JP5900009B2 - プリンター - Google Patents

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Description

本発明はプリンターに関する。
従来、プラスチックフィルムの3辺を熱圧着することにより袋を製造すると、熱収縮によって袋が湾曲したり波打つことが知られている。このように平坦でない媒体の表面にインクを吹き付けて画像を形成する場合、インクを吐出するノズルと媒体との距離が一定でないため、画質が悪化するという問題がある。特許文献1には、媒体をプラテンに吸引してノズルと媒体の距離を一定にする技術が開示されている。
特開平11−91292号公報
しかし、特許文献1に記載されているようなプラテンの吸引機構はプリンターの大型化や消費電力の増大を招くという問題がある。
本発明は平坦でない媒体に高品質の画像を形成することを目的の1つとする。
(1)上記目的を達成するためのプリンターは、媒体に向けてインクを吐出する複数のノズルが形成されている印刷ヘッドと、前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテンと、前記印刷ヘッドと前記プラテンの間に前記媒体を送り出す送出機構と、前記印刷ヘッドより前記媒体の搬送方向前方に設けられ、前記媒体を挟んで前記印刷ヘッドと前記プラテンの間から前記媒体を引き出す一対の引出ローラーと、前記プラテンと前記一対の引出ローラーの間に設けられ、前記ノズルから前記媒体にインクが吐出されるとき前記複数のノズルが配列された仮想平面から前記プラテンよりも遠い位置に前記媒体を支持し、前記媒体を前記一対の引出ローラーまで案内する引出ガイドと、を備える。
ここで、図1Bおよび図1Cに示すように平坦でない媒体Mをプラテン5x、5yで支持するときに媒体Mの形状がどのように保たれるかについて説明する。なお、図1Bおよび図1Cでは特異点の無い曲面に沿って媒体Mが曲がっているように図示されているが、実際には不規則に小さく波打っているものとする。平坦でない媒体Mを図1Bに示すように頂面が平坦なプラテン5xで支持する場合に比べると、媒体Mの全体的な凹面を、図1Cに示すようにその凹面にほぼ沿う凸面を頂面とするプラテン5yで支持する方が媒体Mの高低差Δhは小さくなる。また、媒体Mとプラテンの頂面との高低差を含めて考えると、媒体Mの全体的な凹面を、その凹面にほぼ沿う凸面で支持する方がよりいっそう高低差ΔHは小さくなる。本発明によると、ノズルが配列された仮想平面からみて引出ガイドがプラテンよりも遠くに位置するため、全体的に印刷ヘッド側に凸に湾曲した媒体の凹面を、媒体の凹面に沿った位置で支持することができる。このため本発明によると、ノズル直下における湾曲した媒体の高低差を抑え、プラテンから媒体までの距離のばらつきも抑えることができ、その結果、ノズルから媒体までの距離を均一化することができる。したがって本発明によると、平坦でない媒体に高品質の画像を形成することができる。
(2)上記目的を達成するためのプリンターにおいて、前記仮想平面に対して垂直な方向に前記引出ガイドを移動させることによって、前記仮想平面から前記引出ガイドまでの距離を調整する昇降機構をさらに備えても良い。
この構成を採用することにより、媒体の形状に応じて引出ガイドの高さを変えられるため、媒体の高低差をより一層抑えることができる。
(3)上記目的を達成するためのプリンターにおいて、前記媒体の先端が前記送出機構から前記プラテンに接近するとき前記プラテンを前記仮想平面から遠ざけ、前記媒体が前記プラテン上に移動すると前記プラテンを前記仮想平面に接近させるアクチュエーターをさらに備えてもよい。
外力が加わっていない状態で平坦でない媒体に外力が加わると凸面が凹面になるなどするため、外力が除かれた後でも形状が元に戻りにくくなる。したがって、送出機構によって送り出された媒体は、プラテンと引出ガイドとで所定の領域を支持するまで、なるべくプラテンに接触させないことが望ましい。媒体の先端が送出機構からプラテンに接近するとき、プラテンを下げることによって、媒体が想定外の形状、すなわちプラテンと引出ガイドとで支持することによって高低差を抑制できる形状でない形状に変形することを防止できる。
(4)上記目的を達成するためのプリンターにおいて、前記一対の引出ローラーのうち少なくともいずれか一方の回転軸を前記仮想平面に対して垂直な方向に移動させる回転軸移動機構をさらに備えてもよい。
この構成を採用すると、インクが着弾している最中の媒体が引出ローラーによって変形することを防止しながら、印刷ヘッドとプラテンの間から媒体を引き出すことができるため、より一層、画質を高めることができる。
(5)上記目的を達成するためのプリンターにおいて、前記プラテンは、少なくとも前記複数のノズルのうち最も前記媒体の搬送方向前方に位置するノズルの直下において前記媒体を支持してもよい。
図1Aは本発明の実施形態にかかる模式図。図1Bおよび図1Cは本発明の実施形態にかかる斜視図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかる模式図。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
1.全体の概要
図1は、本発明の一実施例としてのプリンター1を示している。プリンター1は、3辺が熱圧着されたプラスチックフィルムからなる袋を媒体Mとし、媒体Mに画像を形成するシリアル型インクジェットプリンターである。プリンター1は、媒体Mに向けてインクを吐出する複数のノズル12aが形成されている印刷ヘッド12と、媒体Mを複数のノズル12aの直下で支持するプラテン5b、5c、5dと、印刷ヘッド12とプラテン5b、5c、5dの間に媒体Mを送り出す送出機構と、印刷ヘッド12より媒体Mの搬送方向前方に設けられ、媒体Mを挟んで印刷ヘッド12とプラテン5b、5c、5dの間から媒体Mを引き出す一対の引出ローラー13a、13bと、媒体Mを一対の引出ローラー13a、13bまで案内する引出ガイド5aと、を備えている。3辺が熱圧着されている媒体Mは、全体的に湾曲し、局所的に波打ちやすい。プリンター1は、印刷ヘッド12の直下において媒体Mを平坦に保つ機構を備えているため、高精細な画像を媒体Mに形成することができる。
2.プリンターの構成
印刷ヘッド12は、図示しないタンクから供給されるインクを図示しない圧電素子等のアクチュエーターを用いて複数のノズル12aから吐出する。複数のノズル12aは、仮想平面P上に2次元配列されている。インクをノズルから吐出するためのアクチュエーターは、ノズル12a毎に設けられ、ヘッド駆動回路11によって駆動される。また印刷ヘッド12は、図1の紙面垂直方向に相当する主走査方向に移動可能に支持されており、図示しない牽引機構によって主走査方向に牽引される。
プラテン5b、5c、5dの凹部にはガイド6b、6c、6dが挿入されている。これによりプラテン5b、5c、5dは、ノズル12aが配列された仮想平面Pに対して垂直な方向に摺動可能に支持される。プラテン5b、5c、5dは、媒体Mの幅(主走査方向の長さ)よりも主走査方向に長く仮想平面Pに対して平行な頂面を有する。プラテン5b、5c、5dは、媒体Mの搬送方向前方から後方に向かってこの順に配列されている。すなわち、プラテン5bは、複数のノズル12aのうち最も媒体Mの搬送方向前方に位置するノズルの直下において媒体Mを支持する。プラテン5dは、複数のノズル12aのうち最も媒体Mの搬送方向後方に位置するノズルの直下において媒体Mを支持する。プラテン5cは、プラテン5b、5dの間において媒体Mを支持する。
引出ガイド5aは、プラテン5b、5c、5dと引出ローラー13a、13bの間に設けられ、プラテン5b、5c、5dと同様にガイド6aに摺動可能に支持されている。すなわち、引出ガイド5aとガイド6aは仮想平面Pに対して垂直な方向に引出ガイド5aを移動させることによって、仮想平面Pから引出ガイド5aまでの距離を調整する昇降機構を構成している。
ガイド6a、6b、6c、6dは昇降駆動回路15によって電圧が印加されると引出ガイド5a、プラテン5b、5c、5dを引き下げる図示しないコイルを備えている。なお、ガイド6a、6b、6c、6dと引出ガイド5a、プラテン5b、5c、5dとの間には図示しないスプリングが設けられ、引出ガイド5a、プラテン5b、5c、5dを仮想平面Pに向かって押し上げている。すなわち、ガイド6a、6b、6c、6dは、引出ガイド5a、プラテン5b、5c、5dを仮想平面Pに対して垂直な方向に移動させるリニアアクチュエーターとして機能する。
印刷ヘッド12とプラテン5b、5c、5dの間に媒体Mを送り出す送出機構は、送出ローラー17a、17b、中継ローラー18a、18b、送出ガイド7等からなる。送出ローラー17a、17b、中継ローラー18a、18bは、媒体Mの非印字領域である主走査方向の両側縁部にのみ接触する外周面を備えている。すなわち、送出ローラー17a、17b、中継ローラー18a、18bは、媒体Mの印字領域には接触しない。送出ローラー17a、17bおよび中継ローラー18a、18bはそれぞれの回転軸が主走査方向と平行になる姿勢で支持され、図示しない電動モーターを含む送出駆動回路16によって駆動されることによって回転する。送出ガイド7は、中継ローラー18a、18bと送出ローラー17a、17bとの間に設けられ、中継ローラー18a、18bによって送り出される媒体Mを送出ローラー17a、17bが挟める位置に案内する。また送出ガイド7は、送出ローラー17a、17bが媒体Mを送り出したとき全体的に仮想平面P側に凸に湾曲するように媒体Mを変形させるための狭い搬送通路を形成している。すなわち、中継ローラー18a、18bによって送り出された媒体Mは、送出ガイド7に沿って曲げられることで、送出ローラー17a、17bによってプラテン5b、5c、5d上に送り出されたときには全体的に仮想平面P側に凸に湾曲した形状になる。
引出ローラー13a、13bは、媒体Mの非印字領域である主走査方向の両側縁部にのみ接触する外周面を備えている。すなわち、引出ローラー13a、13bは、媒体Mの印字領域には接触しない。引出ローラー13a、13bはそれぞれの回転軸が主走査方向と平行になる姿勢で支持され、図示しない電動モーターを含む引出駆動回路14によって駆動されることによって回転する。仮想平面Pから引出ローラー13aよりも離れて設けられる引出ローラー13bの回転軸は、仮想平面Pに対して垂直な方向に移動可能に支持され、図示しないスプリングによって押し下げられている。引出駆動回路14は、引出ローラー13bの回転軸を仮想平面Pに対して垂直な方向に押し上げる磁力を発生するコイルを含む。すなわち、引出駆動回路14は、引出ローラー13bの回転軸を仮想平面Pに対して垂直な方向に移動させる回転軸移動機構として機能する。
制御部19は、ROM、RAM、CPU等を備えるコンピューターであって、ROMに記憶された印刷制御プログラムを実行することによってヘッド駆動回路11、送出駆動回路16、昇降駆動回路15、引出駆動回路14等を制御し、以下に述べるようにプリンター1を作動させる。
3.プリンターの作動
はじめに、図示しないトレイから取り出された媒体Mを中継ローラー18a、18bが送出ガイド7によって形成される狭い搬送通路に送り出す。送出ガイド7によって印刷ヘッド12側に凸に湾曲した形状に整えられた媒体Mは、図2に示すように送出ローラー17a、17bによって挟み込まれる。
このときプラテン5b、5c、5dおよび引出ガイド5aは、ガイド6a、6b、6c、6dによって引き下げられ、仮想平面Pからみて送出ローラー17a、17bの接点よりも遠くに位置している。またこのときプラテン5b、5c、5dおよび引出ガイド5aの頂面は仮想平面Pと平行な同一平面上にある。媒体Mの先端が送出ローラー17a、17bからプラテン5b、5c、5dに接近するとき、プラテン5b、5c、5dを引き下げて、プラテン5b、5c、5dを送出ローラー17a、17bの接触点よりも仮想平面Pから遠ざけることによって、媒体Mがプラテン5b、5c、5dに接触して変形することが防止され、図2に示すように送出ガイド7によって形作られた湾曲形状を維持したまま媒体Mがプラテン5b、5c、5d上に到達することになる。
媒体Mがプラテン5b、5c、5d上に到達すると、図1Aに示すようにプラテン5b、5c、5dはガイド6b、6c、6dに沿って図示しないスプリングによって押し上げられ、仮想平面Pからみて送出ローラー17a、17bの接点よりも近くに移動する。ガイド6b、6c、6dの高さはノズル12aが配列されている仮想平面Pから媒体Mまでの距離が予め決められた値になるように設定される。ここで、プラテン5b、5c、5dを押し上げるとき、プラテン5b、5c、5dから仮想平面Pまでの距離が一定になるようにしても良いし、媒体Mの下側の凹面に合わせて僅かな高低差をつけても良い。望ましくは、搬送方向の最下流に位置するノズルの直下に位置するプラテン5bにおいて媒体Mが自重で緩やかに折れ曲がるようにプラテン5b、5c、5dおよび引出ガイド5aの高さを設定することが好ましい。
またこのとき、引出ガイド5aは、図1Aに示すようにプラテン5b、5c、5dによって支持された媒体Mの形状を変形させずに媒体Mを支持できる程度の高さまで図示しないスプリングによって押し上げられ、ガイド6aの磁力によってその高さが保持される。なお媒体Mは全体的に送出ガイド7によって仮想平面P側に凸に形成されているため、引出ガイド5aはプラテン5bよりも低い高さに保持される。そして引出ガイド5aとプラテン5b、5c、5dの高低差は媒体Mに応じて調整される。具体的には、引出ガイド5aとプラテン5b、5c、5dの高低差は、副走査方向における媒体Mの全体的な曲率半径が小さいほど大きく、副走査方向における媒体Mの全体的な曲率半径が大きいほど小さく調整される。
このようにして媒体Mが引出ガイド5aと、引出ガイド5aよりも高いプラテン5b、5c、5dとによって支持された状態になると、ノズル12aの直下における媒体Mの高低差が抑えられるとともに、ノズル12aから媒体Mまでの距離の主走査方向におけるばらつきが抑えられる。媒体Mに対する画像の形成は、このような状態において行われる。すなわち、図1Aおよび図3に示すように媒体Mがプラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aによって支持された状態において、印刷ヘッド12のノズル12aからインクが媒体Mに向けて吐出され、媒体Mに着弾したインクによって画像が形成される。なお、ノズル12aから媒体Mまでの距離のばらつきは、例えば主走査方向において±0.2mm、媒体搬送方向(副走査方向)において±0.1mmであればよいとする。この程度の誤差であれば、滲みのないシャープな画像を媒体Mに形成することができる。そして、高さが異なるプラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aによって媒体Mを支持することによって、ノズル12aから媒体Mまでの距離のばらつきを、主走査方向において±0.2mm以下に抑えることができる。なお、ノズル12aの直下において媒体Mの高低差が抑えられる方向は主に主走査方向である。
図3に示すように引出ローラー13a、13bによって挟むことが可能な位置に媒体Mがあって、かつ、媒体Mに対するインクの吐出が終了した状態に達すると、図4に示すように引出ローラー13bの回転軸を仮想平面Pに向けて押し上げて引出ローラー13a、13bによって媒体Mを挟み込む。そして引出ローラー13a、13bを回転させることによって、媒体Mを印刷ヘッド12とプラテン5b、5c、5dの間から引き出す。このとき、プラテン5b、5c、5dおよび引出ガイド5aを、送出ローラー17a、17bの接触点よりも仮想平面Pから遠ざけて、送出ローラー17a、17bによって送り出される次の媒体とプラテン5b、5c、5dおよび引出ガイド5aとの接触を防止する。
以上説明した実施例によると、ノズル12aの直下における湾曲した媒体Mの高低差を抑え、プラテン5b、5c、5dから媒体Mまでの距離のばらつきも抑えることができ、その結果、ノズル12aから媒体Mまでの距離を均一化することができる。したがって、平坦でない媒体Mに高品質の画像を形成することができる。そして媒体Mの形状に応じて引出ガイド5aの高さを変えられるため、媒体Mの高低差をより一層抑えることができる。また、媒体Mの先端が送出機構からプラテン5b、5c、5dに接近するとき、プラテン5b、5c、5dを引き下げることによって、媒体Mが想定外の形状、すなわちプラテン5b、5c、5dと引出ガイド5aとで支持することによって高低差を抑制できる形状でない形状に変形することを防止できる。さらにインクが着弾している最中の媒体Mに引出ローラー13a、13bによって外力が加わって媒体Mが変形することを防止できるため、より一層、画質を高めることができる。
4.他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、画像形成中にノズル12aの直下のプラテン5b、5c、5dを押し上げて維持する高さを図5Aに示すように媒体Mの形状に合わせて異ならせても良いし、仮想平面Pに対して平行な平面上に揃えても良い。媒体Mの形状にかかわらずプラテン5b、5c、5dの高さを揃える場合、プラテン5b、5c、5dの昇降機構を共通化しても良いし、図5Bに示すプリンター2のように1つのプラテン5eで媒体Mをノズル直下で支持しても良い。すなわち、ノズル直下において媒体を支持するプラテンの数は1つ以上であればよく、2つでも4つ以上であっても良い。sまた、図5Bに示すプラテン5eの高さを媒体Mの副走査方向の位置に応じて制御せずに、プラテン5eの高さを固定しても良い。
また、プラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aを仮想平面Pに対して垂直な方向に移動させるアクチュエーターには、電動モーター、圧電素子なども用いることができる。また、アクチュエーターとプラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aとをリンクさせる機構には、スライダーの他にてこやカムを用いることもできる。
また、プラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aの間隔は図1から図5に示すように離間させても良いし、互いに接触する程度に接近させても良い。プラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aを図1から図5に示したように離間させる場合には、プラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aを頂面が平坦なケースに収容し、プラテン5b、5c、5d、引出ガイド5aを押し上げるときのみケースの頂面に形成された溝から突出させても良い。
また図5bに示すように引出ガイド5gを駆動力のないガイド6fで支持し、引出ガイド5gを手動で昇降できるようにしてもよい。すなわち、引出ガイドとプラテンをノズルが配列された仮想平面Pに対して垂直な方向に移動させるためのアクチュエーターを備えないプリンターであっても、本発明の目的を達成することは可能である。
また一対の引出ローラー13a、13bのうち仮想平面Pに近い方の引出ローラー13aを仮想平面Pに対して垂直な方向に移動させても良い。また一対の引出ローラー13a、13bを仮想平面Pに対して垂直な方向に移動させるアクチュエーターに電動モーターなどを用い、リンクにカムやてこを用いても良い。
また本発明はライン型インクジェットプリンターに適用することもできるし、媒体の種類は不問である。例えば上述したプリンター1は、湿気によって平坦性が失われた紙媒体を平坦化して印刷画質を向上させることもできる。
1・2…プリンター、5a・5g…引出ガイド、5b・5c・5d・5e…プラテン、6a・6b・6c・6d・6f…ガイド、7…送出ガイド、11…特開平、11…ヘッド駆動回路、12…印刷ヘッド、12a…ノズル、13a・13b…引出ローラー、14…引出駆動回路、15…昇降駆動回路、16…送出駆動回路、17a・17b…送出ローラー、18a…中継ローラー、19…制御部、M…媒体、P…仮想平面

Claims (6)

  1. 媒体に向けてインクを吐出する複数のノズルが形成されている印刷ヘッドと、
    前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテンと、
    前記印刷ヘッドと前記プラテンの間に前記媒体を送り出す送出機構と、
    前記印刷ヘッドより前記媒体の搬送方向前方に設けられ、前記媒体を挟んで前記印刷ヘッドと前記プラテンの間から前記媒体を引き出す一対の引出ローラーと、
    前記プラテンと前記一対の引出ローラーの間に設けられ、前記ノズルから前記媒体にインクが吐出されるとき前記複数のノズルが配列された仮想平面から前記プラテンよりも遠い位置に前記媒体を支持し、前記媒体を前記一対の引出ローラーまで案内する引出ガイドと、
    前記仮想平面に対して垂直な方向に前記引出ガイドを移動させることによって、前記仮想平面から前記引出ガイドまでの距離を調整する昇降機構と、
    を備えるプリンター。
  2. 媒体に向けてインクを吐出する複数のノズルが形成されている印刷ヘッドと、
    前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテンと、
    前記印刷ヘッドと前記プラテンの間に前記媒体を送り出す送出機構と、
    前記印刷ヘッドより前記媒体の搬送方向前方に設けられ、前記媒体を挟んで前記印刷ヘッドと前記プラテンの間から前記媒体を引き出す一対の引出ローラーと、
    前記プラテンと前記一対の引出ローラーの間に設けられ、前記ノズルから前記媒体にインクが吐出されるとき前記複数のノズルが配列された仮想平面から前記プラテンよりも遠い位置に前記媒体を支持し、前記媒体を前記一対の引出ローラーまで案内する引出ガイドと、
    前記媒体の先端が前記送出機構から前記プラテンに接近するとき前記プラテンを前記仮想平面から遠ざけ、前記媒体が前記プラテン上に移動すると前記プラテンを前記仮想平面に接近させるアクチュエーターと、
    を備えるプリンター。
  3. 媒体に向けてインクを吐出する複数のノズルが形成されている印刷ヘッドと、
    前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテンと、
    前記印刷ヘッドと前記プラテンの間に前記媒体を送り出す送出機構と、
    前記印刷ヘッドより前記媒体の搬送方向前方に設けられ、前記媒体を挟んで前記印刷ヘッドと前記プラテンの間から前記媒体を引き出す一対の引出ローラーと、
    前記プラテンと前記一対の引出ローラーの間に設けられ、前記ノズルから前記媒体にインクが吐出されるとき前記複数のノズルが配列された仮想平面から前記プラテンよりも遠い位置に前記媒体を支持し、前記媒体を前記一対の引出ローラーまで案内する引出ガイドと、
    前記一対の引出ローラーのうち少なくともいずれか一方の回転軸を前記仮想平面に対して垂直な方向に移動させる回転軸移動機構と、
    を備えるプリンター。
  4. 前記媒体の先端が前記送出機構から前記プラテンに接近するとき前記プラテンを前記仮想平面から遠ざけ、前記媒体が前記プラテン上に移動すると前記プラテンを前記仮想平面に接近させるアクチュエーターをさらに備える、
    請求項1に記載のプリンター。
  5. 前記一対の引出ローラーのうち少なくともいずれか一方の回転軸を前記仮想平面に対して垂直な方向に移動させる回転軸移動機構をさらに備える、
    請求項1または4に記載のプリンター。
  6. 前記プラテンは、少なくとも前記複数のノズルのうち最も前記媒体の搬送方向前方に位置するノズルの直下において前記媒体を支持する、
    請求項1からのいずれか一項に記載のプリンター。
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