JPH02239943A - インクジエットプリンタの目詰検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクジェットプリンタの目詰りを光学的手
段によらず、振動センサーによって検出するようにした
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種インクジェットプリンタは、ノズルからインク滴
を噴射し、被印刷面にインクドットを形成して任意の文
字や図形を印刷するノンインパクト方式のプリンタであ
る。このインクジエ・ノトプリンタは、小型化が可能で
あり、運転音が小さい、印刷速度が速い、非平坦面への
印刷及びカラー印刷が可能等の利点を有しており、その
用途は増大する一方である。

而して、このプリンタにあって、インクの噴射方式には
、連続方式．オンデマンド方式，電界制御方式，インク
ミスト方式，バブルジエソト方式等がある。いずれの方
式であっても、インクを噴射するノズルは、直径が数十
μｍ乃至約１００μｍという極めて小さいものであり、
インクの種類によっては、インク成分の結晶化や大粒子
の存在によりノズル目詰りを起こし易いという問題があ
る。

またオンデマンド方式のプリンタヘッドでは、インクの
供給がインク流通路の毛管吸引力と、インク室内の振動
板の復元力とのバランスにて行われるため、インク中に
気泡が混入するともはやインクの吐出が行われなくなる
という問題がある。ノズルの目詰りが起こると、当然、
印刷不良を引き起こす。またこの印刷不良は被印刷物へ
印刷した後に発見されるため、印刷不良による不良品を
発生させるという欠点があった。

そのため、従来にあっては、例えば第６図及び第７図に
示すように、光学式の検出手段によって、ノズルの目詰
りを監視するようにしている。第６図に示す従来技術は
、米国特許第４．３２３，９０８号公報に記載された技
術である。この従来技術にあっては、パルス発生装置１
からのパルス信号によりヘッド本体２の圧電素子３を機
械的振動に変換し、インク室４のインクをノズル先端５
から押し出してインクＷｊ６を形成し、これを被印刷物
へ付着させている。そして、ノズル目詰りの検出は、ノ
ズル先端５から吐出されたインク滴６を光電検出器７に
よって検知することで行っている。

また第７図に示す従来技術は、特開昭６３−３０８０２
号公報Ｇこ記載された技術である。この従来技術では、
ヘッド本体２の圧電素子３を振動させて、ノズル先端面
８よりインク滴９を吐出させる場合にあって、ノズル先
端面８のインクのメニスカス（毛細管現象によって、液
の表面の形成する曲面）１０の動きを検知することで、
ノズル目詰りを検出するようにしている。すなわち、同
図の図（ａ）に示す状態から、圧電素子３に電圧を印加
すると、圧電素子３が伸縮し、インク室４内の圧力が減
圧状態となる。そのため、インクのメニスカス１０は同
図の図（ｂｌに示すように、ノズル先端面８から内側へ
引き込まれる。このとき光源１１からの光を遮っていた
インクが移動するので、光電検出器１２へ光が達するよ
うになる。このようにして、インクのメニスカス１０の
動きを光学的検出手段により検知することで、ノズルの
目詰りを検出するようにしている。なお、この従来技術
にあって、圧電素子３が元の状態へ復帰すると、圧力室
４の圧力が高くなるので、インクは同図の図（Ｃｌに示
す状態を経て同図の図ｆｄｌに示すように、インク滴９
となって被印刷物へ噴射される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来のノズル目詰りを検出する手段は、いず
れも光学的な方法によるものである。ここにおいて、イ
ンク滴の大きさは、ノズル噴射孔の直径が前述した如く
数十μｍ程度の極めて細いものであるため、せいぜい５
０〜２００μｍ程度である。従って、このような微細な
インク滴を光学的手段で検知するためには、検出器の設
置位置精度や検出精度は高いものでなければならなかっ
た。

そのため、全体の機構及び光学的検出装置の判別回路の
構成が複雑になるという欠点があった。またインクジェ
ットプリンタのノズル数が多くなる程、光学的検出装置
の設置が困難になるという欠点もあった。更に、光学的
検出装置の僅かの位置ズレ等で検出不良となり、信頼性
に欠けるという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去した
ものであって、簡単な構成で信頼性が高く且つ低コスト
の目詰検出装置を提供せんとするものである。

而して、前記課題を解決するために本発明が採用した手
段は、インクジエソトプリンタのノズル先端に対向して
配置された振動センサーと、この振動センサーの出力信
号を判別する判別器とでインクジエソトプリンターの目
詰検出装置を構成している。

〔作　用〕

インクジェットプリンタのノズル先端に対向して配置さ
れた振動センサーへインク滴を噴射すると、インク滴が
衝突した振動により前記振動センサーに電圧が発生する
。この電圧値を測定して判別回路で比較することにより
、インク滴が正常に噴射されたかどうかを判別すること
が可能である。

すなわち、ノズルに目詰りが発生しているかどうかを検
出することが可能である。

〔実施例〕

以下に、本発明の構成をオンデマンド型のインクジェッ
トプリンタへ適用した実施例に基づいて図面を参照して
説明すると次の通りである。

第１図は実施例装置の全体を示すブロソク図である。イ
ンクジエソトプリンタ２０は、インク容器２１からヘソ
ド本体２２のインク室２３ヘインクを供給するようにな
っている。インク室２３のインクは、ヘッド本体２２に
取り付けた圧電素子２４にパルス発生装置２５を介して
電圧を印加して振動させることにより、インク室２３の
圧力を変動させ、インクをノズル先端２６から噴射する
ようになっている。この構成は従来の場合と基本的に同
じである。

而して、この実施例の目詰検出装置２７は、インクジエ
ソトプリンタ２０のノズル先端２６に対向して配置され
た振動センサー２８を有している。この振動センザー２
８の出力信号は、増幅器２９で増幅され、更に増幅され
た信号を判別器３０で判別するようにしている。また振
動センサー２８のインクジエソトプリンタ２０側には、
インク滴３１を付着させるためのペーパー３２が設置さ
れている。

目詰りの検出は、先ずパルス発生装置２５をＯＮ・ＯＦ
Ｆ動作させてノズル先端２６からインク滴３１をペーパ
ー３２へ向けて噴射する。噴射されたインク滴３１は、
前記ペーパー３２へ衝突する。振動センサー２８は、前
記インク滴３１がペーパー３２へ衝突した時の振動を検
知し、振動の度合に応じて電圧を発生する。増幅器２９
は、前記振動センサー２８の電圧値を増幅し、判別器３
０へ出力する。判別器３０は、増幅器２９からの信号が
所定の値に対してこれを上回るかどうかを比較する。増
幅された信号が所定の値を越える場合には、インク滴３
１が正常に噴射されていると判断し、また増幅された信
号が所定の値に満たない場合には、ノズル目詰りが発生
していると判断する。必要であれば、判別器３０の出力
信号を音声又はＣＲＴ表示器等により表示すればよい。

これにより、ノズルに目詰りが発生しているかどうかを
検出することが可能である。

なお、ペーパー３２を配置した理由は、目詰りの検出を
繰り返して行う場合にあって、このペーパー３２がない
と、振動センサー２８へインク滴３１が付着堆積し、振
動センサー２８の検出感度が低下するからである。もち
ろん、振動センサー２８へ直接インク滴３１を衝突させ
て目詰り状態を検出することも可能であることは言うま
でもない。

〔実験例〕

第２図は、実際にインクジエソトプリンタを製作して、
本発明の効果を確認した実験装置の全体を示す図面であ
る。実験は、ノズル直径が５０μｍの二室を有するステ
ンメ型プリントヘソド４０を製作して行った。そして、
直径５Ｎで厚さＱ．３＋ｕの冨士セラミソクス製圧電素
子４１を、直径５　＋＋ｎで厚さＱ，４ｍｍの大きさの
ステンレス円板４２に接着し、これを振動板４３として
プリントヘッド４０に装着した。

一方、プリントヘッド４０に対向して富士セラミソクス
製の振動センサー４４を配置し、該振動センサー４４に
インク滴４５の衝突板４６を固定した。なお、その場合
の衝突板４６とノズル先端面との距離ｔは２ｍｍに設定
した。使用したインクは、セイコーエプソン製インクジ
ェットプリンター用インクである。

実験は、このような設定状態において、振動板４３に、
パルス発生装置４７で１４０Ｖ，　６０μｓの方形波パ
ルス電圧を印加し、ノズル孔４８からインク滴４５を吐
出させて行った。そして、インク滴４５が衝突板４６に
衝突したときの振動を電圧値に変換し、これをストレー
ジスコープ４９で記録した。

第３図乃至第５図は、ストレージスコープ４９の記録結
果を示すものである。第３図は、ノズル孔４８に目詰り
が発生していない正常な状態における電圧波形である。

また第４図は、ドライヤーでノズル孔４８の部分を強制
的に加熱乾燥させ、やや目詰りが発生した状態の電圧波
形である。更に第５図は、同様にしてノズル孔４８の部
分を加熱乾燥させ、完全に目詰りを発生させた場合の電
圧波形である。

インクの吐出が正常に行われている第３図の電圧波形に
よれば、インク滴４５が衝突板４６へ衝突すると、大き
な振動が発生し、次第に減衰して４００μｓ後には、ほ
ぼ定常状態に戻っている。ところが、やや目詰りを起こ
した第４図の状態では、吐出されるインク滴４５の量が
少なくなるため、衝突による振動が小さくなっている。

また完全に目詰りを起こした第５図の状態では、当然の
ことながらインク滴４５の吐出が行われず、振動は全く
発生していない。これらの結果から明らかなように、イ
ンク滴４５が衝突板４６へ衝突した場合の振動を測定す
ることにより、インクジエソトプリンタのノズル目詰り
を検出することが可能である。なお、ノズルが複数個設
けられる場合については、ノズル毎にインク滴を吐出し
て目詰り状態を検出するようにすればよい。

ところで、本発明は上述した実施例に限定されるもので
はなく、適宜の変更が可能である。例えば、振動センサ
ーとしては、市販されている小型のコンデンサーマイク
ロホンを使用し、インク滴の衝突音の大きさを測定して
目詰り状態を検出するようにすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明にあっては、ノズルから噴射
されたインク滴を振動センサーへ衝突させて、その衝突
時の振動の大きさを測定することにより、インクジェッ
トフ゜リンタのノズル目詰りを検出することが可能であ
る。従って、目詰りの検出は、インク滴を振動センサー
へ衝突させればよく、検出装置の設置精度をラフにする
ことが可能である。すなわち、従来のように極めて微細
なインク滴を光学的に検出する必要がないので、検出ミ
ス等がなく、信頼性の高い検出が得られる。

しかも、検出装置全体の構成が極めて簡単であり、小型
化並びに低コスト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る検出装置の全体を示す
ブロック図、第２図は本発明の効果を確認するための実
験装置の全体を示すブロソク図、第３図乃至第５図は実
験結果を表した電圧波形図、第６図は従来の日詰検出装
置を示すブロソク図、第７図の図（ａｌ乃至図ｆｄ）は
従来の別の目詰検出装置の動作態様を説明する図面であ
る。 ２０・・・インクジェットプリンタ ２２・・・ヘソド本体　　　２３・・・インク２６・・
・ノズル先端面　　２７・・・目詰検出装置２８・・・
振動センサー　　３ｏ・・・判別器３１・・・インク滴 特許出願人　　株式会社イナックス 代　理　人　　弁理士　内田敏彦 区 Ｃつ 味 区 く 味 −Ｈ省 区 α） 味

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、インクジェットプリンタのノズル先端に対向して配
   置された振動センサーと、この振動センサーの出力信号
   を判別する判別器とで構成したことを特徴とするインク
   ジェットプリンタの目詰検出装置。