、Ｓ８−９でこの位置まで移動したときの、パルスの累積カウント値Ｐを、あらかじめ設定してある値Ｑと比較して、Ｐ＞Ｑなら紙間が大きいと判断する。ここにおいて、紙間が小さい場合のパルスカウント値Ｐ１とすると、Ｐ１＜Ｑであり、紙間が大きい場合のパルスカウント値をＰ２とすると、Ｐ２＞Ｑである。
このようなプリンタの構成および制御によって、紙間を切り換えたときに、自動的に紙間の状態を判断することが出来る。

ところで、紙間が小さい状態で印字を行なう場合は、高画質印字が必要であるが、高画質印字を行なうためには、キャリア１を安定して動作させることが不可欠である。一般的に、キャリア１を定常速度まで加速させる場合、定常速度に達した直後からある距離移動する間は、オーバーシュートによってキャリア１の速度変動が発生するので、キャリア１は振動しながら移動することになる。この状態で印字を行なうと、エンコーダセンサ４５からの信号でキャリア１の位置と速度を検出しても、その情報をフィードバックして、実際に印字を行なう瞬間には、速度は微妙に変化しているので、正確なタイミングでインクを吐出させることは困難になる。このため、高画質で印字を行う場合には、キャリア１の加速距離をなるべく長くして、加速度を小さくすることによって、加速終了後のオーバーシュートを抑えることが必要である。

一方、紙間が大きい状態で印字を行なう場合は、画質は重視されないので、キャリア１がオーバーシュートによって定常速度で移動している際に振動していても構わない。このため、キャリア１の加速距離を短くして、加速度を大きくしても、なんら問題はない。

ところが、従来のインクジェットプリンタにおいては、紙間の状態を判別しても、その情報に応じてキャリア１の加速距離を変えることはせず、同じ加速距離で印字を行っていた。また、紙間が小さい場合のキャリア１の移動範囲が、紙間が大きい場合の移動範囲よりも小さいということがあった。このため、紙間が小さい場合の画質向上のために、キャリア１の加速距離を長くして、オーバーシュートを抑えようとしたときには、シャーシの幅そのものを広げる必要があり、プリンタのサイズが大きくなるという欠点があった。

又、別の従来例としては、特許文献１及び特許文献２をあげることが出来る。
特開平１１−１９４５６０号公報 特開２００１−０７１６１７号公報

本発明では、以上述べた従来の欠点を解消するために、紙間を切り換えられるように構成されたプリンタにおいて、サイズを大きくすることなく、紙間が小さいときの画質を向上させることが可能なインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

本発明では、紙間が小さい場合にキャリア１が移動できる範囲が広がるようにして、紙間が小さいと判別されたときには、印字動作中のキャリア１の加速距離を、紙間が大きい場合よりも長くすることで上記の課題を解決する。

以上述べたように、紙間の状態を検出できるように構成されたプリンタにおいて、紙間が小さいときにキャリアの移動範囲が大きくなるようにして、印字動作中のキャリアの加速距離を、紙間が大きいときよりも長くすることによって、プリンタのサイズを大きくすることなく、紙間が小さいときの画質を向上させることが可能になる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

（第一の実施例）
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

プリンタ全体の構成は従来と同様に、図２および図３に示される。図１は本実施例で紙間が小さい状態に設定されたときの側面図である。キャリア１には切り換えレバー１３がとりつけられている。この切り換えレバー１３が図のような状態にある場合は、印字ヘッド７のノズル面７−ａと印字用紙１０の上面の距離はＧ３となる。普通紙等に良好な画質で印字を行いたい場合は、この状態で印字を行なう。

図９は、図１の状態の上面図で、図１０は切り換えレバー１３付近の拡大図であるが、シャーシ３にはキャリア１が図中左側に移動してきた際に、切り換えレバー１３のカム形状部１３−ａと当接するストッパー部３−Ａが設けられている。この切り換えレバー１３のカム形状部１３−ａとストッパー部３−Ａが図１０のように当接した状態では、この後キャリアモーター８に電流を流してもキャリア１はそれ以上左側に進むことが出来ないので、エンコーダセンサ４５の信号は変化することはなく、キャリア１が当接して停止していることが判別される。また、このときの停止位置は、ホームポジションからここに移動するまでにエンコーダセンサ４５から発生した累積パルス数によって検出することができる。ここで、切り換えレバー１３の回転軸から当接部までの距離はＸ３となっている。

この状態から、切り換えレバー１３を反時計方向に回転すると、図１１の状態になる。この場合は、切り換えレバー１３のカム形状部１３−ｂとガイドレール４の当接量が変化することにより、キャリア１がガイド軸２を中心にして、側面図中の矢印方向に回転する。この状態においては、印字ヘッド７のノズル面７−ａは上側に移動して、紙間はＧ４となる。厚紙や封筒等を使用する際に、紙間が不足することで印字ヘッド７のノズル面７−ａと接触する恐れがあり、しかもそれほど高いレベルの画質が必要ない場合は、この状態で印字を行なう。

この場合の、切り換えレバー１３のカム形状部１３−ａとシャーシ３のストッパー部３−Ａが当接した状態は図１２および図１３に示される。ここで、切り換えレバー１３の回転軸から当接部までの距離はＸ４である。キャリア１の停止判断および停止位置の検出は紙間が小さい場合と同様に行われる。

Ｘ３はＸ４より小さく設定されているので、紙間が小さいとき、キャリア１の移動範囲は、紙間が大きい時よりも、ΔＸ（＝Ｘ４−Ｘ３）だけ広くなる。したがって、印字動作の際のキャリア１の加速距離をその分長くすることができるが、それを模式的に示したのが図１４である。

紙間が広い場合は、キャリア１の加速距離はＤ１に設定されており、加速テーブルＴ１で加速が行なわれる。紙間が小さい場合は、キャリア１の移動範囲がΔＸだけ広がるので、シャーシ全体の幅を広げることなく、加速距離はＤ１＋ΔＸにすることができ、加速テーブルＴ２で加速が行われる。定常速度が同じならばＴ２の方がＴ１より加速度が小さいので、加速直後のオーバーシュートを抑えることが可能となる。

図１５は、本実施例のプリンタ制御を示すフローチャートである。まず、従来と同様に、キャリア１のホームポジションを設定して、その後に紙間の状態を判別する。その状態を記憶しておいて、印字コマンドがプリンタに送られたときに、紙間の状態を確認する。そして、紙間が小さいと判断された場合は、加速テーブルＴ２が選定されて、キャリア１はこのテーブルで加速されて、印字動作を行ない、動作を終了する。

Ｓで紙間が大きいと判断された場合は、Ｓに進んで加速テーブルＴ１が選定され、キャリア１はこのテーブルで加速されて印字を行なう。

このような構成と制御を行なうことによって、プリンタのサイズを広げることなく、紙間が小さいときの画質を向上させることが出来る。

本実施例では、紙間の状態が２つの場合に沿って述べたが、最近では、普通紙印字よりも更に紙間を小さくして超高画質印字を行なう場合、あるいは、ＣＤ−Ｒのように厚紙よりも更に大きな紙間にして印字を行なう場合、など紙間の状態が３つ以上切り換えられるようにしたプリンタも存在しているが、このようなプリンタにも、紙間の大きさに応じて、段階的にキャリア１の移動範囲を変化させることによって、本発明を応用できることは明らかである。

本発明による実施例の紙間が小さいときの状態を示す側面図である。 インクジェットプリンタの構成を示す概略図である。 キャリアの駆動機構を示す概略図である。 従来例の紙間が小さいときの状態を示す側面図である。 従来例の紙間が小さいときの状態を示す斜視図である。 従来例の紙間が大きいときの状態を示す側面図である。 従来例の紙間が大きいときの状態を示す斜視図である。 従来例の紙間検出の制御を示すフローチャートである。 本発明の紙間が小さいときの状態を示す上面図である。 本発明の紙間が小さいときの状態を示す切り換えレバー付近の拡大図である。 本発明による実施例の紙間が大きいときの状態を示す側面図である。 本発明による実施例の紙間が大きいときの状態を示す上面図である。 本発明の紙間が大きいときの状態を示す切り換えレバー付近の拡大図である。 本発明の紙間が大きいときと小さいときのキャリアの駆動を示す模式図である。 本発明による実施例で紙間検出およびキャリア駆動切り換えを示すフローチャートである。

符号の説明

１ キャリア
２ ガイドシャフト
３ シャーシ
４ ガイドレール
５ ＬＦローラー
６ プラテン
７ 印字ヘッド
８ キャリアモーター
９ ベルト
１０ 印字用紙
１１ ピンチローラー
１２ 排紙ローラー
１３ 切り換えレバー
４０ エンコーダスケール
４５ エンコーダセンサ

Claims (3)

1. 印字ヘッドを保持するキャリアと、該キャリアを保持するフレームと、前記印字ヘッドと印字用紙の距離を切り換える手段と、前記キャリアを印字用紙に沿って往復動作させる手段と、前記キャリアの位置を検出する手段を有し、前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離を切り換えた場合に、前記キャリアと前記フレームが当接する際の前記キャリアの位置が異なるように構成されており、前記キャリアの位置によって前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離を判断する手段をもつインクジェットプリンタにおいて、前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離が小さいときと大きいときで前記キャリア制御を切り換えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離が小さい状態で印字を行なう場合、前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離が大きい状態で印字を行なう場合よりも、前記キャリアの移動できる範囲が広くなるように構成することを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離が小さい状態で印字を行う場合、前記印字ヘッドと前記印字用紙の距離が大きい状態で印字を行なう場合よりも、前記キャリアの加速距離を長く設定することを特徴とするインクジェットプリンタ。

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