(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字媒体に対してインク吐出口からインクを吐出して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給する供給するインクを貯留するインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブで形成されたインク流路と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受信回路とを備えたプリンタにおいて、
前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換して発信する第１発信部材と、
前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材と、
前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、
前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材と、
前記第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材へ伝達する光ファイバとを備え、
前記インク流路は、前記光ファイバに内設されていることを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
印字媒体に対してインク吐出口からインクを吐出して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給する供給するインクを貯留するインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブで形成されたインク流路と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受信回路とを備えたプリンタにおいて、
前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換して発信する第１発信部材と、
前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材と、
前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、
前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材と、
前記第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材へ伝達する光ファイバとを備え、
前記光ファイバは、前記インク流路に内設されていることを特徴とするプリンタ。
【請求項３】
印字媒体に対してインク吐出口からインクを吐出して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給する供給するインクを貯留するインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブで形成されたインク流路と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受信回路とを備えたプリンタにおいて、
前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換して発信する第１発信部材と、
前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材と、
前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、
前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材と、
前記第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材へ伝達する光ファイバとを備え、
前記光ファイバは、前記チューブの外壁に間隔をあけて凸設された接続部に接合されていることを特徴とするプリンタ。
【請求項４】
前記光ファイバは１本で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項５】
前記光ファイバの両端に対応してそれぞれハーフミラーを備え、そのハーフミラーにより反射して前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部材の一方を配置し、そのハーフミラーを透過して前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部材の他方を配置したことを特徴とする請求項４に記載のプリンタ。
【請求項６】
前記印字ヘッドと前記制御回路との間で、１００ＭＨｚ以上の高周波数で電気信号の伝達を行うものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプリンタ。
【請求項７】
前記印字ヘッドは複数色のインクを、各色についてそれぞれ約１５００以上のインク吐出口から吐出頻度約１００ｋＨｚ以上で吐出して、３２階調以上の印字を行うインクジェット式のものであることを特徴とする請求項６に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタに関し、特に、印字ヘッドユニットの状態に応じて印字ヘッドユニットを制御することができ、多量のデータを高速かつ確実に伝送することができる小型のプリンタを提供することを目的としている。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンタ、例えばインクジェットプリンタでは、キャリッジガイドに印字ヘッドを搭載したキャリッジを滑動自在に装着し、印字媒体を案内搬送するプランテンローラとガイドローラとを設け、キャリッジを主走査方向に移動させ、印字媒体を副走査方向に搬送しながら、キャリッジに搭載した印字ヘッドからインク滴を吐出させて印字媒体に印字を行う。
【０００３】
具体的に印字ヘッドは、インク吐出口に連通したインク流路を形成したインク流路基板の片面に、圧電素子等のアクチュエータが重ねられて構成されている。このアクチュエータには、フレキシブルケーブルが接続され、このフレキシブルケーブルを介してアクチュエータに電圧印加が行われるように構成されている。
【０００４】
ここで、上記のように構成された印字ヘッドへの電気的伝達経路を図６において説明する。図６はプリンタ本体側の制御回路及び印字ヘッド側の受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブロック図である。図６に示すように、キャリッジ外に設けられたプリンタ本体側の基板２０には、印字ヘッドを制御する制御回路２１が実装されている。一方、キャリッジ上に設けられた印字ヘッド側の基板２２には制御回路２１からの信号を受信する受信回路２３が実装されており、制御回路２１と受信回路２３とは種々の信号線によって連結されている。電力供給線Ｖ１は圧電素子を駆動するために必要な電力（＋３０Ｖ）を供給する信号線であり、電源供給線Ｖ２は受信回路２３に設けられた制御回路を駆動するために必要な電力（＋５Ｖ）を供給する信号線である。その他、多数の画像信号線Ｓ１〜Ｓｎが金属導線によって形成され、それら全体がフレキシブルな絶縁シートの上に印刷配線されて帯状のケーブルに形成されている。
【０００５】
上記のように構成された印字ヘッドでは、インク流路内にインクを充填し、電力供給線Ｖ１及び電源供給線Ｖ２により各駆動電圧が供給された状態において、所定の画像信号線Ｓ１〜Ｓｎに信号が加えられると、それに対応するアクチュエータに電圧が印加され、そのアクチュエータに撓み変形が生じ、インク流路の容積が瞬間的に減少する。その結果、インク流路内のインクをインク吐出口からインク滴として吐出させることができるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近の画像の多階調化、印刷時間の高速化、カラー化によるインクの多色化等に伴って、印字ヘッドへ伝送されるデータはより高速かつ多量になってきている。かかる場合に上述した複数の金属導線を用いてデータの伝送を行ったのでは、印字ヘッドを多吐出口化したり、多階調化のために信号線数を多くしようとしても、ケーブルの幅が大きくなり、キャリッジの移動に支障をきたすだけでなく、プリンタが大型化するという問題点があった。また、金属導線によって高速かつ多量のデータを送信すると、電磁的な干渉による信号波形の鈍りや、外部に放射するノイズによる障害が発生する問題がある。
【０００７】
また、印字ヘッドを含む印字ヘッドユニットの状態、例えば、印字ヘッドを駆動させることによるドライバ基板の発熱、エアトラップにおけるインクの残量やエアの有無等の印字ヘッドユニットの状態データを受信回路２３から制御回路２１に伝送する信号経路を有するプリンタにおいては、受信回路２３からの信号を制御回路２１へ伝送するための信号線がさらに必要となり信号線数が増え、プリンタが一層大型化するという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、印字ヘッドユニットの状態に応じて印字ヘッドユニットを制御することができ、多量のデータを高速かつ確実に伝送できる小型のプリンタを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のプリンタは、印字媒体に対してインク吐出口からインクを吐出して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給する供給するインクを貯留するインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブで形成されたインク流路と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受信回路とを備えており、前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換して発信する第１発信部材と、前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材と、前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材と、前記第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材へ伝達する光ファイバとを備え、前記インク流路は、前記光ファイバに内設されている。
【００１０】
この請求項１に記載のプリンタによれば、キャリッジ外に設けられた制御回路からの信号はキャリッジ上に設けられた受信回路により受信される。ここで、印字ヘッドの駆動データは、制御回路に設けられた第１発信部材により光信号に変換され発信され、その光信号は受信回路に設けられた第１受信部材へ光ファイバによって伝達され、第１受信部材により受信され電気信号に変換される。一方、印字ヘッドユニットの状態データは、受信回路に設けられた第２発信部材により光信号に変換され発信され、その光信号は制御回路に設けられた第２受信部材へ光ファイバによって伝達され、第２受信部材により受信され電気信号に変換される。一方、印字ヘッドに供給されるインクはキャリッジ外に設けられたインクタンクからフレキシブルなチューブで形成されたインク流路を介して供給され、印字ヘッドに備えられたインク吐出口から吐出される。ここで、インク流路は、光ファイバに内設される。
請求項２記載のプリンタは、印字媒体に対してインク吐出口からインクを吐出して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給する供給するインクを貯留するインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブで形成されたインク流路と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受信回路とを備えており、前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換して発信する第１発信部材と、前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材と、前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材と、前記第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材へ伝達する光ファイバとを備え、前記光ファイバは、前記インク流路に内設されている。
この請求項２に記載のプリンタによれば、キャリッジ外に設けられた制御回路からの信号はキャリッジ上に設けられた受信回路により受信される。ここで、印字ヘッドの駆動データは、制御回路に設けられた第１発信部材により光信号に変換され発信され、その光信号は受信回路に設けられた第１受信部材へ光ファイバによって伝達され、第１受信部材により受信され電気信号に変換される。一方、印字ヘッドユニットの状態データは、受信回路に設けられた第２発信部材により光信号に変換され発信され、その光信号は制御回路に設けられた第２受信部材へ光ファイバによって伝達され、第２受信部材により受信され電気信号に変換される。一方、印字ヘッドに供給されるインクはキャリッジ外に設けられたインクタンクからフレキシブルなチューブで形成されたインク流路を介して供給され、印字ヘッドに備えられたインク吐出口から吐出される。ここで、光ファイバは、インク流路に内設される。
請求項３記載のプリンタは、印字媒体に対してインク吐出口からインクを吐出して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドを搭載するキャリッジとを有する印字ヘッドユニットと、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドユニットを制御する制御回路と、前記キャリッジ外に設けられ前記印字ヘッドに供給する供給するインクを貯留するインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するフレキシブルなチューブで形成されたインク流路と、前記キャリッジ上に設けられ前記制御回路からの信号を受信する受信回路とを備えており、前記制御回路に設けられ、前記印字ヘッドの駆動データを光信号に変換して発信する第１発信部材と、前記受信回路に設けられ、前記第１発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第１受信部材と、前記受信回路に設けられ、前記印字ヘッドユニットの状態データを光信号に変換して発信する第２発信部材と、前記制御回路に設けられ、前記第２発信部材から発信された光信号を受信して電気信号に変換する第２受信部材と、前記第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号をその第２受信部材及び第１受信部材へ伝達する光ファイバとを備え、前記光ファイバは、前記チューブの外壁に間隔をあけて凸設された接続部に接合されている。
この請求項３に記載のプリンタによれば、キャリッジ外に設けられた制御回路からの信号はキャリッジ上に設けられた受信回路により受信される。ここで、印字ヘッドの駆動データは、制御回路に設けられた第１発信部材により光信号に変換され発信され、その光信号は受信回路に設けられた第１受信部材へ光ファイバによって伝達され、第１受信部材により受信され電気信号に変換される。一方、印字ヘッドユニットの状態データは、受信回路に設けられた第２発信部材により光信号に変換され発信され、その光信号は制御回路に設けられた第２受信部材へ光ファイバによって伝達され、第２受信部材により受信され電気信号に変換される。一方、印字ヘッドに供給されるインクはキャリッジ外に設けられたインクタンクからフレキシブルなチューブで形成されたインク流路を介して供給され、印字ヘッドに備えられたインク吐出口から吐出される。ここで、光ファイバは、チューブの外壁に間隔をあけて凸設された接続部に接合されている。
【００１１】
請求項４記載のプリンタは、請求項１から３のいずれかに記載のプリンタにおいて、前記光ファイバは１本で構成されている。
【００１２】
請求項５記載のプリンタは、請求項４記載のプリンタにおいて、前記光ファイバの両端に対応してそれぞれハーフミラーを備え、そのハーフミラーにより反射して前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部材の一方を配置し、そのハーフミラーを透過して前記光ファイバに対向する側に前記発信部材と受信部材の他方を配置する。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
請求項６記載のプリンタは、請求項１から５のいずれかに記載のプリンタにおいて、前記印字ヘッドと前記制御回路との間で、１００ＭＨｚ以上の高周波数で電気信号の伝達を行うものである。
【００１８】
請求項７記載のプリンタは、請求項６記載のプリンタにおいて、前記印字ヘッドは複数色のインクを、各色についてそれぞれ約１５００以上のインク吐出口から吐出頻度約１００ｋＨｚ以上で吐出して、３２階調以上の印字を行うインクジェット式のものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例であるインクジェットプリンタ１の展開側面図である。図１に示すように、このインクジェットプリンタ１は、略箱状体に難燃性のプラスチックで形成されたプリンタ本体２と、その上部に着脱可能に装着された印字ヘッドユニット３と、インクタンク４ａ〜４ｄと、印字ヘッドユニット３とインクタンク４ａ〜４ｄとを連通させるチューブ５ａ〜５ｄと、パージ装置６と、ガイドロッド７と、制御回路基板２５と、制御回路基板２５に搭載された第１光電変換装置２９と、受信回路基板２６と、受信回路基板２６に搭載された第２光電変換装置３０と、光ファイバ及び電力供給線の組３９とを備えている。
【００２０】
印字ヘッドユニット３は、インクを吐出して印字用紙ＰＰに対し印字を行う複数個の印字ヘッド１５（図２参照）を搭載するものである。この印字ヘッドユニット３は、プリンタ本体２の下部に設けられたインクを貯溜するインクタンク４ａ〜４ｄとチューブ５ａ〜５ｄを介して連通されており、かかるインクタンク４ａ〜４ｄからチューブ５ａ〜５ｄを介してインクの供給を受けている。この印字ヘッドユニット３はキャリッジ３ａを有し、かかるキャリッジ３ａは公知のようにベルトに装着されている。該ベルトはモータに取着されたローラに巻回されている。このため、モータが回転するとベルトが駆動され、駆動された距離分、キャリッジ３ａ（印字ヘッドユニット３）を移動させることができるようになっている。この印字ヘッドユニット３の詳細については図２において後述する。
【００２１】
ガイドロッド７は、キャリッジ３ａにスライド可能に挿嵌され、キャリッジ３ａを印字用紙ＰＰの搬送方向と直交する方向（Ａ）に移動可能に支持している。これにより、印字ヘッドユニット３は、ガイドロッド７に平行方向、即ち、プリンタ本体２の長手方向（Ａ）へ往復移動することができる。
【００２２】
インクタンク４は、印字ヘッドユニット３に供給するインクを貯溜しておくためのものであり、印字ヘッドユニット３の下方に配設されている。このインクタンク４と印字ヘッドユニット３との位置関係は、重力方向（Ｂ）に対して下であるようになっている。インクタンク４は、キャリッジ３ａの移動方向に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが密封されている４つのインクタンク４ａ〜４ｄで構成されており、各インクタンク４ａ〜４ｄには、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクを印字ヘッドユニット３に供給するためのチューブ５ａ〜５ｄの一端がそれぞれ取り付けられている。各チューブ５ａ〜５ｄの他端は、上記した印字ヘッドユニット３に連通しており、各インクタンク４ａ〜４ｄ内に充填されているインクは、印字ヘッドユニット３にそれぞれ供給され、更に、各色のインクに対応した各印字ヘッド１５から吐出される。これらの各色のインクが、印字ヘッド１５から吐出されることにより、印字用紙ＰＰにフルカラー印字が可能となるのである。
【００２３】
プリンタ本体２の左端部分には、パージ処理を行うパージ装置６が配設されている。パージ処理は、印字ヘッド１５からのインクの吐出状態を回復させるための処理であり、このパージ処理を実行するパージ装置６には、印字ヘッド１５の複数のインク吐出口を密閉することができる吸引キャップ６ａと、該インク吐出口の表面を拭うワイパ６ｂと、吸引キャップ６ａから排出チューブ６ｃを介してインクを吸引する吸引ポンプ（図示せず）とが備えられている（図２参照）。尚、パージ装置６は、インクタンク４側からインクに正圧を与えることにより、印字ヘッド１５からインクを排出する構成のものでも良い。
【００２４】
このパージ装置６によってパージ処理を行う場合には、モータを駆動させて印字ヘッド１５の搭載された印字ヘッドユニット３をインクジェットプリンタ１の左側へ移動させて、印字ヘッド１５におけるインク吐出口を吸引キャップ６ａにより密閉する。その後、吸引ポンプを作動させると、インク吐出口から気泡や乾燥して固化したインクが吸引されて排出チューブ６ｃから排出される。続いて、印字ヘッド１５の表面をワイパ６ｂで拭うことにより、印字ヘッド１５のインク吐出口の吐出状態を回復することができる。
【００２５】
プリンタ本体２の内部には、印字ヘッドユニット３の動作内容に関する制御プログラムに従って、印字ヘッドユニット３を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が搭載された制御回路基板２５が配設されており、光信号と電気信号とを変換する第１光電変換装置２９が搭載されている。この第１光電変換装置２９については図４において後述する。
【００２６】
キャリッジ３ａに搭載された印字ヘッドユニット３には、制御回路基板２５からの電力供給線をドライバ基板１７ａに接続するコネクタ及びノイズ除去回路の他、光信号と電気信号とを変換する第２光電変換装置３０が搭載された受信回路基板２６が配設されている。この第２光電変換装置３０については図４において後述する。
【００２７】
光ファイバ３５は、第１光電変換装置２９又は第２光電変換装置３０から発信される光信号を第２光電変換装置３０又は第１光電変換装置２９に伝送する。また光ファイバ３５は１本で構成され、チューブ５ａ〜５ｄに沿って配設される。
【００２８】
図２は、図１における断面線ＩＩＩ―ＩＩＩにおける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む断面図である。図２において（Ｂ）方向は重力方向となっており、紙面の奥側と手前側を結ぶ線が、印字ヘッドユニット３の移動方向（Ａ）方向となっている。
【００２９】
給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、印字時に印字用紙ＰＰを搬送するためのローラであり、印字ヘッドユニット３の上方に配設された２個のローラ１６ｃ，１６ｄと、印字ヘッドユニット３の下方に配設された２個のローラ１６ａ，１６ｂとで構成されている。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、プリンタ本体２の制御回路基板から入力された信号により回転駆動して、印字用紙ＰＰを印字ヘッド１５の移動方向（Ａ）に対し垂直方向、即ち鉛直方向（（Ｂ）方向）の逆方向に搬送するものである。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより、印字用紙ＰＰが搬送される搬送ラインは、図中において一点鎖線で示している。
【００３０】
印字ヘッドユニット３は、給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより印字用紙ＰＰが搬送される搬送ラインに対峙する位置に配設されている。この印字ヘッドユニット３は、重力方向である（Ｂ）方向を下方とし、印字用紙ＰＰの搬送方向に対し平行に、即ち、鉛直方向の向きを上下として設けられている。この印字ヘッドユニット３は、印字用紙ＰＰの搬送される側にエアトラップ１１と対応した印字ヘッド１５を備える。尚、エアトラップ１１は、キャリッジ３ａの移動方向に複数設けられ、複数のエアトラップ１１に対応した複数の印字ヘッド１５が設けられている。
【００３１】
各印字ヘッド１５は公知のものと同様に、印字用紙ＰＰに対向する側に開口する複数個のインク吐出口を備え、対応するエアトラップ１１から供給されたインクをインク吐出口ごとのインク室に分配し、圧電素子等のアクチュエータ１５ａの変位によりインク内のインクをインク吐出口から吐出する。
【００３２】
この印字ヘッド１５は、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂに支持されたエアトラップ１１と連通路１４を介して連通されている。エアトラップ１１は、第１フィルタ１３ａにより２室１１ａ，１１ｂに画設され、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方向の向きを上下として設けられている。
【００３３】
第１室１１ａは、第１フィルタ１３ａにより画設され、インクタンク４側（インク流路の上流側）に位置する室である。この第１室１１ａと第２室１１ｂとは、第１フィルタ１３ａにより完全に画設されておらず、その上方部分１３ｅが連通している構成となっている。インクタンク４からチューブ５ａ〜５ｄを介して供給されるインクは、第１室１１ａの下方に連通するジョイント部材１２を経て、この第１室１１ａに供給される。この第１室１１ａに流入されたインクは、後述するように第１フィルタ１３ａにより堰止められ、内部に保有する気泡を浮上させ、第１室１１ａの上部に貯溜させる。
【００３４】
この第１室１１ａに対向して後述する受信回路基板２６には、インク量の検出をするセンサ１８ａが設けられている。このセンサ１８ａは、例えば光学式のものが使用され、発光素子と受光素子から構成されている。それと対向する第１室１１ａの壁には光学的に透明な樹脂材料で構成されたプリズム１１ｇが形成されている。そのプリズム１１ｇとインクとの屈折率と、プリズム１１ｇと空気との屈折率との関係から、プリズム１１ｇがインクに接触しているときには、センサ１８ａの発光素子から出射された光は、第１室１１ａのインク中へ直進するが、第１室１１ａ内のインクが減少しプリズム１１ｇがインク中から露出すると、センサ１８ａの発光素子から出射された光は、プリズム１１ｇ内で反射して受光素子に戻ってくる。これにより、第１室１１ａ内のインク量を検出することができる。
【００３５】
また、インク量の検出をするセンサとしては、図７に示すように、電極１８ｂを用いることもできる。電極１８ａは一対あって、受信回路基板２６から第１室１１ａの壁を貫通してその第１室１１ａに挿入されている。一対の電極１８ｂがインクに接触しているときと、一方の電極１８ｂがインク中から露出したときとでは、一対の電極１８ｂ間のインピーダンスに差が生じ、これにより、インク量を検出することができる。その他インク量の検出には、インクタンクのインク量の検出において公知の種々の構成を用いることができるものである。
【００３６】
これらの検出信号は、光ファイバ３５を介して、本体２に備えられた制御回路基板２５（図１参照）に送信され、制御回路基板２５により抵抗変化が認識されると、エアトラップ１１に貯溜される気泡量が所定量を超えたと判断し、制御回路基板２５からパージ装置６へパージ処理を行わせる信号が送信される。これにより、パージ装置６によりパージ処理が実行され、エアトラップ１１内に貯溜されている気泡が除去される。尚、制御回路基板２５への信号伝達経路については図３において後述する。
【００３７】
第２室１１ｂは、第１フィルタ１３ａにより画設され、印字ヘッド１５側（第１室１１ａに対しインク流路の下流側）に位置する室である。第２室１１ｂには、その下方にガイドノズル１１ｃが連設されており、このガイドノズル１１ｃは上記した連通路１４を介して印字ヘッド１５に連通している。これにより、第２室１１ｂから印字ヘッド１５に、インクが供給されるようになっている。
【００３８】
この第２室１１ｂの容量は、第１室１１ａの容量より小（約１／２）になるように構成されている。エアトラップ１１に貯溜される気泡をパージ処理により吸引する際には、この第２室１１ｂに残存するインクは全て排出されるが、この第２室１１ｂの容量を小さくすることでその排出量を少なくして無駄になるインク量を少なくし、更に、小さな吸引圧力でインクの吸引、即ち、気泡の吸引を実行することができるようになっている。
【００３９】
更に、第２室１１ｂの内壁はインクに対して濡れ性の良い結晶性の樹脂で構成され、あるいは濡れ性を良くする表面処理がされている。このため、壁面にインクが濡れやすく、パージ処理の実行時に第２室１１ｂを通過して排出される気泡を壁面に溜まり難くして、迅速に気泡を排出することができるようになっている。
【００４０】
第１フィルタ１３ａは、上記したようにエアトラップ１１の下方を第１室１１ａと第２室１１ｂとに画設するものであり、第２室１１ｂの容量を第１室１１ａの容量より小さく（約１／２）分割する位置において、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方向の向きを上下として設けられている。この第１フィルタ１３ａには、ステンレス製の金属を網目状に編んだメッシュが用いられおり、本実施例では目開き、即ち、開口径１６μｍのものが使用され、インク流路内で発生した気泡を通過させないようになっている。
【００４１】
この第１フィルタ１３ａの縦寸法（（Ｂ）方向の寸法）は、エアトラップ１１の上方向（（Ｂ）方向）内寸より短い寸法で構成されている。これにより、エアトラップ１１内の上方部に第１フィルタ１３ａの配設されない空間１３ｅが形成され、第１室１１ａと第２室１１ｂとが流路抵抗が少なく連通されるようになっている。また、第１フィルタ１３ａは、エアトラップ１１の幅方向（（Ａ）方向）において、その両側の内壁に連設されており、第１室１１ａに侵入した気泡が、幅方向から第２室１１ｂへ侵入するのを阻止している。ここで、エアトラップ１１と第１フィルタ１３ａとは、鉛直方向上向きになるように配設されている。このため、エアトラップ１１内に侵入した気泡は、第１フィルタ１３ａを通過することができないので、第１室１１ａ内を上昇して、その上方に貯溜されることとなる。また、第１フィルタ１３ａを形成するステンレス素材としては、インクに対し濡れ性のよい材料を使用しているので、気泡が第１フィルタ１３ａに留まりにくく、第１室１１ａに進入した気泡を、その第１室１１ａの鉛直方向上方へ導きやすいようになっている。
【００４２】
上記したようにエアトラップ１１を構成することにより、インク流路内で発生した気泡をエアトラップ１１により貯溜することができる。また、かかるように構成されるエアトラップ１１は、その成形の容易さから、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって構成されている。
【００４３】
連通路フィルタ１３ｂは、印字ヘッド１５に供給されるインク内に混入しているゴミを捕捉するためのものであり、エアトラップ１１のガイドノズル１１ｃと印字ヘッド１５との間の連通路１４に配設されている。このフィルタは、連通路１４を形成する部材に熱溶着されて配設され、連通路１４の断面方向を全て覆うような形状に加工されているものである。また、第２フィルタ１３ｂは、ゴミを捕捉すると共にインクとパージ処理時における気泡とを通過させることができる開口径で構成されている。
【００４４】
印字ヘッドユニット３の筐体３ｂの上方部には、ドライバ基板１７ａが配設されている。ドライバ基板１７ａは、上記したプリンタ本体２に搭載されている制御回路基板２５により制御されている。具体的には、制御回路基板２５から送信されるシリアル信号をアクチュエータ１５ａの各アクチュエータ部に対応したパラレル信号に変換して各アクチュエータ部を駆動するものである。ドライバ基板１７ａは、アクチュエータ１５ａに接続されたフレキシブルな印刷配線基板１７ｃ上に載っている。
【００４５】
受信回路基板２６は、エアトラップ１１を挟んで印字ヘッド１５と平行に配設されている。受信回路基板２６は印刷配線基板１７ｃの端部に接続され、制御回路基板２５からの電力供給線をドライバ基板１７ａに接続するコネクタ、ノイズ除去回路、光信号と電気信号とを変換する第２光電変換装置３０等が搭載されている。この第２光電変換装置３０については図４において後述する。
【００４６】
ここで、上記のように構成された印字ヘッドユニット３（図２参照）への電気的伝達経路を図３において説明する。図３は本体側の制御回路及び印字ヘッド側の受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブロック図である。図３に示すように、キャリッジ外に設けられたインクジェットプリンタ本体側の制御回路基板２５には、印字ヘッドユニット３を制御する制御回路２７が実装されている。一方、キャリッジ上に設けられた印字ヘッド側の受信回路基板２６には制御回路２７からの信号を受信する受信回路２８が実装されている。制御回路２７には印字ヘッドの駆動データを光信号３５ａに変換して発信する第１発光ダイオード３１と、第２発光ダイオード３４から発信される光信号３５ｂを受信して電気信号に変換する第２ホトダイオード３３とが備えられている。受信回路２８には印字ヘッドユニット３の状態データ（印字ヘッドを駆動させることによるドライバ基板１７ａ（図２参照）の発熱、エアトラップ１１（図２参照）におけるインクの残量やエアの有無等）を光信号３５ｂに変換して発信する第２発光ダイオード３４と、第１発光ダイオード３１から発信される光信号３５ａを受信して電気信号に変換する第１ホトダイオード３２とが備えられている。
【００４７】
制御回路２７からの電気信号である印字ヘッドの駆動データは第１発光ダイオード３１によって光信号３５ａに変換され発信される。第１発光ダイオード３１からの光信号３５ａは１本の光ファイバ３５を介して第１ホトダイオード３２に受信され電気信号に変換される。一方、受信回路２８からの電気信号である印字ヘッドユニットの状態データは第２発光ダイオード３４によって光信号３５ｂに変換され発信される。第２発光ダイオード３４からの光信号３５ｂは１本の光ファイバ３５を介して第２ホトダイオード３３に受信され電気信号に変換される。
【００４８】
これにより、印字ヘッドの駆動データが制御回路２７から発信され、受信回路２８に受信されるという１方向の信号経路ではなく、印字へッドユニットの状態データを受信回路２８から発信して制御回路２７に受信されるという双方向の信号経路を形成することができ、印字ヘッドユニットの状態データを受信した制御回路２７において印字ヘッドユニットの状態に応じた制御をすることができる。例えば、印字ヘッドを長時間駆動するとドライバ基板１７ａ（図２参照）は温度上昇をする。かかる発熱状況は外気温、印字データの容量、プリンタの連続使用等の状況によって異なるものである。そこでドライバ基板１７ａに設けたセンサからドライバ基板１７ａの温度データを第２発光ダイオード３４により第２ホトダイオード３３に発信することにより、制御回路２７は駆動データの送信を抑制する等して、ドライバ基板１７ａの温度上昇を防止するよう制御することができる。
【００４９】
また、インクの吐出状態を回復するために行われる通常の回復動作は、定期的に実行されるものである。しかし実際にはエアが貯溜されていなくとも回復動作が実行されて不必要にインクが捨てられてしまう場合もある。そこでエアトラップ１１内に設けたインク量センサ１８ａ（図２参照）からの信号により所定の位置までエアが貯溜されたと判断された場合に第２発光ダイオード３４により第２ホトダイオード３３にその信号を発信して、制御回路２７に回復動作処理の実行の要求信号を伝送することにより、回復動作の必要時（インクの吐出状態を回復する必要がある場合）にのみ回復動作を実行することができ、不必要にインクが捨てられることがないという効果がある。
【００５０】
また、発光ダイオード３１等によって光信号に変換された印字ヘッドの駆動データ等は光ファイバ３５を介して対応するホトダイオード３２等に受信されるので、何も介すことなく直接光信号を伝送する場合に比べ伝送途中におけるインク、紙粉等のミストによる通信ノイズの影響を受けずに高速かつ確実にデータを伝送することができる。
【００５１】
制御回路２７と受信回路２８とは上述した１本の光ファイバによって連結されている他、圧電素子を駆動するために必要な電力（３０Ｖ）を供給する電力供給線Ｖ１、受信回路２８に設けられた回路を起動させるために必要な電力（５Ｖ）を供給する電源供給線、アース（ＧＮＤ）線等がフレキシブルな電気ケーブルによって連結されている。尚、上述のように印字ヘッド駆動データ及び印字ヘッドユニット状態データを伝送する一本の光ファイバ３５と他の電気信号Ｖ１、Ｖ２等を伝送するフレキシブルケーブル等の電気ケーブルは平行に配置され、１本にまとめたり、すべて分離して配設しても使用できる。
【００５２】
図４は、光電変換装置についての構成を模式的に示した図である。図４に示すように、制御回路２７（図３参照）に設けられた第１光電変換装置２９は、第１発光ダイオード３１と、第２ホトダイオード３３と、ハーフミラー３６と、コンデンサレンズ３８とを備えている。一方、受信回路２８（図３参照）に設けられた第２光電変換装置３０は、第２発光ダイオード３４と、第１ホトダイオードと、ハーフミラー３７と、コンデンサレンズ３８とを備えており、第１光電変換装置２９と第２光電変換装置３０とは１本の光ファイバ３５を介して連結されている。
【００５３】
制御回路２７（図３参照）からの電気信号である印字ヘッドの駆動データは、第１発光ダイオード３１によって電気信号を光信号に変換され発信される。発信された光信号３５ａはハーフミラー３６によって反射され、コンデンサレンズ３８により収束され、光ファイバ３５を介して受信回路に設けられた光電変換装置３０に導かれる。ここで、第１発光ダイオード３１に対応する第１ホトダイオード３２はハーフミラー３７の反射側に設けられているため、第１発光ダイオード３１から発信された光信号３５ａはハーフミラー３７によって、反射され第１ホトダイオード３２に受信されることができる。
【００５４】
一方、受信回路２８（図３参照）からの電気信号である印字ヘッドユニットの状態データは、第２発光ダイオードによって電気信号を光信号に変換され発信される。発信された光信号３５ｂはハーフミラー３６を透過して、コンデンサレンズ３９により収束され、光ファイバ３５を介して制御回路に設けられた光電変換装置２９に導かれる。ここで、第２発光ダイオード３４に対応する第２ホトダイオード３３はハーフミラー３５の透過側に設けられているため、第２発光ダイオード３４から発信された光信号３５ｂはハーフミラー３５を透過して第２ホトダイオード３３に受信することができる。
【００５５】
即ち、１本の光ファイバ３５において上述した２組の発光ダイオードとホトダイオードとの間で双方向性のある通信をしようとする場合において、１本の光ファイバの両端に、ハーフミラーを設けることによって、２組の発光ダイオードとホトダイオードとを配設できるので、ハーフミラーと発光ダイオードとホトダイオードとを一体的に構成でき、コンパクトな光電変換装置を実現できる。
【００５６】
尚、本実施例では印字ヘッドの駆動データの送受信を行う、第１発光ダイオード３１と第１ホトダイオード３２とをハーフミラー３６，３７の反射側に配置し、印字ヘッドユニットの状態データの送受信を行う、第２発光ダイオード３４と第２ホトダイオード３３とをハーフミラー３７，３６の透過側に配置したが、かかる配置関係を逆に構成してもよいことはいうまでもない。
【００５７】
次に、図５を参照して、光ファイバと前記のようにインクを供給するチューブとの配設方法について説明する。図５は光ファイバとチューブとの配設パターンを示したものである。図５（ａ）はチューブ５の外壁に適当間隔を開けて凸設された接続部に光ファイバ３５の外装を接着させ、チューブ５と光ファイバ３５とを一体的に構成したものである。この構成によれば、一体的に構成できるのでまとまりのある光信号とインクとの経路を形成することができる。尚、チューブ５と光ファイバ３５の外装部材とを一体に構成してもよい。
【００５８】
（ｂ）は光ファイバ３５を中空円状に構成し、その光ファイバ３５内をインク流路としたものである。この構成によれば、インク流路であるチューブ５を設ける必要がなく、部材点数の削減により製造工程を簡略化することができる。また、光信号とインクとの経路は１の部材により構成されるため、まとまりのある光信号とインクとの経路を形成することができる。（ｃ）はチューブ５内に光ファイバを内設するよう構成したものである。この構成によれば、光ファイバ３５を設ける新たなスペースを必要としないため、小さいスペースで光ファイバ３５とチューブ５とを配設することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施例のインクジェットプリンタ１によれば、受信回路２８に設けられた第２発光ダイオード３４により印字ヘッドユニット３の状態（印字ヘッドの駆動によるドライバ基板の発熱、エアトラップのインクの残量、エアの有無等）データが発信され、制御回路２７に設けられた第２ホトダイオード３３により受信されるので、制御回路２７から受信回路２８への１方向の通信でなく、双方向性のある通信をすることができる。また、データは光信号に変換され発信されるので、電気信号によって伝送する場合に比べ、多量のデータを伝送する場合であっても多数の信号線を必要とせず、多数の信号線を設けるために必要なスペースを省略できる。
【００６０】
例えば、インクジェットプリンタにおいて、４色カラー印刷のための４個の印字ヘッドのそれぞれのノズル数を３００、吐出頻度（駆動周波数）を３６ｋＨｚとしたものがある。各色の各印字ドットのデータの階調数を１６階調（＝３ビットデータ）として、単位時間当たりのデータ転送速度を計算すると、
４色×３００ノズル×３６ｋＨｚ×３ビット＝１２９．６ＭBit/s
となる。従来のインクジェットプリンタは、このデータを金属導線により電気信号として伝達する構成を採用しており、この場合、電磁的な干渉による信号波形の鈍りや、外部に放射するノイズによる障害が発生する問題があるため、一般的には１００ＭＨｚ以上の高周波で電気信号の伝達を行う場合には、シールド手段を施す必要がある。従って、金属導線により電気信号を伝達する構成を採用する場合には、データを多くの金属導線に割り振って並列化して転送することで、導線１本当たりのデータ転送周波数を下げるようにしている。上記インクジェットプリンタの場合、３２本の金属導線で並列に処理させることで、金属導線１本当たりのデータ転送速度を約４ＭBit/sに低減することが可能であり、信号波形の鈍りや放射ノイズを規制値以内に抑えることをある程度解決することができる。
【００６１】
ところが、インクジェットプリンタのさらなる多色化、高画質化、高解像度化、高階調化がすすむにつれて、並列処理のためにさらに多数の導線が必要となり、ケーブルのサイズが増大することとなって、キャリッジ移動の障害となったり、プリンタ全体が大型化してしまう。また、導線１本当たりのデータ転送速度をあげ、導線の本数を低減することでケーブルのサイズの増大を抑えることができるが、その際には、前述の放射ノイズの問題を解決するために、プリンタに高価なシールド手段を備える必要が生じ、コストアップが避けられない。
【００６２】
６色カラー、各色の印字ヘッドノズル数１５００、吐出頻度１００ｋＨｚで、３２階調（＝４ビットデータ）の印字をする場合、
６色×１５００ノズル×１００ｋＨｚ×４ビット＝３．６ＧBit/s
のデータ転送速度が必要で、これを従来のように３２本の金属導線で転送しようとすると、１１２．５ＭＨｚの転送周波数が必要となり、シールド手段を用いないで放射ノイズを規制値以内に抑えることが困難であるが、本実施の形態のプリンタによれば、上記以上の数値の仕様でも実現することができる。
【００６３】
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６４】
例えば、上記実施例では、インク供給形式のインクジェットプリンタを用いて説明した。しかし、インクタンクをキャリッジ上に搭載したプリンタにおいては、キャリッジ上に搭載されたインクの残量をセンサにより判断して、受信回路に設けられた発光ダイオードにより本体側の制御回路にインクの残量データを伝送することにより、印字データの容量に応じて印字動作の開始の可否を予め判断できるように制御回路を構成することも可能となる。よって、印字途中においてインクがなくなるといる状況を回避することができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１から３のいずれかに記載のプリンタによれば、第１発信部材及び第２発信部材により発信され、第１受信部材及び第２受信部材に受信される信号は光信号によって伝送されるので、電気ケーブルによって伝送する場合に比べ、多数の信号線を必要とすることなく、高解像度、多階調、高速印字のために大量のデータを高い周波数で転送することができる。また、双方向性を有するプリンタであっても多数の信号線を必要とせず、多数の信号線を設けるために必要なスペースを省略することができる。よって、小型のプリンタを提供することができるという効果がある。
また、請求項１から３のいずれかに記載のプリンタによれば、第１発信部材及び第２発信部材から発信される光信号は光ファイバにより第２受信部材及び第１受信部材に伝達されるので、何も介すことなく直接光信号を伝送する場合に比べ伝送途中のインク、紙粉等のミストによる通信ノイズの影響を受けずに高速かつ確実にデータを伝送することができるという効果がある。
ここで、請求項１記載のプリンタによれば、インク流路は光ファイバに内設されるので、インク流路と光ファイバという異種の２本の経路を１本にすることができる。よって、まとまりのある信号とインクとのコンパクトな経路を形成することができるという効果がある。
一方で、請求項２記載のプリンタによれば、光ファイバはインク流路に内設されるので、インク流路と光ファイバという異種の２本の経路を１本にすることができる。よって、まとまりある信号とインクとのコンパクトな経路を形成することができるという効果がある。
また、請求項３記載のプリンタによれば、光ファイバとインク流路とを一体的に構成できるので、まとまりのある光信号とインクとの経路を形成することができるという効果がある。
【００６６】
請求項４記載のプリンタによれば、請求項１から３のいずれかに記載のプリンタの奏する効果に加え、光ファイバは１本で構成されるので、複数本から成るの電気ケーブルによりデータを伝送する場合に比べ伝送手段を配設するためのスペースを小さくできる。よって、コンパクトなプリンタを提供することができるという効果がある。
【００６７】
請求項５記載のプリンタによれば、請求項４に記載のプリンタの奏する効果に加え、１本の光ファイバの両端にはハーフミラーが備えられるので、ハーフミラーに入射する一部の光束を反射し、一部の光束を透過させることができる。よって１本の光ファイバにおいて２組の発光ダイオードとホトダイオードとの間で双方向性のある通信をする場合において、各ハーフミラーの反射側と透過側において発信部材と受信部材とを配設することにより両部材を一体的に構成できるので、コンパクトな光電変換装置が実現でき、小型のプリンタを提供できるといる効果がある。
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
請求項６記載のプリンタによれば、請求項１から５のいずれかに記載のプリンタの奏する効果に加え、印字ヘッドと制御回路との間で、高解像度、多階調、高速印字のためのデータを１００ＭＨｚ以上の高周波数で伝達することができる。
【００７２】
請求項７記載のプリンタによれば、請求項６記載のプリンタの奏する効果に加え、複数色のインクを、各色についてそれぞれ約１５００以上のインク吐出口から吐出頻度約１００ｋＨｚ以上で吐出して、３２階調以上の印字を高速で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるインクジェットプリンタの展開側面図である。
【図２】印字ヘッドユニットのエアトラップとパージ装置と給紙ローラとの横断面図である。
【図３】プリンタ本体側の制御回路及び印字ヘッド側の受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブロック図である。
【図４】光電変換装置の構成の模式図である。
【図５】光ファイバとチューブとの配設パターンの模式図である。
【図６】従来のプリンタ本体側の制御回路及び印字ヘッド側の受信回路間の電気的伝達に係わる部分を示したブロック図である。
【図７】エアトラップ１１内のインク量センサの他の例を示す図２の要部断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ（プリンタ）
３ 印字ヘッドユニット
３ａ キャリッジ
４ａ〜４ｄ インクタンク
５、５ａ〜５ｄ チューブ（インク流路）
１５ 印字ヘッド
２７ 制御回路
２８ 受信回路
３１ 第１発光ダイオード（第１発信部材）
３２ 第１ホトダイオード（第１受信部材）
３３ 第２ホトダイオード（第２受信部材）
３４ 第２発光ダイオード（第２発信部材）
３５ 光ファイバ
３６、３７ ハーフミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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