JP2016064584A - 印刷ヘッド移動機構、印刷装置およびキャリッジ移動制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャリッジを移動させる移動速度の変動に起因して当該キャリッジに搭載された印刷ヘッドに加わる負荷を抑制する印刷装置を提供する。
【解決手段】印刷装置は、上昇位置12Aと下降位置12Bとの間を移動可能なインナーキャリッジ12と、駆動源としてカム駆動用モーターを備え、カム駆動用モーターの回転速度に対応する移動速度でインナーキャリッジ12を移動させる第2キャリッジ移動機構19を備える。インナーキャリッジ12は印刷ヘッド8を搭載する。また、印刷装置は、上昇位置12Aと下降位置12Bの間でインナーキャリッジ12の移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を検出する速度変動検出部と、インナーキャリッジ12が速度変動発生位置を移動する際のカム駆動用モーターの回転速度を比較的低速な第1回転速度とするキャリッジ移動制御部を有する。
【選択図】図8
【解決手段】印刷装置は、上昇位置12Aと下降位置12Bとの間を移動可能なインナーキャリッジ12と、駆動源としてカム駆動用モーターを備え、カム駆動用モーターの回転速度に対応する移動速度でインナーキャリッジ12を移動させる第2キャリッジ移動機構19を備える。インナーキャリッジ12は印刷ヘッド8を搭載する。また、印刷装置は、上昇位置12Aと下降位置12Bの間でインナーキャリッジ12の移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を検出する速度変動検出部と、インナーキャリッジ12が速度変動発生位置を移動する際のカム駆動用モーターの回転速度を比較的低速な第1回転速度とするキャリッジ移動制御部を有する。
【選択図】図8
Description
本発明は、印刷ヘッドを搭載するキャリッジを移動させる印刷ヘッド移動機構、印刷装置およびキャリッジ移動制御方法に関する。
印刷ヘッドを搭載するキャリッジがプラテンに接近する方向および離れる方向に進退する印刷装置は特許文献1に記載されている。キャリッジは第1位置と第1位置よりもプラテンに近い第2位置との間を移動可能であり、印刷ヘッドはキャリッジが第2位置に配置されたときにプラテン上の記録紙に印刷可能な印刷可能位置に配置される。印刷処理動作では、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させて印刷ヘッドを印刷位置に配置する。その後、印刷ヘッドを駆動して印刷を行い、しかる後に、キャリッジを第2位置から第1位置へ戻す。
キャリッジをプラテンに対して進退させるキャリッジ移動機構としては、キャリッジを付勢部材によって第1位置に付勢した状態としておき、プラテンとは反対側からキャリッジに操作レバーを当接させ、この操作レバーをプラテンの側に向って移動させることによりキャリッジを第1位置から第2位置に移動させるものが考えられる。このようにすれば、プラテンの側に向って移動させた操作レバーを元の位置に戻すことにより、付勢部材の付勢力によって、キャリッジを第1位置に戻すことができる。操作レバーを駆動するための駆動源としてはモーターを用いることができる。
このようなキャリッジ移動機構では、モーターの回転速度を上昇させて操作レバーを高速で移動させれば、キャリッジの移動速度を上昇させて印刷処理動作のスループットを向上させることができる。しかし、このようなキャリッジ移動機構では、第1位置にあるキャリッジに操作レバーが当接してキャリッジが移動を開始する時点で、キャリッジの移動速度に変動が発生する。また、キャリッジが第2位置に移動したときに印刷ヘッドとプラテンの間のギャップを規定する位置決め部材にキャリッジが当接する場合には、キャリッジが位置決め部材に当接して停止する時点で、キャリッジの移動速度に変動が発生する。従って、操作レバーを高速に移動させると、キャリッジが移動を開始する時点で発生する移動速度の変動が大きくなる。また、キャリッジの移動速度が上昇すると、キャリッジが停止する時点で発生する移動速度の変動が大きくなる。
ここで、移動速度の変動が過度に大きくなると、キャリッジに搭載された印刷ヘッドに負荷が加わるという問題が発生する。従って、例えば、印刷ヘッドがインクジェットヘッドの場合には、印刷ヘッドに加わる負荷によってインクノズルのメニスカスが破壊されてインクの吐出不良が発生するなどの弊害が生じることもある。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、キャリッジを移動させる移動速度の変動に起因して当該キャリッジに搭載された印刷ヘッドに加わる負荷を抑制できる印刷ヘッド移動機構、印刷装置、およびキャリッジ移動制御方法を提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の印刷ヘッド移動機構は、印刷ヘッドを搭載し、第1位置と当該第1位置とは異なる第2位置との間を移動可能なキャリッジと、前記キャリッジを駆動させるモーターを備え、前記モーターの回転速度に対応する移動速度で前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動機構と、前記モーターを駆動させて、前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置へ移動させる制御部と、前記キャリッジが前記第1位置から前記第2位置へ移動する間に、当該キャリッジの移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を検出する検出部と、を有し、前記制御部は、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を移動する際の前記モーターの回転速度を予め定めた第1回転速度とすることを特徴とする。
本発明によれば、検出部によりキャリッジの移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を予め把握できる。従って、制御部は、キャリッジが速度変動発生位置を移動する際に、キャリッジの移動速度を、その変動が抑制される所定の速度とすることができる。すなわち、制御部は、キャリッジが速度変動発生位置を移動する際に、モーターの回転速度を第1回転速度とすることによりキャリッジの移動速度を所定の速度として、移動速度の変動を抑制できる。従って、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる間にキャリッジの移動速度の変動に起因して印刷ヘッドにかかる負荷を抑制できる。
本発明において、前記制御部は、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を通過した後に前記モーターを前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することが望ましい。このようにすれば、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる移動時間を短縮できる。
本発明において、前記制御部は、前記キャリッジが前記速度変動発生位置に達する前に前記モーターを前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することが望ましい。このようにすれば、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる移動時間を短縮させることができる。
本発明において、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる際に目標回転速度テーブルを用いてモーターを駆動する場合には、前記モーターを駆動するための目標回転速度テーブルを記憶保持する記憶部と、前記速度変動発生位置に基づいて前記目標回転速度テーブルを補正して補正目標回転速度テーブルを生成する補正部と、を有し、前記目標回転速度テーブルは、前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置に移動させる間に、前記第1回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第1駆動区間と、前記第1回転速度よりも速い第2回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第2駆動区間とを含み、前記第1駆動区間は、前記速度変動発生位置を含む区間であり、前記補正部は、前記第1駆動区間を短縮して第2駆動区間を伸張する補正を行い、前記制御部は、前記補正目標回転速度テーブルに基づいて前記モーターを駆動するものとすることができる。このようにすれば、目標回転速度テーブルにおいて速度変動発生位置の誤差(部品公差などにより発生する位置のずれ)を含むように設定されていた第1駆動区間を、検出により取得した速度変動発生位置に基づいて最適化(短縮)できる。従って、目標回転速度テーブルを最適化した補正目標回転速度テーブルに基づいてモーターを駆動することにより、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる移動時間を短縮できる。
本発明において、前記検出部は、電源投入時、または、前記キャリッジ移動機構が予め設定した規定回数動作する毎に前記速度変動発生位置を検出するものとすることができる。このようにすれば、経年変化に起因して速度変動発生位置が変化する場合でも、印刷ヘッドにかかる負荷を抑制できる。
次に、本発明の印刷装置は、印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドと対峙するプラテンと、上記の印刷ヘッド移動機構と、を有し、前記印刷ヘッドは、前記キャリッジが前記第2位置に配置されたときに前記プラテン上の記録紙に印刷可能な印刷可能位置に配置され、前記キャリッジが前記第1位置に配置されたときに前記印刷可能位置よりも前記プラテンから離間した離間位置に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、キャリッジを移動させる間に発生する移動速度の変動が過度に大きくなることを抑制できる。従って、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる間に印刷ヘッドに加わる負荷を抑制あるいは防止できる。よって、例えば、印刷ヘッドがインクジェットヘッドの場合には、印刷ヘッドに加わる負荷によってインクノズルのメニスカスが破壊されてインクの吐出不良が発生することなどを防止できる。
次に、本発明のキャリッジ移動制御方法は、モーターを駆動してキャリッジ移動機構を動作させることにより印刷ヘッドを搭載するキャリッジを第1位置から当該第1位置とは異なる第2位置に移動させて、前記キャリッジの移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を検出し、前記モーターを駆動して前記キャリッジ移動機構を動作させることにより当該モーターの回転速度に対応する移動速度で前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置へ移動させるとともに、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を移動する際の前記モーターの回転速度を予め定めた第1回転速度とすることを特徴とする。
本発明によれば、キャリッジの移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を予め取得できる。従って、キャリッジが速度変動発生位置を移動する際に、キャリッジの移動速度を、その変動が抑制される所定の速度とすることができる。すなわち、キャリッジが速度変動発生位置を移動する際に、モーターの回転速度を第1回転速度とすることによりキャリッジの移動速度を所定の速度として、移動速度の変動を抑制できる。従って、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる間にキャリッジの移動速度の変動に起因して印刷ヘッドにかかる負荷を抑制できる。よって、例えば、キャリッジが印刷ヘッドとしてインクジェットヘッドを搭載している場合には、印刷ヘッドに加わる負荷によってインクノズルのメニスカスが破壊されてインクの吐出不良が発生することなどを防止できる。
本発明において、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を通過した後に前記モーターの回転速度を前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することが望ましい。このようにすれば、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる移動時間を短縮できる。
本発明において、前記キャリッジが前記速度変動発生位置に達する前に前記モーターを前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することが望ましい。このようにすれば、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる移動時間を短縮できる。
本発明において、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる際に目標回転速度テーブルを用いてモーターを駆動する場合には、予め、前記モーターを駆動するための目標回転速度テーブルを保持し、前記速度変動発生位置が検出されると、前記速度変動発生位置に基づいて前記目標回転速度テーブルを補正して補正目標回転速度テーブルを生成し、前記補正目標回転速度テーブルに基づいて前記モーターを駆動して前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置に移動させ、前記目標回転速度テーブルは、前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置に移動させる間に、前記第1回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第1駆動区間と、前記第1回転速度よりも速い第2回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第2駆動区間とを含み、前記第1駆動区間は、前記速度変動発生位置を含む区間であり、前記目標回転速度テーブルの補正では、前記第1駆動区間を短縮して第2駆動区間を伸張するものとすることができる。このようにすれば、目標回転速度テーブルにおいて速度変動発生位置の誤差(部品公差などにより発生する位置のずれ)を含むように設定されていた第1駆動区間を、検出により取得した速度変動発生位置に基づいて最適化(短縮)できる。従って、目標回転速度テーブルを最適化した補正目標回転速度テーブルに基づいてモーターを駆動することにより、キャリッジを第1位置から第2位置に移動させる移動時間を短縮できる。
本発明において、電源投入時、または、前記キャリッジ移動機構が予め設定した規定回数動作する毎に前記速度変動発生位置を検出するものとすることができる。このようにすれば、経年変化に起因して速度変動発生位置が変化する場合でも、印刷ヘッドにかかる負荷を抑制できる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したプリンターの実施の形態を説明する。
(全体構成)
図1は本発明の実施形態に係るプリンターの外観斜視図である。図2は図1のプリンターの内部機構を示す概略縦断面図である。図1に示すように、プリンター1は全体として前後方向に長い直方体形状のプリンター筐体2を備える。プリンター筐体2の前面2aの上側部分には、その幅方向一方側に操作パネル3が設けられており、他方側に排紙口4が形成されている。排紙口4の下側には、メンテナンス用の開閉蓋5が設けられている。以下の説明では、互いに直交する3方向をプリンター幅方向X、プリンター前後方向Yおよびプリンター上下方向Zとする。
図1は本発明の実施形態に係るプリンターの外観斜視図である。図2は図1のプリンターの内部機構を示す概略縦断面図である。図1に示すように、プリンター1は全体として前後方向に長い直方体形状のプリンター筐体2を備える。プリンター筐体2の前面2aの上側部分には、その幅方向一方側に操作パネル3が設けられており、他方側に排紙口4が形成されている。排紙口4の下側には、メンテナンス用の開閉蓋5が設けられている。以下の説明では、互いに直交する3方向をプリンター幅方向X、プリンター前後方向Yおよびプリンター上下方向Zとする。
図2に示すように、プリンター筐体2の内部には後側の下側部分にロール紙6を装填するためのロール紙収納部7が設けられている。また、プリンター筐体2の内部には、ロール紙収納部7から印刷ヘッド8による印刷位置Aを経由して排紙口4に至る紙搬送路9が形成されている。紙搬送路9は、ロール紙収納部7からプリンター後方Y2(プリンター前後方向の後方)に向かって斜め上方に延びる第1紙搬送路部分9aと、第1紙搬送路部分9aの上端からプリンター前方Y1(プリンター前後方向の前方)に湾曲する第2紙搬送路部分9bと、第2紙搬送路部分9bの前端からプリンター前方Y1に向かって緩やかに下降する第3紙搬送路部分9cと、第3紙搬送路部分9cの前端からプリンター前方Y1に水平に延びる第4紙搬送路部分9dを備える。
印刷ヘッド8は、プリンター筐体2の前端側の上側部分に配置されている。印刷ヘッド8は、ライン型のインクジェットヘッドであり、そのインクノズル面8aを下方に向けた状態でキャリッジ11に搭載されている。キャリッジ11は印刷ヘッド8を保持するインナーキャリッジ12と、インナーキャリッジ12をプリンター上下方向Zに移動な状態で支持するアウターキャリッジ13を備える。印刷ヘッド8およびキャリッジ11は第4紙搬送路部分9dの上方に配置されている。印刷位置Aは第4紙搬送路部分9dの途中に設けられており、印刷ヘッド8の下方に配置されたプラテンユニット(プラテン)17によって規定されている。プラテンユニット17は印刷ヘッド8のインクノズル面8aに対向する水平なプラテン面17aを備える。プラテン面17aは、第4紙搬送路部分9dを規定している。
プリンター前後方向Yでキャリッジ11を挟んだ両側にはプリンター幅方向Xに延びる一対のキャリッジガイド軸14が平行に配置されている。キャリッジ11はこれら一対のキャリッジガイド軸14によってプリンター幅方向Xに移動可能な状態で支持されている。印刷ヘッド8のプリンター前方Y1には第1キャリッジ移動機構15が配置されている。キャリッジ11は第1キャリッジ移動機構15により一対のキャリッジガイド軸14に沿って移動させられる。
第1キャリッジ移動機構15は、一対のタイミングプーリー(不図示)、タイミングベルト(不図示)、および、キャリッジモーター16を備える。一対のタイミングプーリーは、前側のキャリッジガイド軸14の両端の近傍に配置されている。タイミングベルトはこれら一対のタイミングプーリーに架け渡されており、その一部分がキャリッジ11に固定されている。キャリッジモーター16の駆動力は一方のタイミングプーリーに伝達される。キャリッジモーター16が駆動されると、一方のタイミングプーリーが回転してタイミングベルトが移動する。これにより、キャリッジ11は一対のキャリッジガイド軸14に沿って移動する。
ここで、キャリッジ11は、図1において点線で示すキャリッジ対向位置11Aと、図1において2点鎖線で示すキャリッジ待機位置11Bとの間を移動する。キャリッジ11がキャリッジ対向位置11Aに配置された状態では、図2に示すように、キャリッジ11に搭載された印刷ヘッド8は、プラテンユニット17と対向するヘッド対向位置8Aに配置される。一方、キャリッジ11がキャリッジ待機位置11Bに配置された状態では、印刷ヘッド8は、ヘッド対向位置8Aから第1方向X1(プリンター幅方向の一方側に向かう方向)に離間したヘッド待機位置8Bに位置する。ヘッド待機位置8Bの下方にはヘッドメンテナンスユニット18が配置されている。ヘッドメンテナンスユニット18は、ヘッド待機位置8Bに配置された印刷ヘッド8のインクノズル面8aを被うことが可能なヘッドキャップなどを搭載している。
キャリッジ11の上方には、図2に示すように、第2キャリッジ移動機構(キャリッジ移動機構)19が配置されている。第2キャリッジ移動機構は、キャリッジ11がキャリッジ対向位置11Aに配置されたときにインナーキャリッジ12(キャリッジ)を上昇位置(第1位置)12Aと下降位置(第2位置)12Bの間で昇降させる(図8参照)。上昇位置12Aは下降位置12Bよりも上方にある。インナーキャリッジ12が上昇位置12Aに配置されると、印刷ヘッド8はプラテン面17aから離間した離間位置8Cに配置される。インナーキャリッジ12が下降すると印刷ヘッド8は離間位置8Cからプラテンユニット17に接近する。そして、インナーキャリッジ12が下降位置12Bに配置されると、印刷ヘッド8はプラテン面17a上の記録紙6aに印刷可能な印刷可能位置8Dに配置される。印刷可能位置8Dでは、印刷ヘッド8のインクノズル面8aとプラテン面17aの間のプラテンギャップGが所定の第2距離L2となる(図8(b)参照)。
図3(a)はプラテンユニット17に搭載された紙搬送機構の説明図であり、図3(b)はプラテンユニット17およびギャップ形成ユニットの斜視図である。図3(a)に示すように、プラテンユニット17はベルト式の紙搬送機構35を搭載する。紙搬送機構35は、第4紙搬送路部分9dの下側に配置された無端の搬送ベルト21と、搬送ベルト21が架け渡されている複数のガイドローラー36a〜36eと、搬送ベルト21を駆動するベルト駆動ローラー36fと、ベルト駆動ローラー36fを回転させる搬送モーター38を備える。ベルト駆動ローラー36fには、ガイドローラー36aによって搬送ベルト21が押し付けられている。搬送モーター38を駆動してベルト駆動ローラー36fを回転させることにより、ガイドローラー36a〜36eを経由する経路に沿って搬送ベルト21が移動する。
搬送ベルト21は、ガイドローラー36c、36dの間に掛け渡された部分が、第4紙搬送路部分9dに沿って水平に延びる水平ベルト部分21aとなっている。水平ベルト部分21aにおける搬送方向(プリンター前後方向Y)の上流端および下流端には、プラテンユニット17の上方からピンチローラー37a、37bが押し付けられている。紙搬送機構35は、ピンチローラー37a、37bと水平ベルト部分21aとの間に記録紙6aを挟んで搬送する。プラテン面17aは搬送ベルト21の水平ベルト部分21aによって構成されている。
キャリッジ11とプラテンユニット17の間には、ギャップ形成ユニット22が配置されている。ギャップ形成ユニット22は、図3(b)に示すように、全体として略矩形の平面形状をした支持フレーム26を備える。支持フレーム26は矩形枠状の支持フレーム本体部26aと、支持フレーム本体部26aのプリンター後方Y2側の端部に取り付けられた支持フレーム固定部26bを備える。支持フレーム26は、支持フレーム固定部26bを介してプリンター1の装置本体フレーム20(図2参照)に固定されている。支持フレーム本体部26aは、プラテンユニット17のプラテン面17aに重なるように配置されている。
支持フレーム本体部26aには3個のギャップ形成部材23〜25とスターホイール27が保持されている。ギャップ形成部材23〜25は金属製の球体であり、支持フレーム本体部26aに転動可能に支持されている。第1のギャップ形成部材23は、支持フレーム本体部26aにおける前端の第2方向X2の角部に保持されている。第2のギャップ形成部材24は支持フレーム本体部26aにおける後端の第2方向X2の角部に保持されている。第3のギャップ形成部材25は支持フレーム本体部26aにおけるプリンター前後方向Yの中央部分の第1方向X1の端部に保持されている。
支持フレーム本体部26aにおける各ギャップ形成部材23〜25の保持位置は、ヘッド対向位置8Aに配置されたキャリッジ11をプリンター上下方向Zから見た場合に、インナーキャリッジ12に設けられたキャリッジ側当接部47〜49(図4参照)と重なる位置である。ギャップ形成部材23〜25は、インナーキャリッジ12が下降位置12Bに配置されたときにインナーキャリッジ12とプラテンユニット17の両方に当接して印刷ヘッド8とプラテンユニット17の間のプラテンギャップGを第2距離L2で一定とする。
スターホイール27はプラテン面17aを搬送される記録紙6aに上方から当接して、記録紙6aの浮き上がりを防止する。スターホイール27は、ヘッド対向位置8Aに配置されたキャリッジ11をプリンター上下方向Zから見た場合に、後述する印刷ヘッド8の各ライン型インクジェットヘッド41〜44と重ならない位置に取り付けられている。
図2に示すように、ロール紙収納部7には、紙供給ローラー31が配置されている。紙供給ローラー31は供給モーター(図示せず)によって駆動される。紙供給ローラー31が駆動されると、ロール紙6から第1紙搬送路部分9aに向かって長尺状の記録紙6aが繰り出される。
第2紙搬送路部分9bには、紙搬送路9に沿って搬送される記録紙6aにバックテンションを与えるテンションレバー32が配置されている。テンションレバー32は、第2紙搬送路部分9bを規定するものであり、プリンター後方Y2に向かって突出する円弧状外周面を備える。また、テンションレバー32は、その下端部分をプリンター幅方向Xに延びる回動中心軸32a回りに回動可能に取り付けられており、バネ部材(図示せず)によってプリンター後方Y2に付勢されている。
テンションレバー32のプリンター前方Y1には用紙ガイド33が配置されている。用紙ガイド33は、第3紙搬送路部分9cを規定するものであり、プリンター前方Y1に向けて緩やかに下降する形状をしている。
記録紙6aは、ロール紙収納部7に装填されたロール紙6から、紙搬送路9の第1紙搬送路部分9aに沿って引き出される。そして、記録紙6aは、テンションレバー32に架け渡されることにより第2紙搬送路部分9bに沿って湾曲させられ、その先端側部分を第3紙搬送路部分9cおよび第4紙搬送路部分9dに沿って延ばした状態にセットされる。その後、紙供給ローラー31による供給動作を行い、更に、紙搬送機構35による搬送動作を行って、記録紙6aの先頭を印刷ヘッド8による印刷位置Aに配置する頭出し動作を行う。しかる後に、紙搬送機構35によって、印刷位置Aから排紙口4に向かう正送り方向に一定速度で連続搬送する搬送動作を行う。また、この搬送動作に同期して印刷ヘッド8を駆動制御して印刷位置Aを搬送される記録紙6aの表面に印刷を施す。
(印刷ヘッドよびキャリッジ)
図4(a)は印刷ヘッド8を搭載したキャリッジ11の斜視図であり、図4(b)は印刷ヘッド8およびキャリッジ11をプラテンユニット17の側から見た底面図である。図5(a)および図5(b)は印刷ヘッド8を保持するインナーキャリッジ12をプリンター幅方向Xの一方側および他方側から見た場合の斜視図である。図6はインナーキャリッジ12を支持するアウターキャリッジ13をプリンター幅方向Xの一方側から見た場合の斜視図である。
図4(a)は印刷ヘッド8を搭載したキャリッジ11の斜視図であり、図4(b)は印刷ヘッド8およびキャリッジ11をプラテンユニット17の側から見た底面図である。図5(a)および図5(b)は印刷ヘッド8を保持するインナーキャリッジ12をプリンター幅方向Xの一方側および他方側から見た場合の斜視図である。図6はインナーキャリッジ12を支持するアウターキャリッジ13をプリンター幅方向Xの一方側から見た場合の斜視図である。
印刷ヘッド8は、図4(b)、図5に示すように、4組のライン型インクジェットヘッド41〜44を備える。各ライン型インクジェットヘッド41〜44は紙搬送路9を搬送可能な記録紙6aの幅を超える幅寸法を備えており、全体としてプリンター幅方向Xに長い直方体形状をしている。4組のライン型インクジェットヘッド41〜44は、それぞれ、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクを吐出する。
図5に示すように、インナーキャリッジ12は、矩形輪郭の底板部45と、底板部45の外周縁から上方に起立する角筒部46と、底板部45の中央部分から角筒部46の上端を越えて上方に突出する操作部50を備える。
図4(b)に示すように、底板部45には、プリンター幅方向Xに長い4つの長方形の開口部45a〜45dが設けられている。各開口部45a〜45dはプリンター前後方向Yに一定間隔で形成されている。各ライン型インクジェットヘッド41〜44は上方から角筒部46に挿入され、その下側部分を各開口部45a〜45dから下方に突出させた状態でインナーキャリッジ12に保持されている。これにより、4組のライン型インクジェットヘッド41〜44はプリンター前後方向Yに沿って一定間隔で配列された状態となっている。
また、底板部45にはギャップ形成ユニット22の3個のギャップ形成部材23〜25とそれぞれ当接可能な第1〜第3キャリッジ側当接部47〜49が設けられている。第1のキャリッジ側当接部47は底板部45の第2方向X2(プリンター幅方向の他方側に向かう方向)の端部分の後端縁から後方に突出する突出部分45fに設けられている。第2のキャリッジ側当接部48は底板部45の第2方向X2の端部分の前端縁から前方に突出する突出部分45eに設けられている。第3のキャリッジ側当接部49は底板部45のプリンター前後方向Yの中央部分における第1方向X1の端縁部分45gに設けられている。第1のキャリッジ側当接部47と第2のキャリッジ側当接部48が設けられている位置は、印刷ヘッド8よりも第2方向X2の外側に外れた位置であり、第3のキャリッジ側当接部49が設けられている位置は、印刷ヘッド8よりも第1方向X1の外側に外れた位置である。
各キャリッジ側当接部47〜49は、図5に示すように、下方に突出する円柱形状の突起である。各キャリッジ側当接部47〜49の下端面47a、48a、49aは平坦面であり、図5に示すように、印刷ヘッド8のインクノズル面8aよりもプリンター上下方向Zの上方に位置する。ここで、3つのキャリッジ側当接部47〜49の下端面47a、48a、49aによって規定される仮想の平面は、印刷ヘッド8のインクノズル面8aと平行な面であり、インナーキャリッジ12に設定された基準面である。
角筒部46は、図5に示すように、印刷ヘッド8の第2方向X2の外側でプリンター前後方向Yに延びる第1側壁部分51と、プリンター幅方向Xで印刷ヘッド8を間に挟んで第1側壁部分51と対向する第2側壁部分52と、プリンター幅方向Xに延びて第1側壁部分51と第2側壁部分52の前端部分を連続させる第3側壁部分53と、プリンター幅方向Xに延びて第1側壁部分51と第2側壁部分52の後端部分を連続させる第4側壁部分54を備える。角筒部46内においてプリンター前後方向Yに配列された各ライン型インクジェットヘッド41〜44の間には、第1側壁部分51と第2側壁部分52を連結する3枚の補強板55a〜55cが設けられている。3枚の補強板55a〜55cのうちプリンター前後方向Yの中央に位置する補強板55bには、操作部50が一体に形成されている。操作部50の上端部分には、第2キャリッジ移動機構19の操作レバー77(図7参照)が当接する当接部50aが設けられている。
第1側壁部分51には、図5(a)に示すように、プリンター前後方向Yの中央部分に、第1下側ガイドローラー(第1ガイドローラー)60および第1上側ガイドローラー(第2ガイドローラー)61が取り付けられている。第1下側ガイドローラー60および第1上側ガイドローラー61は、それぞれの回転軸をプリンター幅方向Xに向けた状態でプリンター上下方向Zに離間して配列されている。第1下側ガイドローラー60は第1上側ガイドローラー61の下方に位置する。
第2側壁部分52には、図5(b)に示すように、プリンター前後方向Yの中央部分に第2ガイドローラー62が取り付けられている。第2ガイドローラー62は回転軸をプリンター幅方向Xに向けた状態で、第1下側ガイドローラー60と同軸に配置されている。
第3側壁部分53には、プリンター幅方向Xの中央部分に第3下側ガイドローラー63および第3上側ガイドローラー64が取り付けられている。第3下側ガイドローラー63および第3上側ガイドローラー64は、それぞれの回転軸をプリンター前後方向Yに向けた状態でプリンター上下方向Zに離間して配列されている。第3下側ガイドローラー63は第3上側ガイドローラー64の下方に位置する。また、第3下側ガイドローラー63は、プリンター上下方向Zにおいて第1下側ガイドローラー60と第1上側ガイドローラー61の間に配置されている。第3上側ガイドローラー64は、プリンター上下方向Zにおいて第1上側ガイドローラー61よりも上方に配置されている。各ガイドローラー60〜64は、それぞれ同一の径を備える同一のものである。
アウターキャリッジ13は、図6に示すように、枠状であり、インナーキャリッジ12をその内周側に支持する。アウターキャリッジ13はインナーキャリッジ12の第1側壁部分51の第2方向X2の外側に位置する第1キャリッジフレーム部分65、第2側壁部分52の第1方向X1の外側に位置する第2キャリッジフレーム部分66、第3側壁部分53のプリンター前方Y1に位置する第3キャリッジフレーム部分67、および、第4側壁部分54のプリンター後方Y2に位置する第4キャリッジフレーム部分68を備える。
第1キャリッジフレーム部分65にはプリンター上下方向Zに延びる第1ガイド溝69が形成されている。第2キャリッジフレーム部分66にはプリンター上下方向Zに延びる第2ガイド溝70が形成されている。第3キャリッジフレーム部分67には、一対のキャリッジガイド軸14のうちプリンター前方Y1に位置するキャリッジガイド軸14に支持される前側支持部71が設けられている。また、第3キャリッジフレーム部分67には、前側支持部71から上方に突出する突出部72が設けられている。突出部72には、その後端面にプリンター上下方向Zに延びる第3ガイド溝73が形成されている。第4キャリッジフレーム部分68には、一対のキャリッジガイド軸14のうちプリンター後方Y2に位置するキャリッジガイド軸14に支持される後側支持部74が設けられている。
インナーキャリッジ12がアウターキャリッジ13の内側に配置される際には、図4に示すように、第1下側ガイドローラー60および第1上側ガイドローラー61が第1ガイド溝69内に挿入され、第2ガイドローラー62が第2ガイド溝70内に挿入される。また、第3下側ガイドローラー63および第3上側ガイドローラー64が第3ガイド溝73内に挿入される。これにより、インナーキャリッジ12は、第1上側ガイドローラー61が第1ガイド溝69の上端部分に位置する上昇位置(第1位置)12Aと、第1下側ガイドローラー60が第1ガイド溝69の下端部分に位置する下降位置(第2位置・印刷ヘッド8の印刷可能位置8D)12Bとの間を移動可能な状態でアウターキャリッジ13に支持される。また、インナーキャリッジ12とアウターキャリッジ13の間には、4本のコイルバネ(付勢部材)75が架け渡されている。インナーキャリッジ12は、これら4本のコイルバネ75の付勢力によって上昇位置12Aに付勢されている。
(第2キャリッジ移動機構)
図7(a)は第2キャリッジ移動機構19の斜視図であり、図7(b)は図7(a)におけるW−W線の断面図である。図8は第2キャリッジ移動機構19によるインナーキャリッジ12の昇降動作の説明図である。図8(a)はインナーキャリッジ12が上昇位置12Aに位置する状態を示し、図8(b)はインナーキャリッジ12が下降位置12Bに位置する状態を示す。
図7(a)は第2キャリッジ移動機構19の斜視図であり、図7(b)は図7(a)におけるW−W線の断面図である。図8は第2キャリッジ移動機構19によるインナーキャリッジ12の昇降動作の説明図である。図8(a)はインナーキャリッジ12が上昇位置12Aに位置する状態を示し、図8(b)はインナーキャリッジ12が下降位置12Bに位置する状態を示す。
図7(a)に示すように、第2キャリッジ移動機構19は、プリンター前後方向Yで対向する一対のフレーム76を備える。また、第2キャリッジ移動機構19は、図7(b)に示すように、一対のフレーム76の間でプリンター後方Y2に向かって延びる支持軸76aを備える。さらに、第2キャリッジ移動機構19は、一対のフレーム76の間に、プリンター幅方向Xに延びる操作レバー77、支持軸76aおよび操作レバー77の上側に配置された偏芯カム78、操作レバー77を上方に付勢する2本のコイルバネ79を備える。また、第2キャリッジ移動機構19は、第2キャリッジ移動機構19の駆動源となるカム駆動用モーター80、カム駆動用モーター80の回転駆動力を偏芯カム78に伝達する減速輪列81を備える。カム駆動用モーター80にはロータリーエンコーダー82が搭載されている。
操作レバー77は、第1方向X1の端部分にインナーキャリッジ12の操作部50に当接可能な操作部分77aを備える。また、操作レバー77は、第2方向X2の端部分に長孔77bを備える。長孔77bには支持軸76aが挿入されている。操作レバー77における操作部分77aと長孔77bの間には、偏芯カム78のカム面(外周面)に当接するカムフォロワー部77cが設けられている。カムフォロワー部77cと長孔77bの間であって長孔77bに近い部分には、コイルバネ79の係止部77dが設けられている。コイルバネ79はこの係止部77dとフレーム76の上端縁に設けられた係止部76bの間に架け渡されている。コイルバネ79は、操作レバー77を上方に付勢して、そのカムフォロワー部77cを偏芯カム78に当接させている。
カム駆動用モーター80が駆動されると偏芯カム78が回転する。偏芯カムの回転に伴ってカム面を摺動するカムフォロワー部77cが上下方向に移動する。これにより操作レバー77は、図8(a)に示すように、操作部分77aが偏芯カム78の回転中心軸78aよりも上方に位置するレバー上昇位置77Aと、図8(b)に示すように、操作部分77aが偏芯カム78の回転中心軸78aよりも下方に位置するレバー下降位置77Bの間で移動する。第2キャリッジ移動機構19は初期状態において、操作レバー77をレバー上昇位置77Aに位置させている。
図8(a)に示すように、キャリッジ11がキャリッジ対向位置11Aに配置されているときに、カム駆動用モーター80が駆動されてレバー上昇位置77Aに配置されている操作レバー77が下降すると、操作部分77aがインナーキャリッジ12の操作部50に上方から当接する。その後、操作レバー77はインナーキャリッジ12を下方に押し下げる。これにより、上昇位置12Aに配置されていたインナーキャリッジ12はコイルバネ75の付勢力に抗して下方に移動する。そして、操作レバー77がレバー下降位置77Bに配置されるまでの間に、インナーキャリッジ12は、図8(b)に示すように、下降位置12Bに配置される。
インナーキャリッジ12が下降位置12Bに配置されると、ギャップ形成ユニット22に保持されている3個のギャップ形成部材23〜25がインナーキャリッジ12とプラテンユニット17の両方に当接して、印刷ヘッド8とプラテン面17aとの間に第2距離L2のプラテンギャップGが形成される。
ここで、プラテンギャップGが形成される際に、操作レバー77を介したインナーキャリッジ12のプラテンユニット17の側への押し込み力が過大となっている場合には、操作レバー77が支持軸76aに対して相対的に移動して、その過大な力を逃す。すなわち、操作レバー77がレバー下降位置77Bに配置される際には、図8(b)に示すように、長孔77bが上方方向に延びた状態となり、操作レバー77における長孔77bの近傍の部分が、上下方向に変位可能な状態でコイルバネ79に支持された状態となる。また、インナーキャリッジ12と3個のギャップ形成部材23〜25が当接するとインナーキャリッジ12がこれよりも下降しなくなるので、操作レバー77が操作部分77aと当接部50aとの接点を支点として回動を開始する。この結果、長孔77bが形成されている操作レバー77の第2方向X2の端部分が支持軸76aに対して下方に移動して、インナーキャリッジ12にかかる過大な力を逃がす。
図8(b)に示されている状態から更にカム駆動用モーター80が駆動されると、偏芯カム78が1回転して、操作レバー77はレバー下降位置77Bから図8(a)に示すレバー上昇位置77Aに戻る。インナーキャリッジ12は、操作レバー77がレバー上昇位置77Aに向かって上昇する間にコイルバネ75の付勢力により上昇する。これにより、インナーキャリッジ12は上昇位置12Aに戻る。ここで、操作レバー77は、インナーキャリッジ12が上昇位置12Aに戻った後に、インナーキャリッジ12から離間する方向に回動して、レバー上昇位置77Aに戻る。
ここで、偏芯カム78はカム駆動用モーター80の回転速度に対応する速度で回転するので、操作レバー77はカム駆動用モーター80の回転速度に対応する速度で移動する。従って、インナーキャリッジ12は、カム駆動用モーター80の回転速度に対応する移動速度で上昇位置12Aと下降位置12Bの間を移動する。
(制御系)
図9はプリンター1の制御系の概略ブロック図である。図10(a)は偏芯カム78を1回転させる間におけるカム駆動用モーター80にかかる負荷の変化を示すグラフであり、図10(b)は偏芯カム78を1回転させる間におけるカム駆動用モーター80の回転速度の変化を示すグラフであり、図10(c)は目標回転速度テーブルの例であり、図10(d)は目標回転速度テーブルを補正した補正目標回転速度テーブルの例である。
図9はプリンター1の制御系の概略ブロック図である。図10(a)は偏芯カム78を1回転させる間におけるカム駆動用モーター80にかかる負荷の変化を示すグラフであり、図10(b)は偏芯カム78を1回転させる間におけるカム駆動用モーター80の回転速度の変化を示すグラフであり、図10(c)は目標回転速度テーブルの例であり、図10(d)は目標回転速度テーブルを補正した補正目標回転速度テーブルの例である。
図9に示すように、プリンター1はCPUを備える制御部85を中心に構成されている。制御部85の入力側には外部の機器との間を通信可能に接続する通信部86が接続されている。また、制御部85の入力側にはロータリーエンコーダー82が接続されている。制御部85の出力側には不図示のドライバーを介して印刷ヘッド8、キャリッジモーター16、搬送モーター38、カム駆動用モーター80、および、ヘッドメンテナンスユニット18などが接続されている。また、制御部85にはメモリー(記憶部)87が接続されている。メモリー87には目標回転速度テーブル88が記憶保持されている。目標回転速度テーブル88は、偏芯カム78を1回転させる際にカム駆動用モーター80をPID制御するための目標回転速度を規定したものである。制御部85は、速度変動検出部(検出部)90、テーブル補正部(補正部)91、キャリッジ移動制御部92、印刷制御部93およびヘッドメンテナンスユニット制御部94を備える。
速度変動検出部90は、インナーキャリッジ12が上昇位置12Aと下降位置12Bの間を往復する間にインナーキャリッジ12の移動速度に変動が発生する速度変動発生位置Sの検出を行う。本例では、速度変動検出部90は、ロータリーエンコーダー82からの出力に基づいてカム駆動用モーター80の回転速度を監視し、この回転速度に変動が発生する時点の偏芯カム78の回転角度位置を検出する。そして、速度変動検出部90は、この回転角度位置を、インナーキャリッジ12の移動速度に変動が発生する速度変動発生位置Sとして取得する。
より具体的には、速度変動検出部90は、電源投入時に、キャリッジモーター16を駆動してキャリッジ待機位置11Bに配置されていたキャリッジ11をキャリッジ対向位置11Aに配置する。その後、速度変動検出部90は、カム駆動用モーター80を、その回転速度が予め定めた検出用目標回転速度V0(図10(b)参照)となるようにPID制御して偏芯カム78を1回転させる。これにより、速度変動検出部90は、操作レバー77を動作させてインナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる。
また、速度変動検出部90は、インナーキャリッジ12が上昇位置12Aと下降位置12Bの間を往復する間に、ロータリーエンコーダー82からの出力に基づいてカム駆動用モーター80の回転速度に急激な変動が発生する時点を取得する。そして、速度変動検出部90は、回転速度に急激な変動が発生した時点における偏芯カム78の回転角度位置を、速度変動発生位置Sとして取得する。速度変動発生位置Sを取得すると、速度変動検出部90は、キャリッジモーター16を駆動してキャリッジ対向位置11Aに位置するキャリッジ11をキャリッジ待機位置11Bに戻す。
図10(a)に示すように、本例では、カム駆動用モーター80を駆動してインナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bとの間で往復させる間(偏芯カム78を360°回転させる間)に、カム駆動用モーター80にかかる負荷が急激に変動する負荷変動位置が3箇所ある。第1の負荷変動位置F1は、操作レバー77が上昇位置12Aにあるインナーキャリッジ12に当接し、インナーキャリッジ12が下降を開始する位置である。第2の負荷変動位置F2は、インナーキャリッジ12がギャップ形成部材と当接して、インナーキャリッジ12が下降を停止する位置である。第3の負荷変動位置F3は、インナーキャリッジ12が上昇位置12Aに到達して、インナーキャリッジ12にバネ(キャリッジ11のコイルバネ75および第2キャリッジ移動機構19のコイルバネ79)の付勢力が働かなくなる位置である。
ここで、カム駆動用モーター80を、その回転速度が検出用目標回転速度V0となるようにPID制御して偏芯カム78を1回転させてインナーキャリッジ12を移動させると、図10(b)に示すように、各負荷変動位置F1〜F3においてカム駆動用モーター80の回転速度に変動が発生する。従って、速度変動検出部90は各負荷変動位置F1〜F3に対応する位置を速度変動発生位置S1〜S3として検出する。なお、検出用目標回転速度V0は、偏芯カム78の回転角度位置が負荷変動位置F1〜F3に一致したときにカム駆動用モーター80の回転速度が変動してインナーキャリッジ12の移動速度が変動した場合でも、この移動速度の変動に起因して印刷ヘッド8に加わる負荷によりインクノズルのメニスカスが破壊されることがない回転速度である。従って、速度変動発生位置Sを検出する検出動作によって、印刷ヘッド8のインクノズルのメニスカスは破壊されない。
テーブル補正部91は、速度変動発生位置Sが取得されるとメモリー87に記憶保持された目標回転速度テーブル88を補正して補正目標回転速度テーブル89を生成する。目標回転速度テーブル88は、カム駆動用モーター80にかかる負荷が急激に変動する負荷変動位置F(速度変動発生位置S)を予測して予め規定されたものであり、プリンター1の出荷時にメモリー87に記憶保持されている。
図10(c)に示すように、目標回転速度テーブル88は予め定めた第1回転速度V1を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御する第1駆動区間P1、第1回転速度V1よりも速い第2回転速度V2を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御する第2駆動区間P2、第1回転速度V1と第2回転速度V2の間の第3回転速度V3を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御する第3駆動区間P3、第3回転速度V3と第2回転速度V2の間の第4回転速度V4を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御する第4駆動区間P4、第4回転速度V4と第2回転速度V2の間の第5回転速度V5を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御する第5駆動区間P5、および、目標回転速度をゼロとする停止位置P6を含む。各第1駆動区間P1は各速度変動発生位置S(S1〜S3)を含んでいる。第1回転速度V1は、検出用目標回転速度V0よりも低速であり、偏芯カム78の回転角度位置が速度変動発生位置S1〜S3と一致したときにカム駆動用モーター80の回転速度が変動してインナーキャリッジ12の移動速度が変動した場合でも、この移動速度が変動に起因して印刷ヘッド8に加わる負荷によりインクノズルのメニスカスが破壊されることがない回転速度である。第2回転速度V2は、偏芯カム78の回転角度位置が速度変動発生位置S1〜S3と一致したときにカム駆動用モーター80の回転速度が変動してインナーキャリッジ12の移動速度が変動した場合に、その移動速度の変動により印刷ヘッド8に加わる負荷によってインクノズルのメニスカスが破壊される可能性がある回転速度である。なお、本例では、第1回転速度V1と第3回転速度V3は同一の回転速度である。
ここで、目標回転速度テーブル88における第1駆動区間P1は、部品公差などによって速度変動発生位置Sの位置が変動した場合でも(ずれた場合でも)、その速度変動発生位置Sを包含できるように比較的長く設定されている。従って、テーブル補正部91は、速度変動発生位置Sが検出されると、検出された速度変動発生位置Sを含む範囲で第1駆動区間P1を短縮する補正を行う。また、テーブル補正部91は第1駆動区間P1の短縮に対応させて第2駆動区間P2を伸張する補正を行う。さらに、テーブル補正部91は第3回転速度V3を当該第3回転速度V3よりも高速な第6回転速度V6に補正し、第4回転速度V4を当該第4回転速度V4よりも高速な第7回転速度V7に補正し、第5回転速度V5を、当該第5回転速度V5よりも高速な第8回転速度V8に補正する。これに加えて、テーブル補正部91は、カム駆動用モーター80を実際に駆動したときに当該カム駆動用モーター80の実回転速度が滑らかに変化するように、第3駆動区間P3、第4駆動区間P4および第5駆動区間P5を短縮する補正を行う。これらの補正により、テーブル補正部91は、目標回転速度テーブル88から図10(d)に示す補正目標回転速度テーブル89を生成する。
次に、キャリッジ移動制御部92は、外部の機器からの印刷データが通信部86を介して制御部85に供給されると、印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bから印刷可能位置8Dに移動させる。より具体的には、キャリッジ移動制御部92は、キャリッジモーター16を駆動してキャリッジ11をキャリッジ待機位置11Bからキャリッジ対向位置11Aに移動させ、更に、カム駆動用モーター80を駆動してインナーキャリッジ12を上昇位置12Aから下降位置12Bに移動させる。これにより、キャリッジ移動制御部92は、印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bからヘッド対向位置8Aに移動させ、その後に、印刷ヘッド8を離間位置8Cから印刷可能位置8Dに移動させる。
また、キャリッジ移動制御部92は、印刷データの印刷が終了すると、印刷ヘッド8を印刷可能位置8Dからヘッド待機位置8Bに戻す。より具体的には、キャリッジ移動制御部92は、カム駆動用モーター80を駆動してインナーキャリッジ12を下降位置12Bから上昇位置12Aに移動させ、更に、キャリッジモーター16を駆動してキャリッジ11をキャリッジ対向位置11Aからキャリッジ待機位置11Bに移動させる。これによりキャリッジ移動制御部92は、印刷ヘッド8を印刷可能位置8Dから離間位置8Cに移動させ、更に、印刷ヘッド8をヘッド対向位置8Aからヘッド待機位置8Bに移動させる。
ここで、キャリッジ移動制御部92は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で移動させる間、補正目標回転速度テーブル89に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御する。
印刷制御部93は、印刷ヘッド8が印刷可能位置8Dに配置されると、印刷ヘッド8および搬送モーターを駆動して印刷を行う。すなわち、搬送モーター38を駆動して、紙搬送機構35によって記録紙6aを一定速度で搬送する搬送動作を行とともに、搬送動作に同期して印刷ヘッド8を駆動制御して印刷位置Aを通過する記録紙6aに印刷を施す。
ヘッドメンテナンスユニット制御部94はヘッドメンテナンスユニット18を駆動してヘッドキャップを上昇させて、印刷ヘッド8のインクノズル面8aをキャッピングする。また、キャリッジ移動制御部92がキャリッジ11をキャリッジ待機位置11Bから移動させる際に、ヘッドメンテナンスユニット18を駆動してヘッドキャップを下降させて、ヘッドキャップを印刷ヘッド8と干渉しない位置に退避させる。
(印刷処理動作)
図11は印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bから印刷可能位置8Dへ移動させるキャリッジ移動制御動作の説明図である。プリンター1に電源が投入されると、制御部85は、まず、速度変動発生位置Sを検出する。その後、制御部85は、図11(a)に示すように、キャリッジ11をキャリッジ待機位置11Bに戻し、印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bに配置する。印刷ヘッド8がヘッド待機位置8Bに配置されると、制御部85はヘッドメンテナンスユニット18を駆動してヘッドキャップを上昇させて、印刷ヘッド8のインクノズル面8aをキャッピングする。
図11は印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bから印刷可能位置8Dへ移動させるキャリッジ移動制御動作の説明図である。プリンター1に電源が投入されると、制御部85は、まず、速度変動発生位置Sを検出する。その後、制御部85は、図11(a)に示すように、キャリッジ11をキャリッジ待機位置11Bに戻し、印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bに配置する。印刷ヘッド8がヘッド待機位置8Bに配置されると、制御部85はヘッドメンテナンスユニット18を駆動してヘッドキャップを上昇させて、印刷ヘッド8のインクノズル面8aをキャッピングする。
プリンター1に印刷データが供給されると、制御部85はヘッドメンテナンスユニット18を駆動してヘッドキャップを下降させ、しかる後に、キャリッジモーター16を駆動する。これにより、キャリッジ11はキャリッジガイド軸14に沿って第2方向X2に移動して、図11(b)に示すキャリッジ対向位置11Aに配置される。ここで、インナーキャリッジ12はコイルバネ75によって上昇位置12Aに付勢されている。従って、印刷ヘッド8は、プラテンユニット17との間の上下方向のギャップを第2距離L2よりも長い第1距離L1に維持した状態で第2方向X2に移動して、ヘッド対向位置8A(離間位置8C)に配置される。なお、ギャップ形成ユニット22のプリンター前後方向Yにおける高さ寸法は、第1距離L1よりも短い。従って、キャリッジ11がキャリッジ待機位置11Bからキャリッジ対向位置11Aに移動する間に印刷ヘッド8がギャップ形成ユニット22と衝突することはない。
キャリッジ11がキャリッジ待機位置11Bに配置されると、図11(b)に示すように、インナーキャリッジ12の操作部50は、レバー上昇位置77Aにある第2キャリッジ移動機構19の操作レバー77の操作部分77aの下方に位置する。従って、制御部85はカム駆動用モーター80を駆動して偏芯カム78を回転させる。制御部85がカム駆動用モーター80を駆動すると、偏芯カム78の回転に伴って操作レバー77は下方に回動してレバー上昇位置77Aからレバー下降位置77Bに移動する。これにより、インナーキャリッジ12はプラテンユニット17に接近する方向に移動して、下降位置12Bに配置される。
インナーキャリッジ12が下降位置12Bに配置されると、図11(c)に示すように、ギャップ形成ユニット22のギャップ形成部材23〜25がキャリッジ側当接部47〜49およびプラテンユニット17の両方に当接する。これにより、印刷ヘッド8とプラテン面17aの間には第2距離L2のプラテンギャップGが形成される。この際に、第2キャリッジ移動機構19によるインナーキャリッジ12のプラテンユニット17の側への押し込み力が過大となっている場合には、長孔77bが形成されている操作レバー77の第2方向の端部分が支持軸76aに対して下方に移動して、インナーキャリッジ12にかかる過大な力を逃がす。これにより、第2キャリッジ移動機構19によるプラテンユニット17の付勢力が適切なものに維持される。
インナーキャリッジ12が下降位置12Bに配置されると印刷ヘッド8は印刷可能位置8Dに配置される。従って、制御部85は、搬送モーター38を駆動して紙搬送機構35によって記録紙6aを一定速度で搬送する搬送動作と、印刷ヘッド8を駆動して印刷を行う印刷動作を並行して行い、印刷位置Aを搬送される記録紙6aの表面に印刷データを印刷する。
印刷データの印刷が終了すると、制御部85は印刷ヘッド8をヘッド待機位置8Bに戻す。すなわち、制御部85はカム駆動用モーター80を駆動して偏芯カム78を更に回転させて、操作レバー77をレバー上昇位置77Aに戻す。これにより、インナーキャリッジ12はコイルバネ75の付勢力によって上昇し、図11(b)に示すように、上昇位置12Aに戻る。その後、制御部85はキャリッジモーター16を逆方向に駆動し、図11(a)に示すように、キャリッジ11をキャリッジ対向位置11Aからキャリッジ待機位置11Bに戻す。これにより、印刷ヘッド8はヘッドメンテナンスユニット18と対向するヘッド待機位置8Bに配置される。
(作用効果)
図12(a)は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる際に、補正目標回転速度テーブル89に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御した場合の実回転速度のグラフである。図12(b)は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる際に、目標回転速度テーブル88に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御した場合の実回転速度の参考グラフである。図12(c)は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる際に、第1回転速度よりも速い第2回転速度を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御した場合の実回転速度の参考グラフである。
図12(a)は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる際に、補正目標回転速度テーブル89に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御した場合の実回転速度のグラフである。図12(b)は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる際に、目標回転速度テーブル88に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御した場合の実回転速度の参考グラフである。図12(c)は、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる際に、第1回転速度よりも速い第2回転速度を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御した場合の実回転速度の参考グラフである。
図12(a)に示すように、補正目標回転速度テーブル89に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御する本例では、目標回転速度テーブル88に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御した図12(b)に示す例と比較して、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる間のカム駆動用モーター80の実回転速度が上昇する。すなわち、補正目標回転速度テーブル89では、第1回転速度V1を目標回転速度としてカム駆動用モーター80を駆動する第1駆動区間P1が短くなり、第2回転速度V2を目標回転速度としてカム駆動用モーター80を駆動する第2駆動区間P2が長くなる。また、補正目標回転速度テーブル89では、偏芯カム78の回転角度位置が速度変動発生位置Sと一致する前後のカム駆動用モーター80の回転速度(第6回転速度V6、第7回転速度V7、第8回転速度V8)が補正前の回転速度(第3回転速度V3、第4回転速度V4、第5回転速度V5)よりも早くなる。この結果、全体としてカム駆動用モーター80の実回転速度が上昇する。従って、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる移動時間が短縮され、印刷処理動作のスループットが向上する。
また、図12(a)に示すように、補正目標回転速度テーブル89に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御した本例では、第2回転速度V2を目標回転速度としてカム駆動用モーター80をPID制御した図12(c)に示す例と比較して、速度変動発生位置S1〜S3におけるカム駆動用モーター80の回転速度の変動が小さい。これにより、インナーキャリッジ12の移動速度の変動が小さくなるので、この移動速度の変動に起因する印刷ヘッド8への負荷が小さくなる。従って、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる間に印刷ヘッド8のインクノズルのメニスカスが破壊されてインクの吐出不良が発生することなどを防止できる。
さらに、本例では、電源投入時に速度変動発生位置Sを検出して補正目標回転速度テーブル89を生成する。従って、経年変化に起因して速度変動発生位置Sが変化する場合でも、インナーキャリッジ12の移動速度の変動を抑制でき、印刷ヘッド8への負荷を抑制できる。
(その他の実施の形態)
プリンター1の出荷時に速度変動発生位置Sを検出し、補正目標回転速度テーブル89を生成しておくこともできる。また、第2キャリッジ移動機構19が予め設定した規定回数動作する毎に速度変動発生位置Sを検出し、補正目標回転速度テーブル89を生成することもできる。
プリンター1の出荷時に速度変動発生位置Sを検出し、補正目標回転速度テーブル89を生成しておくこともできる。また、第2キャリッジ移動機構19が予め設定した規定回数動作する毎に速度変動発生位置Sを検出し、補正目標回転速度テーブル89を生成することもできる。
さらに、上記の例では、目標回転速度テーブル88を補正した補正目標回転速度テーブル89に基づいてカム駆動用モーター80をPID制御しているが、これらのテーブルを用いずにカム駆動用モーター80を駆動制御してもよい。例えば、速度変動発生位置Sを検出した後に、偏芯カム78の回転角度位置が速度変動発生位置Sと一致する時点(インナーキャリッジ12の移動速度に変動が発生する位置)におけるカム駆動用モーター80の目標回転速度を第1回転速度V1とし、その前後におけるカム駆動用モーター80の目標回転速度を第2回転速度V2としてカム駆動用モーター80をPID制御してもよい。このようにした場合でも、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で往復させる間に印刷ヘッド8にかかる負荷を抑制できる。また、このようにした場合でも、インナーキャリッジ12を上昇位置12Aと下降位置12Bの間で移動させる移動時間を短縮できる。
1・・プリンター、2・・プリンター筐体、2a・・前面、3・・操作パネル、4・・排紙口、5・・開閉蓋、6・・ロール紙、6a・・記録紙、7・・ロール紙収納部、8・・印刷ヘッド、8a・・インクノズル面、8A・・ヘッド対向位置、8B・・ヘッド待機位置、8C・・離間位置、8D・・印刷可能位置、9・・紙搬送路、9a・・第1紙搬送路部分、9b・・第2紙搬送路部分、9c・・第3紙搬送路部分、9d・・第4紙搬送路部分、11・・キャリッジ、11A・・キャリッジ対向位置、11B・・キャリッジ待機位置、12・・インナーキャリッジ(キャリッジ)、12A・・上昇位置(第1位置)、12B・・下降位置(第2位置)、13・・アウターキャリッジ、14・・キャリッジガイド軸、15・・第1キャリッジ移動機構、16・・キャリッジモーター、17・・プラテンユニット、17a・・プラテン面、18・・ヘッドメンテナンスユニット、19・・第2キャリッジ移動機構(キャリッジ移動機構)、20・・装置本体フレーム、21・・搬送ベルト、21a・・水平ベルト部分、22・・ギャップ形成ユニット、23〜25・・ギャップ形成部材、26・・支持フレーム、26a・・支持フレーム本体部、26b・・支持フレーム固定部、27・・スターホイール、31・・紙供給ローラー、32・・テンションレバー、32a・・回動中心軸、33・・用紙ガイド、35・・紙搬送機構、36a〜36e・・ガイドローラー、36f・・ベルト駆動ローラー、37a・37b・・ピンチローラー、38・・搬送モーター、41〜44・・ライン型インクジェットヘッド、45・・底板部、45a〜45d・・開口部、45g・・端縁部分、45e・・突出部分、45f・・突出部分、46・・角筒部、47〜49・・キャリッジ側当接部、47a〜49a・・下端面、50・・インナーキャリッジの操作部、50a・・当接部、51〜54・・角筒部の側壁部分、55a・55b・55c・・補強板、60〜64・・ガイドローラー、65〜68・・アウターキャリッジのキャリッジフレーム部分、69・70・73・・ガイド溝、71・・前側支持部、72・・突出部、74・・後側支持部、75・・キャリッジのコイルバネ、76・・第2キャリッジ移動機構のフレーム、76a・・支持軸、76b・・係止部、77・・操作レバー、77a・・操作部分、77b・・長孔、77c・・カムフォロワー部、77d・・係止部、77A・・レバー上昇位置、77B・・レバー下降位置、78・・偏芯カム、78a・・回転中心軸、79・・第2キャリッジ移動機構のコイルバネ、80・・カム駆動用モーター(モーター)、81・・減速輪列、82・・ロータリーエンコーダー、85・・制御部、86・・通信部、87・・メモリー(記憶部)、88・・目標回転速度テーブル、89・・補正目標回転速度テーブル、90・・速度変動検出部(検出部)、91・・テーブル補正部(補正部)、92・・キャリッジ移動制御部(制御部)、93・・印刷制御部、94・・ヘッドメンテナンスユニット制御部、A・・印刷位置、F1〜F3・・負荷変動位置、G・・プラテンギャップ、L1・・第1距離、L2・・第2距離、P1・・第1駆動区間、P2・・第2駆動区間、P3・・第3駆動区間、P4・・第4駆動区間、P5・・第5駆動区間、P6・・停止位置、S1〜S3・・速度変動発生位置、V0・・検出用目標回転速度、V1・・第1回転速度、V2・・第2回転速度、V3・・第3回転速度、V4・・第4回転速度、V5・・第5回転速度、V6・・第6回転速度、V7・・第7回転速度、V8・・第8回転速度、X・・プリンター幅方向、Y・・プリンター前後方向、Z・・プリンター上下方向
Claims (11)
- 印刷ヘッドを搭載し、第1位置と当該第1位置とは異なる第2位置との間を移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジを駆動させるモーターを備え、前記モーターの回転速度に対応する移動速度で前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動機構と、
前記モーターを駆動させて、前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置へ移動させる制御部と、
前記キャリッジが前記第1位置から前記第2位置へ移動する間に、当該キャリッジの移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を検出する検出部と、を有し、
前記制御部は、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を移動する際の前記モーターの回転速度を予め定めた第1回転速度とすることを特徴とする印刷ヘッド移動機構。 - 請求項1において、
前記制御部は、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を通過した後に前記モーターを前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することを特徴とする印刷ヘッド移動機構。 - 請求項1または2において、
前記制御部は、前記キャリッジが前記速度変動発生位置に達する前に前記モーターを前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することを特徴とする印刷ヘッド移動機構。 - 請求項1ないし3のうちのいずれかの項において、
前記モーターを駆動するための目標回転速度テーブルを記憶保持する記憶部と、
前記速度変動発生位置に基づいて前記目標回転速度テーブルを補正して補正目標回転速度テーブルを生成する補正部と、
を有し、
前記目標回転速度テーブルは、前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置に移動させる間に、前記第1回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第1駆動区間と、前記第1回転速度よりも速い第2回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第2駆動区間とを含み、
前記第1駆動区間は、前記速度変動発生位置を含む区間であり、
前記補正部は、前記第1駆動区間を短縮して第2駆動区間を伸張する補正を行い、
前記制御部は、前記補正目標回転速度テーブルに基づいて前記モーターを駆動することを特徴とする印刷ヘッド移動機構。 - 請求項1ないし4のうちのいずれかの項において、
前記検出部は、電源投入時、または、前記キャリッジ移動機構が予め設定した規定回数動作する毎に前記速度変動発生位置を検出することを特徴とする印刷ヘッド移動機構。 - 印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドと対峙するプラテンと、
請求項1ないし5のうちのいずれかの項に記載の印刷ヘッド移動機構と、
を有し、
前記印刷ヘッドは、前記キャリッジが前記第2位置に配置されたときに前記プラテン上の記録紙に印刷可能な印刷可能位置に配置され、前記キャリッジが前記第1位置に配置されたときに前記印刷可能位置よりも前記プラテンから離間した離間位置に配置されることを特徴とする印刷装置。 - モーターを駆動してキャリッジ移動機構を動作させることにより印刷ヘッドを搭載するキャリッジを第1位置から当該第1位置とは異なる第2位置に移動させて、前記キャリッジの移動速度に変動が発生する速度変動発生位置を検出し、
前記モーターを駆動して前記キャリッジ移動機構を動作させることにより当該モーターの回転速度に対応する移動速度で前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置へ移動させるとともに、前記キャリッジが前記速度変動発生位置を移動する際の前記モーターの回転速度を予め定めた第1回転速度とすることを特徴とするキャリッジ移動制御方法。 - 請求項7において、
前記キャリッジが前記速度変動発生位置を通過した後に前記モーターの回転速度を前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することを特徴とするキャリッジ移動制御方法。 - 請求項7または8において、
前記キャリッジが前記速度変動発生位置に到達する前に前記モーターを前記第1回転速度よりも速い回転速度で駆動することを特徴とするキャリッジ移動制御方法。 - 請求項7ないし9のうちのいずれかの項において、
予め、前記モーターを駆動するための目標回転速度テーブルを保持し、
前記速度変動発生位置が検出されると、前記速度変動発生位置に基づいて前記目標回転速度テーブルを補正して補正目標回転速度テーブルを生成し、
前記補正目標回転速度テーブルに基づいて前記モーターを駆動して前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置に移動させ、
前記目標回転速度テーブルは、前記キャリッジを前記第1位置から前記第2位置に移動させる間に、前記第1回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第1駆動区間と、前記第1回転速度よりも速い第2回転速度を目標回転速度として前記モーターを駆動する第2駆動区間とを含み、
前記第1駆動区間は、前記速度変動発生位置を含む区間であり、
前記目標回転速度テーブルの補正では、前記第1駆動区間を短縮して第2駆動区間を伸張することを特徴とするキャリッジ移動制御方法。 - 請求項7ないし10のうちのいずれかの項において、
電源投入時、または、前記キャリッジ移動機構が予め設定した規定回数動作する毎に前記速度変動発生位置を検出することを特徴とするキャリッジ移動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014194904A JP2016064584A (ja) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 印刷ヘッド移動機構、印刷装置およびキャリッジ移動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014194904A JP2016064584A (ja) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 印刷ヘッド移動機構、印刷装置およびキャリッジ移動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016064584A true JP2016064584A (ja) | 2016-04-28 |
Family
ID=55803879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014194904A Pending JP2016064584A (ja) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 印刷ヘッド移動機構、印刷装置およびキャリッジ移動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016064584A (ja) |
-
2014
- 2014-09-25 JP JP2014194904A patent/JP2016064584A/ja active Pending
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