JPS5830821B2 - インク・ジエツト・プリンタ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転支持部材上に装着されたシートに図式情
報を印刷するジェット小滴プリンターに関する。

このようなレコーダーにおいて、１以上の印刷ヘッドは
、シートの上方に装着されそしてシートがその下で繰返
し回転する時軸の方向に進む。

このタイプの代表的なレコーダーは、ＶａｎＢｒｉｍｅ
ｒ等の米国特許第３５８８９０６号に詳細に説明されて
いる。

Ｖａｎ Ｂｒｉｍｅｒ等のレコーダーはシート上に像を
記録するための１個のジェットのみ生成する。

この１個のジェット動作は、非常に遅くかつ事務所のコ
ピーの如き多くの応用には実用的でない。

従って、複数のジェットを作ることが可能な装置により
記録を行うことが提案されている。

これに伴なう困難は、高い解像度の印刷を達成できるほ
どに十分接近した間隔で並行してジェットを発生させる
ことができないことである。

この間隔の問題を避けるための多くの技術は、Ｃａｈｉ
ｌｌ等の米国特許第３６８９６９３号、Ｖ ａ ｎ Ｈ
ｏ ｏ ｋ の米国特許第４００９３３２号、Ｐａｒａ
ｎｊｐｅ 等の米国特許出願第７８９４１７号、及びＢ
ｒｕｃｅのＩＢＭ技術公開会報の１８巻第１９７６年５
月１２日号の３９１７頁に発表されている。

Ｃａｈｉｌｌの装置において、複数の印刷ヘッドが設け
られ、これらのヘッドの各々は１個のジェットを作る。

これらのヘッドは軸方向に共通にステップするように互
いに接続され、それによって各ジェットは図式情報の切
れ目のない完全なバンドを印刷する。

これらのヘッドが軸方向にステップするにつれ、それら
印刷されたバンドは次第に幅が広くなってそして互いに
結合する。

このとき像全体の印刷が完了し、それらヘッドの方向の
ステップは終わる。

Ｃａｈｉｌｌ装置の問題の１つは、それら印刷バンドを
互いに寄せ集めて正確に整合させることが困難であると
いう事であった。

このような不整合は、結果として隣接するバンド間の境
界で視覚的に明らかな「縫い目」となる。

Ｐａｒａｎｊｐｅ等の装置は従来技術の問題のほとんど
を解決する。

Ｐａｒａｎｊｐｅ等の示唆する如く、多数の離間したジ
ェットを発生する１個のヘッドが、用紙を支持する回転
ドラムの回転軸方向に移動させられる。

これら多数のジェットは、回転軸と平行な方向に１列に
配置されており、ドラム上の用紙に螺旋形の交鎖形式で
印刷を行う。

この螺旋形の交錯形式の印刷は、多数のジェットの夫々
が上述の如き回転ドラムとヘッドとの相対的運動関係に
おいては静止したドラムの円筒面をジェットが相対的に
螺旋状に走査印刷することと等価であり、夫々のジェッ
トによるそれら螺旋状印刷ラインが互いに交錯即ちイン
ターレースしてすき間なく円筒面を被いそれによって完
全な印刷面を形成すること、を意味する。

この装置を動作させるためには、ジェットの間の間隔が
像の軌道幅にある数を剰算した値に等しくなるようにす
べきである事が示唆されており、この数はノズルの数と
の公約数として１以外の約数を持たない。

軸方向への進行速度がドラムの回転速度と関係している
ので、ドラムの１回転の間に各ノズルは軌道幅ノズルの
総数に一致する数を掛けたものに等しい軸方向の距離だ
け進められる。

これは高速かつ高解像度で印刷を可能にするが、かなり
多くの数のジェットを発生する印刷ヘッドを必要とする
。

このようなヘッドは、必要な構成部分の製造に関する品
質管理問題の理由のために多少高価となる傾向がある。

例えば、１０個乃至１５個のジェットを発生するための
高品質のオリフィス板あるいは高品質のチャージ・リン
グ板を製造することは比較的容易であるが、ジェットの
数が増すと累積許容誤差もまた大きくなり、そして満足
な部分の割合が相当減少する。

これはコストを最少限にしなければならない事務所のコ
ピーの如き使用においては重要な要素である。

オリフィス板が、紙の一端の全くオフセットした位置か
ら紙の他端の全くオフセットした位置まで動かされなけ
ればならない事実からまた問題は生ずる。

従って、印刷ヘッドの全進行距離は、ドラムの長さにオ
リフィス板の長さの２倍の長さを加えたものに等しい。

高速システムにおいてオリフィス板は、必然的に非常に
長く、そしてこの時印刷ヘッド移動量が相当要求される
。

この移動距離は、更にかなり高速の印刷ヘッド移動速度
を要求する。

Ｖ ａ ｎ Ｈｏ ｏ ｋとＢｒｕｃｅは円周方向に間
隔があけられた連続するジェットを発生するジェット小
滴プリンターを発表した。

Ｂｒｕｃｅのジェット発生ノズルは、印刷ドラムのまわ
りに延在した１個のリング内に配列されているが、一方
ＶａｎＨｏｏｋのノズルは複数列されている。

これらの装置のいずれも印刷されるべき像を定めるデー
タを操作してタイミングをとるために比較的長いスイッ
チング遅延を発生することが可能なデータ・システムを
必要とし、この遅延は円周方向に隔置された印刷位置の
最初から最後までのドラム回転時間に相当する。

本発明は、Ｐａｒａｎｊｐｅ等の米国特許出願第７８９
４１７号に発表されたタイプ印刷ヘッドを複数個組合わ
せることによって中程度のコストで高速高解像度のイン
ク・ジェット・レコーダーを提供することである。

これらのヘッドの各々は、Ｐａ ｒ ａｎ ｊ ｐｅ等
の示唆に従うが構成部を形成するジェットの数は少なく
なっている。

本発明に従って提供される複数のヘッドによって発生さ
れるジェットの総数は、Ｐａｒａｎｊｐｅの単一のヘッ
ドによって発生されるジェットの数と同じである。

本発明に従ってこれらのヘッドは、ジェットの数及びジ
ェットの間隔において全て同じであることが好ましい。

１個のヘッド内の複数のジェットの間隔は、１個のヘッ
ドによって発生されるジェットの数との公約数として１
以外の約数を持たない数を軌道幅（１つのジェットによ
り同紙上に付属する小滴ラインの幅）に掛けたものに等
しい距離であるように選ばれる。

更に、異なるヘッドによって発生される印刷バンドの交
錯のためにヘッドは隔置される。

ヘッドは、軸方向進行の整数倍に等しい間隔で軸方向に
伸びた線に沿って一様に隔置されることが好ましい。

１回の軸方向進行はドラムの１回転中にヘッドの各々が
移動する距離であり、この距離は１印刷軌道の幅に１個
のヘッドのジェットの数を掛けたものに等しい。

従って、各ヘッドは開始端の付近のまだ印刷されていな
い軌道を有するかさもなければ完全に印刷されている次
第に広くなるバンドを印刷する。

各ヘッドは、その印刷バンドを終了すると、隣接するバ
ンドの縁に近い未印刷軌道に広がる追加の軌道を印刷す
る。

最終的に得られるものは、視覚的に明瞭な縫い目が何等
なく複数の印刷ヘッドの共同作業によって作られる大き
な印刷面である。

本発明に従って、ジェット小滴印刷は複数の印刷ヘッド
によって実行され、これらおヘッドの各各はＰａｒａｎ
ｊ ｐｅ等の米国特許出願第７８９４１７号の示唆に
従って構成され、この詳細はこの出願に十分説明されて
いる。

第１図は、紙のシート１２に印刷するために軸方向に延
びているウオーム２３に装着されたそのような２個の印
刷ヘッド１０と１１とを示す。

シート１２は１駆動モータ１４で駆動されるドラム１３
上に装着される。

上記のＰａｒａｎｊｐｅ等の出願に説明される如く、ウ
オーム２３は、ドラム１３の各回転毎に正確な量でヘッ
ド１０を軸方向に進行させるために回される。

真空ベルトシステム１５はドラム１３に印刷されていな
いシートを送り、そして印刷の完了時に印刷されたシー
トをドラムから除く。

紙の操作は、Ｐａｒａｎｊｐｅ等及び従来技術の他の方
法によって示される如く行なわれる。

第２図の横断面図に示される如く、印刷ヘッド１０（印
刷ヘッド１１も同一の構造を有する）は、一般的にイン
ク・マニホルド１６、オリフィス板１７、チャージ・リ
ング板１８．１組の偏向電極１９、及び捕獲器２１から
成る。

このような印刷ヘッドの動作は、この中で述べるＰａｒ
ａｎｊ ｐｅ 等及び他の参考文献に説明されている如
く周知である。

今回の目的においては、刺激されて小滴２２に分解する
１列の複数のジェット２０を作ることで十分である。

小滴２２のいくつかは、２個の偏向電極板１９の間に設
けられた偏向場によって偏向されるためにチャージ・リ
ング板１８によってチャージされる。

こうして偏向される小滴は捕獲器２１によって捕獲され
、一方チャージされずそしてそれ故に偏向されない小滴
はシート１２の上に付着する。

チャージ・リング板１８用のチャージ制御信号は、Ｐａ
ｒａｎｊｐｅ等によって示唆された走査フォトセンサー
の配列によって発生されるかあるいはＣａｈｉｌｌ等の
米国特許第３６８９６９３号に示唆される如く磁気テー
プから読み出される。

第３図は印刷ヘッド１０と１１の共同する印刷動作を示
す。

この図の目的のためにヘッド１０と１１の各々は４個の
ジェット２０を発生するように図示される。

印刷ヘッド１０によって発生される４個のジェット文字
はｓ、ｔ、ｕ、及びＶによって指示される４つの螺旋形
バンドを印刷する。

この螺旋形という表現は、ヘッド即ちジェットがドラム
の円筒面の回りを螺旋状に走行することに対応させたも
のである。

その理由は、本発明の如く回転ドラムの回転軸方向にヘ
ッドが移動させられるような相対的運動関係のもとでは
、ドラムを静止しているものとして考えた場合ヘッドが
ドラムの円筒面の回りを螺旋状に回転しながらドラムの
回転軸方向に移動するからである。

同様に印刷ヘッド１１は４つの螺旋形バンドｗ 、 ｘ
、 ｙ及び２を印刷する。

この印刷バンドの各々は幅Ｐを有し、隣接するバンド間
の距離はＫである。

ヘッド１０と１１との間の距離はＳであり、そしてドラ
ム１３が１回転する間に２個の印刷ヘッドはウオーム２
３に沿って距離Ｍ送られる。

上記のＰａｒａｎｊｐｅ等の出願によって示唆される如
く、印刷ヘッド１０．１１の各々は、印刷ヘッドの１つ
によって発生されるジェットの数との公約数として１以
外の約数を持たない数を軌道幅に掛けた距離に距離Ｋが
等しい時完全な印刷像を作ることができる。

４個のジェットを発生するヘッドの特別な場合として、
軌道幅Ｐによって表わされる距離には数４の公約数とし
て１以外の約数ヲ持つ石１寸ない。

従って、距離には３Ｐ、５Ｐ。７Ｐ、９Ｐ、ＩＩＰ等で
ある。

表Ｉは２から９までの多数のノズルの間に許されるノズ
ル間隔を示す。

正しい動作において距離Ｍは、距離Ｐを１つのヘッドの
ジェットの数で掛は算したものに等しいことも注目すべ
きである。

従って第３図の配置では、距離Ｍは４Ｐに等しい。

本発明に従って、印刷ヘッド１０．１１の如き共同して
駆動されるヘッドは、印刷ヘッドが進む距離の整数倍に
等しい距離によって隔置されるならば交錯する境界を有
するバンド領域を印刷することができる。

即ち、距離Ｓは距離Ｍのある整数倍に等しくなるように
選ばれるべきである。

例えば、距離Ｓは第３図に示す如き２個のヘッドの配列
においては約３１２Ｍのオーダーである。

第３図に示す如き印刷ヘッドの配列において、第５図に
示される如きバンド境界を有する像が印刷される。

この像は、印刷ヘッド１０によって生成される個々の小
滴２２によって印刷された一連の印刷ドツト２４（斜線
部分）と印刷ヘッド１１によって生成される個々の小滴
２２によって印刷された一連の印刷ドツト２５（斜線し
ていない部分）とから成る。

印刷ドラ）２４．２５は添字付文字によって示された一
連の縦列に配列される。

この文字は夫々第３図の軌道表示の１つの文字と対応し
ていて、そして添字は縦列が印刷された間のドラム１３
の回転を示す。

従ってＷｌは、ドラム１３の第１回転の間の軌道Ｗによ
って印刷される縦列である。

注目すべき事は、縦列Ｗ１と縦列ｘ１との間の空欄は２
個の軌道幅に等しいことであり、第１縦列は軌道Ｗによ
って印刷される。

縦列ｗ１とＸｌとの間の空欄は、縦列Ｖ。

−１とｕｎとで満たされる。

添字ｎはドラムのｎ番目あるいは最新の回転を示す。

このようにそのスペースは、ドラム１３の最新の回転の
１つ前の回転の間の軌道■でかつドラムの最新の回転の
間に軌道Ｕで印刷される。

軌道Ｕが縦列ｕｎを印刷している間、軌道Ｖは軌道ｗ２
とｙｌとの間の空欄の縦列部分を埋めるために縦列Ｖｎ
を印刷する。

従って印刷ヘッド１０，１１は交錯形式で隣接する像の
バンドを印刷する。

第５図に示される印刷は、１組の印刷ヘッドによって作
られ、各印刷ヘッドは３個の軌道幅に等しい距離で隔置
された４個のジェット発生ノズルを有する。

上記のＰａｒａｊｐ４の出願に示唆される如く、このよ
うな各ヘッドは、数４と３とは１以外の公約数を持たな
いため完全な像（縁部を除く）を印刷することが可能で
ある。

ドラム１３の１回転の間に印刷ヘッドが進む距離は、図
示した縦列の１つの幅の４倍に等しく、そして２個の印
刷ヘッドの間の分離はその進む距離の整数倍に等しい。

例えば、１個の印刷ドツトの直径を０．１０２間（４ミ
ル）と仮定すると、第５図の印刷用の進む距離Ｍは０．
４０６間（１６ミル）に等しく、そしてヘッドの分離距
離Ｓは０．４０６ｍｍ（１６ミル）のある整数倍に等し
い。

このある整数は約３１２のオーダー内の数でもよい。

第４図は、ノズルの中心が夫々２個の軌道幅で隔置され
た５個のジェットを発生するノズルを夫々有する２個の
印刷ヘッドからなる本発明の変更実施例によって達成さ
れる交錯印刷を示す。

再び、２個の異なるヘッドによる印刷を表わすために印
刷スポットを斜線部分と非斜線部分とで示す。

印刷縦列もまた添字付き文字で示す。

文字ａからｅは１個の印刷ヘッドによって作られる５個
の螺旋形軌道を示し、文字ｆからＪまでは他のヘッドに
よって印刷される５個の螺旋形軌道を示す。

更に本発明に従って、第４図の像を作るための２個の印
刷ヘッドは、印刷ドラムの１回転の間に５個の軌道幅に
等しい距離だけ互いに進められ、そしてこのヘッド間隔
はこの進む距離のある整数倍に等しい。

以上に詳細に説明した本発明に依れば、複数のジェット
を発生するヘッドを２個以上使用して交錯形式にて印刷
を行うことが可能になる。

言い換えれば複数のヘッドにより形成される複数の印刷
バンドをそれらの縁部で印刷の重なりあるいは空白部分
を生じることなく交錯させることが可能である。

更に、前述のＰａｒａｎｊｐｅ等の１個のヘッドにより
交錯形式で印刷する装置と比較した場合、次のような効
果を有する。

まず第１に、複数のヘッドを使用することができるため
、製造が容易でかつ安価な短かいヘッドを用いることが
できることである。

第２に、より少ない回数のドラム回転の間に印刷を完了
することができ、従って実効上印刷時間を短縮できるこ
とである。

第３に、複数ヘッドを使用できることにより、各ヘッド
の移動距離を短縮できることである。

これにより、ヘッドの移動速度も減少させることができ
、高速の始動及び停止に伴う装置部品の疲労を軽減する
ことができる。

以上に述べた装置の形式は本発明の好適実施例を構成す
るが、本発明はこの詳細な装置の形式に限定されず、ま
た本発明の範囲から逸脱することなく変更が可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従い共同して印刷する１組の印刷ヘッ
ドの斜視図。 第２図は印刷ヘッドの横断面図。 第３図は２個の共同して動作する印刷ヘッドの幾何学的
関係を示す。 第４図は５個のノズルを夫々有する２個の印刷ヘッドに
よって作られる交錯を示す。 第５図は４個のノズルを夫々有する２個の印刷ヘッドに
よって作られる交錯を示す。 符号の説明、１０，１１・・・・・・印刷ヘッド、１２
・・・・・・シート、１３・・・・・・ドラム、１４・
・・・・・１駆動モータ、１５・・・・・・真空ベルト
・システム、１６・・・・・・インク・マニホルド、１
７・・・・・・オリフィス板、１８・・・・・・チャー
ジ板、１９・・・・・・偏向電極、２０・・・・・・ジ
ェット、２１・・・・・・捕獲器、２２・・・・・・小
滴、２３・・・・・・ウオーム、２４，２５・・・・・
・印刷ドツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転支持手段と、前記支持手段の上に被印刷シート
   を装着するための装着手段と、印刷ジェットを前記シー
   トの方向に向けるように配置される複数のジェット小滴
   印刷ヘッドと、前記支持手段を回転軸の回りに回転させ
   るための第１駆動手段と、及び前記の複数の印刷ヘッド
   を軸方向に共通の速度で駆動しかつ前記複数の印刷ヘッ
   ドにより隣接する複数の印刷バンドを集合的に定める複
   数の印刷軌道で前記シートを覆わせるための第２駆動手
   段と、から成るインク・ジェット・プリンター装置にお
   いて、前記複数の印刷ヘッドの各々が前記ヘッドの１つ
   によって作られるジェットの数との公約数として１以内
   の約数を持たない数の軌道の幅に等しい距離で離れた複
   数のジェットを発生し、前記印刷ヘッドは、異なるヘッ
   ドで作られる印刷バンドの縁部を交錯させるために前記
   複数のヘッドの共通の点の間の間隔が進む距離の整数倍
   に等しいその間隔で前記回転軸に平行な共通の線に沿っ
   て配置され、かつ前記印刷ヘッドは、前記回転支持手段
   の１回転中に１軌道幅にジェットの総数を剰算しかつ前
   記印刷ヘッドの数で除算したものに等しい進む距離を前
   記の軸方向に進むことを特徴とするインク・ジェット・
   プリンター装置。 ２ 前記印刷ヘッドの各々が同じ数のジェットを発生す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインク
   ・ジェット・プリンター装置。 ３ 前記印刷ヘッドの各々によって発生される複数のジ
   ェットが一様な間隔を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載のインク・ジェット・プリンター装置
   。 ４ 前記印刷ヘッドの全てが同じ間隔でジェットを発生
   するために配置されることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載のインク・ジェット・プリンター装置。