JPH08276577A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録媒体の表面に向けてインク滴を吐出して
記録を行うインクジェットプリンタに関し、インクジェ
ットヘッドを往復運動させる際に生じる反力を簡単に相
殺させて、小型軽量でしかも振動の少ない装置を実現可
能にし、さらに、小さな駆動エネルギで駆動することの
できる経済性の高いインクジェットプリンタを提供する
ことを目的とする。 【構成】 記録媒体１００を副走査方向に搬送するため
の記録媒体搬送手段１と、上記記録媒体１００の表面に
向けてインク滴を吐出させるための複数のノズル９…が
各々に配列されて上記副走査方向に対して略直角の主走
査方向に各々移動自在に、上記副走査方向に並んで配置
された複数のインクジェットヘッド４，４と、上記各イ
ンクジェットヘッド４，４を互いに異なる位相で上記主
走査方向に往復運動させるためのヘッド往復駆動手段１
２，１３とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記録媒体の表面
に向けてインク滴を吐出して記録を行うインクジェット
プリンタ及びこのインクジェットプリンタに適用可能な
リニアアクチュエータに関する。

【０００２】インクジェットプリンタは軽量で簡易な機
構であることを特徴とし、一般には、多数のインク吐出
機構を狭い領域に密接して配置したインクジェットヘッ
ドを記録紙の軸方向（主走査方向）に走査している。

【０００３】そのような方式はかなり重いインクジェッ
トヘッドを記録紙の両側で急反転させるので、相当の駆
動エネルギを必要とする。このエネルギはその都度電気
モータから供給されており、これを蓄積して反転時に活
用することは容易でない。

【０００４】また、反転の時はインク滴の吐出を休止す
るので、いわば無駄時間であり、なるべく短時間に反転
を終了させることが望まれる。これは必然的に急加速度
を与えることを意味し、装置の側はこの反力を受けるこ
とになるので、それによって生じる回転モーメントによ
り大きな振動が発生しがちになる。

【０００５】

【従来の技術】そこで従来は、例えば特公昭５１−４８
７４３号に記載されるものでは、ばねで支持されたイン
クジェットヘッドを電磁駆動力によって振動させて紙面
を走査させるようにし、特公昭６３−５４５５２号に記
載されるものでは、反力の及ぼす影響を相殺するものと
して、対抗重りをインクジェットヘッドと反対の方向に
移動させて駆動反力を相殺させている。

【０００６】また、特公平２−３１５４３号に記載され
るものでは、ライン配列の光センサとインクジェットノ
ズルをばねで支持して、プランジャマグネットを駆動源
としており、特開平５−１３８９７１号に記載されるも
のでは、同じくライン配列のインクジェットノズルを弾
性体で支持して、これに振幅中心に向かう付勢機構によ
り振動を発生させている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭５１−
４８７４３号に記載のものでは、単一のヘッドを振動さ
せれば支持ばねの基部に反力がかかるので、充分な剛性
と質量のある基台を必要とすることになり、装置が重く
かつ大きくなってしまう。

【０００８】特公昭６３−５４５５２号のものでは、単
なる対抗重りをスライド軸で案内する構成なので、案内
軸受や駆動カムなどが複雑な機構になるだけでなく、付
加質量を駆動するために無駄なエネルギを消費してしま
う。

【０００９】また、特公平２−３１５４３号及び特開平
５−１３８９７１号のものは、共に振動体による反力を
基台で受けているので、起振力の削減を図るものになっ
ておらず、充分な剛性と質量のある基台を必要とするこ
とになって、装置が重く大きくなってしまう。

【００１０】また、この種のインクジェットプリンタ
で、より高速性を追求しようとすると、上記したように
用紙幅方向に多数のノズルを備えた印字ヘッドを用いる
とともに、該印字ヘッドを用紙進行方向に直角に往復振
動させる必要がある。

【００１１】また、この種のプリンタにおいて、ヘッド
の理想的な往復振動は、時間軸（横軸）と距離軸（縦
軸）で描くグラフが鋸状波になるように、すなわち、往
行速度等速、復帰速度無限大（あるいはそれに近い状
態）で上記アクチュエータを制御することが望ましい。

【００１２】しかしながら、この場合往行あるいは復行
の初期（特に復行初期）に極めて高い加速度を必要と
し、上記可動コイルタイプあるいは固定コイルタイプの
いずれのリニアアクチュエータを用いたとしても、取り
付けた基台に対して大きな力を与えることになり、該基
台の振動の原因となる。

【００１３】最も自然な往復振動は、可動コイルあるい
は固定コイルに正弦波を与えることによって得られる正
弦波振動あるいは、バネと質量の組み合わせによって得
られる正弦波振動である。しかしながら、この場合も運
動の折返し点では大きな加速度が発生し、上記基台に対
して大きな力を与えることには変わりない。

【００１４】このように基台に大きな力が与えられる
と、基台が軽量であったり、剛性が不足していると、基
台自体が振動して騒音を発生したり甚だしいときには、
その基台の揺れが印字ヘッドのスムーズな運動を阻害し
て充分な印字精度を確保することができないことにな
る。

【００１５】そこで本発明は、インクジェットヘッドを
往復運動させる際に生じる反力を簡単に相殺させて、小
型軽量でしかも振動の少ない装置を実現可能にし、さら
に、小さな駆動エネルギで駆動することのできる経済性
の高いインクジェットプリンタを提供することを目的と
する。

【００１６】本発明は上記従来の事情に鑑みて提案され
たものであって、印字ヘッドやその他振動駆動を必要と
するアクチュエータにおいて、基台に与える振動をなく
すことができ、また構造が簡単で小型な、更に、断線の
心配のないアクチュエータを提供することを目的とする
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクジェットプリンタは、実施例を説明
するための図１に示されるように、記録媒体を副走査方
向に搬送するための記録媒体搬送手段と、上記記録媒体
の表面に向けてインク滴を吐出させるための複数のノズ
ルが各々に配列されて上記副走査方向に対して略直角の
主走査方向に各々移動自在に、上記副走査方向に並んで
配置された複数のインクジェットヘッドと、上記各イン
クジェットヘッドを互いに異なる位相で上記主走査方向
に往復運動させるためのヘッド往復駆動手段とを設けた
ことを特徴とする。

【００１８】なお、上記インクジェットヘッドを少なく
とも一対設けて、対をなすインクジェットヘッドが上記
ヘッド往復駆動手段によって正反対の位相で駆動される
ようにするとよい。

【００１９】その場合、上記ヘッド往復駆動手段が、対
をなすインクジェットヘッドの各々に取り付けられた永
久磁石と、その両方の永久磁石に対向するように不動部
分に設けられた共通の駆動用電磁コイルとを含んでい
て、その一方の永久磁石と他方の永久磁石とを上記駆動
用電磁コイルに対して磁界が逆向きに作用するように配
置するとよい。

【００２０】そして、上記の共通の駆動用電磁コイルに
よりなされる二つのインクジェットヘッド駆動の力係数
が、往復運動の位置によって一様でなく、上記両インク
ジェットヘッドが逆相運動する間の一時期においてあい
異なっているのがよく、往復運動をする上記両インクジ
ェットヘッドの位相を検出するための位相検出手段を設
けて、上記ヘッド往復駆動手段の動作が上記位相検出手
段における検出結果に応答して制御されるようにしても
よい。

【００２１】また、上記インクジェットヘッドを不動部
材に支持する支持部材を弾性体によって形成して、上記
インクジェットヘッドの往復運動が、上記支持部材の弾
性限界内で上記支持部材を弾性変形させながら行われる
ようしてもよい。

【００２２】その場合、上記各インクジェットヘッドに
上記駆動用電磁コイルから与えられる駆動力が、上記往
復運動の振幅に上記支持部材の剛性を乗じた力より小さ
く、上記インクジェットヘッドが静止状態から所定振幅
の往復運動を行うようになるまでには上記ヘッド往復駆
動手段によって少なくとも３往復加勢する必要があるよ
うにしてもよい。

【００２３】さらに、往復運動をする上記インクジェッ
トヘッドの位相を検出するための位相検出手段と、上記
インクジェットヘッドのインク滴吐出動作を制御するた
めのインク滴吐出制御手段とを設けて、上記インク滴吐
出制御手段の動作が上記位相検出手段における検出結果
に応答して制御されるようにしてもよい。

【００２４】その場合、上記インク滴吐出制御手段は、
上記インクジェットヘッドが往復運動の折返点付近にあ
るときはインク滴を吐出させないようにしてもよく、或
いは、上記インクジェットヘッドが往復運動の折返点付
近にあるときは長い時間間隔でインク滴を吐出させ、そ
れ以外の位置では往時と復時とで主走査方向における位
置をずらしてインク滴を吐出させるようにしてもよい。
また、上記インクジェットヘッドが往復運動の折返点付
近にあるときは吐出するインク量を少なくしてもよい。

【００２５】また、上記記録媒体搬送手段が、上記記録
媒体を搬送するための搬送ローラと、一定の駆動力で上
記搬送ローラを回転駆動する回転駆動モータと、上記搬
送ローラに対してその半径方向に移動可能に取り付けら
れた付加荷重と、上記インクジェットヘッドの主走査方
向への走査に連動して上記搬送ローラの中心軸線から上
記付加荷重までの距離を制御するための付加荷重位置制
御手段とを有していてもよい。

【００２６】また、上記記録媒体搬送手段が、上記記録
媒体を巻き付けて搬送するための搬送ローラと、その搬
送ローラに連結されたゼネバ歯車機構とを有していて、
上記ゼネバ歯車機構を介して上記搬送ローラが間欠回転
駆動されるようにしてもよい。

【００２７】或いは、上記記録媒体搬送手段が、上記記
録媒体を巻き付けて搬送するための搬送ローラと、その
搬送ローラを間欠的に回転駆動するための駆動モータ
と、弾性継ぎ手を介して上記搬送ローラに同軸に連結さ
れた錘とを有していてもよい。

【００２８】また、上記記録媒体搬送手段が上記記録媒
体を副走査方向に連続的に搬送し、上記インクジェット
ヘッドは、往復走査のうちの一方向の走査が、移動中の
記録媒体面上において上記副走査方向に対して相対的に
直角になるように傾けて設け、その方向への走査時にの
みインク滴を吐出するようにしてもよい。

【００２９】その場合、上記インクジェットヘッドのイ
ンク滴吐出動作を制御するためのインク滴吐出制御手段
は、対をなす両インクジェットヘッドにおいて共用され
るように設けて、上記両インクジェットヘッドが、各々
一方向への走査時にのみ交互に上記インク滴吐出制御手
段に接続されるようにしてもよい。

【００３０】また、上記の弾性体からなる支持部材によ
って上記インクジェットヘッドを主走査方向だけでなく
副走査方向にも移動可能に支持し、上記記録媒体の副走
査方向への移動速度に対応して上記ヘッド往復駆動手段
によって上記インクジェットヘッドを主走査方向と同時
に副走査方向へも駆動するようにしてもよい。

【００３１】その場合、上記ヘッド往復駆動手段による
上記インクジェットヘッドの駆動動作中に、上記インク
ジェットヘッドの往復運動の振動数の整数倍の周波数の
振動成分が重畳されるようにするとよく、その際、上記
インクジェットヘッドの往復運動の振動数の整数倍の周
波数の振動成分の駆動エネルギを蓄えるための高調波エ
ネルギ蓄積手段を設けて、その高調波エネルギ蓄積手段
に蓄えられたエネルギが上記インクジェットヘッドを駆
動するためのエネルギの一部として作用するようにする
とよい。

【００３２】また、上記インクジェットヘッドを、上記
記録媒体に対向しない副走査方向にある退避位置へ回動
可能に設けて、上記インクジェットヘッドのインク滴吐
出面を拭くための拭き取り部材又はインク滴吐出面を覆
うためのカバー部材、或いはインク滴吐出機能を検査す
るための吐出機能検査手段などを上記退避方向に設ける
とよい。

【００３３】なお、上記吐出機能検査手段が、複数の電
極間に吐出インクが存在するか否かで変化する電気的物
性を利用したものであってもよく、或いは発光器と受光
器との間に吐出インクが存在するか否かで変化する光学
的物性を利用したものであってもよい。

【００３４】各インクジェットヘッドは複数のノズルに
連通するインク溜りを有し、インクジェットヘッドの往
復移動に伴うインク溜り内部の圧力変動を吸収する手段
が設けられる。

【００３５】この場合において、一対のインクジェット
プリンタのインク溜りは主走査方向の両端部において相
互に可撓性チューブにより隣接するインク溜りに連結さ
れるのがよい。

【００３６】インクジェットプリンタのヘッドを駆動す
るためのリニアアクチュエータは、固定コイルと、上記
固定コイルを挟んで異極を対向させて配設させることに
よって、該コイルの軸方向に対して直角に磁界を形成す
るとともに、少なくとも一方が可動である２つの永久磁
石とよりなる構成とする。

【００３７】上記２つの永久磁石の両外側面間は、高透
磁率体によって磁気路が形成される。また、上記固定コ
イルの磁芯の一方端は上記高透磁率体に固定される構成
とするのが好ましい。

【００３８】上記永久磁石は、支持部材によってヘッド
構成体に支持されるとともに、移動を可能にされてい
る。この支持部材として上記永久磁石を移動方向に付勢
する弾性体を用いることが可能である。

【００３９】

【作用】副走査方向に並んで配置された複数のインクジ
ェットヘッドを異なる位相で主走査方向に往復運動させ
ることにより、各インクジェットヘッドの往復運動によ
り発生する反力を互いに相殺することが可能である。

【００４０】その場合、インクジェットヘッドを少なく
とも一対設けて、対をなすインクジェットヘッドを正反
対の位相で駆動することにより、両インクジェットヘッ
ドの往復運動により発生する反力が互いに完全に相殺さ
れる。

【００４１】そして、対をなすインクジェットヘッドの
各々に永久磁石を取り付けて、一方の永久磁石と他方の
永久磁石とが駆動用電磁コイルに対して磁界が逆向きに
作用するように配置すれば、共通の一つの電磁コイルに
よって一対のインクジェットヘッドを正反対の位相で駆
動することができる。

【００４２】そのように共通の駆動用電磁コイルによっ
て一対のインクジェットヘッドを正反対の位相で正確に
駆動するためには、二つのインクジェットヘッド駆動の
力係数が、往復運動の位置によって一様でなく、両イン
クジェットヘッドが逆相運動する間の一時期においてあ
い異なるようにすると共に振動状態を各々検知するセン
サ信号を勘案して所望の運動との誤差を各々修正するこ
とを可能とする。

【００４３】弾性体によって形成された支持部材でイン
クジェットヘッドを不動部材に支持して、支持部材の弾
性限界内で支持部材を弾性変形させながらインクジェッ
トヘッドを往復運動させれば、エネルギが支持部材の弾
性エネルギと質量の運動エネルギの間で授受されて保存
され、往復駆動に要するエネルギ消費を小さくすること
ができる。

【００４４】そのようにしてインクジェットヘッドの往
復駆動のための供給エネルギを小さくして、各インクジ
ェットヘッドに電磁コイルから与えられる駆動力が往復
運動の振幅に支持部材の剛性を乗じた力より小さくした
ときは、インクジェットヘッドを静止状態から何往復か
加勢することによって、所定振幅の往復運動が始まるよ
うにすればよい。

【００４５】インクジェットヘッドが往復運動の折返点
付近にあるときは走査速度が遅くなっているので、長い
時間間隔でインク滴を吐出させることにより、記録媒体
上におけるドット密度を均一化することができ、それ以
外の位置では往時と復時とで主走査方向における位置を
ずらしてインク滴を吐出させることにより、走査の中央
領域でもドット密度を均一化することができる。

【００４６】また、インクジェットヘッドが往復運動の
折返点付近にあるときはインク滴を吐出させないように
したり、吐出するインク量を少なくすることによって
も、記録媒体上におけるドット密度を均一化することが
できる。

【００４７】インクジェットヘッドの主走査方向への走
査に連動して、記録媒体を搬送する搬送ローラに対して
その半径方向に移動可能に取り付けられた付加荷重の位
置（搬送ローラの中心軸線との間の距離）を制御すれ
ば、搬送ローラを一定の駆動力で回転駆動しても、折返
点に比べてインク滴吐出走査の際の記録媒体の送り速度
を遅くすることができる。

【００４８】また、ゼネバ歯車機構を介して搬送ローラ
を駆動すれば、それによって搬送ローラを間欠回転駆動
することができるので、搬送ローラの停止中にインク滴
吐出走査を行えばよい。

【００４９】また、錘を搬送ローラに対して同軸に弾性
継ぎ手を介して連結して、搬送ローラを間欠回転駆動す
れば、慣性質量の総体としてのエネルギが回転方向に略
一定に保たれるので、僅かな加勢エネルギで搬送ローラ
を間欠回転駆動することができる。

【００５０】記録媒体を副走査方向に連続的に搬送する
場合、移動中の記録媒体面上におけるインクジェットヘ
ッドの一方向の走査方向が副走査方向に対して相対的に
直角になるように傾けてインクジェットヘッドを設けれ
ば、記録媒体上での正副走査方向を容易に直角にするこ
とができる。

【００５１】インクジェットヘッドのインク滴吐出動作
を制御するためのインク滴吐出制御手段を、対をなす二
つのインクジェットヘッドにおいて共用するように設け
た場合には、両インクジェットヘッドを、各々一方向へ
の走査時にのみ交互にインク滴吐出制御手段に接続すれ
ばよい。それによって、一つのインク滴吐出制御手段で
二つのインクジェットヘッドが制御されて、一走査毎に
交互にインク滴吐出が行われる。

【００５２】弾性体からなる支持部材によってインクジ
ェットヘッドを主走査方向だけでなく副走査方向にも移
動可能に支持して、記録媒体の副走査方向への移動速度
に対等してインクジェットヘッドを主走査方向と同時に
副走査方向へも駆動するようにすれば、記録媒体を連続
的に搬送しながら、記録媒体上での正副走査方向を直角
にすることができる。

【００５３】そして、インクジェットヘッドの駆動動作
にその往復運動の振動数の整数倍の周波数の振動成分を
重畳すれば、インクジェットヘッドの往復運動の定速部
分を長く確保することができる。

【００５４】その場合に、往復運動の振動数の整数倍の
周波数の振動成分の駆動エネルギを高調波エネルギ蓄積
手段に蓄えて、そこに蓄えられたエネルギをインクジェ
ットヘッドを駆動するためのエネルギの一部として作用
させることにより、僅かなエネルギ供給でインクジェッ
トヘッドを往復駆動することができる。

【００５５】次に、インクジェットヘッドを、記録媒体
に対向しない副走査方向にある退避位置へ回動可能に設
けて、その退避方向にインクジェットヘッドのインク滴
吐出面を拭くための拭き取り部材やインク滴吐出面を覆
うためのカバー部材などを配置することにより、インク
滴吐出面の保護が可能となる。

【００５６】また、その退避方向に、インクジェットヘ
ッドのインク滴吐出機能を検査するための吐出機能検査
手段を設ける場合、複数の電極間に吐出インクが存在す
るか否かで変化する電気的物性を利用し、或いは発光器
と受光器との間に吐出インクが存在するか否かで変化す
る光学的物性を利用して、インク滴の有無を検出するこ
とができる。

【００５７】インクジェットヘッドの往復移動によっ
て、特に反転する際、ヘッド自体の慣性力によりインク
溜り内の圧力にアンバランスが生ずるが、圧力変動を吸
収する手段により、例えば２つのインクジェットヘッド
のインク溜りを可撓性チューブで連結することによりイ
ンク圧力の変動を吸収することができる。

【００５８】固定コイルに電流が流れると、該電流と永
久磁石が形成する磁界によって発生する力が、永久磁石
を相互に反対方向に移動させることになる。従って、上
記一方の永久磁石より基台に伝達される力は他方の永久
磁石より基台に伝達される力Ｆに相殺され基台の振動の
発生を防ぐことになる。

【００５９】このとき、上下のコイルは永久磁石の磁束
を互いに逆方向に変移させ、この疎密によるマクスウェ
ルの応力によって力を発生する。この変移は互いに逆方
向であるが、磁芯が高透磁率であることから、内部で均
一化され、言い換えると磁気シールドされて相互干渉が
問題ない程度に緩和される。この緩和には或る程度の断
面積を要するが、永久磁石の磁束の言わば直流成分を通
過させないので少ない断面積でよい。

【００６０】ここで、上記固定コイルの磁芯には上記永
久磁石よりの磁束を流す必要がなく、コイルの作用によ
る変移成分だけを流すだけでよいので、該磁芯は大きな
面積を必要としない。

【００６１】上記したように、永久磁石はリニアガイド
あるいは弾性体を介して基台に支持されるが、永久磁石
が可動状態であっても、固定状態であっても、上記永久
磁石より基台に伝達される力Ｆは同じとみなすことがで
きるので、上記永久磁石の中の少なくとも一方が可動で
あれば足り、他方は固定されていても移動可能であって
も上記の効果は同じである。

【００６２】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。図１及び図２は本発明の第１の実施例
のインクジェットプリンタを示している。

【００６３】図中、プラテンローラ１は、記録紙１００
を外周面の一部に巻きつけて搬送するもので、図示され
ていない不動部材であるフレームに、軸中心に回転自在
に支持されていて、紙送りモータ２によって回転駆動さ
れる。紙送りモータ２の回転動作は紙送り制御部３によ
って制御され、記録紙１００は、プラテンローラ１の回
転によって副走査方向（Ｙ方向）に搬送される。

【００６４】その記録紙１００の表面に向けて一対の同
形状且つ同質量のインクジェットヘッド４，４が、副走
査方向に間隔をあけて平行に並んで配置されている。平
面図である図２では、二つのインクジェットヘッド４，
４が重なり合うので、一方のインクジェットヘッド４の
図示は省略されている。両インクジェットヘッド４，４
は、各々が両端において金属製の板バネ材からなる支持
部材６…によって、基台７に支持されている。

【００６５】基台７は、その両端に設けられた支軸８を
中心に回動可能にフレームに支持されているが、インク
ジェットヘッド４，４による印字動作が行われる際に
は、インクジェットヘッド４，４がプラテンローラ１の
方向を向くように、例えば図示されていないロック機構
によって固定されている。

【００６６】各支持部材６…は、プラテンローラ１の軸
と平行な方向の幅（厚み）ｅが薄く形成されていて、そ
の方向に容易に弾性変形して振動することができ、それ
によって、各インクジェットヘッド４，４が、プラテン
ローラ１の軸と平行で副走査方向と直角の主走査方向
（Ｘ方向）に走査される。

【００６７】各インクジェットヘッド４，４の記録紙１
００に対向する面には、多数のノズル９…が主走査方向
に一列に配列されていて、記録紙１００の表面に向けて
インク滴を吐出することができる。そのインク吐出動作
はインク滴吐出制御部１０によって制御される。インク
タンク１１は、インクジェットヘッド４，４にインクを
供給するためのものである。

【００６８】図１に示されるように、各インクジェット
ヘッド４，４には、永久磁石１２，１２が互いの磁極性
が逆向きになるように固着されていて、両永久磁石１
２，１２の間に一つの駆動用電磁コイル１３が配置され
ている。電磁コイル１３への通電電流は往復動制御部１
４によって制御される。

【００６９】電磁コイル１３は、巻線をドーナツ状に多
重に巻いて形成されていて、その一部分が二つの永久磁
石１２，１２の間に位置するように基台７に固定されて
いる。

【００７０】また、図２におていは、永久磁石１２と電
磁コイル１３とが共に図１に比べてインクジェットヘッ
ド４の中央寄りの位置に設けられた状態が示されている
が、本発明はどちらのレイアウトを採用しても差し支え
ないものである。

【００７１】このように永久磁石１２，１２に電磁コイ
ル１３が対向して配置されているので、電磁コイル１３
に電流を流せば、固定されていない永久磁石１２，１２
側がフレミング左手の法則に従って駆動され、それによ
ってインクジェットヘッド４，４が、支持部材６…を弾
性変形させながら主走査方向に駆動される。

【００７２】そこで、電磁コイル１３に交流電流を流せ
ば、両インクジェットヘッド４，４は主走査方向に往復
運動を行う。そして、その運動幅を隣り合うノズル９…
の間隔程度にすることにより、小さな走査幅で記録紙１
００の全幅に対してインクジェット記録を行うことがで
きる。

【００７３】そのような往復運動（振動）は、弾性体で
ある支持部材６…の弾性限界内で行われるように設定さ
れている。したがって、インクジェットヘッド４，４の
往復運動に際しては、エネルギが支持部材６…の弾性エ
ネルギと質量の運動エネルギの間で授受されて保存され
るので、僅かなエネルギ供給でその往復運動を駆動する
ことができる。

【００７４】その結果、電磁コイル１３による消費電力
を非常に小さくすることができる。そのためには、往復
運動の周波数を板ばね製の支持部材６…の共振周波数と
一致させると最も効果的である。

【００７５】前述のように、二つの永久磁石１２，１２
は互いの磁極性が逆向きになるように配置されているの
で、二つのインクジェットヘッド４，４は常に正反対の
位相で逆方向に駆動される。

【００７６】このような構成により、副走査方向に並べ
られた等質量で振動特性も同一の二つのインクジェット
ヘッド４，４を、主走査方向に常に正反対の位相で往復
駆動することができる。

【００７７】したがって、両インクジェットヘッド４，
４の往復運動によって各々に生じる反力がほぼ完全に相
殺されて、振動の発生が大幅に抑制され、しかもバラン
スをとるための重り等のような無駄な付加部品を必要と
せず、無駄な駆動エネルギも消費されない。なお、イン
クジェットヘッド４を三つ以上又は二対以上設けた場合
には、全体として反力が相殺されるように構成すればよ
い。

【００７８】また、上述のような二つのインクジェット
ヘッド４，４の逆位相の往復運動を、一つの共通の電磁
コイル１３で駆動することにより、単に電磁コイル１３
が一つで済むだけでなく、その駆動回路なども極めて簡
単になるので、非常に高い経済性を有する。

【００７９】各インクジェットヘッド４，４の表面には
インクジェットヘッド４，４の主走査方向の位相を検出
するためのスケール１６，１６（一方のみを示す）が設
けられていて、それが、基台７に支持された位相検出セ
ンサ１７によって検出される。

【００８０】その位相検出センサ１７から出力される検
出信号は往復動制御部１４に送られ、検出された位相に
応答して電磁コイル１３に与えられる駆動電流が制御さ
れる。

【００８１】また、位相検出センサ１７からの検出信号
はインク滴吐出制御部１０へも送られて、インクジェッ
トヘッド４，４の位相に応答してノズル９…からのイン
ク滴の吐出動作が制御される。

【００８２】なお、インク滴吐出制御部１０の制御動作
と往復動制御部１４の制御動作とは、印字信号が入力さ
れる画像パターン生成タイミング制御部１８によって同
期をとって制御される。

【００８３】上述のように、電磁コイル１３と永久磁石
１２，１２とからなるリニアモータは僅かな駆動力を有
していればよく、各インクジェットヘッド４，４に電磁
コイル１３から与えられる駆動力が、往復運動の振幅に
支持部材６…の剛性を乗じた力より小さくてもよい。な
お、リニアモータの構造については、後に詳しく説明す
る。

【００８４】しかし、インクジェットヘッド４，４を静
止している状態から起動する際には、一挙に所定の振幅
にすることはできない。そこで、各インクジェットヘッ
ド４，４の起動時の振動（往復運動）を示す図３に例示
されるように、起動時には、例えば３回或いはそれ以上
の往復運動の後に所定の振幅になるようにすればよい。
その間に、起動時に必要なその外の動作も行われる。な
お、起動時の準備振動は、例えば２０回程度までなら使
用上の不都合は小さい。

【００８５】このように、インクジェットヘッド４，４
駆動に永久磁石１２，１２と電磁コイル１３を用いれ
ば、電磁コイル１３への供給電流値と発生する力の関係
が線形になるので、取り扱いやすく便利であり、また上
述のように逆位相の駆動も容易である。

【００８６】しかし、二つの運動体が位相が逆になって
いる以外は常に完全に同じ条件下にあると、一つの電磁
コイル１３によって二つの往復運動を完全に均等な振幅
で逆位相に駆動することはできない。一つの電磁コイル
１３で二つの往復運動を正確に制御するためには、各運
動間の力係数が位置によって異なっていることが必要で
ある。

【００８７】そこで、この実施例では、図４に示される
ように、二つの永久磁石１２，１２が横切る電磁コイル
１３の磁界の面積が永久磁石１２，１２の位置によって
異なるようにしている。その結果、一つの電磁コイル１
３によりなされる二つのインクジェットヘッド４，４駆
動の力係数が、往復運動の位置によってインクジェット
ヘッド４，４間においてあい異なっている。

【００８８】ここで、各インクジェットヘッド４，４が
共に、往復運動の左端側にあるときその力係数が低下す
るとすれば、図５に示されるように、実線で示される一
方のインクジェットヘッド４と破線で示される他方のイ
ンクジェットヘッド４とでは、力係数が低下する位相が
１８０度ずれる。

【００８９】その結果、往復運動の反転動作制御は、右
端側に交互にやって来る力係数の大きい方のインクジェ
ットヘッド４により決定され、左端側にある力係数の小
さい方のインクジェットヘッド４はそれに追従して動く
だけである。そのような制御動作が行われることによっ
て、両インクジェットヘッド４，４が、一つの共通の電
磁コイル１３によって正確に均等な振幅で逆位相に往復
駆動される。

【００９０】インクジェットヘッド４，４からインク滴
吐出を行うに際し、記録紙１００を単純に連続的に搬送
し、バネ支持されたインクジェットヘッド４，４の振動
による往復運動時に各々インク滴を吐出すれば、往復走
査のための機械的エネルギは殆ど必要なくて、最も経済
的である。

【００９１】しかし、そのような走査の軌跡は記録紙１
００面上で正弦波状になるので、均一なタイミングでイ
ンク滴を吐出すると、ドット密度が折返点付近では密に
なり、中間部では疎になって、非常に不均一になってし
まう。

【００９２】そこで、位相検出センサ１７により検出さ
れるインクジェットヘッド４，４の位相に応答して、イ
ンク滴吐出制御部１０によって、例えば図６の第２の実
施例に示されるように、折返点付近でインク滴吐出を止
めるように制御して、ドット密度の差の小さい中央領域
のみを記録紙に用いることが一つの方策になる。ただ
し、その場合にはインク滴を吐出しない時間が増えるの
で、走査効率は低下する。

【００９３】そこで、例えば図７の第３の実施例に示さ
れるように、ドット密度の低い中央領域では吐出するイ
ンク量を多くし、ドット密度の高い折返点付近の領域で
は吐出インク量を少なくすることも、一つの解決策にな
る。この場合の制御は、インクジェットヘッド４，４の
幅方向に配列された多数のノズル９…において同じよう
に行えばよいので容易である。

【００９４】また、図７に示されるように、走査速度の
遅い折返点付近ではインク滴の吐出を間引いて、長い時
間間隔でインク滴を吐出させるのも一つの方策である。
さらに、図６及び図７に示されるように、往復運動の往
時と復時とで主走査方向における位置をずらしてインク
滴を吐出すると、中央領域においても記録紙１００面上
におけるドット密度が平均化される。

【００９５】しかし、このように走査の軌跡が記録紙１
００面上で正弦波状になるまま単純に印字を行うと、記
録紙１００面上における主走査方向と副走査方向とが直
角にならないので、インク滴の吐出制御計算が非常に複
雑なものになってしまう。

【００９６】そのような制御処理は、演算装置の処理速
度を速くすれば充分に可能であるが、装置によっては、
より簡単な制御処理が求められる場合も少なくない。以
下は、そのような要請に対応するための実施例である。

【００９７】図８は第４の実施例を示しており、紙送り
方向である副走査方向Ｙに対して主走査方向Ｘが傾くよ
うに、インクジェットヘッド４，４をプラテンローラ１
に対して傾けて配置したものである。

【００９８】そのインクジェットヘッド４，４の傾き角
度θは、図８に示されるように、主走査方向の走査速度
をｘ、副走査方向の走査速度をｙとしたとき、Ｓｉｎθ
＝ｙ／ｘとなるようにすればよい。

【００９９】そのようにすることによって、副走査方向
Ｙに移動中の記録紙１００面上におけるインクジェット
ヘッド４の一方向への走査方向が副走査方向に対して相
対的に直角になり、その方向への走査時にのみインク滴
を吐出すれば、記録紙１００上での正副走査方向を直角
にすることができ、インク滴吐出制御に複雑な変換演算
を行う必要がない。

【０１００】この場合、往復走査の一方向ではインク滴
の吐出を行わないことになり、半分の時間が無駄になる
が、インクジェットプリンタでは定着と乾燥のためにあ
る程度の時間が必要なので、必ずしも無駄時間とだけは
言えない。

【０１０１】また、逆位相で往復走査される二つのイン
クジェットヘッド４，４が各々一方向への走査時にのみ
相互にインク滴を吐出すればよいので、図９に示される
ように、インク滴吐出制御部１０と二つのインクジェッ
トヘッド４，４との間に切り換えスイッチ２０を設け
て、一走査毎にスイッチ２０を二つのインクジェットヘ
ッド４，４に交互に切り換えて、一つのインク滴吐出制
御部１０を両インクジェットヘッド４，４で共用するこ
とができる。

【０１０２】次に、異なる方策として、往復走査の折返
点付近だけで紙送りを行って、往復走査の中央部分では
紙送りを停止させれば、インク滴吐出制御系においては
複雑な変換演算が不要となる。

【０１０３】この場合、同じ紙送り方向の走査距離を細
かく区分するほど繰り返し回数が増え、トータルの走査
時間は、起動と停止の加速度が同じであれば長くなる。
同じ加速度αで加速距離Ｌ／２を移動する時間ｔはＬ／
２＝αｔ² ／２より、ｔ＝√（Ｌ／α）であって、距離
の平方根に比例するから、１／ｎの距離を送る時間は√
（１／ｎ）であり、これをｎ回送ると合計時間は√ｎ倍
となる。この時間は印字を行わない無駄時間であるか
ら、短縮するのが望ましく、そのためには加速度αを大
きくする必要がある。

【０１０４】したがって、紙送りにもエネルギ節減の方
策が伴わねばならない。紙送りに用いられるプラテンロ
ーラ１の慣性質量は記録紙１００よりかなり重いので、
このプラテンローラ１の質量を低減することがまず必要
となる。

【０１０５】また、プラテンローラ１の回転運動エネル
ギを温存しつつ、円周速度を増減する別の方法として、
踊り子の原理の応用がある。フィギュアアイススケート
では回転を始めた後、手を縮めると回転速度が速くなる
が、それは最初に半径の大きいところで持っていた回転
エネルギが、半径の小さい位置に移動されたときに、回
転速度を上げることによって維持されることによる。

【０１０６】図１０は、その原理を応用した第５の実施
例であり、付加荷重２２がパンタグラフ状の屈伸アーム
２３の先に取り付けられて、プラテンローラ１と共に回
転するように設けられている。

【０１０７】そして、屈伸アーム２３の一端側を例えば
ソレノイド２４などでプラテンローラ１の軸方向に移動
させることにより、プラテンローラ１の中心軸線と付加
荷重２２との間の距離が変化するようになっている。

【０１０８】この場合、紙送りモータ２は一定の駆動力
でプラテンローラ１を回転駆動し、制御部２５は、イン
ク滴が吐出される往復走査の中央領域では、付加荷重２
２をプラテンローラ１の中心軸線から遠ざけてプラテン
ローラ１の回転速度を遅らせるように制御し、往復走査
の折返点付近では、付加荷重２２をプラテンローラ１の
中心軸線に近づけることにより、プラテンローラ１を高
速で回転させて紙送りを行わせる。

【０１０９】プラテンローラ１を単に間欠運動させるに
は、例えば図１１の第６の実施例に示されるように、紙
送りモータ２の回転中心軸から偏心して突設されたピン
２９に、ゼネバ歯車２７の溝を係合させて、その軸２８
をプラテンローラ１に直結させればよい。

【０１１０】しかし、そのような間欠運動も、停止時に
はそれまでの運動エネルギを何らかの形で保持し、再加
速の時にこれを引き出して利用できることが望ましい。
その一つは、ばねと質量の共振系を活用するものであ
り、図１２に示される第７の実施例のように、コイルバ
ネのような弾性体の継ぎ手３１を介してプラテンローラ
１に同軸に連結された錘３２によって系が形成されてい
る。

【０１１１】紙送りは、精度を要するものであるから回
転角検出器３３をプラテンローラ１に装着し、その検出
信号を制御部３４にフィードバックして、紙送りモータ
２による間欠駆動を精度よく行う。そのようにすること
により、慣性質量の総体としてのエネルギが紙送り方向
に略一定に保たれ、加速エネルギは運動の誤差調整用の
僅かな量に削減することができる。

【０１１２】したがって、静止状態からの起動の時に、
一度で必要な振幅まで加速できるほどの動力を用意する
必要はなく、数回の往復動作によって徐々に振幅を拡大
すればよい。

【０１１３】さらにエネルギの節約を図る方策として、
記録紙１００は一定速度で送り、インクジェットヘッド
４，４を図１３に示されるように８の字状に運動させ、
その運動の紙送り方向の速度（ベクトル）が紙送り速度
と同一となる区間でインク滴を吐出すれば、記録紙１０
０上における主副走査方向が直角になって、記録紙１０
０の上には横方向に一線に並ぶ画像を形成することがで
きる。

【０１１４】この場合のＸ，Ｙ方向の運動の時間経過は
図１４に示されるようになるが、単純にばねで指示され
た質量の運動としては、全ての部分で曲線運動をなすか
ら、紙の上に一線にならぶ画像を得ることはできない。

【０１１５】垂直な二方向の運動の位相ずれを補正する
駆動力を与えることが必要な場合に、その制御信号を得
るためには、位置あるいは速度を検出するためのセンサ
を設ける必要がある。

【０１１６】ただし、走査範囲の全領域にわたり信号を
検出する必要は必ずしもなく、振動の極大点あるいは原
点交差時点を検出できれば十分な場合もある。即ち、イ
ンクジェットヘッド４，４がばねで支持されていて、摩
擦のような不確定な要素がないので、同期等のずれは制
御理論で言うところの積分補償で十分に補正可能な場合
が多い。

【０１１７】そのような制御は畢竟、電気エネルギを消
費しながら補正を行うことになる。そして、さらなるエ
ネルギ節約のためには、振動エネルギを維持しながら所
定の運動を行うことが望ましい。

【０１１８】フーリエ展開の教示することろに従って、
より高調波が重畳するように制御すると、８の字運動
は、図１５に示されるように直線運動の区間が増える。
これに必要な高次の振動成分も、各々がエネルギを運動
と弾性エネルギの間でやりとりするので、駆動側は損失
エネルギを補うだけでよくて、効率のよい駆動が可能で
ある。

【０１１９】実際の構造では高次成分の損失が大きく、
又捩じれ等の好ましくない成分の振動も惹起されること
がある。したがって、駆動力はできるだけ重心と一致さ
せて捩じれ成分の発生を防ぎ、支持ばねの構造も捩じれ
成分に対しては剛性の高いものとすることが必要とな
る。

【０１２０】この場合のＸ，Ｙ方向の時間と位置の関係
は図１６に示されるように三角波となる。これをフーリ
エ級数に展開すると次式のようになる。

【０１２１】

【数１】

【０１２２】上式から明らかなように、三角波のフーリ
エ級数には高次の周波数成分が含まれる。このうち一次
成分は、ばねと質量による共振系とし、二次及び三次成
分は電気回路の共振を活用することもできる。その場合
の回路にはＬ，Ｃを接続して、エネルギを循環させれば
よい。

【０１２３】上述のように上下方向の振動と左右方向の
振動は基本周波数に２倍の差があり、質量ｍと剛性ｋか
ら決まる共振周波数√（ｍ／ｋ）のうち慣性質量は共通
であるから、支持部材６の剛性ｋは４倍の差に設定され
るのがよいことになる。

【０１２４】支持部材６の剛性は、幅をｅとし、厚みを
ｔとすると、ｅｔ³ に比例し、上下は左右の方向の剛性
の比を４とする条件から、 ｅｔ³ ＝４ｔｅ³ ｔ² ＝４ｅ² ｔ＝２ｅ となる。

【０１２５】図１７は、インクジェットヘッド４，４に
そのような８の字状の走査を行わせるようにした第８の
実施例に係るプリンタ装置を示しており、第１の実施例
と同様の水平に取り付けられた永久磁石１２に加えて、
垂直の向きにも永久磁石１１２をインクジェットヘッド
４に取り付け、それを駆動するための電磁コイル１１３
を、水平駆動用の電磁コイル１３とは別に設けている。
なおインクジェットヘッド４は平行に一対設けられてい
るが、その一方は図示が省略されている。

【０１２６】前述のように基本振動数の整数倍の高調波
成分を重畳するに際して、それらの一部を同様に共振系
に依存すると、制御回路は補正のみのエネルギを消費す
るのみでよく、より高効率にすることができる。

【０１２７】図１８は、そのような高調波を重畳させる
ための回路を模式図的に示しており、支持部材６の一次
振動の周波数ｆ１に対する二次及び三次振動の周波数ｆ
２及びｆ３を電磁コイル１３に与えるための２列のＬＣ
回路４２，４３が、電磁コイル１３と平行に接続されて
いる。４４は交流電源である。

【０１２８】なお、コイル（Ｃ）のインダクタンスと静
電容量（Ｌ）による電気回路の共振と、運動機構の内部
に仕組まれたばねと質量による共振系があるが、相互作
用があるから等価的には全てを電気回路で表すことがで
きる。

【０１２９】機械的な共振系と電気的な共振系を各々一
次及び二次の周波数に割り当てて役割分担させることも
可能である。近代制御理論はこうした多自由度の制御
を、内部に振動のモデルをもつことで可能とする根拠を
与えており、実現可能な方式である。

【０１３０】インクジェットプリンタにおいては、イン
クの乾燥によるノズルの目詰まりが問題となる。そこ
で、一般のインクジェットプリンタにおいては、インク
ジェットヘッドを主走査方向に紙幅から外れる位置まで
退避させて、その退避位置にノズル面の拭き取り装置や
ノズルカバー等を配置している。

【０１３１】しかし、インクジェットヘッドを主走査方
向に紙幅から外れる位置まで退避させるためには、装置
の幅が紙幅の二倍必要なので、ノズルを主走査方向に長
く配置した上述の各実施例のようなインクジェットプリ
ンタでは、装置が非常に大きくなってしまう。

【０１３２】そこで、図１９に示される第９の実施例で
は、インクジェットヘッド４，４を、記録紙１００に対
向しない副走査方向にある退避位置へ支軸８を中心に回
動させて、その退避動作中に、ノズル９…が設けられて
いるインク吐出面をワイパーローラ５１に接触させて拭
き取るようにしている。したがって、装置が大型化しな
いで済む。

【０１３３】なお、図示は省略されているが、退避位置
にはインクジェットヘッド４のノズル９…配列面を覆う
ためのノズルカバーを設けて、その面を保護するように
してもよく、その他のノズル保護・保守手段を設けても
よい。

【０１３４】また、その退避方向に、インク滴の吐出検
査機構を配置するとよい。図２０はそのような第１０の
実施例を示しており、インクジェットヘッド４から一対
の平行電極６１，６１にインク滴を吹きつけて、インク
の存在による静電容量の変化、又はインクが導電液体で
あれば電気抵抗値によって、インク滴の有無を検出する
ことができる。

【０１３５】インクの誘電率は、周波数によっても異な
るが空気の数倍〜８０倍に達する。したがって、インク
滴が吹きつけられると平行電極６１，６１部分の静電容
量が増加するので、これを回路で検出することが可能で
あり、各ノズル毎に噴射して、静電容量の増加が有るか
無いかを検出することにより、ノズル詰まり等の発生．
検出することができる。

【０１３６】また、図２１に示される第１１の実施例の
ように、インクジェットヘッド４の両端付近に発光素子
７１と光検出器７２，７３を設け、インク滴を各ノズル
９…から順次噴射させながらインク滴による光の遮断を
検出すれば、上述の電極方式より簡便な方法でノズルの
詰まり等を検出することができる。

【０１３７】この場合の発光ビームは、レーザのような
細いビームが適しており、発光素子７１に対向して配置
した光検出器７２によってインク滴による光の遮断を検
出するか、或いは発光素子７１と並んで配置した光検出
器７３によってインク滴による光の散乱を検出してもよ
い。

【０１３８】図２２は本発明の第１２の実施例を示す。
副走査方向に間隔をあけて平行に並んだ２つのインクジ
ェットヘッド４，４′を互いに反対の方向に往復運動さ
せる場合、インクジェットヘッド４，４′が反転する
際、ヘッド内部のインク溜り８１，８１′に収容されて
いるインクはそれ自身の持つ慣性によりヘッド一端側の
ノズル口９１と他端側のノズル口９２とでインクの圧力
にアンバランスを生ずる。

【０１３９】このため、例えばインクジェットヘッド４
が矢印Ａの方向に反転しようとする場合を例にとると、
ノズル口９１では内部インク圧が上昇し、このノズル口
９１からはインクを吐出させたくないのにインクが吐出
するという問題が生ずる。また同じインクジェットヘッ
ド４の反対側のノズル口９２では内部インク圧の低下を
きたし、インク吐出が必要であっても圧力不足によりイ
ンク吐出不能に陥ることもある。

【０１４０】このような事態を避けるため、インクジェ
ットヘッド４，４′のインク溜り８１，８１′をそれら
の隣接する端部どおしにて可撓性チューブから成るイン
クバイパス流路８２，８３により、互いに連結する。こ
れにより、インクジェットヘッド４，４′の反転時、イ
ンク溜り８１，８１′の一方のインク圧力の上昇した側
の端部から他方のインク溜りのインク圧力の低下した側
の端部へインクバイパス流路８２，８３を通じて相互に
流れ、これによってインクジェットヘッド４，４′の反
転時のインク溜り内の圧力の変動を回避することができ
る。従って、インクの吐出が所期の如く確実に行なわれ
る。

【０１４１】図２３は本発明のインクジェットプリンタ
においてヘッドを駆動するために好適に使用することの
出来るアクチュエータを原理図で示す。すなわち、この
アクチュエータは、固定コイル１１０と、この固定コイ
ル１１０を挟んで異極を対向させて配設させることによ
って、このコイルの軸方向に対して直角に磁界を形成す
るとともに、少なくとも一方が可動である２つの永久磁
石１２０ａ，１２０ｂとより構成される。

【０１４２】固定コイル１１０に電流が流れると、この
電流と２つの永久磁石１２０ａ，１２０ｂが形成する磁
界によって発生する力Ｆが、永久磁石１２０ａ，１２０
ｂを相互に反対方向に移動させる。従って、一方の永久
磁石１２０ａより基台に伝達される力は他方の永久磁石
１２０ｂより基台に伝達される力Ｆに相殺され基台の振
動の発生を防ぐことになる。図２４は本発明において使
用可能なアクチュエータの一実施例を示す側断面図であ
る。中央に高透磁率の磁芯１１１に巻回された固定コイ
ル１１０が配設され、その両側に所定の間隙を保って２
つの可動永久磁石１２０ａ，１２０ｂが配設される。

【０１４３】この２つの可動永久磁石１２０ａ，１２０
ｂは相互に異極が向い合うように配設され、従って、上
記固定コイル１１０の軸方向に対して直角に磁界Ｈが形
成されることになる。ここで、固定コイル１１０の磁芯
１１１には、上記可動永久磁石１２０ａ，１２０ｂの形
成する磁束が軸方向に流れないので、その断面積を大き
くする必要はなく装置を小さくできることになる。

【０１４４】上記２つの可動永久磁石１２０ａ，１２０
ｂの長手方向の一方端は案内バー１２１ａ，１２１ｂに
連接され、該案内バー１２１ａ，１２１ｂが、該可動永
久磁石１２０ａ，１２０ｂの基台１５０への支持部材で
あるリニアガイド１２２ａ，１２２ｂに保持され、これ
によって、該２つの可動永久磁石１２０ａ，１２０ｂが
長手方向に平行に移動可能となる。尚、上記リニアガイ
ド１２２ａ，１２２ｂは上下２個のベアリング間に挟持
されるようになっている。

【０１４５】上記２つの可動永久磁石１２０ａ，１２０
ｂの外側面間を架け渡すように、高透磁芯体でコの字状
の磁芯１４０が配設されるとともに、該可動永久磁石１
２０ａ，１２０ｂの外側面と、上記磁芯１４０の内側面
との間に所定の間隙が形成される。これによって該固定
コイル１１０に対する可動永久磁石１２０ａ，１２０ｂ
の内側対向面が形成する磁界がより効率的に発生するこ
とになる。

【０１４６】この構成によって固定コイル１１０に電流
を流すと可動永久磁石１２０ａ，１２０ｂが相互に反対
方向に力Ｆを受けることになる。図２５は以上のような
構成にかかるアクチュエータを上述したインクジェット
プリンタのヘッドに適用した場合の構成図を示すもので
ある。

【０１４７】上記２つの可動永久磁石１２０ａ，１２０
ｂの中の一方の可動永久磁石１２０ａの案内バー１２１
ａは、図２５に示すようにインク噴出ノズル１３１を多
数配列した印字ヘッド１３０ａの一端に連結されてお
り、更に該印字ヘッド１３０ａの両端が板バネ（弾性
体）１３２ａを介して基台１５０に支持された構成とな
っている。

【０１４８】更に上記２つの可動永久磁石１２０ａ，１
２０ｂの中の他方の可動永久磁石１２０ｂの案内バー１
２１ｂはインク噴出ノズルを持たない疑似印字ヘッド１
３０ｂに連結され、該疑似印字ヘッド１３０ｂの他端が
上記同様板バネ（弾性体）１３２ｂを介して基台１５０
に支持された構成となっている。

【０１４９】この構成によって上記同様、固定コイル１
１０に一定方向の電流を流すと、一方の可動永久磁石１
２０ａ及び印字ヘッド１３０ａが板バネ１３２ａに抗し
て一方の方向（例えば図面上左方向）に移動し、他方の
可動永久磁石１２０ｂ及び印字ヘッド１３０ｂがバネ１
３２ｂに抗して他方の方向（例えば図面上右方向）に移
動することになる。

【０１５０】そこで、固定コイル１１０に正弦波電流を
与えると、印字ヘッド１３０ａ、と疑似印字ヘッド１３
０ｂは基台１５０に対しては常に逆方向の力を与えなが
ら振動することになり、基台１５０を振動させる要因は
相互に相殺される。

【０１５１】尚、上記構成において、上記疑似印字ヘッ
ド１３０ａは基台１５０に支持された状態であっても効
果は同じである。また、印字ヘッドに適用する場合につ
いて説明したが、本発明は、印字ヘッド以外に例えば、
特定のセンサを振動させる必要があるが、該振動が基台
に悪影響を及ぼす場合に適用することができる。

【０１５２】

【発明の効果】本発明によれば、副走査方向に並んで配
置された複数のインクジェットヘッドを異なる位相で主
走査方向に往復運動させるようにしたので、インクジェ
ットヘッドの往復運動により発生する反力が互いに相殺
されて、振動の発生を大幅に抑制することができ、しか
もバランスをとるための重り等のような無駄な付加部品
を必要とせず、無駄な駆動エネルギも消費されない。

【０１５３】その場合、インクジェットヘッドを少なく
とも一対設けて、対をなすインクジェットヘッドを正反
対の位相で駆動することにより、両インクジェットヘッ
ドの往復運動により発生する反力が互いに完全に相殺さ
れるので、振動の発生を極限近くまで抑制することが可
能となる。

【０１５４】そして、永久磁石を取り付けた一対のイン
クジェットヘッドを共通の一つの電磁コイルで正反対の
位相で駆動すれば、単に駆動コイルが一つで済むだけで
なく、その駆動回路なども極めて簡単になるので、非常
に高い経済性を有する。

【０１５５】その際、二つのインクジェットヘッド駆動
の力係数を往復運動の位置によって異なるようにすれ
ば、両インクジェットヘッドが逆相運動する一時期にお
いてあい異なる力を受け、一方に偏った制御が可能とな
るので、一つの駆動用電磁コイルによって一対のインク
ジェットヘッドを正反対の位相で均等な振幅に正確に駆
動することができる。

【０１５６】さらに、弾性体によって形成された支持部
材でインクジェットヘッドを支持して往復運動させれ
ば、インクジェットヘッドの往復駆動に際して、エネル
ギが支持部材の弾性エネルギと質量の運動エネルギの間
で授受されて保存されるので、非常に僅かなエネルギ供
給でその往復運動を駆動することができ、極めて高い経
済性を得ることができる。

【０１５７】往復走査にあたり、走査速度の遅い往復運
動の折返点付近では、長い時間間隔でインク滴を吐出さ
せることにより、記録媒体上におけるドット密度を均一
化することができ、それ以外の位置でも往時と復時とで
主走査方向における位置をずらしてインク滴を吐出させ
ることによりドット密度を均一化することができる。

【０１５８】また、インクジェットヘッドが往復運動の
折返点付近にあるときはインク滴を吐出させないように
したり、吐出するインク量を少なくすることによって
も、記録媒体上におけるドット密度を均一化することが
できる。

【０１５９】また、記録媒体の搬送を間欠的に行って搬
送停止中に印字を行うようにすれば、記録媒体上の主走
査方向と副走査方向が直角になり、インク滴吐出制御の
演算を簡単に行うことができる。

【０１６０】その場合、錘を搬送ローラに対して同軸に
弾性継ぎ手を介して連結して搬送ローラを間欠回転駆動
すれば、慣性質量の総体としてのエネルギが回転方向に
略一定に保たれるので、僅かな加勢エネルギで搬送ロー
ラを間欠回転駆動することができ、経済性が高い。

【０１６１】記録媒体を副走査方向に連続的に搬送する
場合、移動中の記録媒体面上におけるインクジェットヘ
ッドの走査方向が副走査方向に対して相対的に直角にな
る向きにインクジェットヘッドを傾けて設ければ、記録
媒体上での正副走査方向を容易に直角にして、インク滴
吐出制御の演算を容易に行うことができる。

【０１６２】その際、両インクジェットヘッドを、一方
向への走査時にのみ交互にインク滴吐出制御手段に接続
して、それによって、一つの制御手段で二つのインクジ
ェットヘッドを制御して一走査毎に交互にインク滴吐出
が行われるようにすれば、回路の経済性が高い。

【０１６３】そして、弾性体からなる支持部材によって
インクジェットヘッドを主走査方向だけでなく副走査方
向にも移動可能に支持して、記録媒体の副走査方向への
移動速度を対応してインクジェットヘッドを主走査方向
と同時に副走査方向へも駆動するようにすれば、記録媒
体を連続的に搬送しながら、記録媒体上での正副走査方
向を直角にして、インク滴吐出制御の演算を容易に行う
ことができる。

【０１６４】そして、インクジェットヘッドの駆動動作
に往復運動の振動数の整数倍の周波数成分を重畳すれ
ば、インクジェットヘッドの往復運動の定速部分を長く
確保できて、精度よくインク滴を吐出できる範囲を広く
することができる。

【０１６５】その場合に、往復運動の振動数の整数倍の
周波数成分の駆動エネルギを高調波エネルギ蓄積手段に
蓄えて、そこに蓄えられたエネルギをインクジェットヘ
ッドを駆動するためのエネルギの一部として作用させる
ことにより、僅かなエネルギ供給でインクジェットヘッ
ドを往復駆動することができる。

【０１６６】インクジェットヘッドの拭き取り部材やカ
バー部材或いは吐出機能検査手段などは、インクジェッ
トヘッドの副走査方向に配置して、必要に応じてインク
ジェットヘッドをその方向へ回動するようにすれば、装
置を大型化することなくインクジェットヘッドの保護及
び保守を容易に行うことができる。

【０１６７】インクジェットヘッドの往復移動によるイ
ンク溜り内の圧力変動を吸収する手段を設けた場合は、
ノズルの部分で圧力が上昇しすぎたり又は低下しすぎた
りすることがなくなり、確実なインクの吐出を実現する
ことが出来る。

【０１６８】本発明のリニアアクチュエータは固定コイ
ルに対して直角に磁界を形成する２つの可動永久磁石を
配設しているので、上記固定コイルに電流が流れると、
上記可動永久磁石が相互に反対方向に力を受け、それを
支持する基台に与える振動を相殺する効果がある。ま
た、中央の固定コイルの磁芯には、上記永久磁石の形成
する磁束が軸方向に流れないので、その断面積を小さく
することができ装置の小型化を図ることができる。

【０１６９】従って、上記アクチュエータを用いて印字
ヘッドを構成すると振動が少なく、印字精度が高いとと
もに、小型の印字ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の斜視図である。

【図２】第１の実施例の平面図である。

【図３】第１の実施例の起動時の振動特性線図である。

【図４】第１の実施例の駆動部の部分正面図である。

【図５】第１の実施例の駆動部の力係数特性線図であ
る。

【図６】第２の実施例のドットの状態を示す略示図であ
る。

【図７】第３の実施例のドットの状態を示す略示図であ
る。

【図８】第４の実施例の部分正面略示図である。

【図９】第４の実施例の平面図である。

【図１０】第５の実施例の部分斜視図である。

【図１１】第６の実施例の部分側面図である。

【図１２】第７の実施例の部分斜視図である。

【図１３】第８の実施例の走査線図である。

【図１４】第８の実施例の走査線図である。

【図１５】第８の実施例の走査線図である。

【図１６】第８の実施例の走査線図である。

【図１７】第８の実施例の部分斜視図である。

【図１８】第８の実施例の駆動装置の略示図である。

【図１９】第９の実施例の部分斜視図である。

【図２０】第１０の実施例の部分側面図である。

【図２１】第１１の実施例の部分斜視図である。

【図２２】第１２の実施例の部分斜視図である。

【図２３】本発明で用いるリニアアクチュエータの原理
図である。

【図２４】リニアアクチュエータの一実施例構成図であ
る。

【図２５】リニアアクチュエータを適用したインクジェ
ットプリンタヘッドの一実施例斜視図である。

【符号の説明】

１…プラテンローラ ４…インクジェットヘッド ６…支持部材 ９…ノズル １２…永久磁石 １３…電磁コイル １００…記録紙 １１０…固定コイル １１１…磁芯 １２０ａ，１２０ｂ…永久磁石 １２２ａ，１２２ｂ，１３２ａ，１３２ｂ…支持部材
（リニアガイド、弾性体） １４０…高透磁率体の磁芯 １５０…基台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 19/18 Ｂ４１Ｊ 3/10 １０１Ｅ (72)発明者 尾川 和城 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 沼田 安雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 吉田 雄二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリンタ本体と、記録媒体を副走査方向
   に搬送するための記録媒体搬送手段と、上記記録媒体の
   表面に向けてインク滴を吐出させるための複数のノズル
   が各々に配列されて上記副走査方向に対して略直角の主
   走査方向に各々移動自在に、上記副走査方向に並んで上
   記プリンタ本体に配置された複数のインクジェットヘッ
   ドと、上記各インクジェットヘッドを互いに異なる位相
   で上記主走査方向に往復運動させるためのヘッド往復駆
   動手段とを設けたことを特徴とするインクジェットプリ
   ンタ。
2. 【請求項２】 上記インクジェットヘッドが少なくとも
   一対設けられていて、対をなすインクジェットヘッドが
   上記ヘッド往復駆動手段によって正反対の位相で駆動さ
   れる請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 上記ヘッド往復駆動手段が、対をなすイ
   ンクジェットヘッドの各々に取り付けられた永久磁石
   と、その両方の永久磁石に対向するようにプリンタ本体
   の不動部分に設けられた共通の駆動用電磁コイルとを含
   んでいて、その一方の永久磁石と他方の永久磁石とが上
   記駆動用電磁コイルに対して磁界が逆向きに作用するよ
   うに配置されている請求項２記載のインクジェットプリ
   ンタ。
4. 【請求項４】 上記の共通の駆動用電磁コイルによりな
   される二つのインクジェットヘッド駆動の力係数が、往
   復運動の位置によって一様でなく、上記両インクジェッ
   トヘッドが逆相運動する間の一時期においてあい異なっ
   ている請求項３記載のインクジェットプリンタ。
5. 【請求項５】 往復運動をする上記両インクジェットヘ
   ッドの位相を検出するための位相検出手段が設けられて
   いて、上記ヘッド往復駆動手段の動作が上記位相検出手
   段における検出結果に応答して制御される請求項３又は
   ４に記載のインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】 上記インクジェットヘッドをプリンタ本
   体の不動部材に支持する支持部材が弾性体によって形成
   されていて、上記インクジェットヘッドの往復運動が、
   上記支持部材の弾性限界内で上記支持部材を弾性変形さ
   せながら行われる請求項３ないし５のいずれかの項に記
   載のインクジェットプリンタ。
7. 【請求項７】 上記各インクジェットヘッドに上記駆動
   用電磁コイルから与えられる駆動力が、上記往復運動の
   振幅に上記支持部材の剛性を乗じた力より小さく、上記
   インクジェットヘッドが静止状態から所定振幅の往復運
   動を行うようになるまでには上記ヘッド往復駆動手段に
   よって少なくとも３往復加勢する必要がある請求項６記
   載のインクジェットプリンタ。
8. 【請求項８】 往復運動をする上記インクジェットヘッ
   ドの位相を検出するための位相検出手段と、上記インク
   ジェットヘッドのインク滴吐出動作を制御するためのイ
   ンク滴吐出制御手段とが設けられていて、上記インク滴
   吐出制御手段の動作が上記位相検出手段における検出結
   果に応答して制御される請求項１ないし７のいずれかの
   項に記載のインクジェットプリンタ。
9. 【請求項９】 上記インク滴吐出制御手段は、上記イン
   クジェットヘッドが往復運動の折返点付近にあるときは
   インク滴を吐出させない請求項８記載のインクジェット
   プリンタ。
10. 【請求項１０】 上記インク滴吐出制御手段は、上記イ
    ンクジェットヘッドが往復運動の折返点付近にあるとき
    は長い時間間隔でインク滴を吐出させ、それ以外の位置
    では往時と復時とで主走査方向における位置をずらして
    インク滴を吐出させる請求項８記載のインクジェットプ
    リンタ。
11. 【請求項１１】 上記インク滴吐出制御手段は、上記イ
    ンクジェットヘッドが往復運動の折返点付近にあるとき
    は吐出するインク量を少なくする請求項８又は１０記載
    のインクジェットプリンタ。
12. 【請求項１２】 上記記録媒体搬送手段が、上記記録媒
    体を搬送するための搬送ローラと、ー定の駆動力で上記
    搬送ローラを回転駆動する回転駆動モータと、上記搬送
    ローラに対してその半径方向に移動可能に取り付けられ
    た付加荷重と、上記インクジェットヘッドの主走査方向
    への走査に連動して上記搬送ローラの中心軸線から上記
    付加荷重までの距離を制御するための付加荷重位置制御
    手段とを有している請求項１ないし１１のいずれかの項
    に記載のインクジェットプリンタ。
13. 【請求項１３】 上記記録媒体搬送手段が、上記記録媒
    体を巻き付けて搬送するための搬送ローラと、その搬送
    ローラに連結されたゼネバ歯車機構とを有していて、上
    記ゼネバ歯車機構を介して上記搬送ローラが間欠回転駆
    動される請求項１ないし１１のいずれかの項に記載のイ
    ンクジェットプリンタ。
14. 【請求項１４】 上記記録媒体搬送手段が、上記記録媒
    体を巻き付けて搬送するための搬送ローラと、その搬送
    ローラを間欠的に回転駆動するための駆動モータと、弾
    性継ぎ手を介して上記搬送ローラに同軸に連結された錘
    とを有している請求項１ないし１１のいずれかの項に記
    載のインクジェットプリンタ。
15. 【請求項１５】 上記記録媒体搬送手段が上記記録媒体
    の副走査方向に連続的に搬送し、上記インクジェットヘ
    ッドは、往復走査のうちの一方向の走査が、移動中の記
    録媒体面上において上記副走査方向に対して相対的に直
    角になるように傾けて設けられ、その方向への走査時に
    のみインク滴を吐出する請求項２ないし７のいずれかの
    項に記載のインクジェットプリンタ。
16. 【請求項１６】 上記インクジェットヘッドのインク滴
    吐出動作を制御するためのインク滴吐出制御手段が、対
    をなす両インクジェットヘッドにおいて共用されるよう
    に設けられていて、上記両インクジェットヘッドは、各
    々一方向への走査時にのみ交互に上記インク滴吐出制御
    手段に接続される請求項１５記載のインクジェットプリ
    ンタ。
17. 【請求項１７】 上記の弾性体からなる支持部材によっ
    て上記インクジェットヘッドを主走査方向だけでなく副
    走査方向にも移動可能に支持し、上記記録媒体の副走査
    方向への移動速度に対応して上記ヘッド往復駆動手段に
    よって上記インクジェットヘッドを主走査方向と同時に
    副走査方向へも駆動するようにした請求項６又は７記載
    のインクジェットプリンタ。
18. 【請求項１８】 上記ヘッド往復駆動手段による上記イ
    ンクジェットヘッドの駆動動作中に、上記インクジェッ
    トヘッドの往復運動の振動数の整数倍の周波数の振動成
    分が重畳されている請求項１７記載のインクジェットプ
    リンタ。
19. 【請求項１９】 上記インクジェットヘッドの往復運動
    の振動数の整数倍の周波数の振動成分の駆動エネルギを
    蓄えるための高調波エネルギ蓄積手段が設けられてい
    て、その高調波エネルギ蓄積手段に蓄えられたエネルギ
    が上記インクジェットヘッドを駆動するためのエネルギ
    の一部として作用する請求項１８記載のインクジェット
    プリンタ。
20. 【請求項２０】 上記インクジェットヘッドが上記記録
    媒体に対向しない副走査方向にある退避位置へ回動可能
    に設けられていて、上記インクジェットヘッドのインク
    滴吐出面を拭くための拭き取り部材が上記退避方向に設
    けられている請求項１ないし１９のいずれかの項に記載
    のインクジェットプリンタ。
21. 【請求項２１】 上記インクジェットヘッドが上記記録
    媒体に対向しない副走査方向にある退避位置へ回動可能
    に設けられていて、上記インクジェットヘッドのインク
    滴吐出面を覆うためのカバー部材が上記退避方向に設け
    られている請求項１ないし２０のいずれかの項に記載の
    インクジェットプリンタ。
22. 【請求項２２】 上記インクジェットヘッドが上記記録
    媒体に対向しない副走査方向にある退避位置へ回動可能
    に設けられていて、上記インクジェットヘッドのインク
    滴吐出機能を検査するための吐出機能検査手段が上記退
    避方向に設けられている請求項１ないし２１のいずれか
    の項に記載のインクジェットプリンタ。
23. 【請求項２３】 上記吐出機能検査手段が、複数の電極
    間に吐出インクが存在するか否かで変化する電気的物性
    を利用したものである請求項２２記載のインクジェット
    プリンタ。
24. 【請求項２４】 上記吐出機能検査手段が、発光器と受
    光器との間に吐出インクが存在するか否かで変化する光
    学的物性を利用したものである請求項２２記載のインク
    ジェットプリンタ。
25. 【請求項２５】 各インクジェットヘッドは複数のノズ
    ルに連通するインク溜りを有し、インクジェットヘッド
    の往復移動に伴うインク溜り内部の圧力変動を吸収する
    手段が設けられている請求項２に記載のインクジェット
    プリンタ。
26. 【請求項２６】 一対のインクジェットプリンタのイン
    ク溜りは主走査方向の両端部において相互に可撓性チュ
    ーブにより隣接するインク溜りに連結されている請求項
    ２５に記載のインクジェットプリンタ。
27. 【請求項２７】 固定コイルと、上記固定コイルを挟ん
    で異極を対向して配設することによって、上記固定コイ
    ルの軸方向に対して直角に磁界を形成するとともに、少
    なくとも一方が可動である２つの永久磁石とよりなるこ
    とを特徴とするリニアアクチュエータ。
28. 【請求項２８】 上記２つの永久磁石の両外側面間に磁
    気路を形成するための高透磁率体の磁芯を架設した請求
    項２７に記載のリニアアクチュエータ。
29. 【請求項２９】 上記高透磁率体の磁芯に上記固定コイ
    ルの磁芯の一方端が固定されている請求項２８に記載の
    リニアアクチュエータ。
30. 【請求項３０】 上記永久磁石を基台に支持するととも
    に、移動を可能にする支持部材を備えた請求項２７に記
    載のリニアアクチュエータ。
31. 【請求項３１】 上記支持部材として、上記永久磁石を
    該永久磁石の移動方向に付勢する弾性体を用いた請求項
    ３０に記載のリニアアクチュエータ。
32. 【請求項３２】 対をなすインクジェットヘッドの各々
    に取り付けられた永久磁石は駆動用電磁コイルの軸方向
    に対して直角に磁界を形成するように配置されている請
    求項３に記載のインクジェットプリンタ。