JP2005238612A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プリンタ本体とキャリッジ間の電圧供給線の本数の減少とキャリッジ回路部の軽量化を図りながら、所定のヘッド駆動電圧を各印字ヘッドに供給することを可能とするインクジェットプリンタを提供すること。
【解決手段】 本発明でのインクジェットプリンタでは、メイン電源が設置されたプリンタ本体と、１個ないし複数個のインクジェットヘッドを搭載し、記録用紙に対して往復移動を行うように構成されたキャリッジと、前記メイン電源と前記インクジェットヘッドとを電気的に接続するケーブルと、を有するインクジェットプリンタにおいて、前記メイン電源が供給する電圧から前記インクジェットヘッド毎に応じたヘッド駆動電圧を生成する電圧変換部を、前記プリンタ本体側と前記キャリッジに側に有し、前記メイン電源と、前記プリンタ本体側電圧変換部と、前記キャリッジ側電圧変換部と、前記印字ヘッドが直列に接続されることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ等の印刷装置に関わり、特にインクジェットヘッドがキャリッジ上に搭載され、当該キャリッジに対してケーブルを介してプリンタ本体側から電源を供給する構成のインクジェットプリンタに関する。

従来、インクジェットプリンタでは多色同時印刷のために複数個の印字ヘッドをキャリッジ上に搭載する場合があり、それらのヘッドに十分な容量の電源を供給できるメイン電源と、該メイン電源からの電圧を該複数個の印字ヘッドそれぞれに適当な電圧変換する電圧変換部がプリンタ本体側に設置され、該電圧変換部からの多数の電圧供給線でキャリッジ上の印字ヘッドと接続されていた（以下、これを従来技術１とする）。

また、電圧変換部を本体側ではなくキャリッジ上に配置しているものもある（例えば、特許文献１参照。）（これを、以下従来技術２とする）。

図２、図３により従来のインクジェットプリンタについて説明する。図２は上述の従来技術１の構成例である。プリンタ本体１側にはメイン電源４が設置されており、該メイン電源４は複数の電圧変換部１２−１〜電圧変換部１２−６に接続されている。該電圧変換部１２−１〜電圧変換部１２−６の各出力はケーブル２を通してキャリッジ３上の印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６に接続されている。該各印字ヘッド上にはヘッド温度検出素子が設置され、該各ヘッド温度検出素子からのヘッド温度信号はケーブル２を通して本体１側に設置されたＣＰＵ５へと接続されている。ヘッド温度信号に基づき、該ＣＰＵ５がヘッド電圧制御部１１を通して電圧変換部１２−１〜電圧変換部１２−１の出力電圧を制御している。

図３は従来技術２の構成例である。本体１側にはメイン電源４が設置されており、該メイン電源４はケーブル２を通してキャリッジ３上の複数の電圧変換部１２−１〜電圧変換部１２−６に接続されている。該電圧変換部１２−１〜電圧変換部１２−６の各出力は、該キャリッジ３上の印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６に接続されている。本体１側にはプリンタ全体を制御するマスターＣＰＵ１３が設置され、キャリッジ３側には該キャリッジ３上を制御するスレーブＣＰＵ１４が設置されていて、該マスターＣＰＵ１３と該スレーブＣＰＵ１４はケーブル２内を通る制御線を通して接続されている。印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６上にはヘッド温度検出素子が設置され、該各ヘッド温度検出素子からのヘッド温度信号はスレーブＣＰＵ１４に接続されている。ヘッド温度信号に基づき、該スレーブＣＰＵ１４がヘッド電圧制御部１１を通して電圧変換部１２−１〜電圧変換部１２−６の出力電圧を制御している。
特開２００２−２６４３０８号公報（第８頁、図１）

上述した従来技術１では、同時多色印字を実現するために印字ヘッドの数が増えるほどケーブル２を通る電圧変換部からの電圧供給線の数が多くなってしまう問題があった。その結果、該ケーブル２の重量が増し屈曲性も悪くなるため、キャリッジ移動用のモータ等の駆動系の負荷が大きくなり、該駆動系の構造も複雑になっていた。

また、図２でケーブル２の長さはキャリッジ３の移動範囲に応じて決まるが、大きな画像を印字するプリンタではケーブル２が長くなり、その中を通る電圧変換部と印字ヘッドの間の電圧供給線も長くなるため電気抵抗も大きくなり、電圧変換部と印字ヘッドの間での電圧降下が大きくなり、所定の電圧を印字ヘッドに印加することができなくなっていた。

また、従来技術２では、本体１とキャリッジ３を接続するケーブル内を通る電圧供給線の本数は少なくなるが、電圧変換部にスイッチング式の回路を使用するような場合には回路規模が大きくなり、キャリッジ３の重量も大きくなり、キャリッジ移動用のモータ等の駆動系の負荷が大きくなり、該駆動系の構造も複雑になっていた。

本発明でのインクジェットプリンタでは、メイン電源が設置されたプリンタ本体と、１個ないし複数個のインクジェットヘッドを搭載し、記録用紙に対して往復移動を行うように構成されたキャリッジと、前記メイン電源と前記インクジェットヘッドとを電気的に接続するケーブルと、を有するインクジェットプリンタにおいて、前記メイン電源が供給する電圧から前記インクジェットヘッド毎に応じたヘッド駆動電圧を生成する電圧変換部を、前記プリンタ本体側と前記キャリッジに側に有し、前記メイン電源と、前記プリンタ本体側電圧変換部と、前記キャリッジ側電圧変換部と、前記印字ヘッドとがケーブルにて直列に接続されて配置されていることを特徴とする。

さらに本発明では、前記メイン電源に近い側の前記プリンタ本体側電圧変換部の出力電圧設定値が前記印字ヘッドに近い側の前記キャリッジ側電圧変換部の出力電圧設定値より高く設定されていることを特徴とする。

さらに本発明では、前記メイン電源に近い側の前記プリンタ本体側電圧変換部の個数が前記印字ヘッドに近い側の前記キャリッジ側電圧変換部の個数より少ないことを特徴とする。

さらに本発明では、前記プリンタ本体側電圧変換部と前記キャリッジ側電圧変換部の間に、更に１段ないし複数段の電圧変換部を有することを特徴とする。

本発明により、プリンタ本体とキャリッジ間の電圧供給線の本数の減少とキャリッジ回路部の軽量化を図りながら、所定のヘッド駆動電圧を各印字ヘッドに供給することが可能となる。

キャリッジ回路部の軽量化と、プリンタ本体とキャリッジ間の電圧供給線の本数の減少による重量減により、キャリッジ往復移動の駆動機構を簡素化することができる。

所定のヘッド駆動電圧を印字ヘッドに供給可能なことにより、印字画質を向上することができる。

プリンタ本体の筐体が大きく、メイン電源とキャリッジ間のケーブル内の電圧供給線が長くなる場合に、全線長をいくつかに分割し、その途中に電圧変換部を挿入して、電圧変化部を多段化することで印字ヘッドに供給される電圧を安定させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジェットプリンタの基本的な構成を示す。

尚、図１では本発明の実施形態の特徴部分とは直接関係のない、用紙搬送系やキャリッジ駆動系やヘッドへのインク供給系、ＣＰＵに付随するメモリ類やホストとの外部インターフェース等については図示及び説明を省略する。

図１のインクジェットプリンタにおいて、プリンタ本体１とキャリッジ３はケーブル２によって電気的に接続されている。プリンタ本体１にはメイン電源４と、該メイン電源４からの電圧を変換する電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３と、該電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３の出力電圧を制御するヘッド電圧制御部Ａ６と、プリンタ全体を制御するＣＰＵ５が配置されている。ここで、電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３はスイッチング方式等のようにある程度回路構成が複雑でも電圧変換効率の良い変換方式が適している。

一方、キャリッジ３には多色印字を行う印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６と、電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３の出力電圧を印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６へ供給するヘッド駆動電圧に変換する電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６と、該電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６の出力電圧を制御するヘッド電圧制御部Ｂ７が配置され、該ヘッド電圧制御部Ｂ７はプリンタ本体１側のＣＰＵ５からケーブル２を通して制御されている。また、印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６にはヘッド温度センサが設置され、該ヘッド温度センサからのヘッド温度信号はケーブル２を通してＣＰＵ５へ接続されている。ここで、電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６はドロッパ方式等のように比較的小規模な回路で構成できる変換方式が適している。

図１ではケーブル２内の電圧供給線の本数を減らすために、電圧変換部Ａ８−１の出力電圧を電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−２へ供給し、電圧変換部Ａ８−２の出力電圧を電圧変換部Ｂ９−３〜電圧変換部Ｂ９−４へ供給し、電圧変換部Ａ８−３の出力電圧を電圧変換部Ｂ９−５〜電圧変換部Ｂ９−６へ供給している。

以下、このような構成による作用を述べる。

各印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６のヘッド温度センサからのヘッド温度信号の値によってＣＰＵ５が各印字ヘッド１０−１〜印字ヘッド１０−６の最適な駆動電圧値を求め、ヘッド電圧制御部Ｂ７を通して電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６の出力電圧を設定する。

次にメイン電源４からの電圧を変換する電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３の出力電圧を、ＣＰＵ５からヘッド電圧電圧制御部Ａ６を通して設定する。ここで電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６がドロッパ方式の電圧変換回路であるとすると、該電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６の入力電圧と出力電圧の差が熱として消費されるのでその差ができるだけ小さくなるように該入力電圧を設定することが望ましい。但し、特に大きな画像を印字するプリンタの場合、キャリッジの移動範囲が大きく、従ってケーブル２も長くなり、ケーブル２を通る電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３と電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６の間の電圧供給線の電圧降下が顕著になるため、その電圧降下を相殺するだけの一定電圧Vcを印字ヘッドへの供給電圧に加えた値を電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３の出力電圧に設定する必要がある。
例えば、図１では電圧変換部Ａ８−１の出力が電圧変換部Ｂ９−１及び電圧変換部Ｂ９−２に接続されて、さらに印字ヘッド１０−１及び印字ヘッド１０−２へとヘッド駆動電圧が供給されている。この場合、電圧変換部Ａ８−１の出力電圧に設定すべき値Va1は、電圧変換部Ｂ９−１の出力電圧（印字ヘッド１０−１駆動電圧）設定値をVb1、電圧変換部Ｂ９−２の出力電圧（印字ヘッド１０−２駆動電圧）設定値をVb2とし、Vb1とVb2のうちの大きい方の値をMax(Vb1, Vb2)とすると、
Va1 = Max(Vb1, Vb2) + Vc
となる。電圧変換部Ａ８−２及び８−３の出力電圧の設定値も同様にVcを上乗せした値にする。

電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６の出力電圧の設定値間の差が小さく、電圧変換部Ａの出力の電流容量が十分あれば、電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３を２個あるいは１個にまとめて、ケーブル２を通って電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６へ供給される電圧供給線の本数を減らすこともできる。逆に電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６の出力電圧の設定値間の差が大きい場合は電圧変換部Ａの個数を最大で電圧変換部Ｂの個数まで増やし、各電圧変換部Ｂに最適な入力電圧を設定することで、電圧変換部Ｂで発生する熱を抑えることができる。

図１ではプリンタ本体１に電圧変換部Ａ８−１〜電圧変換部Ａ８−３と、キャリッジ３に電圧変換部Ｂ９−１〜電圧変換部Ｂ９−６を設置している場合を示しているが、印字する画像がさらに大きくなり、キャリッジ３の移動範囲が大きくなり、ケーブル２がさらに長くなってケーブル２内の電圧供給線の電圧降下の変動が大きくなるような場合には、電圧変換部Ａと電圧変換部Ｂの間にさらに１つあるいは複数段の新たな電圧変換部を設けることにより、電圧変換部Ｂの入力での電圧変動を小さくし、電圧変換部Ｂの発熱を抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変更が可能である。例えば、単色ヘッドのプリンタや更に多数のヘッドをキャリッジに搭載したプリンタにも適用可能である。

本発明の実施形態を示す構成図である。 プリンタ本体側に電圧変換部を設置した従来技術の構成図である。 キャリッジ側に電圧変換部を設置した従来技術の構成図である。

符号の説明

１ プリンタ本体
２ ケーブル
３ キャリッジ
４ メイン電源
５ ＣＰＵ
６ ヘッド電圧制御部Ａ
７ ヘッド電圧制御部Ｂ
８ 電圧変換部Ａ
９ 電圧変換部Ｂ
１０ 印字ヘッド
１１ ヘッド電圧制御部
１２ 電圧変換部
１３ マスターＣＰＵ
１４ スレーブＣＰＵ

Claims (4)

1. メイン電源が設置されたプリンタ本体と、１個ないし複数個のインクジェットヘッドを搭載し、記録用紙に対して往復移動を行うように構成されたキャリッジと、前記メイン電源と前記インクジェットヘッドとを電気的に接続するケーブルと、を有するインクジェットプリンタにおいて、
   前記メイン電源が供給する電圧から前記インクジェットヘッド毎に応じたヘッド駆動電圧に電圧変換する電圧変換部を、前記プリンタ本体側と、前記キャリッジ側に有し、
   前記メイン電源と、前記プリンタ本体側に有する電圧変換部としてのプリンタ本体側電圧変換部と、前記キャリッジ側に有する電圧変換部としてのキャリッジ側電圧変換部と、前記印字ヘッドとがケーブルにて直列に接続されて配置されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１において、前記プリンタ本体側電圧変換部の出力電圧設定値が前記キャリッジ側電圧変換部の出力電圧設定値より高いことを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１において、前記プリンタ本体側電圧変換部の個数が前記キャリッジ側電圧変換部の個数より少ないことを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項１において、前記プリンタ本体側電圧変換部と前記キャリッジ側電圧変換部の間に、更に１段ないし複数段の電圧変換部を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。

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