JPH08118628A

JPH08118628A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08118628A
Application number: JP6253597A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuhei Hiwada; 周平鶸田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】装着される印字ヘッドユニットに応じて自動
的に最適駆動電圧を供給出来るインクジェット記録装置
を、簡単な構成で、且つ安価に提供すること。【構成】印字ヘッドユニット１は、インクジェット
記録装置から脱着可能になっており、前記ユニット１が
装着されるとコネクタ３とコネクタ１７とが接続され、
電圧設定回路２とヘッド駆動電源４からなる電源発生回
路を構成する。この電源発生回路から発生される電圧
は、電圧設定回路２に設定された回路定数により決定さ
れ、ドライバ回路５へ最適駆動電圧を出力する。ドライ
バ回路５は、ヘッド駆動電源４から供給される最適駆動
電圧を使用して、図示されていないインクジェット記録
装置のコントロール回路から送り込まれる記録データ６
に基づきヘッドを駆動しインク吐出口からインクを用紙
に飛翔させ印字する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交換可能な印字ヘッド
ユニットを備えたインクジェット記録装置に関するもの
であり、更に詳しくはヘッド駆動電圧を回路的に設定す
る印字ヘッドユニットを備えたインクジェット記録装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、複数のイン
ク吐出口とその吐出口からインクを吐出させるエネルギ
ーを発生するエネルギー発生体とを有する印字ヘッドを
備え、その印字ヘッドへインクを供給すると共に、デー
タ信号に基づいてエネルギー発生体を駆動することによ
り、対応するインク吐出口からインク液滴を飛翔させ用
紙に付着させることで記録をおこなうものである。

【０００３】そして、従来、このようなインクジェット
記録装置には、印字ヘッド及びインクタンク等インク供
給系を含む印字ヘッド部をユニット化し、ユニットごと
交換可能に構成されたものが提案されている。

【０００４】このようなインクジェット記録装置では、
各ユニット間において、印字ヘッドのインク吐出口径や
形状の加工精度のバラツキ、あるいは、前記エネルギー
発生体、即ち発熱素子等の電気−熱エネルギー変換体や
圧電素子等の電気−機械エネルギー変換体の特性のバラ
ツキなどが存在する。このバラツキにより、ヘッドの最
適駆動電圧、即ち最適なインクの吐出状態を得るヘッド
駆動電圧が印字ヘッドユニット毎に相異する場合があっ
た。例えば、標準とするヘッド駆動電圧が２４Ｖであっ
た場合に、ある印字ヘッドユニットでは２３Ｖで最適吐
出状態を示し、他の印字ヘッドユニットでは２５Ｖが最
適吐出状態を示すというようなバラツキが生じていた。

【０００５】よって、このヘッドの最適駆動電圧のバラ
ツキを解消するために、印字ヘッドユニットを交換した
際には、その度に最適吐出状態になるように、印字ヘッ
ドの駆動電圧をその印字ヘッドユニットに対応した適正
電圧に合わせる必要があった。しかし、印字ヘッドユニ
ット交換毎に、そのユニットが最適吐出を行っているか
否かを測定し、それに基づいて最適駆動電圧の調整を行
うのでは、非常な手間がかかるうえ正確な調整が困難で
あった。

【０００６】そこで、従来、印字ヘッドユニットのイン
ターフェイス部に設けられ、そのユニットの最適駆動電
圧を電気的にビット信号として設定する電圧設定部と、
このインターフェイス部と電気的に接続されることで、
前記電圧設定部に設定された駆動電圧をビット信号とし
て読み出し、該ビット信号に基づき前記印字ヘッドユニ
ットのヘッド駆動電圧を制御するコントローラ部と、を
備えたインクジェット記録装置が提案されている。

【０００７】具体的には、図８に示すような、最適駆動
電圧値を示すビット信号を出力する端子を具備した印字
ヘッドユニット４０と、ヘッド駆動電圧を出力する電源
部４２と、前記ビット信号を受けて電源部４２を制御す
る制御部４１とを備えたインクジェット記録装置が考え
られる。印字ヘッドユニット４０にＣＯＭ端子、Ａ端
子、Ｂ端子及びＣ端子の４つの端子より構成された電圧
設定器が設けられており、その電圧設定器の内部回路に
おいて、ＣＯＭ端子と、Ａ端子，Ｂ端子及びＣ端子の何
れか１つまたは複数とが接続される組合せにより各種最
適駆動電圧の情報を作成する。そして、この印字ヘッド
ユニット４０をインクジェット記録装置に装着すると、
これらの端子が制御部４１と接続され、その制御部４１
に最適駆動電圧の情報を提供できる。制御部４１は、電
圧設定器から受け取った４ビットの最適駆動電圧情報を
読み取り、読み取った情報を電圧値に変換して電源部４
２に設定する。電源部４２は、予め用意されている電圧
値の中からそのユニットに適したヘッド最適駆動電圧を
ヘッド駆動回路４３に供給する事が可能となっている。

【０００８】こうすることで、特別な調整作業をするこ
となく、各印字ヘッドユニット毎にヘッド駆動電圧を固
有の最適値に自動的に制御することが出来た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来例のインクジェット記録装置では、電圧設
定器が設定できる電圧の種類は、ビット信号の組合せに
よる有限の種類しか持ち得なかった。即ち、図８の例で
は、ＣＯＭ端子，Ａ端子，Ｂ端子，Ｃ端子の４つの端子
を用いた場合、組合せでは最大８通りしか設定できな
い。そのため、設定する駆動電圧の種類を増加させるに
は、端子数を増加させる必要が有る。しかし、端子数を
増やすことはインターフェース部の信号線を増加や内部
回路の複雑化を引き起こし、結果としてインターフェー
ス部の大型化をまねくという問題があった。

【００１０】さらに問題点として、図８の方式では、イ
ンクジェット記録装置側に配備された電源部４２は複数
の駆動電圧の値を供給し得るものであるが、制御部４１
に予め用意された電圧以外の駆動電圧を出力させること
は出来なかった。例えば、インクの特性改良や印字ヘッ
ドユニットの改造等により最適駆動電圧が当初考えられ
たバラツキより大きく変化した場合には、対応した駆動
電圧を出力させることができない。そのため、最適駆動
電圧が大きく変化した場合にも対応できるようにするに
は、電圧設定器の端子数を増設して広い範囲の駆動電圧
値の設定が出来るようにし、それに合わせて、制御部４
１には、その端子から受信する信号の解析のための回路
や素子を追加搭載し、更に、電源部４２を制御する制御
プログラムの変更等の対応策を施しておく必要がある。
ただし、それは装置の大型化やコストの上昇をまねくと
いう問題があった。また、どれだけ上記対応策を施した
としても、電源部４２は制御部４１に定められた電圧し
か出力できないため、あらゆる印字ヘッドユニットに対
応して適正な電圧を出力させることは不可能であった。

【００１１】本発明は、上述した従来の方法の問題点を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、あらゆる印字ヘッドユニットにおいても、その
印字ヘッドに最適駆動電圧を供給することができるイン
クジェット記録装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明に記載のインクジェット記録装置は、交換可能
な印字ヘッドユニットを備えたものであり、更に、前記
印字ヘッドユニットのインターフェース部に設けられ、
その印字ヘッドユニットの駆動電圧を設定するための所
定の回路定数を有した回路素子を有する電圧設定部と、
このインターフェース部と電気的に接続されることで、
前記電圧設定部と共に電圧発生回路を形成し、前記電圧
設定部に設定された回路定数に基づき前記印字ヘッドユ
ニットのヘッド駆動電圧を発生する駆動電源部とを備え
ている。

【００１３】尚、前記電圧設定部は、少なくとも一個の
抵抗からなる回路で前記ヘッド駆動電圧を設定してもよ
い。

【００１４】さらに、前記電圧設定部は、複数個の抵抗
からなる回路と、その回路の一部を切断可能なカットポ
イントとにより、前記ヘッド駆動電圧を設定してもよ
い。

【００１５】尚、前記電圧設定部は、少なくとも一個の
定電圧発生素子からなる回路で前記ヘッド駆動電圧を設
定してもよい。

【００１６】更に、前記電圧設定部は、複数個の定電圧
発生素子からなる直列回路と、その回路の一部を切断可
能なカットポイントとにより、前記ヘッド駆動電圧を設
定してもよい。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１に係るイ
ンクジェット記録装置においては、印字ヘッドユニット
をインクジェット記録装置に装着することにより、イン
ターフェイス部と駆動電源部とが電気的に接続される。
すると、前記インターフェース部に設けらた電圧設定部
と前記駆動電源部により電圧発生回路が形成され、前記
電圧設定部に設定された回路定数に基づき、前記印字ヘ
ッドユニットに適正なヘッド駆動電圧を発生させる。

【００１８】請求項２に係るインクジェット記録装置に
おいては、電圧設定部に組まれた回路の抵抗値にて、ヘ
ッド駆動電圧が設定される。

【００１９】請求項３に係るインクジェット記録装置に
おいては、カットポイントにおいて回路を部分的に切断
することで、複数個の抵抗からなる所定の回路にても、
電圧設定部に設定される回路定数である抵抗値を各値に
容易に変更でき、それにより、適正なヘッド駆動電圧を
設定する。

【００２０】請求項４に係るインクジェット記録装置に
おいては、電圧設定部に組まれた回路の両端にかかる所
定の電圧値にて、ヘッド駆動電圧が設定される。

【００２１】請求項５に係るインクジェット記録装置に
おいては、カットポイントにおいて回路を部分的に切断
することで、複数個の定電圧発生素子からなる所定の直
列回路にても、電圧設定部に組まれた回路の両端にかか
る電圧値を各値に容易に変更でき、それにより、適正な
ヘッド駆動電圧を設定する。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を具
体的に説明する。

【００２３】図１は、本発明に係わるインクジェット記
録装置の一実施例を示す。本実施例において、印字ヘッ
ドユニット１は、電圧設定回路２やコネクタ３，８等か
らなるインターフェイス部７と、図示していないインク
吐出口やエネルギー発生体である圧電素子を前記吐出口
に対応させて配設したヘッド部と、インクタンク等から
なるインク供給系とにより構成されている。そして、イ
ンターフェース部７に設けられたコネクタ３には電圧設
定回路２の入出力端子が備えられ、コネクタ８には図示
しない前記ヘッド部を制御する駆動信号の入力端子が備
えられている。また、印字ヘッドユニット１は、インク
ジェット記録装置へ脱着自在に装着できるようになって
いる。

【００２４】印字ヘッドユニット１をインクジェット記
録装置に装着すると、インターフェイス部７のコネクタ
３が装置側に設けられたヘッド駆動電源４と電気的に接
続され、コネクタ８が装置側に設けられたドライバ回路
５の出力と電気的に接続される。尚、コネクタ８はイン
ク吐出口と同数の端子を有し、その端子は各圧電素子と
一対一に対応して接続されている。

【００２５】本発明の電圧設定部に相当する電圧設定回
路２は、図３または図６に示すような、コネクタ３の入
出力端子を開放端とした回路を構成している。そして、
その回路には、回路内の素子の特性値により所定の回路
定数が設定されている。そして、その回路定数が、この
印字ヘッドユニット１が最適にインクを吐出できる駆動
電圧値（＝最適駆動電圧）を決定している。

【００２６】インクジェット記録装置には、ヘッドの駆
動電圧を出力する本発明の駆動電源部に相当するヘッド
駆動電源４と、印字ヘッドユニット１のヘッド部の駆動
を制御するドライバ回路５が備えられている。尚、ヘッ
ド駆動電源４の出力がドライバ回路５に入力されてい
る。

【００２７】ヘッド駆動電源４は、インクジェット記録
装置の図示していない主電源より供給される所定電圧
を、電圧設定回路２の回路定数に基づいて最適駆動電圧
に変換し、ドライバ回路５へ出力するものである。

【００２８】また、ドライバ回路５は、ヘッド駆動電源
４から供給されるヘッド最適駆動電圧を使用して、図示
されていないインクジェット記録装置のコントロール回
路から送り込まれる記録データ６に基づきヘッドを駆動
し、インク吐出口からインクを用紙に飛翔させ印字させ
る。

【００２９】具体例を示しながら更に詳細に説明する。

【００３０】ヘッド駆動電源４は、具体的には図２に示
すような構成になっている。図中に示された一実施例の
ヘッド駆動電源４ａは、前記インターフェイス部７のコ
ネクタ３と接続可能なコネクタ１７を備え、コネクタ３
と接続がなされることで、電圧設定回路２と共に電圧発
生回路を形成する。そして、入力端子１０より主電源か
らの所定電圧を供給し、電圧設定回路２の回路定数に基
づき電圧を変換し、出力端子１１より適正駆動電圧をド
ライバ回路５へ出力する。

【００３１】本実施例のヘッド電源回路４ａの動作は、
次のようになる。入力１０より入力された電圧は、抵抗
１３によりトランジスタ１２にベース電流を供給すると
出力１１には、電圧が現れる。

【００３２】電圧設定回路２の構成が、図３に示すよう
に１つの抵抗２０からなっていると、抵抗１６とヘッド
駆動電源４ａ側のコネクタ１７経由で接続される抵抗２
０とにより、出力１１に現れた電圧を分圧し、その電圧
を誤差増幅器１４の片方の入力端（図中上側）へ入力さ
れる。

【００３３】誤差増幅器１４の残りの入力端（図中下
側）には、基準電圧源１５が接続されている。誤差増幅
器１４は、２つの入力端の電圧差を０Ｖにするように誤
差増幅器１４の出力を調整し、抵抗１３からトランジス
タ１２のベースへ流れ込む電流を調整する。

【００３４】結果、この回路における出力１１の電圧
は、次の式のようになる。

【００３５】

【数１】

【００３６】上記式に示すように、電圧設定回路２ａの
回路定数、即ち、電圧設定回路２ａに実装されている抵
抗２０の抵抗値Ｒ₂₀により、ヘッド駆動電源４ａの出力
電圧Ｖを制御することができる。

【００３７】抵抗２０の実装は、例えば、工場で印字ヘ
ッドユニット毎に行うインク吐出試験において、最適な
ヘッド駆動電圧を測定し、その結果に基づいて最適駆動
電圧が得られる抵抗値Ｒ₂₀を有する抵抗２０を印字ヘッ
ドユニット１の電圧設定回路２ａに実装するようにして
おけば良いことになる。ちなみに、抵抗値Ｒ₂₀は次式に
て求められる。

【００３８】

【数２】

【００３９】以上説明したように、本実施例のインクジ
ェット記録装置によれば、印字ヘッドユニット１内に、
そのユニット１が適正なインク吐出動作を行う最適なヘ
ッド駆動電圧値に対応した回路定数を有する電圧設定回
路２ａが設けられており、インクジェット記録装置側に
は、その回路定数に基づいて適正な電圧を出力するヘッ
ド駆動電源４が設けられている。よって、印字ヘッドの
インク吐出口の口径等にはじまる、印字ヘッドユニット
１のバラツキが存在する場合にも、印字ヘッドユニット
１の交換や装着に際し、煩雑な調整作業をすること無し
に、各ユニット毎に固有の最適値にヘッド駆動電圧を自
動的に出力させることができる。従って、インクジェッ
ト記録装置への印字ヘッドユニット１の装着性及び取り
扱い性を向上させると共に、装着されるユニットに依ら
ず、常に、インク吐出状態を最適に維持することにより
印字品質の向上を図ることができる。

【００４０】また、インクの特性改造や印字ヘッドユニ
ット１の改造等により最適駆動電圧が変化した場合にも
インクジェット記録装置本体に改造等を施すことなく電
圧設定回路２ａの抵抗２０の抵抗値Ｒ₂₀を変更するだけ
で対応できる。

【００４１】次に、電圧設定回路２ａの変形例として図
４に示すような回路をあげる。図４に示す電圧設定回路
２ｂも同様にヘッド駆動電源４ａと接続されて、ヘッド
駆動電源４ａにヘッド適正駆動電圧を出力させる。

【００４２】図４は、抵抗２１，２２，２３を並列接続
し、抵抗２１と抵抗２２の結線途中にカットポイント２
４、抵抗２２と抵抗２３の結線途中にカットポイント２
５を設けている。カットポイント２４，２５のどちらか
一方もしくは両方を切断する、または切断しないことに
より回路のインピーダンスを変更して、ヘッド駆動電源
４ａから４種類の電圧を出力させることが可能になる。

【００４３】この場合の回路定数の設定は、予め、全て
の印字ヘッドユニット１の電圧設定回路２に所定の抵抗
値を有する複数個の抵抗を図４のような構成で組み込ん
でおく。そして、工場において印字ヘッドユニット毎に
行うインク吐出試験により最適駆動電圧を測定した際
に、その結果に基づいて最適駆動電圧が得られる抵抗値
（前記Ｒ₂₀）に電圧設定回路２ｂのインピーダンスが近
似するようにカットポイント２４，２５のカットの有無
選択を行うことでなされる。

【００４４】これにより、容易にヘッド最適駆動電圧Ｖ
を得る回路定数の設定を行うことができる。この手法
は、印字ヘッドユニット１の最適駆動電圧が粗方予想で
きる範囲であり、最適駆動電圧がそれほどの精度を必要
としない場合に非常に有効な設定方法である。

【００４５】次に、ヘッド駆動電源４の第二の実施例を
示す。

【００４６】図２では、ヘッド駆動電源４の出力電圧の
分圧抵抗値を変化させたものであるが、図５に示す構成
では、ヘッド駆動電源４の出力電圧分圧抵抗値を固定し
ておき、基準電圧源を変化させる構成例である。図２の
方式と異なる部分のみ説明する。

【００４７】抵抗３１は、図６で示す電圧設定回路２ｃ
の電圧発生素子である定電圧ダイオード３３に順方向電
流を流すための抵抗である。順方向電流を流すことによ
り定電圧ダイオード３３の両端に図２の基準電圧源１５
に相当する一定な電圧であるツェナー電圧が発生する。

【００４８】本実施例における出力１１の電圧は、次の
式のようになる。

【００４９】

【数３】

【００５０】上記式に示すように、電圧設定回路２ｃに
実装されている定電圧ダイオード３３のツェナー電圧Ｖ
_T により、ヘッド駆動電源４ｂの出力電圧Ｖを決定する
ことができる。即ち、印字ヘッドユニット毎に定電圧ダ
イオード３３のツェナー電圧Ｖ_Tを最適駆動電圧が得ら
れる電圧にしておけば、良いことになる。そのことによ
り、図２及び図３に示した前述の実施例と同様な効果を
得ることができる。

【００５１】更に、電圧設定回路２ｃの変形例として図
７に示すような回路をあげる。図７に示す電圧設定回路
２ｄは、定電圧ダイオード３４，３５，３６を直列接続
し、定電圧ダイオード３４とカットポイント３７とを並
列に設けて結線し、定電圧ダイオード３５とカットポイ
ント３８とを並列に設けて結線してある。カットポイン
ト３７，３８のいずれか一方もしくは両方を切断する、
または切断しないことにより回路の両端にかかる電圧値
を変更して、ヘッド駆動電源４ｂから４種類の電圧を出
力させることが可能になる。

【００５２】即ち、前述の図４に示された実施例と同様
に、印字ヘッドユニット１の最適駆動電圧が予想できる
範囲で、最適駆動電圧がそれほどの精度を必要としない
場合には、予め電圧設定回路２に複数個の定電圧ダイオ
ードを図７のような構成にしておき、工場におけるイン
ク吐出試験時において、最適駆動電圧が得られるツェナ
ー電圧値（前記Ｖ_T ）に電圧設定回路２ｄの両端にかか
る電圧が近似するように選択的にカットポイント３７，
３８を切断する。これにより適正なヘッド駆動電圧を得
ることができる。そのことにより、図２及び図４と同様
な効果が得ることができる。

【００５３】以上説明したように、印字ヘッドユニット
のインク吐出口径や形状のバラツキ、あるいは、前記吐
出口からインクを吐出させるために利用されるエネルギ
ーを発生するエネルギー発生体特性のバラツキなどのた
め、ヘッドの最適駆動電圧即ち最適なインク吐出状態を
得るヘッド駆動電圧が印字ヘッドユニット毎に相異する
場合でも、印字ヘッドユニット１の交換や組み付けに際
し、特別な調整作業を要すことなく各印字ヘッドユニッ
ト毎にヘッド最適駆動電圧を自動的に供給することがで
きる。従って、従来のように印字ヘッドユニット交換の
際に煩雑なヘッド駆動電圧調整を行う必要が無くなり、
インクジェット記録装置の取り扱い性を向上させること
が可能になる。

【００５４】なお、本実施例では、印字ヘッドユニット
１内にインクタンクを備えたものであるが、印字ヘッド
ユニット１とは別体にインクタンクが設けられていても
良い。

【００５５】また、図３に示された実施例において、抵
抗２０には可変抵抗を用いてもよい。

【００５６】さらに、図４では、抵抗２１，２２，２３
とカットポイント２４，２５により並列回路が形成され
ているが、図７の定電圧ダイオード３４，３５，３６を
抵抗に変えて直列回路を形成しても図４と同等の効果を
得ることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインクジェット記録装置によれば、電圧設定部に
は印字ヘッドユニットの駆動電圧が回路定数にして内部
回路に設定されており、駆動電源部がその電圧設定部と
電気的に接続されることで電圧発生回路を形成し、その
電圧発生回路が前記電圧設定部に設定された回路定数に
基づき最適なヘッド駆動電圧を発生する。このため、印
字ヘッドユニットを任意に交換しても、煩雑な電圧調整
作業を行うことなく、常に、最適駆動電圧で印字ヘッド
を駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェット記録装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】第一の実施例のヘッド駆動電源の構成を示す図
である。

【図３】第一の実施例の電圧設定回路の構成を示す図で
ある。る。

【図４】第一の実施例の電圧設定回路の他の構成を示す
図である。

【図５】第二の実施例のヘッド駆動電源の構成を示す図
である。

【図６】第二の実施例の電圧設定回路の構成を示す図で
ある。

【図７】第二の実施例の電圧設定回路の他の構成を示す
図である。

【図８】従来例のインクジェット記録装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１印字ヘッドユニット２電圧設定回路４ヘッド駆動電源５ドライバ回路７インターフェース部２０，２１，２２，２３抵抗２４，２５，３７，３８カットポイント３３，３４，３５，３６定電圧ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交換可能な印字ヘッドユニットを備えた
インクジェット記録装置において、前記印字ヘッドユニットのインターフェース部に設けら
れ、その印字ヘッドユニットの駆動電圧を設定するため
の所定の回路定数を有した回路素子を有する電圧設定部
と、前記インターフェース部と電気的に接続されることで、
前記電圧設定部と共に電圧発生回路を形成し、前記電圧
設定部に設定された回路定数に基づき前記印字ヘッドユ
ニットのヘッド駆動電圧を発生する駆動電源部とを備え
たことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記電圧設定部は、少なくとも一個の抵
抗からなる回路で前記ヘッド駆動電圧を設定することを
特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記電圧設定部は、複数個の抵抗からな
る回路と、その回路の一部を切断可能なカットポイント
とにより、前記ヘッド駆動電圧を設定することを特徴と
する請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記電圧設定部は、少なくとも一個の定
電圧発生素子からなる回路で駆動電圧を設定することを
特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記電圧設定部は、複数個の定電圧発生
素子からなる直列回路と、その回路の一部を切断可能な
カットポイントとにより、前記ヘッド駆動電圧を設定す
ることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記
録装置。