(57)【要約】【課題】  キャリア１とガイドシャフト２のガタつきを抑える働きをもちながら、印字条件またはキャリア１の負荷条件に応じて、適正な付勢力で付勢を行い、モータの駆動力を不必要に上げたり、耐久性を低下させるようなことがないようなシリアルプリンタを考案する。【解決手段】  キャリア１のガイドシャフト２に対する付勢力を切り換えられるように構成し、印字モード、キャリア１の移動速度、キャリア１の重量、およびプリンタの使用履歴に応じて付勢力を切り換える。  必要とされる画質、キャリア１の重量、プリンタの使用状態に応じて、ガタを抑えるための付勢力を適正に切り換えることにより、画質を良好に保ちつつ、不必要な負荷をかけることのを防ぐことにより、余計にモータにエネルギーをかけないようにすることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドを保持するキャリアと、該キャリアを印字用紙に沿って往復動作させる際のガイド部品と、前記キャリアを前記ガイド部品に対して、副走査方向に弾性的に付勢するためのガタ取り機構を有するシリアルプリンタにおいて、前記ガタ取り機構の付勢力が可変に設定できるように構成されたことを特徴とするシリアルプリンタ。
【請求項２】
前記ガタ取り機構の付勢力を、印字モードまたは前記キャリアの移動速度に応じて切り替えることを特徴とする、請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項３】
印字ヘッドに搭載されたインクタンク内のインク量を検出する手段を有するシリアルプリンタにおいて、インク量に応じて前記ガタ取り機構の付勢力を切り替えることを特徴とする、請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【請求項４】
キャリアの総移動距離を検知、または推定する手段を有するシリアルプリンタにおいて、該キャリアの総移動距離に応じて前記ガタ取り機構の付勢力を切り替えることを特徴とする、請求項１に記載のシリアルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリアルプリンタ、特にキャリアを走査方向のガイドに対して弾性的に付勢するための機構をもつシリアルプリンタの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キャリアを印字用紙に沿って移動しながら、キャリアに搭載されたヘッドを駆動することにより印字を行なうシリアルプリンタの中で、現在代表的なものとして、印字ヘッドからインクを印字用紙に噴出して印字を行うインクジェット方式のシリアルプリンタが広く知られている。
【０００３】
図２は、インクジェット方式のシリアルプリンタの構成を示す概略図である。キャリア１は、ガイドシャフト２、ガイドレール４によって、シャーシ３に保持されたＬＦローラー５及びプラテン６に対向して往復移動できるように支持されている。印字ヘッド７はキャリア１に搭載されていて、ベルト９を介して伝達されるキャリアモータ８によりガイドシャフト２に沿って往復移動する。
【０００４】
印字用紙は、プリンタ内部で、ＬＦローラー５とピンチローラー１１及び、排紙ローラー１２で保持されていて、ＬＦローラー５が回転すると、摩擦力によってＬＦローラー５の軸線に対して垂直方向に搬送される。
【０００５】
印字に際しては、キャリア１は停止状態から、加速された後に一定の速度で移動をする。この状態のときに、プリンタ内部に送られてくる印字データに従って、印字ヘッド７を駆動してインクを噴出する。そして、印字ヘッド７の一行分の駆動が終了後、キャリア１は減速されて停止する。印字ヘッド７の駆動が終了した後、ＬＦローラ５が所定の量だけ回転することにより印字用紙１０が搬送され、新たに印字を行なうべきエリアが印字ヘッド７と対向する位置に移動する。この動作の繰り返しにより１ページの印字が終了すると、印字用紙はプリンタの外部に排出され、印字動作が完了する。
【０００６】
図３はキャリアの駆動機構の概略図である。ガイドシャフト２はシャーシ３に固定されていて、キャリア１が往復運動をする際にガイドとなる。ベルト９はシャーシ３に固定されたキャリアモータ８に連結されるとともにキャリア１に固定されていて、キャリアモータ８の回転を往復運動に変換してキャリア１を移動させる。
【０００７】
キャリア１にはエンコーダセンサ４５が取り付けられており、キャリア１が動作したときに、エンコーダスケール４０のバーをスキャンすることによって発生する信号から、キャリア１の位置および速度を検出して、その情報に基づいてキャリア１の駆動制御を行ったり、所定の位置にインクを配置するように印字ヘッド７を駆動することができる。
【０００８】
キャリア１の軸受部とガイドシャフト２の間には、キャリア１がスムーズに動けるようにするためにあるクリアランスができるように、各寸法が管理されている。ところが、このクリアランスがあることによって、キャリア１がガイドシャフト２に沿って移動するときに、キャリア１はガタつきながら運動してしまう。
【０００９】
キャリア１とガイドシャフト２との間にδのクリアランスが存在する場合、図４に示すように、エンコーダセンサ４５から得られるキャリア１の位置情報が全く同じであるにも関わらず、キャリア１は矢印Aの方向にθだけ傾ける。このとき、ノズル列Cの長さがｎである場合、一番下側のノズルはｘ（＝ｎ×tanθ）だけずれる。傾きは左方向と右方向に移動する場合で反対になるので、往復では２ｘずれることになる。したがって、このようにキャリア１がガタつきながら移動している状態で印字ヘッド７からインクを吐出させて印字を行うと、所定の位置にインクを用紙上に配置するように制御しているにも関わらず、実際のインクの配置は±ｘの間でずれることとなり、ムラ等の画質上の問題を発生させる。
【００１０】
このような問題に対して、バネ等の弾性部材の弾性力を利用して、キャリア１とガイドシャフト２との間のガタを除去するような機構が考案されている。図５はこの機構を示す概略図である。板金から成るオフセットバネ１２はキャリア１に固定されていて、ガイドシャフト２との当接部には、プラスチックから成るオフセットチップ１３がつけられている。オフセットバネ１２およびオフセットチップ１３はガイドシャフト２に対する押し付け量がｄとなるように形成されており、キャリア１にガイドシャフト２を貫通させると、その分の変形量に応じたオフセットバネ１２の反力Ｆ１によって、キャリア１はガイドシャフト２に対して、点ＰでＦ１の力で当接する。
【００１１】
このような状態でキャリア１をガイドシャフト２に沿って移動すると、キャリア１とガイドシャフト２の間にクリアランスが存在しても、キャリア１とガイドシャフト２はＰの位置で常にＦ１の力で押し付けられているので、ガタつくことはなく、安定した姿勢で移動する。この結果、エンコーダセンサ４５から得られるキャリア１の位置情報と印字ヘッド７のノズルの位置はばらつくことがないので、所定の位置に正確にインクを配置することができる。
【特許文献１】特開２００２−３５６０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述の例で、Ｆ１の力でキャリア１をガイドシャフト２に付勢する場合、キャリア１が走査方向に動くときにＰに発生する摩擦力がアップして、キャリア１のガイドシャフト２に対する摺動力が増大する。
【００１３】
従来では、キャリア１の移動速度や負荷条件によらず、常にＦ１の力でキャリア１をガイドシャフト２に対して付勢していたので、たとえば画質よりも印字速度を優先するための印字モードにあっては、不必要な付勢をカバーするだけの駆動力をキャリアモータに与えなければならず、ムダが生じていた。
【００１４】
また、キャリア１が重い場合、自重によってガイドシャフト２との間でガタつきがおきにくくなるが、このときもキャリア１が軽い場合と同じ付勢力Ｆ１で押し付けることは、キャリアモータに余計な駆動力を与えることとなる。
【００１５】
さらには、プリンタの初期においては、キャリア１とガイドシャフト２との摺動面はお互いに滑らかであるので、ガタつきを発生させるための摩擦力は低く、ある程度使用した場合に比べると、小さい付勢力でガタつきを抑えることができる。これに対して、使用していくに従い、キャリア１とガイドシャフト２の摺動面は荒れてきて、ガタつきを発生させる摩擦力は高くなるので、ガタつきを抑えるために必要な付勢力は大きくなる。ところが、従来は、プリンタの使用条件によらず同じＦ１の付勢力で付勢を行っていたので、使用初期段階においては、必要以上の付勢力をかけることとなり、キャリア１とガイドシャフト２の摺動面の初期段階の磨耗を促進して耐久性を低下させるとともに、モータに余計なエネルギーを与えることが必要となるという欠点があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の欠点を解消するために、キャリア１とガイドシャフト２のガタつきを抑える働きをもちながら、印字条件またはキャリア１の負荷条件に応じて、適正な付勢力で付勢を行い、モータの駆動力を不必要に上げたり、耐久性を低下させるようなことがないようなシリアルプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明では、キャリア１のガイドシャフト２に対する付勢力を切り替えられるように構成し、印字モード、キャリア１の移動速度、キャリア１の重量、およびプリンタの使用履歴に応じて付勢力を切り換えることにより、上記の課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、キャリア１のガイドシャフト２に対する付勢力を切り換えられるように構成し、印字モード、キャリア１の移動速度、キャリア１の重量、およびプリンタの使用履歴に応じて付勢力を切り換えることにより、画質を良好に保ちつつ、不必要な負荷をかけるのを防ぐことにより、余計にモータにエネルギーをかけないようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施例１）
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。
【００２０】
図１は本実施例のキャリア１のガイドシャフト２に対する付勢機構の概略図である。オフセットバネ１２はキャリア１に固定されていて、ガイドシャフト２との当接部にはオフセットチップ１３が取り付けられている。オフセットカム１４はキャリア１に回転可能に取り付けられており、反対側に取り付けられているオフセットカム１５と、貫通軸１６を介して連動するようになっている。また、オフセットカム１４は、図の点Ｑでオフセットバネ１２と接触して、オフセットチップ１３のガイドシャフト２への押し付け量を決めている。
【００２１】
ここで、オフセットカム１４が図のようにある場合は、オフセットチップ１３の押し付け量がｄ２となり、ガイドシャフト２をキャリア１に貫通させた状態では、キャリア１はオフセットバネ１２の反力Ｆ２によって、点Ｐでガイドシャフト２と当接する。
【００２２】
図６はプリンタの斜視図である。オフセットカム１４には斜面をもつ突起１４−aが形成されており、シャーシ３の左側面にオフセットカム１４の位置に相当するところに、角穴１３−aが設けられている。キャリア１が左側の所定の位置まで移動すると、キャリア１上のオフセットカムの突起１４-aが、角穴１３-aの縁に当たって、図中時計方向に９０度回転して、図７の状態になる。
【００２３】
オフセットカム１４が図７のようにある場合は、オフセットチップ１３の押し付け量はｄ３となり、それに応じて、ガイドシャフト２をキャリア１に貫通させたときの点Ｐの付勢力はＦ３となる。これにおいて、Ｆ２はキャリア１がガイドシャフト２に沿って移動する際に全くガタついて動かないだけの力であり、Ｆ３は多少ガタつくが、高品位印字以外の印字にとっては画質的に問題が起こらないだけのガタつきで抑えられるだけの力に設定する。したがって、Ｆ３＜Ｆ２となる。
【００２４】
図８はプリンタの右側の斜視図である。キャリア１の右側に取り付けられたオフセットカム１５には、オフセットカム１４と同様な斜面を持つ突起１５-aが設けられていて、シャーシ３の右側板には、角穴３-ｂが開けられている。この状態でキャリア１が右側の所定の位置に移動すると、オフセットカムの突起１５−aが角穴３−ｂの縁に当たって、図中時計方向に回転して、図１の状態に戻り、オフセットバネ１２による付勢力はＦ２となる。
【００２５】
プリンタが高画質印字を行う場合には、まずキャリア１が左側に移動して、オフセットカム１４が図１のような状態になるようにする。その後、印字を行えば、キャリア１がガイドシャフト２に沿って移動するときにガタつかないだけの力Ｆ２で付勢されているので、用紙上に正確にインクを配置することが可能となる。
【００２６】
一方、高速印字を行う場合には、目標とされる画質に対応して、要求されるインクの配置精度は下がるので、キャリア１がガイドシャフト２で多少ガタついても、製品機能上は問題ない。その代わり、キャリア１を高速で移動させることが必要となるので、付勢力をなるべく小さくして、キャリア１とガイドシャフト２の摺動力を下げることが重要となってくる。
【００２７】
これに対して、高速印字を行う場合には、印字前にキャリア１を右側に移動して、オフセットカム１５が、図７のような状態になる位置までキャリアを移動する。この状態では、オフセットバネ１２の反力はＦ３まで下がるので、Ｆ２で付勢する場合に比べるとキャリア１のガタつきは大きくなるが、実際に印字したときの画質にとっては問題ない。
【００２８】
付勢力がＦ３に下がることで、キャリア１とガイドシャフト２の摺動力はＦ２で付勢するときに比べると低減するので、キャリアモータが必要とするトルクも小さくなり、与えるエネルギーも低く抑えることが可能となる。
【００２９】
（実施例２）
キャリア１に搭載された印字ヘッド内のインクの量を検出できるように構成されたプリンタがあるが、第二の実施例として、このようなプリンタにおいて、インクの量に応じて付勢力を切り替えることについて説明する。
【００３０】
キャリア１とガイドシャフト２との付勢方法および付勢力の切り替え方法は第一の実施例と全く同じである。
【００３１】
図９は本実施例のプリンタの制御を示すフローチャートである。ＣＰＵ内には印字ヘッド７から吐出されたインクのドット数をカウントするカウンターがあり、印字ヘッドを新しく交換したときには、このカウンターがゼロにリセットされる。１ドット分のインク量は決まっているので、印字ヘッドから吐出されたインクのドット数が分かれば、そこで消費されたインク量も求めることができる。
【００３２】
キャリア１の重さと、インク以外の印字ヘッド７の重さもあらかじめ分かっているので、印字ヘッド内のインクの重さが分かれば、キャリア１の総重量は簡単に求めることができる。
【００３３】
印字コマンドがプリンタに送られると、まずＳ９−２で、累積の吐出ドットカウント値を確認して、所定の値Ｘより大きい場合は、印字ヘッド７とキャリア１の総重量が所定の重さより低いと判断する。この場合は、Ｓ９−３でオフセット１４、１５の状態を確認して、図７の状態（オフセットカム位置Ａとする）と判断された場合は、そのままＳ９−４に進んで、印字を行い、Ｓ９−６で動作終了する。Ｓ９−３でオフセットカムの状態が図１（オフセットカム位置Ｂとする）と判断された場合は、Ｓ９−５に進んで、キャリア１をシャーシ３の右側版に突き当てて、オフセットカム位置Ａにした後にＳ９−４に進んで印字を行う。
【００３４】
一般的に、キャリア１が重くなるにしたがって、ガイドシャフト２に対してガタつかせるためには大きな力が必要となるので、キャリア１がガイドシャフト２に沿って移動するときのガタつきは起きにくくなり、ガタつき量も小さくなる。また、キャリア１の重量が重いので、駆動に必要なキャリアモータのトルクももともと大きいが、付勢力が不必要に大きいと、更に余分なエネルギーをキャリアモータに与えなければならない。これを避けるためには、Ｓ９−２で累積の吐出ドットカウント値が所定の値Ｘより小さいことが確認された場合は、キャリア１と印字ヘッド７の総重量が所定より重いと判断して、Ｓ９−７に進む。このステップでオフセットカム位置を確認して、位置Ｂにある場合は、Ｓ９−４に進んで印字動作を行う。Ｓ９−７でオフセットカム位置がＡと判断された場合は、不必要に大きい付勢力がかかっているので、キャリア１をシャーシ３の左側版に突き当てて、オフセットカム位置をＢに切り換えた後にＳ９−４に進んで印字を行う。
【００３５】
このような制御を行うことにより、キャリア重量に応じて、キャリアモータに余計なエネルギーを与えることなく、常に良好な画質が得られるような付勢力を持ってキャリア１のガタつきを抑えることが可能となる。
【００３６】
本実施例では、ドットカウンタでキャリアの総重量を検出する方式について述べたが、キャリアモータがＤＣモータの場合、駆動に要する電流値がキャリア１の重量に応じて変動するので、その電流値を測定することによってキャリア１の総重量を検出して、その情報に従って付勢力を切り換えることも可能である。
【００３７】
（実施例３）
第三の実施例として、キャリア１の摺動負荷が、プリンタの使用履歴に応じて変動する場合の付勢力の切り替えについて説明する。
【００３８】
キャリア１とガイドシャフト２との付勢方法および付勢力の切り替え方法は第一の実施例と全く同じである。
【００３９】
図１０は本実施例のプリンタの制御を示すフローチャートである。ＣＰＵ内にはキャリア１の移動回数をカウントするカウンターがあり、このカウント量によってキャリア１の移動量が推定できる。
【００４０】
一般的に、プリンタが使用初期段階のときには、キャリア１とガイドシャフト２の摺動面は滑らかであるので摺動負荷は低く、キャリア１のガタつきを抑えるための付勢力は低くてもよい。したがって、印字コマンドがプリンタに送られた場合、まずＳ１０−２でキャリア１の総移動回数を確認する。ここで、キャリア１の総移動回数のカウント値がある値以下の場合は、Ｓ１０−３進んで、オフセットカム１４，１５の位置を確認する。ここでオフセットカム位置がＡの位置にあると判断された場合は、Ｓ１０−４に進んで印字を行い、印字後動作を終了する。Ｓ１０−３でオフセットカム位置がＢと判断された場合は、Ｓ１０−５に進み、キャリア１をシャーシの右側版に突き当てて、オフセットカム位置をＡに切り換えた後、Ｓ１０−４に進んで印字を行う。
【００４１】
この場合は付勢力は不必要に大きくないので、キャリア１のガタつきを抑えて、画質を良好に保つとともに、余計な力をキャリア１とガイドシャフト２の当接部にかけることがなく、初期段階に摺動面の不必要な磨耗が起きるのを防ぐことができる。また、キャリア１の駆動力も余計に上げる必要がないので、キャリアモータに与えるエネルギーを抑えることもできる。
【００４２】
一方、プリンタを使用していくにしたがって、摺動面が磨耗することで粗くなり、摺動負荷は増えていくので、印字中のキャリア１の振動を抑えるには、大きな付勢力が必要である。これに対しては、Ｓ１０−２でキャリア１の総移動回数の値が所定より大きい場合は、Ｓ１０−７に進む。このステップで、オフセットカム１４，１５の位置を確認して、位置Ｂにある場合は、そのままＳ１０−４に進んで印字を行う。Ｓ１０−７でオフセットカム位置Ａと判断された場合は、そのままでは付勢力が不足しているので、Ｓ１０−８に進んで、キャリア１をシャーシ３の左側板に突き当てて、オフセットカム位置をＢに切り換えた後、Ｓ１０−４に進んで印字を行う。この状態では、付勢力はＦ３までアップするので、キャリア１がガタつきやすくなっていても、ガタつきを抑えるのには十分であり、画質は良好に保つことが可能である。
【００４３】
本実施例では、キャリア１の移動回数を検出して、その値に応じて付勢力を切り替えることについて述べたが、キャリアモータがＤＣモータの場合、駆動に要する電流値がキャリア１の摺動負荷に応じて変動するので、その電流値を測定することによってキャリア１の摺動負荷を推定して、その情報に従って付勢力を切り替えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による第１の実施例のキャリアユニットの構成を示す側面図である。
【図２】シリアルプリンタの構成を示す概略図である。
【図３】キャリアの駆動機構を示す概略図である。
【図４】ガイド軸とキャリアのガタによりキャリアが傾いた状態を示す下面図である。
【図５】従来のキャリアとガイド軸のガタを抑えるための機構を示す側面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の、プリンタユニットの左側の概略図である。
【図７】本発明の第１の実施例で、付勢力を低く切り換えたときの状態を示す側面図である。
【図８】本発明の第１の実施例の、プリンタユニットの右側の概略図である。
【図９】本発明による第２の実施例のプリンタ制御を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による第３の実施例のプリンタ制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１  キャリア
２  ガイドシャフト
３  シャーシ
４  ガイドレール
５  ＬＦローラー
６  プラテン
７  印字ヘッド
８  キャリアモーター
９  ベルト
１０  印字用紙
１１  ピンチローラー
１２  オフセットバネ
１３  オフセットチップ
１４、１５  オフセットカム
４０  エンコーダスケール
４５  エンコーダセンサ
【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】
2005138391.tif 000008
【図７】
2005138391.tif 000009
【図８】
2005138391.tif 000010
【図９】
2005138391.tif 000011
【図１０】
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