JPH04191051A - インクジェットヘッドの駆動条件設定装置 - 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　） 本発明はインクジェットヘッドにおいてそのインク吐出
状態を所定の品質管理下に維持するためのインクジェッ
トヘッドの駆動条件設定装置に関するものである。

（従来の技術　） 上述のようなインクジェットヘッドは、例えばワードプ
ロセッサ、コンピュータなどのプリンターに採用されて
いるもので、特にインクジェット記録方式の中でもバブ
ルジェット方式の記録ヘッドとして優れた効果を発揮し
ている。

その代表的な構成や原理については、例えば米国特許第
４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書
に開示されているように基本的には良く知られるところ
である。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には液体（インク）が保持されているシー
トや液路に対応して配置されているエネルギー発生体と
しての電気熱変換体に記録情報に対応した駆動信号を印
加し、上記電気熱変換体に熱エネルギーを発生させ、核
沸騰を越える急速な温度上昇を上記液体に与え、上記駆
動信号に１対ｌに対応して上記液体内に気泡を発生する
のである。この気泡の成長、収縮により、上記記録ヘッ
ドの吐出口から液滴を吐出する。

なお、上記駆動信号をパルス形状にすると、即時、適切
な気泡の成長、収縮が行われるので、特に応答性の優れ
た液体の吐出が達成できる。

このパルス形状の駆動信号としては米国特許第４４６３
３５９号明細書、同第４３１３１２４号明細書に記載さ
れているものが適している。また、上記記録ヘッドの熱
作用面の温度上昇率に関しては米国特許第４３１３１２
４号明細書に記載されている条件を採用するのが好まし
い。

上記記録ヘッドの構成としては上述の各明細書に開示さ
れているもの（直線状液流路または直角状液流路）だけ
でなく、例えば、米国特許第４５５８３３３号明細書、
同第４４５９６００号明細書に記載のような、熱作用部
が屈曲する個所に配置されている構成でも良い。

また、上記記録ヘッドの構成は特開昭５９年第１２３６
７０号公報に所載されているように共通するスリットを
複数の電気熱変換体の吐出部としても良（、特開昭５９
年第１３８４６１号公報に示すように熱エネルギーの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応して構成してもよい
。

上記記録ヘッドとしては、それが採用されている記録装
置の最大記録幅に対応した長さになっているフルライン
タイプの記録ヘッドでも良く、上述した明細書に記載さ
れた記録ヘッドを複数個組み合わせて構成したものでも
良い。

なお、上記記録ヘッドに対しては、キャビング手段、ク
リーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体
あるいはこれとは別の加熱素子もしくはこれらの組み合
わせによる予備加熱手段を備えると良く、また、記録と
は別の吐出を行う予備吐出モードを採用するようにして
もよい。

上記記録ヘッドは黒色などの主流色のみでなく、異なる
色の複数色カラーあるいは混色のフルカラーに採用でき
る構成にすることもできる。

このような記録ヘッドとしてのインクジェットヘッドは
、通常、各インク吐出部に対応して発熱体を配列した発
熱体素子を、インクジエ・ントヘッド基台に装置すると
共に上記インク吐出部に対しての駆動条件を記憶する記
憶手段を具備している。そして、上記吐出部におけるイ
ンクの吐出条件を変えながら、実際に紙に印字し、その
紙の上の印字状態から目視によって、あるいはテレビカ
メラによる入力およびその画像の処理から、所望の吐出
駆動条件を判定し、調整し、これを上記記憶手段に記憶
させている。

（発明が解決しようとする課題　） しかしながら、上記従来例では印字のためにかなりの用
紙面積および時間を費やす。また、印字された状態から
上述のように吐出駆動条件を判定し、調節するのは難し
く、生産ラインの上からも好ましくない。

（発明の目的　） 本発明は上記事情に基いてなされたもので、インクジェ
ットの適正状態の設定を、インク吐出部からのインクの
滴を光学的に測定して、得られるようにしたインクジェ
ットヘッドの駆動条件設定装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段　） このため、本発明では、インクを吐出する吐出口と、該
吐出口に対応して設けられ、該吐出口からインクを吐出
するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー
発生体と、該エネルギー発生体に対する駆動条件を記憶
する記憶手段とを具備するインクジェットヘッドの駆動
条件設定装置であって、指定された上記吐出口からイン
クを滴として吐出させるインクジェットヘッド駆動手段
と、吐出された上記インクの滴を、これと交叉する方向
から透過照明する照明手段と、該照明手段からの透過光
を受けて上記インクの滴の像を検出する像検出手段と、
該像検出手段の検出信号からインクの滴の状態を判定す
る判定手段と、該判定手段で判定された結果に基いて上
記インクジェットヘッドの駆動条件を上記記憶手段に記
憶させる手段とを具備する。

（作　　用　　） 従って、インクの滴の状態は高精度に判定され、素早く
、かつ適正に駆動条件の設定ができ、製品精度も向上で
きる。

（実施例　） 以下、本発明を図示の実施例に基いて具体的に説明する
。

図において符号１は、被検査製品であるインクジェット
ヘッド９から／１１ｉ１０として吐出されるインクの吐
出方向に交叉して上記インクの滴１０を透過照明するた
めの、例えば、白色光源である照明手段である。上記照
明手段からの光路上には上記インクの滴の手前に位置し
て集光レンズ２が配置され、また、その後段に位置して
撮像レンズ３が配置されている。上記撮像レンズ３を透
過した光束はスリット板４を介して検出手段としての光
電センサ５に到達し、その照明の過程で得られた上記イ
ンク滴１０の像が測定される。上記スリット板４は上記
インクの滴の吐出方向に互いに並列するスリットを備え
、これに対応して上記センサ５は２つの受光面５１．５
□を具備する。

上記受光面で検出された光量は電気信号に変換されてイ
ンク滴の状態を測定する吐出滴速度測定手段６に入力さ
れる。

その測定結果からインク滴の状態を判定する手段として
、マイクロコンピュータなどの制御手段１１が用意され
ている。また、上記制御手段１１からの信号で上記イン
クジェットヘッド９に備えられた記憶手段（図示せず）
に駆動条件を記憶させる手段、即ち、駆動条件設定手段
８が用意されている。なお、図中、符号７は上記インク
ジェットヘッド９に駆動信号を与えるためのヘッド駆動
手段である。

このようなインクジェットヘッドの駆動条件設定装置に
おいては、まず、上記制御手段１１によって所定のヘッ
ド駆動条件（例えば、印加電圧値、電流値、印加時間、
吐出ノズル番号）を上記ヘッド駆動手段７に与え、発熱
体に与えた電流でバブルを発生させ、インクの滴を吐出
させる。次に、その吐出されたインクの滴１０の状態（
この実施例では吐出速度）を上記照明手段１および光電
センサ５で検出する。即ち、ここでは上記照明手段１か
らの光束は上記集光レンズ２を介して上記光路上でイン
クの滴１０を透過し、撮像レンズ３を介して各スリット
を通り、光電センサ５に入射されて、上記インクの滴の
像を結ぶ。この時、上記撮像系の倍率Ｘ、スリット間隔
℃、インクの滴１０の速度■とした時、光電センサ５の
２つのセンサが受光したインクの／５ｉ１０の像を捕ら
えた時間差△ｔとすると、 ■＝β・Ｘ／△ｔ によって速度が表わされ、吐出滴速度測定手段によって
測定される。

第２図には上記速度測定手段のタイミングが図示されて
いる。ここで、符号１００は第１図におけるヘッド駆動
手段７によってヘッド９に引火されるパルスであり、１
０１及び１０２は光電センサの受光面５．．５２の出力
、１０４及び１０５は上記出力における所定の出力値レ
ベルを検出するための電圧値、１０３は上記出力１０１
が上記電圧値１０４をクロスする時刻から上記出力１０
２が電圧値１０５をクロスする時刻までの時間差△ｔを
計測するためのパルスである。上記速度測定手段はこの
パルス１０３におけるΔｔを数値化して各吐出パルス毎
に制御手段１１に送る。

次に、ヘッドの駆動条件を設定するためのフローを第３
ズに従って説明する。なお、この実施例では電圧印加時
間を一定として、印加電圧値を変えて行（場合を示して
いる。まず、ステップ３００で所定の印加時間を設定す
る。っずいて、ステップ３０１で測定すべきノズル番号
の１番目（通常、対象ヘッドは複数ノズルからなる）を
吐出回能とし、ステップ３０２で該当ノズルに対し予め
決定されている初期印加電圧を設定し、そしてステップ
３０３で該当ノズルに実際の駆動手段を用いて、インク
を吐出させる。次のステップ３０４ではその該当インク
吐出滴に対して上記速度測定手段を用いて測定を行う。

つずいて、ステップ３０３〜３０６で、吐出電圧を段階
的に変化させて、所定電圧になるまでこれを繰り返す。

しかして、ステップ３０７で前記制御手段によって該当
ノズルに対する駆動条件が決定される。次にステップ３
０８で測定すべきノズルを変更し、ステップ３０２〜３
０９で所定のノズル数分、これを繰り返す。この段階で
複数ノズルからなる該当ヘッドに対し、ここのノズルに
対する駆動条件が決定されているので、その複数の駆動
条件の中から該当ヘッドに対する最適駆動条件を求める
（ステップ３１０）。そして、ステップ３１１でこの最
適駆動条件に従って、該当ヘッド上にある駆動条件記憶
手段に対して、外部から前記駆動条件設定手段によって
記憶させる。

なお、前述の実施例ではスリットを２本設けて速度測定
を行っているが、スリットを１本として光電センサも１
本としたインクの吐出滴の有無判別手段とし、第１図中
の吐出滴速度測定手段の代りとしてもよい。

また、前述の実施例では、ヘッドに対する印加時間を一
定とし、印加電圧を変えることにより駆動条件を求める
例を掲げたが、印加電圧を一定とし、印加時間を変える
ようにして条件を出す場合や、電圧、時間の両方を一定
の関係に従って変えて条件を出す場合もある。

（発明の効果　） 本発明は以上詳述したようになり、インクの吐出滴を光
学的に測定して、その状態の適正を期するようにしたか
ら、実際に紙などに印字することなしに、高い精度でヘ
ッド駆動条件が決定でき、しかも、ヘッドの製造過程に
おける自動化、高速化を用意にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２図
は本発明に係わるインク吐出滴速度測定手段のタイミン
グ図、第３図は当該ヘッドに対して駆動条件を設定する
ためのフロラチャートである。 １０１．照明手段　　　２１９．集光レンズ３１０．撮
像レンズ　　４１１．スリット５０１．光電センサ ６０９．インク吐出滴速度測定手段 ７０１．ヘッド駆動手段 ８１０．駆動条件設定手段 ９３１．対象ヘッド １０、、、インクの滴 １１、、、制御手段 代理人　　弁理士　　山　下　積　平 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを吐出する吐出口と、該吐出口に対応して
   設けられ、該吐出口からインクを吐出するために利用さ
   れるエネルギーを発生するエネルギー発生体と、該エネ
   ルギー発生体に対する駆動条件を記憶する記憶手段とを
   具備するインクジェットヘッドの駆動条件設定装置であ
   って、指定された上記吐出口からインクを滴として吐出
   させるインクジェットヘッド駆動手段と、吐出された上
   記インクの滴を、これと交叉する方向から透過照明する
   照明手段と、該照明手段からの透過光を受けて上記イン
   クの滴の像を検出する像検出手段と、該像検出手段の検
   出信号からインクの滴の状態を判定する判定手段と、該
   判定手段で判定された結果に基いて上記インクジェット
   ヘッドの駆動条件を上記記憶手段に記憶させる手段とを
   具備することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動
   条件設定装置。
2. （２）上記エネルギー発生体が、上記エネルギーとして
   熱エネルギーを発生する電気熱変換体である請求項１に
   記載のインクジェットヘッドの駆動条件設定装置。