JPH0624069A

JPH0624069A - インク・ジェット・プリンタ

Info

Publication number: JPH0624069A
Application number: JP4136147A
Authority: JP
Inventors: Efu Baaku Edowaado; エドワード・エフ・バーク
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1991-04-29
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1994-02-01
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: DE69221021T2; US5121139A; DE69221021D1; EP0512709A2; EP0512709B1; EP0512709A3; JP2565451B2

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡単で、高精度で信頼性が高く、安価で
且つ小型化が容易なインク・ジェット・プリンタを提供
すること。【構成】記録媒体を支持する高摩擦係数の外側表面を有
する回動可能なドラム３０と、このドラムを回転軸の回
りに回転させるドラム駆動機構とを有し、更に、ドラム
３０の外側表面との接触位置に記録媒体２２の送り経路
上の挟部６０を形成し、ドラム３０の回転に応じて記録
媒体２２を上記挟部を介して送るコンタクト・ローラー
５０と、記録媒体の送り経路上で挟部６０より前のプリ
ント位置Ｐに上記送り経路に沿って設けられ、記録媒体
２２のプリント面の反対側から支えるプラテン６４と、
プリント位置Ｐで記録媒体２２上にインク滴を噴射する
インク・ジェット・プリント・ヘッド１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク・ジェット・プ
リンタに関する。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】インク・
ジェット・プリンタ、特に音響駆動装置でインク滴を生
成するプリント・ヘッドを備えたドロップ・オン・デマ
ンド型インク・ジェット・プリンタは、当業者には周知
である。このようなインパルス駆動のインク・ジェット
機構の原理は、インク室に圧力波を発生させ、この圧力
波の作用によりインク室からノズル孔へとインク滴を射
出するものである。この種のインク・ジェット・プリン
ト・ヘッドでは種々の形式の音響駆動機構が採用されて
きた。例えば、薄い隔壁に圧電セラミック材料を密着さ
せた圧電変換器を用いたものもある。この装置に電圧が
印加されると、隔壁がインク室内のインクを変位させ、
圧力波が生じてインクがノズルへと流される。インク内
に圧力波を発生させる他の形式の音響駆動機構として
は、所謂バブル・ジェットと呼ばれるヒーター・バブル
発生源を用いるもの及び電磁ソレノイド駆動機構等があ
る。

【０００３】従来の代表的なインク・ジェット機構は、
記録媒体にインク滴を噴射するプリント・ヘッドと、複
数の色のインクをインク・ジェット・プリント・ヘッド
の複数のノズルに供給するインク貯蔵器とを組み合わせ
ている。また、媒体にプリント・ヘッドでプリントする
際にインク・ジェット・プリント・ヘッドが記録媒体上
を横切って往復又は走査するように駆動するのが普通で
ある。

【０００４】代表的な応用例では、紙シートの如き記録
媒体はドラムに送られ、記録媒体の一端をクランプのよ
うな機構で把持してドラムに巻き付けて後のプリント過
程に備える。ドラムの回転に伴ってプリント・ヘッドが
インクを記録媒体に向けて噴射してプリントが行われ
る。代表的なプリント機構では、複数行のピクセル（画
素）として記録媒体がプリントされ、各ピクセルは所定
の大きさと高さを有する。ピクセルの高さは、各行のプ
リント毎にドラムの回転方向へ送られる記録媒体上の距
離に対応している。

【０００５】ワタナベ等による米国特許第４５８１６１
８号にプリンタの一例が開示されている。この装置で
は、ドラムに隣接した第１のピンチ・ローラーに記録媒
体をローラー機構で供給する。この特許のドラムは、ゴ
ムのような高摩擦部材のローラーと記述されている。柔
らかいゴム・ローラーでは、特に他のローラーと圧接す
る位置では正確な半径を維持することが困難である。パ
ルス・モータと記載されたモータ１０を用いてプリンタ
の紙送り機構及びドラムを駆動している。複数の精巧な
歯車機構を設けてこのモータをドラム及び他の紙送りロ
ーラーに連動させている。この特許の実施例では、適当
な時点で第１ローラーからドラムに記録媒体が送られ、
中央に間隙を有する可動ピンチ・ローラーにより記録媒
体がドラム上に巻き付けられる。この可動ピンチ・ロー
ラーは、摩擦クラッチのトルクを利用して紙をドラム上
に挟持する。この駆動機構は、プリント動作中、各ライ
ン（行）のプリント後に所定角度だけドラムを回転させ
ると記載されている。

【０００６】この装置では、紙送り機構に歯車が使用さ
れているので、歯車のバックラッシュが生じてプリント
動作中の紙の位置を不正確にしてしまう。また、歯車は
瞬間的にはほんの僅かな数の歯しか互いに噛み合ってい
ないので、歯車の特定の歯の構造のばらつきは、記録媒
体の送りが不正確になる原因となる。更に、複数の歯車
に依存した駆動機構は、摩耗したり、機械的故障を起こ
し易い。

【０００７】アレン等による米国特許第４７０７７０４
号は、ステッピング・モータを用いてインク・ジェット
・プリンタのドラムを駆動する技術を開示している。こ
の特許では、ステッピング・モータをドラムのシャフト
に直接接続している。この構造により、ドラムの慣性力
がモータのシャフトに直接加わるので、モータとモータ
の負荷との間の慣性の不一致を整合させることが出来
る。また、この発明では、記録媒体のロールをドラムの
中に配置し、弾性部材で覆った内部ローラーで記録媒体
で移動させプリントするためにドラムの外へ送り出す送
り機構も開示している。

【０００８】従来のプリンタでは、プリント動作中に記
録媒体をドラムに固定する為の種々の形式のクランプ機
構を採用してきた。スペアラ等の米国特許第４８１５８
７０号は、クランプ機構をドラムの窪みに配置したサー
マル・プリンタ用シート・クランプを開示している。プ
リント動作中には、このドラムを一方向に回転させ、記
録シートを送り出す時には逆方向に回転させる。

【０００９】別のクランプ機構は、ラクダワラの米国特
許第４３８６７７１号に開示されているファクシミリ装
置用のものがある。この装置では、把持棒でシートのエ
ッジを把持し、ドラム上に固定する。このドラムの回転
方向を逆にしてドラムからシートを送り出す。ドラムか
らシートを外すのにガイドとシート引っかけ器を設けて
いる。

【００１０】圧力定着ローラーを用いて記録媒体上の相
転移インク即ちホットメルト・インクを溶融圧延する技
術は周知である。モリグチ等の日本特許第１８３５１
号、ガーステンマイアーの米国特許第４７４５４２０号
及びチタリングトン等の米国特許第４８８９７６１号等
がその例である。ローラーを用いた従来の画像定着装置
の他の例は、ストールの米国特許第３２９３０５９号、
ファンタッゾの米国特許第３５６６０７６号及びムラナ
カの米国特許第４５６８９４９号に記載されている。こ
れらの従来の定着ローラーは、ローラー間の接触線に沿
って例えば１００ポンド／インチ（１７．８５８ｋｇｗ
／ｃｍ）というような非常に高い負荷力を印加する。こ
の場合、１０インチ（２５．４ｃｍ）の長さのローラー
では、１０００ポンド（４５３．５９２ｋｇｗ）の力が
印加されることになる。この結果、このような大きな力
に対抗出来るように、定着ローラーの支持構体は、比較
的重く大規模な構造にならざるを得なかった。

【００１１】本発明の目的は、構成が簡単であり、高精
度で信頼性が高く、安価で且つ小型化が容易なインク・
ジェット・プリンタを提供することである。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】本発明の第１のインク・ジ
ェット・プリンタは、記録媒体を支持する高摩擦係数の
外側表面を有する回動可能なドラム３０と、このドラム
を回転軸の回りに回転させるドラム駆動機構とを有し、
更に、ドラム３０の外側表面との接触位置に記録媒体２
２の送り経路上の挟部６０を形成し、ドラム３０の回転
に応じて記録媒体２２を上記挟部を介して送るコンタク
ト・ローラー５０と、記録媒体の送り経路上で上記挟部
より前のプリント位置Ｐに上記送り経路に沿って設けら
れ、記録媒体２２のプリント面の反対側から支えるプラ
テン６４と、プリント位置Ｐで記録媒体２２上にインク
滴を噴射するインク・ジェット・プリント・ヘッド１４
とを備えている。本発明の第２のインク・ジェット・プ
リンタは、外側表面上で記録媒体を支持するドラムと、
該ドラムを回転させ上記記録媒体を送り経路に沿って送
るドラム駆動機構とを有し、インク滴を上記記録媒体上
に噴射して複数のピクセルをプリントする。このプリン
タのドラム駆動機構は、各ステップ毎に出力シャフト９
２を所定ステップだけ回転させるステッピング・モータ
ー９０と、出力シャフト９２に結合され、複数の歯を有
する第１タイミング・ベルト・スプロケット９４と、ド
ラム３０に結合され、複数の歯を有する第２タイミング
・ベルト・スプロケット９８と、第１及び第２タイミン
グ・ベルト・スプロケットの歯に噛み合う複数の歯を有
するタイミング・ベルト１０２とを備え、第１及び第２
タイミング・ベルト・スプロケット９４及び９８の歯数
の比を選択し、上記ドラムの外側表面が上記ステップ毎
に送られる距離ｄを上記記録媒体上の上記ピクセルの高
さｈの整数倍に調整する。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明のインク・ジェット・プリン
タの一実施例の側面図である。プリンタのインク・ジェ
ット・プリント・ヘッド１４は、プリント・ヘッドにイ
ンクを供給するインク貯蔵システム１６に設けられてい
る。プリント・ヘッド１４は、複数のインク滴噴射孔を
備え、これら噴射孔からインク滴が記録媒体２２に向か
って噴射される。記録媒体２２は、紙その他の適当な材
料であって、その形態は連続ロール紙でも個別シートで
も良い。

【００１４】記録媒体２２は、送り経路に沿って矢線２
４で示した第１方向に向かって送られる。図１で示した
ように、記録媒体支持ドラム３０は、外側に媒体支持表
面３２を有し、ドラムの外側表面の一部分が媒体送り経
路に含まれるように配置されている。例えば、ある時点
において、ドラムの一部分が図１のように８時の方向か
ら１時の方向までの間で媒体送り経路に含まれている場
合を考える。後述するように、ドラム３０は駆動機構に
より駆動されて矢線３４で示す方向に回転し、送り経路
に沿って記録媒体２２を送り出す。図１のドラム３０
は、通常非常に小型であって、例えば直径が約３インチ
（７．６２ｃｍ）以下である。もっともこの寸法は所望
によりもっと大きくても又は小さくても構わない。

【００１５】図２は、本発明の実施例の要部の構成のみ
を示す斜視図である。図２に示すように、ドラム３０
は、細長く、その長手方向にドラムの回転軸（図示せ
ず）を有する。ドラム３０は、例えばプリンタのフレー
ムの一部となっている剛性のドラム支持部３６及び３８
により回動自在に支持されている。図２に示しているよ
うに、ドラム３０のシャフト４０は、フレームのドラム
支持部３６及び３８に回動自在に軸受けされている。

【００１６】図１及び図２において、細長いコンタクト
・ローラー５０がその長手方向の回転軸がドラムの回転
軸と略平行になるように配置されている。ドラム３０の
場合と同様に、コンタクト・ローラー５０のシャフト５
６は、剛性のフレーム部分５２及び５４に軸受けされて
いる。シャフト５６の両端には、約２ポンド程度の負荷
を与える負荷手段５８（便宜上シャフトの一端部のみ示
す）を設けている。この負荷は所望により調整可能であ
る。この結果、コンタクト・ローラー５０がドラム３０
に所望負荷で当接し、両者の挟部６０の位置が紙送り経
路の一部となる。記録媒体２２はこの挟部６０を通り、
コンタクト・ローラー５０によってドラム３０の方に押
しつけられる。

【００１７】ドラム３０は、例えば、ステンレス鋼材の
ような剛性のローラーであって、シャフトに取り付けら
れた外殻状のものでも内部の詰まった状態のものでも良
い。正確なプリントを行うには、ドラム３０の半径が極
めて正確に一様であるべきで、好適な許容誤差は±０．
０００５インチ（０．００１２７ｃｍ）である。更に、
ドラムの外側表面３２は、比較的摩擦係数の高いもの、
即ち摩擦係数が約１となるものが最良である。このよう
に製造すると、ドラム３０及びコンタクト・ローラー５
０の回転に伴って、記録媒体はドラム３０の表面上で滑
ることなく媒体送り経路を通過する。このようなドラム
３０を製造する好適な方法の一例では、ドラム表面上に
ウレタンその他の高摩擦係数材料の薄膜を被着し、所望
の精度又は許容誤差を満たしてドラムの半径が一様にな
るまでその表面を削り又は機械加工する。実験によれ
ば、機械加工したステンレス製のローラー上に約０．０
０５インチ（０．０１２７ｃｍ）の厚さのウレタンを最
初にコーティングすると、外側表面の極めて一様な半径
を有するドラムが仕上がった。

【００１８】図１及び図２のインク・ジェット・プリン
タは、固定された細長いプラテン６４も備えている。通
常、このプラテン６４はインク・ジェット・プリンタの
フレームにしっかりと固定されている。記録媒体２２
は、プラテン６４の後方平坦部６６に沿って送られ、更
にドラム３０及び挟部６０へと送られる。ガイド７０
は、例えばプリンタのフレームに取り付けられた細長く
平坦なバイアス・スプリングであって記録媒体２２をプ
ラテンの後方表面６６の方に偏移させる。図１において
Ｐで示した後方表面６６の一部分は、インク・ジェット
・プリント・ヘッド１４から記録媒体２２上にインク滴
が噴射されるプリント位置である。ホットメルト・イン
クを使用する場合には、記録媒体２２の安定性及び熱的
安定性を維持する為に、インクを噴射する際に図の固定
プラテン６４のような手段で記録媒体をプリント面の裏
から支えることが望ましい。プリント・ヘッド１４のノ
ズル孔の位置をＰの範囲に入れることにより、プラテン
６４は上述の目的を達成出来る。これとは別に、ドラム
３０に記録媒体を裏から支える機能を持たせても良い。
しかし、小さいドラムを用いた場合には、ドラムに巻き
付けられた記録媒体は湾曲するので所望の一様なプリン
ト結果を得る障害となるかも知れない。

【００１９】従来の方法では、インク貯蔵器１６でプリ
ント・ヘッド１４を直接支える場合には、プリント・ヘ
ッド１４及びインク貯蔵器１６が記録媒体の表面上を横
切って往復運動出来るように取り付ける。このプリント
・ヘッド１４及びインク貯蔵器１６は、ドラム３０によ
る記録媒体２２の進む方向２４に略垂直な方向に少しず
つずれながら往復運動する。

【００２０】インク・ジェット・プリント・ヘッド１４
は、どのような形式のものでも良く、駆動装置の能動化
状態にのみ応じてインク滴を噴射するドロップ・オン・
デマンド型でも良い。インク・ジェット・プリント・ヘ
ッド１４は、連続噴射方式のものでも良く、インク滴の
飛行速度を加速するのにエアー・アシスト機能を設けた
ものでも良い。好適な装置は、リー等の米国特許第４７
２７３７８号に記載されている。また、ノズル孔のマト
リクス配列を有するインク・ジェット・プリント・ヘッ
ドを用いても良い。ホットメルト・インク（相変化イン
ク）の場合には、プリント・ヘッドからインク滴を噴射
する時に固形インクを熱して液化する。よって、プリン
ト中にインク滴が記録媒体に向かって噴射される。ホッ
トメルト・インクでは、記録媒体上のインク・スポット
で液相から固相への相変化が起こる。インクのスポット
は、固相に変化する際に記録媒体の表面から幾分突き出
すことになる。記録媒体が透明シートの場合には、イン
ク滴が殆ど媒体に染み込まない。よって、このような媒
体の場合には、他のより多孔質の媒体と比較して媒体上
から余計にインク滴が突き出ることになる。インク・ジ
ェット・プリンタの減色混合システムでは、２次的な色
（赤、緑、青）は、２つの原色のインク滴を一方の上に
他方を乗せるようにして作っている。相変化インクの場
合には、この方法でプリントするとプリントした領域に
よってインク厚さが異なる結果になる。このような記録
媒体のプリント領域を通常の一層のインクでプリントさ
れた媒体の領域と対比すべきである。

【００２１】ホットメルト・インクを用いた場合、記録
媒体上でインクを凝固させたり溶融させたりすることに
より有益な効果を得ることが出来る。一般に、この方法
は、インク層が異なる厚さで形成されている場合でさ
え、溜まったインク滴に十分な圧力を印加しインク滴を
広げるものである。、

【００２２】図１において、インクを含んだ記録媒体２
２が挟部６０から矢線２４の方向に送り出される際に、
記録媒体は、溶融又は凝固の為の加圧機構７４を通過す
る。この加圧機構７４は、記録媒体上のインク滴に圧力
を加えてインクを平坦に広げるように設計されている。
図１及び図２に示すこの圧力印加機構の一例によれば、
圧力車輪７６を回動可能に支持する支持部７７を設けて
いる。圧力車輪７６は、支持部７７に支持された位置で
記録媒体に対して外側加圧表面７８で圧力を加えてイン
ク滴を媒体上に定着させる。図２に示すように、支持部
７７は、矢線８０で示すように往復運動することによ
り、記録媒体の進行方向に略垂直な方向で記録媒体上の
端から端まで圧力車輪７６を反復移動させる。代表的な
圧力車輪７６の大きさは、記録媒体上の複数本のプリン
ト・ラインを一度に加圧する程度に設計されており、そ
の幅は、通常２ラインから４ライン分程度であるが、プ
リント・ヘッドに対して記録媒体を動かす速度に部分的
に依存している。図１において、記録媒体の支持体（こ
の場合にはドラム３０）は、圧力車輪７６が記録媒体に
加圧する位置で記録媒体を支持する。別の実施例として
は、例えば、記録媒体２２がドラム３０から離れて他の
支持体表面で支持されている所で圧力車輪７６が記録媒
体に加圧するように構成しても良い。

【００２３】圧力車輪７６は、通常かなり小さいもので
ある。例えば、車輪の直径は３インチ未満、通常は１イ
ンチ（２．５４ｃｍ）未満程度である。更に、車輪の
幅、すなわち外側加圧表面７８の幅は、通常１インチ未
満で、０．５インチ（１．２７ｃｍ）未満が好適であ
り、本実施例では約０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）
である。この圧力車輪７６の材料は適宜選択可能である
が、ステンレス鋼か又はイー・アイ・デュポン社からデ
ルリン（Delrin）として販売されているプラスティック
のように剛性のあるものが望ましい。圧力車輪７６は、
記録媒体２２に当接する線に沿って例えば１００ポンド
／インチ（１７．８５８ｋｇｗ／ｃｍ）というような高
圧の負荷を与える。圧力車輪７６の幅が０．２５インチ
とすると、圧力車輪と記録媒体との接触線部分の長さも
０．２５インチである。この場合には、１００ポンド／
インチの圧力を与えるには、２５ポンド（１１．３４ｋ
ｇｗ）の負荷を圧力車輪７６に与えれば良い。線圧力が
比較的小さくて良い場合には、加圧車輪の支持部７７と
してもっと簡単且つ軽量の構造を用いても良い

【００２４】１９９０年９月４日出願のジェームズ・デ
ィー・ライズ等の米国特許第５７７３８７号（特願平３
−２５０４４９号「印刷媒体用加圧装置」）に記載され
た圧力印加装置と同様のものを使用しても良い。あるい
は、図１に点線で示したような細長い加圧ローラー８６
を使用しても良い。この場合、ローラー８６の軸はドラ
ム３０の軸と略平行になっている。また、圧力車輪７６
と同様に、加圧ローラー８６は、ドラム３０以外の手段
で支持しても良いが、ドラム３０を図示した加圧装置の
支持表面として使用すれば、インク・ジェット・プリン
タをより小型化することが出来る。

【００２５】ドラム３０には、適当なものならどのよう
な構造の駆動機構でも使用し得る。例えば、モーターを
ドラムのシャフト４０に直接結合しても良い。また、細
長いローラー８６を使用する場合には、ドラム３０はロ
ーラー８６の支持手段として機能し、ドラム３０とロー
ラー８６が連係しているのでドラム３０の１つの駆動機
構によりローラー８６をドラム３０と共に回転する。す
なわち、この場合には、ドラム３０は実質的にローラー
８６を駆動することになる。これに代わる他の実施例を
採用しても良いが、好適な駆動機構に関しては図３〜図
７を参照して後述する。

【００２６】特に驚くべきことには、ドラム３０及び記
録媒体２２の動きを極めて高精度に実現するのに安価な
部品を使用出来ることが判った。図３及び図４は、ドラ
ムの駆動機構の実施例を示す図である。従来のステッピ
ング・モーター９０の出力シャフト９２は、ステッピン
グ・モーター９０への各駆動パルスの印加に応じて回転
角を徐々にインクリメントする。この種のステッピング
・モーターは、出力シャフトの回転角を徐々にインクリ
メントして１回転させるのに所定の数のステップで行う
ように設計されている。一実施例では、２００ステップ
で出力シャフトが１回転するステッピング・モーターで
は、各ステップ毎に１．８度ずつ角度が進むことにな
る。非累積誤差が５％以内の市販のステッピング・モー
ターを選択すれば、モーターのどのステップ位置におい
ても理論値から１．８％以内の誤差で制御出来る。好適
なステッピング・モーターの一例は、日本のオリエンタ
ル・モーター社製のＰ８２６６型で、現在１個当たり２
０ドル未満で入手出来る。

【００２７】第１のタイミング・ベルト・スプロケット
９４が出力シャフト９２に結合されている。このタイミ
ング・ベルト・スプロケット９４は、図３で点線で示し
た複数の歯９６を有する。図３及び図４の駆動機構は、
ドラム３０の駆動シャフト４０に結合された第２のタイ
ミング・ベルト・スプロケット９８も有する。このタイ
ミング・ベルト・スプロケット９８も図３で点線で示し
た複数の歯１００を有する。タイミング・ベルト１０２
のようなタイミング・ベルト手段がタイミング・ベルト
・スプロケット９４及び９８に係合され、ステッピング
・モーターの出力シャフト９２からドラム３０の駆動軸
４０に駆動力を伝達する。好適なタイミング・ベルトの
一例としては、イリノイ州のケミフレックス・オブ・ロ
ンバード社製の市販のものがある。このようなタイミン
グ・ベルトはしっかりと締め付けるのが容易でバックラ
ッシュの問題を殆ど排除出来る。

【００２８】図６は、図３〜図５の駆動機構のタイミン
グ・ベルトの実施例の一部分の構成を示す図である。タ
イミング・ベルト１０２は、複数の歯１０４を有し、タ
イミング・ベルト・スプロケット９８の複数の歯１００
と確実に嵌合するように構成されている。タイミング・
ベルトは、各タイミング・ベルト・スプロケットの各々
と、少なくとも７つか８つの歯で嵌合するので、歯の平
均化機能が作用する。すなわち、タイミング・ベルト・
スプロケットの個々の歯の機械的精度が劣化していて
も、複数の歯が同時にタイミング・ベルトに嵌合するの
で実質的に平均化され個々の精度が問題にならない。更
に、歯車の駆動機構において共通な問題となるバックラ
ッシュは、実質的に排除される。また、スプロケット９
４の歯数よりもスプロケット９８の歯数を格段に多くす
ることにより、モーターの出力シャフト９２に影響する
ドラムの慣性力を大幅に低減し、これにより、出力シャ
フト９２の負荷、摩耗及びすべりを最少にしてモーター
の慣性と負荷の慣性との整合性を改善することが出来
る。

【００２９】例えば、タイミング・ベルト・スプロケッ
ト９８の歯数を１８０とし、タイミング・ベルト・スプ
ロケット９４の歯数を３０とすると、慣性力を６分の１
に低減出来る。図５は、ドラムの駆動機構の他の実施例
の一部分の構成を示す図である。この実施例では、１つ
又はそれ以上の中間タイミング・ベルト・スプロケッ
ト、例えばスプロケット１１０及び１１２を用いてい
る。この場合、複数のタイミング・ベルト、例えば１０
２及び１０２Ａも用いる。これら中間タイミング・ベル
ト・スプロケット１１０及び１１２を導入することによ
り、駆動機構の大きさは増加するが、ドラムからモータ
ー９０の出力シャフト９２に影響する慣性力を更に低減
させることが出来る。この構成により駆動機構の歯車数
の比を３０：１に設定する場合には、スプロケット１１
０の歯数は１６０で、スプロケット１１２の歯数は３０
で、スプロケット９８の歯数は１８０にすれば良い。こ
の実施例の場合、ステッピング・モーターの１ステップ
に対して１ピクセル分のプリントを行う為に、ドラムを
もっと大きくする必要があろう。

【００３０】ドラム９０の周囲の長さと、スプロケット
９８及び９４（中間スプロケットを使用する場合にはそ
れらも含む）の歯数比と、ステッピング・モーターの各
ステップ毎にモーターの出力シャフトが動く距離とを適
宜選択することにより、ドラムの外側表面がステップ・
モーターの各ステップ毎に１ピクセルの高さの倍数に略
等しい長さだけ回転するように調整出来る。すなわち、
図７に示すように、プリンタがプリントする複数の行
は、所定の高さｈと所定の幅ｗとを有するピクセル１２
０の集合である。駆動機構の各部品の定数を選択し、ピ
クセルの高さｈに等しい距離ｄ（又はその整数倍の距
離）だけ記録媒体２２を進めるようにすると、記録媒体
上におけるプリント画像に縞状になる現象（バンディン
グ）を実質的に排除することが出来る。この画像の縞状
化の原因は、プリント・ヘッドからのインク滴は一様に
プリントされるとは限らないので、インクの重なりや間
空きという不都合が生じて、画像の縞状化、すなわちプ
リント画像の非一様化現象が発生する。プリント・ヘッ
ドが記録媒体に各ラインを順次プリントする際に記録媒
体をピクセルの高さｈの整数倍の長さだけ正確に送るこ
とにより、画像の縞状化現象は人間の目に殆ど認識出来
ない程度に低減される。代表的なインク・ジェット・プ
リント・ヘッドでは、１回のパスで複数のラインをプリ
ントするので、特定のライングループをプリントする時
に、未プリント部分をプリント位置まで移動させるのに
必要な数のピクセル分だけ記録媒体が送られる。

【００３１】本実施例では、ステッピング・モーターの
各ステップ毎に１ピクセルの高さ分だけ記録媒体を送る
のが望ましいとう前提がある。また、タイミング・ベル
ト・スプロケット９４の歯数は３０で、スプロケット９
８の歯数は１８０と仮定している。更に、ステッピング
・モーターは各ステップ毎に１．８度回転するものを使
用すると仮定している。これは、１回転当たり２００ス
テップであることを意味する。また、１ピクセルの高さ
の所望値は、０．００３３３３インチ（０．００８４６
６ｃｍ）であると仮定している。

【００３２】上述の設定数値を考慮に入れた上で、ドラ
ム表面により送られる距離ｄ、すなわちステッピング・
モーターの１ステップに応じて送られる記録媒体の距離
をピクセルの高さｈに等しくするようにドラムの直径を
選択する。具体的には、ドラムの直径Ｄは、次式で与え
られる。Ｄ＝ＲＳｈ／π ここで、Ｒ＝タイミング・ベルト・スプロケットの歯数
比Ｓ＝ステッピング・モーターの１回転当たりのステップ
数ｈ＝ピクセルの高さこの実施例の場合には、Ｄ＝６×２００×０．００３３
３３／π＝１．２７３インチ（３．２３３ｃｍ）とな
る。

【００３３】一般に、ドラムの直径と１回転当たりのス
テップ数が固定ならば、タイミング・ベルト・スプロケ
ットの歯数比を調整することにより上記の条件を満たす
ようにしても良い。同様に、ステッピング・モーターの
１ステップ毎にピクセルの高さｈ以上に記録媒体を送り
出す場合には、各ステップ毎に送り出されるピクセルの
高さの数でＤの値を除算した値をドラムの直径とする。

【００３４】ステッピング・モーターの非累積誤差が５
％で、１ステップ当たり１ピクセル分進む装置におい
て、１ピクセルの高さが０．００３３３３インチ（０．
００８４６６ｃｍ）で１インチ（２．５４ｃｍ）当たり
３００ドットのプリントを行う場合には、理論上は、計
算された位置から１ピクセルの２０分の１の誤差範囲内
に記録媒体の位置が入ることになる。しかし、実際に
は、理論的位置から１ピクセルの１０分の１の範囲内に
記録媒体の位置が入ることが判明した。５％よりも更に
非累積誤差の精度の高いステッピング・モーターを使用
すれば、記録媒体の送り精度を更に向上することが可能
である。

【００３５】換言すると、この実施例では、記録媒体上
の１ピクセルの高さが０．００３３３３インチで、５％
の非累積誤差のステッピング・モーターの場合であっ
て、記録媒体の位置は、最悪でも期待位置から０．００
０３インチ（０．０００７６２ｃｍ）の誤差範囲内には
入り、誤差の代表値は期待位置から０．０００１インチ
（０．０００２５４ｃｍで約３％の誤差）の範囲内とな
ることが判明した。ステッピング・モーターの各ステッ
プ毎に２ピクセル分だけ記録媒体を送る場合には、期待
される誤差の代表値は０．０００２インチ（約６％の誤
差）であり、最悪値では約０．０００６７インチとな
る。ステッピング・モーターの各ステップ毎に３ピクセ
ル分ずつ記録媒体を送る場合には、期待される誤差は、
代表値が０．０００３インチ（０．０００７６２ｃｍで
約１０％の誤差）であり、最悪値では約０．００１イン
チ（０．００２５４ｃｍ）となる。誤差が約１０％より
も精度が低い場合には、高速で高分解能のインク・ジェ
ッ・プリンタとしては画像が劣化して受け入れられない
であろう。従って、上述の例では、ピクセルの高さのあ
る倍数に略等しい長さだけ各ステップ毎に記録媒体を送
る場合には、ピクセルの高さにその倍数値を乗算した長
さの約１０％の範囲内に誤差の代表値を入れるように構
成している。もっと精度の高いステッピング・モーター
を使用した場合には、各ステップ毎のピクセルの高さの
倍数の値を更に大きくし、且つピクセルの高さの定義に
略等しい長さの誤差の範囲内に入れることが可能とな
る。このようにして、記録媒体の位置制御の精度を向上
すると、プリント画像の劣化を排除すると共に、プリン
タ用の安価な駆動機構を用いることが出来る。

【００３６】図８は、本発明の他の実施例の構成を示す
図である。便宜上、図１及び図２の実施例に対応する要
素には同じ参照番号を付し、それらについては詳述しな
い。更に、図８の実施例に上述の駆動機構を作用しても
良い。

【００３７】図８において、所定の長さの記録媒体２２
の複数のシートが入力トレイ１３０の中に入っている。
１枚の記録媒体をプリントする為にフィーダ機構がその
シートをドラム３０に送るものと仮定する。より詳しく
言えば、記録媒体シート２２の一端（本明細書ではシー
トの前縁）がクランプ１３４に送られる。この時、クラ
ンプ１３４は、開位置にあってクランプ・アーム１３８
がドラムの外側表面３２から離れ、記録媒体シートの前
縁がドラムとクランプ・アーム１３８の間に入るように
なっている。クランプ・アーム１３８は、矢線１４０で
示す方向に往復運動可能であり、ドラムの外側表面側に
引っ込んだ時にはドラムとの間で記録媒体シートの自由
端を受けてドラム上にクランプする。クランプ１３４
は、ドラムに設けられたクランプ機構なら市販のどのよ
うなものでも良い。具体的に図示したシート・フィーダ
機構は、矢線１４４の方向に回転して記録媒体シートを
送り出すローラー１４２を含んでいる。記録媒体シート
はガイド１４６及び１４８にガイドされて開状態のクラ
ンプ１３４に送られる。通常、記録媒体シートはクラン
プ１３４に送られる際に曲げられることにより、そのシ
ートの前縁がその全幅に亘ってクランプ１３４に当接す
る。

【００３８】ドラム３０との間でクランプされた記録媒
体シートは、ドラムの回転に伴ってプリント位置Ｐに向
かって送られる。すなわち、クランプ１３４が図８で示
した略３時の位置にある場合、記録媒体２２は、インク
・ジェット・プリント・ヘッド１４からインクの噴射を
受ける位置に配置される。ドラム３０の回転は、全ての
記録媒体シートがプリント位置を通過するまで、連続し
て動作する。図９及び図１０は、このようなプリント過
程を簡略に示す図である。

【００３９】図８の実施例の加圧機構７４は、プリンタ
のフレームその他の剛性部品１５０に取付けられ、矢線
１５２で示すように伸縮自在でドラムの外側表面３２に
当接したり引っ込めたりすることが出来る。この加圧機
構７４は、空力シリンダ又は水力シリンダに取り付けて
その運動を行わせても良い。プリント動作を行っている
ドラム３０の回転中には、この加圧装置７４はドラム３
０から離れている。しかし、インク滴が記録媒体上に供
給された直後、すなわちインクの乗った記録媒体の前縁
が１２時の位置に達した時に加圧機構７４によるインク
の加圧溶融が遂行される。しかし、プリント動作中にこ
の加圧装置７４を引っ込めておくことにより、プリント
中のドラム３０の動きに対する加圧機構７４の潜在的干
渉作用を排除している。また、加圧機構７４がドラムの
外側表面３２から離れているときには、クランプ・アー
ム１３８がドラム３０の下側に退避していない場合でも
ドラム３０と加圧機構７４との隙間を通過する。

【００４０】ドラム３０の外周は、プリンタでプリント
する記録媒体の最大の長さより２インチ長いか又はそれ
以下の長さにするのが良い。代表的な応用例では、ドラ
ム３０の直径は４インチより短く、極めて小型のプリン
タを実現出来る。

【００４１】記録媒体上にインクを付着させた後に、図
８の装置を用いて加圧処理を施したと仮定すると、図１
１に示すように、加圧機構７４の位置をドラムの外側表
面上の記録媒体に対してシフトする。その後、ドラム３
０の２回目の回転を行い、加圧機構７４により記録媒体
上のインクを平坦に引き延ばす。その後、図１２に示す
ように、クランプ１３４が開き、プリント済の記録媒体
シートをドラム３０から外して入力トレイ１３０の上の
方にある図８の出力トレイ１６０へ送る。真空装置１６
２に結合された真空ブロック１６４を用いることにより
記録媒体シートを吸い付けてドラム３０及びガイドから
外してプリント・サイクルの後で出力トレイ１６０に記
録媒体シートを送り出す。

【００４２】図１３〜図１５に示すように、クランプ１
３４は、支点１７０の回りに回動可能で、且つドラムの
外側表面に設けられた窪み１７２に引き込み可能な細長
いクランプ・バーである。例えば、プリント過程の加圧
溶融過程においてクランプ・アーム１３８を窪み１７２
の中に引き込むことによりクランプ１３４が加圧機構７
４の動作の邪魔になることがない。図１３〜図１５に示
すように、プッシュ・プルのフレキシブル・ケーブル１
８０の一端がクランプ１３４のレバー部１８１に結合さ
れている。このケーブル１８０が図１５の矢線１８２に
示す方向に往復シフトされると、図１３の引き込み状態
と図１４のクランプ状態との間でクランプ１３４の状態
が切り替わる。このケーブル１８０をシフトさせ、クラ
ンプ１３４を開閉する代表的な方法としてソレノイドが
使用される。しかし、その他適当なクランプ機構を用い
ても良い。

【００４３】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。

【００４４】

【発明の効果】本発明のインク・ジェット・プリンタに
よれば、ドラムの高摩擦係数の表面に弱い圧力で接触す
るコンタクト・ローラーを設け、ドラムの表面の半径を
一定に維持し且つすべりを排除出来るので、簡単な構成
で記録媒体の送り動作を高精度で行える。インク・ジェ
ット・ヘッドのプリンタ位置の記録媒体をプリンタ面の
反対側から支えるプラテンを設けたのでプリンタ中の記
録媒体の位置を一定に維持し、プリンタ精度が向上す
る。更に、ドラム駆動機構において、タイミング・ベル
ト・スプロケットとタイミング・ベルトとは数多くの歯
が互いに噛み合うので、従来の歯車のように少数の歯の
機械的精度のばらつきによるバックラッシュ等を排除
し、極めて正確な駆動が可能になる。第１及び第２タイ
ミング・ベルト・スプロケットの歯数比を選択し、記録
媒体の１ステップの移動距離を１ピクセルの整数倍とす
ることにより、記録媒体の位置制御の誤差を正確に所望
許容値に選択出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す側面図である。

【図２】図１の実施例の斜視図である。

【図３】本発明に係るドラム駆動機構の一実施例の構成
を示す平面図である。

【図４】図３の実施例の斜視図である。

【図５】ドラム駆動機構の他の実施例の構成を示す側面
図である。

【図６】タイミング・ベルト・スプロケットとタイミン
グ・ベルトとの関係を説明する為の部分図である。

【図７】記録媒体上におけるピクセルの例を示す図であ
る。

【図８】本発明の更に他の実施例の構成を示す側面図で
ある。

【図９】図８の実施例のクランプの動作を説明する為の
部分側面図である。

【図１０】図８の実施例のクランプの動作を説明する為
の部分側面図である。

【図１１】図８の実施例のクランプの動作を説明する為
の部分側面図である。

【図１２】図８の実施例のクランプの動作を説明する為
の部分側面図である。

【図１３】ドラム及びクランプの実施例の構成を示す図
である。

【図１４】図１３のクランプの動作を説明するための部
分図である。

【図１５】図１３のクランプの動作を説明するための部
分図である。

【符号の説明】

１４インク・ジェット・プリント・ヘッド２２記録媒体３０ドラム５０コンタクト・ローラー６４プラテン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体を支持する高摩擦係数の外側表
面を有する回動可能なドラムと、該ドラムを回転軸の回
りに回転させるドラム駆動機構とを有するインク・ジェ
ット・プリンタにおいて、上記ドラムの外側表面との接触位置に上記記録媒体の送
り経路上の挟部を形成し、上記ドラムの回転に応じて上
記記録媒体を上記挟部を介して送るコンタクト・ローラ
ーと、上記送り経路上で上記挟部より前のプリント位置に上記
送り経路に沿って設けられ、上記記録媒体のプリント面
の反対側から支えるプラテンと、上記プリント位置で上記記録媒体上にインク滴を噴射す
るインク・ジェット・プリント・ヘッドとを備えること
を特徴とするインク・ジェット・プリンタ。
【請求項２】外側表面上で記録媒体を支持するドラム
と、該ドラムを回転させ上記記録媒体を送り経路に沿っ
て送るドラム駆動機構とを有し、インク滴を上記記録媒
体上に噴射して複数のピクセルをプリントするインク・
ジェット・プリンタにおいて、上記ドラム駆動機構は、各ステップ毎に出力シャフトを所定ステップだけ回転さ
せるステッピング・モーターと、上記出力シャフトに結合され、複数の歯を有する第１タ
イミング・ベルト・スプロケットと、上記ドラムに結合され、複数の歯を有する第２タイミン
グ・ベルト・スプロケットと、上記第１及び第２タイミング・ベルト・スプロケットの
歯に噛み合う複数の歯を有するタイミング・ベルトとを
備え、上記第１及び第２タイミング・ベルト・スプロケットの
歯数の比を選択し、上記ドラムの外側表面が上記ステッ
プ毎に送られる距離を上記記録媒体上の上記ピクセルの
高さの整数倍に調整することを特徴とするインク・ジェ
ット・プリンタ。