JP2003193980A - 空気加圧ポンプの駆動制御装置およびこれを用いたインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率よく加圧空気を生成することができ、且
つ空気圧を常に所定の範囲に制御することができる空気
加圧ポンプを提供すること。 【解決手段】 支点４１を介した振動部材４２の振動自
由端には、マグネット５１が取り付けられておりソレノ
イド５２により励振される。また、振動部材４２には弾
性素材により形成されたダイアフラム部材４３が取り付
けられており、振動部材４２の振動に伴うダイアフラム
部材４３の伸縮により加圧空気が生成される。前記ソレ
ノイド５２に誘起される起電力を利用して、ソレノイド
５２に供給する励振駆動パルスの出力タイミングが調整
されるようになされ、これにより振動部材４２は自由振
動モードで励振される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振動動作により
加圧空気を生成する空気加圧ポンプの駆動制御装置に関
し、またこの駆動制御装置を用いた加圧ポンプによる空
気圧を利用することで、インクカートリッジより記録ヘ
ッドに対してインクを供給するように構成したインクジ
ェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばシリアルプリンティング方式のイ
ンクジェット式記録装置は、キャリッジ上に搭載されて
記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッ
ドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行す
る方向に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データ
に基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることに
より記録用紙に対して印刷が行われる。

【０００３】一方、例えばオフィス向けまたは業務用に
提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の
印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジ
を配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジ
を、例えば装置本体側に配置されたカートリッジホルダ
に装着させる形式の記録装置が提供されている。そし
て、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタン
クが配置され、前記各インクカートリッジから各サブタ
ンクに対してインク供給チューブを介してそれぞれイン
クを供給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッ
ドに対してインクを供給するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、昨今におい
てはより大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、
キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置の需要が高
まっている。このような記録装置においては、スループ
ットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多
ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上
させるために、印刷を実行しながらインクカートリッジ
からキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次
インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそ
れぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するよ
うな記録装置が求められる。

【０００５】このような記録装置においては、インクカ
ートリッジからサブタンクに対して、それぞれのインク
に対応してインク補給チューブを接続する必要があり、
キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブ
の引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記
録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、
インクの消費量が多く、インクカートリッジからサブタ
ンクに接続された各インク補給チューブ内においてイン
クの動圧（圧力損失）が高まり、サブタンクに対するイ
ンクの補給量が不足するという技術的課題を抱えてい
る。

【０００６】このような課題を解決するために、例えば
インクカートリッジ側に空気圧を印加し、インクカート
リッジからサブタンクに対して空気圧によって強制的に
インクを押し出すことで、サブタンクに対して必要十分
なインクを補給する構成の記録装置を、本件出願人にお
いて既に提案している。（例えば、特開２００１−２１
２９７４号公報、特開２００１−２８７３８０号公報）

【０００７】前記したような構成の記録装置において
は、外郭を構成するケースが気密状態となるように成形
され、その内部にインクを封入した可撓性素材により形
成されたインクパックが収納されたインクカートリッジ
が利用される。そして、記録装置には、前記した構成の
インクカートリッジに対して加圧空気を供給するための
空気加圧ポンプが具備される。

【０００８】この場合、インクカートリッジに対して過
剰な空気圧が供給されるを防止するために、例えばダイ
ヤフラム弁により構成され、過剰な圧力を大気開放する
レギュレータとして作用する圧力調整弁が用いられる。
また、前記した空気加圧ポンプからの空気圧をダイヤフ
ラムの変位により測定し、予め定められた第１の空気圧
となった時に、空気加圧ポンプの駆動を停止させると共
に、予め定められた第２の空気圧となった時に、空気加
圧ポンプを駆動させる圧力検出器等も用意されている。

【０００９】前記した圧力調整弁および圧力検出器は、
いずれもダイヤフラム等を用いた機械的な構成を採用す
るために、その製造コストが高騰し、また記録装置の構
成も複雑化することは免れない。したがって、前記した
構成は、比較的コストをかけることができる一部の記録
装置に採用せざるを得ないという問題点が残されてい
る。

【００１０】この発明は、前記した問題点に着目してな
されたものであり、カートリッジのインクパックを加圧
する空気加圧ポンプを電気的に制御することにより、適
正な空気圧を保証することができ、且つ効率よく加圧空
気を生成することができる空気加圧ポンプの駆動制御装
置およびこれを用いたインクジェット式記録装置を提供
することを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ためになされたこの発明にかかる空気加圧ポンプの駆動
制御装置は、支点を介して自由振動がなされる振動部材
と、前記振動部材の振動動作により空間部の容積が変動
されることで加圧空気を生成する弾性素材により形成さ
れたダイアフラム部材と、前記振動部材を駆動する駆動
ユニットとを具備した空気加圧ポンプの駆動制御装置で
あって、前記振動部材の振動動作中における振動周期を
検出する振動周期検出手段と、前記振動周期検出手段に
より得られる振動周期情報に基づいて、前記駆動ユニッ
トに励振駆動信号を与える駆動制御手段とを具備した点
に特徴を有する。

【００１２】この場合、好ましくは前記ダイアフラム部
材により形成された空間部に対して空気流入口および空
気送出口が形成され、前記空気流入口および空気送出口
には、それぞれ一方向弁が配置された構成とされる。ま
た、前記駆動ユニットが、好ましくは前記振動部材に取
り付けられたマグネットと、前記マグネットに対峙し
て、当該マグネットに対して磁力線を作用させるソレノ
イドとにより構成される。

【００１３】また、前記駆動制御手段は、好ましくは前
記振動周期検出手段からの振動周期情報に基づいて、前
記駆動ユニットに対して間欠的に励振駆動信号を与える
ように構成される。この場合、好ましい実施の形態にお
いては、前記駆動制御手段は、予め定められた所定の周
期にしたがって、前記駆動ユニットに対して大エネルギ
ーの駆動信号を間欠的に与えると共に、前記振動周期検
出手段からの振動周期情報に基づいて、前記駆動ユニッ
トに対して小エネルギーの駆動信号を間欠的に与えるよ
うに構成される。

【００１４】さらに、前記大エネルギーの駆動信号およ
び小エネルギーの駆動信号は、好ましくは共に矩形波パ
ルスにより構成され、大エネルギーの駆動信号は小エネ
ルギーの駆動信号に対してパルス波高値およびまたはパ
ルス幅が大きくなされるように制御される。そして、前
記振動周期検出手段により得られる振動周期が所定の周
期以下となった場合には、前記駆動制御手段からの励振
駆動信号の供給を停止させるように構成される。

【００１５】一方、前記振動周期検出手段は、好ましく
は前記駆動ユニットを構成するソレノイドにおいて生成
される起電力に基づいて、前記振動周期情報を得るよう
に構成される。また、前記振動周期検出手段は、前記振
動部材に配置された光制御部材と、フォトインタラプタ
とにより構成される場合もある。この場合、前記光制御
部材が、複数の光透過窓を形成した光遮断部材により構
成され、前記フォトインタラプタが前記光遮断部材を挟
むように配置された発光素子および受光素子により構成
される。

【００１６】以上のように構成された空気加圧ポンプの
駆動制御装置によると、支点を介して自由振動がなされ
る振動部材の振動動作を受け、ダイアフラム部材の内部
空間の容積が変動することで加圧空気が生成される。こ
の場合、振動周期検出手段によって前記振動部材の自由
振動周期が検出され、駆動制御手段は前記自由振動周期
の情報に基づいて、振動部材を駆動する駆動ユニットに
対して励振駆動信号を与えるように作用する。

【００１７】この場合、前記ダイアフラム部材と、その
空間部に蓄圧される加圧空気とを含む等価的な質量によ
って、前記振動部材の自由振動周波数が逐次変化するも
のの、前記振動周期検出手段によって得られる振動周期
情報に追従して、駆動ユニットに対する励振駆動信号の
出力タイミングが制御される。これにより、空気加圧ポ
ンプは刻々変化する自由振動周波数に対応した励振駆動
信号により効果的に励振されるため、きわめて効率よく
加圧空気を生成することができる。

【００１８】そして、前記した空気加圧ポンプは加圧空
気の空気圧が上昇するにしたがって前記した等価的な質
量の増大に伴い、その自由振動の周期が短くなる。そこ
で、振動周期検出手段により得られる振動周期が、所定
の周期以下となった場合に、前記駆動制御手段からの励
振駆動信号の供給を停止させるように作用するので、空
気加圧ポンプにより生成される空気圧を常に所定の範囲
に制御することができる。

【００１９】一方、この発明にかかるインクジェット式
記録装置は、可撓性素材により形成され、内部にインク
が封入されたインクパックと、前記インクパックを収納
し気密状態に形成されたカートリッジケースとにより構
成されたインクカートリッジが装着され、前記カートリ
ッジケースとインクパックとの間の空気室内に加圧空気
が導入されることで、前記インクパックより記録ヘッド
側にインクが供給されるように構成したインクジェット
式記録装置であって、前記インクカートリッジを装着し
た状態において、前記カートリッジケースとインクパッ
クとの間の空気室内に、前記した駆動制御装置を備えた
空気加圧ポンプより、加圧空気が導入されるように構成
される。

【００２０】この場合、好ましい実施の形態において
は、前記インクカートリッジにおけるインクパックよ
り、キャリッジに搭載されたサブタンクに対して可撓性
のインク供給チューブを介してインクを供給するように
なされ、前記サブタンクを介してキャリッジに搭載され
た記録ヘッドにインクを供給するように構成される。

【００２１】前記した記録装置によると、空気加圧ポン
プからの空気圧を受けてインクカートリッジより必要十
分なインクの供給を受けることができ、記録装置の正常
な印刷動作を保証することができる。そして、前記した
駆動制御装置を備えた空気加圧ポンプより適正な空気圧
を受けることができるので、従来の記録装置のようにメ
カニカルな圧力調整弁あるいは圧力検出器等を格別に備
える問題も解消することができ、機構の簡素化ならびに
コストの低減を図ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるインクジ
ェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づ
いて説明する。まず図１は、記録装置の基本構成を平面
図で示したものである。図１における符号１はキャリッ
ジを示し、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によ
って駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド
部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち
記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるよ
うに構成されている。そして、図１には示されていない
が、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後
述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されてい
る。

【００２３】また、キャリッジ１には、前記記録ヘッド
にインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載
されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の
形態においては、その内部において各インクを一時的に
貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備
されている。そして、この各サブタンク７ａ〜７ｄに
は、装置本体に配置されたカートリッジホルダ８に装着
されたインクカートリッジ９ａ〜９ｄから、可撓性のイ
ンク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、
ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インク
が供給されるように構成されている。

【００２４】一方、前記キャリッジ１の移動経路上にお
ける非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドの
ノズル形成面を封止することができるキャッピング手段
１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１
１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し
得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材
１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホー
ムポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａ
によって、記録ヘッドのノズル形成面を封止することが
できるように構成されている。

【００２５】このキャップ部材１１ａは、記録装置の休
止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、
ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。ま
た、このキャップ部材１１ａには、図には示されていな
いが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブ
の一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッド
に作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させる
クリーニング動作が実行されるように構成されている。
そして、キャッピング手段１１の印字領域側に隣接し
て、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配
置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面
を払拭して清掃することができるように構成されてい
る。

【００２６】図２は、図１に示した記録装置に搭載され
たインク供給システムの構成を模式的に示したものであ
り、このインク供給システムについて、それぞれ相当す
る各部を同一符号で示した図１と共に説明する。図１お
よび図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示して
おり、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気
は、前記した各インクカートリッジ９ａ〜９ｄ（図２に
おいては代表して符号９として示しており、以下におい
て代表して単に符号９として説明する場合もある）にそ
れぞれ供給されるように構成されている。

【００２７】前記インクカートリッジ９の概略構成は図
２に示されたように、その外郭を構成するカートリッジ
ケース（共に符号９で示す）が気密状態に形成されてお
り、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形
成されたインクパック２４が収納されている。そして、
インクカートリッジのケース９とインクパック２４とで
形成される空気室２５内に、空気加圧ポンプ２１からの
加圧空気が供給されるように構成されている。

【００２８】この構成により、各インクカートリッジ９
ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ
加圧空気による加圧を受け、各インクカートリッジ９ａ
〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力
によるインク流が発生するように成される。

【００２９】なお、前記各インクカートリッジ９ａ〜９
ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれ各インク補給
バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１
０，１０，……を介して、キャリッジ１に搭載された各
サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７
として示しており、以下において代表して単に符号７と
して説明する場合もある）に供給されるように構成され
ている。

【００３０】図２に示すように、サブタンク７にはその
内部に、支点を介して移動できるフロート部材３１が配
置されており、このフロート部材３１の移動自由端側に
は永久磁石３２が取り付けられている。そしてホール素
子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４
に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。
この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁
石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永
久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３
３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生されるインク量検
出手段を構成している。

【００３１】したがって、例えばサブタンク７内のイン
ク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納され
たフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに
伴い前記永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。そ
れ故、永久磁石の移動によるホール素子３３ａ，３３ｂ
の電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知
することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得ら
れた電気的出力によって、前記インク補給バルブ２６が
開弁される。

【００３２】このような作用により、インクカートリッ
ジ９内で加圧されているインクは、インク量が低下した
それぞれのサブタンク７内に個別に送出される。そし
て、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量
に達した場合には、前記したホール素子３３ａ，３３ｂ
の電気的出力に基づいて、前記インク補給バルブ２６が
閉弁される。このような繰り返しにより、インクカート
リッジからサブタンクに対して断続的にインクが補給さ
れるように作用し、各サブタンク内には常にほぼ一定の
範囲のインクが貯留されるようになされる。

【００３３】一方、各サブタンク７からはバルブ３５お
よびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド
６に対してインクが供給されるように構成されており、
記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷
データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成
されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるよう
に作用する。なお、図２において符号１１は、前記した
キャッピング手段を示しており、このキャッピング手段
１１に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ（チュ
ーブポンプ）に接続されている。

【００３４】図３は前記した記録装置に装填された空気
加圧ポンプの構成を一部断面状態で示したものである。
この空気加圧ポンプ２１には、支点４１を介して自由振
動がなされる平板状の振動部材４２が具備されており、
この振動部材４２の長手方向のほぼ中央部において、例
えばゴムなどの弾性素材により形成されたダイアフラム
部材４３の頂部が機械的に取り付けられている。

【００３５】このダイアフラム部材４３は、椀形状に成
されており、その内部に空間部４４が形成されている。
そして、ダイアフラム部材４３は、図においてはその開
口部が下向きとなるようにして振動部材４２に取り付け
られており、その開口部には被振動体としてのベース部
材を構成する円板状の閉塞部材４５が、前記開口部を閉
塞するように気密状態に取り付けられている。

【００３６】前記閉塞部材４４には、空気流入口４６お
よび空気送出口４７がそれぞれ貫通状態に形成されてお
り、前記空気流入口４６にはダイアフラム部材４３によ
り形成された前記空間部４４内に対して空気の流入のみ
を許容する一方向弁４８が取り付けられており、また、
前記空気送出口４７には前記空間部４４内より加圧空気
の送出のみを許容する一方向弁４９が取り付けられてい
る。

【００３７】一方、前記平板状の振動部材４２における
振動自由端には、マグネット５１が取り付けられてお
り、このマグネット５１に対峙するようにして、ソレノ
イド５２が捲装された磁気コア５３が配置されている。
これらマグネット５１、ソレノイド５２、および磁気コ
ア５３により、前記振動部材４２を励振させる駆動ユニ
ットを構成している。

【００３８】以上の構成において、前記ソレノイド５２
に対して、例えば間欠的に駆動信号を供給することによ
り、前記マグネット５１は図３において上下方向に振動
する。これにより、振動部材４２は支点４１を介して同
方向に振動作用を受け、前記ダイアフラム部材４３を伸
縮させる。したがって、ダイアフラム部材４３により形
成される空間部４４の容積が周期的に変動し、前記２つ
の一方向弁４８，４９の作用により空気流入口４６より
取り入れられた空気は、前記空間部４４において圧縮さ
れて空気送出口４７より加圧空気が取り出される。この
加圧空気は、前記したインクカートリッジ９における空
気室２５に送られ、インクパック２４内のインクは加圧
空気により押し出される作用を受ける。

【００３９】図４は、前記図３に示す空気加圧ポンプ２
１における一端を支点４１とした振動部材４２の自由振
動系を示す等価図である。この振動部材４２には前記し
たとおり、振動自由端にはマグネット５１が取り付けら
れており、また振動部材４２のほぼ中央部には、ダイア
フラム部材４３が取り付けられている。したがって、振
動部材４２には前記ダイアフラム部材４３の弾性と、空
気圧縮成分としての等価質量５５が加わると共に、振動
部材４２の等価質量ならびにマグネット５１の質量も加
わる。これらの総合した等価質量をｍとした場合、振動
部材４２の自由振動周波数ｆは、次の式によって示すこ
とができる。なお、次式においてＫはバネ定数である。

【００４０】

【数１】

【００４１】この様に、振動部材４２の自由振動周波数
ｆは、バネ定数に相関関係を持っており、したがって、
ダイアフラム部材４３の空気圧縮成分、すなわち空気加
圧ポンプ２１における空気圧に依存して、自由振動周波
数ｆが変化することが理解できる。

【００４２】図５は、前記した特性を利用して空気加圧
ポンプ２１を効率よく駆動すると共に、加圧ポンプ２１
から供給される空気圧が所定の範囲となるように制御す
ることができる駆動制御装置の構成を示したブロック図
である。図５において、符号６１はコントローラを示し
ており、このコントローラ６１は、ポンプ駆動制御手段
６２に対して起動指令を送り、加圧ポンプ２１を起動さ
せる機能を有する。そして、ポンプ駆動制御手段６２は
振動周期検出手段６４から得られる前記振動部材４２の
自由振動に基づく振動周期の情報を受けて、ドライバ６
３を駆動するように作用する。

【００４３】そして、ドライバ６３からは前記振動周期
の情報に基づいた駆動信号を、駆動ユニットを構成する
ソレノイド５２に間欠的に供給することで、前記振動部
材４２を励振駆動するようになされる。また、前記した
振動周期検出手段６４は、前記ソレノイドにおいて誘起
される起電力に基づいて、前記振動周期情報を得るよう
になされ、この振動周期情報が前記したポンプ駆動制御
手段６２にフィードバックされる。また、前記振動周期
検出手段６４は、前記振動周期情報による振動周期が所
定の周期以下となった場合に、ポンプ駆動制御手段６２
からドライバ６３に対する駆動信号の送出を停止させる
ように作用する。

【００４４】図８は、図５に示した加圧ポンプの駆動制
御装置によってなされる駆動動作を示したタイミング図
である。すなわち、コントローラ６１より図８（Ａ）に
示すように起動指令が送出された場合、ポンプ駆動制御
手段６２はドライバ６３に対して、図８（Ｂ）における
Ｓ１として示す初期駆動パルスを発生させる制御信号を
送出する。この初期駆動パルスＳ１は、後述する励振駆
動パルスＳ２に比較すると、そのパルス波高値およびパ
ルス幅ｔｗ１が大きくなされており、換言すれば大エネ
ルギーの駆動信号を構成している。

【００４５】この初期駆動パルスＳ１を受けたソレノイ
ド５２は、生成される磁力線の作用により図３に示すマ
グネット５１を吸引し、また、初期駆動パルスＳ１の立
下がりに伴ってマグネット５１の吸引作用を停止する。
これにより、振動部材４２における振動自由端は、図８
（Ｃ）に示すようにソレノイド５２側に移動すると共
に、パルスＳ１の立下がりに伴ってその反作用により逆
方向に移動する。すなわち、振動部材４２は自由振動周
波数により振動動作を開始する。

【００４６】この振動部材４２における振動動作の開始
に伴い、ソレノイド５２によって誘起される起電力が前
記した振動周期検出手段６４に供給され、振動周期検出
手段６４は振動部材４２の自由振動の周期（ｔ１，ｔ
２，……ｔｎ）を検出する。なお、この実施の形態にお
いては、振動周期検出手段６４は、図８（Ｃ）に示す負
側のピークタイミングを捕らえて、自由振動の周期を把
握するようになされている。したがって、図８（Ｃ）に
示す波形は、振動部材４２の振動自由端における移動
（振動）軌跡を示すと共に、ソレノイド５２によって誘
起される起電力の電気波形の形態でもある。

【００４７】続いて、ポンプ駆動制御手段６２はドライ
バ６３に対して、図８（Ｂ）におけるＳ２として示す励
振駆動パルスを発生させる制御信号を送出する。この励
振駆動パルスＳ２は、前記した初期駆動パルスＳ１に比
較して、そのパルス波高値およびパルス幅ｔｗ２は小さ
くなされており、換言すれば小エネルギーの駆動信号を
構成している。これは、振動部材４２が自由振動を開始
した後においては、比較的小さな励振エネルギーによっ
ても十分な振動動作を維持できるためである。

【００４８】なお、前記励振駆動パルスＳ２は、前記し
た振動周期検出手段６４から得られる自由振動周期にし
たがったタイミングで出力されるようになされている。
すなわち、図８（Ｃ）に示す波形の負ピークから所定の
時間ｔｄを経過したタイミングで出力される。これによ
り、振動部材４２は自由振動周期にしたがって励振され
る。この様な動作が継続して行くうちに、前記したダイ
アフラム部材４３は伸縮作用を受けて加圧空気を生成す
る。そして、加圧空気の生成に伴い、既に説明したよう
に自由振動周波数ｆが上昇し、また加圧空気の作用によ
って、その振幅も小さくなる。

【００４９】前記振動周期検出手段６４は、この時の自
由振動周期（ｔ１，ｔ２，……ｔｎ）を監視しており、
所定の周期ｔα以下となった場合に、励振駆動パルスＳ
２の供給が停止されるようになされる。すなわち、図８
（Ｂ）に示すｔｎの周期が、ｔｎ≦ｔαの条件となった
場合において、励振駆動パルスＳ２の供給は停止され
る。換言すれば、この時、加圧ポンプ２１によって生成
される加圧空気の圧力が十分な値に到達したことにな
る。

【００５０】そして、Ｔｂの励振休止期間をおいて、再
び初期駆動パルスＳ１が供給される。この初期駆動パル
スＳ１は、所定の周期Ｔａをもって発生するようになさ
れている。このようにして、所定の周期Ｔａをもって初
期駆動パルスＳ１が供給されると共に、これに続いて励
振駆動パルスＳ２が供給されることにより、加圧空気は
所定の範囲の圧力を維持する。したがって、加圧空気が
十分な圧力値を保持している場合には、図８の右端部に
示すように初期駆動パルスＳ１の供給直後に、ｔ１≦ｔ
αとなる。したがって、この様な場合においては励振駆
動パルスＳ２の供給は即座に停止される。

【００５１】以上の説明は、振動周期検出手段６４が、
駆動ユニットを構成するソレノイド５２によって誘起さ
れる起電力を利用することで自由振動周期を検出する手
段を採用した形態に基づくものであるが、振動周期検出
手段６４としては、他の検出手段を採用することもでき
る。例えば図５に破線で示したように、振動部材４２の
一部にセンサ７１を取り付け、このセンサ７１による出
力に基づいて、振動周期検出手段６４が振動部材４２の
振動周期を検出することもできる。

【００５２】図６は、そのセンサ７１の構成を模式的に
示したものである。このセンサ７１は平板状に形成され
た光制御部材７２とフォトインタラプタとの組み合わせ
により構成される。この光制御部材７２は、光遮断部材
（例えば金属板）をベースとして複数の光透過窓７３が
等間隔をおいて形成されており、この光制御部材７２
は、前記した振動部材４２の振動自由端側に取り付けら
れる。これにより、光制御部材７２は振動部材４２の振
動により、図６に示す矢印方向（上下方向に）振動す
る。

【００５３】一方、前記フォトインタラプタは、光制御
部材７２を挟むようにして配置された２組の発光素子お
よび受光素子により構成している。なお、図６における
符号７４ａ，７４ｂは、前記した発光素子から受光素子
に至る光路を示している。ここで、光制御部材７２に形
成された光透過窓７３の配置ピッチをＤとした時、２組
の発光素子および受光素子による光路７４ａと７４ｂの
間隔は、Ｄ＋（１／２）Ｄの関係になされている。

【００５４】したがって、前記光路７４ａ，７４ｂが光
透過窓７３に一致した時の信号レベルが立ち上がるよう
に制御される場合においては、フォトインタラプタによ
る出力は、振動部材４２の振動方向によって図７に示す
ような２つの組み合わせパターンが発生する。すなわ
ち、（Ａ）は光路７４ａを形成するフォトインタラプタ
の出力を示し、また（Ｂ）は光路７４ｂを形成するフォ
トインタラプタの出力を示すものとした場合、両者に
は、電気角でφ＝９０度の位相差が発生する。

【００５５】そして（Ａ）に示す波形出力が（Ｂ）に示
す波形出力に対して、９０度進んでいる場合には、振動
部材４２は瞬時において上方向（例えばマグネット５１
が磁気コア５３に近づく方向）に移動していることを示
すものとなる。また逆に、（Ａ）に示す波形出力が
（Ｂ）に示す波形出力に対して、９０度遅れている場合
には、振動部材４２は瞬時において下方向（例えばマグ
ネット５１が磁気コア５３から離れる方向）に移動して
いることを示すものとなる。そして、図７に示す波形出
力の粗密は、前記振動部材４２の自由振動の周期を表す
ことになる。

【００５６】したがって、前記した（Ａ）および（Ｂ）
の波形出力を振動周期検出手段６４において、デコード
することにより振動部材４２の振動方向ならびに自由振
動の周期を得ることができる。すなわち、図８に示す波
形（Ｃ）を得る場合と同等の情報を取得することができ
る。それ故、図８（Ｂ）に示す初期駆動パルスＳ１と、
これに続く励振駆動パルスＳ２の供給タイミングを作り
出すことができる。

【００５７】なお、図６に示した形態においては、発光
素子および受光素子からなるフォトインタラプタが、光
制御部材７２を挟むようにして配置されているが、光制
御部材７２の光透過窓７３部分に光反射部材を配置する
ことにより、反射光によるフォトインタラプタを構成す
ることもできる。この場合においても、図７に示すよう
な信号波形を得ることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
にかかる駆動制御装置を用いた空気加圧ポンプによる
と、振動部材の振動動作中における振動周期を検出する
振動周期検出手段と、この振動周期検出手段により得ら
れる振動周期情報に基づいて、駆動ユニットに励振駆動
信号を与える駆動制御手段とを具備したので、空気加圧
ポンプは刻々変化する自由振動周波数に対応した励振駆
動信号により効果的に励振されるため、きわめて効率よ
く加圧空気を生成することができる。加えて、振動周期
検出手段により得られる振動周期が所定の周期以下とな
った場合に、駆動制御手段からの励振駆動信号の供給を
停止させるように構成することで、空気加圧ポンプによ
り生成される空気圧を常に所定の範囲に制御することが
できる。

【００５９】また、この発明にかかる記録装置による
と、前記した駆動制御装置を用いた空気加圧ポンプの特
質を享受することができると共に、従来の記録装置のよ
うにメカニカルな圧力調整弁あるいは圧力検出器等を格
別に備える問題も解消することができ、機構の簡素化な
らびにコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるインクジェット式記録装置の
基本構成を示した上面図である。

【図２】図１に示す記録装置におけるインクカートリッ
ジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模
式図である。

【図３】図１に示す記録装置に搭載される空気加圧ポン
プの構成を示した一部断面図である。

【図４】図３に示す空気加圧ポンプにおける一端を支点
とした振動部材の自由振動系を示す等価図である。

【図５】図３に示す空気加圧ポンプの駆動制御装置の構
成を示したブロック図である。

【図６】空気加圧ポンプに用いられる振動センサの例を
示した模式図である

【図７】図６に示す振動センサにより得られる信号波形
図である。

【図８】図５に示す駆動制御装置の作用を示すタイミン
グ図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ６ 記録ヘッド ７（７ａ〜７ｄ） サブタンク ８ カートリッジホルダ ９（９ａ〜９ｄ） インクカートリッジ １０ インク補給チューブ ２１ 空気加圧ポンプ ２４ インクパック ２５ 空気室 ４１ 支点 ４２ 振動部材 ４３ ダイアフラム部材 ４４ 空間部 ４８，４９ 一方向弁 ５１ マグネット ５２ ソレノイド ６１ コントローラ ６２ ポンプ駆動制御手段 ６３ ドライバ ６４ 振動周期検出手段 ７１ センサ７１ ７２ 光制御部材 ７３ 光透過窓 ７４ａ，７４ｂ 光路 Ｓ１ 初期駆動パルス Ｓ２ 励振駆動パルス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA26 EB17 EB21 EB29 EB50 EC17 EC64 KA08 KB05 KB08 KB37 KC02 3H045 AA02 AA12 AA26 BA12 BA33 CA25 DA00 DA41 DA45 EA12 EA26 EA34 EA49 3H077 AA06 CC02 CC07 DD05 EE02 EE15 FF03 FF06 FF12 FF32 FF34 FF54 FF55

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支点を介して自由振動がなされる振動部
   材と、前記振動部材の振動動作により空間部の容積が変
   動されることで加圧空気を生成する弾性素材により形成
   されたダイアフラム部材と、前記振動部材を駆動する駆
   動ユニットとを具備した空気加圧ポンプの駆動制御装置
   であって、 前記振動部材の振動動作中における振動周期を検出する
   振動周期検出手段と、前記振動周期検出手段により得ら
   れる振動周期情報に基づいて、前記駆動ユニットに励振
   駆動信号を与える駆動制御手段とを具備したことを特徴
   とする空気加圧ポンプの駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記ダイアフラム部材により形成された
   空間部に対して空気流入口および空気送出口が形成さ
   れ、前記空気流入口および空気送出口には、それぞれ一
   方向弁が配置されてなる請求項１に記載の空気加圧ポン
   プの駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動ユニットが、前記振動部材に取
   り付けられたマグネットと、前記マグネットに対峙し
   て、当該マグネットに対して磁力線を作用させるソレノ
   イドとにより構成した請求項１または請求項２に記載の
   空気加圧ポンプの駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記駆動制御手段は、前記振動周期検出
   手段からの振動周期情報に基づいて、前記駆動ユニット
   に対して間欠的に励振駆動信号を与えるように構成した
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の空気加圧ポ
   ンプの駆動制御装置。
5. 【請求項５】 前記駆動制御手段は、予め定められた所
   定の周期にしたがって、前記駆動ユニットに対して大エ
   ネルギーの駆動信号を間欠的に与えると共に、前記振動
   周期検出手段からの振動周期情報に基づいて、前記駆動
   ユニットに対して小エネルギーの駆動信号を間欠的に与
   えるように構成した請求項４に記載の空気加圧ポンプの
   駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前記大エネルギーの駆動信号および小エ
   ネルギーの駆動信号は、共に矩形波パルスにより構成さ
   れ、大エネルギーの駆動信号は小エネルギーの駆動信号
   に対してパルス波高値およびまたはパルス幅が大きくな
   された請求項５に記載の空気加圧ポンプの駆動制御装
   置。
7. 【請求項７】 前記振動周期検出手段により得られる振
   動周期が所定の周期以下となった場合に、前記駆動制御
   手段からの励振駆動信号の供給を停止させるように構成
   した請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の空気加
   圧ポンプの駆動制御装置。
8. 【請求項８】 前記振動周期検出手段は、前記駆動ユニ
   ットを構成するソレノイドにおいて生成される起電力に
   基づいて、前記振動周期情報を得るように構成した請求
   項３ないし請求項６のいずれかに記載の空気加圧ポンプ
   の駆動制御装置。
9. 【請求項９】 前記振動周期検出手段は、前記振動部材
   に配置された光制御部材と、フォトインタラプタとによ
   り構成した請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の
   空気加圧ポンプの駆動制御装置。
10. 【請求項１０】 前記光制御部材が、複数の光透過窓を
    形成した光遮断部材により構成され、前記フォトインタ
    ラプタが前記光遮断部材を挟むように配置された発光素
    子および受光素子により構成した請求項９に記載の空気
    加圧ポンプの駆動制御装置。
11. 【請求項１１】 可撓性素材により形成され、内部にイ
    ンクが封入されたインクパックと、前記インクパックを
    収納し気密状態に形成されたカートリッジケースとによ
    り構成されたインクカートリッジが装着され、前記カー
    トリッジケースとインクパックとの間の空気室内に加圧
    空気が導入されることで、前記インクパックより記録ヘ
    ッド側にインクが供給されるように構成したインクジェ
    ット式記録装置であって、 前記インクカートリッジを装着した状態において、前記
    カートリッジケースとインクパックとの間の空気室内
    に、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の駆動
    制御装置を備えた空気加圧ポンプより、加圧空気が導入
    されるように構成したインクジェット式記録装置。
12. 【請求項１２】 前記インクカートリッジにおけるイン
    クパックより、キャリッジに搭載されたサブタンクに対
    して可撓性のインク供給チューブを介してインクを供給
    するようになされ、前記サブタンクを介してキャリッジ
    に搭載された記録ヘッドにインクを供給するように構成
    した請求項１１に記載のインクジェット式記録装置。