JPH0825275B2 - インクジエツト記録装置 - Google Patents

インクジエツト記録装置

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JPH0825275B2
JPH0825275B2 JP26763486A JP26763486A JPH0825275B2 JP H0825275 B2 JPH0825275 B2 JP H0825275B2 JP 26763486 A JP26763486 A JP 26763486A JP 26763486 A JP26763486 A JP 26763486A JP H0825275 B2 JPH0825275 B2 JP H0825275B2
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジエツト記録装置に係り、特に記録動
作時に記録画像に応じた駆動パルス電圧をノズル部へ印
加してインク粒子を噴出させ、記録体に画像を記録する
オンデンマンド形インクジエツト記録装置に関する。
〔従来の技術〕
オンデンマンド形インクジエツト記録装置はノズル内
のインク室の容積を縮小させることにより該インク室に
連らなるオリフイスからインク粒子を噴出させて記録体
に画像を記録するもので、ノズルへ供給するインクを加
圧する特別のインク加圧機構が不要であることから構造
が簡易なプリンタを実現できる。
この種のインクジエツト記録装置は例えばインクを噴
出するノズル部に、インクタンクからインク供給路を通
じてインクが供給されるインク室の側壁に電気機械変換
素子が取付けられ、記録すべき画像に応じて発生される
駆動パルス電圧により電気機械変換素子を駆動し、その
歪みによつてインク室を圧縮してオリフイスからインク
粒子を噴出させ画像を記録している。この場合、インク
室内のインク中に気泡が混入しているか、あるいはイン
クが充填されていない場合にはインク粒子の噴射効率が
著しく低下して噴出するインク粒子が小さくなつたり、
噴出速度が低下したり、あるいはインク粒子が噴出しな
くなり、正常な記録が出来なくなる。このためインク室
の側壁に取付けた電気機械変換素子に発生する電圧から
気泡の混入を検出する検出手段を設け、気泡の混入を検
出すると気泡排気装置によりインク室内の気泡を排気さ
せるようにすることが提案されている。例えば特公昭59
−2620号公報には、インク粒子噴出用の電気機械変換素
子とは別の検出用の電気機械変換素子を設けた検出手
段、また、実公昭59−5570号公報にはインク粒子噴出用
の電気機械変換素子を検出に用いた検出手段が提案され
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの方法において、前者は気泡検出用に専用の電
気機械変換素子を設けなければならず、後者の方法では
1つの電気機械変換素子を駆動と検出に共用しているた
めに、検出した電気信号に駆動系の影響が入り誤動作し
易く、さらに両者共に画像記録動作時と気泡検出動作時
とで同一パルス電圧で電気機械変換素子を駆動している
ため、検出動作時にもインク粒子が噴射してインクが無
駄になる問題があつた。
本発明の目的は、特別の電気機械変換素子を設けるこ
となく、誤動作することなく、しかも検出動作時にはイ
ンク粒子の噴出の全くない検出手段をもつインクジエツ
ト記録装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、この目的を達成するために、インク供給
路とオリフイスに連らなるインク室と該インク室の側壁
に設けられた複数の電気機械変換素子を有するノズル
と、該電気機械変換素子に駆動パルス電圧を与えて該電
気機械変換素子を歪ませてインク室を圧縮しオリフイス
からインク粒子を噴出させる駆動パルス電圧発生回路と
該電気機械変換素子の1つに発生する電圧に基づいて前
記インク室の異常を検出する異常検出回路とを有する制
御回路とを備えたインクジエツト記録装置において、前
記制御回路に、記録動作時には前記駆動パルス電圧発生
回路の発生電圧をすべての電気機械変換素子に与えてイ
ンク粒子を発生させ、異常検出動作時には前記駆動パル
ス電圧発生回路の発生電圧を前記複数の電気機械変換素
子の一部に与え他の電気機械変換素子を前記異常検出回
路に接続する切換え回路を設けたことを特徴とする。
〔作用〕
インク室に対応して設けられた複数の電気機械変換素
子のうち、少なくとも1個の電気機械変換素子に異常検
出の目的にかなう駆動パルス電圧を印加する。該駆動パ
ルス電圧によつて電気機械変換素子が歪んで前記インク
室に機械的な振動が発生し、その機械的変化がインク室
内の流体に伝播し、さらにその振動が前記駆動パルス電
圧が印加された電気機械変換素子以外の電気機械変換素
子に伝播する。この一連の作用を流体・機械振動と呼ぶ
ことにする。そして、該流体・機械振動は、前記インク
室内や流体供給側の流体に気泡や異物が混入したり、イ
ンク粒子を噴出するオリフイスが目詰まり状態になつた
りして何らかの異常が発生すると微妙に変化する。この
流体・機械振動の変化は、前記複数の電気機械変換素子
のうち、駆動パルス電圧が印加されなかつた残りの電気
機械変換素子で電気信号電圧に変換され、この電圧に基
づいて異常の有無が判別される。オリフイスからインク
粒子を飛翔せしめて記録を行なう場合には、前記複数の
すべての電気機械変換素子に一連の駆動パルス電圧を印
加し、それらの相互作用によりインク粒子を噴出させる
が、異常検出を行なう場合には、前記記録用の駆動パル
ス電圧の一部あるいは異常検出用の駆動パルス電圧を前
記複数個の電気機械変換素子の一部に印加することによ
りインク粒子を噴出させない。
いたがつて、本発明のインクジエツト記録装置におい
て、異常検出用に特別な電気機械変換素子を設置する必
要がなく、検出能力が高く誤検出の少ない、信頼性の高
い異常検出が可能となる。
また、インク粒子の噴出を複数の電気機械変換素子の
相互作用で行なつており、異常検出の際の駆動パルス電
圧ではインク粒子が噴出せず、不要にインクを消費する
こともなく、また不要に噴出するインクの処理等の対策
も全く不要となる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。
第1図の(a)はインクジエツトノズルの縦断側面
図、(b)は制御回路を付加した周平面図である。この
インクジエツト記録装置は、特願昭59−227767号に提案
されているように、溝を形成したシリコン板2とガラス
板3を接着して挟窄部4,インク室5a,5bを形成し、イン
ク室5aをインク供給路7に連通し、インク室5bをインク
粒子噴出用オリフイス6に連通し、シリコン板2にはイ
ンク室5a,5bに対応して電気機械変換素子8,9が接着して
取付けられたノズル1と、電気機械変換素子を駆動する
駆動パルス電圧発生回路11と電気機械変換素子9を駆動
する駆動パルス電圧発生回路12を有する制御回路を備
え、第2図に示すように、駆動パルス電圧発生回路11か
ら2個の駆動パルス電圧Pa,Pbを発生してこれを電気機
械変換素子8に与え、駆動パルス電圧発生回路12から1
個の駆動パルス電圧Pcを発生してこれを電気機械変換素
子9に与えることによつてオリフイス6からインク粒子
10を噴出するものであり、この3個の駆動パルス電圧Pa
〜Pcが与えられなければインク粒子10は噴出しない構成
である。
更に電気機械変換素子9と駆動パルス電圧発生回路12
の間には電子回路などにより構成される切換えスイツチ
14を設けて該電気機械変換素子9を駆動パルス電圧発生
回路12と検出回路13に選択的に接続し、電気機械変換素
子9を検出回路13に接続する気泡検出動作時には前記駆
動パルス電圧発生回路11から第3図に示すような検出パ
ルス電圧Paを発生してこれを電気機械変換素子18に与え
るように構成する。
気泡検出動作時に駆動パルス電圧発生回路11から発生
する検出パルス電圧Pdは、第2図に示した駆動パルス電
圧Paと同じ大きさでもよいが、該検出パルス電圧Pdによ
りインク室5a,5b(シリコン板2)にインク粒子が噴出
しない程度の振動が発生し、しかもこの振動が電気機械
変換素子9によつて検出信号電圧に変換されて検出回路
13によつて気泡の有無を判別できるようなものであれば
他の大きさでもよい。
第4図は前述した検出回路13の詳細ブロツク図であ
る。増幅回路15は電気機械変換素子9から出力される前
記検出信号を切換えスイツチ14を介して入力し、これを
増幅して出力する。比較回路16は前記増幅回路15からの
検出信号電圧と基準信号端子Trefに与えられる基準信号
電圧との大小を比較し、検出信号電圧が基準信号電圧と
同値かそれ以下のときには出力電圧を零とし、検出信号
電圧が基準信号電圧を超えたときに出力電圧を発生す
る。検波回路17は比較回路16から出力される出力電圧を
整流して表示回路18に与え、表示回路18は整流出力がハ
イレベルとなつたきに発光ダイオード等を点灯する。
以上の構成において、記録動作時には電気機械変換素
子9は切換えスイツチ14によつて駆動パルス電圧発生回
路12に接続され、電気機械変換素子8,9には駆動パルス
電圧回路11,12から記録すべき画像情報に従つた駆動パ
ルス電圧Pa〜Pcが与えられてノズル1のオリフイス6か
らインク粒子10を噴出する。
そして検出動作時には、電気機械変換素子9は切換ス
イツチ14を介して検出回路13に接続され、駆動パルス電
圧発生回路11は第3図に示すような検出パルス電圧Pd
ノズル1の流体機械共振周波数fr近くで第5図(a)の
ように発生する。これより電気機械変換素子8に歪が発
生してシリコン板2が振動するが、その振動によつては
インク粒子は噴出しない。しかしこの振動は他の電気機
械変換素子9に伝達されて電気信号に変換され検出信号
として検出回路13に与えられる。
このときシリコン板2の振動はインク室5a、5b内の気
泡の有無によって変化し、電気機械変換素子9から発生
する検出信号もこれに応じて変化する。第5図(b)は
インク室5a,5b内に気泡が存在しないときに電気機械変
換素子9に発生した検出信号を増幅器15で増幅して得た
検出信号電圧を示し、(c)はインク室5a,5b内に気泡
が存在するときに得られる検出信号電圧を示している。
比較回路16はこのような検出信号電圧の大きさの相違を
基準信号電圧を参照して判別し、インク室5a,5b内に気
泡が混入したときに出力電圧を発生するものである。
第6図は電気機械変換素子8に与える検出パルス電圧
の周波数fを変えたときに増幅器15から得られる検出信
号電圧が変化する様子を示したもので、実線はインク室
5a,5b内に気泡が存在するときの特性である。気泡の有
無による検出信号電圧の差は、ノズル1の流体機械共振
周波数と一致する周波数frのときに最も大きく、従つて
検出信号電圧の大きさによる気泡有無の判別はこの流体
機械共振周波数付近の検出パルス電圧Pdを用いて行うの
が有利である。なお、foは記録動作時の駆動パルス電圧
の最高周波数であり、インク室5a,5bを2.5mm×12.5mm,
2.5mm×15mm、電気機械変換素子8,9をそれぞれ2.25mm×
13mmの圧電素子とたときfo=2.8kHz、fr=8〜10kHzで
つた。
なお、上記実施例はインク供給路7側のインク室5aに
対応して設けた電気機械変換素子8に検出パルス電圧Pd
を与え、オリフイス6側のインク室5bに対応して設けた
電気機械変換素子9を振動検出に用いたが、電気機械変
換素子9に検出パルス電圧Pdを与え電気機械変換素子8
を振動検出に用いても同様な気泡検出効果が得られる。
また、流体機械振動の変化は、気泡混入のほかに異物の
混入やオリフイスの目詰り等の異常状態によつても現わ
れるので、基準信号電圧の大きさの設定の仕方によつて
これらの異常状態も検出することができる。
〔発明の効果〕
異常のように本発明は、インク室の側壁に複数個の電
気機械変換素子を設け、記録動作時にはすべての電気機
械変換素子に駆動パルス電圧を与えてオリフイスからイ
ンク粒子を噴出するようにしたノズルを用いたインクジ
エツト記録装置において、異常検出動作時には一部の電
気機械変換素子に異常検出用のパルス電圧を与えるよう
にしたので該異常検出動作時にオリフイスから不要なイ
ンク粒子が噴出せず、従つてインク粒子処理対策が不要
であり、更に他の電気機械変換素子を振動検出用に利用
するようにしたので振動検出専用の電気機械変換素子を
用いることなく駆動系の影響のない検出信号を得ること
ができ誤動作がなくなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明によるインクジエツト記録装置を示すもの
で、第1図(a)はインクジエツトノズルの縦断側面
図、第1図(b)は制御回路を付加した周平面図、第2
図(a),(b)は駆動パルス電圧波形図、第3図は検
出パルス波形図、第4図は検出回路のブロツク図、第5
図(a)〜(c)は異常検出動作時の各種信号電圧波形
図、第6図は検出信号電圧の周波数特性図である。 1……ノズル、2……シリコン板、5a,5b……インク
室、6……オリフイス、7……インク供給路、8,9……
電気機械変換素子、11,12……駆動パルス電圧発生回
路、13……検出回路、14……切換えスイツチ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41J 2/125 2/175 B41J 3/04 101 Z 102 Z (72)発明者 松田 泰昌 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−104946(JP,A) 特開 昭58−203061(JP,A) 特開 昭59−2620(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク供給路とオリフイスに連なるインク
    室と該インク室の側壁に設けられた複数の電気機械変換
    素子を有するノズルと、該電気機械変換素子に駆動パル
    ス電圧を与えて該電気機械変換素子を歪ませてインク室
    を圧縮しオリフイスからインク粒子を噴出させる駆動パ
    ルス電圧発生回路と該電気機械変換素子の1つに発生す
    る電圧に基づいて前記インク室の異常を検出する異常検
    出回路とを有する制御回路とを備えたインクジエツト記
    録装置において、前記制御回路に、記録動作時には前記
    駆動パルス電圧発生回路の発生電圧を前記複数の電気機
    械変換素子のすべてに与えてインク粒子を噴出させ、異
    常検出動作時には前記駆動パルス電圧発生回路の発生電
    圧を前記複数の電気機械変換素子の一部に与え他の電気
    機械変換素子を前記異常検出回路に接続する切換え回路
    を設けたことを特徴とするインクジエツト記録装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記駆動
    パルス電圧発生回路は、前記異常検出動作時には、前記
    インク室内の流体機械共振周波数付近の周波数の電圧を
    発生することを特徴とするインクジエツト記録装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項において、前記駆動
    パルス電圧発生回路は、前記異常検出動作時には、前記
    記録動作時に発生する電圧の最高周波数よりも高い周波
    数の電圧を発生することを特徴とするインクジエツト記
    録装置。
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