特許 7581004 回路ユニットおよび回路ユニットを備えた記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】回路ユニットおよび回路ユニットを備えた記録装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/00 20160101AFI20241105BHJP

   B41J 29/00 20060101ALI20241105BHJP

   B41J 29/13 20060101ALI20241105BHJP

【ＦＩ】

H02P5/00

B41J29/00 C

B41J29/13 103

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020169199

(22)【出願日】2020-10-06

(65)【公開番号】P2022061286

(43)【公開日】2022-04-18

【審査請求日】2023-10-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】辻井 寛澄

【審査官】若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０８０４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２５１５４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ５／００

Ｂ４１Ｊ ２９／００

Ｂ４１Ｊ ２９／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気的な第１接続部と、第１モータを駆動する第１駆動回路と、前記第１駆動回路に電流を供給する第１電源ラインと、を備える第１回路基板からなる第１回路ユニットの前記第１接続部に電気的に接続する第２回路基板からなる第２回路ユニットであって、
前記第１接続部に接続して、前記第１駆動回路と前記第１電源ラインとの間の電気的な接続と非接続とを切り替えるスイッチと、
第２モータを駆動する第２駆動回路と、
前記スイッチによる電気的な接続と非接続とを切り替えるインターロックスイッチが接続される第２接続部と、を備え、
前記第１駆動回路と前記第１電源ラインとが前記スイッチによって電気的に接続しているとき、前記第２駆動回路は、前記スイッチを介して前記第１電源ラインによって電流が供給されることを特徴とする第２回路ユニット。

【請求項2】

前記第１接続部には、電気的な接続と非接続とを切り替えるインターロックスイッチが接続できることを特徴とする請求項１に記載の第２回路ユニット。

【請求項3】

前記第１電源ラインは前記第１接続部の第１端子に接続して、前記第１駆動回路は前記第１接続部の第２端子に接続しており、
前記第１端子に接続する第３端子と、前記第２端子と接続する第４端子とをさらに備え、
前記スイッチは、前記第３端子と前記第４端子との間の電気的な接続と非接続とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の第２回路ユニット。

【請求項4】

前記スイッチはリレースイッチであり、
前記リレースイッチを駆動する電流を供給し、カバーの開閉に伴い当該電流の供給と停止とを切り替える前記インターロックスイッチと接続する第２電源ラインをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の第２回路ユニット。

【請求項5】

前記第１回路ユニットは、前記第１駆動回路および前記第２駆動回路を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の第２回路ユニット。

【請求項6】

請求項１ないし５の何れか１項に記載の第２回路ユニットと、
前記第１回路ユニットと、
シートを搬送方向に搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送されたシートに画像を記録する記録ヘッドと、を備えることを特徴とする記録装置。

【請求項7】

前記記録ヘッドをシートの幅方向に移動させるキャリッジを備えることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。

【請求項8】

前記キャリッジは、前記第１モータと前記第２モータとによって前記幅方向に移動することを特徴とする請求項７に記載の記録装置。

【請求項9】

前記第１回路ユニットに前記第２回路ユニットが接続されているとの装置情報に基づいて制御を変える制御部を備える請求項６ないし８の何れか１項に記載の記録装置。

【請求項10】

前記制御部は、エンコーダセンサからの位置情報に基づき、前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とを制御することを請求項９に記載の記録装置。

【請求項11】

前記スイッチは、前記記録ヘッドを覆う前面カバーの開閉に応じて電気的な接続と非接続を切り替えるインターロックスイッチと接続できることを特徴とする請求項６ないし１０の何れか１項に記載の記録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータを駆動する回路ユニットおよび回路ユニットを備えた記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近のインクジェット記録装置は、高速に画像を記録するために記録ヘッドを高速に移動することが求められている。特許文献１には、ステッピングモータと直流モータによって記録ヘッドが搭載されたキャリッジを駆動することが開示されている。この記録装置では、ステッピングモータによる駆動を直流モータの駆動によって補うことができる。この結果、従来のステッピングモータを使用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２７０１８０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来のステッピングモータと直流モータとの両方を駆動するための回路ユニットを新たに製作するとコストが高くなる。また、キャリッジを駆動するためのモータへの電流は、ユーザを保護するためカバーの開閉と連動するインターロックスイッチによって供給と停止とが切り替えられる場合がある。特許文献１には、このような場合に対応する回路が開示されていない。本発明は、モータを追加できる回路ユニットまたは記録装置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】

【0005】

本発明は、電気的な第１接続部と、第１モータを駆動する第１駆動回路と、前記第１駆動回路に電流を供給する第１電源ラインと、を備える第１回路基板からなる第１回路ユニットの前記第１接続部に電気的に接続する第２回路基板からなる第２回路ユニットであって、前記第１接続部に接続して、前記第１駆動回路と前記第１電源ラインとの間の電気的な接続と非接続とを切り替えるスイッチと、第２モータを駆動する第２駆動回路と、前記スイッチによる電気的な接続と非接続とを切り替えるインターロックスイッチが接続される第２接続部と、を備え、前記第１駆動回路と前記第１電源ラインとが前記スイッチによって電気的に接続しているとき、前記第２駆動回路は、前記スイッチを介して前記第１電源ラインによって電流が供給されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によって、モータを追加できる回路ユニットまたは記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】記録装置の斜視図である。

【図2】記録装置の要部の構成を示す図である。

【図3】記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【図4】標準回路ユニットと拡張回路ユニットの構成を示す図である。

【図5】インターロックスイッチが接続された標準回路ユニットを示す図である。

【図6】インターロックスイッチの動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状等は、あくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0009】

なお、以下の実施形態の説明において、「記録」には、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、広くシート上に画像、模様、パターン等を形成する場合も含まれる。また、本実施形態ではシートとしてロールシートを想定しているが、カット紙、布、プラスチック・フィルム等であってもよい。

【0010】

［第１の実施形態］
＜インクジェット記録装置＞
本発明のインクジェット記録装置（以下、記録装置）について図１から図３を用いて説明をする。図１は、記録装置１００の斜視図である。図２は、記録装置１００の要部の構成を示す図である。図３は、記録装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。

【0011】

記録装置１００の本体部１０１は、内部にシートに画像を記録する記録部、シートを記録部に搬送するための搬送部を備えている。本体部１０１は、画像が記録されたシートを排出する排出口１０７を除いて概ねカバーで覆われる。本体部１０１の前面側のカバーは、記録情報や設定結果などを表示するための表示パネル１０３、記録モードやシートなどの設定をするための操作パネル部１０２を備えている。本体部１０１の背面側には、その両側に記録部にインクを供給するためのインクタンク１０４を備えている。画像が記録されたシートＳを収容する収容部１０８は、記録装置の前面側で排出口１０７の下方にある。さらに、記録装置１００の前面には本体部１０１に対して開閉可能な前面カバー１０５が配されている。前面カバー１０５を開くと記録部および搬送部にユーザがアクセスすることができる。また、本体部１０１は、前面カバー１０５の開閉と連動するインターロックスイッチ１０６を有している。前面カバー１０５を開閉すると、インターロックスイッチ１０６によって後述の電気的な接続と非接続とを切り替えることができる。記憶装置１００を制御する制御ユニット２１２は、本体部１０１の背面側に配されている。なお、図１に示すように、Ｘ方向はシートの幅方向で、Ｙ方向はシートの搬送方向、Ｚ方向は鉛直方向である。

【0012】

ここで、記録装置の要部の構成について説明をする。図２（ａ）は、記録装置の要部の斜視図で、図２（ｂ）は、記録装置の要部の断面図である。シートＳが巻回されたロールシートＲは記録部の下方の保持部で保持される。ロールシートＲから供給されたシートＳは、搬送部を構成する搬送モータ２１４で駆動される搬送ローラ２１１によって記録部まで搬送方向（Ｙ方向）に搬送される。記録部は、インクを吐出する記録ヘッド２０１、記録ヘッド２０１と対向してシートＳを支持するプラテン２１０とを含む構成である。記録ヘッド２０１はキャリッジ２０２に搭載され、キャリッジ２０２はメインレール２０３によって支持される。キャリッジ２０２は、キャリッジモータ２０５および２０６の駆動によってキャリッジ搬送ベルト２０４を介してシートの幅方向に移動できる。なお、シートＳの幅方向はシートＳの搬送方向に対して交差する方向である。なお、高速に記録する高速記録装置はキャリッジモータを２個使用するが、標準の速度で記録する記録装置はキャリッジモータ２０６の部分がプーリー等の回転体に置き換えられる。すなわち、キャリッジモータは１個使用する。

【0013】

シートＳへの画像の記録は、シートＳを搬送方向に所定量搬送する搬送動作と、インクを吐出しながら記録ヘッド２０１を走査する吐出動作とを交互に行うことで実行される。キャリッジ２０２は、シートの幅方向と平行に設けられたリニアスケール２０７を検出するためのエンコーダセンサ２０８を搭載している。したがって、エンコーダセンサ２０８によって、キャリッジ２０２の位置を検出することができる。搬送方向においてプラテン２１０の下流には、シートＳを切断するための切断装置（不図示）が設けられている。画像が記録されたシートＳは、切断装置（不図示）で切断された後に排出口１０７から収容部１０８に排出される。切断装置は、シートの幅方向にカッターをモータによって移動させてシートを切断できる。なお、画像がシートＳに記録される際に前面カバー１０５を開けると、インターロックスイッチ１０６によってキャリッジモータ２０５および２０６への電流の供給が切断される。

【0014】

制御ユニット２１２は、電気的にフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）２１３でキャリッジ２０２と接続している。制御ユニット２１２からＦＦＣ２１３を介して記録ヘッド２０１への電流の供給および記録ヘッド２０１に対する制御を行う。さらに、制御ユニット２１２はキャリッジモータ（２０５、２０６）、搬送モータ２１４と接続し、キャリッジモータ（２０５、２０６）および搬送モータ２１４の制御をする。また、制御ユニット２１２は、ＦＦＣユニットを介してエンコーダセンサ２０８によるキャリッジの位置の検出を行う。

【0015】

＜制御ユニット＞
制御ユニット２１２は、標準回路ユニット３０１、拡張回路ユニット３０２、装置情報記憶ユニット３０９を含む構成である。標準回路ユニット３０１は装置全体を制御するＣＰＵ３０３（制御部）、各種情報や各種制御プログラムを記憶するメモリ３０４を備える。標準回路ユニット３０１は、高速記録装置と標準的な速度の記録装置との両方で共通して使用する。一方、拡張回路ユニット３０２は、高速記録装置で使用する。したがって、標準的な速度の記録装置の場合は接続されない。装置情報記憶ユニット３０９は、装置情報が予め記憶されたメモリ３１０を有する。装置情報とは、接続されるモータの個数、標準回路ユニット、拡張回路ユニットの構成である。高速記録装置の場合、キャリッジモータの数は２個となる。標準的な速度の記録装置の場合、キャリッジモータの数は１個となる。なお、標準回路ユニット、拡張回路ユニットはそれぞれ一つの回路基板で構成されたものでなく複数の回路基板で構成されても良い。

【0016】

制御部であるＣＰＵ３０３は、メモリ３１０に記憶されている装置情報に応じて、メモリ３０４に記憶されている装置情報に応じた制御プログラムを選択的に実行する。すなわち、装置情報に応じて制御を変えることができる。本実施形態では、装置情報としてキャリッジモータ２０５と標準回路ユニット３０１に加えて、キャリッジモータ２０６および拡張回路ユニット３０２がメモリ３１０に記憶されている。なお、ＣＰＵ３０３は、メモリ３１０にキャリッジモータ２０６と拡張回路ユニット３０２とが記憶されていなければ、キャリッジモータ２０５と標準回路ユニット３０１のみを制御する制御プログラムを実行する。

【0017】

標準回路ユニット３０１は、記録ヘッド２０１を制御するヘッド制御回路３０５、キャリッジモータ２０５を制御するキャリッジモータ駆動回路３０６および搬送モータ２１４を制御する搬送モータ駆動回路３１１を備える。さらに、標準回路ユニット３０１は、切断装置のモータを駆動する駆動回路（不図示）、ロールシートＲを回転させるローラ駆動回路（不図示）を備える。また、標準回路ユニット３０１には、キャリッジモータ駆動回路３０６に電流を供給する電源ライン４０１が含まれる。一方、拡張回路ユニット３０２はキャリッジモータ２０６を制御するキャリッジモータ駆動回路３０７を備える。また後述のリレースイッチ４０４が含まれる。

【0018】

ＣＰＵ３０３はホスト装置（不図示）からの記録データをヘッド制御信号に変換する。そしてエンコーダセンサ２０８で検出した位置情報に基づきモータ制御信号３０８によってキャリッジモータ駆動回路３０６および３０７をそれぞれ制御してキャリッジ２０２を高速に移動させることができる。

【0019】

図４は、モータ駆動回路に電流を供給する構成を示す図である。標準回路ユニット３０１は拡張回路ユニット３０２が電気的に接続している。キャリッジモータ駆動回路（３０６、３０７）の電流は電源ユニット（不図示）から供給される。標準回路ユニット３０１において、電源ユニットは電源ライン４０１に接続し、電源ライン４０１は接続部であるコネクタ４０２の端子４０２（ｂ）に接続する。電源ライン４０１は、電流を供給するための配線部材である。なお、電源ユニットは標準回路ユニット３０１に備えられるものであっても良いし、外部から供給されても良い。接続部であるコネクタ４０２の端子４０２（ａ）は、キャリッジモータ駆動回路３０６と配線を介して電気的に接続し、モータを駆動するための電流を供給できる。

【0020】

一方、拡張回路ユニット３０２の接続部であるコネクタ４０３の端子４０３（ｂ）は、標準回路ユニット３０１の端子４０２（ｂ）と配線を介して接続する。拡張回路ユニット３０２において、コネクタ４０３の端子４０３（ｂ）がリレースイッチ４０４を介してコネクタ４０３の端子４０３（ａ）に接続する。また、キャリッジモータ駆動回路３０７は、拡張回路ユニット３０２の端子４０３（ｂ）を介して電源が供給される。コネクタ４０３の端子４０３（ａ）は、コネクタ４０２の端子４０２（ａ）と配線を介して接続する。コネクタ４０２、４０３における接続は、それぞれ凸形状のオスコネクタと凹形状のメスコネクタとが結合することによって電気的に接続する。なお、前述のモータ制御信号３０８はコネクタ４０２及び４０３の端子を介して接続されても良いし、別のコネクタを介して接続されても良い。

【0021】

拡張回路ユニット３０２のリレースイッチ４０４は、電源ライン４０１とキャリッジモータ駆動回路（３０６、３０７）の電気的な接続と非接続を切り替える。リレースイッチ４０４を駆動するためのリレースイッチ用の電源ライン４０５はリレースイッチ４０４の内部の駆動用コイルと接続し、さらにコネクタ４０６の端子４０６（ｂ）と接続する。コネクタ４０６の端子４０６（ｂ）は、インターロックスイッチ１０６の端子７０２と接続する。インターロックスイッチ１０６の端子７０３は、コネクタ４０６の端子４０６（ａ）と接続する。端子４０６（ａ）は、拡張回路ユニット３０２の配線を介してグラウンドに接地する。リレースイッチ用の電源ライン４０５は、標準回路ユニット３０１から電流が供給される。なお、拡張回路ユニット３０２に電源ライン４０５に電流を供給するための電源ユニット（不図示）を備えても良い。また、モータ駆動回路用の電源ライン４０１から電源ライン４０５のための電流を供給しても良い。

【0022】

ここで、図６を用いてインターロックスイッチ１０６の動作について説明する。前面カバー１０５は突起部７０４を備え、インターロックスイッチ１０６はスイッチ部７０１を有する。スイッチ部７０１は、端子７０２と端子７０３との間の電気的な接続と非接続とを切り替える。ユーザによって前面カバー１０５が閉じられると前面カバー１０５の突起部７０４がスイッチ部７０１を押下する（図６（ａ））。その結果、インターロックスイッチ１０６がオンとなり、端子部７０２と端子部７０３とが電気的に接続する。一方、ユーザによって前面カバー１０５が開けられると前面カバー１０５の突起部７０４がスイッチ部７０１から離間する。その結果、インターロックスイッチ１０６はオフとなり、端子部７０２と端子部７０３とが電気的に非接続になる。

【0023】

ユーザによって前面カバー１０５が閉じられるとリレースイッチ４０４の内部の駆動用コイルに電流が流れる。駆動用コイルに電流が流れるとリレースイッチ４０４がオンとなり、端子４０３（ｂ）と端子４０３（ａ）とが電気的に接続する。その結果、電源ライン４０１からキャリッジモータ駆動回路３０７および３０６に電流が供給される。一方、ユーザによって前面カバー１０５が開けられるとインターロックスイッチ１０６がオフとなり、端子４０６（ｂ）と端子４０６（ａ）とが電気的に切断する。この場合、リレースイッチ４０４の内部の駆動用コイルに電流が流れず、リレースイッチ４０４がオフとなる。リレースイッチ４０４がオフとなると、端子４０３（ｂ）と端子４０３（ａ）とが電気的に切断する。その結果、電源ライン４０１からキャリッジモータ駆動回路３０６および３０７へのモータ駆動回路用の電流の供給が停止される。なお、本実施形態において標準回路ユニット３０１の端子４０２（ａ）には、キャリッジモータ駆動回路３０６を接続しているが、搬送モータ駆動回路３１１、切断装置とさらに接続してもよい。また、標準回路ユニットに切断装置がない構成で、切断装置を制御するための拡張回路ユニットを追加しても良い。さらに、リレースイッチは、半導体素子を用いる半導体リレーであっても良い。

【0024】

リレースイッチ４０４によって電気的に接続した電源ライン４０１は、拡張回路ユニット３０２のキャリッジモータ駆動回路３０７および標準回路ユニット３０１のキャリッジモータ駆動回路３０６に電流を供給する。モータ駆動回路の電流負荷が増大した場合であっても、リレースイッチ４０４を用いることによって配線を短くできるためモータ駆動回路の電圧降下を小さくすることができる。

【0025】

ここで、拡張ユニット３０７を用いない場合の標準回路ユニット３０１とインターロック１０６との接続を図５に示す。この構成は、標準的な速度の記録装置である。標準回路ユニット３０１において、電源ライン４０１が接続するコネクタ４０２の端子４０２（ａ）は、インターロックスイッチ１０６の端子７０２に接続する。インターロックスイッチ１０６の端子７０３は、コネクタ４０２の端子４０２（ｂ）に接続する。前面カバー１０５の開閉に応じてインターロックスイッチ１０６がオンとオフが変わる。インターロックスイッチ１０６がオンの場合、コネクタ４０２の端子４０２（ａ）と端子４０２（ｂ）とが電気的に接続する。その結果、キャリッジモータ駆動回路３０６へ電流が供給される。一方、インターロックスイッチがオフの場合、コネクタ４０２の端子４０２（ａ）と端子４０２（ｂ）とが電気的に切断する。その結果、キャリッジモータ駆動回路３０６への電流の供給が停止する。

【0026】

一般的に、モータおよびモータ駆動回路をそれぞれ２つ搭載して、記録速度を向上させる高速記録装置の回路ユニットを新たに製作するとコストが高くなる。本実施形態のようにモータおよびモータ駆動回路をそれぞれ１つ搭載する従来の標準回路ユニットを使用し、拡張回路ユニットと接続できるようにすることでコストを削減することができる。また、拡張回路ユニットにはインターロックスイッチが接続できるため、キャリッジの移動中に前面カバーを開けた場合でも、キャリッジの移動を確実に停止することができる。このため、ユーザを保護することができる。

【0027】

また、キャリッジを駆動するモータ駆動回路は電流が約８Ａ程度と大きい。高速化した記録装置において２つのモータ駆動回路を同時に駆動すると、電流が２倍の約１６Ａとなる。リレースイッチを用いずにインターロックスイッチを介して各モータ駆動回路に電流を供給した場合、配線が長くなり電源の電圧降下が大きくなる。本実施形態のように、拡張回路ユニットにリレースイッチを設け、リレースイッチの制御をインターロックスイッチによって行う構成であれば電圧降下を小さくすることができる。

【0028】

以上のように、モータを追加できる回路ユニットおよび記録装置を提供できる。

【符号の説明】

【0029】

３０１ 標準回路ユニット
３０２ 拡張回路ユニット
３０６ キャリッジモータ駆動回路
３０７ キャリッジモータ駆動回路
４０１ 電源ライン
４０４ リレースイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】