JPH01297253A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は印字データに基づいて飛翔的インク滴を形成し
、該インク滴を用紙に付着させてドツトパターンを形成
していくインクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録法は、記録ヘッドの吐出口（オリフ
ィス）から記録液（インク）の小滴を紙などの記録媒体
上に付着させて記録を行う方法であり、騒音の発生が少
な（、特別な定着処理を必要とせず、高速記録やフルカ
ラー記録を容易に実現できる記録法として注目されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなインクジェット記録装置の問題点として、イ
ンク吐出口（あるいはノズル）の目詰まり、インク吐出
口からの泡の取り込みによるインクの不吐出、あるいは
温度変化に伴うインクの物性（粘性など）変化による異
常吐出などの不具合発生があった。

従来、これらの不具合は実際に用紙に試し印字を行った
うえ目視で検出して、いたが、何枚もの用紙に連続で自
動印字するとインクや用紙の無駄並びに時間の無駄が多
かった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであ
り一操作性にすぐれかつ信頼性の高いインクジェット記
録装置を提供することを目的とする。

本発明は、インク不吐出検知手段を設け、印字前に予備
吐出を行って検知し、吐出不良の場合は自動的に回復操
作を行う構成により、上記目的を達成するものである。

この場合、インク不吐出検出手段としては、インク滴と
の接触によって抵抗値が変化する素子を使用することが
好ましい。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の要部を示す斜視図である。

第１図において、送りローラ１およびその下側周面に離
隔可能に圧接されるピンチローラ（不図示）から成るシ
ート送り機構に対し、用紙（紙やプラスチック薄板等の
シート状記録媒体）２が矢印Ａ方向から供給され、プラ
テン３および記録ヘッド（インクジェットヘッド）４の
間の印字部を通して該用紙２をピッチ送りしながら該用
紙上に印字（文字、図形、画像等の形成）が行われてい
く。

印字後の用紙２は矢印Ｂ方向へ排出されていく。

図示のインクジェット記録装置はシリアル式プリンタの
場合を示し、インク吐出口（通常複数個縦に配列されて
いる）を有する記録へラド４は、ガイドシャフト５に沿
って左右方向く矢印Ｃ）に往復動するキャリフジ６上に
搭載されいてる。

プラテン３の長さとほぼ同じ印字可能範囲Ｐを外れた位
置にキャリッジ６のホームポジションＨＰが設定され、
このホームポジションＨＰには記録ヘッド４の印字面（
吐出口面）に対し密着離反するように（矢印り方向に）
移動する回復装置７が配置されている。

この回復装置７の前面には記録ヘッド４の印字面（イン
ク吐出口）を密閉（キャッピング）するキャップ８か設
けられている。このキャップ８はその周辺をキャップゴ
ム等で形成されている。

インクジェット記録装置に特有の問題として、異物（紙
カス、ゴミなど）によるインク吐出口（またはノズル）
の目詰まり、インク吐出口からの泡の取り込みによるイ
ンクの不吐出、あるいは温度変化に伴うインクの物性（
粘性など）変化による異常吐出などの問題があり、これ
らの問題に対処するため、記録ヘッド４をキャッピング
して予防するのに加えて問題発生時にこれを積極的にリ
カバリーするよう構成された前述の回復装置７が設けら
れている。

前記目詰まり等のりカバリ−は、例えば記録へラド４を
キャンピングした状態で不図示の吸引ポンプでキャップ
８内に負圧吸引力を発生させ、インク吐出口からインク
を引き出すことによって行われる。

なお、このポンプ吸引動作はインクカートリ・フジ交換
時などで記録ヘッド４内にインクを充虜する時にも行わ
れる。

然して、記録ヘッド４の移動範囲内であり、かつ印字範
囲Ｐ以外でしかもホームポジションＨＰ以外の所定位置
（図示の例ではプラテン３と回復装置７との間の所定位
置）に、記録ヘッド４からのインク吐出の有無すなわち
正常でかつ安定したインク吐出が行われているか否かを
検知するためのインク不吐出検知手段９が配置されてい
る。

このインク不吐出検知手段９は、記録ヘッド４の印字面
（吐出口面）に対面して配置され、インク滴を吐出させ
た時付着インクによって抵抗値が変化する素子を少なく
とも１個有する構造になっている。

第２図はインク不吐出検知手段９の一実施例構造を示す
。

第２図において、インク不吐出検知手段９は、ポリカー
ボネート等の絶縁基板１１の表面に導電性の７ｒ３１２
および白金電極１３を図示のようにギヤツブＧをもって
互いに平行に配置するとともに、他端邪に接続用の端子
１４Ａ、１４Ｂを形成し、さらに、平行に配置した２本
の導電材１２．１３の長さ方向所定間隔位置に複数本の
インク排出溝１５を形成した構造を有している。

使用に際しては、インク滴が箔１２と白金電掘１３とを
股いてこれらに接触するように吐出インクを付着させ、
端子１４Ａ、１４Ｂ間の抵抗値の変化によってインク吐
出の有無並びに正常か不安定かを検知するものである。

第３図は第１図のインクジェット記録装置のインク吐出
制御系のブロック図である。

第３図において、ヘッド制御演算部１６から記録ヘッド
（インクジェットヘッド）４に対して駆動電圧信号Ｓ３
１が伝送され、該信号Ｓ３１によってインク吐出量が制
御される。インク吐出量を制御することによりドツト径
（インク滴の大きさ）を変化させて中間温を表現するよ
う構成されている。

一方、第２図のインク不吐出検知手段９と増幅部から成
る不吐出検知部１７からは検知手段９で検知した吐出、
不吐出が検知信号Ｓ３２として制御部１６へ伝送される
。

制御部１６は、得られた複数（例えば３回）の検知信号
Ｓ３２が全てＯＫの場合は、印字準備ＯＫの信号Ｓ３４
をデータ転送部へ出力し、データ信号Ｓ３０を受信して
印字を開始する。

一方、信号Ｓ３２がＮＧ（不正吐出）の場合は、制御部
１６は回復装置７等を制御する回復系制御部１８へスタ
ート信号Ｓ３３を伝送し、回復操作が自動的に行われる
。

第４図は第１図中のインク不吐出検知手段９の他の構造
例を記録へラド４の一実施例構造とともに示す模式的立
面図であり、第５図は第４図のインク不吐出手段９の電
極部の正面図である。

第４図において、記録ヘッド４はこれに併設されたサブ
インクタンク２１を有し、内部に該サブインクタンク２
１に連通しかつ先端にインク吐出口（オリフィス）を有
する直管状のノズル２２が設けられている。

ノズル２２の所定位置の外周には吐出エネルギー発生手
段としてのピエゾ等の圧電素子２３が添設されており、
該ノズル２２の入口部にはフィルター２４が設けられて
いる。

こうして、圧電素子２３に駆動電圧パルスを印加するこ
とによりインク吐出口から吐出される飛翔的インク滴２
５を形成する記録ヘッド４が構成されている。

記録ヘッド４の移動範囲の所定位置には、第４図に示す
ようにインク吐出口面と所定の隙間をもって対面するイ
ンク不吐出検知手段９が配置されている。

この検知手段９は、テフロン等の絶縁等の基板２６の前
面に所定パターンのｉ膜電極２７を形成す名とともに、
該電極部２７から下方へ垂直にインク排出用溝２８を形
成しその下端に滴下インク収納用のインク吸収体２９を
配置した構造をしている。

前記電極２７は、第５図に示すごとく、所定のギャップ
Ｇをもって互いにジグザク状に配置された２つの電極部
２７Ａ、２７Ｂで構成されている。

このギャップＧの中は例えば２００μｍ程度に設定され
、該ギャップＧの部分にインク滴２５が付着する時の電
極２７Ａ、２７Ｂ間の抵抗値の変化によりインク吐出の
有無または吐出の正常異常が検知される。

第６図は以上説明した本発明によるインクジェット記録
装置のインク吐出制御動作のフローチャートである。

第６図において、ステップＳｌで印字スタートスイッチ
を押すと、ステップＳ２でヘッド４はインク不吐出検知
手段９の位置すなわち予備吐出位置へ移動される。

次いで、ステップＳ３において第１回目の子備吐出を行
い、吐出回数ｎを１だけカウントアツプする。

前記予備吐出はその結果が吐出不良の場合は複数回（本
実施例では３回）にわたって繰り返される。

また、予備吐出は、検知手段９の一対の電ｉ１２．１３
または２７Ａ、２７Ｂ間のギャップＧヘインク滴を付着
させるように行われる。

１回目の子備吐出を行った後、ステップｓ４へ進んで検
知手段９の電極間の抵抗値を測定し、ステップＳ５でこ
の測定値を増幅した後、ステップＳ６で得られたパルス
と入力パルスとのタイミングを比較判別する。

すなわち、電極間にインク滴が付着すると抵抗値が低下
するので、この変化分を微分して得られるパルスと入力
パルスとのタイミングを比較する。

ステップＳ６である一定時間内に入っておれば（ＯＫで
あれば）ステップＳ７へ進んでデータ転送を開始し印字
を行う。

一方、ステップＳ６である一定時間内に入っておらず不
吐出等の不具合があると判別されると、インク吸引によ
る回復操作を行い再び予備吐出（テスト吐出）を行う。

すなわち、ステップＳ６でＮＧと判別されるとステップ
Ｓ８へ進んで予備吐出を３回行ったか否かを判別し、３
回未満であればステップ＄９で記録ヘッド４をポンプ位
置（本実施例では回復装置７があるホームポジション）
へ移動させ、次のステップＳＩＯでポンプを作動させて
インク吸引（回復動作）を行い、しかる後ステップＳ２
へ戻りヘッド４を予備吐出位置へ移動させ以上の各ステ
ップを繰返し実行する。

ステップＳ８で予備吐出を３回行ったと判別されると、
ステップＳｌｌへ進んでインク切れ警告灯を点滅させる
などのエラー表示を行う。

以上の実施例によれば、インク滴付着による電極間の抵
抗値変化からインク吐出の良否を検知するインク不吐出
検知手段９を設け、印字前に予備吐出を行ってその良否
を検知し、吐出不良の場合は自動的に回復操作を行うよ
う構成したので、従来の目視で判別する方法に比べ、用
紙の無駄や時間の無駄をなくすことができ、しかも吐出
良否を正確に判別しうるインクジェット記録装置か得ら
れた。

なお、電極間の抵抗値の測定による不吐出の検知は、検
知手段（センサー）やインクの組成で相違するため、以
下に試験例を挙げて具体的に説明する。

試験例Ｉ； 染料として第１表に示すようなものを用い、溶媒成分と
して第２表に示すようなものを使用して４種類のインク
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを作製した。

調合は染料がほぼ完全に溶解するまで攪拌混合してから
、これを孔径１．０μｍのフルオロポアフィルター（住
友電工＠）で加圧濾過し、濾液を記録液として得た。

記録液の粘度、表面張力はいずれも５．５ｃｐ、５３　
ｄｙｎｅ／　ｃｌｌであった。

第１表 インク　　染料種　　　染料濃度　ｐＨ調整剤（χ）Ａ
　　Ｃ，Ｉ、フード　　　２重量％　水酸化ナトリブラ
ンク２　　　　　　　ウムｏ、ｏｉ重量％Ｂ　　Ｃ，Ｉ
、ダイレクト　１重量％　　　〃イエロー８６ ＣＣ，１，アシッド　　２重量％ レッド５１ Ｄ　　Ｃ，１，アシッド　　２正量％ ブルー１８５ 第２表 溶剤　　　　　　　　　　　　　　組成比水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　４ＯＮ−メチル−
２−ピロリドン　　　　　１２エチレングリコール　　
　　　　　　２５ジエチレングリコール　　　　　　　
２３実施例構造のインクジェット記録装置および上記イ
ンクＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄを使用し、ヘッドに印加する吐出信
号電圧を変化させてインク滴の大きさを制御し、ドツト
径を変化させて中間調を表現するプリントを環境温度３
５℃のもとて３０枚連続して印字した。

印字を開始して１８枚目の途中からインクＤのヘッドで
不吐出となったが、自動的に次の１９枚目の予備吐出後
にポンプで回復操作が行われ、以降３０枚目までは不吐
出による画像の乱れはなかった。

また、インクＡを入れずに印字しようとしたところ、イ
ンク残量警告ランプが点滅して停止した。

なお、本試験例での予備吐出は駆動周波数３ＫＨｚで０
．５秒間行った。

試験例Ｈ： インク不吐出検知手段９として第４図および第５図の構
造のものを備えた実施例構造のインクジェット記録装置
において実施した。

検知手段９の電極間のギャップＧは２００μｍとし、イ
ンクのｐＨ１１整剤をＮａＯＨ０，０２ｗｔ％とし、試
験例Ｉと同じ条件でテストした。

３０枚連続印字したところ、２０枚目でインクＤのヘッ
ドで不吐出が起こったが、次の予備吐出で回復操作が行
われ、以降３０枚目まで正常に印字が行われた。

本試験例での予備吐出は駆動周波数３ＫＨｚで０．３秒
間行った。

比較例１： インク不吐出検出手段９を取り外した以外と試験例Ｉと
同じ条件で連！３０枚のテスト印字を行ったところ、１
９枚目からインクＤのヘッドで不吐出が生じ、２５枚目
からはインクＢのヘッドで不吐出が生じ、画像が大幅に
乱れてしまった。

比較例■： インク不吐出検知手段９を取り外した以外と試験例■と
同じ条件で３０枚の連続印字を行ったところ、１９枚目
からインクＤのヘッドが不吐出となり、２３枚目からは
インクＢのヘッドも不吐出となってしまった。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明のインクジェッ
ト記録装置によれば、インク不吐出手段を設け、印字前
に予備吐出を行ってインク吐出の良否を検知し、吐出不
良の場合は自動的に回復操作を行うよう構成したので、
特に自動連続印字時の安定性を向上させることができ、
吐出不良検知の手間や無駄を省（ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の要部の斜視図、第２図は第１図中のインク吐出検知
手段の正面斜視図、第３図は第１図の記録装置のインク
吐出制御系のブロック図、第４図は第１図中のインク不
吐出検知手段の他の構造例および記録ヘッドの構造を示
す側面図、第５図は第４図中の電極のパターンを示す図
、第６図は第１図の記録装置のインク吐出制御系の動作
手順を示すフローチャートである。 ２−・−・・−用紙、４−−・−−一−−記録ヘッド、
７−−−ｍ−・−回復装置、８−　・・−キャンプ、９
−−−−・−インク不吐出検知手段、１２．１３−・−
・−−−−一電極、２５−−−−−−一インク滴、２７
Ａ、２７Ｂ−・　・−・・−電極。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第４閃 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）印字データに基づいて飛翔的インク滴を形成し、
   該インク滴を用紙に付着させてドットパターンを形成し
   ていくインクジェット記録装置において、インク不吐出
   検知手段を設け、印字前に予備吐出を行ってインク吐出
   の良否を検知し、吐出不良の場合は自動的に回復操作を
   行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. （２）前記インク不吐出検知手段が、インク滴との接触
   によって抵抗値が変化する素子を有するものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェッ
   ト記録装置。