(57)【要約】【課題】シリアル式記録装置の小型、軽量化及びコストダウン。【解決手段】シリアル式記録装置において、紙送りローラとキャリア軸を兼ねる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シートを搬送する為のローラ軸と、記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段を搭載したキャリッジを設け、前記キャリッジが前記ローラ軸に沿って移動しながら記録を行う事を特徴としたシリアル式記録装置。
【請求項２】
前記ローラ軸に沿う、前記キャリッジの軸受部の断面形状が、円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載のシリアル式記録装置。
【請求項３】
前記記録シートを搬送するローラ軸の長さ方向の中央部分が細くなっており、記録手段を搭載したキャリッジが前記細い部分の軸に沿い移動することを特徴とした、請求項１または２に記載のシリアル式記録装置。
【請求項４】
前記記録手段はインクを吐出して記録を行うものであることを特徴とした請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシリアル式記録装置。
【請求項５】
前記インクの吐出は、インクに熱エネルギーを与えることによってインク中に生成する気泡の圧力によってなされることを特徴とした請求項４に記載のシリアル式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリッジ上に記録ヘッドが搭載されキャリッジをスキャンしながら記録媒体上に画像形成するシリアル式記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録装置として代表的なシリアル式プリンタは、パーソナルコンピュータの普及と共に個人単位での利用が増加しており、特にインクジェット方式のプリンタは小型かつ低コストな為パーソナルユース市場では最も一般的なものとなっている。
【０００３】
一方、情報処理装置としてのコンピュータは、出張先や、移動中の新幹線の車内等で使用できるよう携帯性に優れた、小型軽量化されたものも多く発売されてきている。また、コンピュータを構成する、ＣＰＵ、メモリ、表示装置等のコストダウンにより、大幅に低価格化が進んでいる。それに伴い、その記録装置としてのプリンタにも小型軽量化、低価格化の要求が出されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２００６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来シリアル式プリンタは紙を搬送するためローラの芯金用の軸と、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを往復移動させる際のガイド軸と２本の長い軸が必要であった。ところが、それらの軸は円柱状の鋼材のため重く、又、真直度や真円度の精度も高くなければならず当然コストも割高になり、小型軽量化、低価格化を実現する際のネックになっていた。
【０００６】
上記問題点を解決するため、本発明では記録用紙を搬送するためのローラ軸を、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを往復移動させる際のガイド軸と兼用することにより、２本必要であった長い高精度な軸を削減でき、小型軽量化、低価格化を実現した記録装置を提供することが可能となった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００８】
（１）記録シートを搬送する為のローラ軸と、記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段を搭載したキャリッジを設け、前記キャリッジが前記ローラ軸に沿って移動しながら記録を行う事を特徴としたシリアル式記録装置。
【０００９】
（２）前記ローラ軸に沿う、前記キャリッジの軸受部の断面形状が、円弧形状であることを特徴とする前記（１）に記載のシリアル式記録装置。
【００１０】
（３）前記記録シートを搬送するローラ軸の長さ方向の中央部分が細くなっており、記録手段を搭載したキャリッジが前記細い部分の軸に沿い移動することを特徴とした、前記（１）または（２）に記載のシリアル式記録装置。
【００１１】
（４）前記記録手段はインクを吐出して記録を行うものであることを特徴とした前記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載のシリアル式記録装置。
【００１２】
（５）前記インクの吐出は、インクに熱エネルギーを与えることによってインク中に生成する気泡の圧力によってなされることを特徴とした前記（４）に記載のシリアル式記録装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第一実施例）
図３は本発明に係る第一実施例の内部を上部から見た平面図であり、図１は、図３の矢印Ｇ−Ｇ方向から見た断面図であり、図２は図３の矢印Ｆ−Ｆ方向から見た断面図であり、図４は図３の矢印Ｈ方向から見た正面図である。
【００１４】
図１において、１は記録用紙７を搬送するための紙送りローラと記録ヘッド１１を搭載したキャリッジ１０のガイド軸を兼ねたガイドローラ軸であり、端部にはギヤ３０が圧入されている。図３に示した側板１４ａ、１４ｂは下ケース５に固定され、軸受１５ａ、１５ｂが圧入されている。軸受１５ａ、１５ｂにはガイドローラ軸１が回動可能に挿入されている。
【００１５】
ピンチローラ２は円筒形状をしており、両端部の細い軸部がピンチローラホルダ３に回動可能に挿入されている。ピンチローラホルダ３には回転軸３ａが設けられ、回転軸３ａは下ケース５の側面部に形成された固定部５ａに回動可能に挿入されされている。また、回転軸３ａにはねじりコイルバネ４が挿入されており、バネ４の一端は下ケース５に圧接し、他端はピンチローラホルダ３に一体に設けられた突起部３ｂに圧接している。そのためピンチローラ２は記録用紙７が挿入されていない場合、ローラガイド軸１へ圧接し、記録用紙７が挿入されている場合にはガイドローラ軸１へ記録用紙７を圧接する。図示していないが、ピンチローラ２、ピンチローラガイド３、バネ４、固定部５ａはガイドローラ軸１の長手方向に複数組設けられ、それぞれ独立にピンチローラ２がガイドローラ軸１へ圧接する構成となっている。
【００１６】
８はプラテンであり、上部にはリブ８ａがガイドローラ軸１と直角方向に複数本設けられ、下ケース５に取り付けられている。プラテン８の内部は空洞になっており、本記録装置の制御基板９および前記制御基板９へ電力を供給するための電池５０が固定されている。
【００１７】
１０はキャリッジであり、下部には円弧状の軸受１２が圧入されている。軸受１２はガイドローラ軸１からはずれないよう、半円より僅かに長い円弧状の断面形状をしている。また、軸受１２の材質は高摺動性樹脂性であるため、ガイドローラ軸１の回転と、キャリッジ１０のガイドローラ軸１長手方向の移動は、共にスムーズに行うことが可能となっている。キャリッジ１０の紙送り方向前方には摺動部１０ａ、１０ｂが設けられ、下ケース５に一体に設けられたガイドレール５ｂの厚みよりも僅かに広い間隔で、ガイドレール５ｂをはさみ込むよう構成されている。キャリッジ１０の紙送り方向後方にはタイミングベルト１７を固定するための固定部１６が設けられ、タイミングベルト１７をキャリッジ１０に固定している。また、キャリッジ１０後方のタイミングベルト１７の間にはホームポジションセンサが取り付けられ、キャリッジ１０の初期位置情報を制御基板へ送っている。
【００１８】
図３に示すように、タイミングベルト１７は、軸２１に回動可能に挿入されたプーリ２０と、ＣＲモータ１８に圧入されたプーリ１９の間で一定の張力を与えられ装着されている。キャリッジ１０はインクジェット方式の記録ヘッド１１を搭載し、ＣＲモータ１８の回転がタイミングベルト１７によりキャリッジ１０に伝達され、キャリッジ１０はガイドローラ軸１及びガイドレール５ｂに沿いながら矢印Ｊ、Ｋ方向に往復移動を行う。キャリッジ１０の移動と同期して記録ヘッド１１は、インク滴を吐出し記録用紙７へ記録を行う。
【００１９】
排紙ローラ軸２３は図３に表した側板１４ａ、１４ｂに回動可能に挿入されており、側板１４ａ側端部には図２に表したように、ギヤ３６が圧入されている。また、図１および図４に表したように排紙ローラ軸２３には同軸上に排紙ローラ２２が圧入されている。排紙ローラ２２の上部には金属性薄板状の拍車２４が設けられている。拍車２４はアウトサート成型により中心部はモールド材で構成され、外周の金属先端部は尖った形状をしておりさらに撥水処理も施してある。モールド部分２４ａの中心部には貫通穴あり、バネ軸２５が挿入されている。拍車２４はバネ軸２５により排紙ローラ２２に圧接しているため、排紙ローラ２２の回転は、拍車２４にも伝達される。また、図４に示したように排紙ローラ２２、拍車２４はキャリッジ１０の移動方向に同じ構成で５組設けられている。
【００２０】
図２、図３に表したように、側板１４ａにはＬＦモータ３７が固定され、ＬＦモータ３７のモータ軸３７ａにはギヤ３２が圧入れている。側板１４ａに固定されたギア軸３８には、ギヤ３１が回動可能に挿入され、ギヤ３１はモータギヤ３２と噛合している。ギヤ３１の同軸上にはギヤ３１ａが形成されギヤ３０と噛合しており、ギヤ３０はガイドローラ軸１に圧入されている。したがって、ＬＦモータ３７の回転はガイドローラ軸１へ伝達される。
【００２１】
側板１４ａには、軸３９、軸４１が固定され、それぞれの軸には伝達ギヤ３３、伝達ギヤ３５が回動可能に挿入されている。ギヤ３０の同軸上にはギヤ３０ａが形成され、ギヤ３０ａは伝達ギヤ３３と噛合しており、伝達ギヤ３３と伝達ギヤ３５も噛合している。さらに、伝達ギヤ３５は排紙ローラ軸２３に圧入されたギヤ３６と噛合しているので、ＬＦモータ３７の回転は排紙ローラ軸２３まで伝達される。排紙ローラ２２の記録用紙７に対する搬送量は、ガイドローラ軸１の送り量に比べ、５％程度多くなるように、それぞれのギヤ比、及び、排紙ローラ２２とガイドローラ軸１の外径を調整してあり、記録用紙７はガイドローラ軸１と排紙ローラ２２間で張架状態で搬送される。
【００２２】
図８は記録ヘッド１１の基本構造を示した図である。
【００２３】
記録ヘッド１１はインクを吐出して記録を行うインクジェット方式を使用している。さらに本実施例の場合、インクの吐出はインクに熱エネルギーを与えることによってインク中に生成する気泡の圧力によってなされるものである。
【００２４】
記録ヘッド１１は２５６個のインク吐出口が一列に配列され、この配列方向は、キャリッジ１０に搭載されたときに記録用紙７の搬送方向に平行である。
【００２５】
ここで、記録ヘッド１１の基本的構造について図８を参照して説明する。記録ヘッド１１は記録用紙７の表面と所定の間隔をおいて対面するフェイス面１１ａに、所定のピッチで複数のインク吐出口１１ｂが形成されており、液室１１ｃと各インク吐出口１１ｂとを連通する各液路１１ｄの壁面に沿ってインク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体）１１ｅが配設されている。液室１１ｃは不図示のインクタンクと連通しており、液室１１ｃにはインクタンクからインクが供給されされる構成となっている。インクタンクから液室１１ｃに供給されたインクは、毛細管現象により液路１１ｄに侵入し、インク吐出口１１ｂでメニスカスを形成して液路１１ｄを満たした状態を保つ。このとき、データに基づき電気熱変換体１１ｅが通電されて発熱すると、電気熱変換体１１ｅ上のインクが急激に過熱されて膜沸騰して液路２０ｄ内に気泡が発生し、この気泡の膨張による圧力でインク吐出口１１ｂからインクが吐出される。
【００２６】
図３に表した４２はフレキシブルケーブルであり制御基板９とキャリッジ１０上のヘッド１１とホームポジションセンサ５４を電気的に接続している。４３はポンプユニットで、記録ヘッド１１のノズルの乾燥を防止したり、ノズルの目詰まりを解消するためのキャップ４４が設けてある。キャップ４４は不図示のモータにより、記録ヘッド１１のフェイス面１１ａへ必要に応じて密着する。また、キャップ４４は予備吐口を兼ねている。したがって、キャリッジ１０が記録動作中に定期的にポンプユニット４３上まで移動し、記録ヘッド１１の全てのノズルからキャップ４４へ吐出を行うことにより、記録ヘッド１１は安定的な吐出を実現し、きれいな記録を行うことが可能となる。さらに、非記録時にはキャリッジ１０はポンプユニット４３の上に移動し、キャップ４４がヘッド１１のフェイス面１１ａへ密着しノズルの乾燥を防いでいる。
【００２７】
図５は本実施形態のシリアル式記録装置のブロック図である。図１に示したように、制御基板９はプリント回路基板の形態をなし、記録装置下部に配置され、ＣＰＵ６０、ゲートアレイ（ＧＡ）６１、ダイナミックラム（ＤＲＡＭ）６２及びマスクロム（ＭＡＳＫＲＯＭ）６３を有する。また、制御基板９は各モータ用の駆動回路すなわちキャリッジモータ１８を駆動するためのキャリッジモータドライバ６４、ＬＦモータ５３を駆動するためのＬＦモータドライバ６５、ポンプモータ５６を駆動するためのポンプモータドライバ６６を有し、電池５０により電力供給を受けている。インターフェイス５７はＩｒＤＡで構成され、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から記録データ等を受信する。
【００２８】
制御基板９において、ＣＰＵ６０は記録装置全体に関するデータ処理を実行する。ＭＡＳＫＲＯＭ６３はこのデータ処理の手順やフォントデータ等を格納している。ＤＲＡＭ６２は、データ処理の際のワークエリアとして用いられる。ＧＡ６１には、ＣＰＵ６０の処理に係る種々の回路が形成されている。ＣＰＵ６０はインターフェイス５７を介してホスト装置から転送されてくる記録データを、記録ヘッド１１で用いる吐出データに変換し、記録ヘッド１１における吐出タイミングに応じて記録ヘッド１１のドライバ６７へ転送する。
【００２９】
さらにＣＰＵ６０はスイッチ５２、スイッチ５３の入力情報や、ペーパーエンドセンサ５５、ホームポジションセンサ５４からの検出情報に応じた処理も行う。
【００３０】
次に記録動作について説明する。
【００３１】
パーソナルコンピュータ等のホスト装置よりインターフェイス５７を介して記録データを受信すると、ＣＰＵ６０はホームポジションセンサ５４やペーパーエンドセンサ５５等の検出情報を基にデータを処理する。続いて、オペレータ等により記録用紙７がガイドローラ軸１とピンチローラ２のニップ部に挿入されると、そのことをペーパーエンドセンサ５５が検出し、１秒程度その状態が続くと、図２に示したように、ＬＦモータ３７が反時計方向へ回転し、その回転がギヤ３２−ギヤ３１−ギヤ３１ａ−ギヤ３０と伝達され、ガイドローラ軸１が反時計方向へ回転する。そして、ガイドローラ軸１とピンチローラ２に挟まれた記録用紙７は矢印Ｅ方向へ搬送される。この際の搬送量はホスト装置から送られてくるデータをＣＰＵ６０が処理し決定される。
【００３２】
さらにガイドローラ軸１の反時計方向の回転はギヤ３１ａ−ギヤ３３−ギヤ３５−ギヤ３６と伝達され、排紙ローラ２２は反時計方向へ回転する。この時、前述したが、排紙ローラ２２の搬送量は、ガイドローラ軸１の搬送量よりも５％程度多いが、ガイドローラ軸１のほうが搬送力が強いため、記録用紙７が両方の軸に挟まれている場合は排紙ローラ２２の上では記録用紙７はわずかにスリップしながら搬送される。したがって、記録用紙７の先端部が排紙ローラ２２まで搬送された場合でも、ガイドローラ軸１と排紙ローラ２２は同時に同じ方向に回転し、記録用紙７を搬送する。
【００３３】
記録用紙７が一定量送られ記録ヘッド１１の下部まで到達すると、ガイドローラ軸１の回転が停止し、ポンプユニット４３の上に位置していたキャリッジ１０が、ガイドローラ軸１とガイドレール５ｂに沿いながら矢印Ｊ方向へ動きはじめる。キャリッジ１０が一定速度に到達すると、記録ヘッド１１より記録データに基づいたインクの吐出が行われ、記録用紙７へ記録が実行される。１行分の記録が終了するとキャリッジ１０は減速し所定の位置に停止する。再び、ガイドローラ軸１が回転し記録データに基づいて記録用紙７の搬送が行われ、ガイドローラ軸１の回転停止後、今度は矢印Ｋ方向にキャリッジ１０が移動し記録用紙７へ記録を開始する。
【００３４】
上述動作を繰り返し行い１ページの記録が終了すると、記録用紙７は排紙ローラ２２によって排出される。
【００３５】
記録データが記録用紙１枚分の場合はこれで記録終了となるが、複数枚記録データがある場合は、再び、オペレータ等によりガイドローラ軸１とピンチローラ２のニップ部へ記録用紙７が挿入され、上述動作が繰り返される。記録データがなくなり記録終了となると、再びキャリッジ１０はポンプユニット４３の上に移動し、キャップ４４が記録ヘッド１１のフェイス面１１ａに密着し動作を終了する。
【００３６】
（第二実施例）
図６は第二実施例に関するシリアル式記録装置の上部外装を取り除いた平面図であり、図７は図６における矢印Ｇ１−Ｇ１方向から見た断面図である。
【００３７】
第一実施例ではガイドローラ軸１のほぼ全域を使用し、記録用紙の搬送を行う構成であったが、図６、図７に示したように、ガイドローラ軸１の中央部分を細くし、両端部１ａ、１ｂの部分で記録用紙７の左右両端部７ａ、７ｂをピンチローラ２で挟み込み搬送する。
【００３８】
この場合、キャリッジ１０はガイドローラ軸１を細くした部分のみの移動となり、紙幅方向の記録範囲はやや狭くなる。しかし、ガイドレール１の両端部１ａ、１ｂの部分に砥石ローラや、ゴムローラ等の高摩擦の材質が使用可能となるため、記録用紙７の搬送力は向上することもある。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、シリアル式記録装置において記録用紙を搬送するローラ軸が記録ヘッドを搭載したキャリッジのガイドレールを兼ねることにより、小型軽量化及び低価格化を実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一実施例のシリアル式記録装置の横から見た断面図（図３のＧ−Ｇ方向から見た断面図）
【図２】本発明第一実施例のシリアル式記録装置の横からみタ断面図（図３のＦ−Ｆ方向から見た断面図）
【図３】本発明第一実施例のシリアル式記録装置の上部外装部を取り除いた状態の平面図
【図４】図３の矢印Ｈ方向から見た正面図
【図５】本発明第一実施例に関する制御回路構成を示すブロック図
【図６】第二実施例に関するシリアル式記録装置の上部外装を取り除いた平面図
【図７】図６の矢印Ｇ１−Ｇ１方向から見た断面図
【図８】記録ヘッド１１の基本構造を示した図
【符号の説明】
１  ガイドローラ軸
２  ピンチローラ
３  ピンチローラホルダ
５  下ケース
７  記録用紙
１０  キャリッジ
１１  記録ヘッド
１２  軸受
２２  排紙ローラ
２４  拍車
【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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