JPH1199646A - Ink jet recording head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder

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Publication number
JPH1199646A
JPH1199646A JP26302797A JP26302797A JPH1199646A JP H1199646 A JPH1199646 A JP H1199646A JP 26302797 A JP26302797 A JP 26302797A JP 26302797 A JP26302797 A JP 26302797A JP H1199646 A JPH1199646 A JP H1199646A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
flow path
recording head
jet recording
trouble
Prior art date
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Pending
Application number
JP26302797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yujiro Kitade
雄二郎 北出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH1199646A publication Critical patent/JPH1199646A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14354Sensor in each pressure chamber

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording head having a function for self- diagnosing the trouble, and an ink jet recorder having high operational efficiency and reliability. SOLUTION: A driving circuit for the piezoelectric element 16 in an ink jet recording head is provided with a charge amplifier 84. Time variation of charge supply is measured at the time of driving the piezoelectric element 16 and the pressure waveform of an ink pressure chamber 15 is grasped with reference to the charge quantity waveform when no ink is present in an ink channel thus detecting a situation where a bubble is present in the ink channel and a situation where the fluid resistance has increased due to presence of dust. The recorder detects a trouble in the recording head at nonprinting timing and drives a trouble eliminating means based on the detection results thus enhancing the reliability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、インクを小滴と
してノズルから吐出させて記録媒体上に記録するインク
ジェット記録技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording technique in which ink is ejected as small droplets from nozzles and is recorded on a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録技術は、高速の印字
が可能であり、印字分解能も高く、カラー化にも容易に
対応できることから、現在最も多く用いられている印字
方式の一つである。図4は、このようなインクジェット
記録装置(以下では記録装置と略称する)の一例の構造
を示す部分断面斜視図である。図4に示した構成は一般
にシリアル印字方式と呼ばれているものである。インク
ジェット記録ヘッド(以下では記録ヘッドと略称する)
を搭載しているキャリッジ2が、キャリッジ搬送手段4
によって、印字媒体である記録用紙3の搬送方向に対し
て垂直方向に送られ、その間に記録ヘッドのノズルから
吐出されたインク滴によって一行ずつの印字が実行され
る。
2. Description of the Related Art The ink jet recording technique is one of the most frequently used printing methods at present because it can perform high-speed printing, has a high printing resolution, and can easily cope with colorization. FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view showing the structure of an example of such an ink jet recording apparatus (hereinafter simply referred to as a recording apparatus). The configuration shown in FIG. 4 is generally called a serial printing system. Inkjet recording head (hereinafter abbreviated as recording head)
Is mounted on the carriage 2
Thus, the recording paper 3 as a print medium is fed in a direction perpendicular to the transport direction, and printing is performed line by line by ink droplets ejected from nozzles of the recording head during that time.

【0003】図5は、記録ヘッドのノズルの配置例とそ
の印字ドットとの関係を示した図である。この例では、
ノズルは千鳥状に配置されており、隣り合うノズルの縦
方向の間隔は1/150インチ、横方向の間隔は9/3
00インチである。インクは、図4のキャリッジの下面
にある記録ヘッドのノズルから記録用紙3の面に垂直に
吐出されて、印字ドットを形成する。したがって、キャ
リッジ2がスペーシング軸45に案内されて走査されるこ
とによって1行分が印字され、続いて実施される行送り
との組み合わせによって文字や画像が印字される。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an example of the arrangement of nozzles of a recording head and its printing dots. In this example,
The nozzles are arranged in a zigzag pattern, the vertical spacing between adjacent nozzles is 1/150 inch, and the horizontal spacing is 9/3.
00 inches. The ink is discharged perpendicularly to the surface of the recording paper 3 from nozzles of the recording head on the lower surface of the carriage in FIG. 4 to form print dots. Accordingly, one line is printed by the carriage 2 being guided and scanned by the spacing shaft 45, and characters and images are printed in combination with the line feed that is subsequently performed.

【0004】図6は記録ヘッドの一例の構造を示す断面
図であり、図7は記録ヘッドの動作を説明するための図
で、(a)は待機状態を示す断面図、(b)はパルス印
加時の断面図、(c)はインク吐出時を示す断面図であ
る。図6に示した記録ヘッド1は、カイザー型と呼ばれ
る印字方式の記録ヘッドであり、基板11に形成された溝
と振動板12とで、インク供給部13とインク加圧室14とノ
ズル15とからなる複数のインク流路が構成され、インク
加圧室14に対応する振動板12の外側表面に圧電素子16が
接着されている。
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of an example of a recording head, FIG. 7 is a view for explaining the operation of the recording head, FIG. 6A is a sectional view showing a standby state, and FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view when applying an ink, and FIG. The recording head 1 shown in FIG. 6 is a recording head of a printing method called a Kaiser type. The groove formed in the substrate 11 and the vibration plate 12 form an ink supply unit 13, an ink pressurizing chamber 14, and a nozzle 15. Are formed, and a piezoelectric element 16 is bonded to the outer surface of the vibration plate 12 corresponding to the ink pressurizing chamber 14.

【0005】基板11は、例えばシリコンウェハを素材と
し、プラズマエッチング法等によって溝部をエッチング
して形成される。この溝加工された基板11とガラス板か
らなる振動板12とが静電接合法等によって接合されてイ
ンク流路が形成される。圧電素子16が接着される振動板
12の表面には、予め真空蒸着法やスパッタ法によってI
TOあるいは金の共通電極が形成されており、接着され
た圧電素子16の上部電極には半田付け等の方法によって
フレキシブルプリント板(以下ではFPCと略称する)
が接続されている(共通電極及びFPCは図6及び図7
には図示されていない)。この共通電極とFPCとの間
に電圧が印加されると、圧電素子16が変形する。圧電素
子16の長さ方向が短縮する方向の電圧を印加すると、振
動板12と圧電素子16とのバイモルフ効果によって、振動
板12がインク加圧室14側へ変形しインク加圧室14の体積
を減少させる。
The substrate 11 is formed by, for example, using a silicon wafer as a raw material and etching the grooves by a plasma etching method or the like. The grooved substrate 11 and the vibration plate 12 made of a glass plate are joined by an electrostatic joining method or the like to form an ink flow path. Vibration plate to which piezoelectric element 16 is bonded
The surface of 12 is preliminarily prepared by vacuum evaporation or sputtering.
A common electrode of TO or gold is formed, and a flexible printed board (hereinafter abbreviated as FPC) is attached to the upper electrode of the bonded piezoelectric element 16 by a method such as soldering.
(The common electrode and the FPC are shown in FIGS. 6 and 7).
Not shown). When a voltage is applied between the common electrode and the FPC, the piezoelectric element 16 is deformed. When a voltage in a direction in which the length direction of the piezoelectric element 16 is shortened is applied, the diaphragm 12 is deformed toward the ink pressurizing chamber 14 due to a bimorph effect between the diaphragm 12 and the piezoelectric element 16, and the volume of the ink pressurizing chamber 14 is reduced. Decrease.

【0006】次に、図7を用いてインク滴の吐出の原理
について説明する。図7(a)は記録ヘッド1の待機状
態を示しており、圧電素子16には電圧が印加されてい
る。圧電素子16は逆圧電効果によってd31方向に縮み、
振動板12がインク加圧室14の体積を減少させた状態に変
形している。印字する場合には、印加電圧を零に戻し
て、図7(b)のように振動板12を平坦な状態に戻し、
インク加圧室14内を負圧にする。この時、インク供給部
13からインク加圧室14へインク9が供給される。続い
て、再度、圧電素子16に電圧を印加し、図7(c)の状
態に戻すと、インク加圧室14内には正圧が発生し、イン
ク9がノズル15から吐出されてインク滴91となり、記録
媒体である記録用紙3に向かって飛翔し記録用紙3上に
インクドットとなって付着する。
Next, the principle of ink droplet ejection will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a standby state of the recording head 1, and a voltage is applied to the piezoelectric element 16. The piezoelectric element 16 contracts in the d 31 direction by the reverse piezoelectric effect,
The vibration plate 12 is deformed so that the volume of the ink pressurizing chamber 14 is reduced. When printing, the applied voltage is returned to zero, and the diaphragm 12 is returned to a flat state as shown in FIG.
The inside of the ink pressurizing chamber 14 is set to a negative pressure. At this time, the ink supply unit
The ink 9 is supplied from 13 to the ink pressurizing chamber 14. Subsequently, when a voltage is again applied to the piezoelectric element 16 to return to the state shown in FIG. 7C, a positive pressure is generated in the ink pressurizing chamber 14, and the ink 9 is ejected from the nozzle 15 and the ink droplet is ejected. At 91, it flies toward the recording paper 3 as a recording medium and adheres as ink dots on the recording paper 3.

【0007】図8は圧電素子16の駆動回路の原理を示す
回路図である。圧電素子16に電圧を印加する場合には、
第1のトランジスタ81をON状態にし第2のトランジス
タ82をOFF状態にする電圧信号をそれぞれのベースに
入力する。この状態では、電源電圧が抵抗83を通して圧
電素子16に印加され、圧電素子16は充電状態となる。圧
電素子16への印加電圧を零にする場合には、第1のトラ
ンジスタ81をOFF状態にし、第2のトランジスタ82を
ON状態にする電圧信号をそれぞれのベースに入力す
る。この状態では圧電素子16は放電状態となる。
FIG. 8 is a circuit diagram showing the principle of the driving circuit of the piezoelectric element 16. When applying a voltage to the piezoelectric element 16,
A voltage signal for turning on the first transistor 81 and turning off the second transistor 82 is input to each base. In this state, the power supply voltage is applied to the piezoelectric element 16 through the resistor 83, and the piezoelectric element 16 is charged. When the voltage applied to the piezoelectric element 16 is set to zero, a voltage signal for turning off the first transistor 81 and turning on the second transistor 82 is input to each base. In this state, the piezoelectric element 16 is in a discharged state.

【0008】図9は圧電素子16に印加される電圧波形を
示したもので、第1のトランジスタ81がON状態にある
初期状態は図7(a)に示した待機状態に相当し、電圧
が低下した状態が図7(b)に示した負圧状態で、イン
クがインク供給部13から供給され、電圧の急上昇で、再
び圧電素子16が縮んでインク加圧室14の内圧が上昇し、
インク滴91が吐出される図7(c)の状態となる。この
状態が安定すると初期状態である図7(a)になる。
FIG. 9 shows a voltage waveform applied to the piezoelectric element 16. The initial state in which the first transistor 81 is in the ON state corresponds to the standby state shown in FIG. 7B, the ink is supplied from the ink supply unit 13, and the voltage suddenly increases, the piezoelectric element 16 contracts again, and the internal pressure of the ink pressurizing chamber 14 increases.
FIG. 7C shows a state in which the ink droplet 91 is ejected. When this state is stabilized, the state becomes the initial state shown in FIG.

【0009】以上で説明したカイザー型以外のインクジ
ェット記録方式としては、バブルジェット方式と呼ばれ
る方式がある。この方法は、インクを加熱気化させた時
の急激な圧力上昇によってインク滴をノズルから吐出さ
せる方式であり、記録ヘッドを小形化できるという特徴
がある。以上の2つのインクジェット記録方式において
は、インク加圧室内に発生させた圧力を利用してノズル
からインク滴を吐出させる。これらの方式の記録装置に
おける印字不良の主な原因としては、インク流路内に存
在する気泡や塵埃が上げられる。気泡は圧力の変化を体
積変化で吸収するためインク滴を吐出するために必要な
圧力上昇を阻害し、塵埃はインク流路の流体抵抗を増加
させてノズル部に必要な圧力を伝達することを妨げた
り、インクの供給を阻害したりする。
As an inkjet recording system other than the Kaiser type described above, there is a system called a bubble jet system. This method is a method in which an ink droplet is ejected from a nozzle by a sudden increase in pressure when the ink is heated and vaporized, and has a feature that a recording head can be miniaturized. In the above two ink jet recording methods, ink droplets are ejected from nozzles using the pressure generated in the ink pressurizing chamber. The main causes of printing failure in these types of recording apparatuses are bubbles and dust existing in the ink flow path. Bubbles absorb changes in pressure by volume changes and hinder the pressure rise required to eject ink droplets.Dust increases fluid resistance in the ink flow path and transmits the necessary pressure to the nozzle. Or hinder the supply of ink.

【0010】このような印字不良の原因となる気泡や塵
埃を除去するために、一般には、ポンプ63(図4参照)
等の負圧発生機構を用いた不良原因除去手段(トラブル
解消手段)が備えられ、負圧によって記録ヘッド1のノ
ズル15からインク流路内のインク9を強制的に吸引し、
そのインクの流れによってインク流路内の気泡や塵埃を
除去している。
Generally, a pump 63 (see FIG. 4) is used to remove air bubbles and dust that cause such a printing failure.
A trouble cause removing means (trouble solving means) using a negative pressure generating mechanism such as the above is provided, and the ink 9 in the ink flow path is forcibly sucked from the nozzle 15 of the recording head 1 by the negative pressure.
Bubbles and dust in the ink flow path are removed by the flow of the ink.

【0011】また、記録ヘッド1のノズル面上にインク
が溜まったり異物が付着することによっても印字不良を
発生することがある。この不良を除去するためには、ノ
ズル面を清掃するためのワイパ61(図4参照)が備えら
れている。図4においては、前記のポンプ63等の負圧発
生機構を用いた不良原因除去手段及びワイパ61を合わせ
て保護装置6として示している。
In addition, printing defects may also occur due to accumulation of ink or foreign matter adhering on the nozzle surface of the recording head 1. To remove this defect, a wiper 61 (see FIG. 4) for cleaning the nozzle surface is provided. In FIG. 4, the protection device 6 includes a failure cause removing unit using a negative pressure generating mechanism such as the pump 63 and the wiper 61.

【0012】図10を用いて、保護装置6の機能と動作に
ついて更に詳しく説明する。保護装置6は、図4に示し
たワイパ61、キャップ62及びポンプ63に加えてポンプ駆
動部64を備えている。キャップ62は負圧を発生させるた
めの気密空間を構成する機能に加えて、記録ヘッド1の
ノズル15のインクの乾燥を防止する機能も兼ねている。
すなわち、記録装置の電源が切られている時や印字を行
わない時には、記録ヘッド1が、ホームポジションと呼
ばれるキャップ62の直上の位置にあって、キャップ62に
よって覆われ、周囲の雰囲気から遮断され、インクの乾
燥による粘度の上昇や塵埃の付着を防止されている。し
たがって、キャップ62は、ホームポジションにあって、
記録ヘッド1のノズル面に接触したり離れたりできるよ
うに図示していない昇降機構で支持されている。
The function and operation of the protection device 6 will be described in more detail with reference to FIG. The protection device 6 includes a pump driving unit 64 in addition to the wiper 61, the cap 62, and the pump 63 shown in FIG. The cap 62 has a function of preventing drying of the ink of the nozzles 15 of the recording head 1 in addition to a function of forming an airtight space for generating a negative pressure.
That is, when the power of the recording apparatus is turned off or when printing is not performed, the recording head 1 is located at a position just above the cap 62 called a home position, is covered by the cap 62, and is isolated from the surrounding atmosphere. In addition, an increase in viscosity and adhesion of dust due to drying of the ink are prevented. Therefore, the cap 62 is in the home position,
The recording head 1 is supported by an elevating mechanism (not shown) so as to be able to contact and separate from the nozzle surface.

【0013】図10(a)は、記録ヘッド1がホームポジ
ションにあってキャップ62で覆われている状態を示して
いる。図10(b)は印字を開始する直前の状態を示し、
キャップ62が下げられ、記録ヘッド1を搭載しているキ
ャリッジ2が左へ移動できる状態を示している。この状
態において、インクのメニスカス位置を安定させるなど
の目的で記録ヘッド1はインクの空吐出を行う。この時
に吐出されたインクはキャップ62で受けられる。印字が
終了すると記録ヘッド1は再びホームポジションに戻
り、図10(a)の状態に戻る。
FIG. 10A shows a state in which the recording head 1 is at the home position and is covered with the cap 62. FIG. 10B shows a state immediately before printing is started.
The state where the cap 62 is lowered and the carriage 2 on which the recording head 1 is mounted can move to the left is shown. In this state, the recording head 1 performs idle discharge of the ink for the purpose of stabilizing the meniscus position of the ink. The ink ejected at this time is received by the cap 62. When printing is completed, the recording head 1 returns to the home position again, and returns to the state shown in FIG.

【0014】通常、印字不良の除去動作は、印字不良が
発生した場合におけるホストコンピュータを経由したユ
ーザーによる保守指令、あるいはプリンタ内部のタイマ
による定期的な保守指令によって実施される。この印字
不良の除去動作を示した図が図10(c)及び(d)であ
る。初期状態は図10(a)の状態であり、その状態でポ
ンプ駆動部64を駆動してポンプ63のピストンを下降さ
せ、シリンダ内を減圧し、キャップ62内を負圧にして記
録ヘッド1のインク流路内のインクをノズルを通してキ
ャップ62内に吸引し、インク流路内の気泡や塵埃を除去
する。吸引したインクはキャップ62を経てポンプ63によ
り排出される。ここでは、ポンプ63とポンプ駆動部64と
を用いた負圧発生機構を説明したが、他の方式の負圧発
生機構を使用することもできる。
Normally, the operation of removing a print defect is performed by a maintenance command by a user via a host computer when a print defect occurs, or a periodic maintenance command by a timer inside the printer. FIGS. 10C and 10D show the operation of removing the printing failure. The initial state is the state shown in FIG. 10A. In this state, the pump driving unit 64 is driven to lower the piston of the pump 63, the pressure in the cylinder is reduced, and the pressure in the cap 62 is reduced to a negative pressure. The ink in the ink flow path is sucked into the cap 62 through the nozzle to remove bubbles and dust in the ink flow path. The sucked ink is discharged by the pump 63 via the cap 62. Here, the negative pressure generating mechanism using the pump 63 and the pump driving unit 64 has been described, but another type of negative pressure generating mechanism may be used.

【0015】この後、キャップ62は図10(d)の状態ま
で下げられる。この状態においては、キャップ62は記録
ヘッド1から離れているが、ワイパ61は記録ヘッド1の
ノズル面に接触できる位置にあり、キャリッジ2を移動
させることによって記録ヘッド1のノズル面がワイパ61
で払拭され、ノズル面に付着しているインクや塵埃が除
去される。
Thereafter, the cap 62 is lowered to the state shown in FIG. In this state, the cap 62 is separated from the recording head 1, but the wiper 61 is at a position where it can contact the nozzle surface of the recording head 1, and the nozzle surface of the recording head 1 is moved by moving the carriage 2.
To remove ink and dust adhering to the nozzle surface.

【0016】以上に説明してきた従来技術による記録装
置において保守指令が発せられるのは、記録ヘッドにト
ラブルが発生した場合にユーザーが印字不良を見つけて
印字不良の除去動作を実施させる場合か、あるいは定期
的に印字不良の除去動作を実施させる場合かのいずれか
であった。このため、従来の記録装置においては、異常
に気づかずに印字して印字不良のため印字をやり直すこ
とが発生し、記録媒体を無駄にし、余計な印字時間を必
要とするという問題や、異常がないにもかかわらず定期
的に保守指令が出されてインクを無駄に消費するという
問題がある。
The maintenance command is issued in the recording apparatus according to the prior art described above when the user finds a print defect and performs an operation of removing the print defect when a trouble occurs in the print head, or This is either the case where the operation of removing the printing defect is periodically performed. For this reason, in the conventional recording apparatus, printing without recognizing the abnormality and re-printing due to a printing failure may occur, and a problem that the recording medium is wasted and an extra printing time is required, and an abnormality may occur. However, there is a problem that a maintenance command is issued periodically and ink is wasted unnecessarily.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、上
記の問題点を解決するために、記録ヘッド内のトラブル
を自己診断する機能を備えた記録ヘッドを提供するこ
と、及び、その記録ヘッドを備えてトラブルを自己診断
しトラブル解消対策を講じて正常状態と異常状態を明確
に表示区別することができる記録装置を提供することで
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a recording head having a function of self-diagnosing a trouble in the recording head in order to solve the above-mentioned problems, and to provide the recording head. It is an object of the present invention to provide a recording apparatus capable of self-diagnosing a trouble and taking measures for solving the trouble to clearly display and distinguish a normal state and an abnormal state.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
おいては、少なくともインクを加圧するためのインク加
圧室とインク加圧室にインクを供給するインク供給路と
インク加圧室で加圧されたインクを吐出するためのノズ
ルとからなる複数のインク流路を有し、インク加圧室の
側壁にはインクを加圧する手段として圧電素子を備えて
いる記録ヘッドにおいて、圧電素子の駆動に伴って圧電
素子の電極に流入した電荷量を計測する手段を備え、そ
の電荷量によって圧電素子に隣接するインク加圧室内の
インクの圧力を測定する。
According to the first aspect of the present invention, at least an ink pressurizing chamber for pressurizing ink, an ink supply passage for supplying ink to the ink pressurizing chamber, and an ink pressurizing chamber. In a recording head having a plurality of ink flow paths including nozzles for discharging pressurized ink, and a piezoelectric element as a means for pressurizing the ink on a side wall of the ink pressurizing chamber, the driving of the piezoelectric element is performed. And means for measuring the amount of electric charge flowing into the electrode of the piezoelectric element, and the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber adjacent to the piezoelectric element is measured based on the amount of electric charge.

【0019】インク加圧室の圧力の時間変化を印加電圧
パルスと対応させることによってインク流路内に状況の
変化が発生しているか否かを推定判別することができ
る。第2の発明においては、測定されたインク加圧室内
のインクの圧力によって、インク流路に発生したトラブ
ルを検出する。インク加圧室の圧力の時間変化を印加電
圧パルスと対応させることによってインク流路内に発生
している状況の変化がトラブルとなるか否かを推定判別
することができる。
By associating the temporal change in the pressure of the ink pressurizing chamber with the applied voltage pulse, it is possible to estimate and determine whether or not a change in the situation has occurred in the ink flow path. In the second invention, a trouble occurring in the ink flow path is detected based on the measured pressure of the ink in the ink pressurizing chamber. By associating the time change of the pressure of the ink pressurizing chamber with the applied voltage pulse, it is possible to estimate and determine whether or not a change in the situation occurring in the ink flow path becomes a trouble.

【0020】第3の発明においては、インク流路に発生
したトラブルとして、インク流路内における気泡の残留
あるいは塵埃によるインク流路の流体抵抗増加を対象と
する。記録ヘッドで発生する大部分のトラブルはインク
流路内における気泡の残留あるいは塵埃によるインク流
路の抵抗増加であるので、この両者を確実に検出して除
去できれば大部分のトラブルを解消することができる。
In the third aspect of the present invention, as a problem occurring in the ink flow path, an increase in fluid resistance of the ink flow path due to residual air bubbles or dust in the ink flow path is targeted. Most of the troubles that occur in the recording head are the residual air bubbles in the ink flow path or the increase in the resistance of the ink flow path due to dust, so if both of these can be reliably detected and removed, most of the troubles can be resolved. it can.

【0021】第4の発明においては、請求項3に記載の
記録ヘッドを備え、かつトラブル解消手段を備えている
記録装置において、インク流路に発生したトラブルの検
出を、記録装置の電源投入時、記録紙の送出時、あるい
は記録紙の搬送時に実施する。上記の時にトラブルを検
出すれば、印字のための時間をトラブル検出に使用する
必要がなくなる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the printing apparatus having the printing head according to the third aspect and the trouble solving means, the detection of the trouble occurring in the ink flow path is performed when the power of the printing apparatus is turned on. This is performed when the recording paper is sent out or when the recording paper is transported. If a trouble is detected at the above time, it is not necessary to use the time for printing for the trouble detection.

【0022】第5の発明においては、インク流路内にお
ける気泡の残留を検出した場合に、気泡を除去するため
のトラブル解消手段を作動させた後、インク加圧室内の
インクの圧力を測定して気泡の有無を再検査し、かつ気
泡を再検出した場合に気泡が存在することを表示する手
段を備えている。トラブルとしてのインク流路内におけ
る気泡の残留を検査し、検出した場合にはそれを除去す
る手段を動作させるので、除去手段が有効に働いた場合
には正常な状態の記録装置となっている。除去手段を作
動させても除去できなかった場合にはそれを表示するの
で、その状態で印字することは避けられる。
According to a fifth aspect of the present invention, when the presence of bubbles in the ink flow path is detected, the trouble elimination means for removing the bubbles is activated, and then the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber is measured. Means for re-examining the presence or absence of air bubbles, and displaying the presence of air bubbles when air bubbles are detected again. Inspects the residual air bubbles in the ink flow path as a trouble, and if detected, activates the means for removing it.If the removal means works effectively, the recording device is in a normal state. . If the removal is not possible even when the removing means is operated, it is displayed, so that printing in that state can be avoided.

【0023】第6の発明においては、塵埃によるインク
流路の流体抵抗増加を検出した場合に、塵埃を除去する
ためのトラブル解消手段を作動させた後、インク加圧室
内のインクの圧力を測定して塵埃によるインク流路の流
体抵抗増加の有無を再検査し、かつ塵埃によるインク流
路の流体抵抗増加を再検出した場合に塵埃によるインク
流路の流体抵抗増加が存在することを表示する手段を備
えている。
In the sixth invention, when the increase in the fluid resistance of the ink flow path due to the dust is detected, the trouble elimination means for removing the dust is operated, and then the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber is measured. To re-examine the presence or absence of an increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust, and indicate that there is an increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust when re-detecting the increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust. Means.

【0024】トラブルとしてのインク流路の流体抵抗増
加を検査し、検出した場合にはそれを除去する手段を動
作させるので、除去手段が有効に働いた場合には正常な
状態の記録装置となっている。除去手段を作動させても
除去できなかった場合にはそれを表示するので、その状
態で印字することは避けられる。
The increase in the fluid resistance of the ink flow path as a trouble is inspected, and if detected, the means for removing it is operated, so that if the removal means works effectively, the recording apparatus will be in a normal state. ing. If the removal is not possible even when the removing means is operated, it is displayed, so that printing in that state can be avoided.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態は、記録ヘ
ッドとしては、記録ヘッド駆動時に圧電素子電極に流入
した電荷量の時間変化(以下では電荷量波形という)を
計測し、基準状態(インク流路に空気が充満している状
態)における電荷量波形と比較することによってインク
加圧室内の圧力の時間変化(以下では圧力波形という)
を測定し、予め入力しておいた正常状態の圧力波形、各
種異常状態の圧力波形と照合することによって、記録ヘ
ッドの状態を判断する。記録装置としては、記録ヘッド
の状態判断に基づいてトラブル解消手段を動作させてト
ラブル除去を図り、その後に再度、記録ヘッドの状態を
判断して異常状態が残存している場合にはそれを表示さ
せる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment of the present invention, a recording head measures a time change (hereinafter referred to as a charge amount waveform) of an electric charge flowing into a piezoelectric element electrode when the recording head is driven, and determines a reference state ( Time variation of the pressure in the ink pressurization chamber (hereinafter referred to as pressure waveform) by comparing with the charge amount waveform in the state where the ink flow path is filled with air.
Is measured, and the state of the recording head is determined by collating with the pressure waveforms of the normal state and various abnormal states which have been input in advance. The recording device operates the trouble elimination means based on the judgment of the state of the print head to eliminate the trouble, and then judges the state of the print head again and displays the abnormal state if it remains. Let it.

【0026】以下に実施例について説明する。 〔記録ヘッドの実施例〕図1はこの発明による記録ヘッ
ドの実施例の構成を示す回路構成図である。圧電素子16
の駆動回路は、従来技術と同様に2つのトランジスタ81
及び82と出力側に接続されている抵抗83で構成されてお
り、トランジスタ81及び82の駆動も従来技術と同じであ
るので説明は省略する。この発明においては、駆動回路
の一方の端子に、圧電素子16に流入する電荷量を計測す
るためのチャージアンプ84が接続されている。図1にお
いては1回路だけが示されているが、実際の記録ヘッド
においては、通常、複数のインク流路が備えられ、それ
らに対応して複数の圧電素子16が備えられているので、
個々の圧電素子16に1つずつのチャージアンプ84が接続
され、圧電素子16の数だけの測定回路が備えられてい
る。
An embodiment will be described below. [Embodiment of Recording Head] FIG. 1 is a circuit diagram showing the construction of an embodiment of a recording head according to the present invention. Piezoelectric element 16
Drive circuit comprises two transistors 81 as in the prior art.
, 82 and a resistor 83 connected to the output side, and the driving of the transistors 81 and 82 is the same as in the prior art, so that the description is omitted. In the present invention, a charge amplifier 84 for measuring the amount of charge flowing into the piezoelectric element 16 is connected to one terminal of the drive circuit. Although only one circuit is shown in FIG. 1, in an actual recording head, usually, a plurality of ink flow paths are provided, and a plurality of piezoelectric elements 16 are provided in correspondence with them.
One charge amplifier 84 is connected to each piezoelectric element 16, and the same number of measurement circuits as the number of piezoelectric elements 16 are provided.

【0027】図2は圧電素子16を駆動した際の電荷量波
形の一例を示し、(a)はインク流路内にインクを充填
していない(空気のみの)状態、すなわち基準状態にお
ける電荷量Q0 の電荷量波形を示す線図、(b)はイン
ク流路内に完全にインクを充填した状態における電荷量
1 の電荷量波形を示す線図である。厳密に比較しない
と分からないが、Q0 の方が立ち下がり及び立ち上がり
が急峻となり、速い応答性を示している。これは、イン
クが存在する場合には振動板12が移動するのを妨げる力
がインクから振動板16に及ぼされることによる。すなわ
ち、インクが充填されている場合には、インク加圧室14
の体積を増加させようとする場合には負圧が発生し、体
積を減少させようとする場合には正圧が発生するためで
ある。
FIG. 2 shows an example of a charge amount waveform when the piezoelectric element 16 is driven. FIG. 2A shows a state where the ink is not filled in the ink flow path (only air), that is, the charge amount in the reference state. FIG. 4B is a diagram illustrating a charge amount waveform of Q 0 , and FIG. 4B is a diagram illustrating a charge amount waveform of a charge amount Q 1 in a state where the ink flow path is completely filled with ink. Do not know If you do not strictly comparable, but the fall and rise and is more of Q 0 becomes steep, shows a fast response. This is because the ink exerts a force on the diaphragm 16 that prevents the diaphragm 12 from moving when ink is present. That is, when the ink is filled, the ink pressurizing chamber 14
This is because a negative pressure is generated when trying to increase the volume, and a positive pressure is generated when trying to reduce the volume.

【0028】一般に、圧電素子に応力Tと電界Eとが加
えられた場合に発生する歪みS及び電気変位Dは、弾性
コンプライアンスをsE 、圧電歪み定数をd、圧電歪み
定数の転置行列をdt 、T=0の自由状態における誘電
定数をεT とおくと、 S=sE T+dt E D=dT+εT E の関係で表すことができる。
In general, a strain S and an electric displacement D generated when a stress T and an electric field E are applied to a piezoelectric element include an elastic compliance s E , a piezoelectric strain constant d, and a transposed matrix of the piezoelectric strain constant d. Assuming that the dielectric constant in the free state of t and T = 0 is ε T , it can be expressed by the following relationship: S = s E T + d t E D = d T + ε T E

【0029】ここで、インク流路内にインクが存在しな
い場合には添字0を付し、インクが存在する場合には添
字1を付して、電気変位Dを表すと、 D0 =dT0 +εT E D1 =dT1 +εT E と表すことができ、両者の差(D0 −D1 )は、 D0 −D1 =d(T0 −T1 ) となる。
Here, when there is no ink in the ink flow path, a suffix 0 is added, and when ink is present, a suffix 1 is added, and the electric displacement D is expressed as follows: D 0 = dT 0 + epsilon T E can be expressed as D 1 = dT 1 + ε T E, the difference between both (D 0 -D 1) is a D 0 -D 1 = d (T 0 -T 1).

【0030】電気変位の差は電荷量の差に換算すること
ができ、応力の差は圧力の差に換算することができるの
で、電極に流入する電荷量の差を計測することによって
圧力の差が分かるのである。図3は、7mm×20mmのチッ
プの両面に、 300dpi のノズルを32ノズルずつ備え、
0.5mm× 3.5mmのインク加圧室を有する記録ヘッドに、
常温で2cps の水性インクを用いて、36V×30μsの図
9に示したような電圧パルスを印加した場合に、図1の
回路構成で測定した電荷量波形を圧力波形に換算したも
のを示しており、電圧パルスの印加開始時を時間=0と
し、圧力値をMPa単位で示している。(a)はインク流
路に正常にインクが充填されている状態における圧力波
形を示す線図、(b)はインク加圧室に吐出インク滴の
数十倍の大きさの気泡が存在する状態における圧力波形
を示す線図、(c)はノズルが完全に詰まった状態にお
ける圧力波形を示す線図である。
The difference between the electric displacements can be converted into the difference between the electric charges, and the difference between the stresses can be converted into the difference between the pressures. I understand. Figure 3 shows a 7mm x 20mm chip with 32 nozzles of 300dpi on both sides,
In a print head having a 0.5 mm x 3.5 mm ink pressurizing chamber,
When a voltage pulse as shown in FIG. 9 of 36 V × 30 μs is applied using an aqueous ink of 2 cps at room temperature, the charge amount waveform measured by the circuit configuration of FIG. 1 is converted into a pressure waveform. The time at which the application of the voltage pulse is started is set to time = 0, and the pressure value is shown in units of MPa. (A) is a diagram showing a pressure waveform in a state in which the ink flow path is normally filled with ink, and (b) is a state in which a bubble having a size several tens of times the size of the ejected ink droplet exists in the ink pressurizing chamber. And (c) is a diagram showing a pressure waveform in a state where the nozzle is completely clogged.

【0031】(a)図と(b)図とを比較すると、気泡
によって体積変化が吸収されて圧力変化が小さくなって
いることが分かる。気泡の大きさによって圧力変化の吸
収のされ方が変わるので、波形を見ることによって気泡
の大きさを推定することができる。(a)図と(c)図
とを比較すると、ノズルが詰まっている場合にはノズル
側のインクが移動できないため圧力変化が大きくなって
いることが分かる。特に正圧側で大きく増加し、後に振
動を伴っている。インク供給部側が詰まっても、その流
体抵抗はノズル側とほぼ同じに形成されているので、ほ
ぼ同様の変化を示す。なお、(c)図はノズルが完全に
詰まった状態の圧力波形であるが、完全に詰まっていな
くても流体抵抗が増加していれば、それ相当に圧力変化
が大きくなる。
A comparison between the figures (a) and (b) shows that the change in pressure is reduced because the volume change is absorbed by the bubbles. Since the manner in which the pressure change is absorbed changes depending on the size of the bubble, the size of the bubble can be estimated by looking at the waveform. Comparing the figures (a) and (c), it can be seen that when the nozzle is clogged, the ink on the nozzle side cannot move and the pressure change is large. In particular, it greatly increases on the positive pressure side, and is accompanied by vibration later. Even if the ink supply unit side is clogged, the fluid resistance is substantially the same as that of the nozzle side, and therefore shows almost the same change. FIG. (C) shows a pressure waveform in a state where the nozzle is completely clogged. However, even if the nozzle is not completely clogged, if the fluid resistance is increased, the pressure change is correspondingly large.

【0032】なお、インク流路にインクがない状態の流
入電荷量の測定は、通常の使用状態においてはインクを
除去して測定する必要があるため困難であるので、記録
ヘッドの出荷前に予め測定し、プリンタや記録計等に内
蔵されているROM等に記憶させておくとよい。図3に
示したように、インク流路内に気泡が存在する場合と、
塵埃等が存在して流体抵抗が増加している場合とでは、
正常状態の圧力波形に比べて、圧力の変化の方向が逆と
なる。したがって、圧力波形あるいはピーク値の大きさ
を調べることで両異常は容易に区別できる。
Note that it is difficult to measure the amount of inflowing electric charge in a state where there is no ink in the ink flow path in a normal use state because it is necessary to remove the ink and measure it. It is preferable to measure and store it in a ROM or the like built in a printer or recorder. As shown in FIG. 3, the case where air bubbles exist in the ink flow path,
In the case where dust and the like are present and the fluid resistance is increasing,
The direction of the pressure change is reversed as compared with the normal pressure waveform. Therefore, both abnormalities can be easily distinguished by examining the magnitude of the pressure waveform or the peak value.

【0033】記録ヘッドが正常にインク滴を吐出できな
くなる状態には、インク流路内に気泡が存在することに
よるインク加圧室の圧力低下、インク流路内に塵埃等が
存在することによる流体抵抗増加、ノズル周辺のノズル
面へのインク付着、等が上げられる。この内の前2者
は、上述のように、圧電素子駆動時の流入電荷量の測定
による圧力波形の把握によって検出することができる。
その検出には、ピーク値にしきい値を設けておいて、そ
れを越えた場合に異常とする方法が最も有効である。例
えば、正常状態の正圧値のピーク値+10%を越えた場合
には、塵埃等による流体抵抗増加異常、正常状態の正圧
値のピーク値−10%に至らない場合には、気泡の残留と
する方法である。なお、ノイズ等の影響を緩和するため
に、ピーク位置前後の例えば10μsの平均値を採用する
ことも有効である。
In a state where the recording head cannot discharge ink droplets normally, the pressure drop in the ink pressurizing chamber due to the presence of air bubbles in the ink flow path and the fluid due to the presence of dust and the like in the ink flow path. An increase in resistance, adhesion of ink to the nozzle surface around the nozzle, and the like are raised. As described above, the former two can be detected by grasping the pressure waveform by measuring the amount of inflow charge when the piezoelectric element is driven.
For the detection, the most effective method is to provide a threshold value for the peak value, and to determine an abnormality when the threshold value is exceeded. For example, when the peak value of the normal pressure exceeds the peak value of the positive pressure value + 10%, the fluid resistance increases due to dust or the like. When the peak value of the normal pressure value does not reach -10%, the residual bubbles remain. It is a method. Note that it is also effective to use an average value of, for example, 10 μs before and after the peak position in order to reduce the influence of noise and the like.

【0034】なお、圧力波形及びその大きさは、記録ヘ
ッドの形状、圧電素子の駆動条件、温度によるインクの
粘度の変化、等の影響によって変化するので、それらの
状況に合わせて、それぞれにデータを取得し、必要に応
じて変更したり補正したりすることが必要である。 〔記録装置の実施例〕この記録装置の実施例は、図1に
示した構成をもつ記録ヘッドを、図4に示した記録装置
に搭載し、記録装置の電源投入時に記録ヘッドのインク
加圧室の圧力波形を測定し、正常状態の圧力波形と比較
して記録ヘッドが正常か否かを検査し、正常であると判
断した場合には運転に備えて待機する。正常でないと判
断した場合には、異常の内容に応じて、不良要因除去手
段を駆動し、再度インク加圧室の圧力波形を測定する。
その結果、正常になった場合には運転に備えて待機す
る。不良要因がなお残存している場合には、その不良要
因を表示し、装置が異常であることを知らせる。
The pressure waveform and its magnitude change due to the influence of the shape of the recording head, the driving conditions of the piezoelectric element, the change in the viscosity of the ink due to the temperature, and the like. It is necessary to obtain and change or correct as necessary. [Embodiment of Recording Apparatus] In this embodiment of the recording apparatus, the recording head having the configuration shown in FIG. 1 is mounted on the recording apparatus shown in FIG. The pressure waveform in the chamber is measured and compared with the pressure waveform in a normal state to check whether the recording head is normal. If it is determined that the recording head is normal, the apparatus waits for operation. If it is determined that the pressure factor is not normal, the failure factor removing unit is driven according to the content of the abnormality, and the pressure waveform of the ink pressurizing chamber is measured again.
As a result, when it becomes normal, it stands by for operation. If the cause of the failure still remains, the cause of the failure is displayed to notify that the device is abnormal.

【0035】図3に示したような圧力波形を示す記録ヘ
ッドを搭載させた記録装置においては、(a)図の正圧
側のピーク値の±10%にしきい値を設け、+10%を越え
た場合には塵埃等による流体抵抗増大異常とし、−10%
を下回った場合には気泡の残留として不良要因除去手段
を駆動させた。この結果、故意に導入した気泡や塵埃の
影響を確実に検出して除去し、印字特性に異常を発生す
ることはなかった。
In a recording apparatus equipped with a recording head showing a pressure waveform as shown in FIG. 3, a threshold value is set at ± 10% of the peak value on the positive pressure side in FIG. In this case, an increase in fluid resistance due to dust, etc.,
When the value was less than the value, the defective factor removing means was driven as bubbles remained. As a result, the influence of intentionally introduced bubbles and dust is reliably detected and removed, and no abnormality is caused in the printing characteristics.

【0036】なお、上記の実施例においては、記録ヘッ
ドの検査を記録装置の電源投入時に実施したが、記録紙
の送出時や記録紙の搬送時に実施することもできる。こ
のようなタイミングで記録ヘッドを検査すれば、記録装
置の運転効率を低下させることなく記録ヘッドの異常を
検出することができ、運転効率が良く信頼性の高い記録
装置を得ることができる。
In the above embodiment, the inspection of the recording head is performed when the power of the recording apparatus is turned on. However, the inspection may be performed when the recording paper is sent out or when the recording paper is transported. If the recording head is inspected at such a timing, it is possible to detect an abnormality of the recording head without lowering the operation efficiency of the recording apparatus, and it is possible to obtain a recording apparatus with good operation efficiency and high reliability.

【0037】また、インクの粘度は温度に対して大きく
変化するので、温度変化が大きい場合には、しきい値の
設定を温度に合わせて補正することが必要である。
Further, since the viscosity of the ink greatly changes with respect to the temperature, it is necessary to correct the setting of the threshold value in accordance with the temperature when the temperature change is large.

【0038】[0038]

【発明の効果】この発明によれば、少なくともインクを
加圧するためのインク加圧室とインク加圧室にインクを
供給するインク供給路とインク加圧室で加圧されたイン
クを吐出するためのノズルとからなる複数のインク流路
を有し、インク加圧室の側壁にはインクを加圧する手段
として圧電素子を備えている記録ヘッドにおいて、圧電
素子の駆動に伴って圧電素子の電極に流入した電荷量を
計測する手段を備え、その電荷量によって圧電素子に隣
接するインク加圧室内のインクの圧力を測定するので、
インク加圧室の圧力の時間変化を印加電圧パルスと対応
させることによってインク流路内に状況の変化が発生し
ているか否かを推定判別することができる。
According to the present invention, at least an ink pressurizing chamber for pressurizing ink, an ink supply path for supplying ink to the ink pressurizing chamber, and an ink pressurized in the ink pressurizing chamber are ejected. The recording head has a plurality of ink flow paths each including a nozzle and a piezoelectric element as a means for pressurizing ink on a side wall of the ink pressurizing chamber. Since there is provided a means for measuring the amount of charge that has flowed in, the pressure of the ink in the ink pressurization chamber adjacent to the piezoelectric element is measured by the amount of charge,
By associating the temporal change in the pressure of the ink pressurizing chamber with the applied voltage pulse, it is possible to estimate and determine whether or not a change in the situation has occurred in the ink flow path.

【0039】したがって、記録ヘッドの機能を自己診断
することができる。第2の発明によれば、測定されたイ
ンク加圧室内のインクの圧力によって、インク流路に発
生したトラブルを検出するので、記録ヘッドのトラブル
の有無を自己診断することができる。したがって、記録
ヘッド内のトラブルを自己診断する機能を備えた記録ヘ
ッドを提供することができる。
Therefore, the function of the recording head can be self-diagnosed. According to the second aspect of the present invention, since a trouble generated in the ink flow path is detected based on the measured pressure of the ink in the ink pressurizing chamber, it is possible to perform a self-diagnosis of the trouble of the recording head. Therefore, it is possible to provide a recording head having a function of self-diagnosing a trouble in the recording head.

【0040】第3の発明によれば、インク流路に発生し
たトラブルとして、インク流路内における気泡の残留あ
るいは塵埃によるインク流路の流体抵抗増加を対象とす
るので、記録ヘッドで発生する大部分のトラブルを検出
することができる。したがって、記録ヘッド内の大部分
のトラブルを自己診断する機能を備えた記録ヘッドを提
供することができる。
According to the third aspect of the present invention, since a problem that occurs in the ink flow path is an increase in fluid resistance of the ink flow path due to residual air bubbles or dust in the ink flow path, a large problem that occurs in the recording head is obtained. Part of the trouble can be detected. Therefore, it is possible to provide a recording head having a function of self-diagnosing most troubles in the recording head.

【0041】第4の発明によれば、請求項3に記載の記
録ヘッドを備え、かつトラブル解消手段を備えている記
録装置において、インク流路に発生したトラブルの検出
を、記録装置の電源投入時、記録紙の送出時、あるいは
記録紙の搬送時に実施するので、印字のための時間をト
ラブル検出に使用することが必要ではなくなる。したが
って、印字効率を低下させることなくトラブル検出及び
トラブル解消対策を実施できる記録装置を提供すること
ができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the printing apparatus provided with the printing head according to the third aspect and the trouble solving means, the detection of the trouble occurring in the ink flow path is performed by turning on the power of the printing apparatus. When the recording paper is sent out or when the recording paper is transported, it is not necessary to use the time for printing for trouble detection. Therefore, it is possible to provide a recording device capable of performing trouble detection and trouble elimination measures without lowering the printing efficiency.

【0042】第5の発明によれば、インク流路内におけ
る気泡の残留を検出した場合に、気泡を除去するための
トラブル解消手段を作動させた後、インク加圧室内のイ
ンクの圧力を測定して気泡の有無を再検査し、かつ気泡
を再検出した場合に気泡が存在することを表示する手段
を備えているので、除去手段が有効に働いた場合には正
常な状態の記録装置となり、除去手段を作動させても除
去できなかった場合にはそれを表示するので、その状態
で印字することは避けられる。
According to the fifth aspect, when the presence of bubbles in the ink flow path is detected, the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber is measured after activating the trouble solving means for removing the bubbles. It is equipped with a means to re-examine the presence or absence of air bubbles and to indicate the presence of air bubbles when air bubbles are detected again, so that if the removal means works effectively, the recording device will be in a normal state If the removal cannot be performed even when the removing means is operated, the information is displayed, so that printing in that state can be avoided.

【0043】したがって、気泡の残留を自己診断し気泡
の除去対策を講じて正常状態と異常状態を明確に表示区
別することができる記録装置を提供することができる。
第6の発明によれば、塵埃によるインク流路の流体抵抗
増加を検出した場合に、塵埃を除去するためのトラブル
解消手段を作動させた後、インク加圧室内のインクの圧
力を測定して塵埃によるインク流路の流体抵抗増加の有
無を再検査し、かつ塵埃によるインク流路の流体抵抗増
加を再検出した場合に塵埃によるインク流路の流体抵抗
増加が存在することを表示する手段を備えているので、
除去手段が有効に働いた場合には正常な状態の記録装置
となり、除去手段を作動させても除去できなかった場合
にはそれを表示するので、その状態で印字することは避
けられる。
Therefore, it is possible to provide a recording apparatus capable of clearly distinguishing between a normal state and an abnormal state by taking self-diagnosis of bubbles remaining and taking measures to remove the bubbles.
According to the sixth aspect, when an increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust is detected, the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber is measured after activating the trouble solving means for removing dust. A means for re-examining the presence or absence of an increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust and, when re-detecting an increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust, indicating that there is an increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust, So we have
When the removing means works effectively, the recording apparatus is in a normal state, and when the removing is not possible even when the removing means is operated, it is displayed, so that printing in that state can be avoided.

【0044】したがって、流体抵抗増加を自己診断し流
体抵抗増加の除去対策を講じて正常状態と異常状態を明
確に表示区別することができる記録装置を提供すること
ができる。
Accordingly, it is possible to provide a recording apparatus capable of clearly distinguishing between a normal state and an abnormal state by taking self-diagnosis of an increase in fluid resistance and taking measures to eliminate the increase in fluid resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による記録ヘッドの実施例の構成を示
す回路構成図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a recording head according to the present invention.

【図2】実施例によって取得した電荷量波形の一例を示
し、(a)は基準状態における電荷量Q0 の電荷量波形
を示す線図、(b)はインク流路内に完全にインクを充
填した状態における電荷量Q1 の電荷量波形を示す線図
FIGS. 2A and 2B show an example of a charge amount waveform obtained by an embodiment, in which FIG. 2A is a diagram showing a charge amount waveform of a charge amount Q 0 in a reference state, and FIG. Diagram showing a charge amount waveform of charge amount Q 1 in a filled state

【図3】実施例によって計測した電荷量データより求め
たインク加圧室の圧力の時間変化を示し、(a)は正常
な記録ヘッドにおける圧力の時間変化を示す線図、
(b)は大きな気泡が存在する場合における圧力の時間
変化を示す線図、(c)はノズルが完全に詰まった状態
における圧力の時間変化を示す線図
FIG. 3 is a diagram showing a time change of the pressure of the ink pressurizing chamber obtained from the charge amount data measured by the embodiment, and (a) is a diagram showing a time change of the pressure in a normal print head;
(B) is a diagram showing the time change of the pressure when a large bubble exists, and (c) is a diagram showing the time change of the pressure when the nozzle is completely clogged.

【図4】インクジェット記録装置の一例の構成を示す部
分断面斜視図
FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view illustrating a configuration of an example of an inkjet recording apparatus.

【図5】記録ヘッドのノズル配置及び記録ドットの一例
を示し、(a)はノズル配置図、(b)は記録ドット配
置図
5A and 5B show an example of a nozzle arrangement and recording dots of a recording head, wherein FIG. 5A is a nozzle arrangement diagram and FIG. 5B is a recording dot arrangement diagram.

【図6】記録ヘッドの一例の構造を示す断面図FIG. 6 is a sectional view showing the structure of an example of a recording head.

【図7】記録ヘッドの動作を説明するための図で、
(a)は待機状態を示す断面図、(b)はパルス印加時
の断面図、(c)はインク吐出時を示す断面図
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the recording head.
(A) is a sectional view showing a standby state, (b) is a sectional view at the time of pulse application, and (c) is a sectional view at the time of ink ejection.

【図8】従来の記録ヘッドの駆動回路図FIG. 8 is a drive circuit diagram of a conventional recording head.

【図9】記録ヘッドの駆動パルスの一例を示す電圧波形
FIG. 9 is a voltage waveform diagram showing an example of a driving pulse of a recording head.

【図10】インクジェット記録装置における記録ヘッド
と保護装置との位置関係を示し、(a)は待機状態を示
す部分断面図、(b)は印字動作に移行する直前の状態
を示す部分断面図、(c)はトラブル解消手段の動作状
態を示す部分断面図、(d)は記録ヘッドのノズル面を
清掃する状態を示す部分断面図
10A and 10B show a positional relationship between a recording head and a protection device in the inkjet recording apparatus, wherein FIG. 10A is a partial sectional view showing a standby state, FIG. 10B is a partial sectional view showing a state immediately before shifting to a printing operation, (C) is a partial cross-sectional view showing an operation state of the trouble solving means, and (d) is a partial cross-sectional view showing a state of cleaning the nozzle surface of the recording head.

【符号の説明】 1 記録ヘッド 11 基板 12 振動板 13 インク供給部 14 インク加圧室 15 ノズル 16 圧電素子 2 キャリッジ 3 記録用紙 4 キャリッジ搬送手段 41 モータ 42, 43 プーリ 44 ベルト 45 スペーシング軸 5 紙送り手段 51 紙送りローラ 52 ピンチローラ 6 保護装置 61 ワイパ 62 キャップ 63 ポンプ 64 ポンプ駆動部 7 フレーム 81, 82 トランジスタ 83 抵抗 84 チャージアンプ 9 インク 91 インク滴[Description of Signs] 1 Recording head 11 Substrate 12 Vibration plate 13 Ink supply unit 14 Ink pressurizing chamber 15 Nozzle 16 Piezoelectric element 2 Carriage 3 Recording paper 4 Carriage transport means 41 Motor 42, 43 Pulley 44 Belt 45 Spacing shaft 5 Paper Feeding means 51 Paper feed roller 52 Pinch roller 6 Protector 61 Wiper 62 Cap 63 Pump 64 Pump drive 7 Frame 81, 82 Transistor 83 Resistance 84 Charge amplifier 9 Ink 91 Ink droplet

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくともインクを加圧するためのインク
加圧室とインク加圧室にインクを供給するインク供給路
とインク加圧室で加圧されたインクを吐出するためのノ
ズルとからなる複数のインク流路を有し、インク加圧室
の側壁にはインクを加圧する手段として圧電素子を備え
ているインクジェット記録ヘッドにおいて、圧電素子の
駆動に伴って圧電素子の電極に流入した電荷量を計測す
る手段を備え、その電荷量によって圧電素子に隣接する
インク加圧室内のインクの圧力を測定することを特徴と
するインクジェット記録ヘッド。
An ink pressurizing chamber for pressurizing ink, an ink supply path for supplying ink to the ink pressurizing chamber, and a plurality of nozzles for discharging ink pressurized in the ink pressurizing chamber. In the ink jet recording head having a piezoelectric element as means for pressurizing ink on the side wall of the ink pressurizing chamber, the amount of electric charge flowing into the electrode of the piezoelectric element with the driving of the piezoelectric element An ink jet recording head comprising means for measuring, and measuring the pressure of ink in an ink pressurizing chamber adjacent to a piezoelectric element based on the amount of charge.
【請求項2】測定されたインク加圧室内のインクの圧力
によって、インク流路に発生したトラブルを検出するこ
とを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a trouble occurring in the ink flow path is detected based on the measured pressure of the ink in the ink pressurizing chamber.
【請求項3】インク流路に発生したトラブルが、インク
流路内における気泡の残留あるいは塵埃によるインク流
路の流体抵抗増加であることを特徴とする請求項2に記
載のインクジェット記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 2, wherein the trouble that has occurred in the ink flow path is an increase in fluid resistance of the ink flow path due to residual air bubbles or dust in the ink flow path.
【請求項4】請求項3に記載のインクジェット記録ヘッ
ドを備え、かつトラブル解消手段を備えているインクジ
ェット記録装置において、インク流路に発生したトラブ
ルの検出を、インクジェット記録装置の電源投入時、記
録紙の送出時、あるいは記録紙の搬送時に実施すること
を特徴とするインクジェット記録装置。
4. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 3, and a trouble solving means, wherein the detection of a trouble occurring in the ink flow path is performed when the power of the ink jet recording apparatus is turned on. An ink jet recording apparatus, which is carried out when paper is sent out or when recording paper is conveyed.
【請求項5】インク流路内における気泡の残留を検出し
た場合に、気泡を除去するためのトラブル解消手段を作
動させた後、インク加圧室内のインクの圧力を測定して
気泡の有無を再検査し、かつ気泡を再検出した場合に気
泡が存在することを表示する手段を備えていることを特
徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装置。
5. When the presence of bubbles in the ink flow path is detected, a trouble elimination means for removing the bubbles is operated, and then the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber is measured to determine the presence or absence of the bubbles. 5. The ink-jet recording apparatus according to claim 4, further comprising means for re-inspection and displaying the presence of air bubbles when air bubbles are detected again.
【請求項6】塵埃によるインク流路の流体抵抗増加を検
出した場合に、塵埃を除去するためのトラブル解消手段
を作動させた後、インク加圧室内のインクの圧力を測定
して塵埃によるインク流路の流体抵抗増加の有無を再検
査し、かつ塵埃によるインク流路の流体抵抗増加を再検
出した場合に塵埃によるインク流路の流体抵抗増加が存
在することを表示する手段を備えていることを特徴とす
る請求項4に記載のインクジェット記録装置。
6. When the increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust is detected, a trouble elimination means for removing the dust is operated, and then the pressure of the ink in the ink pressurizing chamber is measured to measure the ink pressure due to the dust. It is provided with means for re-examining the presence or absence of an increase in the fluid resistance of the ink flow path, and, when re-detecting the increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust, indicating that the increase in the fluid resistance of the ink flow path due to dust exists. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein:
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