(57)【要約】【課題】印刷品質を確保しながら印刷の高速化を図る。【解決手段】円筒状のドラム３０に所定角度間隔θを隔てて３つのラインヘッド３２〜３６を配置すると共に搬送ローラ２４ａ〜２４ｃによりドラム３０の外周に沿って記録用紙が円弧状に搬送されるよう搬送ガイド２６を設ける。そして、印刷用データを記録用紙の印刷領域のうちラインヘッド３２が印刷を受け持つ上段領域とラインヘッド３４が印刷を受け持つ中段領域とラインヘッド３６が印刷を受け持つ下段領域の３つの領域に分割し、分割した印刷用データに基づいてラインヘッド３２〜３６から同時にインク滴が吐出されるよう制御する。この結果、印刷品質を確保しながら印刷の高速化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに液体を吐出して印刷を行なう液体吐出装置であって、
前記ターゲットを円弧状に搬送する搬送手段と、
所定サイズのターゲットの幅をカバーするようライン状に複数のノズルが形成され、前記搬送手段により搬送されるターゲットに対向する位置に該ターゲットの搬送方向に所定角度間隔隔てて複数配置されたラインヘッドと、
印刷が指示されたとき、前記ターゲットと前記複数のラインヘッドとの相対的な位置を順次移動させながら前記ターゲットに印刷すべき領域のうち前記複数のラインヘッドが各々異なる印刷領域を受け持って該複数のラインヘッドの各々から対応する印刷領域に同時に液体が吐出されて印刷が行なわれるよう前記搬送手段と前記複数のラインヘッドとを制御する制御手段と
を備える液体吐出装置。
【請求項２】
前記複数のラインヘッドは、円筒状または半円筒状のドラムに所定角度間隔を隔てて配置されてなる請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ターゲットと前記ドラムの少なくとも一方を移動させることにより該ターゲットと前記複数のラインヘッドとの相対的な位置を順次移動させる手段である請求項２記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記複数のラインヘッドは、前記複数のノズルの吐出口が水平方向に対して重力側の方向に向くよう配置されてなる請求項１ないし３いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記複数のラインヘッドは、円筒状のドラムに全周に亘って配置されてなる請求項１ないし３いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記複数のラインヘッドは、該複数のラインヘッドの各々と前記ターゲットとの距離が略均一となるよう配置されてなる請求項１ないし５いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記ドラムは、円筒軸が水平方向となるよう配置されてなる請求項１ないし６いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記ドラムは、円筒軸が垂直方向となるよう配置されてなる請求項１ないし６いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置に関し、詳しくは、ターゲットに液体を吐出して印刷を行なう液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液体吐出装置としては、所定サイズの用紙の幅の分だけ多数のノズルがライン状に形成されたラインヘッドを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この液体吐出装置では、用紙の幅方向のインク滴の吐出を一度に行なうことができるから、用紙の幅方向にヘッドを走査しながらインク滴を吐出するシリアルヘッド式の液体吐出装置に比して印刷品質は確保しながら印刷をより高速化することができる。
【特許文献１】特開２００６−６９１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、近年、液体吐出装置における印刷の高速化に対する要求は益々高まってきており、印刷の高速化は重要な課題として考えることができる。また、印刷の高速化に対する要求の一方で、液体吐出装置自体をコンパクトなものとすべき要請もある。
【０００４】
本発明の液体吐出装置は、印刷の高速化を図ると共に装置をコンパクトなものとすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液体吐出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、
ターゲットに液体を吐出して印刷を行なう液体吐出装置であって、
前記ターゲットを円弧状に搬送する搬送手段と、
所定サイズのターゲットの幅をカバーするようライン状に複数のノズルが形成され、前記搬送手段により搬送されるターゲットに対向する位置に該ターゲットの搬送方向に所定角度間隔隔てて複数配置されたラインヘッドと、
印刷が指示されたとき、前記ターゲットと前記複数のラインヘッドとの相対的な位置を順次移動させながら前記ターゲットに印刷すべき領域のうち前記複数のラインヘッドが各々異なる印刷領域を受け持って該複数のラインヘッドの各々から対応する印刷領域に同時に液体が吐出されて印刷が行なわれるよう前記搬送手段と前記複数のラインヘッドとを制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の液体吐出装置では、ターゲットを円弧状に搬送する搬送手段と、所定サイズのターゲットの幅をカバーするようライン状に複数のノズルが形成され搬送手段により搬送されるターゲットに対向する位置に搬送方向に所定角度間隔隔てて複数配置されたラインヘッドとを設け、印刷が指示されたときに、ターゲットと複数のラインヘッドとの相対的な位置を順次移動させながらターゲットに印刷すべき領域のうち複数のラインヘッドが各々異なる印刷領域を受け持って複数のラインヘッドの各々から対応する印刷領域に同時に液体が吐出されて印刷が行なわれるよう搬送手段と複数のラインヘッドとを制御する。ここで、各ラインヘッドは受け持つ領域が決まっているから、１つのラインヘッドでターゲットの全域に流体を吐出しなければならない場合に比してターゲットとヘッドとの相対移動に要する時間が短くなる。したがって、従来に比べて印刷速度が向上する。また、ターゲットを円弧状に搬送すると共に搬送されたターゲットに対向する位置に所定角度間隔を隔ててラインヘッドを複数配置するから、装置自体をよりコンパクトなものとすることができる。
【０００８】
こうした本発明の液体吐出装置において、前記複数のラインヘッドは、円筒状または半円筒状のドラムに所定角度間隔を隔てて配置されてなるものとすることもできる。こうすれば、複数のラインヘッドの配置をより容易なものとすることができる。この態様の本発明の液体吐出装置において、前記制御手段は、前記ターゲットと前記ドラムの少なくとも一方を移動させることにより該ターゲットと前記複数のラインヘッドとの相対的な位置を順次移動させる手段であるものとすることもできる。
【０００９】
また、本発明の液体吐出装置において、前記複数のラインヘッドは、前記複数のノズルの吐出口が水平方向に対して重力側の方向に向くよう配置されてなるものとすることもできるし、前記複数のラインヘッドは、円筒状のドラムに全周に亘って配置されてなるものとすることもできる。前者の場合、印刷品質をより向上させることができ、後者の場合、印刷をより高速化することができる。
【００１０】
さらに、本発明の液体吐出装置において、前記複数のラインヘッドは、該複数のラインヘッドの各々と前記ターゲットとの距離が略均一となるよう配置されてなるものとすることができる。こうすれば、印刷品質をより向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の液体吐出装置において、前記ドラムは、円筒軸が水平方向となるよう配置されてなるものとすることもできるし、前記ドラムは、円筒軸が垂直方向となるよう配置されてなるものとすることもできる。前者の場合、ラインヘッドからの液体の吐出を安定して行なうことができ、後者の場合、装置の水平方向の幅をよりコンパクトなものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態としての液体吐出装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、液体吐出装置２０が備えるラインヘッド３２の外観を示す外観図である。本実施形態の液体吐出装置２０は、インクジェットプリンタとして構成されており、図１に示すように、給紙トレイ２２と、給紙トレイ２２上の記録用紙を取り込んで給紙する給紙ローラ２３と、ステップモータ２９により回転駆動され記録用紙を搬送する搬送ローラ２４ａ〜２４ｃと、搬送される記録用紙をガイドする搬送ガイド２６と、円筒状のドラム３０に配置され搬送ガイド２６によるガイドを伴って搬送された記録用紙にインク滴を吐出する３つのラインヘッド３２〜３６と、排紙トレイ２８と、印刷後の記録用紙を排紙トレイ２８に排紙する排紙ローラ２７と、装置全体をコントロールするコントローラ４０とを備える。
【００１４】
ラインヘッド３２は、図２に示すように、多数（ｎ個）のノズルが所定の用紙サイズ（例えばＡ４サイズやＡ３サイズなど）の記録用紙の幅の分だけライン状に形成されたものとして構成されている。なお、図２には、ラインヘッド３２のみ示したが、ラインヘッド３４，３６も同一の構成により形成されている。このラインヘッド３２〜３６が配置されたドラム３０には、溶媒としての水に着色剤としての染料または顔料を含有したシアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色のインクが個別に充填された図示しないインクカードリッジが収容されており、インクカードリッジから供給される各色のインクを対応するノズルから吐出できるようになっている。なお、ラインヘッド３２〜３６からインク滴を吐出させる手法としては、圧電素子（ピエゾ素子）に電圧を作用させることによりこの圧電素子を変形させてインク滴を吐出するピエゾ方式やヒータなどの発熱抵抗体に電圧を作用させてインクを過熱させることにより気泡を発生させこの気泡によりインクを加圧してインク滴を吐出するサーマルインクジェット方式などを用いることができる。
【００１５】
また、ラインヘッド３２〜３６は、図１に示すように、水平方向に軸が配置された円筒状のドラム３０に互いに所定角度間隔θを隔てて且つノズルの吐出口が水平方向に対して重力側の方向を向くよう配置されており、記録用紙の搬送方向に対してそれぞれ異なる印刷エリアを受け持っている。ラインヘッド３２〜３６がそれぞれ受け持つ印刷エリアの一例を図３に示す。図示するように、ラインヘッド３２は記録用紙の印刷領域のうちの上段領域を印刷エリアとし、ラインヘッド３４は記録用紙の印刷領域のうちの中段領域を印刷エリアとし、ラインヘッド３６は記録用紙の印刷領域のうちの下段領域を印刷領域となるよう設定されている。
【００１６】
搬送ガイド２６は、搬送ローラ２４ａ〜２４ｃによりドラム３０の外周に沿って記録用紙が円弧状に搬送されるようガイドすると共に記録用紙が３つのラインヘッド３２〜３６と対向する位置にまで搬送されたときに記録用紙と３つのラインヘッド３２〜３６の各々との距離が略均一となるよう構成されている。
【００１７】
コントローラ４０は、図１に示すように、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に、各種処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、データを書き込み消去可能なフラッシュメモリ４８と、外部機器と情報のやり取りを行なうインタフェース（Ｉ／Ｆ）４９と、図示しない入出力ポートとを備える。ＲＡＭ４６には、印刷バッファ領域が設けられており、この印刷バッファ領域には、ユーザＰＣ１０からインタフェース（Ｉ／Ｆ）４９を介して受信した印刷用データを記憶することができるようになっている。コントローラ４０には、操作パネル３９からの各種操作信号などが入力ポートを介して入力されており、コントローラ４０からは、３つのラインヘッド３２〜３６への駆動信号やステップモータ２９への駆動信号，操作パネル３９への出力信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、操作パネル３９は、ユーザからの各種の指示を入力すると共に状態を表示出力するためのデバイスであり、図示しないが各種の指示に対応する文字，図形または記号が表示されるディスプレイやユーザが各種操作を行なうためのボタン類が設けられている。
【００１８】
次に、こうして構成された本実施形態の液体吐出装置２０の動作について説明する。図４は、コントローラ４０のＣＰＵ４２により実行される印刷処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ユーザＰＣ１０などから送られＲＡＭ４６に形成された印刷バッファ領域に印刷用データが格納されているときに実行される。
【００１９】
印刷処理ルーチンが実行されると、コントローラ４０のＣＰＵ４２は、まず、ＲＡＭ４６の印刷用バッファ領域に格納されている印刷用データをラインヘッド３２〜３６毎の印刷エリア単位で分割すると共に（ステップＳ１００）、給紙トレイ２２から記録用紙を給紙し（ステップＳ１１０）、印刷エリア単位で分割された印刷用データに基づいて各ラインヘッド３２〜３６を駆動する（ステップＳ１２０）。続いて、印刷が完了したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。いま、印刷を開始した直後を考えているから、ステップＳ１３０では否定的な判定がなされ、１ドット分だけ紙送りを行なう共に（ステップＳ１４０）、各ラインヘッド３２〜３６を駆動する制御を繰り返す（ステップＳ１２０）。なお、この処理に代えて、記録用紙にドットが所定の解像度（例えば、３６０ｄｐｉの解像度）で形成されるよう記録用紙を一定速度で連続的に紙送りすると共にインク滴が吐出されるよう各ラインヘッド３２〜３６を駆動するものとしてもよいことは勿論である。そして、印刷が完了すると、印刷後の記録用紙を排紙トレイ２８へ排紙して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。図５に、３つのラインヘッド３２〜３６を用いて記録用紙に印刷する際の様子を示す。図中２桁の数字を含む丸はドットの記録位置を示し、丸の中の左側の数字はラインヘッド３２〜３６のうちいずれが使用されたか（図中「１」はラインヘッド３２が使用されたことを示し、図中「２」はラインヘッド３４が使用されたことを示し、図中「３」はラインヘッド３６が使用されたことを示す）を示し、丸の中の右側の数字は記録された順番を示す。このように、印刷用データをラインヘッド３２〜３６がそれぞれ受け持つ印刷エリア毎に分割し、この分割した印刷用データに基づいてラインヘッド３２〜３６を同時に駆動するのである。このとき、印刷中に記録用紙を搬送する距離としては、各印刷エリアの長さ（用紙サイズの縦方向の長さの１／３）にシアンノズル列からブラックノズル列までの長さを加算した値となるため、１つのヘッドユニットで印刷する場合に比べて約１／３になる。印刷中の記録用紙の搬送は、給紙時と排紙時の記録用紙の搬送に比べて高い搬送精度が要求され、その搬送速度は遅くなるから、印刷中の記録用紙の搬送距離を短くすることにより、印刷を高速化することができる。
【００２０】
以上説明した本実施形態の液体吐出装置２０によれば、円筒状のドラム３０に所定角度間隔θを隔てて複数のラインヘッド３２〜３６を配置すると共に搬送ローラ２４ａ〜２４ｃにより記録用紙がドラム３０の外周に沿って円弧状に搬送されるよう搬送ガイド２６を配置し、ラインヘッド３２〜３６各々が受け持つ印刷エリアが同時に印刷されるようラインヘッド３２〜３６を駆動制御するから、高い搬送精度が要求される印刷中の紙送りの距離を短くすることができ、印刷品質を確保しながら印刷をより高速化することができる。
【００２１】
ここで、本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本実施形態では、搬送ローラ２４ａ〜２４ｃと搬送ガイド２６とが「搬送手段」に相当し、円筒状のドラム３０に配置された３つのラインヘッド３２〜３６が「ラインヘッド」に相当し、図４の印刷処理ルーチンを実行するコントローラ４０が「制御手段」に相当する。
【００２２】
本実施形態の液体吐出装置２０では、紙送りを伴ってラインヘッド３２〜３６を駆動するものとしたが、紙送りに代えてドラム３０の回転軸にモータを取り付けてドラム３０の回転を伴ってラインヘッド３２〜３６を駆動するものとしてもよいし、紙送りとドラム３０の回転とを伴ってラインヘッド３２〜３６を駆動するものとしてもよい。後者の場合、印刷品質は若干悪化するものの、印刷を更に高速化することができる。
【００２３】
本実施形態の液体吐出装置２０では、円筒状のドラム３０にラインヘッド３２〜３６を配置するものとしたが、円筒状のドラム３０に限定されるものではなく、複数のラインヘッドを断面が円弧状の半円筒状ドラムに配置するものとしてもよい。
【００２４】
本実施形態の液体吐出装置２０では、ラインヘッド３２〜３６を所定の用紙サイズの記録用紙の幅の分だけ一本のラインとなるよう多数のノズルを配置して構成するものとしたが、図６の変形例に示すように、比較的少数のノズルを記録用紙の幅方向に配置してなる複数のヘッド１３２ａ〜１３２ｅを千鳥状に配置することによりラインヘッド１３２を構成するものとしてもよい。
【００２５】
本実施形態の液体吐出装置２０では、ラインヘッド３２〜３６を備えるドラム３０の円筒軸を水平方向となるよう配置するものとしたが、これに限定されるものではなく、垂直方向となるよう配置するなどとしてもよい。これにより、装置の横幅をよりコンパクトなものとすることができる。
【００２６】
本実施形態の液体吐出装置２０では、円筒状のドラム３０に水平方向に対して下方を向くよう３つのラインヘッド３２〜３６を配置するものとしたが、水平方向へ向いたり上方へ向くようラインヘッドを配置するものとしても構わないし、図７の変形例の液体吐出装置２２０に示すように、円筒状のドラム２３０の全周に亘って複数のラインヘッド２３１〜２３８を配置するものとしても構わない。図７の液体吐出装置２２０ではドラム２３０の外周に沿って設けられた搬送ガイド２２６の複数箇所に搬送ローラ２２４ａ〜２２４ｅが配置され、記録用紙は搬送ガイド２２６にガイドされながら搬送ローラ２２４ａ〜２２４ｅによって搬送されて排紙ローラ２７を経て排紙トレイ２８に排出されるようになっている。
【００２７】
本実施形態の液体吐出装置２０では、３つのラインヘッド３２〜３６を備えるものとしたが、備えるラインヘッドの数は２つ以上であればいくつであっても構わない。
【００２８】
本実施形態の液体吐出装置２０では、円筒状のドラム３０に所定角度間隔θを隔てて３つのラインヘッド３２〜３６を配置すると共に搬送ローラ２４ａ〜２４ｃによりドラム３０の外周に沿って記録用紙が円弧状に搬送されるよう搬送ガイド２６を設けるものとしたが、図８の変形例の液体吐出装置３２０に示すように、搬送ローラ３２４ａ，３２４ｂと共に記録用紙を吸着しながら搬送する搬送ドラム３２６と、搬送ドラム３２６の上方に配置された取付台３３０に取り付けられ搬送ドラム３２６の外側から搬送ドラム３２６の上面に所定角度間隔θを隔てて対向配置された複数のラインヘッド３３２〜３３６とを備えるものとしてもよい。この場合、搬送ドラム３２６は、静電吸着により記録用紙を吸着させたり、表面に複数の貫通孔を形成すると共に貫通孔を介して負圧を導入することにより記録用紙を吸着させることができる。
【００２９】
上述した実施形態では、本発明の流体吐出装置２０をインクジェットプリンタに具体化した例を示したが、インク以外の他の液体や機能材料の粒子が分散されている液状体（分散液）、ジェルのような流状体などを吐出する流体吐出装置に具体化してもよいし、流体として吐出可能な固体を吐出する流体吐出装置に具体化してもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ及びカラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を溶解した液体を吐出する液体吐出装置、同材料を分散した液状体を吐出する液状体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置としてもよい。また、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液体吐出装置、ジェルを吐出する流状体吐出装置、トナーなどの粉体を吐出する粉体吐出式記録装置としてもよい。
【００３０】
なお、本発明は本実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態としての液体吐出装置２０の構成の概略を示す構成図。
【図２】ラインヘッド３２の外観を示す外観図。
【図３】ラインヘッド３２〜３６が受け持つ印刷エリアの一例を示す説明図。
【図４】印刷処理ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図５】実施例の液体吐出装置２０による印刷の様子を示す説明図。
【図６】変形例のラインヘッド１３２の外観を示す外観図。
【図７】変形例の液体吐出装置２２０の構成の概略を示す構成図。
【図８】変形例の液体吐出装置３２０の構成の概略を示す構成図。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ユーザＰＣ、２０，２２０，３２０  液体吐出装置、２２  給紙トレイ、２３  給紙ローラ、２４ａ〜２４ｃ，２２４ａ〜２２４ｅ，３２４ａ，３２４ｂ  搬送ローラ、２６，２２６  搬送ガイド、２７  排紙ローラ、２８  排紙トレイ、２９  ステップモータ、３０，２３０  ドラム、３２〜３６，１３２，２３１〜２３８，３３２〜３３６  ラインヘッド、３９  操作パネル、４０  コントローラ、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、４８  フラッシュメモリ、４９  インタフェース（Ｉ／Ｆ）、３２６  搬送ドラム，３３０  取付台。
【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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【図７】
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【図８】
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