(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査キャリッジ上に取り付けられたプリントヘッドと、
主走査方向及び上記主走査方向に対して略垂直なサブ走査方向に上記走査キャリッジ及び受像材料を互いに対して移動させる移動手段と、
上記走査キャリッジを上記主走査方向に案内する案内手段とを有するプリンタであって、
上記主走査方向における上記走査キャリッジの移動中に、上記案内手段に対して上記走査キャリッジを自動的に変位する変位手段を有することを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
上記走査キャリッジは、上記変位手段を用いて上記サブ走査方向に変位可能であることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
【請求項３】
上記走査キャリッジは上記サブ走査方向において略一定の位置を占有するように変位可能であることを特徴とする請求項２記載のプリンタ。
【請求項４】
少なくとも２つのプリントヘッドが上記走査キャリッジ上に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のプリンタ。
【請求項５】
広幅フォーマットの受像材料を印刷することに適合されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のプリンタ。
【請求項６】
上記変位手段は、上記走査キャリッジ及び上記案内手段に動作上接続された２つのアクチュエータを有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のプリンタ。
【請求項７】
上記走査キャリッジは、上記変位手段を用いて上記主走査方向及び上記サブ走査方向に対して略垂直な方向に変位可能であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載のプリンタ。
【請求項８】
プリントヘッドは、上記走査キャリッジ上にリリース式に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査キャリッジ上に取り付けられたプリントヘッド、走査キャリッジ及び受像材料を互いに対して主走査方向及び主走査方向に対して略垂直なサブ走査方向に移動する移動手段、及び、主走査方向に走査キャリッジを案内する案内手段を有するプリンタに関わる。
【０００２】
【従来の技術】
この種類のプリンタは、米国特許第５７７１０５０号から公知である。この公知のプリンタ中の移動手段は、サブ走査方向において例えば、一枚の紙のような受像材料をプリントヘッドに対して変位させるローラを含む。走査キャリッジは、コンベヤベルトを用いて一組の案内ロッド上で主走査方向に変位される。このプリンタのプリントヘッドは、主走査方向における走査キャリッジの走査パス中に複数のピクセル行が印刷されるよう、サブ走査方向に延在する線形の行のインクジェットプリント素子を有する。可能な限り可視の印刷アーチファクトを回避するために公知のプリンタは、サブ走査方向においてプリントヘッド及び受像材料が互いに対して占有する位置を各走査パスの前に調節する手段を具備する。これら手段は、受像材料上に設けられる位置合わせ精度マークを検出するためにプリントヘッド上に配置されたセンサを有する。更に、これら手段は、センサによって伝達される信号に依存して、受像材料に対するプリントヘッドの位置を変化させるアクチュエータを有する。各走査パスの後、位置合わせ精度マークがプリントヘッドを用いて受像材料上に印刷される。次に受像材料がサブ走査方向に変位される。受像材料が正確な距離にわたって変位される場合、センサは、所定の場所で位置合わせ精度マークを検出し、従って、印刷のためのピクセルの新しい行とプリントヘッドの行との間の距離が正しいことを確実にする。しかしながら、受像材料が正確な距離にわたって移動されない場合、センサは、測定された場所と位置合わせ精度マークの所定の場所との間で偏差を検出する。この結果として、プリントヘッドが受像材料に対して適当な位置を占有するまで、走査キャリッジに対してプリントヘッドをサブ走査方向に変位させるよう信号が伝達される。幾つかのピクセル行が後続する走査パスにおいて印刷され、その後新しい位置合わせ精度マークが受像材料上に印刷される。
【０００３】
公知のプリンタは、顕著な不都合な点を有する。各走査パスの前の受像材料に対するプリントヘッドの精密な調節にもかかわらず、可視の印刷アーチファクトが生じ得ることが分かり、これら印刷アーチファクトはプリントヘッドの印刷素子の一つの故障又は他の不正確な動作によるものではない。これらアーチファクトは、とりわけプリンタ荷重及び周囲条件に依存し得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、印刷アーチファクトを可能な限り回避するプリンタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このためには、請求項１記載の冒頭部分のプリンタが発明され、このプリンタは、主走査方向における走査キャリッジの移動中に案内手段に対して上記走査キャリッジを自動的に変位する変位手段を有することを特徴とする。このようにして上記印刷アーチファクトの相当部分が回避され得ることが分かる。このような印刷アーチファクトがどこで発生するか明確でないが、より綿密な検査は、走査キャリッジの移動中の案内手段上での走査キャリッジの案内を不正確にするために減少され得る幾つかのエラー源があることを示す。従って、走査移動中に走査キャリッジが案内手段に対して動く、例えば、わずかに斜めにすることが可能である。更に、案内手段自体、例えば、案内ロッド又は案内ロッドの組が完全に真直ぐでなくてもよい。最初はしばしば完全に真直ぐであるこの種類の案内ロッドは、熱的応力又は機械的ストレスにより、上記プリンタの組立後に大きい又は小さい程度で湾曲されてもよい。これら湾曲は幾つかの場合において恒久的な性質になる。一つ一つの偏差は、多くの場合重要でないが、これら偏差全てを一緒に合わせるとピクセルが不正確な位置に認知できるほどに印刷され、可視の印刷アーチファクトが生じるといった結果を招く。走査パス中に案内手段に対して走査キャリッジを自動的に即ち、プリンタ自身によって、変位する変位手段をプリンタに設けることによって、全てのこれら偏差が補正され得る。結果として、ピクセルが印刷アーチファクトが回避され得るよう正確な位置に印刷される。本発明によるプリンタの更なる利点は、正確な機械的調節をより少なく必要とすることである。走査キャリッジの案内における偏差は、走査キャリッジを変位することで常に補正され得る。これは、結果としてプリンタのための生産費用を節約させる。更に、従来技術から充分に公知の後処理が行われた支持表面によって支持されること無く、より精密でなく従ってより安価な案内手段、例えば、一組の比較的薄いロッドを使用し得る。
【０００６】
一つの好ましい実施例では、走査キャリッジはサブ走査方向に変位可能である。本実施例は、印刷素子印刷時間を調節することで補正され得ない全ての印刷アーチファクトを防止することが可能といった利点を有する。このようにして、比較的な簡単なプリンタで良いイメージを印刷することが可能となる。更なる好ましい実施例では、走査キャリッジは、サブ走査方向において考えられるような略一定の位置を占有するような方法で変位可能である。サブ走査方向における走査キャリッジの位置が本実施例における走査キャリッジの移動中に略一定で維持されるため、受像材料に対する走査キャリッジの位置もその方向において略一定で維持される。このようにして、主走査方向における走査キャリッジの移動中、少なくともサブ走査方向において走査キャリッジ上に取り付けられるプリントヘッドも受像材料に対して略一定の位置を占有する。これは、印刷されたイメージ中に可視の印刷アーチファクトが形成されることを簡単な方法で更に防止する。
【０００７】
一つの好ましい実施例では、少なくとも２つのヘッドが走査キャリッジ上に取り付けられる。本実施例では、本発明は夫々のヘッドに対する補正が単に走査キャリッジを案内手段に対して変位させることで同時に行われるといった更なる利点を提供する。これは、走査キャリッジ上に取り付けられる全てのプリントヘッドに対して、印刷アーチファクトにつながり得る相当の数の偏差を１つの動作で補正する比較的高価でない方法である。
【０００８】
更なる実施例では、プリンタは広幅フォーマットの受像材料に適合される。広幅フォーマットの受像材料、即ち、Ａ４よりも幅が広い受像材料の場合、走査キャリッジは比較的多量の距離にわたって移動される。結果として、プリンタは案内機構における偏差により感応である。ここでは本発明は、Ａ０のように非常に広い幅のフォーマットの場合においてさえもこれら偏差が変位手段を用いて補正され得るため、イメージの品質に対して悪影響を与えないといった特定の利点を提供する。
【０００９】
一実施例では、変位手段は、走査キャリッジ及び案内手段に動作上接続される２つのアクチュエータを有する。本実施例では、本発明によるプリンタは、簡単な方法で得られる。２つのアクチェータが主走査方向における走査キャリッジの２つの端に接続される場合、走査キャリッジの最大の変位が可能となる。アクチュエータは、電磁気、磁気歪、空気式、又は油圧アクチュエータを含む全ての電気機械的補助でもよい。しかしながら、比較的迅速に反応し、安定した偏向を有し、電子制御回路における使用を容易にする略線形のボルト／偏向特性を有するため、圧電アクチュエータを使用することが好ましい。圧電アクチュエータの中でも、セラミック多層アクチュエータ（ＣＭＡ）が多量の偏向を有し小さい作動電圧だけを要求するため特に好適である。
【００１０】
更なる実施例では、走査キャリッジは、変位手段を用いて、主走査方向及びサブ走査方向に対して略垂直な方向に変位可能である。このようにして、第３の方向（受像材料に対して略垂直）における偏差も補正され得る。各印刷素子の印刷時間を調節する代わりにこのようにして補正することは、プリンタにおけるデータ処理がより少ない荷重を受けるといった利点を提供する。更に、このようにして、例えば、送り表面における偏差又は受像材料自体の波形の結果として生じる受像材料における乱れが補正され得る。
【００１１】
更なる好ましい実施例では、プリントヘッドが走査キャリッジ上にリリース式に取り付けられる。プリントヘッドが置換可能な本実施例では、本発明は、プリントヘッドのリリース式な取り付けにおいて更なる調節手段を統合する必要がないといった更なる利点を提供する。例えば、受像材料が不正確に送られたためにプリントヘッドがサブ走査方向に変位されなくてはならない場合、これは、本発明による変位手段の補助で原則として行われ得る。原則として、補正手段を用いてこの補正及び／又は他の小さい補正を実施することが可能であり、この補正手段によって走査キャリッジに対するプリントヘッドの位置が例えば、上記引用された米国特許明細書から公知の方法で制御される。しかしながら、この米国特許明細書の実施例によるプリンタは、各プリントヘッドに対して複雑な調節手段が与えられなくてはならないといった不都合な点を有し、これは比較的高価である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明を以下の例を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１
図１は、インクジェットプリンタを示す図である。本実施例では、プリンタは、一枚の紙のような受像材料３を支持し４つのプリントヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄ（一つの色：黒、シアン、マゼンタ、及び黄色に対して一つずつ）の方向に送る２組のローラ１及び２を有する。ローラの組２は、モータ４によって駆動可能である。この場合、２つのローラのうち上にあるローラが矢印Ａの方向に活動的に駆動される。結果として、受像材料３は、プリントヘッドに対して移動され得るようサブ走査方向Ｙに変位され得る。走査キャリッジ５は、４つのプリントヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄを有し、ローラの組１及び２に対して平行な主走査方向Ｘに往復して移動され得る。この目的のために、コンベヤベルト６が走査キャリッジ５に固定され、それにより走査キャリッジ５はロッド７及び８によって形成される案内システム上で移動され得る。サブ走査方向Ｙ及び主走査方向Ｘにおける走査キャリッジの移動により、プリントヘッド４は受像材料３を完全に走査し得る。走査キャリッジは、その４つの最も外側のコーナに動作上接続される４つの支持部９を介して案内システムと摺動的な関係にある。これら各支持部にはピエゾアクチュエータが設けられ、このピエゾアチュエータを手段として走査キャリッジがロッド７及び８に対して変位され得る。このようにして走査キャリッジは、サブ走査方向Ｙにおいて並進して移動され得、更に面ＸＹにおいて回転される。方向Ｘに対して垂直な面における回転も可能である。このようにして、走査キャリッジ５の案内における偏差の全ての要求される補正を得ることが可能である。
【００１４】
４つのプリントヘッド夫々は、多数の印刷素子（図示せず）を有し、これら各印刷素子はノズルを備えたインクダクトを含む。各インクダクトは、そのダクト中の圧力を急速に増加させる手段を具備する。本実施例では、上記手段は、熱素子（図示せず）を有する。この素子の作動により、ガスバブルがダクト中で突然形成される。結果として生じる圧力の増加により、ノズルを通じて一滴のインクが受像材料３の方向に吐出される。このタイプのプリンタはバブルジェットプリンタとして公知であるが、このプリンタに本発明は制限されない。各プリントヘッドの熱素子が走査キャリッジ及び受像材料の互いに対する移動中にイメージの点で活性化される場合、個々のインク滴から作られるカラーイメージが受像材料上に形成される。この種類のインクジェットプリンタで受像材料が印刷されるとき、上記受像材料又はその一部は固定の場所に分割され、これら固定の場所はピクセル行及びピクセル列の通常の場を形成する。本実施例では、主走査方向に延在するピクセル行はサブ走査方向に延在するピクセル列に対して垂直である。結果となる別々の場所には一つ以上のインク滴が供給され得る。１単位の長さ当たりの場所の数は、印刷されたイメージの解像度として定義され、例えば、４００×６００d.p.i（１インチ（２．５４センチメートル）当たりのドット（dots  per  inch））として示される。
【００１５】
図２
図２では、プリントヘッド４の前部に幾つかのノズル１０が設けられ、これらノズルは非常に拡大されて示される。実際の実施例では、ノズルの数は、典型的に１プリントヘッド当たり２００乃至３００とより多くなる。本例では、プリントヘッド４は、２行のノズル１１及び１２を有し、これらノズルは、互いから量ｄ１（典型的に数ミリメートル）だけ離間されている。１行内のノズルは、１／３００インチ（０．００８４６６７センチメートル）に等しい量ｄ２だけ離間されている。つまり、１行のノズルの解像度は１インチ（２．５４ｃｍ）当たり３００ノズル（３００npi）である。連続するノズルが（行に対して主に平行な方向に）ｄ２の半分の量だけ離間されるように互いに対して夫々の行を移動させることで、結果となるプリントヘッドは６００npiの解像度を有する。
【００１６】
図３
図３は、サブ走査方向における走査キャリッジ５の補正を概略的に示す図である。同図は、４つのプリントヘッド４が設けられた走査キャリッジ５に対する案内として機能する単一のロッド７を示す。ロッド７は、完全に真直ぐでなく、これは図中、非常に誇張されたスケールで示される。図中、左から右に動くとして、受像材料３に対する１回の走査パス中の走査キャリッジ５の３つの位置が示される。ロッド７が真直ぐでないため、公知のプリンタが使用された場合、走査キャリッジ５は受像材料３に対して波動を実施し、印刷されたイメージに印刷アーチファクトが形成される。しかしながら、例示するようにプリンタには、サブ走査方向Ｙに走査キャリッジ５を変位する変位手段を具備する。本例では、変位手段は、ピエゾアクチュエータ（図示せず）を夫々具備する支持部９を有する。支持部９は、ロッド７に軸受１５によって接続される。軸受１５は、各方向においてロッド７に対して、支持部９による遊びから実質的に自由な移動を可能にする。これは、走査キャリッジ５とロッド７との間で全ての機械的ストレスが形成されることを防止する。
【００１７】
このプリンタでは、走査パス中の走査キャリッジ５の位置は、常にモニタされている。この目的のために、走査キャリッジ５には２つのセンサ２１及び２２が設けられる。これらセンサ夫々を用いて、走査キャリッジ５の位置が基準線２０に対して測定される。このプリンタでは、この基準線は、レーザ銃６０から投射されるレーザビームによって形成される。レーザビーム２０は印刷中続く。結果として、走査キャリッジ５の位置はどの時間においても測定され得る。走査キャリッジがレーザビーム２０に対して基準から逸れた位置を占有することをセンサが示す場合、センサは、対応するアクチュエータが活性化されるようその偏差に対応する信号を出射する。結果として、走査キャリッジ５は再び基準線２０を辿るよう案内手段７に対して変位される。ロッド７に対する走査キャリッジ５の第１の位置は、図の左側に示される。ロッド７の比較的多量の湾曲により、左側の支持部９の圧電アクチュエータは比較的多量の偏向を与えるよう非常に活性化される。このようにしてだけレーザビーム２０に対して良い位置が実現されることが可能である。走査キャリッジ５の第２の位置は、中央に示される。ここでは、ロッド７の偏差は非常に小さいため支持部９のピエゾアクチュエータは偏向されたとしても僅かである。図の右側には、第３の位置が示され、ここではアクチュエータは走査キャリッジ５がロッド７に対して変位されるよう活性化される。このようにして、走査キャリッジ５はサブ走査方向に略一定の位置を占有する。結果として、プリントヘッド４も受像材料３に対して可能な最も一定の位置を占有し、これは印刷アーチファクトの危険を最小化する。
【００１８】
本発明は、案内手段に対する走査キャリッジの変位がレーザビームによってモニタされるプリンタに制限されない。金属片を基準線として使用することも可能であり、センサは光学的、磁気的、超音波的、又は他の方法で作動する。従来技術から充分に公知の、接触型又は非接触型の他の方法も本発明によるプリンタにおいて使用され得る。
【００１９】
別の実施例では、走査キャリッジの位置は、受像材料の平坦な姿勢において全ての偏差を補正することが出来るよう受像材料及び／又は送り表面に対して測定される。サブ走査方向における補正、及び、走査キャリッジの速度又は吐出の瞬間の調節と組み合わせて、全ての方向における全ての偏差を補正することが可能である。
【００２０】
各プリンタにおける各走査パス上の走査キャリッジの位置を測定しそれに依存して、案内手段に対して走査キャリッジを変位する必要はない。固定の偏差、例えば、案内ロッドの最初の湾曲又は送り表面の湾曲だけが可視の印刷アーチファクトを結果としてもたらすことが非常に可能である。この場合、主走査方向における走査路の長さにわたる偏差の単一の測定が充分である。この測定をプリンタの組立後に行うことが可能となり、その後結果となるデータはプリンタのメモリに記憶される。その後、主走査方向における走査キャリッジの各走査パスでは、印刷アーチファクトを回避するために案内手段に対して走査キャリッジを変位させるよう上記データが使用され得る。
【００２１】
図４
図４は、プリンタのブロック図である。図示するように、プリンタの制御ユニット４０は、プリントヘッド制御ブロック５０、紙送り制御ブロック５１、走査キャリッジ制御ブロック５２、及び、ピエゾ制御ブロック５２を有する。本実施例では、ユニット４０はブロック５０乃至５３によって象徴的に示される機能を実施するためにプログラムされたマイクロコンピュータとして構成される。紙送り制御ブロック５１は、本実施例では、サブ走査方向Ｙに受像材料３を送る、モータ４によって駆動されるローラ２を有する、受像材料の送りシステムの動作を制御する。走査キャリッジ制御ブロック５２は、ロッド７及び８によって形成される案内手段上で主走査方向Ｘに走査キャリッジ５を往復させる走査手段（図示せず）、より特定的にはコンベヤベルトの作動を制御する。ピエゾ制御ブロック５３は、走査キャリッジの支持部９中のピエゾアクチュエータ（図示せず）の作動を制御する。示す実施例では、主走査方向における走査キャリッジの移動中のこの作動に対して、制御ユニット４０の一部を成すメモリ５４中に記憶されるデータが使用される。これらデータは、走査の長さ全体にわたる走査キャリッジの案内における正味の偏差を一度だけ測定することによって得られる。プリントヘッド制御ブロック５０は、受像材料３上にイメージが形成され得るよう走査キャリッジ５の移動中に４つのプリントヘッド４夫々の個々のノズル（図示せず）を制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタを示す図である。
【図２】プリントヘッドの前部を非常に拡大されたスケールで示す図である。
【図３】サブ走査方向における走査キャリッジの補正を示す図である。
【図４】プリンタのブロック図である。
【符号の説明】
１，２  ローラ
３  受像材料
４  モータ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  プリントヘッド
５  走査キャリッジ
６  コンベヤベルト
７，８  ロッド
９  支持部
１１，１２  ノズル
１５  軸受
２０  レーザビーム
２１，２２  センサ
４０  制御ユニット
５０  プリントヘッド制御ブロック
５１  紙送り制御ブロック
５２  走査キャリッジ制御ブロック
５３  ピエゾ制御ブロック
５４  メモリ
６０  レーザー銃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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