(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタ１０の制御基板の小型化により、ノズル駆動用トランジスタのヒートシンクも大型のものを用いることができず、その冷却にキャリッジモータ１１によりファンを駆動することが考えられた。しかしキャリッジ１６を往復させるためにはモータが正転／反転を繰り返す。そのため、プリンタ内の空気を攪拌するに過ぎず、効果的に冷却できなかった。【解決手段】キャリッジモータ１１を制御基板３０とは反対側に配置し、その動力をタイミングベルト１４及びフリーホイール３４を介してファン３３に伝え、常に一定方向の空気流６１を作り出すとともに、モータが発する熱の影響を避けた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷動作を行う際に正転及び反転するモータを動力源として駆動されるファンによって、プリンタ内部の素子を冷却する冷却装置であって、前記ファンは、前記モータの正転時又は反転時のいずれか一方向の回転時にのみ駆動されるものであることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
印刷動作を行う際に、正転及び反転することによりキャリッジを主走査させるキャリッジモータを動力源として駆動されるファンによって、プリンタ内部の素子を冷却する冷却装置であって、
前記ファンは、前記キャリッジモータの正転時又は反転時のいずれか一方向の回転時にのみ駆動されるものであることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
印刷動作を行う際に、正転することにより印刷用紙の紙送りを行わせ、反転することにより印刷用紙の紙戻しを行わせる紙送りモータを動力源として駆動されるファンによって、プリンタ内部の素子を冷却する冷却装置であって、
前記ファンは、前記紙送りモータの正転時にのみ駆動されるよう構成されて成るものであることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
装置筐体に吸気口と排気口とが設けられ、装置内部に請求項２、及び請求項３記載の各冷却装置を備えるプリンタにおいて、
前記各冷却装置の各ファンは、駆動に際して、前記吸気口側に対して負圧を、前記排気口側に対して正圧を与える方向に、各々配されて成ることを特徴とするプリンタ。
【請求項５】
前記ファンが、前記モータの回転軸に直接取り付けられて成る請求項１記載の冷却装置において、
前記ファンは、駆動に際して、冷却対象である前記素子の側に負圧を与えるよう配されて成ることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ内において発熱する素子の冷却技術に関し、より詳細にはプリンタの駆動時において用いられるモータを動力源とする強制対流冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ内部の制御基板などに実装される半導体素子の中には、駆動に伴って熱を発するものがある。例えば、インクノズル駆動のために圧電振動子を用いる代表的インクジェットプリンタにあっては、駆動すべきインクノズルの圧電振動子に対して電圧を印加するためのトランジスタと、その圧電振動子から放電させるためのトランジスタとによって、圧電振動子を伸長、及び圧縮させてインクノズルからインク粒を吐出させる。これらのインクノズル駆動用トランジスタは、印刷の実行に伴って発熱する。とりわけ、最近の高精細インクジェットプリンタでは、最小２ピコリットルにもなる小さなインク粒を吐出させつつ印刷を実行するため、非常にインクノズル駆動回数も多くなり、それに伴い大きな熱の発生源となる。そのため、これらのトランジスタには、例えば図５に示されるようなヒートシンク３が取り付けられ、放熱効果を高めるようにしている。
【０００３】
ところで、近時コスト削減のためにプリンタの制御基板の小型化が図られている。また制御基板の小型化は、プリンタ全体における部品配置に自由性を与えることからも望ましい。しかし基板の小型化は、そこに実装される各素子などの部品配置密度が高くなることをも意味する。そのため、従来は大型のヒートシンクが取り付け可能であった素子に対しても、小型のヒートシンクしか取り付けられなくなるという事態も生じている。
【０００４】
取り付けられるヒートシンクを小型化しつつ、なお従前の放熱効果を得ようとする場合、例えば図６に表されるように、小型のモータの回転軸にプロペラを取り付けてファン３２とし、これを小型ヒートシンク３１と一体に取り付けて、常時回転させることが考えられる。また、プリンタ筐体の側面等に吸気、又は排気口を設け、そこに上記のようなファン３２を取り付けることにより、プリンタ筐体内部の空気と、外部の空気との換気を図ること等も考えられる。
【０００５】
ところで、前述のようなインクノズル駆動用トランジスタ１及び２のように、印刷実行時にのみ発熱し、プリンタ停止時においては発熱を起こさないような素子については、常時冷却しておく必要があるわけでもない。一方、冷却専用ファンのモータを常時回転させておくことは無駄な電力消費を招くばかりでなく、ヒートシンクの風切り音等による騒音の発生源ともなり得る。
【０００６】
そこで、印刷実行時には駆動され、停止時には駆動されないモータを動力源としてファンを駆動し、それにより上記のようなヒートシンクに風を送ってやれば効率的である。例えば、インクノズル等を搭載したキャリッジを、タイミングベルトを介して駆動するキャリッジモータや、印刷用紙の紙送りを行なうための紙送りモータを上記のようなファンの駆動に利用すればよい。
【０００７】
図７は、例えばインクジェットプリンタのように、用紙送りを行ないつつキャリッジを主走査させて印刷を行なうプリンタ内部の様子、特にキャリッジモータ及び紙送りモータの配置について説明するための斜視図である。
【０００８】
図７において、キャリッジモータ１１は、その回転軸１２によってギア１３を回転させる。キャリッジ１６は、その下部でガイドレール１７を貫通させ、タイミングベルト１４の下側を挟持して、ギア１３及びプーリー１５の回転に従って水平移動する。紙送りモータ２１は、その回転軸２２に取り付けられた歯車（２５〜２７を含む幾つかの歯車）によって紙送りローラ２３及び排紙ローラ２４を回転させ、印刷用紙４０の紙送り及び紙戻しを行なわせる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、プリンタ制御部の冷却のために、キャリッジモータ１１の回転軸１２に、ファン３３を取り付けた構成を表す平面図である。プリンタ制御部を構成する基板３０には、様々な素子が実装されているが、例えばヘッド駆動用トランジスタ（図５参照）に小型のヒートシンク３１が取り付けられてある。
【００１０】
キャリッジモータ１１は、印刷時に正転及び反転動作を繰り返す。それに従いキャリッジ１６は矢印５１及び５２の方向に往復させられる。このとき、キャリッジモータ１１の回転軸１２に取り付けられたファン３３も回転され、矢印６１及び６２の方向に、それぞれ空気流を引き起こす。このように、ファン３３によって作り出される気流は、常に一定方向とはならない。このため、筐体１０内部の空気は攪拌されるものの、ヒートシンク３１から効率的に熱を奪い取ることができないという問題があった。
【００１１】
またキャリッジモータ１１は、駆動に伴って、それ自体がかなりの熱源となる。ファン３３が矢印６２方向の空気流を作り出している最中には、ヒートシンク３１にキャリッジモータ１１で温められた空気が送られることとなって、これもまたヒートシンク３１の効率的な冷却を妨げる要因となる。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、印刷動作時に駆動されるキャリッジモータや紙送りモータを用いてファンを動作させつつも、発熱したプリンタ内部の素子を効率的に冷却することができる強制対流冷却装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では正転及び反転動作を繰り返すモータについて、動力伝達手段に非逆転クラッチなどを用いて、ファンの回転が常に一定方向であるようにする。
【００１４】
すなわち、請求項１記載の冷却装置は、印刷動作を行う際に正転及び反転するモータを動力源として駆動されるファンによって、プリンタ内部の素子を冷却する冷却装置であって、前記ファンは、前記モータの正転時又は反転時のいずれか一方向の回転時にのみ駆動されるものであることを特徴とする。
【００１５】
例えば、ファンの動力源としての正転及び反転するモータは、キャリッジモータである。すなわち、請求項２記載の冷却装置は、印刷動作を行う際に、正転及び反転することによりキャリッジを主走査させるキャリッジモータを動力源として駆動されるファンによって、プリンタ内部の素子を冷却する冷却装置であって、前記ファンは、前記キャリッジモータの正転時又は反転時のいずれか一方向の回転時にのみ駆動されるものであることを特徴とする。
【００１６】
また例えば、紙送りモータも印刷用紙の精密な頭出し操作を行なうような場合には、紙戻しのために反転駆動される場合がある。従って請求項３記載の冷却装置は、印刷動作を行う際に、正転することにより印刷用紙の紙送りを行わせ、反転することにより印刷用紙の紙戻しを行わせる紙送りモータを動力源として駆動されるファンによって、プリンタ内部の素子を冷却する冷却装置であって、前記ファンは、前記紙送りモータの正転時にのみ駆動されるよう構成されて成るものであることを特徴とする。一般的に、印刷用紙が戻されている時間よりも、送られている時間の方が長いことが殆どである。従って、ファンはより長い間回転させれることとなる。
【００１７】
２以上のファンが設けられるときには、プリンタ筐体内での空気の流路が問題となる。そのため請求項４記載のプリンタは、装置筐体に吸気口と排気口とが設けられ、装置内部に請求項２、及び請求項４記載の各冷却装置を備えるプリンタであって、以下の構成を採る。すなわち、前記各冷却装置の各ファンは、駆動に際して、前記吸気口側に対して負圧を、前記排気口側に対して正圧を与える方向に、各々配されて成る。
【００１８】
ファンが、モータ自体の発する熱風を、冷却対象である素子に吹き付けてしまうことを防止するため、請求項５記載の冷却装置は以下の構成を採る。すなわち、前記ファンが、前記モータの回転軸に直接取り付けられて成る請求項１記載の冷却装置において、前記ファンは、駆動に際して冷却対象である前記素子の側に負圧を与えるよう配されて成ることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、本発明の１実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、キャリッジモータ１１を用いてファン３３を駆動する例について説明するための図である。図８に表した例と異なり、図１の例ではキャリッジモータ１１は、タイミングベルト１４及びキャリッジ１６を駆動する。プーリー１３の回転軸には、ころ入りフリーホイール３４を介してファン３３が取り付けられている。
【００２１】
ころ入りフリーホイール３４は、プーリー１３の回転軸を原動側、ファン３３の回転軸を被動側として動作し、キャリッジ１６が矢印５１側に移動されるときに、ころが咬んでファン３３を回転させ、矢印６１の方向に風を起こす。一方、キャリッジ１６が矢印５２側に移動されるときには、ころが滑ってファン３３は回転しない。このころ入りフリーホイール３４の働きにより、ファン３３は常に一方向の風をヒートシンク３１に当てることとなる。
【００２２】
図２に表す例では、キャリッジモータ１１の回転軸１２は、ころ入りフリーホイール３４の原動側に接続されている。この例では、ころ入りフリーホイール３４の働きで、ファン３３は矢印６１の方向にのみ風を送る。
【００２３】
なお、キャリッジがどちら向きに走査されているときにも印刷動作を行なう、いわゆる双方向印刷プリンタでは、キャリッジの移動速度が往路と復路とでそれ程異なることはない。しかし、そのようなプリンタでも特に高精細を極めた印刷結果を得ようとするときに、片方向印刷を行なう機能を有するものがある。そのように片方向印刷を行なうプリンタでは、往路と復路とでキャリッジの移動速度が異なる。そこで、より長い時間送風させるようにするため、印刷を実行してインクをノズルから吐出させているいるときにファン３３を動かし、キャリッジ１１がホームポジション側に戻るときにファン３３を停止させておくように構成すればよい。
【００２４】
図３は、紙送りモータ２１を動力源として駆動されるファン３３の動作について説明するための図である。紙送りモータ２１は、その回転軸２２を介して紙送りローラ２３を、また幾つかの歯車２５〜２７等を介して排紙ローラ２４を駆動する（図７参照）。紙送りローラ２１の正転時には矢印７１方向に紙送りが行なわれ、反転時には矢印７２方向に紙戻しが行なわれる。
【００２５】
歯車２７の回転軸には、ころ入りフリーホイール３４が取り付けられている。
ころ入りフリーホイール３４は、紙送りモータ２１が正転し、印刷用紙４０が矢印７１方向に紙送りされるときのみファン３３を回転させる。ファン３３は矢印８１方向に風を送り、ヒートシンク３１を冷却する。
【００２６】
図４は、キャリッジモータ１１と紙送りモータ２１との双方のモータをそれぞれ動力源として駆動される２つのファンによって、プリンタ筐体内で一定の空気の流れを作り出し、換気効率を高めて素子の冷却を行なう構成について説明する図である。図４において、プリンタ筐体１０の背面には複数のスリットなどにより構成される吸気口１０１が開口されている。
【００２７】
キャリッジモータ１１によりタイミングベルト１４等を介して駆動されるファン３３ａは、フリーホイール３４ａの働きにより一方向にのみ回転し、ヒートシンク３１の側に対して正圧を与える。一方紙送りモータ２１により歯車２５〜２７等を介して駆動されるファン３３ｂは、フリーホイール３４ｂの働きにより一方向にのみ回転し、ヒートシンク３１の側に対して負圧を与える。
【００２８】
これら２つのファン３３ａ及び３３ｂが一方向に回転することにより、吸気口１０１からプリンタ内部に導き入れられた空気は、矢印９０〜９３の方向に流れて、実施形態において筐体１０の排気口としての役割を果たす印刷用紙排出口１０２から排気される。
【００２９】
本実施形態は以上説明の通りであるが、本発明は、その要旨を変更しない範囲で様々な構成部分の追加、変更が可能である。特に、上記説明においてはキャリッジモータと紙送りモータによってファンを駆動する例を挙げたが、より多数のモータを搭載するプリンタにおいて、それらのモータ（例えばオートシートフィーダ用補助モータや、排紙専用モータなど）にも本発明が適用される余地がある。
【００３０】
【発明の効果】
従来、キャリッジモータのように正転、反転を繰り返すモータによっては、プリンタ筐体内の空気を攪拌させるだけで、効率的な素子の冷却ができなかった。
本発明の強制対流冷却装置によれば、モータが正転、反転を繰り返すとしても、それにより駆動されるファンは常に一方向の空気流を作り出すことができるようになった。そのため、発熱する素子の効率的冷却が可能となり、より小さなヒートシンクを採用することも可能となり、装置の小型化や設計の自由度を増すことにも資するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】キャリッジモータを用いて、ヒートシンクを強制空冷する構成例について説明するためにプリンタ内部の様子を描いた平面図。
【図２】キャリッジモータを用いてヒートシンクを強制空冷する構成例について説明するためにプリンタ内部の様子を描いた平面図。
【図３】紙送りモータを用いて、ヒートシンクを強制空冷する構成例について説明するためにプリンタ内部の様子を描いた平面図。
【図４】キャリッジモータと紙送りモータとの双方を用いて、ヒートシンクを強制空冷する構成例について説明するためにプリンタ内部の様子を描いた平面図。
【図５】従来の、ヘッド駆動用トランジスタに大型のヒートシンクが取り付けられている様子を表す図。
【図６】小型のヒートシンクと専用ファンを用いる従来の冷却方法の例を表す図。
【図７】プリンタ内部におけるキャリッジモータと紙送りモータの配置について説明する図。
【図８】従来のキャリッジモータによる空気流の発生状態について説明するための平面図。
【符号の説明】
１，２　トランジスタ（冷却対象素子）
１０　プリンタ筐体
１１　キャリッジモータ
１２，２２　回転軸
１３　ギア
１５　プーリー
１４　タイミングベルト
１６　キャリッジ
２１　紙送りモータ
２３　紙送りローラ
２４　排紙ローラ
２５〜２７　歯車
３０　制御基板
３，３１　ヒートシンク
矢印６１，６２，８１，９０〜９３　空気流
１０１　吸気口
１０２　排気口
【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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