JPS6135959A - インクジエツトプリンタ - 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】 ［技術分野］ 本発明は、印字信号に対応する液体インクをノズルから
印字用紙に向けて吐出することにより、印字用紙上に印
字像を得るオンデマンド式インクジェシトプリンタに関
し、特にその印字ノズルの目づまり防止を図り、さらに
詳しくは、印字ノズルの目づまり状態を未然に検出し、
自動的に空吐出を行うことにより常に安定した印字を得
るようにしたインクジェットプリンタに関するものであ
る。

〔従来技術ｌ 従来、液体インクをノズルより印字用紙に吐出して所望
の印字パターンを得るインクジェットプリンタにおいて
は、液体インクを使用するので、長時間印字を行わない
とノズル先端において液体インクが乾燥して目づまりが
発生して印字が乱れたり、最悪の場合には印字不能状態
となる。また、プリンタ本体やノズル部に振動が加わる
ことなどに起因して、ノズル先端に気泡が入り目づまり
状態となる場合もあり、インクジェットプリンタの欠点
とされている。

これらの欠点に対し、従来のインクジェットプリンタに
おいては、ノズルに目づまりが発生し、印字が不安定ま
たは不能となった場合に、ノズル先端とポンプとを結合
して、ポンプによりノズルのインクを吸い出して対処す
るというような第１の方法がある。

また他の第２の方法として、プリンタの電源投入時、あ
るいは印字待機時において、一定時間ごとに、印字ノズ
ルを２）印字用紙と対向した位置からインク吸収体また
はドレーンと対向する位置に移動させ、印字とは無関係
に一定パルス数だけ空吐出する方法などがある。

しかし、上述した第１の方法では、印字が乱れた後にし
か対処できず、さらに第２の方法ではあらかじめ一定の
目づまり状態を想定して空吐出を行うので、条件の良い
環境で用いる場合には、空吐出の行い過ぎとなり、他方
、条件の悪い環境、例えば、異常な乾燥状態、または高
温状態などで用いる場合には目づまりの防止を保証しき
れず、目づまりが発生してしまう可能性が多い、そこで
、目づまりの防止に関しては、これまでのところ信頼性
および経済性のいずれもが両立するすぐれた目づまり対
処法が見あたら無い。

［目的］ そこで、本発明の目的は、上述の欠点を除去し、電気導
通性インクを用いるとともに、ノズル先端部にそのイン
クの導電状態を検出する電極を設け、目づまりを未然に
検出して空吐出を行うようにし、経済性を悪化させるこ
となく目づまりを防止して安定性および信頼性の高い印
字出力が得られるインクジェットプリンタを提供するこ
とにある。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を用いたインクジェット印字＾、ラドの
正面図、第２図は第１図における＾−八画面図それぞれ
示す。

第１図において、ｌは、縦方向に７ドツト印字できるノ
ズルを７個配置したインクジェット印字ヘッドである。

このインクジェット印字ヘッドｌは、２枚の基板２ａ、
２ｈな重ね合わせて構成し、これら２枚の基板２ａおよ
び２ｂが重ね合わさった状態で、第２図に示す形状の７
個の各゛印字ノズル３が形成される。

印字ノズル３は、印字用紙４に対向する部分に細径状態
に形成した吐出口３ａと、ノズル中央部にピエゾ素子ま
たは発熱抵抗体から成る吐出圧発生手段５を設けてなる
駆動部３ｂと、図示していないインクタンクからインク
７を導いてくる通路８と結合されるインク供給部３Ｃと
から構成する。

駆動部３ｂに設けられた吐出圧発生手段５は、その構成
部材をピエゾ素子または発熱抵抗体とし、第３図に示す
ように中央部にスリットを設けるようにしてその両側に
電極５ａおよび５ｂを設ける。

吐出圧発生手段５をピエゾ素子によって構成するときに
は、両電極５ａおよび５ｂに電圧を印加することによる
ピエゾ素子の形状変化を利用して゛インりに圧力を加え
てインクを吐出させる。

また、吐出圧発生手段５を発熱抵抗体によって構成する
ときには、この発熱抵抗体に電流を通すことによりジュ
ール熱を発生させ、インクの熱膨張および蒸発による体
積増加を利用してインクに圧力を加えてインクを吐出さ
せる０本実施例の場合には、後者の発熱抵抗体より構成
する。

印字に際しては、第３図に示す吐出圧発生手段５として
の発熱抵抗体の電極５ａおよび５ｂ間に電流を通じるの
で、発熱抵抗体５からの発熱により駆動部３ｂ内のイン
ク７の熱膨張および蒸発による体積増加によりインク７
に圧力が発生する。従って、吐出口３ａ方向に伝わった
圧力成分８ａにより吐出口３ａに存在するインク７が吐
出口３ａから印字用紙４に向けてインク滴８として吐出
されて印字される。

ここで、目づまりは以下のような場合により生ずる。す
なわち、ノズル３の吐出０３ａ部分のインク７は大気に
接しているので、長時間にわたって放置状態がつづくと
吐出口３ａ部分のインク７の液体成分が気化して大気中
に逃げ、吐出口３ａ部分のインク７が徐々に固体化して
いきインクの吐出が行われなくなる場合である。さらに
、振動その他の理由により、第２図に示したようにノズ
ル３の吐出口３ａに気泡１０が発生して吐出圧力８ａが
吸収されたり、あるいはインク滴８でばなく気泡１ｏが
吐出されたりして印字が行われなくなる場合である。

本発明では、このような目づまりを未然に防止するため
に、第２図に示すごとくノズル吐出口３ａ部分に後述の
ような導電性を有するインクの導電状態を検出する検出
電極１１ａおよびＩＩＢを設ける。そして、検出電極１
１ａおよびｌｌｂにより吐出口部３ａのインクの電気抵
抗を検出し、この検出出力を検出回路１２に供給する。

この検出回路１２は、後述のようにインクの蒸発によっ
て目づまり傾向となり、インクの導電性が基準値以下に
なるとその旨の出力が得られるコンパレータ１３ａと、
ノズル吐出口３ａに気泡が発生してインクの導電性が基
準値以上となってその旨の出力が得られるコンパレータ
１３ｂとからなり、これらのコンパレータ１３ａおよび
１３６の各出力がオアゲー）１４を介して目づまり信号
１５として取り出される。

そのために、検出電極１１ａを（÷）電源に接続すると
ともに、検出電極１１ｂを検出回路１２のコンパレータ
１３ａの（＋）入力端子およびコンパレータ１３ｂの（
−）入力端子にそれぞれ接続する。コンパレータ１３ａ
の（−）入力端子には、（÷）電源を抵抗Ｒ１およびＲ
２により分圧した電圧を基準電圧として印加する。コン
パレータ１３ｂの（＋）入力端子には、同様に（＋）電
源を抵抗Ｒ３およびＲ４により分在し、その分圧した電
圧を基準電圧として印加する。なお１図中のＲ５および
Ｒ８は入力抵抗である。

インクジェットプリンタ用の液体インクは、一般に、染
料に主溶媒として水、乾燥防止効果をもった副溶媒とし
てジエチレングリコールを加えており、さらに酸化防止
剤や界面活性剤が添加されている。しかし、本実施例に
用いるインクには、さらにたとえば塩化亜鉛が添加され
ており、それによってインクに導電性を与えいてる。こ
のような導電性付与材料としては、上述の塩化亜鉛の他
に金属塩やその他生溶媒中にて電離イオン化するもので
あれば良く、また金属粉等を添加しても良い。

次に、本発明の動作例について説明する。

目づまり検出において、まず蒸発による目づまりの場合
には、第２図に示すノズル吐出部８ａのインク中でまず
蒸発するものは主溶媒の水である。

水分が蒸発して行くと、インク内に添加されている塩化
亜鉛の重量比が増加してイオン濃度が高くなり；　イン
クの導電性が良くなり、検出電極１１ａとｌｌｂとの間
の電気抵抗が低下する。

ノズル吐出口３ａの電気抵抗が変化すると、第１図に示
す検出回路１２のコンパレータ１３ａが作動してＯＲゲ
ート１４を通して目づまり検出信号１５が出力される。

次に気泡による目づまりの場合には、第２図に点線で示
すごとく、ノズル吐出口３ａ部に気泡１０が発生すると
、気泡には導電性が無いため、検出電極１１ａとｌｌｂ
との間の電気抵抗が高くなり、第１図に示す検出回路１
２中のコンパレータ１３ｂが作動して、ＯＲゲー）１４
を介して目づまり検出信号１５が出力される。

つまり、検出電極１１ａとｌｌｂとの間の抵抗値が所定
の抵抗値よりある範囲を越して上下に変化すると、目づ
まり検出信号１５が出力される。

そして、上記抵抗値範囲は正常な印字が可能な範囲に設
定されている。

目づまり検出信号１５が出力されると、図示していない
プリンタ制御部が作動し、第４図に示すごとく、印字ヘ
ッドｌを設けたキャリア１８をキャリア軸１７に沿って
、図中に点線で示すインク吸収体１８と対向した空吐出
位置１８まで移動して空吐出を行い、ノズル内部のイン
クを吐出口３ａに導く、空吐出は検出電極１１ａとｌｌ
ｂとの間の抵抗値が上記所定の抵抗値範囲内の値になる
まで行う。

また、空吐出で吐出された溶媒が蒸発して濃度が高くな
ったインクや、気泡のため適量吐出されなかったインク
滴はインク吸収体１８に吸収される。

空吐出により目づまりが解消されると、キャリア１８は
再び第４図に実線で示す印字位置に戻り、次の印字の待
機状態となる。

なお、本実施例における印字ノズルは、７本マルチノズ
ルであったが、印字ノズルとしては、１本ノズルであっ
ても、あるいは８本以上のマルチノズルであっても、本
発明を有効に適用することができる。また、印字ノズル
の構造も２枚重ねの構造としなくとも良く、吐出口に検
出電極を設けさえすれば良い。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、必要な時に確実
に空吐出を行い、不必要な時には空吐出を行わずに印字
ノズルの目づまりを未然に防止できるようにしたので、
信頼性および経済性のいずれも満足できるインクジェッ
トプリンタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を、一部分正面図で示すと共
に、その検出回路の構成例を示す回路図、 第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、 第３図は第１図のＢ−Ｂ線断面で吐出圧力発生部を示す
図。 第４図は１づまり検出時のプリンタの動作を説明する説
明図である。 １・・・インクジェット印字ヘッド、 ２ａ、２ｂ・・・基板、 ３・・・印字ノズル、 ３ａ・・・吐出口、 ３ｂ・・・駆動部、 ３Ｃ・・・インク供給部、 ４・・・印字用紙、 ５・・・吐出発生手段、 ５ａ、５ｂ・・・電極 ８・・・インク通路、 ７・・・導電性インク、 ８ａ・・・吐出圧力 ８・・・インク滴、 １０・・・気泡、 １１ａ、ｌｌｂ・・・インク導電状態検出用電極、１２
・・・インク導電性検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）印字に際して印字ノズルよりインクを吐出して印字
   を行うオンデマンド方式インクジェットプリンタにおい
   て、前記印字ノズルまたはその近くに電極を設け、当該
   印字ノズルにおけるインクの電気抵抗を検出し、その抵
   抗値が所定の抵抗値になった時に空吐出を行うようにし
   たことを特徴とするインクジェットプリンタ。 ２）特許請求の範囲第１項記載のインクジェットプリン
   タにおいて、前記印字ノズルにおけるインクの電気抵抗
   値が所定の抵抗値になるまで空吐出を行うようにしたこ
   とを特徴とするインクジェットプリンタ。 ３）特許請求の範囲第１項記載のインクジェットプリン
   タにおいて、前記空吐出に際して前記印字ノズルをイン
   ク吸収体またはドレーンに対向させるようにしたことを
   特徴とするインク ジェットプリンタ。