JP7111728B2 - 複数のプリントヘッドを有するプリンタ用のローラ送り機構 - Google Patents

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Description

本発明はプリンタ用のローラ送り機構に関する。それは主に複数の固定プリントヘッドを通過するように高速で印刷媒体のシートを送るために開発された。
本出願人は、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１１／１４３７００号パンフレット、国際公開第２０１１／１４３６９９号パンフレットおよび国際公開第２００９／０８９５６７号パンフレットに記載されているような様々なＭｅｍｊｅｔ（登録商標）インクジェットプリンタを開発してきた。Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリンタは、印刷媒体を単一パスでプリントヘッドを通過するように送る送り機構と組み合わせて静止型プリントヘッドを使用する。したがって、Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリンタは、従来の走査型インクジェットプリンタよりもはるかに高い印刷速度を実現する。
高速の単一パスインクジェット印刷は、許容可能な印刷品質を提供するために、特にプリントヘッドの印刷領域において正確な媒体処理を必要とする。所与の長さの固定プリントヘッドを用いて、印刷領域を横切って千鳥状の重なり合う配列においてプリントヘッドを配置することによって、比較的広い印刷領域を構成することができる。例えば、Ａ３印刷領域は、Ａ４プリントヘッドの対を千鳥状の重なり合う配置に配置することによって構成することができる。
比較的狭い印刷領域（例えば、Ａ４サイズ以下）については、固定媒体プラテンと組み合わせた入口および出口ローラのシステムが、一般に、許容できる印刷品質のために印刷領域において十分な安定性を提供する（例えば、米国特許第８，５２３，３１６号明細書（その内容は参照により本明細書に組み込まれる）参照のこと）。
しかしながら、より広い媒体幅および／またはより速い印刷速度については、より複雑な媒体送り機構が通常必要とされる。例えば、米国特許第８，５４０，３６１号明細書は、固定吸引プラテン、上流駆動ローラおよび下流吸引ベルト機構の組み合わせを含むワイドフォーマット印刷に適した送り機構を記載している。米国特許第８，５４０，３６１号明細書に記載されているプリンタは、印刷領域を横切って千鳥状の重なり合う配列に配置された５つのプリントヘッドモジュールを採用している。
他の高速プリンタでは、印刷領域を通して印刷媒体を前進させるために吸引ベルト機構を採用することができる。しかしながら、吸引ベルト機構は、印刷領域を通して媒体を搬送するので、インクジェット印刷には問題がある。それというのも、ベルトが印刷中にインク（例えば、高速印刷中に発生する付随的なインクミストまたは紙粉）で汚れる可能性があるからである。さらに、インクジェットプリントヘッドは典型的に、メンテナンス介入の頻度を減らすために多数のページ間スピッティングを実行し、エンドレスベルトは、インクがベルトを汚すのでページ間スピッティングに適していない。
複数の重なり合うプリントヘッドによって画定された印刷領域を通して印刷媒体のシートを送るのに適した送り機構を有するプリンタを提供することが望ましいであろう。
第１の態様において、
それぞれの第１の印刷領域を有する第１の固定プリントヘッドと、
媒体送り方向に関して第１のプリントヘッドの下流に配置され、それぞれの第２の印刷領域を有する第２の固定プリントヘッドと、
第１および第２の印刷領域において印刷媒体を支持するための少なくとも１つの固定プラテンと、
第１のプリントヘッドの上流に配置された入力ローラ組立体であって、第１のニップ力Ｎ１をそれらの間に有する入力ローラの対を備えた入力ローラ組立体と、
第２のプリントヘッドの下流に配置された出力ローラ組立体であって、第２のニップ力Ｎ２をそれらの間に有する出力ローラの対を備えた出力ローラ組立体と、
第１および第２のプリントヘッドの間に配置された中間ローラ組立体であって、第３のニップ力Ｎ３をそれらの間に有する中間ローラの対を備えた中間ローラ組立体とを備え、
Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３である、
プリンタが提供される。
第１の態様によるプリンタは、媒体送り方向に整列された複数のプリントヘッドを通過するように印刷媒体を送るためのローラ送り機構を有利に提供する。特に、ニップ力Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３の間の関係性により、望ましくない速度変動が最小限に抑えられる。
好ましくは、第１および第２のプリントヘッドは、媒体送り方向に関して重なり合う配置で配置される。好ましくは、プリントヘッドはインクジェットプリントヘッドであり、ページワイド印刷技術に基づいて複数のプリントヘッドチップを含み得る。
好ましくは、プラテンは、第１および第２のプリントヘッド間に延在し、第１および第２の印刷領域において印刷媒体を支持するための共通の表面を画定する。
好ましくは、入力ローラ組立体はプラテンの上流に配置され、出力ローラ組立体はプラテンの下流に配置され、中間ローラ組立体はプラテンに埋め込まれた１つの中間ローラを有する。
好ましくは、プラテンは、第１および第２の印刷領域を通過する印刷媒体のための平面的な軌道を提供する。例えば、軌道は水平であり得る。
好ましくは、プラテンは吸引プラテンである。
好ましくは、入力、出力および中間ローラ組立体は、共通の駆動機構に動作可能に接続されたそれぞれの駆動ローラを有する。
好ましくは、プリンタは以下のうちの１つまたは複数を満たす：
Ｎ１＞（Ｎ２＋Ｎ３）；
Ｎ１＞２Ｎ２；
Ｎ１＞５Ｎ２；
Ｎ１＞１０Ｎ２；
Ｎ２＞２Ｎ３；
Ｎ１は１０～６０ニュートンの範囲にある；
Ｎ２は１～５ニュートンの範囲内にある；および
Ｎ３は０．３～２ニュートンの範囲内にある。
一実施形態では、Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３のうちの１つまたは複数は、プリンタの所定の動作パラメータ内で可変である。例えば、Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３のうちの１つまたは複数のニップ力は、少なくとも部分的に、印刷に使用される印刷媒体の硬さに依存し得る。さらに、プリンタは、所定の媒体種を、Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３の所定のニップ力と関連付けるように構成可能であり得る。
一実施形態では、相対的により硬い印刷媒体には、Ｎ２および／またはＮ３に関して相対的により高いニップ力が採用される。
本明細書で使用されるとき、「プリンタ」という用語は、従来のデスクトッププリンタ、ラベルプリンタ、複写機、コピー機およびそれらに類するものなど、印刷媒体をマーキングするためのいかなる印刷装置も指す。一実施形態では、プリンタは枚葉印刷機である。
次に本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単に例として記載する。
図１は、第１の態様によるプリントヘッドとローラ組立体とを備えたプリンタの概略側面図である。 図２は、図１に示すプリンタの概略平面図である。
図１を参照すると、第１の固定プリントヘッド３と、媒体送り方向Ｆに関して第１のプリントヘッドの下流に配置された第２の固定プリントヘッド５とを備えるプリンタ１が示されている。固定吸引プラテン７は、第１および第２のプリントヘッド３および５のそれぞれの印刷領域を通して送られる印刷媒体（例えば紙）のシート９を支持するために配置される。プラテン７は、印刷媒体が第１および第２のプリントヘッド３および５を通過して水平の軌道で送られるように平坦な上面を有する。吸引プラテン７は、プラテン上を通過する印刷媒体に吸引力を提供する。したがって、印刷媒体は、媒体がそれぞれのプリントヘッドプリントヘッドの間隔を置いて配置された印刷領域を通って移動するとき、吸引プラテン７に対して安定して平らに支持される。吸引プラテンは当業者には周知であり、例えば、吸引源に接続された内部吸引プレナムと、吸引プレナムと連通する開口上面（図示せず）とを備える。
図２に示すように、第１のプリントヘッド３および第２のプリントヘッド５は、媒体送り方向Ｆにおいて部分的に重なり合い、各プリントヘッドは画像（図示せず）の約半分を印刷する。当技術分野で知られている技法を使用して、２つのプリントヘッド間のステッチアーティファクトをマスキングするために適切なアルゴリズムを使用することができる（例えば、米国特許第６，３９４，５７３号明細書（その内容は参照により本明細書に組み込まれる）を参照）。したがって、例えば、重なり合うＡ４サイズのプリントヘッドの対を、Ａ３シートに印刷するために使用することができる。
入力ローラ組立体１５が、吸引プラテン７の上流に配置された入力ローラ対から構成される。入力ローラ組立体１５は、媒体シート９の前縁を受け取り、媒体シートを媒体送り方向Ｆに沿って第１のプリントヘッド３の印刷領域に向けて送るように構成される。入力ローラ組立体１５は、下部入力駆動ローラ１６Ｂと係合する上部入力アイドラローラ１６Ａの間に第１のニップ１７を画定する。第１のニップは対応する第１のニップ力Ｎ１を有する。
出力ローラ組立体２１が、媒体送り方向Ｆに関してプラテン７の下流側に配置された出力ローラの対から構成される。出力ローラ組立体２１は、吸引プラテン７から媒体シート９を受け取り、そのシートをプリンタ１の出口トレー（図示せず）へ搬送するように構成されている。出力ローラ組立体２１は、下部入力駆動ローラ２２Ｂと係合する上部出力アイドラローラ２２Ａの間に第２のニップ２３を画定する。第２のニップは対応する第１のニップ力Ｎ２を有する。
中間ローラ組立体２５が、少なくとも部分的に吸引プラテン７内に埋め込まれ、第１のプリントヘッド３と第２のプリントヘッド５との間に配置された中間ローラ（例えば星形車）の対から構成される。中間ローラ組立体２５は、第１の入力ローラ組立体１５から媒体シート９を受け取り、シートを第２のプリントヘッド５を越えて出力ローラ組立体２１に向けて送るように構成される。中間ローラ組立体２５は、プラテン７に埋め込まれた下部中間駆動ローラ２４Ｂ（点線の輪郭で示される）と係合する上部中間アイドラローラ２４Ａの間に第３のニップ２７を画定する。第３のニップ２７は、対応する第１のニップ力Ｎ３を有する。
入力ローラ組立体１５、中間ローラ組立体２５、および出力ローラ組立体２１は共に、プリンタ１の媒体送り機構の一部を形成する。媒体送り機構は、当技術分野で知られているように、媒体ピッカー（図示せず）などの他の構成要素を含み得る。さらに、各ローラ組立体は、媒体幅を横切って延びる単一のローラ、または媒体幅を横切って離間した複数のローラを含むことができる。
吸引プラテン７は、媒体シートを第１および第２のプリントヘッド３および５の印刷領域を通して平坦に維持するのを助けるが、吸引力を加えると媒体シートがプラテンを横切って進むのが比較的より困難になる。したがって、第３のニップ２７を有する中間ローラ組立体２５は、媒体シート９を第１のニップ１７から第２のニップ２３に向かって進むのを助ける。
好ましくは、ローラ組立体１５、２５および２１のそれぞれは、矢印Ｄで示される共通の駆動機構に動作可能に接続されたそれぞれの駆動ローラ（駆動ローラ１６Ｂ、２４Ｂおよび２２Ｂ）を含む。例えば、エンドレスベルト（図示せず）が、全ての駆動ローラを名目上一定の速度で駆動するための共通の駆動機構として採用され得る。
駆動ローラ１６Ｂ、２４Ｂ、および２２Ｂのそれぞれに共通の駆動機構を使用しているにもかかわらず、中間駆動ローラ２４Ｂを送り機構に導入することによって、媒体シート９が種々のローラ組立体の間で引き渡されるときに、わずかな速度変動が生じる可能性がある。わずかな速度の変動も印刷物のアーティファクトを引き起こすので、非常に望ましくない。
したがって、駆動ローラ組立体１５は、第１のニップ力Ｎ１が第３のニップ力Ｎ３および第２のニップ力Ｎ２の両方よりも大きくなるように構成される。したがって、印刷媒体のいずれかの部分が第１のニップ１７に係合しているとき、第１の駆動ローラ１６Ｂが印刷媒体９の速度を支配し、制御する。例えば、第１のニップ１７が第３のニップ２７よりも速く移動している場合、第１のニップは単に第３のニップを通して印刷媒体９を押すことができる。一方、第３のニップが第１のニップ１７よりも速く移動している場合、第３のニップ１７は印刷媒体９に張力をかけるが、第１のニップの速度より速く印刷媒体を引っ張ることはできない。
出力ローラ組立体２１の第２のニップ２３と第３のニップ２７との間にも同様の関係が存在する。したがって、第２のニップ力Ｎ２は、第３のニップ力Ｎ３よりも大きいが第１のニップ力Ｎ１よりも小さくなるように構成される。したがって、印刷媒体９が第１のニップ１７と係合しているとき、第１のニップ速度が吸引プラテン７上の印刷媒体の速度を制御する。しかしながら、印刷媒体９の後縁が第１のニップ１７から外れると、第２のニップ速度が印刷媒体の速度を制御する。このようにして、中間ローラ組立体２５は、吸引プラテン７上での印刷媒体９の搬送を助けるが、入力ローラ組立体１５と出力ローラ組立体２１との間の関係に影響を及ぼさない。
好ましくは、最適な印刷結果を達成するために、Ｎ１はＮ２とＮ３の合計よりも大きい。１つの設定において、Ｎ１＝５６Ｎ；Ｎ２＝３．１Ｎ；およびＮ３＝０．８Ｎである。しかしながら、最適な印刷結果を達成するために、Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３の値は当業者によって調整されてもよいことが理解されるであろう。理想的には、印刷媒体９は各印刷領域の下で剛体として作用するべきであり、この剛性は、例えば、印刷媒体の硬さ、吸引プラテンからの吸引力の量、送り機構における相対的なニップ力、ニップ間の距離、その他に依存する。本発明の範囲内で印刷条件を最適化するために、入力ローラ、出力ローラおよび中間ローラの１つまたは複数をばねで取り付けてばね張力を適切に調整することができる。
特に、印刷媒体９が入力ローラ組立体１５の制御下にあるときに座屈の可能性を最小限に抑えるために、ニップ力Ｎ２およびＮ３は可能な限り最小にされるべきである。しかしながら、吸引プラテン７を横切って印刷媒体９を前進させるために、少なくともある程度のニップ力は維持されなければならない。いくつかの実施形態では、ニップ力Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３は、異なる硬さを有する異なる媒体種について印刷条件を最適化するために変化させることができる。例えば、所定の媒体種は、必要に応じて（例えば、ユーザインターフェースを介した媒体種の手動入力、媒体または媒体パッケージングのバーコード検知などを介して）プリンタ内の所定のニップ力設定を呼び出すことができる。典型的には、相対的により硬い媒体種は、より硬い印刷媒体の座屈の傾向が少ないために、より高い値のＮ２およびＮ３を許容する。対照的に、相対的により硬くない印刷媒体は、そのような印刷媒体の座屈の傾向がより大きいため、より低い値のＮ２およびＮ３を必要とする。
吸引プラテン７は、必要に応じてキャッピングおよび／またはメンテナンス介入を可能にするため、あるいは紙詰まりを解消するために、プリントヘッド３および５に向かっておよびそこから離れるように昇降可能であり得る。メンテナンスおよび／またはキャッピング介入を可能にするためにプラテンを昇降して並進させるための適切な構成は、米国特許第８，５２３，３１６号明細書に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。追加的にまたは代替的に、各プリントヘッド３および５はプラテン７に向かっておよびプラテン７から離れるように昇降可能である。メンテナンスおよび／またはキャッピング介入を可能にするためにプリントヘッドを昇降および並進させるための適切な構成は米国特許第９，０６１，５３１号明細書に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明を２つの重なり合う固定プリントヘッドに関して記載してきたが、当然のことながら、本発明は、プリントヘッドが重なり合っている、重なり合っていない、または整列されているかどうかに関係なく、媒体送り経路に沿って配置された任意の数のプリントヘッド（例えば３つ以上）に適用可能であり得ることが理解されるであろう。例えば、追加の第３および第４のプリントヘッドを第１および第２のプリントヘッドの間に配置し、中間ローラを各プリントヘッドの間に順番に配置することができる。３つ以上のプリントヘッドを有するこれらおよび他の構成は本発明の範囲内である。
当然のことながら、本発明は例として記載されているに過ぎず、詳細の変更は添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲内でなされ得ることが理解されるであろう。

Claims (12)

  1. それぞれの第１の印刷領域を有する第１の固定プリントヘッドと、
    媒体送り方向に関して前記第１の固定プリントヘッドの下流に配置され、それぞれの第２の印刷領域を有する第２の固定プリントヘッドと、
    前記第１および第２の印刷領域において印刷媒体を支持するための少なくとも１つの固定プラテンと、
    前記第１の固定プリントヘッドの上流に配置された入力ローラ組立体であって、第１のニップ力Ｎ１をそれらの間に有する入力ローラの対を備えた入力ローラ組立体と、
    前記第２の固定プリントヘッドの下流に配置された出力ローラ組立体であって、第２のニップ力Ｎ２をそれらの間に有する出力ローラの対を備えた出力ローラ組立体と、
    前記第１および第２の固定プリントヘッドの間に配置された中間ローラ組立体であって、第３のニップ力Ｎ３をそれらの間に有する中間ローラの対を備えた中間ローラ組立体とを備え、
    Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３であり、
    Ｎ１＞（Ｎ２＋Ｎ３）であることを特徴とするプリンタ。
  2. 請求項１に記載のプリンタにおいて、前記第１および第２の固定プリントヘッドが、前記媒体送り方向に関して重なり合う配置で配置されることを特徴とするプリンタ。
  3. 請求項１に記載のプリンタにおいて、前記固定プラテンが前記第１および第２の固定プリントヘッド間に延在し、前記第１および第２の印刷領域において印刷媒体を支持するための共通の表面を画定することを特徴とするプリンタ。
  4. 請求項３に記載のプリンタにおいて、前記入力ローラ組立体が前記固定プラテンの上流に配置され、前記出力ローラ組立体が前記固定プラテンの下流に配置され、前記中間ローラ組立体が前記固定プラテンに埋め込まれた１つの中間ローラを有することを特徴とするプリンタ。
  5. 請求項３に記載のプリンタにおいて、前記固定プラテンが、前記第１および第２の印刷領域を通過する印刷媒体のための平面的な軌道を提供することを特徴とするプリンタ。
  6. 請求項１に記載のプリンタにおいて、前記固定プラテンが吸引プラテンであることを特徴とするプリンタ。
  7. 請求項１に記載のプリンタにおいて、前記入力、出力および中間ローラ組立体が、共通の駆動機構に動作可能に接続されたそれぞれの駆動ローラを有することを特徴とするプリンタ。
  8. 請求項１に記載のプリンタにおいて、Ｎ１＞２Ｎ２であることを特徴とするプリンタ。
  9. 請求項１に記載のプリンタにおいて、Ｎ２＞２Ｎ３であることを特徴とするプリンタ。
  10. 請求項１に記載のプリンタにおいて、
    Ｎ１が１０～６０ニュートンの範囲にあり、
    Ｎ２が１～５ニュートンの範囲内にあり、および
    Ｎ３が０．３～２ニュートンの範囲内にある
    ことを特徴とするプリンタ。
  11. 請求項１に記載のプリンタにおいて、Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３のうちの１つまたは複数が、印刷に使用される印刷媒体の硬さに応じて可変であることを特徴とするプリンタ。
  12. 請求項１に記載のプリンタにおいて、所定の媒体種を、Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３に関して所定のニップ力と関連付けるように構成可能であることを特徴とするプリンタ。
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