JP4178555B2 - 吐出検出装置及び方法 - Google Patents
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Description
n個の圧力室に連通する共通の供給側流路にnよりも少ない個数の圧力検出手段を設けた構成により、n個のノズルの吐出状態を検出することが可能である。
変位量制限手段は、膜部材の変位する方向の両方向(液側及び液の反対側)の変位を制限する構成であってもよいし、何れか片方の変位を制限する構成でもよい。
かかる変位量制限手段を付加することにより、圧力変化の初期の段階は素早く変位するが、必要な変位を得たらそれ以上は変位しないという非線形な応答を実現することが可能であり、液吐出への影響の少ない高精度の圧力検出が可能である。
図1は本発明の実施形態に係る吐出検出装置を用いたインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置10は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、記録済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によって印字ヘッドを示すものとする。
図7はインクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク80は印字ヘッド50にインクを供給する基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インクタンク80の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図7のインクタンク80は、先に記載した図1のインク貯蔵/装填部14と等価のものである。
次に、インクジェット記録装置10の制御系について説明する。
次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置10における吐出検出の方法について説明する。
〔数式1〕 δP2 /δP1 ≧1/2
或いはまた、薄膜70の変形・変位体積をV2 、インク吐出時のアクチュエータ68駆動による発生する圧力室52の排除体積をV1 (アクチュエータ68がインクを押し出そうとすうときの変形体積)とするとき、次式〔数式2〕を満たすことが好ましい。
〔数式2〕 V2 /V1 ≦1/2
更に、インク吐出時に圧力室52からインク供給側の流路(供給流路58)に戻るインクの体積をV4 とするとき、次式〔数式3〕を満たすことが好ましい。
〔数式3〕 (V2 +V4 )/V1 ≦1/2
更には、次式〔数式4〕、
〔数式4〕 V4 >V2
の条件を満たすものとし、より好ましくは、次式〔数式5〕、
〔数式5〕 V4 ×0.25>V2
の条件を満たすものとする。
〔数式6〕 ( V2 +V3 ) /V1 ≦1/2
更には、次式〔数式7〕
〔数式7〕 V3 >V2
の条件を満たすものとし、より好ましくは、次式〔数式8〕、
〔数式8〕 V3 ×0.25>V2
の条件を満たすものとする。
図16は本発明の他の実施形態を示す断面図である。図16中図4と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。図4では圧力室52内に圧力検出器72を設けた例を述べたが、図16に示すように、圧力室52につながるインク供給路180の内部に圧力検出器72を設ける態様も可能である。
Claims (14)
- 液滴を吐出する複数のノズルと、各々の前記ノズルに対応して複数設けられ各々の該ノズルに連通し該ノズルから吐出させる液体が充填される圧力室と、複数の前記圧力室に連通し各々の該圧力室に液体を分配供給する供給流路と、各々の前記圧力室に対応して複数設けられ少なくとも該圧力室の一部を変形させて各々の該圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与え前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置の吐出状態を検出する吐出検出装置であって、
前記供給流路内に配置され該供給流路を形成する面の一部を成すとともに、前記アクチュエータの駆動による前記供給流路内の液体の圧力変化に応じて変位可能な膜部材を含み、該膜部材の変位を電気信号に変換して前記液体の圧力に応じた検出信号を出力する圧力検出手段と、
各々の前記圧力室に対応して複数設けられた前記アクチュエータをタイミングを異ならせて駆動させ、これらの駆動に応じて前記圧力検出手段から得られる前記検出信号に基づいて正常な吐出が行なわれるときの該検出信号と比較して前記ノズルの吐出/不吐出を判定する吐出状態判定手段と、
を備えていることを特徴とする吐出検出装置。 - 前記圧力検出手段は、n個(ただし、nは2以上の整数)の前記圧力室につながる流路の液供給側に1個以上n個未満の数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の吐出検出装置。
- 液滴を吐出するノズルと、前記ノズルに連通し該ノズルから吐出させる液体が充填される圧力室と、前記圧力室に連通し該圧力室に液体を供給する供給流路と、少なくとも前記圧力室の一部を変形させて該圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与え前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置の吐出状態を検出する吐出検出装置であって、
前記圧力室内に配置され該圧力室を形成する面の一部を成すとともに、当該圧力室内の液体の圧力変化に応じて変位可能な膜部材を含み、該膜部材の変位を電気信号に変換して前記液体の圧力に応じた検出信号を出力する圧力検出手段と、
前記アクチュエータの駆動に応じて前記圧力検出手段から得られる前記検出信号に基づいて正常な吐出が行なわれるときの該検出信号と比較して前記ノズルの吐出/不吐出を判定する吐出状態判定手段と、
前記膜部材の変位量を制限する変位量制限手段とを備え、
前記膜部材は、前記変位量制限手段を備えない場合には前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に大きく変位することにより不吐出となるような変位特性を有する膜で構成され、
前記変位量制限手段は、前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に、前記圧力室内の液体に気泡が存在するか存在しないかに関わらず、前記検出信号の出力が可能な限界値以上であって不吐出にならない限界値以下となるように前記膜部材の変位量を制限すること、
を特徴とする吐出検出装置。 - 前記膜部材は平板状であり、
前記変位量制限手段は前記膜部材に対して検出に必要な間隔を持って対向する面に設けられ、前記膜部材と間隔を持って対向する突起であること、
を特徴とする請求項3記載の吐出検出装置。 - 前記膜部材は、平板状であって前記圧力室を形成する面の一部を成す面と反対側の面は限られた体積を持つ空洞部に面し、
前記変位量制限手段は、前記膜部材における前記圧力室を形成する面の一部を成す面と反対側の面に接合され先端面が前記空洞部の一面に当接すると該膜部材の変位を制限する突起であること、
を特徴とする請求項3記載の吐出検出装置。 - 前記膜部材は平板状であり、
前記変位量制限手段は、前記膜部材の両面に設けられ、前記膜部材に対して検出に必要な間隔を持って対向する面に設けられている突起である第1ストッパー部材と、前記膜部材を挟んで前記第1ストッパー部材に対向する位置に前記膜部材との接触部となる突起部が形成され前記膜部材の有効可動領域に被さるように略アーチ状に架設される第2ストッパー部材と、
を備えていることを特徴とする請求項3記載の吐出検出装置。 - 前記膜部材は中央部に凹部が形成されて薄くなっており、
前記変位量制限手段は、前記膜部材の有効可動領域の周辺の部分が薄くなるように前記膜部材との間で幅の狭い溝を形成し前記膜部材に圧力が加わると前記溝が変位して接触し前記膜部材の変位量を制限すること、
を特徴とする請求項3記載の吐出検出装置。 - 液滴を吐出する複数のノズルと、各々の前記ノズルに対応して複数設けられ各々の該ノズルに連通し該ノズルから吐出させる液体が充填される圧力室と、複数の前記圧力室に連通し各々の該圧力室に液体を分配供給する供給流路と、各々の前記圧力室に対応して複数設けられ少なくとも該圧力室の一部を変形させて各々の該圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与え前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置の吐出状態を検出する吐出検出装置であって、
前記供給流路内に配置され該供給流路を形成する面の一部を成すとともに、前記アクチュエータの駆動による前記供給流路内の液体の圧力変化に応じて変位可能な膜部材を含み、該膜部材の変位を電気信号に変換して前記液体の圧力に応じた検出信号を出力する圧力検出手段と、
各々の前記圧力室に対応して複数設けられた前記アクチュエータをタイミングを異ならせて駆動させ、これらの駆動に応じて前記圧力検出手段から得られる前記検出信号に基づいて正常な吐出が行なわれるときの該検出信号と比較して前記ノズルの吐出/不吐出を判定する吐出状態判定手段と、
前記膜部材の変位量を制限する変位量制限手段とを備え、
前記膜部材は、前記変位量制限手段を備えない場合には前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に大きく変位することにより不吐出となるような変位特性を有する膜で構成され、
前記変位量制限手段は、前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に、前記圧力室内の液体に気泡が存在するか存在しないかに関わらず、前記検出信号の出力が可能な限界値以上であって不吐出にならない限界値以下となるように前記膜部材の変位量を制限すること、
を特徴とする吐出検出装置。 - 前記膜部材は平板状であり、
前記変位量制限手段は前記膜部材に対して検出に必要な間隔を持って対向する面に設けられ、前記膜部材と間隔を持って対向する突起であること、
を特徴とする請求項8記載の吐出検出装置。 - 前記膜部材は、平板状であって前記圧力室を形成する面の一部を成す面と反対側の面は限られた体積を持つ空洞部に面し、
前記変位量制限手段は、前記膜部材における前記圧力室を形成する面の一部を成す面と反対側の面に接合され先端面が前記空洞部の一面に当接すると該膜部材の変位を制限する突起であること、
を特徴とする請求項8記載の吐出検出装置。 - 前記膜部材は平板状であり、
前記変位量制限手段は、前記膜部材の両面に設けられ、前記膜部材に対して検出に必要な間隔を持って対向する面に設けられている突起である第1ストッパー部材と、前記膜部材を挟んで前記第1ストッパー部材に対向する位置に前記膜部材との接触部となる突起部が形成され前記膜部材の有効可動領域に被さるように略アーチ状に架設される第2ストッパー部材と、
を備えていることを特徴とする請求項8記載の吐出検出装置。 - 前記膜部材は中央部に凹部が形成されて薄くなっており、
前記変位量制限手段は、前記膜部材の有効可動領域の周辺の部分が薄くなるように前記膜部材との間で幅の狭い溝を形成し前記膜部材に圧力が加わると前記溝が変位して接触し前記膜部材の変位量を制限すること、
を特徴とする請求項8記載の吐出検出装置。 - 液滴を吐出するノズルと、前記ノズルに連通し該ノズルから吐出させる液体が充填される圧力室と、前記圧力室に連通し該圧力室に液体を供給する供給流路と、少なくとも前記圧力室の一部を変形させて該圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与え前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置の吐出状態を検出する吐出検出方法であって、
前記圧力室内及び前記供給流路内の少なくとも一方に、当該圧力室又は供給流路を形成する面の一部を成すように、当該圧力室内及び流路内の液体の圧力変化に応じて変位可能な膜部材を設け、
当該膜部材の変位を電気信号に変換して前記液体の圧力に応じた検出信号を取得し、
前記アクチュエータの駆動に応じて得られる前記検出信号に基づいて正常な吐出が行なわれるときの該検出信号と比較して前記ノズルの吐出/不吐出を判定し、
前記膜部材は、変位量を制限しない場合には前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に大きく変位することにより不吐出となるような変位特性を有する膜で構成され、
前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に、前記圧力室内の液体に気泡が存在するか存在しないかに関わらず、前記検出信号の出力が可能な限界値以上であって不吐出にならない限界値以下となるように前記膜部材の変位量を制限する変位量制限手段で前記膜部材の変位量を制限すること、
を特徴とする吐出検出方法。 - 液滴を吐出するノズルと、前記ノズルに連通し該ノズルから吐出させる液体が充填される圧力室と、前記圧力室に連通し該圧力室に液体を供給する供給流路と、少なくとも前記圧力室の一部を変形させて該圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与え前記ノズルから液滴を吐出させるアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置の吐出状態を検出する吐出検出装置であって、
前記供給流路内に配置され該供給流路を形成する面の一部を成すとともに流路内の液体の圧力変化に応じて変位可能な膜部材と、前記膜部材の前記液体と反対側の面は流体が充填されている第1空洞部と、前記第1空洞部に連通する第2空洞部を含み、該膜部材の変位を電気信号に変換して前記液体の圧力に応じた検出信号を出力する圧力検出手段と、
前記アクチュエータの駆動に応じて前記圧力検出手段から得られる前記検出信号に基づいて正常な吐出が行なわれるときの該検出信号と比較して前記ノズルの吐出/不吐出を判定する吐出状態判定手段と、
前記膜部材の変位量を制限する変位量制限手段とを備え、
前記膜部材は、前記変位量制限手段を備えない場合には前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に大きく変位することにより不吐出となるような変位特性を有する膜で構成され、
前記変位量制限手段は、前記圧力室内の液体に吐出に必要な圧力変化を与えた時に、前記圧力室内の液体に気泡が存在するか存在しないかに関わらず、前記検出信号の出力が可能な限界値以上であって不吐出にならない限界値以下となるように前記膜部材の変位量を制限すること、
を特徴とする吐出検出装置。
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