JPH1199646A

JPH1199646A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH1199646A
Application number: JP26302797A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Kitade; 雄二郎北出
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】トラブルを自己診断する機能を備えたインクジ
ェット記録ヘッド及び運転効率と信頼性の高いインクジ
ェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録ヘッドの圧電素子16の
駆動回路にチャージアンプ84を備え、圧電素子16の駆動
時に流入する電荷量の時間変化を測定し、インク流路に
インクがない状態の電荷量波形を基準として、インク加
圧室14の圧力波形を把握し、インク流路に気泡が存在す
る場合及び塵埃等が存在して流体抵抗が増加した場合を
検知する。記録装置においては、印字しないタイミング
に記録ヘッドのトラブルを検知し、その検知結果に基づ
いてトラブル解消手段を駆動してトラブルを解消させ、
信頼性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
Ｑ₁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。

【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ｓ^E、圧電歪み定数をｄ、圧電歪み
定数の転置行列をｄ_t、Ｔ＝０の自由状態における誘電
定数をε^Tとおくと、Ｓ＝ｓ^EＴ＋ｄ_tＥＤ＝ｄＴ＋ε^TＥの関係で表すことができる。

【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＋ε^TＥＤ₁＝ｄＴ₁＋ε^TＥと表すことができ、両者の差（Ｄ₀−Ｄ₁）は、Ｄ₀−Ｄ₁＝ｄ（Ｔ₀−Ｔ₁）となる。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【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

【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

【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

【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

【図６】記録ヘッドの一例の構造を示す断面図

【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

【図８】従来の記録ヘッドの駆動回路図

【図９】記録ヘッドの駆動パルスの一例を示す電圧波形
図

【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

【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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。