JPH04201264A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ノズルからインクを噴射して用紙に記録を行
うようにしたインクジェットプリンタに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第１０図は、ピエゾ素子１を利用した従来のオンデマン
ド型インクジェットプリンタにおけるインク供給系の構
成を概略的に示した模式図である。

印字へノド２には複数のノズル３・・・が設けられ、各
ノズル３はインク室４およびインク供給路５を介してそ
れぞれインクタンク６に連通させである。

上記インク室４には電圧の印加に応して変形するピエゾ
素子１が設けられ、このピエゾ素子１の振動でインク室
４が収縮するときにノズル３よりインク７が噴射され、
インク室４が膨張するときにインクタンク６からノズル
３ヘインク７が補充される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したインクジェットプリンタの場合、イ
ンクタンク６内のインク７が減少してくると、それに応
してインクタンク６内の圧力が低下する、つまり負圧が
上がるので、印字ヘッド２の各ノズル３へのインク７補
充量が少なくなる。

その結果、インク吐出量が減少し用紙への記録濃度が低
下するという問題点を有する。

上記の従来欠点に鑑み、本発明は、インクタンク内のイ
ンク残量の変化に左右されることなく、インク吐出量を
一定に維持できるインクジェットプリンタを提供せんと
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は、インクタンク
から、このインクタンクに連通ずるノズルにインクを供
給し、前記ノズルの近傍に配置された吐出圧発生素子に
電圧を印加して、ノズルのインクを印加電圧に応した吐
出圧で噴射させ用紙に記録を行うようにしたインクジェ
ットプリンタにおいて、前記インクタンク内の圧力を圧
力検出手段によって検出し、この圧力検出手段の検出す
る圧力が低下した分だけ電圧補正手段によって前記吐出
圧発生素子への印加電圧を高（補正して吐出圧を一定に
保つようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

上記の構成によれば、インクタンク内のインク量が減少
してインクタンク内の圧力が低下すると、その圧力低下
分だけノズルの近傍に配置された吐出圧発生素子に印加
する電圧が高く補正されるので、インクタンク内の圧力
低下に伴いノズルへのインク補充量が少なくなるのを補
って、ノズルのインクを噴射させる吐出圧が大きくなり
、インクの吐出量は一定に保たれる。

〔実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明によるインクジェットプリンタの一実施
例の概略的な構成を示すブロック図、第２図はそのイン
クジェットプリンタにおける駆動系の構成を示す縦断面
図である。

この実施例のインクジェットプリンタは、ピエゾ素子１
０を利用したオンデマンド型インクジェットプリンタで
あって、第１図に示すように、用紙Ｐを供給するための
給紙部１１、用紙Ｐに印字を行うための印字部１２、用
紙Ｐを印字部１２に供給し、印字後の用紙Ｐを排紙トレ
イ１４に排出するための用紙搬送部工３などからなる駆
動系と、マイクロコンピュータ１５などからなり上記駆
動系を制御する制御系とによって構成されている。

上記印字部１２は、複数のノズル１７・・・を有する印
字ヘッド１６、各ノズル１７にインク室１８およびイン
ク供給路１９を介して連通ずる気密状態に置かれたイン
クタンク２０、上記インク供給路１９の途中に設けられ
インクタンク２０内の負圧を検出する圧力センサ２１、
印字ヘッド１６を反復移動させる駆動機構２２などによ
って構成されている。

上記印字ヘッド１６のインク室１８には、ノズル１７の
インクを噴射させるための吐出圧を発生させる素子とし
てピエゾ素子１０が設けられ、このピエゾ素子１０には
電圧供給回路２３から印字データに応して間欠的にパル
ス電圧が印加される。

上記マイクロコンピュータ１５は、上記駆動系の−Ｉｔ
的な制御のほかに、印字部１２の圧力センサ２１が検出
するインクタンク２０内の負圧情報を取り込み、その負
圧の変化に応じて前記電圧供給回路２３からインク室１
８のピエゾ素子１０に印加されるパルス電圧のレベルを
補正する電圧補正手段としての機能を備えている。

第２図に示すように、給紙部１１はプリンタ本体２４の
上部後方に配置され、プリンタ本体２４に対して着脱可
能に設けられた用紙力士ント２５と、この用紙カセント
２５から用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送部１３に供給するた
めの給紙ローラ２６とを有する。

用紙搬送部１３は、上記給紙部１１から供給された用紙
Ｐを印字部１２のプラテンローラ２７に搬送するための
レジストローラ２８と、ガイド板２９．３０、印字部１
２で印字された用紙Ｐを排紙トレイ１４に排出する排出
ローラ３１とを有し、二点鎖線で示す経路を経て用紙Ｐ
を搬送する機能を担う。

印字部１２は、プリンタ本体２４内の図示しない側板間
に架設された１対のガイドステー３２．３２上に摺動可
能に配置され印字ヘッド１６を支持するキャリッジ３３
と、印字ヘッド１６のノズル１７に対向し、印字時に用
紙Ｐを背後から支持するプラテンローラ２７と、用紙Ｐ
をプラテンローラ２７に圧接する補助ローラ３４とを有
し、前記した駆動機構２２は、上記キャリッジ３３をガ
イドステー３２．３２上で往復移動させるプーリ２２ａ
と無端ベルｌ−２２ｂで構成されている。

このインクジェットプリンタの制御系を構成するマイク
ロコンピュータ１５は、第３図に示すように、制御プロ
グラムが書き込まれたＲＯＭ３５と、そのプログラムを
実行するＣＰＵ３６と、そのプログラムの実行途中で利
用される各種データを一時的に格納しておくためのＲＡ
Ｍ３７と、各印字キャラクタのドツト構成データが書き
込まれているフォントＲＯＭ３８と、給紙部１１、用紙
搬送部１３、印字部１２の圧力センサ２１、駆動機構２
２、電圧供給回路２３との間で信号の授受を行うための
インクフェース３９とを有する。

上記ＲＯＭ３５のプログラム中には、上記インクタンク
２０内の負圧と、その負圧の変化に応して一定のインク
吐出量Ｑ１を保つためにピエゾ素子１０へ印加すべき電
圧との対応関係がデータマツプとして書き込まれている
。

すなわち、第９図に示すように、印字ヘンド１６のノズ
ル１７でのインク吐出量Ｑを継軸に、インクタンク２０
内の負圧Ｐを横軸にとると、ピエゾ素子１０に印加する
パルス電圧が一定のレヘル■１のときには、■のグラフ
で示すように負圧Ｐの増大、つまりインクタンク２０内
圧の低下につれてインク吐出量Ｑは減少する傾向を示す
ので、それぞれ異なる印加電圧Ｖｌ　、Ｖ２．Ｖ３．Ｖ
４・・・のもとで一定のインク吐出量Ｑ１が得られる負
圧の値Ｐ１、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４・・・をそれぞれ予め求
めておき、各印加電圧と負圧とを１対１に対応付けたデ
ータマツプが、インクタンク２０内圧の変化に伴う印加
電圧補正用のデータとしてＲＯＭ３５に書き込まれてい
る。

第４図ないし第７図は、前記インク供給路１９における
圧力センサ２１の取付構造の各側を示している。

第４図に示す取付構造では、圧力を電気量に変換する変
換素子である図示しない箔ひずみゲージをケース４０内
に封入した圧力センサ２１が用いられ、インク供給路１
９の途中に形成した開口１９ａよりインク供給路１９内
にケース４０先端部を臨ませ、その先端部に形成したフ
ランジ４０ａを接着剤４Ｉで開口１９ａの内側口縁に接
着することによって取り付け、上記箔ひずみゲージに接
続されたリード線４２から検出信号を取り出すように構
成されている。　第５図に示す取付構造では、インク供
給路１９の途中に圧力検出用の空室４３を設け、先端部
に圧力センサ２１を配置した雄ねじ４４を上記空室４３
の壁に螺合させることによって、圧力センサ２１が空室
４３内に臨ませである。雄ねじ４４は筒状に形成され、
圧力センサ２１はダイアフラムの外表面にひずみゲージ
を張り付けて構成されており、ひずみゲージに接続され
たリード線は雄ねじ４４内および雄ねじ４４に接続され
たバイブ４５を経て外部に引き出される。

雄ねし４４の空室４３への螺合部にはパツキン４６が介
装されて水蜜性が保たれている。この取付構造では、イ
ンク供給路１９の途中に設けた空室４３で圧力検出が行
われるので、動圧の影響を受けることなくインクタンク
２０内の負圧を正確に測定できる。

第６図および第７回に示す取付構造では、圧電変換素子
である箔ひずみゲージ４７をダイアフラム４８の表面に
接着し、第７図に示すようにインク供給路１９の途中に
形成した開口１９ｂの内側口縁に上記ダイアフラム４８
を接着剤４９で接着することによって取り付けられてい
る。箔ひずみゲージに接続されているリード線５０から
検出信号が取り出されることは、上記各取付構造の場合
と同しである。

なお、圧力センサ２１はインク供給路１９の途中に設け
ず、直接インクタンク２０内に設けてもよいが、カート
リッジ式の一般的なインクタンク２０に対しては上述し
たようにインク供給路１９の途中に設けるのが、コスト
上から有利である。

第８図は上記インクジｘ　７トプリンタにおける印字部
２の動作を示すフローチャートである。

次に、第８図のフローチャートを参照して、上記インク
ジェットプリンタにおける印字部２の動作について説明
する。

印字のスタート信号が外部から入力されると、先ずステ
ップＳ１において印字開始のための初期設定つまり印字
準備が行われる。

次のステップＳ２では、圧力センサ２１の検出するイン
クタンク２０内の負圧情報が取り込まれ、その負圧Ｐ】
に対応する電圧Ｖｉが電圧発生面Ｂ２３からノズル１７
近傍のピエゾ素子１０に印加する電圧として、次のステ
ップＳ３において設定される。

例えばインクタンク２０内のインクが未使用の初期状態
では、その内圧も初期値ＰＯであり、ピエゾ素子１０に
印加する電圧として初期値■０が設定される。これによ
り、ノズル１７のインク吐出量は一定値Ｑ１に設定され
る。

このあと、ステップＳ４では、外部から人力されてくる
印字データが取り込まれ、この印字データが文字などの
キャラクタデータである場合には対応するフォントデー
タがフォントＲＯＭ２４から順次読み出される。

さらに次のステップＳ５では、印字ヘッド１６の移動に
伴い印字データに対応する１行分の印字が順次行われる
。

１行分の印字が終了すると、次のステップ５６において
印字を継続すべきか否かが判断され、継続すべきと判断
した場合には、さらに次のステップＳ７においてインク
タンク２０内の負圧が予め定められている次の段階の値
Ｐ　ｉ＋１まで増大していないかどうかが判断される。

すなわち、それまでの負圧判定値がＰＯであったなら、
次の負圧判定値Ｐ１まで増大していないかどうかが判定
される。

増大しいていないと判定された場合には、ステップＳ４
に戻り同様の印字動作が繰り返される。ステップＳ７に
おいて、次の負圧段階まで増大したと判定されると、ス
テップＳ８のインクリメント処理を経てステップＳ３に
戻り、次の段階の負圧Ｐ１に対応した電圧■１がピエゾ
素子１０に印加する電圧として設定される。

以下、同様にして、ステップＳ７において次の負圧段階
Ｐ２．Ｐ３・・・に達したことが判定されるたびに、ピ
エゾ素子１０に印加する電圧はその負圧に対応付けられ
た電圧Ｖ２．Ｖ３・・・に設定し直される。したがって
、ノズル１７からのインク吐出量はインクタンク２０内
の負圧がインクの使用につれて増大変化しても、これに
左右されることなく、常に一定の値Ｑ１に維持される。

ステップＳ６において、印字処理を継続しないと判断さ
れると、ここで全ての印字動作は終了する。

なお、上記実施例では、ノズル１７近傍のインク室１８
に配置したピエゾ素子１０に電圧を印加して吐出圧を得
るサイロニクス型のインクジェットプリンタの場合につ
いて説明したが、グールド型や圧力室にピエゾ素子を配
置するステムメ型のインクジェットプリンタ、さらには
ノズルの近傍の電極に電圧を印加して気泡を発生させ、
その膨気泡の圧力でインクを吐出させるバブルジェット
プリンタなど、電圧印加によって吐出圧を得るサーマル
方式のインクジェットプリンタにも同様に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明は、上述した構成より成り、インクタンク内のイ
ンク量が減少してインクタンク内の圧力が低下すると、
その圧力低下分だけノズル近傍に配置された吐出圧発生
素子に印加する電圧が高く補正されるので、インクタン
ク内の圧力の低下によってノズルへのインク補充量が少
なくなるのを補って、ノズルのインクを噴射させる吐出
圧が大きくなり、インクの吐出量を一定に保つことがで
き、インク残量の減少に伴う印字濃度の低下を防止でき
る効果がある。

また、インクの残量が減少しても印字濃度を一定に維持
できるので、従来の場合よりもインクの残量が少なくな
るまで使用でき、無駄にするインクの量を低減できる効
果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明のインクジェットプリンタの概略的な構成を示
すブロック図、第２図は前記インクジェットプリンタの
駆動系を示す縦断面図、第３図は前記インクジェットプ
リンタの制御系を示すブロック図、第４図は前記インク
ジェットプリンタにおける圧力センサの取付構造の第１
例を示す断面図、第５図は前記圧力センサの取付構造の
第２例を示す断面図、第６図は前記圧力センサの取付構
造の第３例を示す平面図、第７図はその取付構造の断面
図、第８図は前記インクジェットプリンタにおける印字
部の動作を示すフローチャート、第９図は前記インクジ
ェットプリンタにおける印字制御において設定されるピ
エゾ素子への印加電圧をパラメータとしてインクタンク
内の負圧とインク吐出量との関係を示したグラフである
。　第１０図は従来のインクジェットプリンタにおける
インク供給系の構成を概略的に示す模式図である。 １０・・・吐出圧発生素子、１５・・・電圧補正手段、
１７・・・ノズル、２０・・・インクタンク、２１・・
・圧力検出手段、Ｐ・・・用紙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インクタンクから、このインクタンクに連通するノズル
   にインクを供給し、前記ノズルの近傍に配置された吐出
   圧発生素子に電圧を印加して、ノズルのインクを印加電
   圧に応じた吐出圧で噴射させ用紙に記録を行うようにし
   たインクジェットプリンタにおいて、前記インクタンク
   内の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段
   の検出する圧力が低下した分だけ前記吐出圧発生素子へ
   の印加電圧を高く補正して吐出圧を一定に保つ電圧補正
   手段とを備えたことを特徴とするインクジェットプリン
   タ。