JPH0671947A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低密度のライン型インクジェットプリ
ンタを用いて高速高密度印字を行う。 【構成】 インクジェットヘッド１２にはインクジェッ
トノズル１３が比較的低密度で等間隔のドットピッチＰ
にて行方向に配列されている。このヘッド１２はキャリ
ッジ１６に担持され、キャリッジ１６は偏心送りカム１
８によって前記ドットピッチＰ間を更に分割した分割ピ
ッチｐで送り駆動することができる。一方、用紙１１は
送りローラ１９または戻しローラ２０によって所定量送
りあるいは戻し駆動され、各分割ドット位置において用
紙１１を動かしながら高密度印字を行う。

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、特にインクジェットノズルが低密度で配列されたイ
ンクジェットヘッドを用いて高密度ドット印字を可能と
するためのヘッド送り及び紙送り制御機構の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータあるいはワードプロセッサ
等の出力機器として用紙上に所望の文字・記号あるいは
数字等を出力するプリンタが広範囲に用いられており、
また近年においては、このようなプリンタは各種のバー
コード、ブロックコードその他のラベルプリンタとして
も用いられる。

【０００３】あらゆる文字フォントを任意のドット組み
合わせにてプリント可能なドットプリンタが近年主流と
なり、更にこのドットプリンタの中においても、インク
ジェットプリンタが無騒音、ドットの重ねが容易なこと
から良好な印字品質が得られることなどにおいて多くの
利点を有する。

【０００４】しかしながら、このようなインクジェット
プリンタは、インクジェットヘッドの構造が比較的精密
であるため、多数のインクジェットノズルを高密度で配
列することが困難であり、従来におけるインクジェット
プリンタとしては通常の場合シリアル型のプリンタがほ
とんどであった。このシリアルインクジェットプリンタ
によれば、単一のインクジェットノズルまたは列方向に
配列された複数のノズルを有するインクジェットヘッド
が用いられ、このヘッドを用紙に対して行方向に送り走
査して所望の印字作用が得られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシリアル型インクジェットプリンタでは、どうして
も全体の印字速度に制約があり、高速高密度印字を行う
ことができないという問題があった。このような高速高
密度印字を行うためには、従来ラインプリンタとして知
られている行方向に複数のドットを一度に印字できるヘ
ッドを設け、一行印字と紙送りとを交互に繰り返すこと
によって高速印字を行うことが好ましい。しかしなが
ら、このようなライン型プリンタをインクジェットプリ
ンタで実現するためには、行方向に高密度でインクジェ
ットノズルを配列しなければならず、実際上このような
構造は従来において困難であった。すなわち、インクジ
ェットプリンタでラインノズルヘッドを構成すると、高
密度配置のためにインク路が細くなり、この結果目詰ま
り及びインク噴射不良等が発生するという問題があっ
た。また、インク噴射のために、電歪素子を用いたプリ
ンタでは、高密度ノズル構造では各ノズル毎に必要な体
積変化を得るための電歪素子の変位量を確保した構造が
得られないという問題があった。

【０００６】このようなライン型プリンタの困難性を解
消するために、従来いくつかの提案がなされている。

【０００７】例えば、比較的低密度で行方向に配列され
たインクジェットヘッドを２段積層し、両ノズルの位置
を千鳥状にずらすことによって実質的に倍密度のライン
型プリンタを提供可能である。

【０００８】しかしながら、この二重積層ヘッドでは、
インクジェットノズルの総数は高密度ヘッドと同じにな
り、ヘッド全体の製造が複雑となり、低コストプリンタ
を得ることができないという問題があった。

【０００９】また、高密度化のためだけであれば、例え
ばインクノズルを斜めに配置してノズル間距離を開いて
精密加工を容易にしたり、あるいは複数のヘッドをピッ
チをずらして配置したりすることも考えられるが、いず
れの場合においても印字時におけるデータ処理が複雑に
なり、また、前述した従来装置と同様にノズル自体の数
が多いときには、構造が若干簡単になったとしても製造
コストの低減にはつながらず、実際上の装置としては実
現性が少なかった。

【００１０】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、インクジェットヘッド内のノ
ズル密度は比較的低密度でありながら、このヘッド全体
を行方向にドット間隔内で往復動させるいわゆるシャト
ル型プリンタとして構成することにより、低密度ノズル
ヘッドを用いながら、高速高密度印字を可能とした改良
されたインクジェットプリンタを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るインクジェットプリンタは、用紙に対
面した状態でキャリッジに担持され、複数のインクジェ
ットノズルが等間隔のドットピッチＰで行方向に配列さ
れたインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを
ドットピッチＰ内で行方向に所定分割ピッチｐ移動させ
るヘッド送り機構と、インクジェットヘッドが各分割ピ
ッチで定められる分割ドット位置に静止しているときに
用紙を所定の送り範囲内で送りまたは戻り制御する紙送
り機構と、を含むことを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係るインクジェットプリン
タは、用紙に対面した状態でキャリッジに担持され、複
数のインクジェットノズルが等間隔のドットピッチＰで
行方向に配列されたインクジェットヘッドと、インクジ
ェットヘッドをドットピッチＰ内で行方向に所定分割ピ
ッチｐ移動させるヘッド送り機構と、インクジェットヘ
ッドを所定の移動範囲内で列方向に移動するヘッド列方
向移動機構と、用紙を送り制御する紙送り機構と、を含
むことを特徴とする。

【００１３】

【作用】従って、本発明によれば、インクジェットヘッ
ドを所定の分割ドット位置に静止した状態で用紙を送り
方向に所定送り範囲で送り駆動し、次に、インクジェッ
トヘッドを分割ピッチｐだけ行方向に移動させ、この分
割ドット位置において用紙を戻り方向にやはり所定の送
り範囲を戻し、これを繰り返すことによって高密度で印
字を行うことを可能とした。

【００１４】更に、紙送り機構により用紙を所定の位置
に送り、インクジェットヘッドを分割ピッチｐだけ行方
向に移動させ、この分割ドット位置においてインクジェ
ットヘッドを所定の移動範囲内で行方向へ所定距離だけ
移動し、これを繰り返すことによって高密度で印字を行
うことを可能とした。

【００１５】この結果、本発明によれば、比較的低密度
のインクジェットノズル配置であっても、各ドットピッ
チＰ間を分割ドットピッチｐだけ移動できるので、十分
に高密度な印字を可能とした。

【００１６】特に、本発明によれば、従来のシャトル型
プリンタの原理は用いているが、その印字手順自体は各
分割ドット位置にてインクジェットヘッドを静止させた
状態で用紙の送りまたは戻り制御を所定範囲で行い、ま
たはこの分割ドット位置においてインクジェットヘッド
を行方向へ所定距離だけ移動制御し、従来のシャトル型
プリンタにおける用紙を固定した状態でヘッドをシャト
ル往復させる構造とは異なる原理が用いられている。

【００１７】また、本発明に係るプリンタは、特にバー
コードあるいはブロックコード等のラベル印刷には特に
好適である。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。

【００１９】（１）請求項１記載の発明の実施例 図１には、請求項１記載の発明に係るインクジェットプ
リンタの好適な実施例が示され、プラテン１０に沿って
用紙１１が矢印ａｂ方向に紙送りまたは戻り駆動されて
いる。本実施例において、プラテン１０はフラット板か
らなり、このプラテン１０に対して用紙１１を挟んでイ
ンクジェットヘッド１２が設けられている。そして、こ
のインクジェットヘッド１２は図示の如く複数のインク
ノズル１３が行方向ｃｄに沿って所定間隔で配列されて
いる。各ノズル１３の間隔は、等間隔のドットピッチＰ
で示されている。

【００２０】図１から明らかなように、本実施例におけ
る用紙１１はラベル用紙であり、ロール紙上に順次バー
コードラベル１１ａが剥離可能に配列されている。

【００２１】前記インクジェットヘッド１２は、２本の
ガイド軸１４，１５によって行方向に移動可能なキャリ
ッジ１６に固定されており、前記ドットピッチＰの範囲
内でキャリッジ１６はインクジェットヘッド１２を矢印
ｃｄ方向へ移動することができる。

【００２２】そして、このヘッド送り機構は、前記ドッ
トピッチＰ内で行方向ｃｄに対して所定分割ピッチｐだ
け移動させる機構からなり、実施例において、このヘッ
ド送り機構は、キャリッジ１６に常時矢印ｃ方向に付勢
力を与える付勢ばね１７とキャリッジ１６の左側壁１６
ａを押圧する送りカム１８とからなる。すなわち、キャ
リッジ１６はインクジェットヘッド１２を担持した状態
で常時付勢ばね１７によって矢印ｃ方向に付勢されてお
り、その位置は送りカム１８の角度により定められるこ
ととなる。従って、送りカム１８を偏心カム形状とし、
この偏心送りカム１８を詳細には図示していないが、パ
ルスモータあるいはロータリエンコーダによって実施例
においては９０°ずつ間欠送りすることにより、偏心送
りカム１８はキャリッジ１６の位置を前記ドットピッチ
Ｐ内に定められた４分割された分割ドット位置に移動制
御することができる。

【００２３】図２には、請求項１記載の発明におけるヘ
ッド送り機構の作用が示されており、図２Ａから順次
Ｂ，Ｃ，Ｄのように偏心送りカム１８が図のＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのように９０°ずつ回転することにより、キャリ
ッジ１６の位置が順次矢印ｄ方向へ分割ピッチｐずつ送
り駆動される状態が示されている。実施例において、例
えば前述したインクジェットヘッド１２内のノズル１３
のドットピッチＰを０．５ｍｍとした場合、図２に示さ
れる分割ドット位置は４分割ピッチｐすなわち０．１２
５ｍｍ毎の分割ピッチｐでキャリッジ１６、すなわちイ
ンクジェットヘッド１２を各分割ドット位置に送り駆動
することができる。

【００２４】従って、実施例において、０．５ｍｍドッ
トピッチの比較的低密度ノズル配列であっても、このイ
ンクジェットヘッド１２を前述したように１／４分割ド
ット位置に位置決めできることから、実際の印字密度を
高密度化することが可能となる。

【００２５】前記各分割ドット位置において、請求項１
記載の発明によれば、用紙１１はそのａ方向へ送りある
いは反対のｂ方向に戻り制御され、この送り範囲は実施
例のラベルプリンタにおいては、各ラベルの配列ピッチ
に設定されている。

【００２６】そして、このような用紙１１の往復移動を
行うため、本実施例においては、通常の紙送り機構が兼
用されており、実施例では送り及び戻しローラ１９，２
０が設けられ、これら両駆動ローラ１９，２０にはそれ
ぞれ用紙１１を挟んでテンションローラ２１，２２が所
定の押圧力を持って配置されている。

【００２７】従って、用紙１１を通常に紙送りする場
合、及びインクジェットヘッド１２の各分割ドット位置
において矢印ａ方向に印字送りするときには、ローラ１
９が用紙１１を所定の速度で所定送り量矢印ａ方向に送
り駆動する。このとき、ローラ２０はフリーかあるいは
所定のバックテンションを与えるために僅かな負荷を用
紙１１に与える。

【００２８】一方、用紙１１を戻り印字のために矢印ｂ
方向に戻すためには、ローラ２０が用紙１１を矢印ｂ方
向に戻り駆動し、このときローラ１９はフリーになるか
あるいは所定のバックテンションを与えるために用紙１
１に負荷を与える。

【００２９】図３は請求項１記載の発明によるラベル１
１ａの印字作用を示し、インクジェットヘッド１２のノ
ズル１３が分割ドット位置Ａにいるとき、用紙が矢印の
方向へ送り駆動されて印字ライン１０１に沿った印字が
行われる。そして、所定の送り範囲完了後、ヘッド１２
は偏心送りカム１８の９０°回転によってＢ位置へ矢印
ｄ方向に送り駆動され、ここで、用紙は矢印ｂ方向に戻
り駆動され、このとき、印字ライン１０２に沿った印字
が行われる。同様に、ヘッド１２が偏心送りカム１８に
よって順次分割ドット位置Ｃ，Ｄに送られ。用紙１１を
送り及び戻し駆動することにより、このときの印字ライ
ン１０３，１０４に沿った印字が行われる。このように
して、比較的低密度で配列されたインクジェットノズル
１３を用いながら、このドットピッチ間を行方向にヘッ
ド送りし、分割ドット位置にて所望の印字作用を可能と
したので、実際の印字を高密度化することが可能とな
る。

【００３０】前述した実施例は、請求項１記載の発明に
係るインクジェットプリンタをラベルプリンタとして用
いた実施例であるが、本発明はもちろん通常の文字・記
号あるいは数字データも同様に高密度で印字することが
でき、図４には１ページ分のデータを記憶するページメ
モリをもった本発明に係るインクジェットプリンタの制
御回路図が示されている。

【００３１】図において、インクジェットヘッド１２は
その行方向の移動を偏心送りカム１８で行うため、送り
カム１８をパルスモータ３０によって駆動し、ＣＰＵ３
１が駆動回路３２を介してこのモータ３０の駆動制御を
行っている。印字データはページメモリ３３内に記憶さ
れており、その内容は図５に示すように、行×列が１６
００×２２４０のメモリセルを有し、１ページ分のドッ
ト情報を内部に記憶している。ＣＰＵ３１はページメモ
リ３３から必要な１行分のデータ、すなわち、インクジ
ェットノズル１３が静止位置決めされた分割ドット位置
に対応する行データをページメモリ３３から読み出し、
これを行レジスタ３４に記憶し、この行レジスタ３４の
内容によってインクジェットヘッド１２のインク噴射が
制御される。

【００３２】ＣＰＵ３１は、更に駆動回路３５を介して
モータ３６を駆動制御し、これによって前述した送り及
び戻しローラ１９，２０を回転駆動して用紙１１の送り
位置を定める。

【００３３】図６には、本実施例における印字動作がフ
ローチャートで示されている。

【００３４】ステップＳＴ１において、インクジェット
ノズル１３は左端の位置Ａにあり、このときＣＰＵ３１
がページメモリ３３からメモリの１行の左端から順次４
列おきのデータを読み出して行レジスタ３４に記憶す
る。そして、インクジェットヘッド１２は全ノズル１３
に対して行レジスタ３４の内容にしたがってジェット噴
射制御を行い（ＳＴ２）、次に、印字完了後にＣＰＵ３
１はこの印字がページメモリ３３の最終行か否かの判定
を行う（ＳＴ３）。ページメモリ３３の内容が最終行で
ない場合、ＣＰＵ３１はモータ３６によってローラ１
９，２０を送り駆動してメモリ３３の１行分の紙送りを
行う（ＳＴ４）。そして、再びＣＰＵ３１はこの新たな
行の左端から順に４列おきのデータを読み出して（ＳＴ
５）、これを行レジスタ３４に送り、再びＳＴ２におい
て印字を行う。以上の作用を順次繰り返し、これによっ
て、分割ドット位置Ａにおける１ページ分の４列おきの
印字が完了することとなる。この状態は、図７の用紙１
１上における印字ライン２０１として示されている。

【００３５】ステップ３（ＳＴ３）において、分割ドッ
ト位置Ａの最終行までの印字が完了すると、ＣＰＵ３１
はモータ３０によって偏心送りカム１８を９０°回転さ
せ、ヘッド１２を１列分右へ移動する（ＳＴ６）。これ
によって、ヘッド１２のノズル１３は分割ドット位置Ｂ
に移動したこととなる。そして、この分割ドット位置Ｂ
においても、ページメモリ３３の最終行の左端から２列
目の以下４列おきのデータが読み出され、行レジスタ３
４に記憶される（ＳＴ７）。この状態で、ＣＰＵ３１は
インクジェットヘッド１２に印字指令を行い（ＳＴ
８）、次にこの印字行がページメモリ３３の第１行か否
かの判定を行う（ＳＴ９）。このときの印字が第１行で
ない場合、ＣＰＵ３１はモータ３６に駆動指令を与え、
ローラ１９，２０を用いてページメモリ３３の１行分、
用紙１１を戻し送りする（ＳＴ１０）。そして、次の行
において再びステップ７（ＳＴ７）と同様に新たなデー
タが読み出され（ＳＴ１１）、これを印字する（ＳＴ
８）。そして、この印字ラインは図７の符号２０２で示
される如く、分割ドット位置Ｂにおける１ページ分の列
印字を示す。

【００３６】そして、印字行２０２がページメモリ３３
の第１行に到達すると、ヘッド１２はページメモリ３３
の１列分右へ移動され、次の分割ドット位置Ｃに移行す
る（ＳＴ１２）。

【００３７】以上のようにして、再び分割ドット位置Ｃ
にて用紙１１が紙送りされ、次に分割ドット位置Ｄにて
用紙が戻し送りされ、所望の印字ライン２０３，２０４
の印字が完了し、これによって低密度ヘッドを用いた高
密度印字が完了する。

【００３８】この実施例によれば、例えばＡ４サイズ
（２８０ｍｍ）を印字するために、ヘッド１２の印字周
期を０．２ｍｍ秒とすると、 ｛（０．２ｍｓ×８ドット／ｍｍ）×２８０（ｍｍ）｝
×４＝１．７９２（秒） となり、１ページを約５秒で印字することが可能とな
る。

【００３９】（２）請求項２記載の発明の実施例 図８は、請求項２記載の発明に係るインクジェットプリ
ンタの好適な実施例を示す斜視図である。なお、図１と
同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００４０】インクジェットプリンタは、垂直方向に伸
びる４本のガイド軸４０、４１、４２、４３を有してお
り、これらのガイド軸４０、４１、４２、４３により正
面視コ字状のスライドガイド４４が上下ａｂ方向に案内
されるようになっている。そして、スライドガイド４４
は、上下に配置されたプーリ４５、４６に巻回されたタ
イミングベルト４７に固定されており、プーリ４６には
ステップモータ４８が接続されている。従って、ステッ
プモータ４８が所定量回転することによりタイミングベ
ルト４７がａｂ方向に所定量回転し、タイミングベルト
４７の所定量回転によりスライドガイド４４が上下ａｂ
方向へガイド軸４０、４１、４２、４３に沿って所定距
離だけ摺動するようになっている。なお、ガイド軸４
０、４１、４２、４３、プーリ４５、４６、ステップモ
ータ４８及びスライドガイド４４によりヘッド列方向移
動機構が構成されている。

【００４１】そして、スライドガイド４４には、２本の
ガイド軸１４，１５がほぼ水平かつ平行に支持されてお
り、これらのガイド軸１４，１５によりインクジェット
ヘッド１２がｃｄ方向へ摺動自在に支持されており、前
記ドットピッチＰの範囲内でキャリッジ１６はインクジ
ェットヘッド１２を矢印ｃｄ方向へ移動し得るようにな
っている。

【００４２】そして、このヘッド送り機構は、前記ドッ
トピッチＰ内で行方向ｃｄに対して所定分割ピッチｐだ
け移動させる機構からなり、本実施例において、このヘ
ッド送り機構は、キャリッジ１６に常時矢印ｃ方向に付
勢力を与える一端をスライドガイド４４に固定された付
勢ばね１７とキャリッジ１６の左側壁１６ａを押圧する
送りカム１８とからなる。すなわち、キャリッジ１６は
インクジェットヘッド１２を担持した状態で常時付勢ば
ね１７によって矢印ｃ方向に付勢されており、その位置
は送りカム１８の角度により定められることとなる。従
って、送りカム１８を偏心カム形状とし、この偏心送り
カム１８を詳細には図示していないが、パルスモータあ
るいはロータリエンコーダによって実施例においては９
０°ずつ間欠送りすることにより、偏心送りカム１８は
キャリッジ１６の位置を前記ドットピッチＰ内に定めら
れた４分割された分割ドット位置に移動制御し得るよう
になっている。

【００４３】次ぎに、本実施例の作用について説明す
る。

【００４４】ラベル１１ａ印字を行う場合、インクジェ
ットヘッド１２のノズル１３が分割ドット位置Ａにいる
とき、ステップモータ４８の回転により回動されるタイ
ミングベルト４７によりスライドガイド４４が垂直方向
へ移動される。そして、スライドガイド４４が矢印の方
向へ移動されて印字ライン１０１に沿った印字が行われ
る。そして、スライドガイド４４の所定距離移動後、ヘ
ッド１２は偏心送りカム１８の９０°回転によってＢ位
置へ矢印ｄ方向に送り駆動され、ここで、スライドガイ
ド４４は矢印ｂ方向に移動され、このとき、印字ライン
１０２に沿った印字が行われる。同様に、ヘッド１２が
偏心送りカム１８によって順次分割ドット位置Ｃ，Ｄに
送られ。スライドガイド４４を矢印ａ方向またはｂ方向
に移動することにより、このときの印字ライン１０３，
１０４に沿った印字が行われる。このようにして、比較
的低密度で配列されたインクジェットノズル１３を用い
ながら、このドットピッチ間を行方向にヘッド送りし、
分割ドット位置にて所望の印字作用を可能としたので、
実際の印字を高密度化することが可能となる。

【００４５】従って、本実施例においては、請求項１記
載の発明の実施例とは異なり、用紙１１の往復移動を行
う必要がなくなり、ヘッド１２を機械的に移動して、繰
り返し精度を向上し、印字品位が良くなる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高密度の印字を製造が容易で安価な低密度のライン型の
インクジェットヘッドを使用して行うことが可能とな
り、高速高密度印字を簡単な構造のヘッドにて行うこと
が可能となる。従って、本発明によれば、高速印字を小
電力で行えるため、電池駆動され小型化されたインクジ
ェットプリンタを提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に係るインクジェットプリ
ンタの好適な実施例を示す要部斜視図である。

【図２】実施例におけるヘッドの行方向移動作用を示す
説明図である。

【図３】実施例においてラベル印刷を行うときのヘッド
送りと紙送りの状態を示す説明図である。

【図４】本発明の好適な印字制御回路のブロック図であ
る。

【図５】図４におけるページメモリの一例を示す説明図
である。

【図６】図４の制御回路を駆動するためのフローチャー
トである。

【図７】図６のフローチャートに従った１ページ分の印
字作用を示す説明図である。

【図８】請求項２記載の発明に係るインクジェットプリ
ンタの好適な実施例を示す要部斜視図である。

【符号の説明】 １０ プラテン １１ 用紙 １２ インクジェットヘッド １３ インクジェットノズル １４、１５ ガイド軸 １６ キャリッジ １７ 付勢ばね １８ 偏心送りカム １９ 送りローラ ２０ 戻しローラ ４０、４１、４２、４３ ガイド軸 ４４ スライドガイド４４ ４５、４６ プーリ ４８ ステップモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8804−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/12 Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙に対面した状態でキャリッジに担持
   され、複数のインクジェットノズルが等間隔のドットピ
   ッチＰで行方向に配列されたインクジェットヘッドと、 インクジェットヘッドをドットピッチＰ内で行方向に所
   定分割ピッチｐ移動させるヘッド送り機構と、 インクジェットヘッドが各分割ピッチで定められる分割
   ドット位置に静止しているときに用紙を所定の送り範囲
   内で送りまたは戻り制御する紙送り機構と、 を含むことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 用紙に対面した状態でキャリッジに担持
   され、複数のインクジェットノズルが等間隔のドットピ
   ッチＰで行方向に配列されたインクジェットヘッドと、 インクジェットヘッドをドットピッチＰ内で行方向に所
   定分割ピッチｐ移動させるヘッド送り機構と、 インクジェットヘッドを所定の移動範囲内で列方向に移
   動するヘッド列方向移動機構と、 用紙を送り制御する紙送り機構と、 を含むことを特徴とするインクジェットプリンタ。