JP2004058531A

JP2004058531A - Bubble detector and bubble detecting method of liquid ejector

Info

Publication number: JP2004058531A
Application number: JP2002222061A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 井上　浩志
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bubble detector and a bubble detecting method in which presence/absence of a bubble can be judged without influencing a liquid flow and without wasting the liquid. <P>SOLUTION: An inkjet head 2 comprises an ink cartridge 3 and a head body 4. The head body 4 has an ink supply needle 6, an ink supply passage 7 and a detection passage 8. The ink supply passage 7 is filled with ink 9 and fixed with a pressure pump 11. The detection passage 8 is stored with a predetermined quantity of liquid 13. The ink supply passage 7 is provided with a grid hole 7a. The detection passage 8 is fixed with a detection film 14 at a position corresponding to the grid hole 7a. A pressure is applied to the ink supply passage 7 by mens of the pressure pump 11. Level of the liquid 13 in the detection passage 8 varies depending on presence/absence of a bubble (b) in the ink supply passage 7. A water level detector 15 detects variation in the water level photoelectrically and detection results are delivered to a controller 12. The controller 12 judges presence/absence of the bubble (b) based on a photoelectric detection value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出装置の液体供給経路内の液体中の気泡を検出する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体吐出装置であるインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタでは、記録用インクはインクカートリッジに充填して供給される。このインクの供給は次のようにして行われる。まず、カートリッジ装填部にカートリッジを装填すると、インク供給針がカートリッジのインク供給口のシールを突き破り、カートリッジ内に挿入される。この挿入により、インクカートリッジ内のインクが、インク供給針を介して流出し、インク供給路等を通りインク吐出部に供給される。ところで、インク供給経路内に気泡が入ると、インクジェットヘッドからインクを吐出することができずにプリント不良となることがある。そこで、インク内の気泡の有無を検出する手段として、インクジェットヘッドからインクを飛ばしたり、インク流路に電極を配置して電流を流したりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェットヘッドからインクを飛ばして、インクが吐出するかにより気泡の有無を検出する場合には、インクが無駄になってしまう。また、電極を配置して電流を流す場合には、電極がインク流に影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、液体を無駄にしないとともに液体流に影響を及ぼすことなく、気泡の有無を判定することができるようにした液体吐出装置の気泡検出装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出装置の気泡検出装置は、液体供給経路を経てノズルから第１液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する装置において、前記液体供給経路内の第１液体を加圧する加圧手段と、前記液体供給経路に設けられ、前記加圧手段による第１液体の加圧に伴い外部に膨らむように変形する薄膜と、この薄膜の変形を検出する薄膜変形検出手段と、前記薄膜変形検出手段により検出された薄膜の変形に基づき気泡の有無を判定する判定手段とを備えるものである。
【０００６】
なお、前記薄膜変形検出手段は、前記液体供給経路に前記薄膜を介して連絡され、第２液体が貯留される検出経路と、前記検出経路内の第２液体の表面高さの変動を検出する手段とから構成することが好ましい。また、前記薄膜と液体供給経路との間に薄膜の液体供給経路側への変形を規制する変形規制部材を設けることが好ましい。さらに、前記判定手段は、前記気泡があるときの前記薄膜の変形量と、前記気泡がないときの前記薄膜の変形量との違いに基づき、前記気泡の有無を判定することが好ましい。
【０００７】
また、本発明の液体吐出装置の気泡検出方法は、液体供給経路を経てノズルから液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する方法において、前記液体供給経路に対し、外部に膨らむように変形する薄膜を設け、前記液体供給経路の液体を加圧し、この加圧時に前記薄膜の変形を検出し、この薄膜の変形に基づき前記気泡の有無を判定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したインクジェットヘッド２の要部を示す概略図である。インクジェットヘッド２は、インクカートリッジ３、ヘッド本体４を備えている。インクカートリッジ３は、ヘッド本体４に脱着自在に取り付けられる。ヘッド本体４は、インク供給針６、インク供給経路７、検出経路８を備えており、図示しないノズルへインク９を供給する。検出経路８には、大気開放口８ａが設けられている。
【０００９】
インク供給針６は、インクカートリッジ３のシール１０を破り、インクカートリッジ３内に挿入される。インク供給針６には、先端に図示しない供給孔が設けられており、その供給孔からインク９がインク供給針６内に入る。そして、インク９は、インク供給針６からインク供給経路７に供給され、インク供給経路７を通りノズルに供給される。なお、インクカートリッジ３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各４色毎に取り付けられており、また、インク供給部４も、各４色毎に設けられている。なお、この４色の他に、ダークイエロー、ライトマゼンダ、ライトシアン等のカートリッジを加えてもよい。
【００１０】
図２に示すように、インク供給経路７には、上述した経路を通りインク９が充填され、加圧ポンプ１１が取り付けられている。加圧ポンプ１１は、コントローラ１２により制御され、インク供給経路７内のインク９に圧力を加える。検出経路８は、透明な部材により形成され、一定量のインク、水、油等の液体１３が貯留されている。インク供給経路７には格子状に格子孔７ａが設けられており、検出経路８には格子孔７ａに対応した位置にフィルム等の変形可能な検出膜１４が取り付けられている。水位検出器１５は、フォトインタラプタから構成され、透明部材である検出経路８を挟み込む形態で取り付けられ、光電検出している。なお、加圧ポンプ１１により加圧する際、加圧する上限は、ノズル部のメニスカスにできる界面張力との力のつりあいにより決まる。ノズルをキャップで封止することにより、加圧可能な圧力範囲を広げることができる。
【００１１】
加圧ポンプ１１によりインク供給経路７に圧力をかけると、図３ａに示すように、インク供給経路７に気泡ｂがある場合には、気泡ｂが図中点線で示すようにサイズが小さくなり、かけられた圧力を吸収するため、検出経路８の水位はほとんど変化しない。また、図３ｂに示すように、インク供給経路７に気泡ｂがない場合には、気泡ｂによる圧力吸収がないため、加圧により検出膜１４が押され、検出経路８の水位が上昇する。水位検出器１５は、挟み込んだ位置の検出経路８における液体１３の有無により、光電検出値が異なる。この光電検出値はコントローラ１２に送られる。コントローラ１２では、光電検出値に基づき気泡の有無を判定する。加圧ポンプ１１によりインク供給経路７に圧力をかけ、検出経路８の水位が変化しない場合は、気泡有りと判定する。また、検出経路８の水位が上昇した場合は、気泡無しと判定する。なお、上述したような気泡検出作業は、プリント処理中のノズル非動作時間やプリント指示後の待機時間などに適宜行うことができる。
【００１２】
コントローラ１２は、気泡の有無の判定結果に基づきアラーム１６を制御する。気泡有りの場合にはアラーム１６に警告音を発信させ、使用者に警告を与えるとともに、気泡抜きの処理を行う。気泡抜きの処理は、対応するインク供給経路７を有するノズルからインクを吐出させることで行う他に、インク吸引処理などで行ってもよい。また、アラームに代えて、単にディスプレイに気泡有りのアラーム表示をしてもよい。
【００１３】
なお、上記実施形態では、加圧ポンプの加圧による検出経路の水位変化を検出し、その検出結果に基づき気泡の有無を判定しているが、検出膜の変動量を検出し、その検出結果に基づき気泡の有無を判定してもよい。また、検出経路に、圧力センサを取り付け、水位変化に伴う圧力変化を検出し、その検出結果に基づき気泡の有無を判定してもよい。
【００１４】
また、上記実施形態では、加圧手段として加圧ポンプを用いたが、インク吐出用のピエゾを用いて加圧してもよい。その場合、上流よりも検出膜及び検出経路の抵抗が小さい必要が有り、必要に応じて上流部に弁を用いる。
【００１５】
さらに、上記実施形態では、検出手段としてフォトインタラプタを用い、光電検出値の違いにより水位変化を検出する構成にしたが、電極等を用いて水位変化を検出してもよい。
【００１６】
また、上記実施形態では、検出経路をインク供給経路の左側に、格子孔及び検出膜を下側に設ける構成にしたが、これに限定されることなく、右側及び上側に設けてもよい。なお、検出経路は、ノズルの近くに設けたが、その他の部位設けてもよい。例えば、各ノズルへ分岐する前のインク供給経路に検出経路を設けてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体供給経路内の第１液体を加圧する加圧手段と、液体供給経路に設けられ、加圧手段による第１液体の加圧に伴い外部に膨らむように変形する薄膜と、この薄膜の変形を検出する薄膜変形検出手段と、薄膜変形検出手段により検出された薄膜の変形に基づき気泡の有無を判定する判定手段とを備えたから、液体を吐出せずに気泡の有無を判定することができ、液体を無駄にすることがない。
【００１８】
また、前記薄膜と液体供給経路との間に薄膜の液体供給経路側への変形を規制する変形規制部材を設けたから、薄膜が加圧手段による加圧により液体供給経路側に変形されることはなく、液体流に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したインクジェットヘッドの要部を示す概略図である。
【図２】本発明を実施したインクジェットヘッドのインク供給経路と検出経路との構成を示す概略図である。
【図３】本発明を実施したインクジェットヘッドの加圧ポンプによる加圧後のインク供給経路と検出経路との構成を示す概略図である。
【符号の説明】
２　インクジェットヘッド
３　インクカートリッジ
４　ヘッド本体
６　インク供給針
７　インク供給経路
７ａ　格子孔
８　検出経路
９　インク
１１　加圧ポンプ
１２　コントローラ
１３　液体
１４　検出膜
１５　水位検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for detecting bubbles in a liquid in a liquid supply path of a liquid ejection apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an ink jet printer equipped with an ink jet head, which is a liquid ejection device, recording ink is supplied by filling an ink cartridge. This ink supply is performed as follows. First, when a cartridge is loaded into the cartridge loading section, the ink supply needle breaks through the seal of the ink supply port of the cartridge and is inserted into the cartridge. By this insertion, the ink in the ink cartridge flows out through the ink supply needle, and is supplied to the ink discharge section through the ink supply path and the like. By the way, if air bubbles enter the ink supply path, ink may not be ejected from the inkjet head, resulting in a print failure. Therefore, as means for detecting the presence or absence of bubbles in the ink, ink is blown from the ink jet head, or an electrode is disposed in the ink flow path to pass current.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when ink is ejected from the inkjet head and the presence or absence of bubbles is detected based on whether the ink is ejected, the ink is wasted. In addition, when an electrode is disposed and current is passed, the electrode may affect the ink flow.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a bubble detection device and method for a liquid ejection device that can determine the presence or absence of bubbles without wasting liquid and without affecting the liquid flow. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a bubble detection device for a liquid discharge apparatus according to the present invention is a device that detects bubbles in the liquid supply path of a liquid discharge apparatus that discharges a first liquid from a nozzle via a liquid supply path. A pressurizing unit that pressurizes the first liquid in the liquid supply path, a thin film that is provided in the liquid supply path and deforms so as to swell outward as the first liquid is pressurized by the pressurizing unit, and the thin film Thin film deformation detecting means for detecting the deformation of the thin film, and determination means for determining the presence or absence of bubbles based on the deformation of the thin film detected by the thin film deformation detecting means.
[0006]
The thin film deformation detecting means is connected to the liquid supply path through the thin film, and detects a detection path in which the second liquid is stored and a variation in the surface height of the second liquid in the detection path. And means. Moreover, it is preferable to provide a deformation restricting member that restricts deformation of the thin film toward the liquid supply path between the thin film and the liquid supply path. Furthermore, it is preferable that the determination unit determines the presence or absence of the bubble based on a difference between a deformation amount of the thin film when the bubble is present and a deformation amount of the thin film when the bubble is absent.
[0007]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting bubbles in a liquid discharge apparatus that discharges liquid from a nozzle through a liquid supply path. A thin film that deforms so as to swell, pressurizes the liquid in the liquid supply path, detects deformation of the thin film at the time of pressurization, and determines the presence or absence of the bubbles based on the deformation of the thin film. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of an inkjet head 2 embodying the present invention. The ink jet head 2 includes an ink cartridge 3 and a head body 4. The ink cartridge 3 is detachably attached to the head body 4. The head body 4 includes an ink supply needle 6, an ink supply path 7, and a detection path 8, and supplies ink 9 to a nozzle (not shown). The detection path 8 is provided with an air opening 8a.
[0009]
The ink supply needle 6 breaks the seal 10 of the ink cartridge 3 and is inserted into the ink cartridge 3. The ink supply needle 6 is provided with a supply hole (not shown) at the tip, and the ink 9 enters the ink supply needle 6 from the supply hole. The ink 9 is supplied from the ink supply needle 6 to the ink supply path 7 and is supplied to the nozzles through the ink supply path 7. The ink cartridge 3 is attached for each of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and the ink supply unit 4 is also provided for each of the four colors. Is provided. In addition to these four colors, cartridges of dark yellow, light magenta, light cyan, etc. may be added.
[0010]
As shown in FIG. 2, the ink supply path 7 is filled with ink 9 through the above-described path, and a pressure pump 11 is attached. The pressure pump 11 is controlled by the controller 12 and applies pressure to the ink 9 in the ink supply path 7. The detection path 8 is formed of a transparent member, and stores a certain amount of liquid 13 such as ink, water, or oil. The ink supply path 7 is provided with lattice holes 7a in a lattice shape, and the detection path 8 is provided with a deformable detection film 14 such as a film at a position corresponding to the lattice holes 7a. The water level detector 15 is composed of a photo interrupter, and is attached in such a manner as to sandwich the detection path 8 which is a transparent member, and performs photoelectric detection. In addition, when pressurizing by the pressurizing pump 11, the upper limit to pressurize is determined by the balance of the force with the interfacial tension that can be formed on the meniscus of the nozzle portion. By sealing the nozzle with a cap, the pressure range in which pressure can be applied can be expanded.
[0011]
When pressure is applied to the ink supply path 7 by the pressure pump 11, as shown in FIG. 3a, when there is a bubble b in the ink supply path 7, the size of the bubble b decreases as shown by the dotted line in the figure. Since the applied pressure is absorbed, the water level of the detection path 8 hardly changes. Further, as shown in FIG. 3b, when there is no bubble b in the ink supply path 7, since there is no pressure absorption by the bubble b, the detection film 14 is pushed by pressurization, and the water level of the detection path 8 rises. The water level detector 15 has different photoelectric detection values depending on the presence or absence of the liquid 13 in the detection path 8 at the sandwiched position. This photoelectric detection value is sent to the controller 12. The controller 12 determines the presence or absence of bubbles based on the photoelectric detection value. When pressure is applied to the ink supply path 7 by the pressure pump 11 and the water level in the detection path 8 does not change, it is determined that there is a bubble. When the water level in the detection path 8 rises, it is determined that there are no bubbles. The bubble detection operation as described above can be appropriately performed during the nozzle non-operation time during the printing process, the standby time after the print instruction, and the like.
[0012]
The controller 12 controls the alarm 16 based on the determination result of the presence / absence of bubbles. When there is a bubble, a warning sound is transmitted to the alarm 16 to give a warning to the user and perform a bubble removal process. The bubble removal processing may be performed by ink suction processing or the like in addition to discharging ink from a nozzle having the corresponding ink supply path 7. Further, instead of the alarm, an alarm with a bubble may be simply displayed on the display.
[0013]
In the above embodiment, the change in the water level of the detection path due to the pressurization of the pressurizing pump is detected and the presence or absence of bubbles is determined based on the detection result. The presence or absence of bubbles may be determined based on the above. Moreover, a pressure sensor may be attached to the detection path, a pressure change accompanying a change in the water level may be detected, and the presence or absence of bubbles may be determined based on the detection result.
[0014]
In the above embodiment, a pressurizing pump is used as the pressurizing unit. However, pressurization may be performed using a piezo for discharging ink. In this case, the resistance of the detection film and the detection path needs to be smaller than that of the upstream, and a valve is used in the upstream portion as necessary.
[0015]
Furthermore, in the above-described embodiment, a photo interrupter is used as the detecting means and the water level change is detected by the difference in the photoelectric detection value. However, the water level change may be detected using an electrode or the like.
[0016]
In the above embodiment, the detection path is provided on the left side of the ink supply path and the lattice holes and the detection film are provided on the lower side. However, the present invention is not limited to this, and the detection path may be provided on the right side and upper side. Although the detection path is provided near the nozzle, other parts may be provided. For example, a detection path may be provided in the ink supply path before branching to each nozzle.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pressurizing unit that pressurizes the first liquid in the liquid supply path and the pressurizing unit that is provided in the liquid supply path and bulges to the outside as the first liquid is pressurized by the pressurizing unit. A thin film deforming film, a thin film deformation detecting means for detecting the deformation of the thin film, and a judging means for determining the presence or absence of bubbles based on the deformation of the thin film detected by the thin film deformation detecting means. Therefore, the presence or absence of bubbles can be determined without waste of liquid.
[0018]
Further, since the deformation restricting member for restricting the deformation of the thin film toward the liquid supply path is provided between the thin film and the liquid supply path, the thin film is deformed to the liquid supply path side by the pressurization by the pressurizing means. And does not affect the liquid flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of an inkjet head embodying the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an ink supply path and a detection path of an inkjet head embodying the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an ink supply path and a detection path after being pressurized by a pressure pump of the inkjet head embodying the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Inkjet head 3 Ink cartridge 4 Head body 6 Ink supply needle 7 Ink supply path 7a Lattice hole 8 Detection path 9 Ink 11 Pressure pump 12 Controller 13 Liquid 14 Detection film 15 Water level detector

Claims

液体供給経路を経てノズルから第１液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する装置において、
前記液体供給経路内の第１液体を加圧する加圧手段と、
前記液体供給経路に設けられ、前記加圧手段による第１液体の加圧に伴い外部に膨らむように変形する薄膜と、
この薄膜の変形を検出する薄膜変形検出手段と、
前記薄膜変形検出手段により検出された薄膜の変形に基づき気泡の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする液体吐出装置の気泡検出装置。In an apparatus for detecting bubbles in the liquid supply path of a liquid discharge apparatus that discharges a first liquid from a nozzle via a liquid supply path,
Pressurizing means for pressurizing the first liquid in the liquid supply path;
A thin film provided in the liquid supply path and deformed so as to bulge to the outside as the first liquid is pressurized by the pressurizing means;
A thin film deformation detecting means for detecting the deformation of the thin film;
A bubble detection device for a liquid ejection apparatus, comprising: a determination unit that determines presence or absence of a bubble based on deformation of the thin film detected by the thin film deformation detection unit.

前記薄膜変形検出手段は、前記液体供給経路に前記薄膜を介して連絡され、第２液体が貯留される検出経路と、前記検出経路内の第２液体の表面高さの変動を検出する手段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置の気泡検出装置。The thin film deformation detection means is connected to the liquid supply path via the thin film, and a detection path for storing the second liquid, and a means for detecting a change in the surface height of the second liquid in the detection path. The bubble detection device for a liquid ejection device according to claim 1, comprising:

前記薄膜と液体供給経路との間に薄膜の液体供給経路側への変形を規制する変形規制部材を設けたことを特徴とする請求項２記載の液体吐出装置の気泡検出装置。3. The bubble detection device for a liquid ejection device according to claim 2, wherein a deformation regulating member for regulating deformation of the thin film toward the liquid supply path is provided between the thin film and the liquid supply path.

液体供給経路を経てノズルから液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する方法において、
前記液体供給経路に対し、外部に膨らむように変形する薄膜を設け、
前記液体供給経路の液体を加圧し、
この加圧時に前記薄膜の変形を検出し、
この薄膜の変形に基づき前記気泡の有無を判定することを特徴とする液体吐出装置の気泡検出方法。In a method of detecting bubbles in the liquid supply path of a liquid discharge apparatus that discharges liquid from a nozzle via a liquid supply path,
For the liquid supply path, a thin film that deforms to bulge outside is provided,
Pressurizing the liquid in the liquid supply path;
The deformation of the thin film is detected during this pressurization,
A bubble detection method for a liquid ejection apparatus, wherein presence or absence of the bubble is determined based on deformation of the thin film.