(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、を有する画像形成装置の前記キャリッジに載置される消耗品であって、
前記キャリッジに載置されたとき前記スクリューロールの螺旋溝に係合する係合ピンを備えたことを特徴とする消耗品。
【請求項２】
表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、
を有し、
前記螺旋溝に係合する係合ピンを備えた消耗品を前記キャリッジに搭載して、前記駆動手段による前記スクリューロールの回転力を前記螺旋溝を介して前記消耗品の係合ピンに伝達させ、
該係合ピン及び前記消耗品を介して前記キャリッジを移動させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、を有する画像形成装置の前記キャリッジに載置される消耗品であって、
前記キャリッジに載置されたとき前記スクリューロールの螺旋溝に係合する係合ピンと、
前記キャリッジを前記スクリューロールに移動自在に保持する保持手段と、
を備えたことを特徴とする消耗品。
【請求項４】
表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、
を有し、
前記螺旋溝に係合する係合ピンと前記キャリッジを前記スクリューロールに移動自在に保持する保持手段とを備えた消耗品を前記キャリッジに搭載して、
前記保持手段により前記キャリッジを前記スクリューロールに保持させ、
前記駆動手段による前記スクリューロールの回転力を前記螺旋溝を介して前記消耗品の係合ピンに伝達させて、
該係合ピンに伝達された駆動力により前記消耗品を介して前記キャリッジを移動させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記消耗品は、液体インクカートリッジであることを特徴とする請求項１又は３記載の消耗品。
【請求項６】
前記消耗品は、熱転写インクリボンカートリッジであることを特徴とする請求項１又は３記載の消耗品。
【請求項７】
前記スクリューロールは、硬度が前記消耗品の係合ピンの硬度よりも高く構成されていることを特徴とする請求項２又は４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に装着される消耗品及びその消耗品を介して消耗品キャリッジを駆動する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、個人向けの画像形成装置としてインクジェットプリンタや熱転写プリンタなどの比較的軽便なシリアルプリンタが主流となって広く用いられている。これらのプリンタは、消耗品である液体インクカートリッジあるいはインクリボンカートリッジなどをキヤリツジ上に交換自在に装着して使用する。
【０００３】
このようなプリンタは、通常、周面に沿って螺旋状の溝を穿設されているスクリューロール（リードスクリュー又はスクリューシャフトともいう）を備え、キャリッジには上記スクリューロールの螺旋溝に係合するピン又は螺子ナットを備えると共に、キャリッジと一体化されたインクジェットヘッド又は熱転写用発熱ヘッドからなる印字ヘッドを備えている。
【０００４】
上記のスクリューロールは駆動機構により回転駆動され、これにより、上記の螺旋溝を介してキャリッジのピンを駆動し、これにより、印字ヘッドが主走査方向（記録用紙の幅方向）に往復移動させられ、この間に印字ヘッドは記録用紙上に画像や文字を形成する。一般に、プリンタの印字ヘッドは、印字処理速度を上げるため、キャリッジの往と復のいずれの移動時にも印字動作を行うように構成されている場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の螺旋溝とこれに係合するピンは、その接触面において相互に磨耗する。一方の螺旋溝は電車の給電架線と同様にピン（パンタグラフ）との接触が瞬時であるので磨耗度は少ないが、他方のピンは、ほぼ同一部分が常時螺旋溝と接触しているので磨耗が比較的激しい。
【０００６】
図５(a) は、そのように磨耗したピンと螺旋溝との関係を示す図であり、同図(b),(c) は、ピンの磨耗によって生じる印字の不具合を示す図である。同図(a) に示すように、ピン１が磨耗すると、その磨耗した分だけ螺旋溝２に対してピン１の移動方向に間隙Ａの遊びを生じる。
【０００７】
したがって、印字ヘッドが、同図(b) に示すように、用紙３に対して矢印４で示すキャリッジの往移動と復移動の両方共に印字を行うように構成されていると、往きと復りでは、上記磨耗によるる間隙Ａの遊びの分だけ印字ヘッドに位置ずれを生じ、例えば縦の罫線を引くときなどには、同図(c) に示すように、往きに印字した縦罫線と、復りに印字した縦罫線との間に間隙Ａに相当する「ずれａ」が発生する。
【０００８】
この「ずれａ」の状態は、文字の印字又は画像の印字（印刷）の場合でも同様であって、このように、従来のプリンタは、時間が経つにつれて印字精度が劣化し、印字（印刷）された画質を著しく低下させるという問題を有していた。これは、特に今日のように高精細な印字精度が要求される場合には大きな問題となっていた。
【０００９】
このため、上記のような画質の低下を回避すべく、キャリッジの往き動作の時のみ印字ヘッドに印字させるようにしたプリンタが実用化されてはいる。しかしながら、これでは印字速度が半減して、使用者の不満が増大するという新たな問題を発生させるばかりであった。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、キャリッジに係合するピンの磨耗を最少限度にする画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
先ず、第１の発明の消耗品は、表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、を有する画像形成装置の上記キャリッジに載置される消耗品であって、上記キャリッジに載置されたとき上記スクリューロールの螺旋溝に係合する係合ピンを備えて構成される。
【００１２】
次に、第２の発明の画像形成装置は、表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、を有し、上記螺旋溝に係合する係合ピンを備えた消耗品を上記キャリッジに搭載して、上記駆動手段による上記スクリューロールの回転力を上記螺旋溝を介して上記消耗品の係合ピンに伝達させ、該係合ピン及び上記消耗品を介して上記キャリッジを移動させるように構成される。
【００１３】
続いて、第３の発明の消耗品は、表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、を有する画像形成装置の上記キャリッジに載置される消耗品であって、上記キャリッジに載置されたとき上記スクリューロールの螺旋溝に係合する係合ピンと、上記キャリッジを上記スクリューロールに移動自在に保持する保持手段と、を備えて構成される。
【００１４】
そして、第３の発明の画像形成装置は、表面に螺旋溝が形成されたスクリューロールと、該スクリューロールを回転駆動する駆動手段と、消耗品を載置するキャリッジと、を有し、上記螺旋溝に係合する係合ピンと上記キャリッジを上記スクリューロールに移動自在に保持する保持手段とを備えた消耗品を上記キャリッジに搭載して、上記保持手段により上記キャリッジを上記スクリューロールに保持させ、上記駆動手段による上記スクリューロールの回転力を上記螺旋溝を介して上記消耗品の係合ピンに伝達させて、該係合ピンに伝達された駆動力により上記消耗品を介して上記キャリッジを移動させるように構成される。
【００１５】
上記消耗品は、例えば請求項５記載のように、液体インクカートリッジであり、また、例えば請求項６記載のように、熱転写インクリボンカートリッジである。また、上記スクリューロールは、例えば請求項７記載のように、硬度が上記消耗品の係合ピンの硬度よりも高く構成されて成る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、第１の実施の形態における画像形成装置の主要部（印字機構）の構成を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、画像形成装置１０の匡体１１の内部前方（図の斜め右上方向）には、モータ１２によって図の両方向矢印Ｚで示すように正逆両方向に回転駆動されるスクリューロール１３が装置本体の幅方向に差し渡され、このスクリューロール１３にキャリッジ１４が図の両方向矢印Ｘで示すように装置幅方向に摺動自在に係合している。キャリッジ１４と装置本体の不図示の制御装置との間には、印字信号を送受信するためのフレキシブルケーブル１５が接続されている。
【００１７】
このキャリッジ１４には、カートリッジ１６が着脱自在に装着される。カートリッジ１６は、この画像形成装置がインクジェットプリンタの場合であれば液体インクカートリッジであり、また、キャリッジ１４にインクジェットヘッドが一体化されていない場合には、インクジェットヘッドも液体インクカートリッジと共にキャリッジ１４に装着される。
【００１８】
また、この画像形成装置が熱転写プリンタの場合であれば、上記のカートリッジ１６は、サーマルインクリボンカートリッジであり、この場合も同様に、キャリッジ１４に発熱ヘッドが一体化されていない場合には、発熱ヘッドもサーマルインクリボンカートリッジと共にキャリッジ１４に装着される。
【００１９】
この画像形成装置１０は、不図示の給紙装置を介して装置前方の給紙口から記録用紙１７を挿通されると、紙送リローラ１８とこれに圧接する紙送リコロ１９とが記録用紙１７を挟持して、図の矢印Ｙで示す装置内部後方に、一定距離づつ間欠的に搬送する。
【００２０】
この間欠的に搬送される記録用紙１７が停止状態に在るとき、プラテン２１上において印字が行われる。この印字に際しては、モータ１２の回転によリ、スクリューロール１３が正方向に回転し、このスクリューロール１３周面に形成されたスクリュー溝１３−１に嵌合するカートリッジ１６の詳しくは後述する駆動ガイドピンが、左右に交互に回転移動するスクリュー溝１３−１によって図の両方向矢印Ｘで示す方向の一方向、例えば右方向に装置幅方向に沿って移動する。
【００２１】
これにより、カートリッジ１６を介してキャリッジ１４が右方向に往復駆動され、このキヤリツジ１４上の不図示の印字ヘッドにより、制御装置からフレキシブルケーブル１５を介して送信される印字信号に基づいて印字（印刷）が行われる。すなわち記録用紙１７の主走査方向（用紙幅方向）に画像が形成される。
【００２２】
キヤリツジ１４の１往動作が終了すると、再び記録用紙１７がＹ方向に一定距離搬送されて停止し、上記とは逆に左方向に移動して主走査方向の画像形成が行われる。この繰り返しにより、記録用紙１７の指定された範囲の紙面上に画像が形成される。このようにして画像形成が終了すると、記録用紙１７は、排紙ローラ２２及び排紙コロ２３により挟持されて装置外に排出される。
【００２３】
図２は、上記キヤリツジ１４部分の構成を示す拡大斜視図である。尚、同図には、キャリッジ１４の構成を示すために、カートリッジ１６をキャリッジ１４から取り外して示しており、また、カートリッジ１６とキャリッジ１４及びスクリューロール１３との係合関係を示すために、カートリッジ１６を一部切り欠いて示している。また、図１に示した構成と同一構成部分には、図１と同一の番号を付与して示している。
【００２４】
同図に示すように、キヤリツジ１４は、垂直部と平面部からなる断面が鉤型の形状をなし、鉤型の角に形成された軸受２４によリ、スクリューロール１３に外嵌し、これによりスクリューロール１３と摺動自在に係合している。軸受２４の上方に立設されたキヤリツジ１４の垂直部には、複数の信号線の接点２５が配設され、この接点２５の埋設部には前述したフレキシブルケーブル１５の信号配線が接続されている。
【００２５】
上記接点２５の露出部は、キャリッジ１４にカートリッジ１６が装着されたとき、そのカートリッジ１６の印字ヘッドの駆動部の接点に当接して接続される。また、キヤリツジ１４の垂直部の上記接点２５の下方には、カートリッジ１６との係合孔２６が穿設され、この係合孔２６の向こう側に、スクリューロール１３のスクリュー溝１３−１が位置している。このキヤリツジ１４の垂直部の上記係合孔２６の上方両側に、係止爪２７ａ、２７ｂが配設されている。
【００２６】
係止爪２７ａ、２７ｂは、カートリッジ１６が、図の矢印Ｂで示すように、キャリッジ１４の垂直部に向けて押し込まれて装着されたとき、カートリッジ１６の係合部（図では切り欠き部と陰になっている部分とに在って見えない）に挿入され、カートリッジ１６をキャリッジ１４に係止させる。
【００２７】
このとき、カートリッジ１６の取付側に突設されている駆動ガイドピン２８が、係合孔２６を通ってスクリューロール１３のスクリュー溝１３−１に嵌入する。これにより、モータ１２（図１参照）が正逆両方向に回転して、図１の両方向矢印Ｚで示すように、スクリューロール１３を両方向に回転させると、この回転がスクリュー溝１３−１を介して駆動ガイドピン２８に伝達され、両方向矢印Ｘで示す装置本体の幅方向の往復運動に変換される。これにより、カートリッジ１６を介して、キャリッジ１４が上述したように装置幅方向に往復駆動される。
【００２８】
ここで、上記の駆動ガイドピン２８は、スクリューロール２８に比較して硬度の低い材料を用いて形成されている。したがって、駆動ガイドピン２８がスクリュー溝１３−１内を滑接・摺動することにより発生する摩耗は、ほとんど駆動ガイドピン２８側に発生する。
【００２９】
ところで、カートリッジ１６に内蔵される液体インク等の記録材は使用によって減少する消耗品であり、この消耗によって、カートリッジ１６は交換される。この交換に際しては、同時に駆動ガイドピン２８も新品になるから、スクリューロール１３と駆動ガイドピン２８との嵌合精度は、いつまでも、ほぼ初期状態と同様に維持される。
【００３０】
このように、適宜の使用頻度に対応して、駆動ガイドピン２８が自動的に新品と交換されるから、キヤリツジ駆動のための駆動ガイドピンの磨耗を定期的に解消することができ、これにより、駆動ガイドピンの磨耗に起因する主走査方向の印字精度の劣化を最小限に抑えることができ、したがって、安定したキヤリッジ駆動をいつまでも持続させることができ、経時変化を殆ど受けることのない高精細な印字を行うことができるようになる。
【００３１】
図３は、第２の実施の形態における画像形成装置の主要部（印字機構）の構成を模式的に示す斜視図である。尚、同図には、キャリッジ１４′の構成を示すために、カートリッジ１６′をキャリッジ１４′の上方に取り外した状態で示しており、また、カートリッジ１６′とスクリューロール１３との係合関係を示すために、カートリッジ１６′を一部切り欠いて示している。また、同図に示す構成は、カートリッジ１６′とキャリッジ１４′を別にすれば、他の構成部分は図１に示した構成と同一であるので図１と同一の番号を付与して示し、印字動作については説明を省略する。
【００３２】
同図に示すキヤリツジ１４′は、垂直部分と水平部分との接合部に形成されている係合孔２４′が、極めて緩やかにスクリューロール１３に外嵌している。キヤリツジ１４′の垂直部分の上端面には、図１の接点２５と同様の複数の接点２５′が露出している。接点２５′の下部埋設部分はフレキシブルケーブル１５と接続されている。
【００３３】
また、キヤリツジ１４′の水平部分の両側にはそれぞれ係止爪２７′が立設されている。カートリッジ１６′が、図の矢印Ｃで示すように、キャリッジ１４′の水平部分に向けて押し込まれて装着されたとき、カートリッジ１６′の係合部（図では下面に在って陰となるため見えない）に挿入され、カートリッジ１６′をキャリッジ１４′に係止させる。
【００３４】
このとき、一方では、接点２５′がカートリッジ１６′の印字ヘッドの駆動部の接点に当接して接続され、他方では、カートリッジ１６′の駆動ガイドピン２９と軸受３１がスクリューロール１３と係合する。
【００３５】
図４(a),(b) は、上記カートリッジ１６′の駆動ガイドピン２９と軸受３１がスクリューロール１３と係合する状態を示す側面図である。同図(a) に示すように、軸受３１は、上部固定軸受３１ａと下部可動軸受３１ｂとに分かれており、下部可動軸受３１ｂは、支持軸３３を支点にして回動可能に上部固定軸受３１ａに取り付けられている。
【００３６】
この下部可動軸受３１ｂの上記支持軸３３から反対側へ伸び出す回動腕３１ｃには、溝孔３２が穿設されている。この溝孔３２に駆動ガイドピン２９の頭部が嵌入して、回動腕３１ｃを介して下部可動軸受３１ｂと係合している。この駆動ガイドピン２９は、他方では上部固定軸受３１ａに上下に摺動可能に支持されて係合している。
【００３７】
この駆動ガイドピン２９の上記溝孔３２に嵌入している上部は、頭頂部にフランジ２９−１を形成され、このフランジ２９−１からほぼ１／３ほど下がった所に座金３４が固定されている。この座金３４と回動腕３１ｃとの間に押しバネ３５が介装されている。この押しバネ３５の付勢力により、回動腕３１ｃが常に駆動ガイドピン２９のフランジ２９−１に押圧され、これにより、駆動ガイドピン２９と回動腕３１ｃは常に緩みなく摺動自在に係合している。
【００３８】
図４(a) に示す軸受け解放状態（図１に示すようにカートリッジ１６′をキャリッジ１４′の上方に取り外した状態）から、図１の矢印Ｃで示すように、カートリッジ１６′をキヤリツジ１４′に装着すべく水平部分に向けて押し込むと、駆動ガイドピン２９の先端がスクリューロール１３のスクリュー溝１３−１内に嵌入して溝底に当接する。
【００３９】
更に上部固定軸受３１ａがスクリューロール１３周面の上部半面に当接するまでカートリッジ１６′が押し下げられることにより、駆動ガイドピン２９が、図４(b) に示すように、上部固定軸受３１ａに対して上方に押し上げられる形となり、これにより、座金３４及び押しバネ３５が回動腕３１ｃを押し上げて、この回動腕３１ｃを支持軸３３を支点にして、図の矢印Ｄに示すように、左方（反時計回り方向）に回動させ、これにより、下部可動軸受３１ｂが、図の矢印Ｅで示すように右方（反時計回り方向）に回動して閉じ、上部固定軸受３１ａと共にスクリューロール１３に弛みなく係合する。
【００４０】
この後、スクリューロール１３が正逆両方向に回転することにより、駆動ガイドピン２９が同図の紙面垂直方向に進退移動する。これにより、カートリッジ１６′を介して図３に示したキャリッジ１４′が、装置本体の幅方向に往復移動を繰り返す。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、キヤリツジを駆動するためのスクリューロールと係合する駆動ガイドピンを、スクリューロールよりも硬度の低い材質にすると共に、定期的に交換する消耗部品に配置するので、スクリューロールに対する駆動ガイドピンの磨耗を定期的に解消し回復させることができ、これにより、駆動ガイドピンの磨耗に起因するキヤッリツジの主走査方向の移動量誤差を最小限に抑えることができ、したがって、安定したキヤリッジ駆動をいつまでも持続させるることができ、経時変化を殆ど受けることのない高精細な印字を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における画像形成装置の主要部（印字機構）の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態における画像形成装置のキヤリツジ部分の構成を示す拡大斜視図である。
【図３】第２の実施の形態における画像形成装置の主要部（印字機構）の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】  (a),(b) は第２の実施の形態におけるカートリッジの駆動ガイドピンと軸受がスクリューロールと係合する状態を示す側面図である。
【図５】  (a) は従来の磨耗したピンと螺旋溝との関係を示す図、(b),(c) はピンの磨耗によって生じる印字の不具合を示す図である。
【符号の説明】
１    ピン
２    螺旋溝
３    用紙
４    矢印
Ａ    磨耗によるる間隙
ａ    印字ずれ
１０  画像形成装置
１１  匡体
１２  モータ
１３  スクリューロール
１３−１  スクリュー溝
１４、１４′  キャリッジ
１５  フレキシブルケーブル
１６、１６′  カートリッジ
１７  記録用紙
１８  紙送リローラ
１９  紙送リコロ
２１  プラテン
２２  排紙ローラ
２３  排紙コロ
２４  軸受
２４′  係合孔
２５、２５′  接点
２６  係合孔
２７ａ、２７ｂ、２７′  係止爪
２８、２９  駆動ガイドピン
２９−１  フランジ
３１  軸受
３１ａ  上部固定軸受
３１ｂ  下部可動軸受
３１ｃ  回動腕
３２  溝孔
３３  支持軸
３４  座金
３５  押しバネ
【図１】
0003680550.tif 000002
【図２】
0003680550.tif 000003
【図３】
0003680550.tif 000004
【図４】
0003680550.tif 000005
【図５】
0003680550.tif 000006