JPS58167173A - インクジエツト記録装置における噴射ミス検知方法 - Google Patents

インクジエツト記録装置における噴射ミス検知方法

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JPS58167173A
JPS58167173A JP5338982A JP5338982A JPS58167173A JP S58167173 A JPS58167173 A JP S58167173A JP 5338982 A JP5338982 A JP 5338982A JP 5338982 A JP5338982 A JP 5338982A JP S58167173 A JPS58167173 A JP S58167173A
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JP
Japan
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ink
jetting
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mis
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Application number
JP5338982A
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English (en)
Inventor
Katsuto Watanabe
渡辺 勝人
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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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
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16579Detection means therefor, e.g. for nozzle clogging

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】 本発明はインクジェット記録装置に関し、特にオンデマ
ンド型インクジェット記録装置において、記録ヘッドの
ノズルから噴射されるインク粒子が正常に噴射されてい
るか否かを検知するだめの噴射ミス検知方法に関する。
インク粒子を必要な時だけ噴射するというとの神オンデ
マンド型インクジェット記録装置のうち、特に特公昭5
3−12138号公報、特公昭51−39495号公報
、特公昭53−45698号公報等で示される圧電変換
素子の圧力波でインクを噴射する方式が近年注目されて
いる。
上記3公報に示されるオンデマンド型インクジェット記
録装置は、記録のための電気信号に応答して電気パルス
が記録ヘッドの圧電変換素子に印加される都度、圧力室
の容積変化によってノズルからインク粒子を噴射する方
式である0この棟方式のオンデマンド型インクジェット
6己録装置においては、常時インク粒子を連続的にノズ
ルから噴射するインクジェットプリンタと比べて、イン
ク粒子の噴射ミスが発生しやすい。これは、記録ヘッド
のノズルが記録紙に近接しているためにノズル面に紙粉
などのダストが付着したり、記録ヘッド内部に気泡が入
ったり、又はノズル内部のインクが乾腺、柱時変化等に
より縦向したりする等の理由により発生する噴射方向ミ
スや噴射不能等の噴射事故である。これら哨躬ミスによ
る記録紙上のインクドツト欠落は印字晶t”<を1+(
上させるので、速やかにこれを検知して回復処置をとる
必賛がある。
しかし上記の噴射ミスの発見方法としては、従来は目視
で行なわれておシ、その発見から回復処置をとるまで、
全く人手を介して行なわれていた。
このため監視作業が煩られしく、噴射ミスの発見が正確
・迅速でないという問題がアシ、その上、事故回復操作
の煩られしさや、処置の所要時間尋についても問題があ
シ、これらの問題点を解決するための噴射ミス検知装置
がこれまで種々考えられていた。
上記噴射ミス検知装置・′の一例として、電荷量計測型
がある。この屋式は、記録ヘッドのノズル近傍に配置さ
れた荷電電極と、前記ノズルのインク噴射口に対向して
配置された受信電極と、該受信電極への荷電インク粒子
の飛翔到達を検知する検出回路とを具備した噴射ミス検
知装置であり、これにより、噴射ミスを確実に検知でき
、しかも人による監視を不要にしたものである。
第1図はこの電荷古す型噴射ミス検知装置の斜視図であ
シ、図中、1は絶縁部材から成る断面コ字状の基台であ
る。2は記録ヘッド3のノズル4に近接して設慣される
一対の荷電電極で、直流電源5によシ負電圧が印加され
ている。この状態でノズル4からインク粒子6が噴射さ
れると、インク粒子6の表面には+Qoの電荷がのせら
れる。7は受信電極で、荷電電極2によシ荷電されたイ
ンク粒子6が飛翔して衝突することで電荷−Qlを得る
。この電荷−Qla検出回路8で適当なレベルの電気信
号に変換される。検出回路8は第2図に示す如く、抵抗
R1およびコンデンサC1とから成る充放電回路と、抵
抗R4とコンデンサC3とから成る微分回路と、反転増
幅器Aおよび抵抗R,Rsから成る増幅回路とで構成さ
れ、インク粒子6が受信電極7に対して飛翔衝突する毎
に検出信号を出力するようになっている。
次に、上記構成の噴射ミス検知装置によるインク粒子飛
翔検出1号発生のメカニズムについて第  :3図の如
き等価回路−を用いて説明する。
上述の如<、+QOに荷電された前記インク粒子6が前
記受信電極7に接近してくると、受信電極7には静電誘
導によF)  Qtが発性し、検出抵抗Rの&端には+
Q/の電荷が発生する。次に荷電したインク粒子6が受
信電極7に接近するに従って、受信電極7に発生する電
荷は−Q+から−Q!に増加し、同時に前記&端の発性
電荷は+Ql′から+Qiに増加してくる。検出抵抗R
のa4に発生する電荷は、インク粒子6と受信電極7と
の距離の1末に反比例するから、初期は小さな増加率で
、インク粒子6が受信電極7に到達するに従って大きな
増加率で増加する。即ち、見掛は上の電流1(=d(1
/dt)が増加しながら検出抵抗Rに流れ込む杉となる
。ここでRは一定であるから、E=iHにより出力電圧
Eは電流lに比例した波形を示し1、第4図の上昇を表
わす検出信号波形である。
次いで、インク粒子6カー受信冨極7に債I突すると、
検出抵抗Rの&端の電荷増加はなくなるので、1=0と
なる。しかし検出抵抗Rに並列に醒気谷量Cがあり、Q
=CEがチャージされているので、検出信号はすぐ零に
ならず、電荷がRを通して放電されるから、第4図に示
される急下降の放電波形となる。かくして、第4図に示
された山形の検出信号波形は図示しないシュミット回路
によシ整形され矩形波のパルス波形とされ、更にマイク
ロコンビエータに入力されて噴射ミスが判断される。
次に、上記構成の噴射ミス検知装置を装備したインクジ
ェット記録装置の動作について説明する。
第6図はオンデマンド型インクジェット記録装置の一実
施例を示す構成図である。
該インクジェット記録装置は、記録紙の予め設定された
記碌区関内を記録ヘッド3で走査しながら、内装する多
数のノズル4からインク粒子6を選択的に噴射するもの
であるが、所定回数毎又は所定時間(例えば90秒)毎
に記録ヘッド3を上記噴射ミス検知位置に移動させ、一
定の時間間隔1重をもりて全ノズルから順次インク粒子
6を噴射させ、仁の一連の噴射テストによシ、全ノズル
の噴射ミス検知動作を行ない、噴射ミスが検知された場
合には記録ヘッドをパージ位置Pに移動して、記録ヘッ
ド3内のインクをノズル外に強制的に流出させて、記録
ヘッド3内の気泡、凝固1ンクおよびノズル内外のダス
ト等を除去させ、噴射ミスが検知されない場合には再び
印字動作を実行させるように構成されている3〕 上記動作における入出力信号の経過を第5図を用いて説
明する。マイクロコンビ轟−夕からインクジェット記録
装置の駆動回路に対して、一定の時間間隔Ts(例えば
5m5)でn個のパルス信号矩形波sl、8m、Ss<
・・・・・Snを印加すると、対応するn個のノズル4
から順次n個のインク粒子6が噴射ミス検知装置の所定
位置に噴射される。この一連の噴射テストによυ、上記
検知装置の検出回路8は一定間隔Tiでn個の前記山形
波形の検出信号レベルする。更に図示しないシュミット
回路によシ整形されn個の矩形波のパルス信号Soとな
シ、マイクロコンビエータへ出力し演算処理される。な
お、T鵞はこの間の遅延時間である。このようにして、
検出回路8の出力信号即ちマイクロコンビ1−′−夕に
出力するパルス信号Soに欠落があれば、噴射ミスが発
生したものと判断される。このようなパルス欠落検知手
段としては、噴射ミス検知時における記録ヘッド3への
噴射指令信号を基撫信号とし、横比回路・8からの出力
信号Soと比較し、その比較において不一致が発生した
時、噴射ミス信号を発生するものや、検出回路8からの
出力信号を検知時間中計数して、その計数値が予め定め
た設定値に達しない時、噴射ミス信号を発生するもの等
が6・る。
また、前記噴射ミス検知装置における、インク粒子飛翔
検出信号のレベルはおよそ以下α)〜(4)の要因で決
定される。
(1)荷電電極で印加されるインク粒子の荷電量。
この荷電量は、インク粒子6の粒径即ち表面積、インク
の導電率、荷電電極2に印加され(2)インク粒子6の
噴射速度 この噴射速度は記録ヘッド3内の圧電変換素子(図示せ
ず)を駆動するパルス信号の電圧・波形やインクの温度
等を制御することによって変え得ろ。
(3)荷電電極と受信電極間のギャップ。
このギャップを小さくすf−掻出信号レベルは大きくな
る。
(4)検出回路定数。
検出回路8は前述の如く、抵抗R1〜R4とコンデンサ
ct、 c4から構成されているので、これらR,Cの
定数を適轟に選べば検出信号レベルは変え得る。
本発l!j1紘上記これらの検出信号レベルの特性に着
目し、特にインク粒子の粒径とインク粒子荷電量の関係
を検討して、噴射ミス検知装置を改良したものである。
一方、インクジェット記録装置は、高速性、印字出力の
豊富さ、低騒音、畳通紙記録という特徴を有し、更にイ
ンク粒子のサイズを自由に選択制御できる利点を有して
いるので、微細なインク粒子によシ、記録紙上に微小径
のインクドツトを形成することも可能である。この特性
を利用して、近年、よシ微小径のインクドツトのマトリ
ックス構成による印字品質の向上や、漢字・図形等を高
解像力で印字する手段が要望されている。
上記の高解像力印字のためにインク粒子の粒径を小さく
すると、従来の噴射ミス検知装置を用いると、前記の要
因(1)に述べた如く、荷電電極2で印加されるインク
粒子6の荷電量は減少し、よって検出信号レベルの低下
をきたしてしまい、噴射ミス検知が不確実となる。また
該検出信号レベル低下を前述の他の要因の定数を変更し
てカバーすることは種々検討したが非常に困難であった
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、インク
ジェット記録装置の記録ヘッドのノズルから噴射される
インク粒子が正常に噴射されているか否かを検知する噴
射ミス検知方法において、噴射ミス検知のために前記ノ
ズルを含むインク噴射ヘッドに対して連続して複数個の
パルスを印加することを特徴としたものである。
本発明によれば、ノズル、圧力室、圧電変換素子から成
る一個の噴射チャネルに複数の駆動パルスを連続して印
加し、同じ複数個のインク粒子を噴射・飛翔させること
によシ、複数個を合計したインク粒子の粒径即ち表面積
を大きくし、見掛り上インク粒子の表面積を大きくした
のと同じ効果をもたせ、これによシインク粒子の荷電量
を大きくして、検出信号レベルの低下を防止することが
可能となった。
本発明の噴射ミス検知方法について第7図ないし第9図
を用いて説明する。第7図は本発明による噴射ミス検知
時のインク粒子噴射のため記録ヘッド3に印加される駆
動パルス信号波形図である。
噴射ミス検知時に、最初のパルス信号811がインクジ
ェット記録装置のマイクロコンピユータラ介して駆動回
路に印加され、更に前記インク噴射チャネルを駆動する
と、1個のインク粒子6はノズル2から噴射されて前述
のように荷電電極2を経て受信電極7に到達し、検出回
路8によシ第8図の曲線Iに示す山形波形の検出信号が
出力される。
次に一定時間to(’例えば500μ8)経過後に第二
の  ゛パルス信号812が印加されると前記と同様に
動作して第8図の曲線■に示す検出信号が出力される。
これら二つの検出信号を合成すれば曲線■に示す合成信
号波形が得られる。曲線■の検出出力電圧は図で見るよ
うにl、IIに比して高い値が得ら枳例えば約100m
vを示す。その後、更に処理されて噴射ミスが判別され
る。
以上は本発明による単一ノズルの噴射ミス、検知方法で
あるが、複数ノズルの噴射ミス検知についても同様な方
法が可能である。複数ノズルにおける入出力信号の経過
を第9図を用いて説明する。
マイクロコンピュータからn個のインク噴射チャネルを
有するインクジェット記録装置の駆動回路に対して、n
個のパルス信号波形81 r Ss t S1+・・・
・・・Saを一定の時間間隔Tt(例えば7ms )で
印加する。この際、各信号波形は複数個のパルスSlt
、S+*・S21.S22・・・・・・・Sr1に、5
112から構成されている。上記パルス信号に対してn
個のインク噴射チャネルのノズル4のそれぞれから複数
のインク粒子6が順次噴射される。n個のノズルから一
連の噴射が行なわれると、上記噴射ミス検知装置の検出
回路8は一定間隔Tlでn個の合成検出信号を出力する
更に図示し危いシーミツト回路によ多波形整形されn個
の矩形波のパルス信号Soとなシ、マイ、クロコンビエ
ータへ出力し、演算処理される。なおTlはこの間の遅
延時間である。若しパルス信号Soに欠落があれば前述
のようなパルス欠落検知手段によシ噴射ミスが発生した
ものと判断され、直ちに回復処装置へ移行する。
このようにして、マイクロコンピュータのソフトウェア
上で処理ができるので極めて容易、確実に実施できるも
のであシ、ま九各ノズル4から噴射される複数個のイン
ク粒子6の個数も容易に変更可能である。
以上のように、本発明によれば、インクジェット記録装
置において、特に高解像力印字を必要とする記録装置に
おいて、インク粒子の微小化に伴なって生ずるインク目
詰シによる噴射ミスを検知でき、かつ噴射ミス検知装置
の精度を向上させることができ、その効果は著しいもの
である。
以上、本発明による噴射ミス検知方法は上記実施例につ
いて特徴を述べたが、本発明は特許請求の範囲に記載し
た事項から逸脱することのない応用、変形を含むもので
ある。例えば本発明はインク粒子6に静電荷を印加して
電荷を測定する方法が基本:・なっているが、その他の
検知方法に関しても本発明は使用できる。例えば光電式
検知装置に構成し、各ノズルから噴射される複数のイン
ク粒子を該装置の検知部に付着させて黒いインクドラ)
を反射又は透過によυ光電的に検出する方法に応用する
ことも可能である。あるいは検知部に複数のインク粒子
が付着した時に奪われる熱による温度降下を検知する方
法にも応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図線噴射ミス検知装置の一実施例の斜視図、 第2図は上記装置の検出回路を示す電気回路図、 第3図は噴射ミス検知装置の一実施例によるメカニズム
図、 第4図は上記従来方法による噴射ミス検知時のイン、り
粒子飛翔検出信号波形図、 第5図は上記従来方法によるパルス発生タイミンク図、 第6図は本発明による噴射ミス検知装置を配設したイン
クジェット記録装置である。 第7図は本発明による噴射ミス検知時のインク噴射駆動
信号波形図、 第8図は本発明による噴射ミス検知時のインク粒子飛翔
検出信号波形図、 第9図は本発明によるパルス発生タイミング図、 1・・・基台     2・・・荷電電極3・・・記録
ヘッド  4・・・ノズル5・・・直流電源   6・
・・インク粒子7・・・受信電極   8・・・検出回
路代理人   桑 原 義 美 躬2図 i 躬す図 躬4図 躬5図 計−」巳LL−一口LJL

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. インクジェット記録装置の記録ヘッドのノズルから噴射
    されるインク粒子が正常に噴射されているか否か゛を検
    知する噴射ミス検知方法において、噴射ミス検知のため
    に前記噴射ノズルを含むインク噴射ヘッドに対して連続
    して複、数個のノ(ルスを印加することを特徴とするイ
    ンクジェット記録装置における噴射ミス検知方法。
JP5338982A 1982-03-30 1982-03-30 インクジエツト記録装置における噴射ミス検知方法 Pending JPS58167173A (ja)

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US06/473,654 US4484199A (en) 1982-03-30 1983-03-09 Method and apparatus for detecting failure of an ink jet printing device
DE3310365A DE3310365A1 (de) 1982-03-30 1983-03-22 Verfahren und vorrichtung zur stoerungsmeldung bzw. -feststellung bei einem tintenstrahlschreiber

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