JP2717037B2 - インクジェットヘッドの回復方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの回復方法Info
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Description
紙に向けて噴射して印字を行うインクジェットプリンタ
に使用され、インクジェットヘッド内の目詰まりならび
に気泡を除去するインクジェットヘッドの回復方法に関
する。
ンクジェットヘッドユニット内に、先端部をノズルに形
成された複数のインク流路を配設し、このインク流路の
少なくとも一部の外周壁を可撓性材料により形成すると
ともに、この外周壁に電歪振動子を設けてなり、所定の
印字タイミングにより電歪振動子に通電することにより
インク流路の断面積を減少させて、インク流路内のイン
クをノズルから噴射して用紙に着弾せしめ、印字を行な
うようになっている。
タにおいては、その原理上、インクジェットヘッドのノ
ズルにごみが付着したり、あるいは、インクジェットヘ
ッドのインク流路内に気泡が発生したりすると、インク
の不吐出というトラブルが発生する。
の気泡発生を検知するようにし、気泡発生を検知した場
合には、インクジェットヘッドの回復装置により気泡を
除去するようにしている。
としては、様々な手段、例えば実公昭59−5570号
公報、特開昭60−262655号公報、特開昭63−
141750号公報等が提案されている。
ジェットヘッドの回復装置が提案されている。
明すると、図4に示すように、円筒形をなすプラテン1
の前方には、プラテン1の軸方向と平行な方向に延在す
る一対のキャリッジ軸2,2が配設されており、これら
のキャリッジ軸2に沿って往復動しうるキャリッジ3が
配設されている。このキャリッジ3には、フルカラーの
印字を行いうるインクジェットヘッド4が搭載されてい
る。
ラテン1に対向するようにフルカラー用の4色のインク
にそれぞれ対応する4個のノズル集合体5(図4参照)
が配設されており、各ノズル集合体5は、前記プラテン
1に対向するように縦方向に整列配置された複数のノズ
ル6(図5参照)により構成されている。そして、これ
らのノズル集合体5は、前記キャリッジ3に支持されて
いるヘッド取り付け台7に固定されている。
ッジ3上には、このノズル集合体5を構成する各ノズル
6と連通するバッファタンクとしての補助タンク8を内
蔵したインレット9が配置されており、各インレット9
には、前記キャリッジ3に着脱自在に搭載される対応す
る色のインクカートリッジ10が連通されるようになっ
ている。
時に前記各ノズル6を被覆してノズル6内のインクの乾
燥を防止したり、ノズル6内に形成された気泡や、ノズ
ル6内に詰まった異物を除去するために使用されるキャ
ップ装置11が配設されている。このキャップ装置11
は、前記キャリッジ3側に開口12が形成されているケ
ーシング13を有しており、このケーシング13の開口
12内には、前記インクジェットヘッド4に接離する方
向に可動とされているキャップ本体14が配設されてい
る。このキャップ本体14は、前記インクジェットヘッ
ド4の各ノズル集合体5に対応して、各ノズル集合体5
を被覆しうるように縦長に形成された複数の開口部15
を有しており、各開口部15の内側には、ゴム製のライ
ナ16が張設されている。このライナ16は、開口部1
5の周縁の内側から外部に突出して前記各ノズル集合体
5の外周に気密に圧接しうるようになっている。
ように、それぞれ縦方向に整列配置されている複数のイ
ンク流路17からなり、各インク流路17には先端のノ
ズル6からインクを噴射するための電歪振動子であるピ
エゾ素子18が配設されている。
4の上部の前面には、ほぼ半球上の1個の突起19が突
設されており、この突起19の頂部に連通している加圧
用空気通路20がキャップ本体14の背部にまで到達す
るように形成され、この加圧用空気通路20には、図示
しないポンプのような加圧手段が接続されている。ま
た、前記キャップ本体14の各開口部15内は連通路2
2を通して図示しない大気開放弁に連通されている。さ
らに、前記キャップ本体14の各開口部15には、それ
ぞれ廃液管23が接続されている。各廃液管23は、図
示しないポンプのような吸引手段に接続されており、こ
の吸引手段により各開口部15から吸引されたインク
は、廃液タンクに貯留されるようになっている。
11との対向面の上部には、キャップ装置11がインク
ジェットヘッド4を被覆したとき、前記突起19がノズ
ルタッチすることにより前記加圧用空気通路20と連通
される1個の加圧用空気通路25が形成されており、こ
の加圧用空気通路25は、インクカートリッジ10の数
に対応する4本の分岐通路26に分岐しており、各分岐
通路26の端部には、各インクカートリッジ10の上部
内と連通する空気パイプ27が接続されている。
は、キャップ装置11のキャップ本体14を退避させた
状態において、インクジェットヘッド4を搭載したキャ
リッジ3をプラテン1に沿って走行させつつ、所定の印
字信号に基づいてインクジェットヘッド4の印字に供さ
れるノズル6のピエゾ素子18を動作させて、インクカ
ートリッジ10からインレット9を介してインク流路1
7に供給される所望のインクをノズル6からプラテン1
上の用紙に向けて噴射することにより、所望の印字を行
う。
しており、気泡の発生を検出すると、印字を中断させ、
回復装置により下記のようにしてインク流路17内より
気泡を除去させる。
記キャリッジ3は所定の基準位置に戻され、この基準位
置において前記インクジェットヘッド4に前記キャップ
装置11を被着し、前記キャップ装置11に配設したキ
ャップ本体14の各開口部15がインクジェットヘッド
4の対応するノズル集合体5を被覆したら、加圧手段2
1および吸引手段24を駆動して各ノズル集合体5のノ
ズル6からキャップ本体14の開口部15内にインクや
インクジェットヘッド4内の気泡等を流出させるととも
に各開口部15内に流出したインクを各廃液管23から
吸引することにより回復動作を行う。
来の回復方法においては、インク流路17内に気泡が発
生すると、その気泡が微小なものであってインク内に拡
散して消滅される大きさの気泡である場合においても、
一律に印字動作を中断させて、前記回復方法を行なうも
のであるために、以下のような不都合があった。
い、その後に印字動作を再開するまでに要する回復操作
時間は比較的長時間であるために、微小な気泡が発生し
た場合にも回復動作を行なうと、印字完了までの時間が
大きく延長されることとなり、高速印字ができなくなっ
てしまう。また、不必要な回復動作を行なうことによ
り、無駄なインク消費ならびに電力消費等の不要なエネ
ルギ消費がなされてしまうという不都合があった。
であり、インク内に拡散して消滅できる気泡はインク内
に拡散させ、真に回復動作が必要な場合のみに回復動作
を行なうようにして、高速印字を可能とさせ、無駄なイ
ンクならびにエネルギの消費を防止することのできるイ
ンクジェットヘッドの回復方法を提供することを目的と
する。
め本発明のインクジェットヘッドの回復方法は、インク
ジェットヘッドのインク流路内に発生した気泡を除去す
るインクジェットヘッドの回復方法において、前記気泡
がインク内に所定時間以内に拡散する大きさの場合に
は、気泡検出後少なくともその気泡のインク内への拡散
時間だけ印字動作を中断して、前記気泡をインク内へ拡
散させて消滅させることを特徴とする。
が微小で短時間でインク内に拡散するものである場合に
は、少なくともその気泡の拡散時間だけ印字動作を中断
することにより、気泡がインク内に拡散して消滅させら
れる。その後、印字動作が再開されるので、気泡の回復
動作を短時間に行なうことができ、従来のような回復装
置を用いた長時間を要する回復動作が不要となり、高速
印字が可能となる。
説明する。
回路とを示し、図2は図1の回路の各部の波形を示す。
回路31をもって駆動され、気泡検出回路32をもって
気泡の発生を検出されるように形成されている。
子18の両端の電圧を減少させるためのトランジスタ3
3と、電歪振動子18の両端の電圧を上昇させるための
トランジスタ34とが駆動電圧V0 と接地との間に直列
に接続されている。すなわち、両トランジスタ33、3
4は双方のコレクタを直列接続された2個の抵抗35、
36を介して接続され、一方のトランジスタ34のエミ
ッタが駆動電圧V0 に接続され、他方のトランジスタ3
3のエミッタが接地されている。電歪振動子18の駆動
点18aは両抵抗35、36の間に接続され、他方の接
地点18bが接地されている。前記トランジスタ33の
ベースには、入力端子37より入力される低電位駆動タ
イミング信号がバイアス抵抗38、39を経て入力され
るように形成されている。また、前記トランジスタ34
のベースには、入力端子40より入力される高電位駆動
タイミング信号がトランジスタ41を経て入力されるよ
うに形成されている。すなわち、トランジスタ41のベ
ースには、バイアス抵抗42、43を経て高電位駆動タ
イミング信号が入力されるようになっており、エミッタ
は接地され、コレクタは抵抗44をもってトランジスタ
34のベースと接続されている。また、トランジスタ3
4のエミッタとベースとの間には抵抗45が接続されて
いる。
振動子18の駆動点18aに一端を接続された抵抗46
の他端と駆動電圧V0 との間にダイオード47が接続さ
れている。このダイオード47のカソードよりコンデン
サ48と抵抗49とが直列接続されて接地されている。
コンデンサ48と抵抗49との接続点は電圧比較器50
の+入力端子に接続されている。この電圧比較器50の
−入力端子には比較電圧用のバッテリ51が接続されて
いる。
せる場合には、高電位駆動タイミング信号および低電気
駆動タイミング信号を、図2の(a)、(b)に示すよ
うなタイミングで各入力端子40、37へ入力させる。
これにより、駆動回路31により電歪振動子18の駆動
点18aおよび接地点18b間に印加される電圧が変化
させられる。
変えると、電歪振動子18は機械的な歪みを生じる。こ
の機械的歪みにより電歪振動子18の内部には、駆動電
圧V0 を打ち消すような電荷分布が存在し、駆動電圧V
0 と平衡状態を保とうとする。また、この電歪振動子1
8の機械的歪みに伴って振動板(図示せず)も機械的に
歪み、これにより、インク流路17の容積が変化し、こ
の結果インク流路17内のインクがノズル6の表面より
外側にせりだす。一旦移動を開始したインクは、その駆
動に従いながら慣性力により移動を続けようとする。し
かし、インクの体積弾性により元にもどろとする応力が
作用し、ノズル6の表面よりせりだした後逆方向に戻ろ
うとする。この過程でインクの表面張力が作用して、イ
ンクが滴として一部分離する。この分離したインク滴
は、慣性力により記録紙に向けて飛翔し、印字に供され
る。
弾性により元に戻ろうとする。この力は振動板を経て電
歪振動子18に与えられ、駆動回路31から得た機械歪
みとは逆の方向への応力が与えられる。即ち、電歪振動
子18の内部では電荷分布が元の駆動時とは逆の電荷分
布変化を導く。この電歪振動子18の内部の電荷の変化
は駆動点18aに駆動電圧V0 によって与えられた電圧
以上の電圧を発生させる。また、インク流路17内での
電歪振動子18との作用、反作用は、インクジェットヘ
ッドの機械構造、インク体積弾性等の振動系によって周
期的に繰り返される。この時の電歪振動子18の駆動点
18aの電圧は図2の(c)のようになる。
すると、駆動回路31によって生じさせられた電歪振動
子18の機械歪みによるインク流路17内の容積の変化
は、気泡の気圧変化に吸収され、インクの移動を減少さ
せるかまたは発生させなくなる。この時は適切なインク
滴も得ることができない。また、インクの移動がないた
め、電歪振動子18には駆動回路31により発生されら
れる歪み以上の歪みは生じないため、その駆動点18a
には駆動回路31から得た電圧以上の電圧は発生しな
い。
より、電歪振動子18の駆動点18aにおける電圧を監
視することにより、インク流路17内の気泡の有無を検
出するものである。
移動が起こり、それに伴って、駆動電圧V0 以上の電圧
がインクジェットヘッドの構造、インクの物性に従った
時刻に電歪振動子18の駆動点18aにあらわれ、気泡
が発生した場合には、駆動電圧V0 以上の電圧は前記駆
動点18aにはあらわれないことに基づいて、気泡の有
無を検出することにある。
ようにして行なわれる。
圧に電気駆動を受けると、ダイオード47は順方向にバ
イアスされ順方向電流が流れる。このダイオード47の
両端の電圧がダイオード47の閾値を超えると順方向電
流は急激に増加し、この結果、電歪振動子18の受ける
駆動電圧の殆どは抵抗46に分圧され、またこの抵抗値
を充分大きな値とすると駆動回路31への影響を与えな
い。一方、機械歪みによって生じる電圧は駆動電圧V0
より高い電圧に達するため、ダイオード47は逆方向に
バイアスされる。この時、ダイオード47の逆方向電流
は順方向電流に比べ3桁以上少ないため、電歪振動子5
の電圧は殆どダイオード47に分圧される。従って、図
2の(d)に示すように、ダイオード47のカソード端
子から、殆ど電歪振動子18の機械歪みに起因するカソ
ード端子電圧がそのまま取出される。このカソード端子
電圧の電圧振幅は、コンデンサ48により交流結合され
て図2の(e)に示される交流電圧として取出され、抵
抗49によるバイアス点に印加され、電圧比較器50の
+入力端子へ入力される。この入力電圧は電圧比較器5
0により、バッテリ51の電圧値からなる気泡の有無を
区別する基準電圧、例えば1Vと比較される。
合には、図2の(e)の交流電圧は、前記基準電圧値を
越えて変化するので、電圧比較器50の出力端子52に
は、気泡のない時に機械歪みによって生じた電圧である
ことを判別して、図2の(f)に示されるパルスが出力
されて、気泡がないことが検出される。
場合には、インクジェットヘッドを駆動したにもかかわ
らず、前記電圧比較器50への入力電圧は0ボルトであ
るために、出力端子52にパルスが発生されず、インク
流路17内に気泡があると判断される。
うにしてインクジェットヘッド4の回復が行なわれる。
生が検出された場合には、ステップST12に進行して、
ただちに印字動作が停止される。次に、ステップST13
に進行して、インクジェットヘッド4がキャップ装置1
1と対向する基準位置まで戻り、その後ステップST14
に進行して、所定の待機時間停止して、前記気泡がイン
ク内に拡散して消滅するのを待つ。気泡のインク内への
拡散時間は、インクや周囲の温度が高い程短くなるの
で、前記待機時間はインクや周囲の温度に応じて変化さ
せる。この待機中は、適宜の表示ランプ等を点灯させ
て、使用者に待機中であることを表示するようにすると
よい。
15およびST16に進行して、インクジェットヘッド4に
キャップ装置11のキャップ本体14を被着させた状態
で、ピエゾ素子18を1回駆動して、気泡検出回路32
により前記と同様にして気泡を検出することにより、気
泡が消滅したか否かを検出する。
には、ステップST17に進行して、インクジェットヘッ
ド4を印字が中断した所へ戻し、続いてステップST18
に進行して、印字を再開する。
は、ステップST18に進行して、前記待機回数が所定
数、例えば2回に達しているかを判断し、達していない
場合には、ステップST14に戻り、ステップST16まで
の回復を再度行なう。ステップST19において、待機回
数が所定数に達している場合には、ステップST20に進
行して、図4および図5の回復装置を動作させて、加圧
用空気通路20へ加圧空気を送給してインク流路17内
の気泡をキャップ本体14の開口部15内に噴出させ
て、インクジェットヘッド4を積極的に回復させ、その
後にステップST17に進行して、印字動作を再開させ
る。
17内に発生した気泡が微小で短時間でインク内に拡散
するものである場合には、少なくともその気泡の拡散時
間だけ印字動作を中断することにより、気泡がインク内
に拡散して消滅させられる。その後、印字動作が再開さ
れるので、気泡の回復動作を短時間に行なうことがで
き、従来のような回復装置を用いた長時間を要する回復
動作が不要となり、高速印字が可能となる。
のではなく、必要に応じて変更することができる。
ットヘッドの回復方法によれば、インク内に拡散して消
滅できる気泡はインク内に拡散させ、真に回復動作が必
要な場合のみに回復動作を行なうようにして、高速印字
を可能とさせ、無駄なインクならびにエネルギの消費を
防止することができる等の効果を奏する。
路図
施例を示すフローチャート
用したインクジェットプリンタの実施例を示す要部の断
面図
Claims (1)
- 【請求項1】 インクジェットヘッドのインク流路内に
発生した気泡を除去するインクジェットヘッドの回復方
法において、前記気泡がインク内に所定時間以内に拡散
する大きさの場合には、気泡検出後少なくともその気泡
のインク内への拡散時間だけ印字動作を中断して、前記
気泡をインク内へ拡散させて消滅させることを特徴とす
るインクジェットヘッドの回復方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32269191A JP2717037B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | インクジェットヘッドの回復方法 |
US07/971,497 US5500657A (en) | 1991-11-11 | 1992-11-03 | Air-bubble detection apparatus of ink jet recording head, and method and apparatus for restoring ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32269191A JP2717037B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | インクジェットヘッドの回復方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05155035A JPH05155035A (ja) | 1993-06-22 |
JP2717037B2 true JP2717037B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=18146545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32269191A Expired - Fee Related JP2717037B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-12-06 | インクジェットヘッドの回復方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2717037B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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NL1012811C2 (nl) * | 1999-08-12 | 2001-02-13 | Ocu Technologies B V | Werkwijze om de betrouwbaarheid van een inkjetprinter te vergroten en een inkjetprinter geschikt om deze werkwijze toe te passen. |
US6715855B2 (en) | 2001-05-23 | 2004-04-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording device and bubble removing method |
JP5522080B2 (ja) | 2011-02-18 | 2014-06-18 | コニカミノルタ株式会社 | プリントシステムおよび画像形成装置 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32269191A patent/JP2717037B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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