JP2002254755A

JP2002254755A - プリンタ

Info

Publication number: JP2002254755A
Application number: JP2001373867A
Authority: JP
Inventors: Hikari Kaga; 光加賀; Seiji Shimizu; 誠至清水; Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛; Masaki Nishida; 勝紀西田; Kosei Usui; 孝正臼井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: US6609792B2; US20020080218A1; JP4003449B2

Abstract

(57)【要約】【課題】印字ヘッドユニットの状態に応じて印字ヘッ
ドユニットを制御することができ、多量のデータを高速
かつ確実に伝送することができる小型のプリンタを提供
すること。【解決手段】印字ヘッドの駆動データは、制御回路２
７に設けられた第１発光ダイオード３１により光信号に
変換され発信され、光ファイバ３５を介して受信回路２
８に設けられた第１ホトダイオード３２により受信され
電気信号に変換される。一方、印字ヘッドユニットの状
態データは、受信回路２８に設けられた第２発光ダイオ
ード３４により光信号に変換され発信され、光ファイバ
３５を介して制御回路２７に設けられた第２ホトダイオ
ード３３により受信され電気信号に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタに関し、
特に、印字ヘッドユニットの状態に応じて印字ヘッドユ
ニットを制御することができ、多量のデータを高速かつ
確実に伝送することができる小型のプリンタを提供する
ことを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリンタ、例えばインクジェット
プリンタでは、キャリッジガイドに印字ヘッドを搭載し
たキャリッジを滑動自在に装着し、印字媒体を案内搬送
するプランテンローラとガイドローラとを設け、キャリ
ッジを主走査方向に移動させ、印字媒体を副走査方向に
搬送しながら、キャリッジに搭載した印字ヘッドからイ
ンク滴を吐出させて印字媒体に印字を行う。

【０００３】具体的に印字ヘッドは、インク吐出口に連
通したインク流路を形成したインク流路基板の片面に、
圧電素子等のアクチュエータが重ねられて構成されてい
る。このアクチュエータには、フレキシブルケーブルが
接続され、このフレキシブルケーブルを介してアクチュ
エータに電圧印加が行われるように構成されている。

【０００４】ここで、上記のように構成された印字ヘッ
ドへの電気的伝達経路を図６において説明する。図６は
プリンタ本体側の制御回路及び印字ヘッド側の受信回路
間の電気的伝達に係わる部分を示したブロック図であ
る。図６に示すように、キャリッジ外に設けられたプリ
ンタ本体側の基板２０には、印字ヘッドを制御する制御
回路２１が実装されている。一方、キャリッジ上に設け
られた印字ヘッド側の基板２２には制御回路２１からの
信号を受信する受信回路２３が実装されており、制御回
路２１と受信回路２３とは種々の信号線によって連結さ
れている。電力供給線Ｖ１は圧電素子を駆動するために
必要な電力（＋３０Ｖ）を供給する信号線であり、電源
供給線Ｖ２は受信回路２３に設けられた制御回路を駆動
するために必要な電力（＋５Ｖ）を供給する信号線であ
る。その他、多数の画像信号線Ｓ１〜Ｓｎが金属導線に
よって形成され、それら全体がフレキシブルな絶縁シー
トの上に印刷配線されて帯状のケーブルに形成されてい
る。

【０００５】上記のように構成された印字ヘッドでは、
インク流路内にインクを充填し、電力供給線Ｖ１及び電
源供給線Ｖ２により各駆動電圧が供給された状態におい
て、所定の画像信号線Ｓ１〜Ｓｎに信号が加えられる
と、それに対応するアクチュエータに電圧が印加され、
そのアクチュエータに撓み変形が生じ、インク流路の容
積が瞬間的に減少する。その結果、インク流路内のイン
クをインク吐出口からインク滴として吐出させることが
できるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
画像の多階調化、印刷時間の高速化、カラー化によるイ
ンクの多色化等に伴って、印字ヘッドへ伝送されるデー
タはより高速かつ多量になってきている。かかる場合に
上述した複数の金属導線を用いてデータの伝送を行った
のでは、印字ヘッドを多吐出口化したり、多階調化のた
めに信号線数を多くしようとしても、ケーブルの幅が大
きくなり、キャリッジの移動に支障をきたすだけでな
く、プリンタが大型化するという問題点があった。ま
た、金属導線によって高速かつ多量のデータを送信する
と、電磁的な干渉による信号波形の鈍りや、外部に放射
するノイズによる障害が発生する問題がある。

【０００７】また、印字ヘッドを含む印字ヘッドユニッ
トの状態、例えば、印字ヘッドを駆動させることによる
ドライバ基板の発熱、エアトラップにおけるインクの残
量やエアの有無等の印字ヘッドユニットの状態データを
受信回路２３から制御回路２１に伝送する信号経路を有
するプリンタにおいては、受信回路２３からの信号を制
御回路２１へ伝送するための信号線がさらに必要となり
信号線数が増え、プリンタが一層大型化するという問題
点があった。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、印字ヘッドユニットの状態に応
じて印字ヘッドユニットを制御することができ、多量の
データを高速かつ確実に伝送できる小型のプリンタを提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１記載のプリンタは、印字媒体に対して印字を
行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッ
ジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外
に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路
と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信
号を受信する受信回路とを備えており、前記制御回路に
設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換
して発信する第１発信部材と、前記受信回路に設けら
れ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して
電気信号に変換する第１受信部材と、前記受信回路に設
けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号
に変換して発信する第２発信部材と、前記制御回路に設
けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信
して電気信号に変換する第２受信部材とを備えている。

【００１０】この請求項１に記載のプリンタによれば、
キャリッジ外に設けられた制御回路からの信号はキャリ
ッジ上に設けられた受信回路により受信される。ここ
で、印字ヘッドの駆動データは、制御回路に設けられた
第１発信部材により光信号に変換され発信され、受信回
路に設けられた第１受信部材により受信され電気信号に
変換される。一方、印字ヘッドユニットの状態データ
は、受信回路に設けられた第２発信部材により光信号に
変換され発信され、制御回路に設けられた第２受信部材
により受信され電気信号に変換される。

【００１１】請求項２記載のプリンタは、請求項１記載
のプリンタにおいて、前記第１発信部材及び第２発信部
材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受
信部材へ伝達する光ファイバを備えており、その光ファ
イバは１本で構成されている。

【００１２】請求項３記載のプリンタは、請求項２記載
のプリンタにおいて、前記光ファイバの両端に対応して
それぞれハーフミラーを備え、そのハーフミラーにより
反射して前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と
受信部材の一方を配置し、そのハーフミラーを透過して
前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部材
の他方を配置する。

【００１３】請求項４記載のプリンタは、請求項２又は
３記載のプリンタにおいて、前記印字ヘッドはインク吐
出口からインクを吐出して印字を行うインクジェット式
のものであり、前記インクジェットプリンタは、前記キ
ャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給するインク
を貯溜するインクタンクと、そのインクタンクから前記
印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブ
で形成されたインク流路とを備えており、前記光ファイ
バは、前記インク流路に並設される。

【００１４】この請求項４記載のプリンタによれば、請
求項２又は３に記載のプリンタと同様に作用する上、印
字ヘッドに供給されるインクはキャリッジ外に設けられ
たインクタンクからフレキシブルなチューブで形成され
たインク流路を介して供給され、印字ヘッドに備えられ
たインク吐出口から吐出される。ここで、光ファイバは
インク流路に並設される。

【００１５】請求項５記載のインクジェットプリンタ
は、請求項４記載のプリンタにおいて、前記インク流路
は、前記光ファイバに内設される。

【００１６】請求項６記載のインクジェットプリンタ
は、請求項４記載のプリンタにおいて、前記光ファイバ
は、前記インク流路に内設される。

【００１７】請求項７記載のプリンタは、請求項１記載
のプリンタにおいて、前記印字ヘッドと前記制御回路と
の間で、１００ＭＨｚ以上の高周波数で電気信号の伝達
を行うものである。

【００１８】請求項８記載のプリンタは、請求項７記載
のプリンタにおいて、前記印字ヘッドは複数色のインク
を、各色についてそれぞれ約１５００以上のインク吐出
口から吐出頻度約１００ｋＨｚ以上で吐出して、３２階
調以上の印字を行うインクジェット式のものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例に
ついて、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明
の一実施例であるインクジェットプリンタ１の展開側面
図である。図１に示すように、このインクジェットプリ
ンタ１は、略箱状体に難燃性のプラスチックで形成され
たプリンタ本体２と、その上部に着脱可能に装着された
印字ヘッドユニット３と、インクタンク４ａ〜４ｄと、
印字ヘッドユニット３とインクタンク４ａ〜４ｄとを連
通させるチューブ５ａ〜５ｄと、パージ装置６と、ガイ
ドロッド７と、制御回路基板２５と、制御回路基板２５
に搭載された第１光電変換装置２９と、受信回路基板２
６と、受信回路基板２６に搭載された第２光電変換装置
３０と、光ファイバ及び電力供給線の組３９とを備えて
いる。

【００２０】印字ヘッドユニット３は、インクを吐出し
て印字用紙ＰＰに対し印字を行う複数個の印字ヘッド１
５（図２参照）を搭載するものである。この印字ヘッド
ユニット３は、プリンタ本体２の下部に設けられたイン
クを貯溜するインクタンク４ａ〜４ｄとチューブ５ａ〜
５ｄを介して連通されており、かかるインクタンク４ａ
〜４ｄからチューブ５ａ〜５ｄを介してインクの供給を
受けている。この印字ヘッドユニット３はキャリッジ３
ａを有し、かかるキャリッジ３ａは公知のようにベルト
に装着されている。該ベルトはモータに取着されたロー
ラに巻回されている。このため、モータが回転するとベ
ルトが駆動され、駆動された距離分、キャリッジ３ａ
（印字ヘッドユニット３）を移動させることができるよ
うになっている。この印字ヘッドユニット３の詳細につ
いては図２において後述する。

【００２１】ガイドロッド７は、キャリッジ３ａにスラ
イド可能に挿嵌され、キャリッジ３ａを印字用紙ＰＰの
搬送方向と直交する方向（Ａ）に移動可能に支持してい
る。これにより、印字ヘッドユニット３は、ガイドロッ
ド７に平行方向、即ち、プリンタ本体２の長手方向
（Ａ）へ往復移動することができる。

【００２２】インクタンク４は、印字ヘッドユニット３
に供給するインクを貯溜しておくためのものであり、印
字ヘッドユニット３の下方に配設されている。このイン
クタンク４と印字ヘッドユニット３との位置関係は、重
力方向（Ｂ）に対して下であるようになっている。イン
クタンク４は、キャリッジ３ａの移動方向に、ブラッ
ク、イエロー、シアン、マゼンタのインクが密封されて
いる４つのインクタンク４ａ〜４ｄで構成されており、
各インクタンク４ａ〜４ｄには、ブラック、イエロー、
シアン、マゼンタの各インクを印字ヘッドユニット３に
供給するためのチューブ５ａ〜５ｄの一端がそれぞれ取
り付けられている。各チューブ５ａ〜５ｄの他端は、上
記した印字ヘッドユニット３に連通しており、各インク
タンク４ａ〜４ｄ内に充填されているインクは、印字ヘ
ッドユニット３にそれぞれ供給され、更に、各色のイン
クに対応した各印字ヘッド１５から吐出される。これら
の各色のインクが、印字ヘッド１５から吐出されること
により、印字用紙ＰＰにフルカラー印字が可能となるの
である。

【００２３】プリンタ本体２の左端部分には、パージ処
理を行うパージ装置６が配設されている。パージ処理
は、印字ヘッド１５からのインクの吐出状態を回復させ
るための処理であり、このパージ処理を実行するパージ
装置６には、印字ヘッド１５の複数のインク吐出口を密
閉することができる吸引キャップ６ａと、該インク吐出
口の表面を拭うワイパ６ｂと、吸引キャップ６ａから排
出チューブ６ｃを介してインクを吸引する吸引ポンプ
（図示せず）とが備えられている（図２参照）。尚、パ
ージ装置６は、インクタンク４側からインクに正圧を与
えることにより、印字ヘッド１５からインクを排出する
構成のものでも良い。

【００２４】このパージ装置６によってパージ処理を行
う場合には、モータを駆動させて印字ヘッド１５の搭載
された印字ヘッドユニット３をインクジェットプリンタ
１の左側へ移動させて、印字ヘッド１５におけるインク
吐出口を吸引キャップ６ａにより密閉する。その後、吸
引ポンプを作動させると、インク吐出口から気泡や乾燥
して固化したインクが吸引されて排出チューブ６ｃから
排出される。続いて、印字ヘッド１５の表面をワイパ６
ｂで拭うことにより、印字ヘッド１５のインク吐出口の
吐出状態を回復することができる。

【００２５】プリンタ本体２の内部には、印字ヘッドユ
ニット３の動作内容に関する制御プログラムに従って、
印字ヘッドユニット３を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ等が搭載された制御回路基板２５が配設されており、
光信号と電気信号とを変換する第１光電変換装置２９が
搭載されている。この第１光電変換装置２９については
図４において後述する。

【００２６】キャリッジ３ａに搭載された印字ヘッドユ
ニット３には、制御回路基板２５からの電力供給線をド
ライバ基板１７ａに接続するコネクタ及びノイズ除去回
路の他、光信号と電気信号とを変換する第２光電変換装
置３０が搭載された受信回路基板２６が配設されてい
る。この第２光電変換装置３０については図４において
後述する。

【００２７】光ファイバ３５は、第１光電変換装置２９
又は第２光電変換装置３０から発信される光信号を第２
光電変換装置３０又は第１光電変換装置２９に伝送す
る。また光ファイバ３５は１本で構成され、チューブ５
ａ〜５ｄに沿って配設される。

【００２８】図２は、図１における断面線ＩＩＩ―ＩＩ
Ｉにおける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む
断面図である。図２において（Ｂ）方向は重力方向とな
っており、紙面の奥側と手前側を結ぶ線が、印字ヘッド
ユニット３の移動方向（Ａ）方向となっている。

【００２９】給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、印字時に印
字用紙ＰＰを搬送するためのローラであり、印字ヘッド
ユニット３の上方に配設された２個のローラ１６ｃ，１
６ｄと、印字ヘッドユニット３の下方に配設された２個
のローラ１６ａ，１６ｂとで構成されている。この給紙
ローラ１６ａ〜１６ｄは、プリンタ本体２の制御回路基
板から入力された信号により回転駆動して、印字用紙Ｐ
Ｐを印字ヘッド１５の移動方向（Ａ）に対し垂直方向、
即ち鉛直方向（（Ｂ）方向）の逆方向に搬送するもので
ある。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより、印字用紙
ＰＰが搬送される搬送ラインは、図中において一点鎖線
で示している。

【００３０】印字ヘッドユニット３は、給紙ローラ１６
ａ〜１６ｄにより印字用紙ＰＰが搬送される搬送ライン
に対峙する位置に配設されている。この印字ヘッドユニ
ット３は、重力方向である（Ｂ）方向を下方とし、印字
用紙ＰＰの搬送方向に対し平行に、即ち、鉛直方向の向
きを上下として設けられている。この印字ヘッドユニッ
ト３は、印字用紙ＰＰの搬送される側にエアトラップ１
１と対応した印字ヘッド１５を備える。尚、エアトラッ
プ１１は、キャリッジ３ａの移動方向に複数設けられ、
複数のエアトラップ１１に対応した複数の印字ヘッド１
５が設けられている。

【００３１】各印字ヘッド１５は公知のものと同様に、
印字用紙ＰＰに対向する側に開口する複数個のインク吐
出口を備え、対応するエアトラップ１１から供給された
インクをインク吐出口ごとのインク室に分配し、圧電素
子等のアクチュエータ１５ａの変位によりインク内のイ
ンクをインク吐出口から吐出する。

【００３２】この印字ヘッド１５は、印字ヘッドユニッ
ト３の筐体３ｂに支持されたエアトラップ１１と連通路
１４を介して連通されている。エアトラップ１１は、第
１フィルタ１３ａにより２室１１ａ，１１ｂに画設さ
れ、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方
向の向きを上下として設けられている。

【００３３】第１室１１ａは、第１フィルタ１３ａによ
り画設され、インクタンク４側（インク流路の上流側）
に位置する室である。この第１室１１ａと第２室１１ｂ
とは、第１フィルタ１３ａにより完全に画設されておら
ず、その上方部分１３ｅが連通している構成となってい
る。インクタンク４からチューブ５ａ〜５ｄを介して供
給されるインクは、第１室１１ａの下方に連通するジョ
イント部材１２を経て、この第１室１１ａに供給され
る。この第１室１１ａに流入されたインクは、後述する
ように第１フィルタ１３ａにより堰止められ、内部に保
有する気泡を浮上させ、第１室１１ａの上部に貯溜させ
る。

【００３４】この第１室１１ａに対向して後述する受信
回路基板２６には、インク量の検出をするセンサ１８ａ
が設けられている。このセンサ１８ａは、例えば光学式
のものが使用され、発光素子と受光素子から構成されて
いる。それと対向する第１室１１ａの壁には光学的に透
明な樹脂材料で構成されたプリズム１１ｇが形成されて
いる。そのプリズム１１ｇとインクとの屈折率と、プリ
ズム１１ｇと空気との屈折率との関係から、プリズム１
１ｇがインクに接触しているときには、センサ１８ａの
発光素子から出射された光は、第１室１１ａのインク中
へ直進するが、第１室１１ａ内のインクが減少しプリズ
ム１１ｇがインク中から露出すると、センサ１８ａの発
光素子から出射された光は、プリズム１１ｇ内で反射し
て受光素子に戻ってくる。これにより、第１室１１ａ内
のインク量を検出することができる。

【００３５】また、インク量の検出をするセンサとして
は、図７に示すように、電極１８ｂを用いることもでき
る。電極１８ａは一対あって、受信回路基板２６から第
１室１１ａの壁を貫通してその第１室１１ａに挿入され
ている。一対の電極１８ｂがインクに接触しているとき
と、一方の電極１８ｂがインク中から露出したときとで
は、一対の電極１８ｂ間のインピーダンスに差が生じ、
これにより、インク量を検出することができる。その他
インク量の検出には、インクタンクのインク量の検出に
おいて公知の種々の構成を用いることができるものであ
る。

【００３６】これらの検出信号は、光ファイバ３５を介
して、本体２に備えられた制御回路基板２５（図１参
照）に送信され、制御回路基板２５により抵抗変化が認
識されると、エアトラップ１１に貯溜される気泡量が所
定量を超えたと判断し、制御回路基板２５からパージ装
置６へパージ処理を行わせる信号が送信される。これに
より、パージ装置６によりパージ処理が実行され、エア
トラップ１１内に貯溜されている気泡が除去される。
尚、制御回路基板２５への信号伝達経路については図３
において後述する。

【００３７】第２室１１ｂは、第１フィルタ１３ａによ
り画設され、印字ヘッド１５側（第１室１１ａに対しイ
ンク流路の下流側）に位置する室である。第２室１１ｂ
には、その下方にガイドノズル１１ｃが連設されてお
り、このガイドノズル１１ｃは上記した連通路１４を介
して印字ヘッド１５に連通している。これにより、第２
室１１ｂから印字ヘッド１５に、インクが供給されるよ
うになっている。

【００３８】この第２室１１ｂの容量は、第１室１１ａ
の容量より小（約１／２）になるように構成されてい
る。エアトラップ１１に貯溜される気泡をパージ処理に
より吸引する際には、この第２室１１ｂに残存するイン
クは全て排出されるが、この第２室１１ｂの容量を小さ
くすることでその排出量を少なくして無駄になるインク
量を少なくし、更に、小さな吸引圧力でインクの吸引、
即ち、気泡の吸引を実行することができるようになって
いる。

【００３９】更に、第２室１１ｂの内壁はインクに対し
て濡れ性の良い結晶性の樹脂で構成され、あるいは濡れ
性を良くする表面処理がされている。このため、壁面に
インクが濡れやすく、パージ処理の実行時に第２室１１
ｂを通過して排出される気泡を壁面に溜まり難くして、
迅速に気泡を排出することができるようになっている。

【００４０】第１フィルタ１３ａは、上記したようにエ
アトラップ１１の下方を第１室１１ａと第２室１１ｂと
に画設するものであり、第２室１１ｂの容量を第１室１
１ａの容量より小さく（約１／２）分割する位置におい
て、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方
向の向きを上下として設けられている。この第１フィル
タ１３ａには、ステンレス製の金属を網目状に編んだメ
ッシュが用いられおり、本実施例では目開き、即ち、開
口径１６μｍのものが使用され、インク流路内で発生し
た気泡を通過させないようになっている。

【００４１】この第１フィルタ１３ａの縦寸法（（Ｂ）
方向の寸法）は、エアトラップ１１の上方向（（Ｂ）方
向）内寸より短い寸法で構成されている。これにより、
エアトラップ１１内の上方部に第１フィルタ１３ａの配
設されない空間１３ｅが形成され、第１室１１ａと第２
室１１ｂとが流路抵抗が少なく連通されるようになって
いる。また、第１フィルタ１３ａは、エアトラップ１１
の幅方向（（Ａ）方向）において、その両側の内壁に連
設されており、第１室１１ａに侵入した気泡が、幅方向
から第２室１１ｂへ侵入するのを阻止している。ここ
で、エアトラップ１１と第１フィルタ１３ａとは、鉛直
方向上向きになるように配設されている。このため、エ
アトラップ１１内に侵入した気泡は、第１フィルタ１３
ａを通過することができないので、第１室１１ａ内を上
昇して、その上方に貯溜されることとなる。また、第１
フィルタ１３ａを形成するステンレス素材としては、イ
ンクに対し濡れ性のよい材料を使用しているので、気泡
が第１フィルタ１３ａに留まりにくく、第１室１１ａに
進入した気泡を、その第１室１１ａの鉛直方向上方へ導
きやすいようになっている。

【００４２】上記したようにエアトラップ１１を構成す
ることにより、インク流路内で発生した気泡をエアトラ
ップ１１により貯溜することができる。また、かかるよ
うに構成されるエアトラップ１１は、その成形の容易さ
から、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって構成さ
れている。

【００４３】連通路フィルタ１３ｂは、印字ヘッド１５
に供給されるインク内に混入しているゴミを捕捉するた
めのものであり、エアトラップ１１のガイドノズル１１
ｃと印字ヘッド１５との間の連通路１４に配設されてい
る。このフィルタは、連通路１４を形成する部材に熱溶
着されて配設され、連通路１４の断面方向を全て覆うよ
うな形状に加工されているものである。また、第２フィ
ルタ１３ｂは、ゴミを捕捉すると共にインクとパージ処
理時における気泡とを通過させることができる開口径で
構成されている。

【００４４】印字ヘッドユニット３の筐体３ｂの上方部
には、ドライバ基板１７ａが配設されている。ドライバ
基板１７ａは、上記したプリンタ本体２に搭載されてい
る制御回路基板２５により制御されている。具体的に
は、制御回路基板２５から送信されるシリアル信号をア
クチュエータ１５ａの各アクチュエータ部に対応したパ
ラレル信号に変換して各アクチュエータ部を駆動するも
のである。ドライバ基板１７ａは、アクチュエータ１５
ａに接続されたフレキシブルな印刷配線基板１７ｃ上に
載っている。

【００４５】受信回路基板２６は、エアトラップ１１を
挟んで印字ヘッド１５と平行に配設されている。受信回
路基板２６は印刷配線基板１７ｃの端部に接続され、制
御回路基板２５からの電力供給線をドライバ基板１７ａ
に接続するコネクタ、ノイズ除去回路、光信号と電気信
号とを変換する第２光電変換装置３０等が搭載されてい
る。この第２光電変換装置３０については図４において
後述する。

【００４６】ここで、上記のように構成された印字ヘッ
ドユニット３（図２参照）への電気的伝達経路を図３に
おいて説明する。図３は本体側の制御回路及び印字ヘッ
ド側の受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブ
ロック図である。図３に示すように、キャリッジ外に設
けられたインクジェットプリンタ本体側の制御回路基板
２５には、印字ヘッドユニット３を制御する制御回路２
７が実装されている。一方、キャリッジ上に設けられた
印字ヘッド側の受信回路基板２６には制御回路２７から
の信号を受信する受信回路２８が実装されている。制御
回路２７には印字ヘッドの駆動データを光信号３５ａに
変換して発信する第１発光ダイオード３１と、第２発光
ダイオード３４から発信される光信号３５ｂを受信して
電気信号に変換する第２ホトダイオード３３とが備えら
れている。受信回路２８には印字ヘッドユニット３の状
態データ（印字ヘッドを駆動させることによるドライバ
基板１７ａ（図２参照）の発熱、エアトラップ１１（図
２参照）におけるインクの残量やエアの有無等）を光信
号３５ｂに変換して発信する第２発光ダイオード３４
と、第１発光ダイオード３１から発信される光信号３５
ａを受信して電気信号に変換する第１ホトダイオード３
２とが備えられている。

【００４７】制御回路２７からの電気信号である印字ヘ
ッドの駆動データは第１発光ダイオード３１によって光
信号３５ａに変換され発信される。第１発光ダイオード
３１からの光信号３５ａは１本の光ファイバ３５を介し
て第１ホトダイオード３２に受信され電気信号に変換さ
れる。一方、受信回路２８からの電気信号である印字ヘ
ッドユニットの状態データは第２発光ダイオード３４に
よって光信号３５ｂに変換され発信される。第２発光ダ
イオード３４からの光信号３５ｂは１本の光ファイバ３
５を介して第２ホトダイオード３３に受信され電気信号
に変換される。

【００４８】これにより、印字ヘッドの駆動データが制
御回路２７から発信され、受信回路２８に受信されると
いう１方向の信号経路ではなく、印字へッドユニットの
状態データを受信回路２８から発信して制御回路２７に
受信されるという双方向の信号経路を形成することがで
き、印字ヘッドユニットの状態データを受信した制御回
路２７において印字ヘッドユニットの状態に応じた制御
をすることができる。例えば、印字ヘッドを長時間駆動
するとドライバ基板１７ａ（図２参照）は温度上昇をす
る。かかる発熱状況は外気温、印字データの容量、プリ
ンタの連続使用等の状況によって異なるものである。そ
こでドライバ基板１７ａに設けたセンサからドライバ基
板１７ａの温度データを第２発光ダイオード３４により
第２ホトダイオード３３に発信することにより、制御回
路２７は駆動データの送信を抑制する等して、ドライバ
基板１７ａの温度上昇を防止するよう制御することがで
きる。

【００４９】また、インクの吐出状態を回復するために
行われる通常の回復動作は、定期的に実行されるもので
ある。しかし実際にはエアが貯溜されていなくとも回復
動作が実行されて不必要にインクが捨てられてしまう場
合もある。そこでエアトラップ１１内に設けたインク量
センサ１８ａ（図２参照）からの信号により所定の位置
までエアが貯溜されたと判断された場合に第２発光ダイ
オード３４により第２ホトダイオード３３にその信号を
発信して、制御回路２７に回復動作処理の実行の要求信
号を伝送することにより、回復動作の必要時（インクの
吐出状態を回復する必要がある場合）にのみ回復動作を
実行することができ、不必要にインクが捨てられること
がないという効果がある。

【００５０】また、発光ダイオード３１等によって光信
号に変換された印字ヘッドの駆動データ等は光ファイバ
３５を介して対応するホトダイオード３２等に受信され
るので、何も介すことなく直接光信号を伝送する場合に
比べ伝送途中におけるインク、紙粉等のミストによる通
信ノイズの影響を受けずに高速かつ確実にデータを伝送
することができる。

【００５１】制御回路２７と受信回路２８とは上述した
１本の光ファイバによって連結されている他、圧電素子
を駆動するために必要な電力（３０Ｖ）を供給する電力
供給線Ｖ１、受信回路２８に設けられた回路を起動させ
るために必要な電力（５Ｖ）を供給する電源供給線、ア
ース（ＧＮＤ）線等がフレキシブルな電気ケーブルによ
って連結されている。尚、上述のように印字ヘッド駆動
データ及び印字ヘッドユニット状態データを伝送する一
本の光ファイバ３５と他の電気信号Ｖ１、Ｖ２等を伝送
するフレキシブルケーブル等の電気ケーブルは平行に配
置され、１本にまとめたり、すべて分離して配設しても
使用できる。

【００５２】図４は、光電変換装置についての構成を模
式的に示した図である。図４に示すように、制御回路２
７（図３参照）に設けられた第１光電変換装置２９は、
第１発光ダイオード３１と、第２ホトダイオード３３
と、ハーフミラー３６と、コンデンサレンズ３８とを備
えている。一方、受信回路２８（図３参照）に設けられ
た第２光電変換装置３０は、第２発光ダイオード３４
と、第１ホトダイオードと、ハーフミラー３７と、コン
デンサレンズ３８とを備えており、第１光電変換装置２
９と第２光電変換装置３０とは１本の光ファイバ３５を
介して連結されている。

【００５３】制御回路２７（図３参照）からの電気信号
である印字ヘッドの駆動データは、第１発光ダイオード
３１によって電気信号を光信号に変換され発信される。
発信された光信号３５ａはハーフミラー３６によって反
射され、コンデンサレンズ３８により収束され、光ファ
イバ３５を介して受信回路に設けられた光電変換装置３
０に導かれる。ここで、第１発光ダイオード３１に対応
する第１ホトダイオード３２はハーフミラー３７の反射
側に設けられているため、第１発光ダイオード３１から
発信された光信号３５ａはハーフミラー３７によって、
反射され第１ホトダイオード３２に受信されることがで
きる。

【００５４】一方、受信回路２８（図３参照）からの電
気信号である印字ヘッドユニットの状態データは、第２
発光ダイオードによって電気信号を光信号に変換され発
信される。発信された光信号３５ｂはハーフミラー３６
を透過して、コンデンサレンズ３９により収束され、光
ファイバ３５を介して制御回路に設けられた光電変換装
置２９に導かれる。ここで、第２発光ダイオード３４に
対応する第２ホトダイオード３３はハーフミラー３５の
透過側に設けられているため、第２発光ダイオード３４
から発信された光信号３５ｂはハーフミラー３５を透過
して第２ホトダイオード３３に受信することができる。

【００５５】即ち、１本の光ファイバ３５において上述
した２組の発光ダイオードとホトダイオードとの間で双
方向性のある通信をしようとする場合において、１本の
光ファイバの両端に、ハーフミラーを設けることによっ
て、２組の発光ダイオードとホトダイオードとを配設で
きるので、ハーフミラーと発光ダイオードとホトダイオ
ードとを一体的に構成でき、コンパクトな光電変換装置
を実現できる。

【００５６】尚、本実施例では印字ヘッドの駆動データ
の送受信を行う、第１発光ダイオード３１と第１ホトダ
イオード３２とをハーフミラー３６，３７の反射側に配
置し、印字ヘッドユニットの状態データの送受信を行
う、第２発光ダイオード３４と第２ホトダイオード３３
とをハーフミラー３７，３６の透過側に配置したが、か
かる配置関係を逆に構成してもよいことはいうまでもな
い。

【００５７】次に、図５を参照して、光ファイバと前記
のようにインクを供給するチューブとの配設方法につい
て説明する。図５は光ファイバとチューブとの配設パタ
ーンを示したものである。図５（ａ）はチューブ５の外
壁に適当間隔を開けて凸設された接続部に光ファイバ３
５の外装を接着させ、チューブ５と光ファイバ３５とを
一体的に構成したものである。この構成によれば、一体
的に構成できるのでまとまりのある光信号とインクとの
経路を形成することができる。尚、チューブ５と光ファ
イバ３５の外装部材とを一体に構成してもよい。

【００５８】（ｂ）は光ファイバ３５を中空円状に構成
し、その光ファイバ３５内をインク流路としたものであ
る。この構成によれば、インク流路であるチューブ５を
設ける必要がなく、部材点数の削減により製造工程を簡
略化することができる。また、光信号とインクとの経路
は１の部材により構成されるため、まとまりのある光信
号とインクとの経路を形成することができる。（ｃ）は
チューブ５内に光ファイバを内設するよう構成したもの
である。この構成によれば、光ファイバ３５を設ける新
たなスペースを必要としないため、小さいスペースで光
ファイバ３５とチューブ５とを配設することができる。

【００５９】以上説明したように、本実施例のインクジ
ェットプリンタ１によれば、受信回路２８に設けられた
第２発光ダイオード３４により印字ヘッドユニット３の
状態（印字ヘッドの駆動によるドライバ基板の発熱、エ
アトラップのインクの残量、エアの有無等）データが発
信され、制御回路２７に設けられた第２ホトダイオード
３３により受信されるので、制御回路２７から受信回路
２８への１方向の通信でなく、双方向性のある通信をす
ることができる。また、データは光信号に変換され発信
されるので、電気信号によって伝送する場合に比べ、多
量のデータを伝送する場合であっても多数の信号線を必
要とせず、多数の信号線を設けるために必要なスペース
を省略できる。

【００６０】例えば、インクジェットプリンタにおい
て、４色カラー印刷のための４個の印字ヘッドのそれぞ
れのノズル数を３００、吐出頻度（駆動周波数）を３６
ｋＨｚとしたものがある。各色の各印字ドットのデータ
の階調数を１６階調（＝３ビットデータ）として、単位
時間当たりのデータ転送速度を計算すると、４色×３００ノズル×３６ｋＨｚ×３ビット＝１２９．
６ＭBit/s となる。従来のインクジェットプリンタは、このデータ
を金属導線により電気信号として伝達する構成を採用し
ており、この場合、電磁的な干渉による信号波形の鈍り
や、外部に放射するノイズによる障害が発生する問題が
あるため、一般的には１００ＭＨｚ以上の高周波で電気
信号の伝達を行う場合には、シールド手段を施す必要が
ある。従って、金属導線により電気信号を伝達する構成
を採用する場合には、データを多くの金属導線に割り振
って並列化して転送することで、導線１本当たりのデー
タ転送周波数を下げるようにしている。上記インクジェ
ットプリンタの場合、３２本の金属導線で並列に処理さ
せることで、金属導線１本当たりのデータ転送速度を約
４ＭBit/sに低減することが可能であり、信号波形の鈍
りや放射ノイズを規制値以内に抑えることをある程度解
決することができる。

【００６１】ところが、インクジェットプリンタのさら
なる多色化、高画質化、高解像度化、高階調化がすすむ
につれて、並列処理のためにさらに多数の導線が必要と
なり、ケーブルのサイズが増大することとなって、キャ
リッジ移動の障害となったり、プリンタ全体が大型化し
てしまう。また、導線１本当たりのデータ転送速度をあ
げ、導線の本数を低減することでケーブルのサイズの増
大を抑えることができるが、その際には、前述の放射ノ
イズの問題を解決するために、プリンタに高価なシール
ド手段を備える必要が生じ、コストアップが避けられな
い。

【００６２】６色カラー、各色の印字ヘッドノズル数１
５００、吐出頻度１００ｋＨｚで、３２階調（＝４ビッ
トデータ）の印字をする場合、６色×１５００ノズル×１００ｋＨｚ×４ビット＝３．
６ＧBit/s のデータ転送速度が必要で、これを従来のように３２本
の金属導線で転送しようとすると、１１２．５ＭＨｚの
転送周波数が必要となり、シールド手段を用いないで放
射ノイズを規制値以内に抑えることが困難であるが、本
実施の形態のプリンタによれば、上記以上の数値の仕様
でも実現することができる。

【００６３】以上、上記実施例に基づき本発明を説明し
たが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでな
く、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。

【００６４】例えば、上記実施例では、インク供給形式
のインクジェットプリンタを用いて説明した。しかし、
インクタンクをキャリッジ上に搭載したプリンタにおい
ては、キャリッジ上に搭載されたインクの残量をセンサ
により判断して、受信回路に設けられた発光ダイオード
により本体側の制御回路にインクの残量データを伝送す
ることにより、印字データの容量に応じて印字動作の開
始の可否を予め判断できるように制御回路を構成するこ
とも可能となる。よって、印字途中においてインクがな
くなるといる状況を回避することができる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１記載のプリンタによれば、第１
発信部材及び第２発信部材により発信され、第１受信部
材及び第２受信部材に受信される信号は光信号によって
伝送されるので、電気ケーブルによって伝送する場合に
比べ、多数の信号線を必要とすることなく、高解像度、
多階調、高速印字のために大量のデータを高い周波数で
転送することができる。また、双方向性を有するプリン
タであっても多数の信号線を必要とせず、多数の信号線
を設けるために必要なスペースを省略することができ
る。よって、小型のプリンタを提供することができると
いう効果がある。

【００６６】請求項２記載のプリンタによれば、請求項
１記載のプリンタの奏する効果に加え、第１発信部材及
び第２発信部材から発信される光信号は光ファイバによ
り第２受信部材及び第１受信部材に伝達されるので、光
信号経路中のインク、紙粉等のミストによる通信ノイズ
の影響を受けずに高速かつ確実にデータを伝送すること
ができるという効果がある。また、その光ファイバは１
本で構成されるので、複数本から成るの電気ケーブルに
よりデータを伝送する場合に比べ伝送手段を配設するた
めのスペースを小さくできる。よって、コンパクトなプ
リンタを提供することができるという効果がある。

【００６７】請求項３記載のプリンタによれば、請求項
２に記載のプリンタの奏する効果に加え、１本の光ファ
イバの両端にはハーフミラーが備えられるので、ハーフ
ミラーに入射する一部の光束を反射し、一部の光束を透
過させることができる。よって１本の光ファイバにおい
て２組の発光ダイオードとホトダイオードとの間で双方
向性のある通信をする場合において、各ハーフミラーの
反射側と透過側において発信部材と受信部材とを配設す
ることにより両部材を一体的に構成できるので、コンパ
クトな光電変換装置が実現でき、小型のプリンタを提供
できるといる効果がある。

【００６８】請求項４記載のプリンタによれば、請求項
２又は３に記載のプリンタの奏する効果に加え、光ファ
イバはインク流路に並設されるので、光ファイバとイン
ク流路とを一体的に構成することができる。よって、ま
とまりのあるコンパクトな信号とインクとの経路を形成
することができるという効果がある。

【００６９】請求項５記載のインクジェットプリンタに
よれば、請求項４に記載のプリンタの奏する効果に加
え、インク流路は光ファイバに内設されるので、インク
流路と光ファイバという異種の２本の経路を１本にする
ことができる。よって、まとまりのあるコンパクトな信
号とインクとの経路を形成することができるという効果
がある。

【００７０】請求項６記載のインクジェットプリンタに
よれば、請求項４に記載のプリンタの奏する効果に加
え、光ファイバはインク流路に内設されるので、インク
流路と光ファイバという異種の２本の経路を１本にする
ことができる。よって、まとまりあるコンパクトな信号
とインクとの経路を形成することができるという効果が
ある。

【００７１】請求項７記載のプリンタによれば、請求項
１に記載のプリンタの奏する効果に加え、印字ヘッドと
制御回路との間で、高解像度、多階調、高速印字のため
のデータを１００ＭＨｚ以上の高周波数で伝達すること
ができる。

【００７２】請求項８記載のプリンタによれば、請求項
７記載のプリンタの奏する効果に加え、複数色のインク
を、各色についてそれぞれ約１５００以上のインク吐出
口から吐出頻度約１００ｋＨｚ以上で吐出して、３２階
調以上の印字を高速で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるインクジェットプリン
タの展開側面図である。

【図２】印字ヘッドユニットのエアトラップとパージ装
置と給紙ローラとの横断面図である。

【図３】プリンタ本体側の制御回路及び印字ヘッド側の
受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブロック
図である。

【図４】光電変換装置の構成の模式図である。

【図５】光ファイバとチューブとの配設パターンの模式
図である。

【図６】従来のプリンタ本体側の制御回路及び印字ヘッ
ド側の受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブ
ロック図である。

【図７】エアトラップ１１内のインク量センサの他の例
を示す図２の要部断面図である。

【符号の説明】

１インクジェットプリンタ（プリン
タ）３印字ヘッドユニット３ａキャリッジ４ａ〜４ｄインクタンク５、５ａ〜５ｄチューブ（インク流路）１５印字ヘッド２７制御回路２８受信回路３１第１発光ダイオード（第１発信部
材）３２第１ホトダイオード（第１受信部
材）３３第２ホトダイオード（第２受信部
材）３４第２発光ダイオード（第２発信部
材）３５光ファイバ３６、３７ハーフミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木剛名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内 (72)発明者西田勝紀名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内 (72)発明者臼井孝正名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA01 EA23 EB21 EB52 HA51 KB14 KB25 KD06 2C061 AQ05 CG03 CG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印字媒体に対して印字を行う印字ヘッド
と、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印
字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記
印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリ
ッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受
信回路とを備えたプリンタにおいて、前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データ
を光信号に変換して発信する第１発信部材と、前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信さ
れた光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材
と、前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状
態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信さ
れた光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材
とを備えることを特徴とするプリンタ。
【請求項２】前記第１発信部材及び第２発信部材から
発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材
へ伝達する光ファイバを備えており、その光ファイバは
１本で構成されていることを特徴とする請求項１に記載
のプリンタ。
【請求項３】前記光ファイバの両端に対応してそれぞ
れハーフミラーを備え、そのハーフミラーにより反射し
て前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部
材の一方を配置し、そのハーフミラーを透過して前記光
ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部材の他方
を配置したことを特徴とする請求項２に記載のプリン
タ。
【請求項４】前記印字ヘッドはインク吐出口からイン
クを吐出して印字を行うインクジェット式のものであ
り、前記インクジェットプリンタは、前記キャリッジ外
に設けられ前記印字ヘッドに供給するインクを貯溜する
インクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッド
にインクを供給するフレキシブルなチューブで形成され
たインク流路とを備えており、前記光ファイバは、前記インク流路に並設されることを
特徴とする請求項２又は３に記載のプリンタ。
【請求項５】前記インク流路は、前記光ファイバに内
設されることを特徴とする請求項４に記載のインクジェ
ットプリンタ。
【請求項６】前記光ファイバは、前記インク流路に内
設されることを特徴とする請求項４に記載のインクジェ
ットプリンタ。
【請求項７】前記印字ヘッドと前記制御回路との間
で、１００ＭＨｚ以上の高周波数で電気信号の伝達を行
うものであることを特徴とする請求項１に記載のプリン
タ。
【請求項８】前記印字ヘッドは複数色のインクを、各
色についてそれぞれ約１５００以上のインク吐出口から
吐出頻度約１００ｋＨｚ以上で吐出して、３２階調以上
の印字を行うインクジェット式のものであることを特徴
とする請求項７に記載のプリンタ。