JP2013056463A - ラインインクジェットプリンター - Google Patents

Abstract

【課題】インクの吐出タイミングを制御するための信号を容易に得ることが可能な構成を備えたラインインクジェットプリンターを提供すること。
【解決手段】ラインインクジェットプリンター１は、紙送りローラー１０による紙送り量を検出するための第１エンコーダー３１と、インクの吐出タイミングを制御する信号を得るための第２エンコーダー３４を備える。第１エンコーダー３１および第２のエンコーダー３４の各エンコーダースケール３２、３５は紙送りモーター１２から紙送りローラー１０へ駆動力を伝達する減速機構１３の中間ローラー２０に設けられる。第２エンコーダー３４は紙送りローラー１０によって記録紙Ｐが所定量だけ搬送される間に、予め設定した数のパルス信号を出力させるので、第２エンコーダー３４からの信号をインクジェットヘッド３からのインクの吐出タイミングを図るための制御信号として用いることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクの吐出タイミングを計るための信号をエンコーダーから取得するラインインクジェットプリンターに関する。

インクジェットプリンターとしては、印刷位置を経由する搬送経路に沿って記録紙を送る紙送り動作と、印刷位置においてキャリッジに搭載されたインクジェットヘッドを紙送り方向と直交する記録紙幅方向に移動させながら記録紙に向かってインクを吐出するインク吐出動作とを交互に行なうことにより記録紙に印刷を施すシリアルインクジェットプリンターが一般的である。このようなシリアルインクジェットプリンターは、特許文献１に記載されている。同文献のシリアルインクジェットプリンターは、記録紙の紙送り量を検出するためのモーターエンコーダーと、記録紙幅方向におけるインクジェットヘッドの位置を検出するためのリニアエンコーダーを備えており、モーターエンコーダーからの信号とリニアエンコーダーからの信号に基づいてインクジェットヘッドのインク吐出制御を行なっている。

特開平９−２４６５３号公報

インクジェットヘッドとして記録紙の印刷領域の幅以上の幅寸法を備えるものを用意することができれば、インクジェットプリンターとしてラインインクジェットプリンターを構成することが可能となる。この場合、ラインインクジェットプリンターでは印刷時にインクジェットヘッドが停止しているので、記録紙幅方向におけるインクジェットヘッドの位置を検出するラインエンコーダーを備える必要はなく、ラインエンコーダーから出力される位置情報に基づいてインクジェットヘッドからのインクの吐出タイミングを計る必要もない。

しかし、ラインインクジェットプリンターでは、紙送りと並行してインクジェットヘッドからのインクの吐出動作が行なわれるので、記録紙搬送方向におけるインクジェットヘッドの位置に基づいて、インクの吐出タイミングを計る必要がある。ここで、記録紙搬送方向におけるインクジェットヘッドの位置は、特許文献１のモーターエンコーダーのように、紙送り量を検出するためのエンコーダーからの信号として出力されているので、当該エンコーダーからの信号を利用してインクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを計ることが考えられる。しかし、一般的に、紙送り量を検出するためのエンコーダーは紙送りを精度良く行うために高分解能のものが用いられているので、当該エンコーダーからの信号を、そのままインクの吐出タイミングを計るための信号として利用することは難しいという問題がある。

本発明の課題は、上記の点に鑑みて、インクの吐出タイミングを制御するための信号を容易に得ることが可能な構成を備えたラインインクジェットプリンターを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のラインインクジェットプリンターは、
インクジェットヘッドによる印刷位置を経由する搬送経路に沿って記録紙を搬送するための紙送りローラーと、
前記紙送りローラーを回転させるための紙送りモーターと、
前記紙送りモーターの回転を減速して前記紙送りローラーに伝達する減速機構と、
前記紙送りローラーによる紙送り量を検出するための第１エンコーダーと、
前記インクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する信号を得るための第２エンコーダーと、を有し、
前記減速機構は、前記紙送りモーターの回転よりも低速で前記紙送りローラーよりも高速に回転する中間ローラーを備え、
前記中間ローラーには、前記第１エンコーダーの第１エンコーダースケールと、前記第２エンコーダーの第２エンコーダースケールとが取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、紙送りローラーによる紙送り量を検出するための第１エンコーダーと、インクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する信号を得るための第２エンコーダーとを別々に備えている。従って、第１エンコーダーを紙送り制御に適した分解能を備えるものとし、第２エンコーダーをインク吐出制御に適した分解能を備えるものとすることができる。よって、第２エンコーダーからインクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御するのに適した信号を得ることができる。また、第２エンコーダーの第２エンコーダースケールは紙送り量を検出するための第１エンコーダーの第１エンコーダースケールと共に一本の中間ローラーに取り付けられているので、第２エンコーダースケールと第１エンコーダースケールが一体に回転する。この結果、第２エンコーダーから出力される信号と第１エンコーダーから出力される信号にずれが生じることがないので、記録紙搬送方向におけるインクジェットヘッドの位置に基づいて、インクジェットヘッドからインクを正確に吐出させることができる。さらに、各エンコーダースケールが紙送りローラーよりも高速に回転する中間ローラーに取り付けられているので、各エンコーダースケールを紙送りローラーの回転軸に取り付ける場合と比較して、各エンコーダースケールの径を小さく抑えることができる。

本発明において、第１エンコーダーを紙送り制御に適した分解能を備えるものとし、第２エンコーダーをインク吐出制御に適した分解能を備えるものとするためには、前記第１エンコーダーの分解能は、前記第２エンコーダーの分解能よりも高いことが望ましい。

この場合において、第１エンコーダーの第１エンコーダースケールと、第２エンコーダーの第２エンコーダースケールとを中間ローラーに取り付けるためには、前記第１エンコーダースケールは、前記中間ローラーに同軸に取り付けられた第１円盤に設けられており、前記第２エンコーダースケールは、前記中間ローラーの軸線方向で前記第１円盤とは異なる位置において当該中間ローラーと同軸に取り付けられた第２円盤に設けられている構成を採用することができる。

また、この場合において、前記第１エンコーダーの第１エンコーダースケールおよび前記第２エンコーダーの第２エンコーダースケールは、前記中間ローラーに同軸に取り付けられた一枚の円盤の半径方向の異なる位置に設けられている構成を採用することもできる。このようにすればエンコーダースケールを設けるための円盤が１枚で済むので、部品点数を抑制できる。

本発明において、中間ローラーを備える減速機構を簡易に構成するためには、前記減速機構は、前記紙送りモーターの出力軸に取り付けられた第１プーリーと、前記第１プーリーよりも大径で前記中間ローラーに同軸に取り付けられている第２プーリーと、前記第２プーリーよりも小径で前記中間ローラーに同軸に取り付けられている第３プーリーと、前記紙送りローラーおよび前記第３プーリーよりも大径で当該紙送りローラーに同軸に取り付けられている第４プーリーと、前記第１プーリーと前記第２プーリーとの間に架け渡された第１無端ベルトと、前記第３プーリーと前記第４プーリーとの間に架け渡された第２無端ベルトと、を備えていることが望ましい。

本発明によれば、第２エンコーダーからインクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御するのに適した信号を得ることができる。また、第２エンコーダースケールと第１エンコーダースケールとが一体に回転し、第２エンコーダーから出力される信号と第１エンコーダーから出力される信号にずれが生じることがないので、記録紙搬送方向におけるインクジェットヘッドの位置に基づいて、インクジェットヘッドからインクを正確に吐出させることができる。さらに、各エンコーダースケールが紙送りローラーよりも高速に回転する中間ローラーに取り付けられているので、各エンコーダースケールを紙送りローラーの回転軸に取り付ける場合と比較して、各エンコーダースケールの径を小さく抑えることができる。

本発明の実施形態のプリンターの全体構成を示す概略縦断面図である。 インクジェットヘッドをノズル面の側から見た概略平面図である。 減速機構、および、印刷動作を制御する制御系の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したラインインクジェットプリンターを説明する。

（全体構成）
図１は本発明の実施形態のラインインクジェットプリンターの全体構成を示す概略縦断面図である。ラインインクジェットプリンター１は、複数種類のカラーインクを用いて長尺状の記録紙Ｐに印刷を行うものである。ラインインクジェットプリンター１の後側部分にはロール紙装填部２が設けられており、ここに装填されたロール紙Ｑから引き出された記録紙Ｐは、インクジェットヘッド３による印刷位置Ａを規定しているプラテン４の表面を経由する搬送経路５に沿って搬送される。

ロール紙装填部２の上方には記録紙Ｐのスキューを防止するための用紙ガイド６が配置され、その後方にロール紙Ｑから記録紙Ｐを引き出すための繰り出しローラー７が配置されている。繰り出しローラー７は図示しない繰り出しモーターによって正逆方向に回転させられる。

記録紙Ｐは、ロール紙Ｑから繰り出しローラー７に向かって斜め後方に引き出された後、繰り出しローラー７に掛け渡される。そして、繰り出しローラー７を介して前方に引き出された記録紙Ｐは、用紙ガイド６の後方に配置された負荷ローラー８を経由した後、用紙ガイド６およびその前方に配置された紙送りローラー対９を経由してプラテン４の表面を通過するようにセットされる。紙送りローラー対９は、記録紙Ｐに下側から当接する紙送りローラー１０と、紙送りローラー１０の側に上方から付勢された押圧ローラー１１を備えている。紙送りローラー対９の下側には紙送りローラー１０を正逆方向に回転させるための紙送りモーター１２が配置されている。紙送りモーター１２と紙送りローラー１０の間には、紙送りモーター１２の回転を減速して紙送りローラー１０に伝達する減速機構１３が構成されている。

プラテン４の上方にはキャリッジ１４に搭載されたインクジェットヘッド３が配置されている。プラテン４の下方にはインクカートリッジ装着部１５が設けられている。インクカートリッジ装着部１５には、シアン、マゼンダ、イエローおよびブラックの４色のインクのそれぞれを貯留するインクカートリッジが装着される。インクカートリッジ装着部１５にインクカートリッジを装着すると、図示しないインク供給用のポンプ機構がインクカートリッジ内のインクタンクと接続された状態となり、インクジェットヘッド３へのインクの供給が可能となる。

図２はインクジェットヘッド３をインクノズル面の側から見た概略平面図である。インクジェットヘッド３は、図２に示すように、第１ヘッド３Ａおよび第２ヘッド３Ｂを備える複合ヘッドであり、第１ヘッド３Ａにはブラックのインクを吐出するインクノズル列Ｂと、シアンのインクを吐出するインクノズル列Ｃが形成され、第２ヘッド３Ｂにはマゼンダのインクを吐出するインクノズル列Ｍと、イエローのインクを吐出するインクノズル列Ｙが形成されている。第１および第２ヘッド３Ａ、３Ｂは記録紙Ｐよりも幅広に形成されており、各インクノズル列Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙは記録紙Ｐの記録紙幅方向（プリンター幅方向）に延びており、記録紙Ｐの印刷領域全体をカバーできる幅の領域に配列されている。

ここで、インクジェットヘッド３は、キャリッジ１４に搭載された状態で、図１に示す印刷位置Ａと、搬送経路５からプリンター幅方向の外側に外れたホームポジション（不図示）との間を往復移動するように構成されている。インクジェットヘッド３は、印刷位置Ａに停止した状態で搬送経路５を搬送される記録紙Ｐに印刷を施し、印刷が終了するとホームポジションに退避させられて待機する。待機中には、インクジェットヘッド３のインクノズルの目詰まりを防止あるいは解消するためのメンテナンス動作が行なわれる。

ラインインクジェットプリンター１は、ロール紙Ｑから引き出された記録紙Ｐが搬送経路５にセットされた状態で外部の機器から印刷指令を受けると、ホームポジションからインクジェットヘッド３を印刷位置Ａに向かって移動させて、印刷位置Ａに位置決めして停止させる。この状態で、紙送りローラー１０を回転させて記録紙Ｐを搬送する紙送り動作と、インクジェットヘッド３から記録紙Ｐに向かってインクを吐出するインク吐出動作とを並行して行うことによって印刷位置Ａを通過する記録紙Ｐに印刷を施す。

（減速機構）
図３は減速機構１３および印刷動作を制御する制御系の説明図である。減速機構１３は、紙送りローラー１０と平行に配置された中間ローラー２０を備えている。また、減速機構１３は、紙送りモーター１２の出力軸に取り付けられた第１プーリー２１と、第１プーリー２１よりも大径で中間ローラー２０に同軸に取り付けられている第２プーリー２２と、第２プーリー２２よりも小径で中間ローラー２０に同軸に取り付けられている第３プーリー２３と、紙送りローラー１０および第３プーリー２３よりも大径で紙送りローラー１０に同軸に取り付けられている第４プーリー２４を備えている。第２プーリー２２は中間ローラー２０の軸線方向の中央部分に固定されており、第３プーリー２３は中間ローラー２０の一方の軸端部分に固定されている。第４プーリー２４は紙送りローラー１０の一方の軸端部分に固定されている。第１プーリー２１と第２プーリー２２の間には第１無端ベルト２５が架け渡されており、第３プーリー２３と第４プーリー２４との間には第２無端ベルト２６が架け渡されている。減速機構１３において、中間ローラー２０は紙送りモーター１２の回転よりも低速で紙送りローラー１０よりも高速に回転する。本例では、回転ローラーと紙送りローラー１０の減速比は４対１となっている。

（制御系）
ここで、中間ローラー２０の他方の端部には中間ローラー２０と同軸に第１円盤３０が固定されており、第１円盤３０には第１エンコーダー３１の第１エンコーダースケール３２が設けられている。中間ローラー２０の軸線方向において第１円盤３０から内側に離れた位置には中間ローラー２０と同軸に第２円盤３３が固定されており、第２円盤３３には第２エンコーダー３４の第２エンコーダースケール３５が設けられている。本例において、各エンコーダースケール３２、３５は、各円盤３０、３３の外周縁部分に等角度間隔で形成されたスリットであり、各エンコーダー３１、３４はこれらのスリットの移動を光学的に検出する。また、第１エンコーダー３１の分解能は第２エンコーダー３４の分解能よりも高く、本例では第１エンコーダー３１は第２エンコーダー３４の４倍の分解能を備えている。

第１エンコーダー３１は紙送りローラー１０による記録紙Ｐの紙送り量を検出するためのものであり、第１エンコーダー３１から出力される第１信号Ｓ１はラインインクジェットプリンター１の印刷動作を司る印刷制御部４０に入力されている。印刷制御部４０は、ＣＰＵやファームウエアを搭載するＲＯＭなどを備える電子回路であり、第１信号Ｓ１に基づいて紙送りモーター１２を制御して紙送りローラー１０による記録紙Ｐの紙送り量を制御する。

第２エンコーダー３４はインクジェットヘッド３におけるインクの吐出タイミングを制御する第２信号Ｓ２を得るためのものであり、第２エンコーダー３４から出力される第２信号Ｓ２も印刷制御部４０に入力されている。第２エンコーダー３４から出力される第２信号Ｓ２は、中間ローラー２０が１回転する間に、すなわち、紙送りローラー１０による紙送り量が所定量に達する間に、予め設定した数（分解能に依存する数）のパルス信号を出力する。印刷制御部４０はこのパルス信号に基づいてインクジェットヘッド３の各インクノズル列Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクノズルからインクを吐出するための駆動波形を生成する。また、印刷制御部４０は、生成した駆動波形に基づいてインクジェットヘッド３に搭載されている圧電素子を駆動してインクジェットヘッド３からインクを吐出させる。

（作用効果）
本例によれば、紙送りローラー１０による紙送り量を検出するための第１エンコーダー３１と、インクジェットヘッド３におけるインクの吐出タイミングを制御する信号を得るための第２エンコーダー３４を別々に備えており、第１エンコーダー３１を紙送り制御に適した高い分解能を備えるものとし、第２エンコーダー３４をインク吐出制御に適した分解能を備えるものとしてある。よって、第２エンコーダー３４からインクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御するのに適した信号を得ることができる。

また、本例によれば、第２エンコーダー３４の第２エンコーダースケール３５は紙送り量を検出するための第１エンコーダー３１の第１エンコーダースケール３２と共に一本の中間ローラー２０に取り付けられているので、第２エンコーダースケール３５と第１エンコーダースケール３２が一体に回転する。この結果、第２エンコーダー３４から出力される信号と第１エンコーダー３１から出力される信号にずれが生じることがないので、印刷制御部４０は、記録紙搬送方向におけるインクジェットヘッド３の位置に基づいて、インクジェットヘッド３からインクを正確に吐出させることができる。

さらに、各エンコーダースケール３２、３５が紙送りローラー１０よりも高速に回転する中間ローラー２０に取り付けられているので、円環状の各エンコーダースケール３２、３５を紙送りローラー１０の回転軸に取り付ける場合と比較して、その径を小さく抑えることができる。この結果、各エンコーダースケール３２、３５が設けられている各円盤３０、３３の径を小さく抑えることができるので、インクジェットヘッド３がキャリッジ１４に搭載された状態で印刷位置Ａとホームポジションとの間を往復移動する際に、搬送経路５上を装置幅方向に移動するインクジェットヘッド３およびキャリッジ１４と各円盤３０、３３が干渉することを回避できる。

（その他の実施の形態）
上記の例では、第１エンコーダー３１の第１エンコーダースケール３２および第２エンコーダー３４の第２エンコーダースケール３５は、異なる円盤に設けられているが、これらを中間ローラー２０に同軸に取り付けられた一枚の円盤の半径方向の異なる位置に設けてもよい。より具体的には、分解能が低い第２エンコーダー３４の第２エンコーダースケール３５を、第１エンコーダー３１の第１エンコーダースケール３２よりも半径方向の内側に設けてもよい。このようにすればエンコーダースケールを設ける円盤が１枚で済むので、部品点数を抑制できる。

また、上記の例では、減速機構１３は一本の中間ローラー２０を備えるものであるが、中間ローラーを複数本設け、紙送りモーター１２の回転を複数の中間ローラーを介することにより段階的に減速して紙送りローラー１０に伝達する構成を採用してもよい。この場合には、同一の中間ローラーに第１エンコーダースケール３２および第２エンコーダースケール３５を取り付ければ、複数の中間ローラーのうちのいずれの中間ローラーに各エンコーダースケール３２、３５を取り付けてもよい。

（エンコーダースケールの配置の参考例）
なお、減速機構１３として、紙送りモーター１２の第１プーリー２１と紙送りローラー１０の第４プーリー２４の間に無端ベルトを架け渡す構成を採用することもできる。この場合には、減速機構１３から中間ローラー２０が省略されるので、紙送りローラー１０の回転量を検出するための第１エンコーダー３１と、インクジェットヘッド３におけるインク吐出制御を行うための信号を得るための第２エンコーダー３４を搭載する場合には、第１エンコーダー３１の第１エンコーダースケール３２と、第２エンコーダー３４の第２エンコーダースケール３５を紙送りローラー１０の他方の軸端側部分に設けておくことになる。

１・・ラインインクジェットプリンター、２・・ロール紙装填部、３・・インクジェットヘッド、４・・プラテン、５・・搬送経路、６・・用紙ガイド、７・・繰り出しローラー、８・・負荷ローラー、９・・紙送りローラー対、１０・・紙送りローラー、１１・・押圧ローラー、１２・・紙送りモーター、１３・・減速機構、１４・・キャリッジ、１５・・インクカートリッジ装着部、２０・・中間ローラー、２１・・第１プーリー、２２・・第２プーリー、２３・・第３プーリー、２４・・第４プーリー、２５・・第１無端ベルト、２６・・第２無端ベルト、３０・・第１円盤、３１・・第１エンコーダー、３２・・第１エンコーダースケール、３３・・第２円盤、３４・・第２エンコーダー、３５・・第２エンコーダースケール、４０・・印刷制御部、Ａ・・印刷位置、Ｐ・・記録紙、Ｑ・・ロール紙、Ｓ１・・第１信号、Ｓ２・・第２信号

Claims (5)

1. インクジェットヘッドによる印刷位置を経由する搬送経路に沿って記録紙を搬送する紙送りローラーと、
   前記紙送りローラーを回転させるための紙送りモーターと、
   前記紙送りモーターの回転を減速して前記紙送りローラーに伝達する減速機構と、
   前記紙送りローラーによる紙送り量を検出するための第１エンコーダーと、
   前記インクジェットヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する信号を得るための第２エンコーダーと、を有し、
   前記減速機構は、前記紙送りモーターの回転よりも低速で前記紙送りローラーよりも高速に回転する中間ローラーを備え、
   前記中間ローラーには、前記第１エンコーダーの第１エンコーダースケールと、前記第２エンコーダーの第２エンコーダースケールとが取り付けられていることを特徴とするラインインクジェットプリンター。
2. 請求項１において、
   前記第１エンコーダーの分解能は、前記第２エンコーダーの分解能よりも高いことを特徴とするラインインクジェットプリンター。
3. 請求項１または２において、
   前記第１エンコーダースケールは、前記中間ローラーに同軸に取り付けられた第１円盤に設けられており、
   前記第２エンコーダースケールは、前記中間ローラーの軸線方向で前記第１円盤とは異なる位置において当該中間ローラーと同軸に取り付けられた第２円盤に設けられていることを特徴とするラインインクジェットプリンター。
4. 請求項１または２において、
   前記第１エンコーダーの第１エンコーダースケールおよび前記第２エンコーダーの第２エンコーダースケールは、前記中間ローラーに同軸に取り付けられた一枚の円盤の半径方向の異なる位置に設けられていることを特徴とするラインインクジェットプリンター。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記減速機構は、
   前記紙送りモーターの出力軸に取り付けられた第１プーリーと、
   前記第１プーリーよりも大径で前記中間ローラーに同軸に取り付けられている第２プーリーと、
   前記第２プーリーよりも小径で前記中間ローラーに同軸に取り付けられている第３プーリーと、
   前記紙送りローラーおよび前記第３プーリーよりも大径で当該紙送りローラーに同軸に取り付けられている第４プーリーと、
   前記第１プーリーと前記第２プーリーとの間に架け渡された第１無端ベルトと、
   前記第３プーリーと前記第４プーリーとの間に架け渡された第２無端ベルトと、
   を備えていることを特徴とするラインインクジェットプリンター。

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