JPH07101127A

JPH07101127A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH07101127A
Application number: JP24544893A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nishikawa; 正治西川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な加工を施すだけで同一のヘッドをドッ
ト密度の異なる複数種のプリンタに適用できるように
し、これにより製作コストの低減を図る。【構成】ヘッド１０を、その各チャネルのノズル開口
端が各チャネルの長手方向と直交する方向に対しドット
密度に応じて設定した角度αで傾めになる方向に配列さ
れるように構成し、かつこのヘッド１０を、その各ノズ
ル開口端が記録紙の記録面に対し一定のギャップを保持
して対向する状態に移動走査手段に支持させるように構
成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のノズルを備え、
画信号に応じてこれらのノズルから選択的にインクを噴
射することにより記録を行なうドットオンディマンド型
のインクジェットプリントヘッドを用いたインクジェッ
トプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドットオンディマンド型のインクジェッ
トプリントヘッドを使用したプリンタにおいて、高速で
かつ高密度の画像記録を実現ししかも安価な装置を提供
するには、ノズルを高密度で多数配列したヘッドを容易
に製作できるようにすることが必要である。

【０００３】この要求を満たすヘッドとして、従来より
例えば特開昭５７−１６９３６４号公報に示されるもの
が知られている。このヘッドは、発熱抵抗体設置基板３
００と溝付きプレート３０８とから構成される。

【０００４】図１６は発熱抵抗体設置基板３００の構成
を示したもので、この発熱抵抗体設置基板３００はアル
ミナ基板３０１上に蓄熱層３０２、発熱抵抗層３０３お
よびアルミニウム電極層３０４を順に積層形成したの
ち、選択エッチングにより一定幅の発熱抵抗体３０３−
１〜３０３−４を形成するとともに、共通電極３０４ａ
および選択電極３０４ｂ−１〜３０４ｂ−４を形成する
ことにより作成される。一方、図１７は溝付きプレート
３０８の構成を示したもので、この溝付きプレート３０
８はガラス板３０５にマイクロカッタ等を用いて、上記
発熱抵抗体３０３−１〜３０３−４の形成幅と等しい幅
で複数本の溝（チャネル）３０６−１〜３０６−４を切
削形成するとともに、共通インク室３０７となる溝を切
削形成することにより作成される。

【０００５】そして、このようにして作成された発熱抵
抗体設置基板３００と溝付きプレート３０８とは、その
発熱抵抗体３０３−１〜３０３−４と溝３０６−１〜３
０６−４との位置合わせがなされた状態で相互に接合さ
れる。これにより、ヘッド内には細長い溝状をなす複数
のチャネルが一定間隔で平行に形成される。これらのチ
ャネルの一端側は、各チャネルの長手方向と直交する方
向に切り揃えられ、この端面がインク噴射ノズル口とな
る。一方、上記各チャネルの他端側はヘッド内で共通イ
ンク室３０７に連通し、この共通インク室３０７には図
示しないインク供給部からインクを導入するためのイン
ク導入管３０９−１，３０９−２が接続される。図１８
はこのヘッドの構成を示す斜視図である。

【０００６】このようなヘッドを駆動する場合には、イ
ンク供給部からインク導入管３０９−１，３０９−２を
介してヘッド内にインクを供給することにより各チャネ
ル内を水性インクで満たし、この状態で画信号に応じて
駆動パルス信号を共通電極と選択電極との間に選択的に
印加する。そうすると、駆動パルス信号が印加された電
極に対応する発熱抵抗体が発熱し、その熱により瞬時に
インク溶媒が気化して、これによる圧力によってインク
がノズルから噴射する。

【０００７】このようなヘッドにおいて、ノズルの配列
密度およびノズル数の上限は、溝つきプレート３０８に
加工するチャネルと電極および発熱抵抗体の加工精度と
によって決まる。しかし、これらの加工は比較的簡易で
高密度化が容易であるため、高密度のプリントヘッドを
安価に実現することが可能である。

【０００８】なお、上記溝、電極および発熱抵抗体に対
する十分な加工精度が得られない場合には、プラスチッ
ク板にレーザー加工によって穴を開けた板をチャネルの
出口端、つまりノズル開口端に貼り付けるとよいこと
が、電子写真学会誌第３２巻第２号１５０頁に記載され
ている。

【０００９】一方、複数のチャネルを平行に多数加工
し、各チャネルを圧力発生室とするプリントヘッドの別
の例として、British Industrial News ９／９２９頁
には、圧力発生の原理として電界によるピエゾ素子の変
形を利用したものが開示されている。図１９はその構成
を示す斜視図である。

【００１０】すなわち、４０１はピエゾ効果を有する素
材で作成された基板であり、この基板４０１には溝４０
２が形成されている。４０３はその隔壁である。溝４０
２はその上面が部材４０４で封止されており、これによ
りチェンネルが形成されている。このチャネルの一端に
はノズル板４０５が配設され、これによりノズル開口列
が形成される。これに対しチャネルの他端側はインク供
給溝４０６に連通している。側壁４０３には図示しない
電極が形成されている。そして、この電極に駆動回路４
０７から画信号に応じたパルス信号を印加すると、側壁
４０３が歪んでその歪力によりノズル開口からインクが
噴射される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた各プリント
ヘッドは、エッチング等のマスターパターンを利用した
加工や、マルチディスクカッタ等の専用の工具を用いる
ことによって、高精度で効率良く高密度に製作すること
ができる。

【００１２】ところが、この様なプリントヘッドを用い
た従来のプリンタには、次のような解決すべき課題があ
った。すなわち、プリンタには、一般に文字を主として
プリントアウトするプリンタと、図面をプリントアウト
するためのプロッタや複写を行なうためのプリンタとが
ある。このうち前者の文字をプリントアウトするプリン
タでは、例えば１８０または３６０ＤＰＩのドット密度
でプリントが行なわれる。これに対し後者の図面などを
プリントアウトするプリンタでは、例えば２００または
４００ＤＰＩのドット密度でプリントが行なわれる。こ
れらのドット密度の異なる複数種のプリンタを作製する
場合、１種類のヘッドを両方のプリンタに組み込むこと
ができれば、極めて経済的である。

【００１３】しかし、前記従来のヘッドは、そのチャネ
ルピッチが溝、電極および発熱抵抗体の形成ピッチによ
り予め固定的に決定されてしまう。このため、ドット密
度の異なる複数種のプリンタを製作する場合には、プリ
ンタごとにそのドット密度に応じてそれぞれ専用のヘッ
ドを製作しなければならない。このチャネルピッチの異
なるプリントヘッドを製作するには、多数のエッチング
用マスクパターンや加工ピッチに応じた専用の工具がそ
れぞれ必要であり、製作コストの上昇が避けられない。

【００１４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、簡単な加工を施すだけで
同一のヘッドをドット密度の異なる複数種のプリンタに
適用できるようにし、これにより製作コストの低減を図
ることができるインクジェットプリンタを提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、隔壁により相互に分離されて圧力発生室を
形成する細長い複数のチャネルを平行に配置し、これら
のチャネルの一端側をノズル開口端とするとともに他端
側をインク供給源に接続したヘッドと、このヘッドを記
録媒体に対向させた状態に支持してこのヘッドを記録媒
体に対し所定の走査方向に相対移動させる移動走査手段
と、上記ヘッドの各チャネルを画信号に応動して駆動す
るヘッド駆動手段とを備えたインクジェットプリンタに
おいて、上記ヘッドを、その各チャネルのノズル開口端
が各チャネルの長手方向と直交する方向に対しドット密
度に応じて設定した角度で傾斜する方向に配列されるよ
うに構成し、かつこのヘッドを、その各ノズル開口端が
上記記録媒体に対し同一ギャップを保持して対向する状
態に上記移動走査手段に支持させるように構成したもの
である。

【００１６】

【作用】この結果本発明によれば、各ノズル開口端列の
配列方向の傾斜角度を変えるだけで、各ノズル開口端の
配列ピッチを任意に変更することが可能となる。したが
って、所定のチャネルピッチを有する１種類のヘッド
に、上記ノズル開口端列の配列方向の角度を可変するた
めの簡単な加工を施すだけで、ドット密度の異なる複数
種のプリンタに適用可能なヘッドを製作することができ
る。このため、ヘッドの製作コストを引き下げることが
でき、これによりプリンタの低価格化を図ることが可能
となる。

【００１７】

【実施例】

（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例に係わ
るインクジェットプリンタの全体構成を示す図である。
同図において、１は記録紙ロールであり、この記録紙ロ
ール１から引き出された記録紙２は、ガイドローラ３で
ガイドされ、さらに吸引ボックス６のプラテン７におい
て走行位置が規制されたのち、搬送ローラ４およびピン
チローラ５に導かれる。搬送ローラ４は、ステップモー
タからなる副走査モータ１８により回転駆動され、上記
記録紙２を挾持してステップ的に副走査移動させる。

【００１８】８，８は一対のガイドレールであり、記録
紙２の記録面に対し平行に配置されている。このガイド
レール８，８には、移動主走査台９が軸受けを介して移
動自在に支持されており、この移動主走査台９上にはマ
ルチノズルオンディマンドインクジェットプリントヘッ
ド（以後単にヘッドと称する）１０が固定されている。
また、１５，１５は一対のプーリであり、これらのプー
リ１５，１５間にはワイヤ１６が掛け渡され、このワイ
ヤの一端は上記移動主走査台９のグリップ１７に固定さ
れている。上記プーリ１５，１５のうちの一方のプーリ
の軸は主走査モータ１９に連結されており、他方のプー
リーは従動回転する。したがって、主走査モータ１９を
往復回転させることにより、移動主走査台９上に搭載さ
れたヘッド１０は記録紙２の記録面に対し往復動し、こ
れにより主走査が行なわれる。

【００１９】２０はプリント原画信号源であり、画信号
はこのプリント原画信号源２０によりラスタ画信号の形
態に変換されたのち書込み回路２１に入力される。書込
み回路２１は、上記画信号をビットマップメモリ２２に
書き込む。このビットマップメモリ２２に書き込まれた
画信号は、プリント時に読出し回路２３が指定するアド
レス順序およびタイミングに従って読み出され、プリン
トヘッドドライバ２６に供給される。プリントヘッドド
ライバ２６は、上記画信号に応じてヘッド１０の各チャ
ネルを通電駆動する。

【００２０】２７，２８はそれぞれ主走査モータドライ
バおよび副走査モータドライバであり、これらのモータ
ドライバ２７，２８は制御回路２９の制御に応じてそれ
ぞれ主走査モータ１９および副走査モータ１８を回転駆
動する。

【００２１】ところで、上記ヘッド１０のヘッドユニッ
ト１１は次のように構成される。図２はその発熱抵抗体
設置基板の構成を示す部分平面図である。基板上には、
細長いチャネルが複数本並列に配設されている。これら
のチャネルは、側壁１２，１２，…により相互に仕切ら
れており、これにより各々がインク圧力発生室を形成し
ている。また、各チャネルにはそれぞれ発熱抵抗体１
３，１３，…が設けられており、これらの発熱抵抗体１
３，１３，…がプリントヘッドドライバ２６により通電
駆動されることによりインクが気化されて後述するノズ
ル開口から噴射される。上記チャネルは、副走査方向に
所望のドット密度ｐと同じか又はその整数倍のピッチで
加工される。図示例ではピッチをｐ₁ で示してる。この
ピッチｐ₁ は、最も汎用のプリンタやプロッタが有する
ドット密度に対応するように設定されている。

【００２２】さて、この様な配列ピッチｐ₁ を有するヘ
ッドを基に、ドット密度が上記汎用のプリンタやプロッ
タと異なる別種のプリンタまたはプロッタに適合するプ
リンタを製作する場合には、次のように行なう、すなわ
ち、上記ヘッドユニット１１のノズル開口端側端面を、
ｚ−ｚ線に示すように各チャネルの配列方向に対し所望
の角度αで傾斜した線に沿って切断加工する。つまり、
各チャネルを斜めに横切った平面上にノズル開口端が配
列するように加工する。ここで、上記傾斜角度αは、上
記別種のプリンタまたはプロッタのドット密度に応じ
て、ノズル開口の配列ピッチがｐ₂ になるように設定さ
れる。そして、このようにノズル開口端面が斜め方向に
切断加工されたヘッドの切断面には、図３に示すごとく
所定の大きさのノズル口を有するノズル板１４が貼着さ
れる。かくして、ノズル開口ピッチｐ₂ を有した、上記
別種のプリンタまたはプロッタに適合するヘッドユニッ
ト１１が作製される。

【００２３】そして、このヘッドユニット１１は、その
各ノズル開口端面と記録紙２との間のギャップが一定と
なるように移動主走査台９上に位置決めされて固定され
る。図４はこの固定後のヘッド１０の状態を示す側面図
である。

【００２４】このように構成すれば、ノズル開口端の配
列位置がチャネルの配列方向に対し所定角度αで傾斜し
た位置に設定される。このため、このノズル開口の配列
ピッチｐ₂ は、図２に示すごとくヘッド自体のチャネル
配列ピッチｐ₁ よりも大きなものとなる。したがって、
例えばチャネル配列ピッチｐ₁ が２００ＤＰＩに対応す
るノズルピッチであったとすれば、ｐ₂ を１８０ＤＰＩ
または１５０ＤＰＩのドット密度に整合させることがで
きる。またｐ₁ が１８０ＤＰＩに対応する時にｐ₂ とし
て１５０ＤＰＩに対応した値とすることができる。

【００２５】したがって本実施例であれば、任意のチャ
ネル配列ピッチｐ₁ を有する汎用のヘッドをそのまま利
用し、このヘッドのノズル開口側端面を、プリンタのド
ット密度に応じて設定した傾斜角度αで切断加工するだ
けで、ドット密度の異なる別種のプリンタまたはプロッ
タに適合したヘッド作製することができる。このため、
チャネルを形成するための基本的な加工工程は変更する
ことなく、ノズル開口端の切断加工工程を追加するだけ
で、簡単かつ安価に種々ヘッドを作製することができ、
これによりドット密度の異なる複数種のインクジェット
プリンタを安価に提供することが可能となる。

【００２６】なお、ノズル開口端面をチャネルの軸と直
交する方向から傾斜させて配置したことにより、各ノズ
ルごとにその位置によりチャネル部分の長さが異ったり
ノズル開口端面から発熱抵抗体の部分までの長さが異な
るようになる。しかるに、オンディマンド方式のインク
ジェットプリンタでは、ドットのオンオフによってプリ
ントが行なれるため、上記のチャネル部分の構成に不揃
な要素があったとしても文字や線の表現に支障が生ずる
ようなムラは発生しない。

【００２７】（第２の実施例）ところが、ベタ黒画像の
ようなものをプリントした場合には、わずかなドットの
サイズのムラであっても、それが特定の位置に集合して
存在するとムラとして目視されるようになる。本発明の
装置では、ヘッドのノズル配列ピッチで主走査方向に長
い帯状の領域を一単位としてプリントが行なわれるの
で、その帯の幅方向の一端側が高濃度で他端側が低濃度
となる現象が見られ、帯すなわちバンディングとして目
視されて画質の劣化を招く。

【００２８】そこで、本実施例ではこのような不具合の
発生を次のように防止している。図５は、本実施例に係
わるインクジェットプリンタの全体構成を示すものであ
る。なお、同図において前記図１と同一部分には同一符
号を付して詳しい説明は省略する。

【００２９】すなわち、本実施例のプリンタではパルス
補正指令回路２４が追加設置されている。このパルス補
正指令回路２４は、プリントヘッドドライバ２６からヘ
ッド１０の各チャネルに供給される駆動パルスの波形
を、ヘッド１０のノズル位置に応じて補正する機能を有
したものである。

【００３０】例えば、プリントヘッドが図１９に示した
ようにチャネルを構成するピエゾ素子の変形によりイン
クの噴射を行なうものである場合について説明すると、
図２に示すようにチャネルの寸法が短くなったノズルに
おいては、同じ駆動電圧を印加したのでは小量のインク
しか噴射されない。そこでチャネルの有効長に対応させ
て、有効長が短いチャネルをドライブする場合には高い
駆動電圧またはパルス幅の広い駆動パルスを印加するよ
うに補正する。この補正量は、プリントヘッドのノズル
位置に応じて決まってしまうので、各ノズル位置に対応
した補正量を予め求めてパルス補正指令回路２４のメモ
リに記憶しておき、プリントヘッドドライバ２６の動作
をこのメモリに記憶された補正量に基づいて補正するこ
とにより実現される。

【００３１】このような実施例であれば、各ノズルに供
給する駆動パルスの電圧値もしくはパルス幅が各ノズル
ごとに補正されるため、各ノズル開口端を斜め方向に配
列したヘッドであっても、各ノズル間におけるインク噴
射特性のばらつきをなくすことができ、これにより高品
質のプリントを行なうことができる。

【００３２】なお、補正手段としては、例えば各ノズル
に対応するドライバ素子に供給する電圧が素子毎に予め
補正された値として供給されるように、電源回路やドラ
イブ回路の素子パラメータをかえておくようにしてもよ
い。

【００３３】（第３の実施例）上記第２の実施例では、
駆動パルスの電圧もしくはパルス幅を可変設定すること
によりノズル間のインク噴射特性のばらつきを補正する
ようにしたが、ヘッド自体の構造を工夫することによっ
ても補正は可能である。本実施例はその一例を示すもの
である。

【００３４】すなわち、ピエゾ素子を使用したヘッド３
０では、例えば図６および図７に示すごとくピエゾシー
ト３１上に多条の溝が形成されている。これらの溝は、
側壁３２により相互に仕切られており、これらの側壁３
２上には電極３３が作られている。また、上記各溝はカ
バーシート３４により閉塞され、これによって溝はイン
クで満されるチャネルとなる。各チャネルの一端側は、
ノズル３６を加工したノズルプレート３５で封止されて
おり、これによりノズル開口端が形成されている。ま
た、各チャネルの他端には各チャネルにインクを供給す
るインク供給溝３７が設けられ、このインク供給溝３７
には外部からインクを供給するためのインク供給口３８
が接続されている。

【００３５】ところで、上記ノズル開口端は、各チャネ
ルの配列方向に対し所定の傾斜角を有して斜めに切削加
工されており、この傾斜端面にノズルプレート３５が貼
着されている。また、各側壁３２上に形成される電極３
３は、側壁３２の全長に亘つて設けられているのではな
く、短い方のチャネルの側壁に合わせた寸法で、全側壁
３２に対し同じ長さで設けられている。なお、図７に示
す矢印Ｄは分極の方向を示している。

【００３６】このような構成のヘッドは、ピエゾ素子を
使用したものであり、この種のヘッドは、側壁３２を挟
む両電極３３間に駆動電圧を印加した時に分極と直角方
向にピエゾ板の側壁が撓むことを利用してチャネルの容
積を変化させ、この力によってインクを噴射させるもで
ある。すなわち、ピエゾ板の側壁３２に設けた電極３３
に対応する側壁部分のみが変形する。このため、各ノズ
ル口を斜めに配列したことにより各チャネルの長さに長
短が生じても、本実施例のヘッドのように電極３３の寸
法が一定であればインクの噴射量も一定となる。このた
め、前記第２の実施例で述べたような電気的な補正を行
なう必要はなくなる。

【００３７】（第４の実施例）本発明のヘッドでは、ノ
ズル口端面の傾斜角が大きくなる程、チャネルの配列ピ
ッチに対してノズル間ピッチが大きくなるため、上記傾
斜角を任意に選ぶことによりプリントヘッドのドット密
度に応じた最適なノズル配列ピッチを有するヘッドを作
製することができる。ところが、傾斜角が大きくなりす
ぎると、傾斜のない基本的なプリントヘッドとの違いが
大きくなりすぎて、共通性が次第に失われてしまう。

【００３８】そこで基本的なプリントヘッドの対応ドッ
ト密度に対してドット密度を大きく変化させるにも拘ら
ず、プリントヘッドノズル面の傾斜をあまり増大させな
い構成が必要となる。

【００３９】本実施例は、この点に着目し、プリントヘ
ッドのノズル配列基準軸が副走査方向に対して傾斜する
状態に移動走査台上に固定するようにしたものである。
図９乃至図１１はその構成を示すものである。

【００４０】すなわち、プリントヘッド１０のノズル端
面には、図９の正面図に示すごとくノズル板４０が取着
されている。ノズル板４０には配列基準軸ｘ−ｘに沿っ
て複数のノズル開口が整列配置されている。なお、ノズ
ルの配列を容易にするために、ノズルを二次元的に配列
する場合もあるが、その場合でも複数のノズル開口を整
列配置させる基準軸は存在する。通常の場合、この基準
軸は副走査方向に一致させ、主走査方向と直交する方向
に定められており、かつこの方向に配置した時にノズル
は副走査方向に所望のピッチで配列されるように作られ
ている。

【００４１】これに対し、本実施例のプリンタでは、図
１０に示すようにノズル配列の基準軸ｘ−ｘを記録紙２
と対向する面内で傾けて支持するように傾斜支持台４２
が設けられている。それと同時に後に詳細に説明するよ
うにプリントヘッドのノズル配列面がチャネルの長手軸
と直交する方向に対して傾斜しているので、プリントヘ
ッドユニットはチャネル軸がヘッド支持台に対して傾斜
する方向に取り付けられる。図１１はプリントヘッド１
０の側面図である。同図において、プリントヘッドユニ
ット４１のノズル配列面は、記録紙２の記録面に対し平
行となるように支持されるため、チャネル軸ｚ−ｚは水
平方向に対して傾斜して取り付けられる。

【００４２】次に、図１２を用いてドット密度変更のた
めのヘッド１０の回転およびノズル配列面の傾斜につい
て説明する。同図において、４１はプリントヘッドユニ
ットを示し、ｎ₁ 〜ｎ₁₀はノズル位置を示すものとす
る。各ノズルは、所定のドット密度、例えば１８０ＤＰ
Ｉに対応するピッチｐ₁ （ｐ₁ ＝０．１４１ミリメート
ル）で配列されているものとする。なお、ｘ−ｘはノズ
ル配列の基準軸であり、Ｘは主走査方向、Ｙは副走査方
向である。

【００４３】このプリントヘッドのエレメントを共用し
て２００ＤＰＩまたは４００ＤＰＩのドット密度のプリ
ンタを実現するために、プリントヘッドユニット４１を
傾ける場合を例にとって説明する。

【００４４】基準軸ｘ−ｘを傾けると、ノズルは主走査
方向Ｘおよび副走査方向Ｙに対しともに一定のピッチで
離間配列されるようになる。そして各ノズルを同じタイ
ミングでドライブできるようにするためには、主走査方
向Ｘのノズルピッチｐ₂ は所望のプリントドット密度の
整数倍または整数分の１となっていなければならない。

【００４５】図１２の例では、２００ＤＰＩまたは４０
０ＤＰＩのプリントを行なうものとして、ｐ₂ が０．０
６３５ミリメートルとなるように基準軸ｘ−ｘを図１２
の（ａ）に示す位置に傾けるものとする。この結果、副
走査方向Ｙのノズルピッチｐ₃ は０．１２５９ミリメー
トルとなり、２００ＤＰＩのピッチ０．１２７よりわず
かに短くなる。各ノズル間のピッチのずれは、所望値に
対しわずかで無視し得る寸法であるが、ノズル数を６４
ノズル、１２８ノズル、２５６ノズルというように多数
のノズル数にマルチノズル化した時には、累積差が１ド
ット以上になってしまいこの誤差が無視できなくなる。

【００４６】そこで、主走査方向Ｘのノズルピッチｐ₂
はそのままにして、副走査方向Ｙのノズルピッチを所望
のドット密度、例えば２００ＤＰＩに対応する０．１２
７ミリメートルになるようにしたとする、そうすると、
このときのノズル配列は、基準軸ｘ−ｘを図１２の
（ｂ）の位置において点線で示されるノズルによって達
成される。

【００４７】したがって、この場合必要なノズルユニッ
トは点線で示されるノズルで、このノズルの基準軸を副
走査方向Ｙに回転させて図示したのが４１′である。こ
の時のノズル間のピッチｐ₁ ′を計算すると０．１４２
ミリメートルとなる。

【００４８】１８０ＤＰＩ対応のノズルピッチは０．１
４１ミリメートルであるから、その差はわずかに０．０
０１ミリメートルとなる。しかし、６４ノズルを集合し
たプリントヘッドでは累積誤差は０．０６４ミリメート
ルで、４００ＤＰＩのプリント時の１ドット分にあた
り、１２８ノズルを集合した場合は２ドット分にあた
る。

【００４９】そこでこの誤差を補正するために、先に図
２で説明したように、ノズルの配列面をチャンネルの軸
と直交する方向に対して傾斜させて、ノズル間ピッチを
０．１４１ミリメートルから０．１４２ミリメートルに
拡大する。この時の傾斜角は６．８°である。

【００５０】上記計算例においては、主走査方向Ｘのピ
ッチｐ₂ は４００ＤＰＩに対応する０．０６３５ミリメ
ートルとなっている。このため、４００ＤＰＩのプリン
トを行なう場合には、全ノズルから同時にインクを噴射
することができるが、２００ＤＰＩのプリントを行なう
場合には、一つおきのノズル群にわけて、各群を交互に
ドライブするように構成すればよい。

【００５１】主走査方向のノズル間ピッチは、所望のプ
リントドット密度に等しいかその整数倍であれば、全ノ
ズルを同時駆動してプリントを行なうことができる。所
望のプリントピッチの１／ｎのピッチであると、全ノズ
ルをｎ回に分割してドライブしなければならなくなり、
ｎが２以上であるとプリントの効率が極めて悪くなって
しまうので好ましくない。

【００５２】（第５の実施例）ところで、インクジェッ
トプリンタにおいては、インクが消耗するとプリントが
行なえなくなる。このような場合、インクとノズルを１
体化したカートリッジヘッドでは新しいヘッドと交換す
る必要があり、またインクを補充して使用するタイプの
ヘッドでは補給を適切に行なわなければならない。

【００５３】プリントが不良の場合、それに気づかなけ
ればプリントの元データが消失してしまう場合もあり、
その被害は著しいものがある。また、インクを補充して
プリントヘッドをくり返し使用するタイプのものでは、
インクの残量が所定レベル以下になると、それ以後にイ
ンクを補充してもインク供給路から空気を排除できなく
なり、再度インクを噴射することができなくなってしま
うという問題が生じる。これ等の問題の発生を防止する
ために、インクの残量を検知して、インク消耗のアラー
ム信号を発生させることはきわめて重要な課題である。

【００５４】従来、インクジェットプリンタ用のインク
としては、水を溶媒とするインクが用いられていたため
に、インクの残量検知手段としてはインクの導電性を利
用するものが用いられていた。すなわち、インク容器中
に一対の電極を置いて、インクが消耗すると電極間の導
電性が失われることを検知するものである。ところが、
水溶性のインクに代わって、非水系の溶媒でかつ絶縁性
の溶媒からなるインクが用いられるようになると、従来
の導電性に基づく検知手段を用いることができなくな
り、これに代わる有効で簡易な検知手段が要望されてい
る。

【００５５】そこで、本実施例においては次のようにし
てインクの残量検知を可能としている。図１３（ａ），
（ｂ）は、本実施例に係わるジェットインク容器の構成
を示すものである。

【００５６】すなわち、インク容器５０の下端底部には
インク流出開口５１が設けてあり、この開口５１はイン
クジェットノズル５２に連通している。インク容器５０
の上部にはキャップ５３が設けられており、このキャッ
プには空気導入口５４が設けられている。また、底部イ
ンク流出開口５１よりも高い位置にある器壁部分には、
圧電素子型圧力センサ５６が取付けられている。なお、
インク流出開口５１の入口にはフィルタ５５が設けられ
ており、このフィルタ５５により空気および異物がイン
クジェットノズル側に送られることを防止している。

【００５７】圧電素子型圧力センサ５６は、例えば図１
４に示すように構成される。図中の一点鎖線で示した部
分が感知部６０である。この感知部６０は、圧電素子６
１上に電極６２，６３，６４を取付けて、全体を不図示
のダイアフラム面に接合したものである。電極６２と電
極６４との間に交番電圧を印加すると、圧電素子６１が
振動し、その変形に基づいて電極６２，６３間に電圧が
発生する。この電圧を増幅して電極６４，６２間にフィ
ードバックすると、ダイアフラムと圧電素子６１からな
る感圧部の共振周波数で振動し、端子Ａから振動波形が
得られる。

【００５８】この状態でダイアフラムがインク等の液体
内に浸されると、ダイアフラムの共振周波数が変化し
て、端子Ａから得られる波形の周波数が高くなる。した
がって、この端子Ａからの出力波形をシャープカットフ
ィルタを通して処理すると、インクの有無によって大き
く出力が変化してインクの有無を検知することができ
る。

【００５９】（第６の実施例）上記第５の実施例では、
図１３に示したように圧力センサ５６を垂直な器壁部分
に取り付けた場合について述べた。この場合、圧力セン
サ５６のダイヤフラム板は通常直径１０乃至１５ミリメ
ートルの大きさで作られていて、そのために検知レベル
が比較的高い位置となる。

【００６０】これに対し、より少いインク残量で信号を
発生させるためには、容器底部に水平に圧力センサを取
付けることが考えられる。しかし、この姿勢ではインク
が十分に圧力センサ５６面から除去されていないので誤
検知を生ずる危険がある。

【００６１】そこで、圧力センサ５６のダイヤフラムを
インク流出開口５１に近い高さ位置において傾斜した姿
勢で取り付けるようにするとよい。このように構成する
と、検知が確実であるとともに低いインク面で信号を発
生させることができる。

【００６２】図１５は上記の構成の一例を示すものであ
る。図示するように、インク容器５０にはその底面を一
部傾斜させた器壁５７が設けられ、この部分に圧力セン
サ５６が取付けられる。圧力センサ５６の取付け位置
は、インク流出開口５１より高い位置であって、かつな
るべくインク流出開口５１に近い高さに設定される。

【００６３】ところで、インク容器５０は、インクジェ
ットノズルと一体的に組立てられ、移動主走査台に搭載
されて往復動されることが多い。この場合、インク容器
５０が中空であると容器中でインクが激しく流動して撹
拌され、空気導入口５４からインクが流出したり、イン
ク中に気泡が混入してしまう等の不具合が発生する。こ
の不具合の発生を防止するために、インク容器５０に連
続気泡の発泡材を収容し、これによりインクの流動を防
止することが考えられている。

【００６４】ところが上記発泡材が圧力センサ５６のダ
イアフラムに接触していると、ダイアフラムの振動が抑
制されて、圧力センサ５６として作動しなくなってしま
う。このような障害が生じないようにするために、例え
ば図１５に示すごとく圧力センサ５６のダイヤフラムに
対応してメッシュからなるガード部材５９を設けてい
る。このガード部材５９を設けたことにより、発泡材５
８は圧力センサ５６のダイヤフラムに直接接触しないよ
うになる。また、ガード部材５９はメッシュからなって
いるので、インクの流通は妨げられない。

【００６５】このように構成すれば、発泡材５８によっ
てインクの波立ちは防止され、この波立ちによる障害の
発生は防止されるととともに、圧力センサ５６のダイア
フラム部分にはインクしか直接接触しないので、精度よ
くインク残量を検知することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、隔壁によ
り相互に分離されて圧力発生室を形成する細長い複数の
チャネルを平行に配置し、これらのチャネルの一端側を
ノズル開口端とするとともに他端側をインク供給源に接
続したヘッドと、このヘッドを記録媒体に対向させた状
態に支持してこのヘッドを記録媒体に対し所定の走査方
向に相対移動させる移動走査手段と、上記ヘッドの各チ
ャネルを画信号に応動して駆動するヘッド駆動手段とを
備えたインクジェットプリンタにおいて、上記ヘッド
を、その各チャネルのノズル開口端が各チャネルの長手
方向と直交する方向に対しドット密度に応じて設定した
角度で傾斜する方向に配列されるように構成し、かつこ
のヘッドを、その各ノズル開口端が上記記録媒体に対し
同一ギャップを保持して対向する状態に上記移動走査手
段に支持させるように構成したものである。

【００６７】したがって本発明によれば、簡単な加工を
施すだけで同一のヘッドをドット密度の異なる複数種の
プリンタに適用いることができ、これにより製作コスト
の低減を図り得るインクジェットプリンタを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるインクジェット
プリンタの全体構成を示す図。

【図２】図１に示したプリンタに使用されるヘッドの作
製方法の説明に使用するための図。

【図３】図２に示した作製方法により作製されたヘッド
ユニットの構成を示す図。

【図４】図３に示したヘッドユニットを移動主走査台に
取着した状態を示す側面図。

【図５】本発明の第２の実施例に係わるインクジェット
プリンタの全体構成を示す図。

【図６】本発明の第３の実施例に係わるヘッドの構成を
示す縦断面図。

【図７】本発明の第３の実施例に係わるヘッドの構成を
示す側断面図。

【図８】本発明の第３の実施例に係わるヘッドの構成を
示す平面図。

【図９】本発明の第４の実施例に係わるヘッドの構成を
示す正面図。

【図１０】本発明の第４の実施例に係わるヘッドを移動
主走査台に取付けた状態を示す正面図。

【図１１】本発明の第４の実施例に係わるヘッドの側面
図。

【図１２】ヘッドの回転およびノズル配列面の傾斜を説
明するための図。

【図１３】本発明の第５の実施例に係わるインク容器の
構成を示す断面図。

【図１４】圧力センサの構成の一例を示す回路図。

【図１５】図１３に示したインク容器をさらに改良した
本発明の第６の実施例に係わるインク容器の構成を示す
部分断面図。

【図１６】従来のドットオンディマンド型のインクジェ
ットブリントヘッドの発熱抵抗体設置基板の構成を示す
図。

【図１７】従来のドットオンディマンド型のインクジェ
ットブリントヘッドの溝付きプレートの構成を示す図。

【図１８】図１６に示した発熱抵抗体設置基板と図１７
に示した溝付きプレートとを組み合わせて構成したヘッ
ドの構成を示す斜視図。

【図１９】ピエゾ素子を使用した従来のドットオンディ
マンド型のインクジェットブリントヘッドの構成を示す
斜視図。

【符号の説明】

１…記録紙ロール２…記録紙３…ガイドローラ４…搬送ローラ５…ピンチローラ６…吸引ボックス７…プラテン８…ガイドレール９…移動主走査台１０…ヘッド１１…ヘッドユニット１２…側壁１３…発熱抵抗体１４…ノズル板１５…プーリ１６…ワイヤ１７…グリップ２０…プリント原画信号源２１…書込み回路２２…ビットマップメモリ２３…読出し回路２４…パルス補正指令回路２６…プリントヘッドドライバ２７…主走査モータドライバ２８…副走査モータドライバ２９…制御回路３０…ピエゾ素子を使用したヘッド３１…ピエゾシート３２…側壁３３…電極３４…カバーシート３５…ノズルプレート３６…ノズル３７…インク供給溝３８…インク供給口４０…ノズル板４１，４１′…プリントヘッドユニット４２…傾斜支持台５０…インク容器５１…インク流出開口５２…インクジェットノズル５３…キャップ５４…空気導入口５５…フィルタ５６…圧電素子型圧力センサ５７…器壁５８…発砲材５９…ガード部材６０…圧力センサの感知部６１…圧電素子６２〜６４…電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 25/308 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０４Ｈ 25/30 Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隔壁により相互に分離されて圧力発生室
を形成する細長い複数のチャネルを平行に配置し、これ
らのチャネルの一端側をノズル開口端とするとともに他
端側をインク供給源に接続したヘッドと、このヘッドを
記録媒体に対向させた状態に支持してこのヘッドを記録
媒体に対し所定の走査方向に相対移動させる移動走査手
段と、前記ヘッドの各チャネルを画信号に応動して駆動
するヘッド駆動手段とを備えたインクジェットプリンタ
において、前記ヘッドを、その各チャネルのノズル開口端が各チャ
ネルの長手方向と直交する方向に対しドット密度に応じ
て設定した角度で傾斜する方向に配列されるように構成
し、かつこのヘッドを、その各ノズル開口端が前記記録
媒体に対し同一ギャップを保持して対向する状態に前記
移動走査手段に支持させてなることを特徴とするインク
ジェットプリンタ。