JPH0957955A

JPH0957955A - シャトル式インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH0957955A
Application number: JP22013595A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Takura; 敏靖田倉
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】シャトル式プリンタにおいて、正確で良好な印
字を実現すると共に高精細高速印字を実現する。【解決手段】複数のインクジェットノズルをライン方向
に配列してなるラインヘッド９と、このラインヘッドに
対向配置した印字台１０と、この印字台上に用紙５を給
紙すると共にこの印字台上の用紙を印字動作に応動して
紙送りする給紙モータ１１と、印字動作時印字台を用紙
と共にこの用紙の紙送り方向とは直交する方向に揺動す
る揺動機構１５とを備え、揺動機構は、両端部を１対の
第１弾性体で支持した円筒状の電機子揺動体と、この電
機子揺動体の空芯部に収納され、第２弾性体で支持した
界磁揺動体とからなり、電機子揺動体に取付金具３１に
より印字台を固定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字台を用紙と共
にこの用紙の紙送り方向とは直交する方向に揺動する揺
動機構を設けたシャトル式インクジェットプリンタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタとしては、一般に、複数の印字
素子をライン方向に配列したラインヘッドを固定して設
け、用紙をライン方向と直交する方向に紙送り制御して
印字を行うラインプリンタと、ヘッドをライン方向に往
復動作させると共に用紙をライン方向と直交する方向に
紙送り制御して印字を行うシリアルプリンタがある。ま
た、ラインヘッドをライン方向に揺動させ、この揺動に
より印字素子間の間隔を補間する印字を行うシャトル式
プリンタも知られている。

【０００３】ところで、比較的安価にカラー印刷ができ
るプリンタとしてインクジェットプリンタが知られてい
る。このようなカラー印刷ができるインクジェットプリ
ンタは大多数がシリアルプリンタでラインプリンタは殆
ど実用化されていない。その理由は、ラインヘッドを安
価に製造することが極めて困難なためである。例えば、
３００ｄｐｉのラインヘッドを製造するためにはノズル
の吐出し口のピッチは８５μｍに設定する必要があり、
Ａ４サイズを印字するにはノズルをピッチ８５μｍで２
４７０本作らなければならず、これらを全て良好な状態
で作ることは難しい。さらに６００ｄｐｉ、１２００ｄ
ｐｉといった高精細印字を行おうとするとさらにノズル
ピッチを小さくしなければならずさらに困難となる。

【０００４】このような問題を解決するものとして、比
較的ノズルピッチの粗いラインヘッドを使用し、このラ
インヘッドをライン方向に揺動させることでノズル間の
ピッチの粗さを補間し、すなわち、ノズルピッチの中間
の複数箇所でドット印字ができるようにしたシャトル式
プリンタが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシャト
ル式プリンタは、ラインヘッドを揺動させる方式を取っ
ているため、ヘッド内のインクに大きな加速度が加わ
り、インク液室の内圧が上昇して飛翔不良を起こすとい
う問題があった。このため、高精細高速印字が実現でき
なかった。また、インク供給用のパイプや配線部も揺動
するため、これらが損傷する問題があった。

【０００６】さらに、このシャトル式プリンタをカラー
印刷に適用した場合、カラープリンタでは色別にライン
ヘッドが必要となるため、この各ラインヘッドをそれぞ
れ駆動するシヤトルモータがラインヘッドの数だけ必要
となり、また、各ラインヘッドを１つにまとめた場合に
はヘッドの重量が大きくなり、このためパワーの大きな
大型のシヤトルモータが必要となり、消費電力も増大す
るという問題が発生する。

【０００７】そこで請求項１及び２記載の発明は、ライ
ンヘッドを固定し、印字台を揺動させることで、常に正
確で良好な印字ができると共に高精細高速印字が実現で
き、しかも駆動に必要な消費電力を低減でき、また、ラ
インヘッドのノズルのメンテナンス機構の取付けが容易
に実現できるシャトル式インクジェットプリンタを提供
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数のインクジェットノズルをライン方向に配列してな
るラインヘッドと、このラインヘッドに対向配置した印
字台と、この印字台上に用紙を給紙すると共にこの印字
台上の用紙を印字動作に応動して紙送りする給紙機構
と、印字動作時印字台を用紙と共にこの用紙の紙送り方
向とは直交する方向に揺動する揺動機構とを備え、揺動
機構は、両端部を１対の第１弾性体で支持した電機子揺
動体と、この電機子揺動体と同軸上に対向して配置し、
両端部を１対の第２弾性体で支持した界磁揺動体とから
なり、各揺動体の一方に印字台を固定したものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載のシ
ャトル式インクジェットプリンタにおいて、印字台を固
定した一方の揺動体の印字台を含めた質量とこの揺動体
を支持した弾性体とにより定まる固有振動数と、他方の
揺動体の質量とこの揺動体を支持した弾性体とにより定
まる固有振動数とを略等しく設定し、かつ、各揺動体の
駆動周波数も略等しくし設定したものである。

【００１０】このような構成においては、電機子揺動体
及び界磁揺動体が用紙の紙送り方向とは直交する方向に
揺動し、これにより印字台がいずれかの揺動体と一体に
揺動する。すなわち、印字台にセットされた用紙が揺動
することになる。この用紙の揺動とラインヘッドのイン
クノズルからのインクの噴射を適当なタイミングで行う
ことで各インクノズルピッチの中間位置でのドット形成
が可能となり、高精細高速印字が実現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、シャトル式インクジェッ
トプリンタの全体の構成を示す図で、プリンタ全体を包
囲するケース１内の中央部に仕切板２を取付けて、上下
各部屋３，４に分割し、下の部屋４には所定のサイズに
カットされた用紙５を積層した用紙ストッカ６を収納し
ている。前記仕切板２の一端に開口部７を設け、この開
口部７に給紙ローラ８を設け、この給紙ローラ８の回転
により前記用紙ストッカ６内の用紙５を上から順に１枚
ずつ上の部屋３に送り出すようになっている。

【００１２】前記上の部屋３の他端側には、複数のイン
クジェットノズルをライン方向に配列してなるラインヘ
ッド９と、このラインヘッド９に対向配置した印字台１
０と、この印字台１０上に用紙５を給紙すると共にこの
印字台１０上の用紙５を印字動作に応動して紙送りする
給紙モータ１１、フレキシブルなベルト１２等からなる
給紙機構と、印字動作時、前記印字台１０を用紙５と共
にこの用紙５の紙送り方向とは直交する方向に揺動する
シャトルモータ１３等からなる揺動機構１４とを備えた
印字機構部１５を配置している。

【００１３】前記印字台１０の後方には、前記ラインヘ
ッド９の前面に対向してこのヘッドの前面をカバーしイ
ンクの乾燥を防止するキャッピングやインクジェットノ
ズルの目詰まりを防止するためのポンピングなどのメン
テナンスを行うメンテナンス機構１６を配置している。
そして、前記給紙ローラ８の回転により前記用紙ストッ
カ６から送り出した用紙５を用紙ガイド１７を介して前
記印字機構部１５に搬送するようになっている。

【００１４】前記印字台１０は、図２に示すように、長
方形状の基台１８の上下に、シャフト１９の両側にピン
チローラ２０，２１を取付けた第１のローラ機構とシャ
フト２２の両側にピンチローラ２３，２４を取付けた第
２のローラ機構を配置し、この各ローラ機構のシャフト
１９，２２の一端にギヤ付きプーリ２５，２６を取付け
ている。前記各ギヤ付きプーリ２５，２６は間にアイド
ラギヤ２７を介して連結している。前記第２のローラ機
構のシャフト２２にはギヤ付きプーリ２６の内側に別の
プーリ２８を取付け、このプーリ２８と前記給紙モータ
１１の出力軸との間に前記ベルト１２を掛け渡してい
る。これにより、前記給紙モータ１１が回転すると、ベ
ルト１２を介してプーリ２８が回転し、同時にピンチロ
ーラ２３，２４、ギヤ付きプーリ２６が回転し、このギ
ヤ付きプーリ２６の回転がアイドラギヤ２７を介してギ
ヤ付きプーリ２５に伝達し、このギヤ付きプーリ２５及
び前記ピンチローラ２０，２１も同時に回転するように
なっている。そして、第２のローラ機構のピンチローラ
２３，２４と第１のローラ機構のピンチローラ２０，２
１は同一方向、同一速度で回転するようになっている。

【００１５】また、前記印字台１０の基台１８の中央部
には窓２９が開けられ、この窓２９の後方に前記メンテ
ナンス機構１６が配置され、このメンテナンス機構１６
の前方部がこの窓２９を介して５mm程度前後するように
なっている。また、前記印字台１０の基台１８の一端に
位置検出用スリット板３０を取付けている。

【００１６】前記印字台１０は、図３に示すようなＬ字
形状の取付金具３１を使用して、図４に示すように、前
記シャトルモータ１３の上部に取付けている。すなわ
ち、前記印字台１０を取付金具３１の立上げ部にネジに
より固定し、この取付金具３１の平面部を前記シャトル
モータ１３の上部にネジにより固定している。前記取付
金具３１の印字台１０を固定する側と反対側も上方に折
曲げており、この折曲部を質量バランス調整部３２とし
ている。

【００１７】前記揺動機構１４を構成するシャトルモー
タ１３は、図５及び図６に示す構成になっている。すな
わち、長方形状の基台４１の四隅上面にばねホルダ支え
４２をそれぞれ設けている。これら支え４２は、例えば
コの字形に成形されて基台４１に固定された支持体４３
内にスポンジ状ゴム等のようにばね定数が小さい弾性材
４４を収納してなる。前記各ホルダ支え４２には、これ
より起立する角柱状のばねホルダ４５を夫々支持してい
る。これらばねホルダ４５の下部は前記弾性材４４内に
埋め込んで設けてある。前記弾性材４４はばねホルダ４
５の下面およびばね取付け面４５ａ、４５ｂの下部を覆
っており、従って、ばねホルダ４５と支持体４３とは非
接触となっている。前記ばね取付け面４５ａ、４５ｂは
後述の電機子揺動体及び界磁揺動体の振動方向の面であ
る。

【００１８】基台４１の長手方向一端部に配置した１対
のばねホルダ４５に、これらの上部に渡って第１弾性体
としての第１の板ばね４６と第２弾性体としての第２の
板ばね４７とを夫々取付けている。同様に、基台４１の
長手方向他端部に配置した他の１対のばねホルダ５に
も、これらの上部に渡って第１の弾性体としての第１の
板ばね４６と第２の弾性体としての第２の板ばね４７と
を夫々取付けている。前記１対の第１の板ばね４６，４
６は、ばね取付け面４５ａに固定し、基台４１の長手方
向に互いに離間し、かつ、相対向して配置している。前
記１対の第２の板ばね４７は、ばね取付け面４５ｂに固
定し、基台４１の長手方向に互いに離間し、かつ、第１
の板ばね４６，４６に個別に対向してその近くに配置し
ている。

【００１９】なお、図中４８は第２の板ばね４７に重な
るばね押さえ、４９は中心部にねじ孔を有して第１の板
ばね４６に重なるナット状のばね押さえ、５０は、ばね
押さえ４８と、第２の板ばね４７と、ばねホルダ４５
と、第１の板ばね４６とを、この記載順に挿通してばね
押さえ４９に螺合したねじであり、これらの固定部品を
介して両板ばね４６、４７をばねホルダ４５に固定して
いる。

【００２０】前記１対の第１の板ばね４６は電機子揺動
体５１の軸方向両端部に個別に接続している。それによ
り、電機子揺動体５１は、基台４１の長手方向に延びて
配置され、第１の板ばね４６の弾性変形を伴って軸方向
に移動自在となる。前記電機子揺動体５１は、合成樹脂
の成形体からなる筒状のパイプボビン５２と、コイル５
３とを備えて形成している。前記パイプボビン５２は円
筒体の外周部にその軸方向に沿って一定間隔ごとにコイ
ル５３を位置決めするために複数のコイル巻き付け溝５
２ａ〜５２ｄを設けてなる。これらの溝５２ａ〜５２ｄ
は同じ大きさである。このボビン５２は、その軸方向両
端部に夫々形成した雄ねじ凸部５２ｅを１対の第１の板
ばね４６の中央部に夫々挿通させるとともに、その挿通
状態の雄ねじ凸部５２ｅにナット５４を螺合して締め付
けることにより、第１の板ばね４６に連結している。

【００２１】前記コイル５３は、コイル巻き付け溝部５
２ａ〜５２ｄに交互に巻き方向を変えてトロイダル状に
同量密巻している。従って、一つ置きのコイル巻き付け
溝部５２ａ、５２ｃに巻き付けたコイル部５３ａ、５３
ｃは同じ巻方向であり、他の一つ置きのコイル巻き付け
溝部５２ｂ、５２ｄに巻き付けたコイル部５３ｂ、５３
ｄは、前記コイル部５３ａ、５３ｃとは逆方向に巻かれ
ている。各コイル部５３ａ〜５３ｄは１層に巻いてある
が、これは多層にも重ね巻きしてもよい。

【００２２】前記各コイル部５３ａ〜５３ｄは１本のコ
イルを連続して巻いても、或いは各コイル巻き付け溝部
５２ａ〜５２ｄ毎に別々のコイルを巻いてもよいが、各
コイル部５３ａ〜５３ｄに対して同時に通電と断電がで
きるようになっている。この例は１本のコイルで各コイ
ル部５３ａ〜５３ｄを形成した例であり、このコイル５
３には図６に示す加振制御手段５５を介して交流電源５
６からの交流が与えられるようになっている。前記加振
制御手段５５は、例えば交流電源５６の交流電圧を安定
化して、それを外部からの制御指令信号ＳＳに基づいて
交流電流をコイル５３に与えるようになっている。

【００２３】前記電機子揺動体５１の空芯部（ハイプボ
ビン５２の内側空間）には界磁揺動体５７を収納してい
る。この界磁揺動体５７は、電機子揺動体５１を軸方向
に貫通し、その軸方向両端部を前記１対の第２の板ばね
４７に個別に接続して支持している。前記板ばね４７へ
の連結は各図に示されるように界磁揺動体５７の端面と
ばね押さえ５８との間に前記第２の板ばね４７を挟み、
ばね押さえ５８及び第２の板ばね４７を通るねじ５９を
界磁揺動体５７の端部にねじ込んで締めることによりな
されている。従って、前記界磁揺動体５７は、前記電機
子揺動体５１と同軸的に前記基台４１の長手方向に延び
て配置され、かつ、第２の板ばね４７の弾性変形を伴っ
て軸方向に移動自在となっている。

【００２４】前記界磁揺動体５７は、その軸方向に沿っ
てＮ極とＳ極とを交互に有して丸い棒状をなしていて、
その外周面とパイプボビン５２との間には僅かなエアー
ギャップを設けている。界磁揺動体５７の磁極ピッチは
コイル部５３ａ〜５３ｄの配設ピッチに等しく、かつ、
界磁揺動体５７の磁極の境界（図６に符号５７ａで示
す。）は、夫々コイル部５３ａ〜５３ｄの幅内におい
て、特に、好ましくは幅内中央位置に位置して配置して
いる。

【００２５】前記界磁揺動体５７は、前記磁極ピッチに
略等しい長さの円柱体をその軸方向に着磁したロッドピ
ースを、その同極同士間に非磁性板を挟んで棒状に連ね
てなり、前記非磁性板は磁極境界５７ａを形成してい
る。なお、前記ロッドピースは、ＭｎーＡｌ系の永久磁
石である。前記電機子揺動体５１の両端には前記取付金
具３１の平面部をねじ止めするための台座６０，６１を
固定している。そして、前記印字台１０、取付金具３１
を含めた電機子揺動体５１の質量（重量）と棒状の界磁
揺動体５７の質量とを同じ質量になるように設定してあ
る。また、前記揺動体５１，５７を個別に支える板ばね
４６、４７のばね定数と、それらが支持する質量により
定まる固有振動数は、電機子揺動体５１側と界磁揺動体
５７側とで同様になるように定めている。ここに、同様
とは同一である場合、および近似した場合とを包含する
ものである。

【００２６】なお、電機子揺動体５１側の振動系と界磁
揺動体５７側の振動系の固有振動数は次の式により求め
られる。ｆ＝［（ｋ／ｍ）^１／２］／２π なお、ｆは振動系の固有振動数、ｋは板ばね４６または
４７のばね定数、ｍは印字台１０及び取付金具３１の質
量を含めた電機子揺動体５１または界磁揺動体５７の質
量である。そして、同様に設定された両振動系の固有振
動数に対して、前記コイル５３に投入される駆動電流の
周波数も同一もしくは近似するように定めている。

【００２７】前記印字台１０の基台１８の一端に取付け
た位置検出用スリット板３０は、図７に示すように、幅
ｒ₂の仕切り３０ａで仕切られて両側に幅ｒ₁とｒ₃の
２つのスリット３０ｂ，３０ｃからなり、仕切り３０ａ
の幅ｒ₂はラインヘッド９のインクジェットノズルのピ
ッチと等しくなっている。すなわち、仕切り３０ａの幅
ｒ₂とインクジェットノズル９ａのピッチとの関係は図
８の(c) 及び(a) に示す関係になっている。そして、前
記位置検出用スリット板３０に近接し、かつ対向して反
射型光センサからなる位置センサ６３を設け、このスリ
ット板３０が位置センサ６３の中心位置から振動波形の
ように正弦波状に揺動されると、位置センサ６３の出力
は仕切り３０ａの位置では反射光を検出するので、図８
の(d) に示すように仕切り３０ａの位置でハイレベルと
なる矩形波信号を出力する。そこで、位置センサ６３の
出力がハイレベルとなっている期間において適当な間隔
を取って図８の(e) に示すようなタイミングでインク液
滴の吐出し信号をノズルドライバーに与えることで図８
の(b) に示すようにインクジェットノズル９ａのピッチ
よりも細かいピッチでドット印字ができる。

【００２８】図９は、本装置の要部ブロック図で、７１
はマイクロプロセッサで、このマイクロプロセッサ７１
は外部からプリント信号ＰＳを受けて印字動作を開始
し、所定のタイミングで位置センサ６３、用紙センサ７
２からの信号を取り込むと共に、給紙モータ１１、シャ
トルモータ１３、ノズルドライバ７３、メンテナンス機
構１６を駆動制御する。すなわち、プリント信号ＰＳを
受けると、マイクロプロセッサ７１は用紙センサ７２か
らの用紙検出信号ＰＥＳを確認し、給紙モータ１１に給
紙信号ＦＳを出力して給紙動作を開始させる。これによ
り、給紙ローラ８が回転して用紙ストッカ６から用紙５
が用紙ガイド１７を介して印字機構部１５に搬送され
る。そして、用紙５が印字台１０の所定の位置にセット
されると、マイクロプロセッサ７１は、給紙モータ１１
の動作を一旦停止させ、先ずメンテナンス機構部１６に
メンテナンス信号ＭＳを供給してラインヘッド９の各イ
ンクジェットノズルのポンピングを行う。続いて、駆動
信号ＳＳをシャトルモータ１３に供給して動作させると
共に位置センサ６３からの矩形波信号ＰＳＳを検出しつ
つノズルドライバ７３を制御して所定のタイミングでラ
インヘッド９の各インクジェットノズルを駆動する。そ
して、１ラインのドット印字が終了するタイミングで給
紙モータ１１を間欠的に駆動して印字台１０上の紙送り
動作を行う。

【００２９】このような構成においてシャトルモータ１
３は以下のように動作する。すなわち、コイル５３が通
電されていない状態では、左右一対の第１の板ばね４６
が自由状態等互いに平衡状態を保持した位置、すなわ
ち、定位置に電機子揺動体５１が支持されているととも
に、同様に、左右一対の第２の板ばね４７が自由状態等
互いに平衡状態を保持した定位置に界磁揺動体５７が支
持されている。

【００３０】この非通電状態では、図６に示すように、
各コイル部５３ａ〜５３ｄの幅方向中央位置に界磁揺動
体５７の磁極境界５７ａが対応しているから、界磁揺動
体５７のＮ極から流れ出る磁束は、Ｎ極に対応するコイ
ル部５３ｂと、コイル部５３ｄとを通り、界磁揺動体５
７のＳ極に流れ込む磁束は、Ｓ極に対応するコイル部５
３ａとコイル部５３ｃとを通っている。

【００３１】そして、加振制御手段５５により所定の周
波数でコイル５３に交番電流が流されると、そのコイル
部５３ａ〜５３ｄにはフレミングの左手の法則による力
が働く。各コイル部５３ａ〜５３ｄに働く推力（加振
力）は、その巻き方向が交互に逆となっているため、い
ずれも同方向となり、図６中にシンボルで示される電流
方向の場合においては、図６中矢印Ａに示す左方向の推
力がコイル５３に与えられる。そして、交流の半サイク
ルごとの電流方向の切り替わりに伴い、コイル５３に与
えられる推力の方向は反転する。

【００３２】ところで、同軸的に配置した電機子揺動体
５１及び界磁揺動体５７はいずれも軸方向に移動自在に
弾性的に支持されているから、コイル５３に交流電流が
流されることに伴い、発生する推力を受けるコイル５３
を備えた電機子揺動体５１が１対の第１の板ばね４６を
撓ませながら軸方向に沿い一方向（例えば図６中矢印Ａ
方向）に移動すると、その反作用により同時に界磁揺動
体５７が第２の板ばね４７を撓ませながら軸方向に沿い
矢印Ａとは反対の矢印Ｂ方向に移動する。そして、コイ
ル５３に供給した電流を切る、或いは電流の流れ方向を
逆にすると、第１、第２の板ばね４６、４７のばね力に
より、電機子揺動体５１及び界磁揺動体５７は定位置に
向けて同時に互いに逆方向に軸方向に沿い移動する。

【００３３】以上のようにして電機子揺動体５１及び界
磁揺動体５７を同時に直線往復運動させることができ、
それにより、同時に電機子揺動体５１に載置している印
字台１０を直線往復運動させることができる。そして、
この運動において電機子揺動体５１及び界磁揺動体５７
は摺動部分がないから、円滑に動作できる。

【００３４】こうして同時に動作する電機子揺動体５１
と界磁揺動体５７とは互いに逆方向に移動するため、カ
ウンタ作用を得ることができ、それにより、電機子揺動
体５１及び界磁揺動体５７の慣性質量に基づく衝撃を減
少できる。特に、印字台１０、取付金具３１を含めた電
機子揺動体５１の質量と界磁揺動体５７の質量とを同じ
質量になるように設定してあるので、これらの動作時に
作用する力の大きさが等しく、その方向が反対であるた
め、カウンタバランス作用を得られるので、衝撃を相殺
できる。そのため、高速で印字台１０を駆動しても支点
におけるゆらぎ振動がなく、電機子揺動体５１の振動を
極めて少なくできるとともに、それに伴い騒音も少なく
できる。

【００３５】また、基台４１には振動発生部である電機
子揺動体５１及び界磁揺動体５７の振動が直接現れるこ
とは殆どがないが、板ばね４６、４７が固定されたばね
ホルダ４５には、低周波（駆動周波数に比べて数倍から
数十倍低い周波数をもつ。）の振幅が小さいゆらぎ振動
が与えられ、それが基台４１に波及するおそれがある。
こうした低振動が基台４１に波及される場合には、それ
が基台４１につながった部品に伝わって騒音発生の原因
となる。

【００３６】しかし、ここでは電機子揺動体５１と界磁
揺動体５７とが接続した板ばね４６、４７のばねホルダ
４５を、ばねホルダ支え４２の弾性体４４により基台４
１に対して振動絶縁して設けている。そのため、ばね定
数が小さい弾性体４４で、高周波振動源である電機子揺
動体５１及び界磁揺動体５７側から基台４１に伝わろう
とする振動を絶縁し減衰でき、それにより、基台４１に
低い振動が伝わることを確実に防止できる。従って、こ
のシャトルモータ１３は、基台４１等の支持部に振動が
伝搬されることがなく、印字台１０を高速かつショート
ストロークで往復直線運動させることができるととも
に、その際の振動および騒音を著しく低減できる。

【００３７】また、このシャトルモータ１３は、印字台
１０及び取付金具３１を含めた電機子揺動体５１の振動
系と界磁揺動体５７の振動系の固有振動数とが略等し
く、かつ、これらの振動数に近似した周波数の電流で駆
動する構成であるから、電機子揺動体５１の振動と界磁
揺動体５７の振動とを共振させることができる。そのた
め、小さな加振力により、電機子揺動体５１及び界磁揺
動体５７を大きな振幅で直線往復運動させることができ
る。そして、このように共振エネルギーを利用して振動
を増幅させるので、コイル５３に流す電流量を少なくで
き、従って、消費電力を少なくすることができ、特にヘ
ッド数の多いカラープリンタに適用した場合に顕著な効
果が得られる。

【００３８】このような構成のシャトル式インクジェッ
トプリンタの場合、ラインヘッド９として、例えばイン
クジェットノズルのピッチが５０ｄｐｉ程度の安価なラ
インヘッドを使用してドット密度が６００ｄｐｉという
高画質印字を行うことが可能となる。すなわち、このラ
インヘッド９ではノズルピッチが５０ｄｐｉでこれは
０．５０８mmであり、従って、用紙５を揺動する印字台
１０の振幅は０．８５mm以上あれば十分である。

【００３９】１振動で２ラインの印字ができるので、Ａ
４用紙では３５４３往復すればよい。これを３０秒で印
刷する場合は、印字台１０を１１８．１Ｈz で振動させ
ればよい。また、さらに高速な印字をさせたい場合に
は、印字台１０を２００Ｈz 、３００Ｈz という高周波
振動が要求される。通常の加振源を用いたものでは軸受
部の摩擦損失やモータ内部でのヒステリシス損失などの
増加のため、消費電力が著しく増大してしまうという問
題が起こる。この点、このプリンタのシヤトルモータ１
３は、界磁揺動体５７の周囲に空芯のコイル５３が非接
触で設けられているので、摩擦損失やヒステリシス損失
などの増加が無く、高速化を容易に実現できる。

【００４０】図１０は電機子揺動体５１及び界磁揺動体
５７の振動周波数とストローク（振幅）との関係を示す
グラフで、両揺動体５１，５７間で最大ストロークが得
られる共振周波数にずれがあるが、電機子揺動体５１に
適当な負荷を付けることで図１１に示すように両揺動体
５１，５７間の最大ストロークが得られる共振周波数を
略一致させることができる。すなわち、印字台１０及び
取付金具３１を負荷として適当な質量に設定することで
両揺動体５１，５７間の最大ストロークが得られる共振
周波数を容易に一致させることができる。

【００４１】また、ラインヘッドを揺動することがない
ので、インク供給管や配線などによる振動系への悪影響
が無く、揺動系の質量は常に一定しているので、常に正
確なドットピッチで印字ができる。また、ラインヘッド
を揺動することがないので、ヘッドの前面をカバーした
り、インクの吸引を行うメンテナンス機構部１６の取付
けが容易に実現できる。また、ラインヘッドを揺動する
ことがないので、共通液室のインクが揺動して加速度が
作用することがないので、インクの飛翔不良が生じた
り、内圧変動による液適量の不揃いや飛翔ミスが発生す
ることもない。

【００４２】なお、この実施の形態では、電機子揺動体
を円筒状とし、界磁揺動体を丸棒状としてが必ずしもこ
れに限定するものではなく、電機子揺動体を角筒状と
し、それに対応して界磁揺動体を角柱状としてもよい。
また、電機子揺動体のコイル部の数およびそれに対応す
る界磁揺動体の磁極数は任意に設定できる。また、この
実施の形態では、印字台を電機子揺動体に固定したが必
ずしもこれに限定するものではなく、界磁揺動体に固定
したものであってもよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１及び２記載の発明によれば、ラ
インヘッドを固定し、印字台を揺動させることで、常に
正確で良好な印字ができると共に高精細高速印字が実現
でき、しかも駆動に必要な消費電力を低減でき、また、
ラインヘッドのノズルのメンテナンス機構の取付けが容
易に実現できる。

【００４４】また、請求項２記載の発明によれば、印字
台を固定した一方の揺動体の印字台を含めた質量とこの
揺動体を支持した弾性体とにより定まる固有振動数と、
他方の揺動体の質量とこの揺動体を支持した弾性体とに
より定まる固有振動数とを略等しく設定し、かつ、各揺
動体の駆動周波数も略等しくし設定しているので、高速
で印字台を駆動しても支点におけるゆらぎ振動がなく、
揺動体の振動を極めて少なくできるとともに、それに伴
い騒音も少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すシャトル式インクジ
ェットプリンタの全体構成図。

【図２】同実施の形態における印字台の構成を示す図。

【図３】同実施の形態における印字台の取付金具の構成
を示す図。

【図４】同実施の形態におけるシャトルモータへの印字
台の取付け状態を示す図。

【図５】同実施の形態におけるシャトルモータの構成を
一部切欠して示す斜視図。

【図６】同実施の形態におけるシャトルモータの構成を
示す縦断平面図。

【図７】同実施の形態における位置検出用スリット板の
構成を示す図。

【図８】同実施の形態におけるインクジェットノズルの
ピッチ、位置センサの出力、インク液滴の吐出し信号及
びドットピッチの関係を説明するための図。

【図９】同実施の形態における要部ブロック図。

【図１０】同実施の形態において印字台及び取付金具の
負荷分を考慮しない場合の電機子揺動体及び界磁揺動体
の振動周波数とストロークとの関係を示すグラフ。

【図１１】同実施の形態において印字台及び取付金具の
負荷分を考慮した電機子揺動体及び界磁揺動体の振動周
波数とストロークとの関係を示すグラフ。

【符号の説明】

５…用紙９…ラインヘッド１０…印字台１１…給紙モータ１３…シャトルモータ１４…揺動機構４６…第１の板ばね（第１弾性体）４７…第２の板ばね（第２弾性体）５１…電機子揺動体５７…界磁揺動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のインクジェットノズルをライン方
向に配列してなるラインヘッドと、このラインヘッドに
対向配置した印字台と、この印字台上に用紙を給紙する
と共にこの印字台上の用紙を印字動作に応動して紙送り
する給紙機構と、印字動作時前記印字台を用紙と共にこ
の用紙の紙送り方向とは直交する方向に揺動する揺動機
構とを備え、前記揺動機構は、両端部を１対の第１弾性体で支持した
電機子揺動体と、この電機子揺動体と同軸上に対向して
配置し、両端部を１対の第２弾性体で支持した界磁揺動
体とからなり、前記各揺動体の一方に前記印字台を固定
したことを特徴とするシャトル式インクジェットプリン
タ。
【請求項２】印字台を固定した一方の揺動体の印字台
を含めた質量とこの揺動体を支持した弾性体とにより定
まる固有振動数と、他方の揺動体の質量とこの揺動体を
支持した弾性体とにより定まる固有振動数とを略等しく
設定し、かつ、前記各揺動体の駆動周波数も略等しくし
設定したことを特徴とする請求項１記載のシャトル式イ
ンクジェットプリンタ。