JP2709477B2 - Serial recording device - Google Patents

Serial recording device

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JP2709477B2
JP2709477B2 JP63182068A JP18206888A JP2709477B2 JP 2709477 B2 JP2709477 B2 JP 2709477B2 JP 63182068 A JP63182068 A JP 63182068A JP 18206888 A JP18206888 A JP 18206888A JP 2709477 B2 JP2709477 B2 JP 2709477B2
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敬 斉藤
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J19/00Character- or line-spacing mechanisms
    • B41J19/18Character-spacing or back-spacing mechanisms; Carriage return or release devices therefor
    • B41J19/20Positive-feed character-spacing mechanisms

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キャリッジに搭載した記録ヘッドで印字桁
方向に走査しながら、印字データに基づいてドットイメ
ージをシート上に形成していくシリアル記録装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to serial recording in which a dot image is formed on a sheet based on print data while scanning in a print digit direction by a recording head mounted on a carriage. Related to the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プリンタやファクシミリなどの記録装置として、印字
桁方向に移動するキャリッジに記録ヘッドを搭載し、該
記録ヘッドで走査しながら該記録ヘッドを印字データに
基づいて駆動することにより、シート上にドットイメー
ジを形成していく型式のもの、すなわちシリアル記録装
置が広く使用されている。
As a recording device such as a printer or a facsimile, a recording head is mounted on a carriage that moves in the printing digit direction, and the recording head is driven based on print data while scanning with the recording head, thereby forming a dot image on a sheet. The types that are being formed, ie, serial recording devices, are widely used.

第12図〜第15図は、それぞれ、前記キャリッジの駆動
機構の各種型式の要部を示す部分斜視図である。
12 to 15 are partial perspective views each showing a main part of various types of the drive mechanism of the carriage.

第12図はラックピニオン方式のキャリッジ駆動機構を
示す。
FIG. 12 shows a carriage drive mechanism of a rack and pinion system.

第12図において、記録ヘッド61を搭載したキャリッジ
62はガイド軸63およびガイドレール64に沿って移動可能
に案内支持されている。前記キャリッジ62には、キャリ
ッジモータ(不図示)によって回転されるピニオン65が
軸支されており、該ピニオン65は記録装置のベースに設
置された長尺のラック66に噛合っており、前記キャリッ
ジモータによる前記ピニオン65の回転を制御することに
よりキャリッジ62の位置および移動を制御することがで
きる。前記キャリッジ62には、前記ピニオン65の回転を
検知するためのロータリエンコーダ67が装着されてい
る。
In FIG. 12, a carriage on which a recording head 61 is mounted
62 is guided and supported movably along a guide shaft 63 and a guide rail 64. On the carriage 62, a pinion 65 rotated by a carriage motor (not shown) is pivotally supported. The pinion 65 meshes with a long rack 66 installed on the base of the recording apparatus. By controlling the rotation of the pinion 65 by a motor, the position and movement of the carriage 62 can be controlled. A rotary encoder 67 for detecting rotation of the pinion 65 is mounted on the carriage 62.

第13図はベルト伝動方式のキャリッジ駆動機構を示
す。
FIG. 13 shows a carriage drive mechanism of the belt transmission type.

第13図において、記録ヘッド71を搭載したキャリッジ
72は、一対のプーリ73、74に張架されたベルト75に連結
されている。一方のプーリ73はキャリッジモータ76によ
って回転駆動される駆動プーリであり、他方のプーリ74
は従動プーリである。
In FIG. 13, a carriage on which a recording head 71 is mounted
72 is connected to a belt 75 stretched over a pair of pulleys 73 and 74. One pulley 73 is a drive pulley that is driven to rotate by a carriage motor 76, and the other pulley 74
Is a driven pulley.

したがって、前記モータ76の回転を制御することによ
り、前記キャリッジ72の動きおよび位置を制御すること
ができる。
Therefore, by controlling the rotation of the motor 76, the movement and the position of the carriage 72 can be controlled.

第14図はワイヤロープ伝動方式のキャリッジ駆動機構
を示す。
FIG. 14 shows a carriage drive mechanism of the wire rope transmission type.

第14図において、記録ヘッド81を搭載したキャリッジ
82は、キャリッジモータ83によって、ワイヤロープ84を
介して駆動される。
In FIG. 14, a carriage on which a recording head 81 is mounted
82 is driven by a carriage motor 83 via a wire rope 84.

前記ワイヤロープ84の両端は前記キャリッジ82に連結
され、該ワイヤロープ84は4個のガイドプーリ85A、85
B、85C、85Dによって張架されるとともにモータ83によ
って回転される駆動プーリ86によってその動きおよび位
置が制御される。
Both ends of the wire rope 84 are connected to the carriage 82, and the wire rope 84 has four guide pulleys 85A, 85A.
Its movement and position are controlled by a drive pulley 86 which is stretched by B, 85C, 85D and rotated by a motor 83.

第15図はリードスクリュー方式のキャリッジ駆動機構
を示す。
FIG. 15 shows a lead screw type carriage driving mechanism.

第15図において、記録ヘッド91を搭載したキャリッジ
92はねじ棒93にねじ係合しており、該ねじ棒93はキャリ
ッジモータ94によりギヤ95、96を介して回転駆動され
る。ねじ棒93の回転方向および回転速度によってキャリ
ッジ92の移動方向および走行速度が制御される。
In FIG. 15, a carriage on which a recording head 91 is mounted
92 is threadedly engaged with a screw rod 93, and the screw rod 93 is driven to rotate by gears 95 and 96 by a carriage motor 94. The moving direction and the traveling speed of the carriage 92 are controlled by the rotating direction and the rotating speed of the screw rod 93.

一方、キャリッジの移動速度を一定に保つための速度
制御方式としては、パルスモータによるオープンループ
方式、あるいは、第12図に示すようなエンコーダ67の出
力に応じてDCモータの駆動電圧またはパルスモータの発
振周波数を制御するクローズドループ方式などが使用さ
れている。
On the other hand, as a speed control method for keeping the moving speed of the carriage constant, an open loop method using a pulse motor, or a drive voltage of a DC motor or a pulse motor based on an output of an encoder 67 as shown in FIG. A closed loop system for controlling the oscillation frequency is used.

また、記録ヘッドにおける印字方式に関しては、ワイ
ヤドット方式、熱転写方式、あるいはピエゾインクジェ
ット方式などが主流であり、記録ヘッドの各エレメント
(ドット形成素子)の応答周波数は、ワイヤドット方式
では1000〜3000Hz、熱転写方式では500〜1500Hz、ピエ
ゾジェット方式では1000〜3000Hz程度であり、さらにこ
れらの印字方式にて出力された画像におけるドット密度
は7ドット/mm〜14ドット/mmの範囲にある。
As for the printing method in the recording head, a wire dot method, a thermal transfer method, a piezo ink jet method, and the like are mainstream, and the response frequency of each element (dot forming element) of the recording head is 1000 to 3000 Hz in the wire dot method. The thermal transfer method has a frequency of about 500 to 1500 Hz, and the piezo jet method has a frequency of about 1000 to 3000 Hz. The dot density of an image output by these printing methods is in a range of 7 dots / mm to 14 dots / mm.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、従来のシリアル記録装置においては、キャリ
ッジ駆動用のモータの回転運動を、第12図〜第15図のそ
れぞれに示すようにラックおよびピニオン、プーリおよ
びベルト、ワイヤロープ、あるいはリードスクリューな
どを介して、直線往復運動に変換していたので、動力を
伝達し変換するための機構部を必要とし、また、前述の
ごときドット密度領域においてドット位置精度を維持す
るためにはパルスモータの周波数を上げたり、エンコー
ダ(第12図のエンコーダ67など)のピッチを細かくする
などの処置が必要となり、このため、キャリッジ駆動機
構は構造が複雑で小型化が困難であった。
However, in the conventional serial recording apparatus, the rotational movement of the carriage driving motor is controlled by a rack and a pinion, a pulley and a belt, a wire rope, a lead screw, or the like, as shown in FIGS. 12 to 15, respectively. Therefore, since it is converted to linear reciprocating motion, a mechanism for transmitting and converting power is required, and in order to maintain dot position accuracy in the dot density region as described above, increase the frequency of the pulse motor. In addition, it is necessary to take measures such as reducing the pitch of the encoder (such as the encoder 67 in FIG. 12), so that the carriage driving mechanism has a complicated structure and it is difficult to reduce the size.

また、前記機構部における各要素間のガタや直線案内
のためのガイド部のガタ、さらには、ギヤ等の噛合い部
のバックラッシュなどにより、キャリッジの往復駆動時
の騒音が大きくなり、低騒音化が難しいという問題があ
った。
In addition, due to backlash between the elements in the mechanism section, backlash of the guide section for linear guidance, and backlash of the meshing section such as gears, noise at the time of reciprocating drive of the carriage is increased, and low noise is generated. There was a problem that conversion was difficult.

従来の印字方式であるワイヤドット方式、熱転写方
式、ピエゾインクジェット方式においては、記録方式に
困る制約から、印字周期(記録ヘッドの駆動周期)を一
定に保つ必要があるため、印字周期と同期すべきキャリ
ッジの走行速度も常に一定に保つよう構成されている。
In the conventional printing methods such as the wire dot method, the thermal transfer method, and the piezo ink jet method, the printing cycle (print head driving cycle) must be kept constant due to restrictions on the printing method. The running speed of the carriage is also always kept constant.

キャリッジの速度一定化のための制御は、キャリッジ
駆動モータがパルスモータでありオープンループ制御を
行う場合は出力トルクに充分な余裕のあるモータを使用
する方法で実行され、さらには、DCモータまたはパルス
モータとエンコーダとのクローズドループ方式によって
速度制御を行う方法でも実行されていた。
The control for stabilizing the carriage speed is performed by a method using a motor having a sufficient output torque when the carriage drive motor is a pulse motor and performing open loop control. It has also been performed by a method of performing speed control by a closed loop system between a motor and an encoder.

ここで、従来の各種印字方式における印字動作とキャ
リッジ走行速度との関係を説明する。
Here, the relationship between the printing operation and the carriage traveling speed in various conventional printing methods will be described.

第16図はワイヤドット方式の印字動作のタイミングを
例示するグラフであり、(A)はプリントワイヤの繰返
し印字周期を、(B)はワイヤドットヘッドの各プリン
トワイヤのマグネットコイルへの通電時間を、(C)は
前記プリントワイヤが動き始めて印字し戻って来るまで
の各飛行サイクルを示す。
FIG. 16 is a graph illustrating the timing of the printing operation of the wire dot method, in which (A) shows the repetitive printing cycle of the print wire, and (B) shows the energizing time to the magnet coil of each print wire of the wire dot head. , (C) show each flight cycle from when the print wire starts to move until it prints and returns.

第17図はワイヤドットヘッドの模式的断面図である。 FIG. 17 is a schematic sectional view of a wire dot head.

ワイヤドット方式の場合は、ヘッド応答周波数が最高
速度に近い2500Hzのとき、第16図および第17図に示すよ
うに、同一プリントワイヤ52の繰り返し印字周期が400
μs{第16図の(A)}となり、通常、マグネットコイ
ル51への通電時間は200μs程度{第16図の(B)}に
設定される。
In the case of the wire dot method, when the head response frequency is 2500 Hz, which is close to the maximum speed, as shown in FIG. 16 and FIG.
μs {(A) in FIG. 16}, and the energizing time to the magnet coil 51 is usually set to about 200 μs {(B) in FIG. 16}.

一方、プリントワイヤ52が動き出してから、シート
(用紙などの記録媒体)53の面を打点し、戻って来るま
での飛行最短時間として約390μs{第16図の(C)}
必要であるので、上記最高速度に近い条件下では、印字
周期の変動は10μs(400μs−390μs)程度に規制し
ないとプリントワイヤ52の安定動作が損なわれることに
なる。
On the other hand, about 390 μs is the shortest flight time from when the print wire 52 starts moving to when it strikes the surface of the sheet (recording medium such as paper) 53 and comes back (FIG. 16C).
Since it is necessary, under conditions close to the maximum speed described above, unless the fluctuation of the printing cycle is restricted to about 10 μs (400 μs−390 μs), the stable operation of the print wire 52 will be impaired.

また、ピエゾインクジェット方式の場合においても、
上記ワイヤドット方式の場合と類似しており、ワイヤ飛
行時間の代わりに、ピエゾ振動板の復帰およびオリフィ
スでのメニスカスの復帰のための時間によって、キャリ
ッジ速度の変動が制限されることになる。
Also, in the case of the piezo inkjet method,
Similar to the wire dot method described above, instead of the wire flight time, the time for returning the piezo diaphragm and returning the meniscus at the orifice limits the carriage speed variation.

さらに、熱転写方式の場合は、そもそも周波数2500Hz
の印字周期を実現させることがきわめて困難であり、同
レベルでの比較はむずかしいが、前述の2方式に比べ通
電時間がもっと長くなるので、一層のキャリッジ速度の
安定性が必要になる。
Furthermore, in the case of the thermal transfer method, the frequency is 2500 Hz in the first place.
It is extremely difficult to realize the printing cycle of the above, and it is difficult to compare at the same level. However, since the energization time is longer than that of the above-mentioned two systems, further stability of the carriage speed is required.

第18図は従来のシリアル記録装置におけるキャリッジ
駆動系の制御系を例示す。
FIG. 18 shows an example of a control system of a carriage drive system in a conventional serial recording apparatus.

第18図において、記録装置の制御回路(MPU)101に
は、制御プログラム等を格納したROM102並びに各種デー
タを一時的に記憶するバッファレジスタ等のワーキング
エリアを含むRAM103が併設され、ホスト装置からの各種
データはインターフェース(I/F)を介して制御回路101
へ送られてくる。
In FIG. 18, a control circuit (MPU) 101 of the recording apparatus is provided with a ROM 102 storing a control program and the like and a RAM 103 including a working area such as a buffer register for temporarily storing various data. Various data is sent to the control circuit 101 via the interface (I / F).
Sent to.

前記制御回路101は、ヘッドドライブ回路104を介して
記録ヘッド105を制御するとともに、モータタイミング
制御回路106およびモータドライブ回路107を介してキャ
リッジモータ108を制御し、さらに、シート送りモータ
ドライブ回路109を介してシート送りモータ110を制御す
る。
The control circuit 101 controls a recording head 105 via a head drive circuit 104, controls a carriage motor 108 via a motor timing control circuit 106 and a motor drive circuit 107, and further controls a sheet feed motor drive circuit 109. The sheet feed motor 110 is controlled via the control unit.

一方、キャリッジの位置および速度を検出するための
エンコーダの出力信号はフォトセンサ111で作られ、波
形整形回路112でパルス波型に整形され、前記ヘッドド
ライブ回路104および前記モータタイミング制御回路106
へ伝送され、キャリッジの走査とヘッドの印字動作の同
期化制御が行なわれる。
On the other hand, an output signal of an encoder for detecting the position and speed of the carriage is generated by a photo sensor 111, shaped into a pulse waveform by a waveform shaping circuit 112, and the head drive circuit 104 and the motor timing control circuit 106
To perform synchronization control of the carriage scanning and the head printing operation.

以上の説明から明らかなごとく、従来のシリアル記録
装置におけるキャリッジ駆動用の制御系は複雑な構成に
なっていた。
As is clear from the above description, the control system for driving the carriage in the conventional serial printing apparatus has a complicated configuration.

第19図はワイヤドット記録装置のキャリッジ構成を示
す部分斜視図である。
FIG. 19 is a partial perspective view showing the carriage configuration of the wire dot recording apparatus.

第19図において、用紙やプラスチック薄板などの記録
媒体としての記録シート121はシート送りローラを兼ね
たプラテン122の表面に密着保持され、その前方に平行
に設置されたガイド軸123およびガイドレール124によ
り、キャリッジ125が移動可能に案内支持されている。
In FIG. 19, a recording sheet 121 as a recording medium such as a sheet of paper or a thin plastic plate is held in close contact with a surface of a platen 122 also serving as a sheet feed roller, and is guided by a guide shaft 123 and a guide rail 124 installed in front of the platen 122 in parallel. The carriage 125 is movably guided and supported.

前記キャリッジ125上には、複数(例えば64本)のプ
リントワイヤおよびその駆動手段を内蔵したワイヤドッ
トヘッド126、並びに、転写用のインクリボンを送給す
るためのインクリボオンカセット127が装着されてい
る。
On the carriage 125, there are mounted a plurality of (for example, 64) print wires and a wire dot head 126 incorporating drive means for the print wires, and an ink ribbon cassette 127 for feeding an ink ribbon for transfer. I have.

第20図は熱転写記録装置のキャリッジ構成を示す部分
斜視図である。
FIG. 20 is a partial perspective view showing the carriage configuration of the thermal transfer recording apparatus.

第20図において、記録シート131をバックアップする
プラテン132の前方にはこれと平行にガイド軸133、134
が設置され、これらのガイド軸133、134によってキャリ
ッジ135が移動可能に案内支持されている。
In FIG. 20, in front of a platen 132 for backing up a recording sheet 131, guide shafts 133 and 134 are arranged in parallel with the platen 132.
The carriage 135 is movably guided and supported by these guide shafts 133 and 134.

前記キャリッジ135上には、複数の(例えば64個)の
発熱素子を有するサーマルヘッド136がアップダウン可
能に支持され、さらに、該サーマルヘッド136と記録シ
ート131との間に転写用のインクリボンを送給するため
のインクリボンカセット137が装着されている。
On the carriage 135, a thermal head 136 having a plurality of (for example, 64) heating elements is supported so as to be able to move up and down. Further, an ink ribbon for transfer is provided between the thermal head 136 and the recording sheet 131. An ink ribbon cassette 137 for feeding is mounted.

第19図および第20図の構成からも明らかなごとく、ワ
イヤドット方式あるいは熱転写方式の記録装置における
キャリッジ構成においては、キャリッジ125、135の走行
時の負荷変動要素として、リボンを巻取る負荷並びにシ
ート121、131およびリボンに記録ヘッド126、136が接触
する負荷が加わってくるので、キャリッジ駆動モータや
その駆動回路が大型でかつ複雑になるという問題もあっ
た。
19 and 20, in the carriage configuration of the recording apparatus of the wire dot system or the thermal transfer system, the load for winding the ribbon and the sheet Since a load that causes the recording heads 126 and 136 to contact the ribbons 121 and 131 and the ribbon is applied, there is also a problem that the carriage drive motor and its drive circuit become large and complicated.

以上述べたように、従来のシリアル記録装置にあって
は、種々のキャリッジ駆動方法と各印字方式とをうまく
組合わせたとしても、高精細な印字を高速で実行しよう
とすると、構造が複雑で大型になり、動作音のエネルギ
ーが大きくなり、小型軽量化および低騒音化がきわめて
困難かまたは不可能であった。
As described above, in the conventional serial recording apparatus, even if various carriage driving methods and each printing method are properly combined, the structure is complicated when trying to execute high-definition printing at high speed. It has become large, the energy of the operation sound has become large, and it has been extremely difficult or impossible to reduce the size and weight and reduce the noise.

本発明は、上記従来技術に鑑みなされたものであり、
キャリッジの移動速度の変動に影響されずにキャリッジ
の位置と印字動作のタイミングとを簡単な制御回路で容
易に制御でき、しかも、キャリッジ駆動のための伝動機
構をきわめて簡単かつコンパクトな構造にでき、印字動
作時の騒音レベルを大巾に低減しうるシリアル記録装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above prior art,
The position of the carriage and the timing of the printing operation can be easily controlled by a simple control circuit without being affected by fluctuations in the moving speed of the carriage, and the transmission mechanism for driving the carriage can be made extremely simple and compact. It is an object of the present invention to provide a serial recording device capable of greatly reducing the noise level during a printing operation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、記録ヘッドを搭載したキャリッジをガイド
部材に沿って印字桁方向へ移動させ、該キャリッジの移
動をエンコーダにより検出し、該エンコーダの出力信号
に応じて制御手段により前記記録ヘッドの印字時期の制
御を行うシリアル記録装置において、前記ガイド部材と
して第1のガイド部材および第2のガイド部材が設けら
れ、前記第1のガイド部材に沿って回転されるガイドロ
ーラが前記キャリッジに設けられ、前記記録ヘッドとし
てインクジェットヘッドを使用するとともに、前記キャ
リッジに円形または長円形状の振動板を設け、該振動板
には前記第2のガイド部材と接触するくし歯が形成され
るとともに圧電素子が設けられ、該圧電素子が前記制御
手段の出力パルスで駆動されることにより進行波を発生
し、該進行波を前記くし歯で前記第2のガイド部材に作
用させることにより前記キャリッジを印字桁方向に移動
させ、前記制御手段により前記キャリッジの移動と前記
インクジェットヘッドの印字動作との同期化を行う構成
とすることにより、キャリッジからの進行波をガイド部
材に直接的に作用させてキャリッジを移動させることが
でき、キャリッジに駆動力を伝達するための伝動機構を
省略してキャリッジ駆動系の小型軽量化を実現できると
ともに、伝動機構のガタやバックラッシュに起因するキ
ャリッジの位置精度の低下や騒音発生を無くすことがで
きるシリアル記録装置を提供するものである。
According to the present invention, a carriage on which a recording head is mounted is moved in a print digit direction along a guide member, the movement of the carriage is detected by an encoder, and a printing timing of the recording head is controlled by control means in accordance with an output signal of the encoder. A first guide member and a second guide member are provided as the guide member, and a guide roller rotated along the first guide member is provided on the carriage, An ink jet head is used as a recording head, and a circular or elliptical diaphragm is provided on the carriage, and the diaphragm is provided with a comb tooth that contacts the second guide member, and a piezoelectric element is provided. A traveling wave is generated by driving the piezoelectric element with an output pulse of the control means, and the traveling wave is By moving the carriage in the printing digit direction by acting on the second guide member with a fin, the control unit synchronizes the movement of the carriage with the printing operation of the inkjet head. The carriage can be moved by directly applying the traveling wave from the carriage to the guide member, and the transmission mechanism for transmitting the driving force to the carriage can be omitted to realize a small and lightweight carriage drive system. Another object of the present invention is to provide a serial recording apparatus capable of eliminating a decrease in the positional accuracy of the carriage and the generation of noise due to backlash and backlash of the transmission mechanism.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第11図を参照して本発明の構成を具体
的に説明する。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be specifically described with reference to FIG. 1 to FIG.

第1図〜第3図は本発明の特徴を最もよく表す図であ
り、第1図は本発明による記録装置の一実施例を示す斜
視図、第2図は第1図のキャリッジを含む一部破断左側
面図、第3図は第1図中のキャリッジを上下反転させて
下面から見た斜視図である。
1 to 3 are views showing the features of the present invention best, FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a recording apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is a partially cutaway left side view, and FIG. 3 is a perspective view of the carriage in FIG.

第1図および第2図において、1は記録装置の構造体
の基準となるベースを、2は該ベース1に形成されたガ
イド部1a、1b、1cにより案内されて該ベースに沿って摺
動するキャリッジを、3は前記キャリッジ2の移動方向
と平行に設置されたプラテンを、4はベース1の開口1d
から挿入されるシート(用紙などの記録媒体)5を前記
プラテン3の前面(印字部)を通して搬送するシート送
りローラを、それぞれ示す。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a base serving as a reference of the structure of the recording apparatus, and 2 denotes a base that is guided by guides 1a, 1b, and 1c formed on the base 1 and slides along the base. 3 is a platen installed in parallel with the moving direction of the carriage 2, and 4 is an opening 1d of the base 1.
And sheet feed rollers for transporting a sheet (recording medium such as paper) 5 inserted from the front through the front surface (printing portion) of the platen 3.

前記キャリッジ2上にはインクタンクを構成するイン
クカートリッジ6が着脱自在に搭載されており、図示の
例では、該インクタンク6の前部に、前記プラテン3と
所定間隔(例えば0.8mm)をもって対面する複数のイン
ク吐出口(オリフィス)7aが形成された記録ヘッド(イ
ンクジェットヘッド)7が設けられている。このインク
ジェットヘッド7は、インクタンク6と一体的に形成す
ることもでき、また、該インクタンク6に対し着脱自在
(例えば差し込み式)に設けることもできる。
An ink cartridge 6 constituting an ink tank is removably mounted on the carriage 2. In the illustrated example, the ink cartridge 6 faces the platen 3 at a predetermined interval (for example, 0.8 mm) at the front of the ink tank 6. A recording head (inkjet head) 7 having a plurality of ink ejection ports (orifices) 7a formed therein is provided. The ink jet head 7 can be formed integrally with the ink tank 6, or can be provided detachably (for example, plug-in type) with respect to the ink tank 6.

前記キャリッジ2の後面に形成したピン部2aには、該
ピン部2aを中心に揺動するアーム8の基部が枢着してお
り、該アーム8の先端に形成されたピン部材8aにはコロ
9が回転自在に軸支されている。このコロ9は前記ガイ
ド部1b(下向き面)に沿って案内される。
A base of an arm 8 that swings around the pin 2a is pivotally attached to a pin 2a formed on the rear surface of the carriage 2. A pin member 8a formed at the tip of the arm 8 has a roller. 9 is rotatably supported. The roller 9 is guided along the guide portion 1b (downward surface).

前記アーム8はコイルばね10によって前記コロ9がガ
イド部1bに圧接される方向に付勢されている。こうし
て、コロ9がガイド部1bに押圧されることにより、キャ
リッジ2はその反力によってガイド部1a、1cのガイド面
に上から圧接され、該キャリッジ2(具体的には該キャ
リッジ2と一体に設けられる超音波モータの一部を含
む)はベース1に沿ってガタなく密接状態で摺動するよ
う案内支持されている。
The arm 8 is urged by a coil spring 10 in a direction in which the roller 9 is pressed against the guide portion 1b. In this way, when the roller 9 is pressed against the guide portion 1b, the carriage 2 is pressed against the guide surfaces of the guide portions 1a and 1c from above by the reaction force, and the carriage 2 (specifically, integrally with the carriage 2). (Including a part of the ultrasonic motor provided) is guided and supported along the base 1 so as to slide in a close state without play.

前記ベース1には所定ピッチで濃淡またはスリット
(窓)を有する帯状のエンコーダ11が設置されている。
このエンコーダ11は後述するように前記キャリッジ2の
位置および走行速度を検出するのに使用されるものであ
る。
The base 1 is provided with a band-shaped encoder 11 having a density or a slit (window) at a predetermined pitch.
The encoder 11 is used to detect the position and the traveling speed of the carriage 2 as described later.

第2図および第3図において、前記キャリッジ2の下
面には保持板12を介して振動板13が取付け接合されてお
り、該振動板13の所定位置には2対の圧電素子14A、14B
が貼り付けられている。
2 and 3, a vibration plate 13 is mounted and joined to the lower surface of the carriage 2 via a holding plate 12, and two pairs of piezoelectric elements 14A, 14B are provided at predetermined positions of the vibration plate 13.
Is pasted.

前記保持部材12および前記振動板13は、第3図に示さ
れるごとく、いずれも所定厚さの長円形の板で形成され
ており、積み重ね状態でキャリッジ2の下面に一体的に
貼り付けられている。
As shown in FIG. 3, the holding member 12 and the vibration plate 13 are each formed of an elliptical plate having a predetermined thickness, and are integrally attached to the lower surface of the carriage 2 in a stacked state. I have.

前記振動板13のベース1の前記ガイド部材1cに圧接摺
動する部分には、キャリッジ走行方向に所定ピッチで凹
凸しているくし歯15が形成されている。前記2対の圧電
素子14A、14Bは振動板13の前記くし歯と反対側の領域に
貼り付けられており、各対の圧電素子14Aと14Bとの間に
所定の間隔(例えば各圧電素子の全長入の4分の1の距
離)を設けて配置されている。
Comb teeth 15 which are uneven at a predetermined pitch in the carriage traveling direction are formed on a portion of the vibration plate 13 which slides on the guide member 1c of the base 1 by pressing. The two pairs of piezoelectric elements 14A and 14B are attached to a region of the vibration plate 13 on the side opposite to the comb teeth, and a predetermined distance (for example, of each piezoelectric element) between each pair of piezoelectric elements 14A and 14B. (A quarter of the total length).

第2図および第3図において、前記キャリッジ2の下
面には、ベース1上の前記エンコーダ11を挟む位置に該
エンコーダの濃淡模または窓(スリット)に基づく光量
変化を光電変換するためのフォトセンサ16が取付けられ
ている。
2 and 3, on the lower surface of the carriage 2, a photo sensor for photoelectrically converting a light amount change based on the density of the encoder or a window (slit) at a position sandwiching the encoder 11 on the base 1. 16 are installed.

また、前記各圧電素子14A、14Bおよび前記フォトセン
サ16には、給電および信号伝送用のフレキシブルプリン
ト板17が接続されている。
Further, a flexible printed board 17 for power supply and signal transmission is connected to each of the piezoelectric elements 14A and 14B and the photo sensor 16.

なお、第2図中の番号18は、シート送りローラ4にシ
ート5を圧接し、該シート5に正確な送りを与えるため
のピンチローラを示す。
Reference numeral 18 in FIG. 2 denotes a pinch roller for pressing the sheet 5 against the sheet feed roller 4 and giving the sheet 5 an accurate feed.

前記インクタンク(インクカートリッジ)6の前部に
設けたインクジェクトヘッド7の前面、すなわちプラテ
ン3に面する側には前記インク吐出口(オリフィス)7a
が複数個垂直方向に配列して形成されている。
The ink discharge port (orifice) 7a is provided on the front surface of an ink jet head 7 provided at the front of the ink tank (ink cartridge) 6, that is, on the side facing the platen 3.
Are arranged in the vertical direction.

このインク吐出口7aの垂直方向の隣接ピッチは約0.04
mm〜0.14mm、すなわち23.6ドット/mm〜7.1ドット/mm程
度であり、以下に説明する実施例では特記しない限り1
4.17ドット/mmの構造のものを使用することにする。
The vertical pitch between the ink discharge ports 7a is about 0.04.
mm to 0.14 mm, that is, about 23.6 dots / mm to 7.1 dots / mm, and in the examples described below, 1
We will use one with a structure of 4.17 dots / mm.

第4図は第1図および第2図のシリアル記録装置の制
御系ブロック図である。
FIG. 4 is a control system block diagram of the serial recording apparatus shown in FIGS. 1 and 2.

第4図において、記録装置の制御回路(MPU)21に
は、制御プログラム等を格納したROM27、並びに各種デ
ータを一時的に記憶するバッファレジスタ等のワーキン
グエリアを含むRAM28が併設され、ホスト装置からの各
種データはインターフェース(I/F)を介して制御回路2
1へ送られてくる。
In FIG. 4, a control circuit (MPU) 21 of the recording apparatus is provided with a ROM 27 storing a control program and the like and a RAM 28 including a working area such as a buffer register for temporarily storing various data. Various data of the control circuit 2 via the interface (I / F)
Sent to one.

前記制御回路21は、ヘッドライブ回路26を介して記録
ヘッド7の各ヒータ(印字素子)7bのON、OFFを制御す
るとともに、キャリッジドライブ回路24を介して圧電素
子14A、14Bへの通電を制御する。
The control circuit 21 controls ON / OFF of each heater (printing element) 7b of the recording head 7 via a head live circuit 26, and controls energization to the piezoelectric elements 14A and 14B via a carriage drive circuit 24. I do.

さらに、前記制御回路21は、シート送りモータドライ
ブ回路22を介してシート送りモータ23を制御する。
Further, the control circuit 21 controls a sheet feed motor 23 via a sheet feed motor drive circuit 22.

一方、キャリッジ2の位置および速度は、エンコーダ
11と協働するフォトセンサ16(第2図)によって検知さ
れ、その出力信号は波型整形回路25によってパルス波型
に整形され、前記ヘッドドライブ回路26へ伝送される。
こうして、キャリッジ2の走査とヘッド7の印字動作の
同期化制御が行なわれる。
On the other hand, the position and speed of the carriage 2 are
The output signal is sensed by a photo sensor 16 (FIG. 2) cooperating with 11 and shaped into a pulse waveform by a waveform shaping circuit 25 and transmitted to the head drive circuit 26.
In this way, the synchronization control of the scanning of the carriage 2 and the printing operation of the head 7 is performed.

以下、第1図〜第4図について説明した本発明による
シリアル記録装置の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the serial recording apparatus according to the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4 will be described.

記録シート(用紙やプラスチック薄板などの記録媒
体)5をベース1の開口1dより挿入した後、制御部(MP
U)21がシート有り(シート供給)の検知信号を受ける
と、シート送りモータドライ回路22を介してシート送り
モータ23を駆動し、これによってシート送りローラ4が
回転し、ピンチローラ18で押圧されたシート5をインク
吐出口7aの前方まで送給する。
After the recording sheet (recording medium such as paper or plastic thin plate) 5 is inserted from the opening 1d of the base 1, the control unit (MP
When U) 21 receives a detection signal indicating that a sheet is present (sheet feeding), it drives a sheet feed motor 23 via a sheet feed motor dry circuit 22, whereby the sheet feed roller 4 rotates and is pressed by the pinch roller 18. The fed sheet 5 is fed to the front of the ink discharge port 7a.

次に、第4図に示す制御系に外部よりI/F(インター
フェース)を介して印字指令が与えられると、キャリッ
ジモータドライブ回路24を介して圧電素子14A、14Bに所
望の高周波電流が送られる。
Next, when a print command is externally given to the control system shown in FIG. 4 via an I / F (interface), a desired high-frequency current is sent to the piezoelectric elements 14A and 14B via the carriage motor drive circuit 24. .

第5図は第3図の圧電素子の表面図であり、第6図は
圧電素子による駆動力発生の原理を示す部分縦断面であ
る。
FIG. 5 is a front view of the piezoelectric element of FIG. 3, and FIG. 6 is a partial longitudinal section showing the principle of driving force generation by the piezoelectric element.

この圧電素子駆動系はキャリッジ2と一体の進行波型
の超音波モータを構成するものである。
This piezoelectric element drive system constitutes a traveling wave type ultrasonic motor integrated with the carriage 2.

第3図、第5図および第6図に示すように、この圧電
素子駆動系は、略長円形をなす保持部材12に貼り付けら
れた略長円形でかつ一部に前記くし歯15が形成された振
動板13と、該振動板13上で前記くし歯15の対方向(反対
側)に貼り付けられた2対の前記圧電素子14A、14Bと、
該圧電素子14A、14Bに給電するためのフレキシブルプリ
ント板17とで構成されている。
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, this piezoelectric element drive system has a substantially elliptical shape attached to a substantially elliptical holding member 12, and the comb teeth 15 are partially formed. A vibrating plate 13 and two pairs of the piezoelectric elements 14A and 14B attached on the vibrating plate 13 in opposite directions (opposite sides) of the comb teeth 15;
And a flexible printed circuit board 17 for supplying power to the piezoelectric elements 14A and 14B.

第5図および第6図に示すように、前記2対の圧電素
子14A、14Bは、それぞれ全長λの4分の1(λ/4)に相
当する間隔をもつて貼り付けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the two pairs of piezoelectric elements 14A and 14B are attached with an interval corresponding to one quarter (λ / 4) of the total length λ.

そこで、上記圧電素子駆動系(超音波モータ)の動作
について以下に説明する。
The operation of the piezoelectric element drive system (ultrasonic motor) will be described below.

前記2対の圧電素子14A、14Bを各々A相、B相と呼ぶ
ことにすると、これらA相およびB相に次式で表す交番
電圧を印加すると、 EA=EOsinωt EB=EOsin(ωt+π/2) 発生する定在波の振巾は、 A相定在波:ZA=ZOsinK×sinωt B相定在波:ZB=ZOsin(KX+π/2)×sin(ωt±π/
2) となり、このA相、B相の合成により生じる進行波は、 進行波:Z=ZA+ZB=ZOcos(ωtKX) ここでK=2π/λ(波数)、ω=2πf(角速
度)、となる。
When the two pairs of piezoelectric elements 14A and 14B are called an A phase and a B phase, respectively, when an alternating voltage expressed by the following equation is applied to the A phase and the B phase, EA = EOsinωt EB = EOsin (ωt + π / 2) The amplitude of the generated standing wave is: A phase standing wave: ZA = ZOsinK × sinωt B phase standing wave: ZB = ZOsin (KX + π / 2) × sin (ωt ± π /
2) The traveling wave generated by combining the A phase and the B phase is: traveling wave: Z = ZA + ZB = ZOcos (ωtKX) where K = 2π / λ (wave number) and ω = 2πf (angular velocity).

したがって、ここで生じた進行波により、振動板13の
くし歯15とベース1のガイド面1cとの接触面には該進行
波とは逆方向の推力が作用する。
Accordingly, a thrust in a direction opposite to the traveling wave acts on a contact surface between the comb teeth 15 of the diaphragm 13 and the guide surface 1c of the base 1 due to the traveling wave generated here.

この推力によるキャリッジ2の走行速度Vは、 V=4π・π・f・Z・e/λ ここで、Z=進行波振巾、e=振動板厚みの1/2、と
なる。
The traveling speed V of the carriage 2 due to this thrust is: V = 4π · π · f · Z · e / λ where Z = traveling wave amplitude and e = e of the diaphragm thickness.

本実施例における値としては、f=40KHz、Z=1
μ、e=1.5mm、λ=10mmであるので、キャリッジ2の
走行速度Vは V=236.6mm/s≒240mm/s 程度になる。
As values in this embodiment, f = 40 KHz, Z = 1
Since μ, e = 1.5 mm and λ = 10 mm, the traveling speed V of the carriage 2 is about V = 236.6 mm / s ≒ 240 mm / s.

ここで、上記超音波モータの駆動周波数fの値40KHz
は、ステップモータなど従来のモータの駆動周波数2〜
4KHzに比べ非常に高周波であり、超音波モータを使用す
ることによりキャリッジ2の動きを高精細に制御するこ
とが可能になる。
Here, the value of the drive frequency f of the ultrasonic motor is 40 KHz.
Is the drive frequency of a conventional motor such as a step motor.
Since the frequency is much higher than 4 KHz, the movement of the carriage 2 can be controlled with high precision by using an ultrasonic motor.

第7図はキャリッジ2が等速移動する時に前記エンコ
ーダ11からの信号に基づき第4図の制御系で作られる出
力波形並びに圧電素子14A、14Bへの通電パルスを示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing output waveforms generated by the control system of FIG. 4 and energizing pulses to the piezoelectric elements 14A and 14B based on signals from the encoder 11 when the carriage 2 moves at a constant speed.

第7図の(A)は所定ピッチで開口(スリット)が形
成されたエンコーダ11を挟んで発光部16Aと受光部16Bと
から成るフォトセンサ16の配置を示す模式図である。
FIG. 7A is a schematic diagram showing an arrangement of a photosensor 16 including a light emitting unit 16A and a light receiving unit 16B with an encoder 11 having openings (slits) formed at a predetermined pitch therebetween.

前記圧電素子14A、14Bに通電してキャリッジを駆動
し、該キャリッジ2が等速度領域に達すると、第7図の
(A)のフォトセンサ16A、16Bにより、第7図の(B)
に示すようなアナログ出力が生じる。
The piezoelectric elements 14A and 14B are energized to drive the carriage, and when the carriage 2 reaches the constant velocity region, the photo sensors 16A and 16B shown in FIG.
An analog output as shown in FIG.

このアナログ出力は、第4図の制御系の波形整形回路
25により、第5図の(C)のようなパルス波形に整形さ
れた後、第5図の(D)に示すような所定周期(図示の
例では250μs)のヘッド駆動パルス(ドットピンチ規
制パルス)が作り出される。
This analog output is used as the waveform shaping circuit of the control system shown in FIG.
25, the pulse is shaped into a pulse waveform as shown in FIG. 5C, and then a head drive pulse (dot pinch restriction pulse) having a predetermined period (250 μs in the illustrated example) as shown in FIG. ) Is created.

なお、第7図の(A)〜(E)の横軸は時間またはキ
ャリッジ位置を表す共通軸である。
The horizontal axes in FIGS. 7A to 7E are common axes representing time or carriage position.

第7図の(E)は前述した圧電素子14A、14Bへ印加さ
れる通電周期25μsの超音波モータ駆動パルス波形を示
す。
FIG. 7E shows an ultrasonic motor drive pulse waveform applied to the above-described piezoelectric elements 14A and 14B at an energizing cycle of 25 μs.

第8図はインクジェットヘッド7の駆動状態を示すタ
イミングチャートであり、第8図の(A)はインクジェ
ットヘッド7の駆動信号すなわち通電パルス巾と通電周
期を示し、第8図の(B)は第9図で後述するサーマル
式のインクジェットヘッド7のヒータ7bに流れるヒート
電流波形を示し、第8図の(C)は第9図に示すサーマ
ルインクジェットヘッド7のインク吐出口でのメニスカ
ス(液滴7dの形成過程を含む)7cの突出量および後退量
の変化を示す。
FIG. 8 is a timing chart showing the driving state of the ink jet head 7. FIG. 8 (A) shows the driving signal of the ink jet head 7, that is, the energizing pulse width and energizing cycle, and FIG. FIG. 9 shows a waveform of a heat current flowing through a heater 7b of the thermal type ink jet head 7, which will be described later. FIG. 8 (C) shows a meniscus (droplet 7d) at the ink ejection port of the thermal ink jet head 7 shown in FIG. The change in the amount of protrusion and retreat of 7c is shown.

なお、第8図の(C)中の符号a、b……fは第9図
の(a)、(b)……(f)の各状態に対応するメニス
カス位置を示す。
Symbols a, b,..., F in FIG. 8C indicate meniscus positions corresponding to the respective states of FIGS. 9A, 9B,.

第9図はサーマルインクヘッド7のインク吐出口(オ
リフィス)7aの近傍のインクの滴形成過程を示す縦断面
図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a process of forming ink droplets near the ink discharge port (orifice) 7a of the thermal ink head 7.

第9図で、7aはインク吐出口を、7bは発熱素子から成
るヒータを、7cはインク吐出口近傍でのインクの液面先
端(メニスカス)を、7dはインク滴を、それぞれ示す。
In FIG. 9, reference numeral 7a denotes an ink discharge port, 7b denotes a heater composed of a heating element, 7c denotes a liquid surface tip (meniscus) near the ink discharge port, and 7d denotes an ink droplet.

第9図において、(a)は待機状態を、(b)はヒー
タ7bに通電中でインク内に発泡が始まった状態を、
(c)はヒータ7bへの通電を停止して消泡が始まり、イ
ンク滴7dが飛翔する直前の状態を、(d)は液滴7dが離
れて液面先端(メニスカス)7cが大きく後退した状態
を、(e)は(d)のメニスカス後退の反動で該メニス
カス7cがインク吐出口面から盛り上がった状態を、
(f)は(a)と同じ待機状態に戻ったところを、それ
ぞれ示している。
In FIG. 9, (a) shows a standby state, (b) shows a state in which the heater 7b is energized and foaming starts in the ink,
(C) shows the state immediately before the ink droplet 7d flies by stopping the energization to the heater 7b, and (d) shows the state immediately before the ink droplet 7d flies. (E) shows the state in which the meniscus 7c rises from the ink ejection port surface due to the recoil of the meniscus retreat in (d).
(F) shows a state where the same standby state as in (a) is returned.

以上第8図および第9図に例示するように、ヒータ7b
で各インク吐出口を駆動するサーマルインクジェット方
式によれば、他の記録方式のものに比べ、非常に短い通
電時間(10μs)とすぐれた応答性(インク滴吐出動作
時間が180μs)を達成することができなる。
As exemplified in FIGS. 8 and 9, the heater 7b
According to the thermal inkjet system that drives each ink ejection port, a very short energization time (10 μs) and excellent responsiveness (ink droplet ejection operation time: 180 μs) are achieved compared to other recording systems. Can be done.

このため、仮にキャリッジ2の走行速度が±10%程度
変動し通電周期が225μs〜275μsの間を変化しても、
インク吐出の安定性が維持されるので、キャリッジモー
タドライブ回路24とヘッドドライブ回路26は完全に別系
統で動作可能であり、駆動回路を簡略化することができ
た。
Therefore, even if the traveling speed of the carriage 2 fluctuates by about ± 10% and the energization cycle changes between 225 μs to 275 μs,
Since the stability of ink ejection is maintained, the carriage motor drive circuit 24 and the head drive circuit 26 can operate completely in separate systems, and the drive circuit can be simplified.

以上説明した実施例によれば、圧電素子14A、14Bを用
いた超音波モータをキャリッジ2の駆動源とするので、
動力伝達および変換のための機構を無くすことができ、
構造の簡単化および小型化が可能なキャリッジ駆動系を
実現させることができた。
According to the embodiment described above, since the ultrasonic motor using the piezoelectric elements 14A and 14B is used as the drive source of the carriage 2,
The mechanism for power transmission and conversion can be eliminated,
A carriage drive system capable of simplifying the structure and reducing the size was realized.

また、動力を伝達および変換する機構がないので、動
作時の騒音レベルを大巾に低下させて静しゅくな記録装
置を実現することができた。
In addition, since there is no mechanism for transmitting and converting power, the noise level during operation can be greatly reduced to realize a quiet recording apparatus.

同時に、動作時の応答性を高め(速め)ることもでき
た。
At the same time, the responsiveness during operation could be improved (speeded up).

さらに、圧電素子14A、14B駆動方式を用いることによ
ってキャリッジ2の停止状態で自己保持力が働くので、
該キャリッジ2を保持するための特別な機構を必要とせ
ず、また、巻線部分が無いことから電流が流れることに
よる磁気ノイズのレベルが極めて低いので、装置として
の磁気放射ノイズ対策のための配慮(例えば、プリント
基板構造や磁気シールド外装など)を必要とせず、した
がって、構造が簡単で低コスト化を達成しうるシリアル
記録装置が得られる。
Further, by using the piezoelectric elements 14A and 14B driving method, a self-holding force is applied when the carriage 2 is stopped, so that
No special mechanism for holding the carriage 2 is required, and since there is no winding, the level of magnetic noise due to the flow of current is extremely low. (For example, a printed circuit board structure, a magnetic shield exterior, or the like) is not required, and therefore, a serial recording device having a simple structure and achieving low cost can be obtained.

第10図は本発明の別の実施例によるシリアル記録装置
のキャリッジカートリッジを上下反転させて下面から見
た斜視図であり、第11図は第10図中のキャリッジ装着部
品の分解斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a carriage cartridge of a serial recording apparatus according to another embodiment of the present invention, which is turned upside down and viewed from below, and FIG. 11 is an exploded perspective view of a carriage mounting part in FIG. .

第10図において、キャリッジ31の下面には保持板32を
介して圧電素子33および振動板34が積層状態で固着され
ている。
In FIG. 10, a piezoelectric element 33 and a vibrating plate 34 are fixed to the lower surface of the carriage 31 via a holding plate 32 in a stacked state.

また、キャリッジ31の下面には第3図の場合と同様に
フォトセンサ16およびフレキシブルプリント基板35が取
付けられており、該フレキシブルプリント基板35を介し
て前記圧電素子33への給電および前記フォトセンサ16か
らの信号取出しが行われる。
A photo sensor 16 and a flexible printed circuit board 35 are attached to the lower surface of the carriage 31 as in the case of FIG. 3, and power is supplied to the piezoelectric element 33 via the flexible printed circuit board 35 and the photo sensor 16 Is taken out from the terminal.

第11図において、前記フレキシブルプリント基板35に
は、前記圧電素子33および前記フォトセンサ16に電気的
に接続される電極部35aと記録装置の制御回路21または
該制御回路21から取り出された回路基板に接続するため
のコネクター35bとが設けられている。
In FIG. 11, the flexible printed board 35 includes an electrode portion 35a electrically connected to the piezoelectric element 33 and the photosensor 16 and a control circuit 21 of a recording apparatus or a circuit board taken out of the control circuit 21. And a connector 35b for connection to the connector.

前記保持板32、圧電素子33および振動板34は、第10図
および第11図に示すごとく、いずれも円形リング形状を
成しており、振動板34の表面にはくし歯36が形成されて
いる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the holding plate 32, the piezoelectric element 33, and the vibration plate all have a circular ring shape, and a comb tooth 36 is formed on the surface of the vibration plate 34. .

超音波モータを構成するロータ(不図示)は、前記振
動板34と同心でかつキャリッジ31の下面に設けた軸(不
図示)に回転自在に軸支され、組付け状態では前記ロー
タの一面が前記振動板34に接触し、他面が第1図に示す
ベース1上のガイド面1cと接触している。
A rotor (not shown) constituting the ultrasonic motor is rotatably supported by a shaft (not shown) concentric with the diaphragm 34 and provided on the lower surface of the carriage 31. The other surface is in contact with the guide plate 1c on the base 1 shown in FIG.

なお、超音波モータを構成するためには、前記ロータ
を使用せずに、前記振動板34をベース1のガイド面1cに
直接接触(圧接)させることもできる。
In order to configure an ultrasonic motor, the diaphragm 34 can be directly contacted (pressed) with the guide surface 1c of the base 1 without using the rotor.

第10図および第11図の実施例のその他の部分は第1図
〜第8図で説明した実施例の場合と実質上同じである。
Other parts of the embodiment of FIGS. 10 and 11 are substantially the same as those of the embodiment described with reference to FIGS.

以上第10図および第11図で説明した実施例によれば、
第1図〜第9図で説明した実施例と同じ効果が得られる
他、部品形状が一様な円形形状であることから超音波モ
ータ(圧電素子駆動系)およびキャリッジ31の製造が容
易になり、しかも、前記ロータを介在させることで振動
板34で生じた推力を効率よく直進力に変換できるという
効果が得られた。
According to the embodiment described above with reference to FIGS. 10 and 11,
The same effects as those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 9 can be obtained, and the manufacturing of the ultrasonic motor (piezoelectric element driving system) and the carriage 31 is facilitated because the parts have a uniform circular shape. Further, the effect that the thrust generated by the diaphragm 34 can be efficiently converted to the straight-traveling force by interposing the rotor is obtained.

以上説明したように、本発明のシリアル記録装置によ
れば、キャリッジ駆動に圧電素子14A、14B、33および振
動板13、34から成る超音波モータを用いるので、構造を
簡略化することができ、小型軽量化を図ることができ、
動作時の騒音レベルを大巾に低下させることができ、さ
らに、キャリッジ停止状態での自己保持力を有し、か
つ、圧電素子駆動時の磁気ノイズがきわめて少ないシリ
アル記録装置を構成することが可能となり、記録装置に
おける印字品質の安定化、高信頼性およびコスト低減を
達成することができた。
As described above, according to the serial recording apparatus of the present invention, the ultrasonic motor including the piezoelectric elements 14A, 14B, 33 and the vibration plates 13, 34 is used for driving the carriage, so that the structure can be simplified, It is possible to reduce the size and weight,
It is possible to greatly reduce the noise level during operation, and furthermore, it is possible to configure a serial recording device that has a self-holding force when the carriage is stopped and has very little magnetic noise when driving the piezoelectric element. As a result, it was possible to achieve stable printing quality, high reliability, and cost reduction in the recording apparatus.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、記
録ヘッドを搭載したキャリッジをガイド部材に沿って印
字桁方向へ移動させ、該キャリッジの移動をエンコーダ
により検出し、該エンコーダの出力信号に応じて制御手
段により前記記録ヘッドの印字時期の制御を行うシリア
ル記録装置において、前記ガイド部材として第1のガイ
ド部材および第2のガイド部材が設けられ、前記第1の
ガイド部材に沿って回転されるガイドローラが前記キャ
リッジに設けられ、前記記録ヘッドとしてインクジェッ
トヘッドを使用するとともに、前記キャリッジに円形ま
たは長円形状の振動板を設け、該振動板には前記第2の
ガイド部材と接触するくし歯が形成されるとともに圧電
素子が設けられ、該圧電素子が前記制御手段の出力パル
スで駆動されることにより進行波を発生し、該進行波を
前記くし歯で前記第2のガイド部材に作用させることに
より前記キャリッジを印字桁方向に移動させ、前記制御
手段により前記キャリッジの移動と前記インクジェット
ヘッドの印字動作との同期化を行う構成としたので、キ
ャリッジからの進行波をガイド部材へ直接的に作用させ
てキャリッジを移動させるとともに、このキャリッジの
移動とインクジェットヘッドの印字動作を共通の制御手
段で同期化させることから、キャリッジに駆動力を伝達
するための伝動機構を省略してキャリッジ駆動系の小型
軽量化を実現できるとともに、伝動機構のガタやバック
ラッシュに起因するキャリッジの位置精度の低下や騒音
発生を無くすことができるシリアル記録装置が提供され
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the carriage on which the recording head is mounted is moved in the print digit direction along the guide member, the movement of the carriage is detected by the encoder, and the movement of the carriage is detected according to the output signal of the encoder. A first guide member and a second guide member are provided as the guide members, and are rotated along the first guide members. A guide roller is provided on the carriage, an ink jet head is used as the recording head, and a circular or elliptical diaphragm is provided on the carriage, and the diaphragm has a comb tooth contacting the second guide member. Is formed and a piezoelectric element is provided, and the piezoelectric element is driven by an output pulse of the control means. A further traveling wave is generated, and the traveling wave is caused to act on the second guide member by the comb teeth, thereby moving the carriage in the printing digit direction, and moving the carriage and printing the ink jet head by the control means. Since the operation is synchronized with the operation, the traveling wave from the carriage is directly applied to the guide member to move the carriage, and the movement of the carriage and the printing operation of the inkjet head are synchronized by common control means. Therefore, the transmission mechanism for transmitting the driving force to the carriage can be omitted to reduce the size and weight of the carriage drive system, and reduce the positional accuracy and noise of the carriage due to backlash and backlash of the transmission mechanism. A serial recording device capable of eliminating occurrence is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明によるシリアル記録装置の一実施例の要
部斜視図、第2図は第1図の要部縦断面図、第3図は第
1図中のキャリッジの底面斜視図、第4図は第1図の記
録装置の制御系のブロック図、第5図は第3図中の振動
板および圧電素子の平面図、第6図は第5図の要部の模
式的部分断面図、第7図は第1図の記録装置のエンコー
ダおよびその出力波形と超音波モータ駆動パルスとを示
すグラフ、第8図は第1図のサーマルインクジェットヘ
ッドの駆動状態を示すタイミングチャート、第9図は第
1図のサーマルインクジェットヘッドのインク吐出過程
を示す模式的縦断面図、第10図は本発明によるシリアル
記録装置の別の実施例のキャリッジの底面斜視図、第11
図は第10図の超音波モータ部分の分解斜視図、第12図〜
第15図はそれぞれ従来のキャリッジ駆動機構の各種構造
例を示す斜視図、第16図はワイヤドットヘッドの駆動パ
ルス波形を示すグラフ、第17図はワイヤドットヘッドの
模式的断面図、第18図は従来のシリアル記録装置の制御
系のブロック図、第19図はワイヤドット式記録装置の要
部斜視図、第20図は熱転写式記録装置の要部斜視図であ
る。 1a、1b、1c……ガイド部、2……キャリッジ、5……シ
ート、6……インクタンク(カートリッジ)、7……記
録ヘッド(インクジェットヘッド)、11……エンコー
ダ、13……振動板、14A、14B……圧電素子、16……フォ
トセンサ、31……キャリッジ、33……圧電素子、34……
振動板。
1 is a perspective view of a main part of an embodiment of a serial recording apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part of FIG. 1, FIG. 3 is a bottom perspective view of a carriage in FIG. 4 is a block diagram of a control system of the recording apparatus of FIG. 1, FIG. 5 is a plan view of a diaphragm and a piezoelectric element in FIG. 3, and FIG. 6 is a schematic partial sectional view of a main part of FIG. , FIG. 7 is a graph showing the encoder of the recording apparatus of FIG. 1, its output waveform and ultrasonic motor drive pulse, FIG. 8 is a timing chart showing the drive state of the thermal ink jet head of FIG. 1, and FIG. FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing an ink discharging process of the thermal inkjet head of FIG. 1, FIG. 10 is a bottom perspective view of a carriage of another embodiment of the serial recording apparatus according to the present invention, FIG.
The figure is an exploded perspective view of the ultrasonic motor part in FIG. 10, and FIG.
15 is a perspective view showing various structural examples of a conventional carriage drive mechanism, FIG. 16 is a graph showing a drive pulse waveform of a wire dot head, FIG. 17 is a schematic sectional view of the wire dot head, and FIG. Is a block diagram of a control system of a conventional serial recording apparatus, FIG. 19 is a perspective view of a main part of a wire dot recording apparatus, and FIG. 20 is a perspective view of a main part of a thermal transfer recording apparatus. 1a, 1b, 1c: guide portion, 2: carriage, 5: sheet, 6: ink tank (cartridge), 7: recording head (inkjet head), 11: encoder, 13: diaphragm, 14A, 14B: Piezoelectric element, 16: Photo sensor, 31: Carriage, 33: Piezoelectric element, 34:
Diaphragm.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−137674(JP,A) 特開 昭60−230883(JP,A) 特開 昭61−57364(JP,A) 特開 昭62−57009(JP,A) 特開 昭62−57010(JP,A) 特開 昭55−101485(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-133764 (JP, A) JP-A-60-230883 (JP, A) JP-A-61-57364 (JP, A) JP-A-62 57009 (JP, A) JP-A-62-57010 (JP, A) JP-A-55-101485 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】記録ヘッドを搭載したキャリッジをガイド
部材に沿って印字桁方向へ移動させ、該キャリッジの移
動をエンコーダにより検出し、該エンコーダの出力信号
に応じて制御手段により前記記録ヘッドの印字時期の制
御を行うシリアル記録装置において、 前記ガイド部材として第1のガイド部材および第2のガ
イド部材が設けられ、前記第1のガイド部材に沿って回
転されるガイドローラが前記キャリッジに設けられ、前
記記録ヘッドとしてインクジェットヘッドを使用すると
ともに、前記キャリッジに円形または長円形状の振動板
を設け、該振動板には前記第2のガイド部材と接触する
くし歯が形成されるとともに圧電素子が設けられ、該圧
電素子が前記制御手段の出力パルスで駆動されることに
より進行波を発生し、該進行波を前記くし歯で前記第2
のガイド部材に作用させることにより前記キャリッジを
印字桁方向に移動させ、前記制御手段により前記キャリ
ッジの移動と前記インクジェットヘッドの印字動作との
同期化を行うことを特徴とするシリアル記録装置。
A carriage on which a recording head is mounted is moved in a print digit direction along a guide member, the movement of the carriage is detected by an encoder, and printing of the recording head is performed by control means in accordance with an output signal of the encoder. In a serial recording device for controlling timing, a first guide member and a second guide member are provided as the guide members, and a guide roller rotated along the first guide member is provided on the carriage. An ink jet head is used as the recording head, and a circular or elliptical vibration plate is provided on the carriage, and the vibration plate has a comb tooth that is in contact with the second guide member and a piezoelectric element is provided. The piezoelectric element is driven by the output pulse of the control means to generate a traveling wave, and the traveling wave is The second with the comb teeth
A serial recording apparatus, wherein the carriage is moved in the print digit direction by acting on the guide member, and the control unit synchronizes the movement of the carriage with the printing operation of the inkjet head.
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