JPH07309051A - プリント・ヘッドの位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ステッパ・モータ２６４は、実質的に摩擦及
びバックラッシュの無い緊張した金属バンド２６６によ
りレバー・アーム２６８に連結される。レバー・アーム
２６８は、ステッパ・モータによる回転運動をプリント
・ヘッド２１６に堅牢の取り付けられた位置決めシャフ
ト２２０に対して横運動として正確に伝達する。ステッ
パ・モータの各ステップは、レバー・アームによりシャ
フトの１ピクセルの横運動に変換される。ステッパ・モ
ータの１ステップ当たりの変換量は、レバー・アームに
対し精密に位置決め可能な偏心して取り付けられたボー
ルにより調整可能である。 【効果】 印刷媒体に対してプリント・ヘッド構体を正
確に、反復性及び信頼性よく位置決めすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相対的運動するプリン
ト・ヘッド及び印刷媒体を有するプリンタにおいて、第
２方向への印刷媒体の動きに対して第１方向でプリント
・ヘッドを正確に位置決めするプリント・ヘッドの位置
決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低解像度インクジェット・プリンタを含
む多くのコンピュータ・プリンタは、印刷媒体に対して
プリント・ヘッドを往復して走査させ、グラフィック又
はテキスト像をプリントする。プリント動作はプリント
・ヘッドが各方向に走査される間に行われるので、比較
的に速い２方向プリントが行える。

【０００３】インクジェット・プリンタは、プリント・
ヘッドからインク滴を印刷媒体に噴射して、プリント像
を形成する。プリント・ヘッドは印刷媒体から通常は離
間され、インク滴は比較的に低速度で印刷媒体に向かっ
て噴射される。したがって、インク滴がプリント・ヘッ
ドから印刷媒体に伝わる間の伝搬時間がある。伝搬時間
は、インク滴がプリント・ヘッドから噴射された速度
と、プリント・ヘッド及び印刷媒体間の距離によって決
まる。

【０００４】プリント・ヘッド及び印刷媒体は、ある走
査速度で相対的に動く。動いているプリント・ヘッドか
ら噴射されるインク滴は、プリント・ヘッドが動いてい
る方向の走査速度を有する。よって、印刷媒体上の像位
置に向かって噴射されたインク滴は、プリント・ヘッド
が像位置と並ぶ時点以前の噴射時間にプリント・ヘッド
から噴射される必要がある。通常、噴射時間は、プリン
ト・ヘッド及び像位置が並ぶ時点におよそインク滴の伝
搬時間だけ先行する。

【０００５】プリント動作が一走査方向のみで行われる
場合は、全てのインク滴は同一の走査速度の影響を受け
る。その結果、連続する走査の間に噴射されるインク滴
の整列は、インク滴の伝搬時間に実質的に無関係であ
る。

【０００６】しかし、２方向のプリント動作では、イン
ク滴は互いに逆方向の連続的走査の間、異なる走査速度
の影響を受ける。その結果、連続する走査の間に噴射さ
れたインク滴の整列は、インク滴の伝搬時間（即ち、イ
ンク滴がプリント・ヘッドから噴射された速度、プリン
ト・ヘッド及び印刷媒体間の距離）に依存する。したが
って、単一方向のプリント動作は、プリント速度は遅い
が、可能性としてプリントの品質は高い。

【０００７】インク滴の噴射速度は、プリント・ヘッド
により調整できる。それ故、反対方向の連続した走査間
に噴射されるインク滴を適切に整列させるためには、イ
ンクジェット・プリント・ヘッド及び印刷媒体間の距離
を正確に維持する必要がある。

【０００８】高解像度のインクジェット・プリンタは、
約１２０ドット／ｃｍで離間されたインク滴で像を形成
できる。この様な解像度を維持するためには、プリント
・ヘッド及び印刷媒体間の距離は約±０.０５ｍｍの許
容範囲内に維持される必要がある。しかし、この様なプ
リンタは、広範囲の厚さの媒体にプリントするために使
用され、２方向プリントではインク滴の整列の問題が起
こる。

【０００９】高解像度インクジェット・プリンタは、印
刷媒体に対するプリント・ヘッドの高位置決め精度及び
反復性を必要とする。印刷媒体に対してプリント・ヘッ
ドを位置決めするためには、従来多くの装置及び方法が
ある。例えば、出願人であるテクトロニクス社が製造す
る４６９２型インクジェット・プリンタでは、印刷媒体
が回転ドラムに固定され、プリント・ヘッドがドラムの
回転毎にドラムの軸に平行な方向に１増し分位置だけ移
動される。プリント・ヘッドはドラムの回転方向に一列
に並んだ４個のノズルを含み、６０ドット／ｃｍの解像
度のカラー像をプリントする。プリント・ヘッドは、プ
リント・ヘッドに歯のついたベルトで結合したステッパ
ー・モータにより位置決めされ、１つの像をプリントす
るために約４分を要する。

【００１０】往復運動するプリント・ヘッドの位置決め
の例は、本出願人に譲渡された「AUTOMATIC PRINT HEAD
SPACING MECHANISM FOR INK-JET PRINTER」と題する米
国特許第５２２７８０９号の明細書に記載されており、
図５はその図面である。この図では、インクジェット・
プリント・ヘッド構体１２は、ドラム２０上に取り付け
られた印刷媒体１６にインク滴が噴射される９６個のオ
リフィスを有するプリント・ヘッド１４を支持する。印
刷媒体１６は、１対の媒体供給ローラ２２ａ及び２２ｂ
を介して供給され、媒体固定機構２４によりドラム２０
に固定される。固定機構２４は印刷媒体１６の先端を受
け取り、ドラム２０に対して固定する媒体クランプ２６
を有する。媒体クランプ２６は、ドラム２０内の孔に滑
り込み、静止状態を保つ。

【００１１】ドラム・モータ（図示せず）は、ドラム２
０をその軸の周りの方向に一定の増し分で回転させ、媒
体供給ローラ２２ａ及び２２ｂを介して、且つドラム２
０に向かってばねで偏倚されたバック・テンション・ブ
レード３８の下で印刷媒体１６を引っ張る。ドラム２０
が回転するにつれて、印刷媒体１６は、バック・テンシ
ョン・ブレード３８の下に滑り込み、これによりドラム
２０に対して支持される。

【００１２】プリント・ヘッド位置決め機構５０は、１
対のガイド・レール５４ａ及び５４ｂに摺動可能に取り
付けられ、プリント・ヘッド構体１２を支持するキャリ
ッッジ５２を含む。キャリッジ駆動ベルト５６はキャリ
ッジ５２に取り付けられ、１対のベルト・プーリ５８ａ
及び５８ｂにより緊張した状態で保持される。プーリ５
８ａに連結されたキャリッジ・ステッパ・モータ６０
は、案内レール５４ａ及び５４ｂに沿った方向６２ａ及
び６２ｂでキャリッジ５２を駆動する。印刷媒体１６に
像をプリントするとき、ドラム・モータはドラム２０を
軸３６の周りに一定増し分で回転させ、この間、キャリ
ッジ・モータ６０は案内レール５４ａ及び５４ｂに沿っ
てキャリッジ５２を２方向で駆動し、プリンタ制御器７
０は印刷媒体１６に向かってインク滴を噴射するプリン
ト・ヘッド１４の制御入力端７２にプリント制御信号を
供給する。プリント制御信号はプリント・ヘッド１４に
供給され、この間、キャリッジ５２は両方向６２ａ及び
６２ｂに駆動される。これにより、像ラインの連続する
帯がプリント・ヘッド１４の複数のノズルにより方向６
２ａ及び６２ｂで交互にプリントされる２方向プリント
が行われる。

【００１３】プリンタ１０には、プリント媒体操作機構
が複雑であること、２方向のドット・ミスコンバージェ
ンスが起こり易いこと及びプリント速度を比較的に遅い
ことを含む幾つかの問題がある。

【００１４】プリント速度は、プリント・ヘッド１４内
のノズルの数を増加させることにより増加させることが
できるが、１２４個のノズルを使用しても、プリンタ１
０は１つの像をプリントするのに１分を要する。

【００１５】プリント速度は、キャリッジ５２が方向６
２ａ及び６２ｂで往復する速度を増加させても増加させ
ることができる。しかし、インク滴のコンバージェンス
の問題がキャリッジ速度と共に増大し、位置決め精度
は、比較的に大きくて重いインクジェット・プリント・
ヘッド構体１２が高速で運動することに関連する動的な
位置決め問題により低下する。

【００１６】往復するプリント・ヘッドの動きの速度及
び精度を改良するために向けられ従来の研究は、本出願
人に譲渡された「ＦRICTION-COMPENSATING MASS MOTION
CONTROLLER」と題する米国特許第４９３９４０号、
「CABLE DRIVE GEOMETRY」と題する米国特許第４９５７
０１４号、及び「MASS VELOCITY COMTROLLER」と題する
米国特許第５０３６２６６号の明細書に記載されてい
る。しかし、往復運動プリント・ヘッド位置決め技術の
全ては、電気機械的に複雑で、原価が高く、プリント速
度、２方向コンバージェンス、又は紙経路の複雑さの問
題を実際に解決していない。

【００１７】上述の理由で、「インクジェット・プリン
タ」と題する米国特許第４５３８１５６号に類似する転
写プリント処理は、プリント速度を増加させ、２方向コ
ンバージェンス問題を排除し、紙経路の複雑さの減少さ
せるために好適である。転写プリンタは、回転ドラムに
像形成インク滴を直接に噴射する印刷媒体幅のプリント
・ヘッドを使用する。ドラムが“プリント”された後、
像がドラムからプリント媒体に転写されるように、印刷
媒体はドラムと回転接触状態に置かれる。

【００１８】図６は、矢印８４で示す方向にモータ８２
により回転される転送ドラム８０をを含む転写プリンタ
を示す。プリント・ヘッド構体８６は、フレーム８８、
案内バー９０、９２、ノズル・アレイ９４、ステッパ・
モータ９６、ベルト９８及び横方向位置決め構体１００
を含む。インク貯蔵器１０２は、管１０４によりノズル
・アレイ９４に接続される。

【００１９】転写プリンタは、更に、印刷媒体供給表面
１０６、プリント圧力ローラ１０８及びドラム清浄構体
１１０を含む。ドラム清浄ウェブ（卷き取り紙）１１２
及び転写ドラム８０は、プリント圧力ローラ１０８の動
きと適切な時間関係で転写ドラム８０に向かって動かさ
れるローラ１１４によって接触する。清浄ウェブ１１２
は、ノズル・アレイ９４からのインク滴を受け取るため
に、転写ドラム８０の表面を準備する。

【００２０】ノズル・アレイ９４は、転写ドラム８０の
２０回の連続する回転の間に、ドラム８０上で解像度７
９ドット／１ｃｍの像をプリントするために、０.２５
４ミリメートルだけ離間されたノズルのプリント媒体幅
の直線アレイである。印刷媒体１１５がプリント圧力ロ
ーラ１０８及び転写ドラム８０間に形成された挟み部に
進められたときに、転写ドラム８０上の像は転写され
る。

【００２１】転写ドラム８０、プリント・ヘッド構体８
６及びドラム清浄構体１１０は、右側板1１６のみを図
示する２枚のフレーム板間に取り付けられる。

【００２２】図７は、横方向位置決め構体１００を詳細
に示す。ステッパ・モータ９６は、一定の増し分でプリ
ント・ヘッド構体８６を動かし、転写ドラム８０上の連
続するプリント・トラックに接近する。これにより、ノ
ズル・アレイ９４は、横運動構体１００に誘導されて案
内棒９０及び９２上を横方向に動かされる。ステッパ・
モータ９６の回転は、ベルト９８及びプーリ１２２によ
りシャフト１２０に伝達される。シャフト１２０上の糸
１２４は、ナット１２８上の内部糸１２６に結合する。
ナット１２８及び本体１３０は、スプライン（図示せ
ず）及びスプリング１３２により固定した関係に保持さ
れる。

【００２３】転写ドラム８０のプリント・トラックは、
プリント・ヘッド構体８６に所望の横方向の動きをさせ
るために十分な所定数のステップ数だけ、ステッパ・モ
ータ９６を動作させることで連続的にアクセスされる。
ノズル・アレイ９４の各ノズルが、対応する連続するト
ラックの全てのトラックをプリントした後、本体３０及
びプリント・ヘッド構体８６を最初のプリント位置に戻
すようにステッパ・モータ９６は逆回転される。戻りば
ね１３４はばね１３２と協動して、ナット１２８上の内
部糸１２６と共にシャフト１２０上の糸１２４のかみ合
いの遊びを除去することにより、ノズル・アレイを確実
に正確に位置決めできる。横運動構体１００の本体は、
案内棒１３６及び１３８上を横方向に動かされる。本体
１３０の横方向の動きは、ピン１４０によりプリント・
ヘッド構体８６に取り付けられたタブ１４２に結合され
る。

【００２４】上述の転写プリンタは、高速の単一方向プ
リント動作、一定のプリント・ヘッド対媒体の間隔、印
刷媒体の厚さに無関係、及び大幅に簡単化された“直線
的”紙経路の点で利点がある。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、横運動構体１
００は、比較的に構成が複雑で、高価であり、１１８ド
ット／ｃｍの像をプリントすることができるノズル・ア
レイに対してプリント・ヘッド構体を均一、正確及び繰
り返し可能に位置決めできない。これは、アンチ・バッ
クラッシュばね１３２、１３４、ベルト９８、プーリ１
２２、糸１２４、１２６及び案内棒９０、９２、１３６
及び１３８が、高解像度の像に“プリント・バンディン
グ（帯）”を生じさせる許容不可能な程度の摩擦及び寸
法公差の蓄積を引き起こすためである。更に、ステッパ
・モータ及び主ねじを使用したプリント・ヘッド位置決
めは、摩擦及び公差の蓄積を補償するために容易に調整
できない。

【００２６】そこで、構造が簡単で、調整可能で、殆ど
の摩擦及びバックラッシュが無く、目に見えるプリント
・バンディング又は他のプリント欠陥が無い高解像度プ
リント・アプリケーションを確実に支援することができ
るプリント・ヘッドの位置決めが必要とされている。

【００２７】したがって、本発明の目的は、印刷媒体に
対してプリント・ヘッド構体を正確に、反復性及び信頼
性よく位置決めするプリント・ヘッドの位置決め装置の
提供にある。本発明の他の目的は、構造が簡単で、調整
可能で、比較的に摩擦及びバックラッシュが無いプリン
ト・ヘッドの位置決め装置の提供にある。本発明の他の
目的は、目立つプリント・バンディング又は他のプリン
ト欠陥が無くなし得る高分解能のプリント・ヘッドの位
置決め装置の提供にある。

【００２８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明のプリン
ト・ヘッドの位置決め装置は、プリント・ヘッド構体に
堅牢の取り付けられた位置決めシャフトに対して正確な
横運動を伝達するレバー・アームに、実質的に摩擦及び
バックラッシュの無い緊張した金属バンドにより連結さ
れたステッパ・モータを有する。ステッパ・モータの各
ステップはレバー・アームにより、シャフトの１ピクセ
ル（０.０８５ミリメートル）の横運動に変換される。
ステッパ・モータの１ステップ当たりの正確な変換量
は、レバー・アームに対し精密に位置決め可能な偏心し
て取り付けられたボールにより調整可能である。ボール
はレバー・アームの角度の動きをシャフトの横方向の動
きに結合し、レバー・アームに対するバール位置を調整
することで、公差の蓄積を補償する異なる倍率調整及び
プリント・ヘッド上の内部ノズルの正確な間隔が得られ
る。シャフトは、ばねによりボールに向かって偏倚され
る。更に、シャフトは、保守のために、プリント・ヘッ
ドがドラムの様な印刷媒体支持体から離れることができ
るようにする。

【００２９】

【実施例】図８Ａ及び図８Ｂは、プリント・ヘッド構体
を印刷媒体に正確に位置決めする必要性を説明するため
の図である。ノズル１５０及び１５２の隣接する対は、
図６に示すノズル・アレイ９４の様な大きなノズル・ア
レイの一部を示す。ノズル１５０及び１５２は、所望の
プリント解像度で通常は指定されるが、プリント・ヘッ
ドの製造能力により制限される所定の距離だけ離間され
る。したがって、ノズルの間隔は、通常は、所望のプリ
ント解像度の整数で数倍である。

【００３０】図８Ａの例では、内部ノズルの間隔は１０
ピクセル幅である。従来の走査される転写プリント処理
は、回転ドラムの表面に向かってインク滴を噴射し、ド
ラムの連続する回転に関して同一の角度位置でドラム面
上のプリントを開始するために使用される回転インデッ
クス位置を検出する。１回目のドラム回転の間、ノズル
１５０及び１５２は、夫々１番目の走査ライン１５０−
１及び１５２−１をプリントし、その後、ノズル・アレ
イ９４は矢印１５４で示す方向に１ピクセル幅だけ正確
に動かされる。選択的及び好適には、ノズル・アレイ９
４は、各ドラム回転の間に、ノズル１５０及び１５２は
１ピクセル幅だけ滑らかに動かされる。２回目のドラム
回転の間、ノズル１５０及び１５２は、夫々２番目の走
査ライン１５０−２、１５２−２をプリントし、その
後、ノズル・アレイ９４が再び１ピクセル幅だけ正確に
動かされる。この処理は１０回目のドラム回転まであと
８回繰り返され、ノズル１５０及び１５２は、夫々１０
番目の走査ライン１５０−１０及び１５２−１０をプリ
ントし、ノズル・アレイ９４はその元の開始位置に戻る
ように動かされる。最後に、ドラムにプリントされた像
は、プリント媒体に転写される。

【００３１】ノズル１５０でプリントされた１０本の走
査ラインは、１番目のプリント・バンド１５６を形成
し、ノズル１５２でプリントされた１０本の走査ライン
は、２番目のプリント・バンド１５８を形成する。プリ
ント・バンド１５６及び１５８は、横方向にずれて示さ
れ、明らかに互いに区別できる。横方向のずれは、実際
のプリント動作を必ずしも表すものではない。図８Ａに
示す様に、ノズル・アレイ９４が正確に１ピクセル増し
分で動かされるとき、走査ライン間の間隔は、プリント
・バンド１５６及び１５８間の間隔に等しく、バンディ
ングの欠陥の無い均一なプリントができる。

【００３２】図８Ｂは、ノズル・アレイ９４がドラムの
１回転当たり１ピクセルよりわずかに多く動かされると
きに何が起こるかを示す。走査ライン間隔エラーは、１
番目のプリント・バンド１５６の走査ライン１５０−１
０は、２番目のプリント・バンド１５８の走査ライン１
５２−１に重なる。人間の目の調整転写機能は、小さい
横方向の変位に対して非常に敏感であるので、ピクセル
直径の１０分の１のバンド対バンドの離間誤差であって
も、図８Ｂに示す様に明らかに視認でき見ずらい“バン
ディング”欠陥を生じる。この様なバンディングは、プ
リント・バンドの隣接する各対でノズル・アレイ９４の
全幅にわたり繰り返され、間隔誤差が走査ラインの重畳
又は非重畳を引き起こしたどうかが視認できる。

【００３３】図９Ａ及び図９Ｂは、交互に噛み合う（イ
ンタレーズ）像をプリントするとき、適切又は不適切な
ノズル・アレイの位置決めの影響を示す。インタレース
・プリント動作は、普通、隣接する走査ラインのセット
がプリントされる前に、最初にプリントされた走査ライ
ンのセットを乾かし、これにより隣接する走査ラインの
インクが共に流出するのを防止するためにインクジェッ
ト・プリンタに使用される。

【００３４】図９Ａのインタレース・プリント例では、
内部ノズルの間隔は１０ピクセル幅である。１回目のド
ラム回転では、ノズル１６０、１６２、１６４及び１６
６は、夫々１番目の走査ライン１６０−１、１６２−
１、１６４−１及び１６６−１をプリントし、その後、
ノズル・アレイ９４は矢印１５４で示す方向に正確に２
ピクセル幅だけ動かされる。選択的且つ好適には、ノズ
ル・アレイ９４は、各ドラムが回転する間に、２ピクセ
ル幅だけ円滑に動かされる。２回目のドラム回転の間
に、ノズル１６０、１６２、１６４及び１６６は、夫々
２番目の走査ライン１６０−２、１６２−２、１６４−
２及び１６６−２をプリントし、その後、ノズル・アレ
イ９４は再び正確に２ピクセル幅だけ動かされる。この
処理は、１０回目の回転まであと８回の間、ノズル１６
０、１６２、１６４及び１６６は、夫々走査ライン１６
０−１０、１６２−１０、１６４−１０及び１６６−１
０をプリントし、その後、ノズル・アレイ９４はその最
初の開始位置に戻る。

【００３５】ノズル１６０、１６２、１６４及び１６６
によりプリントされた１０本の走査ラインは、夫々１〜
４番目のプリント・バンド１６８、１７０、１７２及び
１７４を形成する。従来例では、プリント・バンドは横
方向にずれて、明らかに互いに区別して見える。図９Ａ
に示す様に、ノズル・アレイ９４が２ピクセル増し分だ
け正確に動かされるとき、プリント・バンドが重畳した
領域であっても、互いに噛み合った走査ライン間の間隔
は等しい。

【００３６】しかし、図９Ｂは、ノズル９４がドラム１
回転当たり２ピクセルよりわずかに少なく動かされると
きに生じるバンディング欠陥を示す。走査ライン間隔誤
差は、１番目のプリント・バンド１６８の走査ライン１
６０−５及び１６０−６が２番目のプリント・バンド１
７０の走査ライン１６２−１及び１６２−２から不均一
に離間されるように累積される。更に、プリント・バン
ド１７２の走査ライン１６４−４は、プリント・バンド
１７０の走査ライン１６２−１０に重畳する。また、こ
の様なバンディング欠陥が、ノズル・アレイの全範囲に
わたり繰り返される。

【００３７】図４は、本発明と共に使用するのに適した
転写プリント相変化インクジェット・プリンタ２００を
示し、このプリンタは次の一連の動作に従って像をプリ
ントする。

【００３８】転写ドラム２０２は、回転軸２０４の周り
を矢印２０６で示す方向に回転する。プリント動作の前
に、ドラム２０２は転写液塗布ローラ２１０及び２１２
により転写液２０８で濡らされ、その後、転写液塗布ロ
ーラ２１２は矢印２１４の方向にドラム２０２から離れ
るように動かされる。好適には、転写液２０８は可動ウ
ィック（灯心）で選択的に供給される。インクジェット
・プリント・ヘッド２１６は、４個の垂直に離間された
ノズル・アレイ２１８がドラム２０２の幅に及んでい
る。４個のノズル・アレイ２１８は、夫々イエローＹ、
マゼンタＭ、シアンＣ及びブラックＫに着色された相変
化インクを噴射する。（ここで、番号付けされた構成要
素は、その構成要素が伝えるインクの色を表す文字で示
される。例えば、ノズル・アレイ２１８Ｃは、シアン・
インクを噴射するノズル・アレイである。）

【００３９】ノズル・アレイ２１８の各々は、１１８ド
ット／ｃｍのプリント解像度を得るために、２.３７ミ
リメートル（２８×０.０８４７ミリメータ）だけ水平
方向に離間された複数のノズルを有する。ノズル・アレ
イ２１８の各アレイは回転軸２０４と平行に並べられ、
ノズル・アレイ２１８Ｙ、２１８Ｍ及び２１８Ｃは、各
アレイの対応するノズルが同一のラインにプリントをす
るように、垂直方向に一列に並べられる。ノズル・アレ
イ２１８Ｋは他のアレイの対応するノズルから２ピクセ
ル間隔だけ水平にずらされている。

【００４０】所望のインタレース像パターンをドラム２
０２にプリントするには、２７の増し分（ドラム２０２
の各回転毎に１）でプリント・ヘッド２１６を動かすこ
とが必要とされる。２７の増し分は、１３の２ピクセル
増し分、１の３ピクセル増し分、及び更に１３の２ピク
セル増し分を含み、これらはプリント・ヘッド２１６を
５５ピクセルの合計横方向距離（４.６５６ミリメー
タ）動かし、この距離は前にプリントされた走査ライン
に重畳してプリントするのを防止するために内部ノズル
間隔に２ピクセル分及ばない。３ピクセルのプリント・
ヘッドの増し分は、プリント・ヘッド２１６内の好適な
ノズル間隔で適切にインタレースするために必要であ
る。

【００４１】プリンタ２００では、たった８μｍの１／
１０ピクセルの位置決め誤差であっても、目立つバンデ
ィング欠陥が生じる。図７に示す主ねじの様な従来のプ
リント・ヘッド位置決め機構では、要求される位置決め
精度又は反復性を得ることができない。更に、不可能で
なければ、８ミクロンのプリント・ヘッド位置決め精度
より良好な機械部品を設計し、製作すると高価となる。
したがって、プリント・ヘッド位置決め倍率調整の幾つ
かの形式は、ステッパ・モータの固定角度ステップを、
プリント・ヘッドの調整可能に可変な横方向の動きに変
換することにより使用される必要がある。

【００４２】要求される横方向の動きは、図１、図２及
び図３を参照して説明されるプリント・ヘッド位置決め
器により横方向に動かされるシャフト２２０にプリント
・ヘッド２１６（及び関連する構成要素）を固定するこ
とにより行われる。

【００４３】好適には相変化インクを噴射するプリント
・ヘッド２１６は、４個のインク予備融解室２２４と共
にシャフト２２０に固定されるインク貯蔵器２２２に取
り付けられる。貯蔵器２２２及び予備融解室２２４は、
貯蔵室加熱器２２６により加熱され、プリント・ヘッド
２１６はプリント・ヘッド加熱器２２８により別個に加
熱される。固体相変化インク２３０の４つの色（１色を
図示）は、固体インク２３０がプリント・ヘッド２１６
に供給するために貯蔵器加熱器により固体インク２３０
が融解される予備融解室２２４に４個のファネル２３２
を介して供給される。

【００４４】プリント・ヘッド２１６上に配置された圧
電トランスデューサは、可撓性回路２３６に取り付けら
れたドライバ２３４から像データを受け取る。プリント
・ヘッド２１６は、像データに応答して、シアン、イエ
ロー、マゼンタ及びブラック・インクの制御されたパタ
ーンを回転中のドラム２０２に向かって噴射し、それに
より、ドラムの２７回の一連の回転の間ドラム２０２の
塗れた表面上に完全な像を被着する。

【００４５】媒体供給ローラ２３８は、印刷媒体２４０
を１対の媒体供給ローラ２４２に送り、ローラ２４２は
平坦な紙又はトランスペアレンシ・フィルムの様な印刷
媒体２４０を媒体加熱器２４４を通って、ドラム２０２
及び転写ローラ２４６の間に形成された挟み部に送る。
転写ローラ２４６は、矢印２４８で示される様なドラム
２０２に圧力接触するように動かされる。挟み部の圧力
及び印刷媒体２４０の熱が組合わさって、被着像をドラ
ム２０２から印刷媒体２４０に転写させ、溶融させる。
像転写熱は、ドラム２０２を加熱することにより与えら
れる。プリントされた印刷媒体２４０は出口路２５０に
進み、それから、媒体出力トレイ２５２に挿入される。

【００４６】像転写が終了した後、転写ローラ２４６は
ドラム２０２から離れ、転写液塗布ローラ２１２は、他
の像を受け取るために、ドラム２０２に接触するように
動き、状態を調整する。

【００４７】プリントの質を維持するために、プリント
・ヘッド２１６は、プリント・ヘッド保守ステーション
（図示せず）による定期的な清浄およ浄化を必要とす
る。プリント・ヘッド保守は、通常、プリンタ２００の
常温起動に続いて行われ、矢印２５４で示される方向に
ドラム２０２から離れるように、シャフト２２０上のプ
リント・ヘッド２１６を回転させることにより進められ
る。プリント・ヘッド２１６がドラム２０２から十分に
離れているとき、保守ステーションはプリント・ヘッド
２１６に隣接する位置に動かされる。保守の後、プリン
ト・ヘッド２１６は、インク貯蔵器２２２が摺動可能に
静止するための止め部２５８により決まるプリント距離
２５６に戻るように回転される。

【００４８】図１及び図２を参照すると、プリント・ヘ
ッド位置決め器２６０は、シャフト２２０の軸２６２に
沿ってプリント・ヘッド２１６を横方向に一定の増し分
で動かす。ステッパ・モータ２６４は、キャプスタン２
６５及び緊張した金属バンド２６６により、回転シャフ
ト２７０について回転するレバー・アーム２６８に結合
される。レバー・アーム２６８は、偏心駆動器２７４を
回転させることにより、ボール軸２７６が軸２６２に対
して精密に位置決め可能であるようにした、偏心駆動器
２７４内に取り付けられたボール接触子２７２を含む。
ステッパ・モータ２６４の回転角度の増し分は、レバー
・アーム２６８の対応する角度増し分に変換され、これ
により、ボール接触子２７２によりシャフト２２０の対
応する横方向の平行移動に変換される。レバー・アーム
２６８に隣接するシャフト２２０の端部は、ボール接触
子２７２と接触する硬化金属平坦部２７８を含む。シャ
フト２２０は、取付プレート２８２内に取り付けられた
シャフト・ベアリング２８０内で摺動する。キーパばね
２８４は、接触状態を維持するためにボール接触子２７
２に向かってシャフト２２０を偏倚させる。

【００４９】図２は、プリント・ヘッド位置決め器２６
０が、どのように次の好適な位置決め条件を満足するか
を示す。

【００５０】ステッパ・モータ２６４の１ステップは、
シャフト２２０の１ピクセル（０.０８５ミリメータ）
に変換される。偏心駆動器２７５、ボール接触子２７２
及び平坦部２７８は、関連する構成要素の寸法の不正確
性及びノズル・アレイ２１８内の不正確な内部ノズル間
隔を補償する可変倍率を与え、シャフト２２０はプリン
ト・ヘッド２１６の保守を容易にするために自由に回転
する必要がある。ステッパ・モータ２６５は、好適には
オリエンタル・モータ社で製造されるＰＫ２２４型の様
な２相ハイブリッド・ステッパ・モータであり、このモ
ータは1回転当たり２００１.８度ステップを与える。

【００５１】キャプスタン２６５は、金属バンド２６６
がキャプスタン２６５を離れる接点で、中心から厚さ
０.０５０ｍｍのバンド２６６を介して測定した７.８７
４ミリメータのピッチ半径ＲCAPを有する。レバー・ア
ーム２６８は、金属バンド２６６がレバー・アーム２６
８の半径端部３０２を離れる接点で、回転シャフトの中
心から厚さ０.０５０ミリメータのバンド２６６を介し
て測定した７４.２２ミリメータのピッチ半径Ｒ1を有
し、回転シャフトの中心からボール軸２７６まで測定さ
れた公称２５.４０ミリメートルの接触半径Ｒ2を有す
る。Ｒ1、ＲCAP及び公称Ｒ2に関する全体の寸法は、空
間利用率及び他の制限に基づいて選ばれる。レバー・ア
ーム半径Ｒ1及びＲ2の具体的寸法は選択され、Ｒ2はス
テッパ・モータ２６４の１増し分ステップが１ピクセル
空間に等しいように調整可能である。キャプスタン２６
５はステッパ・モータ２６４のシャフトに押され、ステ
ッパ・モータ２６４の回転可能軸に対して位置決めさ
れ、漏出が最小になるように位置決めされ、ロックタイ
ル（商標）の様な配合物で固着される。

【００５２】上述の寸法を使用すると、ステッパ・モー
タ２６４の角度増し分（２π／２００）毎にシャフト２
２０の横方向の動き寸法は、次式で計算される。 （２π／２００）（７.８７４）（２５.４／７４.２
２） ＝０.０８５ ミリメートル これは、１１８ドット／ｃｍの１ピクセルを表す。

【００５３】倍率は、レバー・アーム２６８内の偏心駆
動器２７４を回転させて、ボール軸２７６の位置を変え
ることにより調整可能であり、Ｒ2に対するＲ1の比を変
化させる。軸２６２からいずれかの方向のボール軸２７
６の好適な最大オフセットは、０.６３５ミリメートル
である。

【００５４】図３は、バンド２６６がどのようにキャプ
スタン２６５をレバー・アーム２６８に結合するかを示
す。緊張した金属バンドは、ステッパ・モータをＭＦＥ
により製造された「メイフラワー」ディスク・ドライブ
内で電磁書込み／読出しヘッド・トラック・セレクタに
結合するために１９７９年に最初に使用された。この技
術は、フレクシブル・ディスク・ドライブでは通常に使
用されるようになった。バンド結合は、極めて摩擦が小
さく、位置決め精度及び反復性が高く、バックラッシュ
が略０である。バンド２６６はサンドヴィック・スティ
ール社により製造される厚さ０.０５０ミリメートルの
１１Ｒ５１ステンレス鋼で製造される。１１Ｒ５１鋼
は、極めて高い耐疲労性を有する。

【００５５】バンド２６６は、第１アーム２９０、中心
位置２９２、及び第１アームが自由に通過できる第２ア
ーム２９４を有する細長い形状の１枚の１１Ｒ５１鋼か
ら打ち抜かれる。

【００５６】金属バンド２６６は、留め具２９８により
キャプスタン２６５に堅牢に取り付けられ、第２アーム
２９４はキャプスタン２６５の周りに（上から見て）時
計回りに約半回転巻かれ、レバー・アーム２６８の半径
端部３０２の第１端部３００の周りを通り、バンド緊張
アーム３０６上のピン３０４に固定される。第１アーム
２９０は、キャプスタン２６５の周りに反時計回りに約
半回転巻かれ、スロット２９６を通り、留め具３０８に
よりレバー・アーム２６８の半径端部３０２の第２端部
３１０に固定される。キャプスタン２６５及び半径端部
３０２の間隔は、バンド２６６に必要な隙間よりわずか
に大きい。

【００５７】図２を参照すると、バンド緊張ばね３１２
はバンド２６６の張力が約１.８２ｋｇになるまで、シ
ャフト３１４の周りにバンド緊張アーム３０６を回転さ
せることにより調整される。バンド緊張アーム３０６
は、留め具３１６によりレバー・アーム２６８に固定さ
れ、プリント・ヘッド位置決め器２６０の動的な運動機
構からばね３１２を効果的に除去する。

【００５８】プリント・ヘッド位置決め器２６０は、公
称中心位置に示される。しかし、プリント・サイクル
は、レバー・アーム２６８によりインデックス位置に関
連する移動の開始端部移動されたシャフト２２０で開始
する。インデックス位置は、ステッパ・モータ２６４、
レバー・アーム２６８、シャフト２２０又はプリント・
ヘッド２１６に結合されたマイクロ・スイッチ又は電子
光学検出器の様な従来の手段の１つにより検出される。

【００５９】本発明の各部分は、変更可能であることが
当業者には理解できるであろう。例えば、特定の使用形
態に適するように他の倍率を選択でき、選択された半径
は特定の倍率に対し異なり、倍率調整はシャフト２２０
に対してプリント・ヘッド位置決め器２６０全体を移動
することで行ってもよい。サーボ・モータの様にステッ
ピング動作しない位置決め器、ボイス・コイル又は直線
モータを使用してもよく、プリント・ヘッド１６はシャ
フト２２０ではなく湾曲したものに取り付けてもよい。
モータをレバー・アーム２６８に結合するには、幾分の
望ましくない量の摩擦及びバックラッシュ、疲労を伴う
とはいえ、カム、ワーム・ドライブ、摩擦ドライブ又は
ギアを使用してもよい。

【００６０】

【発明の効果】本発明のプリント・ヘッドの位置決め装
置は、構造が簡単で、調整可能で、殆ど摩擦及びバック
ラッシュが無く、プリント・ヘッド構体を正確に、反復
性及び信頼性よく位置決めすることができ、その結果、
目立ったプリント・バンディング又は他のプリント欠陥
が生じない高解像度の像をプリント可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント・ヘッドの位置決め装置を示
す斜視図。

【図２】本発明の装置を示す平面図。

【図３】本発明の装置を示す側面図。

【図４】本発明の装置を採用可能な像転写インクジェッ
ト・プリンタの側面図。

【図５】従来のインクジェット・プリンタを示す斜視
図。

【図６】従来の像転写インクジェット・プリンタを示す
斜視図。

【図７】図６のプリンタのプリント・ヘッドの位置決め
装置を示す側面図。

【図８】隣接する２つのインクジェット・ノズルでプリ
ントしたノンインタレース・バンドを示す図。

【図９】隣接する４つのインクジェット・ノズルでプリ
ントしたインタレース・バンドを示す図。

【符号の説明】

２０２ ドラム ２１６ プリント・ヘッド ２１８ ノズル・アレイ ２２０ シャフト ２６４ 駆動手段 ２６８ レバー・アーム ２７２ 接触部 ２７５ 倍率調整手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランディー・シー・カランベラス アメリカ合衆国オレゴン州97222 ミルウ ォーキー サウス・イースト ノースリッ ジ・ドライブ 4120

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１方向に回転するドラムにより支持さ
   れた印刷媒体、該ドラムの軸に平行な方向に均一に離間
   され、上記印刷媒体にインクを噴射するインクジェット
   ・ノズル・アレイを有するプリント・ヘッドを含むプリ
   ンタで、上記ドラムの回転毎に上記軸に平行な方向に所
   定距離だけ上記プリント・ヘッドを動かすプリント・ヘ
   ッドの位置決め装置であって、 回転軸に対して第１半径部及び第２半径部を有するレバ
   ー・アームと、 該レバー・アームの上記第１半径部に結合され、上記レ
   バー・アームを回動させる駆動手段と、 上記レバー・アームの上記第２半径部に結合された接触
   部と、 上記プリント・ヘッドに結合され、上記接触部に向かっ
   て摺動可能に偏倚されたシャフトと、、 上記回転軸から上記第１及び第２半径部までの距離の比
   を調整し、上記駆動手段による上記レバー・アームの回
   転角度を、上記プリント・ヘッドの適切な移動距離に変
   換するようにする倍率調整手段とを具えることを特徴と
   するプリント・ヘッドの位置決め装置。