(57)【要約】【課題】印刷基板の送り幅の長さの誤差、特にウォーム式駆動機構の短周期変動に起因する誤差が、容易かつ信頼性の高い方法で回避可能であるプリンタを提供する。【解決手段】印刷基板を断続的に送るために印刷基板（１８）と係合する供給ローラ（１２）と、基板の経路（２２）に設けられるとともに基板（１８）の連続する送り幅で印刷される副画像から構成される画像を印刷するよう構成される印刷ヘッド（２０）と、供給ローラ（１２）と駆動的に接続されるウォーム歯車（１４）と、ウォーム歯車（１４）と噛合するウォーム（２４）と、ウォームを駆動するためのモータ（２６）と、送り幅の長さを制御するモータドライバ（３２）とを備える、プリンタであって、モータドライバ（３２）が、送り幅の長さを、ウォーム（２４）の一回転に相当する単位長さ（ΔＳ）の整数倍であるように制御するように適合されている、プリンタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷基板を断続的に送るために印刷基板（１８）と係合する供給ローラ（１２）と、基板の経路（２２）に設けられるとともに基板（１８）の連続する送り幅で印刷される副画像から構成される画像を印刷するよう構成される印刷ヘッド（２０）と、供給ローラ（１２）と駆動的に接続されるウォーム歯車（１４）と、ウォーム歯車（１４）と噛合するウォーム（２４）と、ウォームを駆動するためのモータ（２６）と、送り幅の長さを制御するモータドライバ（３２）とを備える、プリンタであって、
モータドライバ（３２）が、送り幅の長さ（Ｓ１、Ｓ２）を、ウォーム（２４）の一回転に相当する単位長さ（ΔＳ）の整数倍であるように制御するように適合されていることを特徴とする、プリンタ。
【請求項２】
モータドライバ（３２）が、プリンタの異なる印刷モードに応じて異なる長さ（Ｓ１、Ｓ２）の送り幅を生じさせるように適合されており、異なる長さ（Ｓ１、Ｓ２）がいずれも前記単位長さ（ΔＳ）の整数倍である、請求項１に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷基板を断続的に送るために印刷基板を係合する供給ローラと、基板の経路に設けられるとともに基板の連続する送り幅で印刷される副画像から構成される画像を印刷するよう構成される印刷ヘッドと、供給ローラに駆動的に接続されるウォーム歯車と、ウォーム歯車と噛合するウォームと、ウォームを駆動するためのモータと、送り幅の長さを制御するモータドライバとを備える、プリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャン型プリンタにおいて供給ローラは、印刷基板が印刷ヘッドによってスキャンされるために、紙またはその他の印刷基板を特定の方向で印刷ヘッドを通過させて送り込むためによく使用される。したがって、用紙が印刷ヘッドに対して相対的に動かされる紙送り速度または送り幅の長さは、高画質を得るためには高精度で制御されなくてはならない。たとえば、インクジェットプリンタの典型的な構成では、印刷ヘッドの通過ごとにいくつものピクセルラインによる画像の帯または副画像が用紙に印刷されるように、マルチノズル印刷ヘッドが、印刷基板を横断して紙が送られる方向に垂直な主走査方向に移動するキャリッジに取り付けられる。続いて、次の画像帯が前の帯と正確に隣接する位置で印刷可能であるように、用紙がその帯幅分送られる。この場合、隣接する画像帯が完全に「つなぎ合わされ」、重なったり隙間がないようにするために、紙の送り幅が十分な精度で制御されていなければならない。プリンタの解像度が６００ｄｐｉである場合、たとえば１ピクセルラインの幅はわずか４２μｍであり、紙の送り幅の長さにおいて許容される誤差はこれよりもさらに大幅に小さくなくてはならない。
【０００３】
ウォーム式駆動機構は伝達比が高く、そのためウォームの回転速度が供給ローラの回転速度より大幅に高いという長所を有する。その結果、供給ローラによる紙送り量は、ウォームのごくわずかの角度増分であり、ウォームの角度増分を測定することによって高精度の制御が達成される。
【０００４】
ウォームの回転速度と紙の送り速度との間には直線関係があることが理想的である。しかしながら実際には、たとえば供給ローラ、ウォーム歯車、および／またはウォームの偏心に起因するいくつかの周期的非線形性が生じる。供給ローラおよびウォーム歯車の偏心は、用紙の送り速度の長周期変動を生じさせ、これに起因する位置の誤差は適切な較正技術によって補償可能である。しかし、ウォームの偏心は短周期変動につながり、これは較正によって除去することがより難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、印刷基板の送り幅の長さの誤差、特にウォーム式駆動機構の短周期変動に起因する誤差が、容易かつ信頼性の高い方法で回避可能であるプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため本発明に係り、モータドライバが、送り幅の長さをウォームの一回転に相当する単位長さの整数倍であるように制御するように適合される。
【０００７】
これによって、基板の送り速度が依然として短周期変動を含むにもかかわらず、送り幅の長さは常に変動の周期性と共に記録されているため、この変動は送り幅の長さに影響を与えない。当然、送り幅の長さに関しては、この長さは印刷される帯の幅に高精度で適合されていなくてはならず、そのため印刷ヘッドの構造に依存し、また場合によっては使用される印刷モードにも依存するため、選択の幅は限られている。したがって本発明には、供給ローラの寸法およびその駆動機構、たとえば供給ローラの直径、ウォームの伝達比等が印刷ヘッドの構造に適合されるという構想が含まれる。
【０００８】
本発明のより詳細な特徴は従属請求項で説明される。
【０００９】
多くのプリンタは、異なる印刷モードで作動するよう適合されている。たとえば、１つの印刷モードとして、印刷基板の送り幅の長さが送り方向で印刷ヘッドの長さに対応するべく副画像全体が印刷ヘッドの単一パスで印刷される単一パスモードがある。マルチパスモードでは、副画像の画素の一部のみが第１パスで印刷され、その後基板は印刷ヘッドの全長の一部分のみ送られ、残りの部分または残りの画素は続くパスで印刷される。この場合、印刷ヘッドの構造および供給ローラの寸法と駆動機構は、異なる印刷モードでの送り幅の長さが全て単位長さの整数倍に相当するように、様々な印刷モードに適合されている。
【００１０】
好ましい実施形態を以下に図面と共に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示すように、プリンタ、たとえばインクジェットプリンタの回転ユニット１０は、共通軸１６を中心に共に回転するよう取り付けられる供給ローラ１２とウォーム歯車１４とを備える。回転ユニット１０が矢印Ａの方向で回転されると、印刷基板１８の用紙、たとえば紙が、印刷ヘッド２０に対して相対的に経路２２に沿って方向Ｂへ送られる。方向Ｂは、プリンタの副走査方向であり、主走査方向Ｃは、印刷ヘッド２０が基板の経路２２に対して垂直に前後して動く方向である。
【００１２】
ウォーム２４は、ウォーム歯車１４と噛合するよう取り付けられ、電動モータ２６により駆動される。ウォーム２４の方向ψへの回転による角度増分を検出するため、ディスク型エンコーダ２８がモータ２６の駆動軸３０に取り付けられる。一例として、エンコーダ２８は５００個の溝を有することが可能であり、これにより直交符号化を利用して、ウォームの角度増分を一回転あたり２０００の分解能で検出可能である。
【００１３】
ウォーム２４とウォーム歯車１４とによって形成されるウォームギアは、非常に小さい伝達比１／ｋ＜＜１を有し、これによりウォーム２４の比較的大きい角度変位によって基板１８は比較的小さい距離しか送られない。したがって原理上、エンコーダ２８は用紙送りを非常に高精度で微調整することを可能にする。数字ｋは好ましくは整数であり、これは回転ユニット１０を一回転させるために必要なウォーム２４の回転数を示す。したがって、ウォーム２４が３６０°回転（一回転）すると、基板１８は単位長さΔＳ＝πｄ／ｋ送られる。この時ｄは、供給ローラ１２の直径である。
【００１４】
モータドライバ３２は、エンコーダ２８により検出されるウォーム２４の角度増分を受け、印刷ヘッド２０が基板を横断する毎に基板１８が必要な長さ分送られるようにモータ２６を制御する。
【００１５】
図２および図３は、ウォーム歯車１４およびウォーム２４の断面図であり、ウォーム２４の偏心が基板の送り速度に与える影響を示す。ウォーム２４の幾何学的中心軸Ｘは破線で示され、ウォームの実際の回転軸Ｘ’は点線で示される。図面より明らかになるように、軸ＸとＸ’との間のわずかなずれが、ウォーム２４の特定の偏心を示す。
【００１６】
図２では、ウォームの幾何学的中心軸Ｘが、回転軸Ｘ’の上方に位置する。その結果、ウォーム２４が一定の角速度で軸Ｘ’を中心に回転すると、ウォーム歯車１４と噛合するウォームのはすば歯車はより大きい半径で動く。そのためウォーム歯車が平均速度または公称速度よりわずかに速く駆動される。反対に、図３に示す状態では、ウォーム２４は１８０°回転されて、幾何学的中心軸Ｘは回転軸の下方にあり、ウォーム歯車と噛合する歯はより小さい半径で動き、これによりウォーム歯車は公称速度より低い速度で駆動される。したがって、ウォーム２４の偏心によって、ウォーム歯車１４の速度、またこれにより基板１８の速度が変動し、この変動はウォーム２４の回転と同じ周期性を有する。
【００１７】
このことが図４に図解される。ここでは、実際の基板の変位Ｓの平均変位Ｓａｖｅ（ウォーム２４の一定の回転速度における）からの偏差Ｓ−Ｓａｖｅが、ウォーム２４の回転角度ψの関数として示される。
【００１８】
印刷ヘッド２０が基板を横断するよう動かされ、基板上に画像の帯を印刷すると、基板はこの帯の幅に正確に相当する長さの分（印刷される解像度より小さい誤差で）送られなくてはならない。この送り幅が駆動機構の特性を考慮せずに決定されてしまうと、印刷ヘッドに対する基板の相対的位置の誤差は、図４に示される偏差Ｓ−Ｓａｖｅにより当然生じるものとなり、必要な公差は得られない。
【００１９】
しかし本実施形態では、ウォーム２４を整数回回転させることにより、基板１８の必要な送り幅の長さが常に得られるように、印刷ヘッド２０および駆動機構の構成が相互に適合される。その結果、基板１８が連続的に送られると、基板１８の印刷ヘッド２０に対する相対的位置における誤差は常に同じであり、このためウォーム２４の偏心にも関わらず、印刷される帯幅どうしの相対的な位置における誤差は常に０となる。
【００２０】
換言すると、ウォーム２４の一回転により得られる基板の変位の単位長さΔＳ（図１）は、ウォームの偏心とは無関係であり、連続する印刷パス間の送り幅長さがこの単位長さΔＳの整数倍であれば、ウォームの偏心またはウォームの回転の周期を有するその他の変動は、印刷画像に不具合を生じさせることがない。
【００２１】
図５は、単一パス印刷モードを示す図である。印刷ヘッド２０は方向Ｂに設けられる直線配列された印刷要素３４、すなわちインクジェットプリンタの場合はノズル、を有する。印刷ヘッド２０に隣接して、基板１８の縁部分が第１印刷パスの端部位置に示される。ここには、各ノズルが基板上に画素３６を印刷している。続いて、基板１８は長さがＳ１＝２ｎΔｓ（ｎは整数）である送り幅の分送られ、１８’で示される位置に達する。その後、印刷ヘッド２０を基板を横断するように動かすことにより次の印刷経路が実施され、これにより別の帯の画素３８が、第１パスで印刷された画素３６の帯に正確に隣接して印刷される。実際には、印刷ヘッド２０に設けられる印刷要素３４の数は、図５に示されるより大幅に多いことが理解されるであろう。
【００２２】
図６は、図５と類似の図であり、２パス印刷モードを示す。第１印刷パスでは、いくつかの印刷要素３４のみが作動しており、このパスで印刷される画素３６の数は、印刷ヘッド上の印刷要素の数の約半分に相当する。印刷ヘッド２０の印刷要素３４の数は奇数であることに留意されたい。続いて、基板１８が、長さがＳ２＝ｎΔｓである送り幅の分、すなわち図５の送り幅長さＳ１の半分のみ、送られる。次の印刷パスは画素３８を作り出し、このうちのいくつかは先に印刷された画素３６と正確に交互配置される。続く送り幅および印刷パスは、連続的に画素４０、４２を作り出し、この画素は、副走査方向Ｂで、単一パスモードで得られることのできる解像度の２倍の解像度を有する画像を形成する。画素３６、３８、４０、４２の正確な相対的配置は、両印刷モードにおいて、送り幅の長さＳ１およびＳ２がΔＳの整数倍であることによって保証される。当業者であれば、この構想が、２つ以上のパスのマルチパスモードにも容易に応用可能であることが分かるであろう。
【００２３】
この変形実施形態では、ウォーム歯車１４の角度位置を検出するための検出システム（図示せず）が設けられ、ウォーム歯車１４または回転ユニット１０全体の偏心またはその他の不具合に起因する長周期誤差を修正または較正するように、モータドライバ３２が適合されていてもよい。続いて、送り幅の長さがΔＳの整数倍であるという条件は、送り幅の非修正長さにも適合し、修正は、ウォーム２４をわずかに追加的に前方または後方へ回転させることによって行われる。しかし、長周期変動を修正するために必要なこの追加的な回転の角度は比較的小さく、このような小さな角度変位に起因する短周期変動（図４）の影響は無視してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従ったプリンタの概略斜視図である。
【図２】ウォーム歯車およびウォームの断面図である。
【図３】ウォーム歯車およびウォームの異なる位置における断面図である。
【図４】印刷基板の送り速度における短周期変動をウォームの回転角度の関数として表す図である。
【図５】プリンタの印刷モードを示す図である。
【図６】プリンタの異なる印刷モードを示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  回転ユニット
１２  供給ローラ
１４  ウォーム歯車
１６  共通軸
１８  印刷基板
２０  印刷ヘッド
２２  経路
２４  ウォーム
２６  モータ
２８  エンコーダ
３０  駆動軸
３２  モータドライバ
３４  印刷要素
３６、３８、４０、４２  画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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