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JPS6287357A - インク滴検出装置 - Google Patents

インク滴検出装置

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Publication number
JPS6287357A
JPS6287357A JP22831585A JP22831585A JPS6287357A JP S6287357 A JPS6287357 A JP S6287357A JP 22831585 A JP22831585 A JP 22831585A JP 22831585 A JP22831585 A JP 22831585A JP S6287357 A JPS6287357 A JP S6287357A
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JP
Japan
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ink
electrode
nozzle
electrodes
head
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JP22831585A
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JP2724998B2 (ja
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Haruhiko Koto
小藤 治彦
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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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
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/125Sensors, e.g. deflection sensors

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

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印刷装置のインク滴の飛行状態
を検出する検出装置に関する。
〔従来の技術〕
インクジェット印刷装置、特にインクオンデマンド型印
刷装置は音は静かであるが、インク滴の飛行が不安定で
あり、種々の外乱によりインクの飛行が不能となる欠点
があった。そこで従来からインク滴の状態を検出し、不
良の場合印刷装置を停止したり、何等かの復帰動作を行
なうことが提案されている。例えば圧電素子の駆動波形
を検出して加圧室内の気泡の有無からインク滴の飛行不
良を検出したり、飛行インク滴に荷電し、インク滴によ
る誘導電流を検出してインク滴速度を検出する方法が提
案されている。
〔発明が解決しようとする間融点〕
しかし、これらの従来技術では、検出感度が悪かったり
、高電圧を必要としたり、回路が抄雑で高価になる等の
欠点があった。
従って本発明の目的は上記欠点をなくした、簡単な回路
構成で確実なインク滴検出装置を得ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のインク滴検出装置は、複数の電極を有し、すく
なくともそのひとつはインクを射出するノズルから所定
距離部れて対向配置きれた第1の電極であり、前記ノズ
ルから射出された導電性を有するインクが前記第1の電
極に到達した時の前記第1の電極と、他の電極間の抵抗
値の変化を検出することを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、ノズルから射出された導電性インクが
第1の電極と、他の電極間を導通することでインクの第
1の電極への到達が検出でき、これによってインク滴の
飛行状態が検出できる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す平断面図で、1はイン
クジェットのヘッド、2は導電性を有する水性のインク
、6はインク2を射出するノズル、4はノズル3に対向
し距離l離れて配置された第1の電極、5は第1の電極
4と距離g離れて配置された第2の電極である。距離1
は0.27Hfiないし1.2 m、771であり、距
離gは約0.1 fi 771である。
また電極4,5は黄銅に金メッキし、て作られる。
6は電極4,5を保持する合成樹脂製の電極基板で、電
極基板6と電極4,5はノズル3に対向する側が平滑な
平面に作られている。
7はノズル3かも射出され電極基板6に到達したインク
滴で、8は電極基板6の表面を摺動するゴム製のワイパ
ーである。
上記構成においてその動作を説明する。インク滴7がノ
ズル3から射出する前は、電極基板乙の表面にはインク
滴が存在せず、電極4,5間は非導通であり抵抗はほぼ
無限大とみなせる。インクジェットヘッド1の図示され
ていない圧電素子を駆動してノズル3からインク2を射
出すると、所定時間経過後インク滴7が電極4,5を導
通ずるように電極基板乙の表面に付着する。後に詳述す
る検出回路によシミ極4,5間の抵抗値変化を検出する
ことで、インク滴7の飛行状態の良、不良を検出し、不
良の場合は不良信号を発生するとともに、後に述べるヘ
ッド回復手段によりヘッドを回復し、再びインク滴7を
射出して飛行状態の良、不良を検出し、良となれば通常
の印字動作に入る。
数回の回復動作にもかかわらず良状態にならない場合に
は不良信号を表示して印刷装置を停止させる。ワイパー
8はインク滴7の有無の検出が終るたびに図示されてい
ない機構により電極基板6の表面を摺動し、インク滴7
をかき落して初期状態に戻り、次の検出にそなえる。
第2図に第1図で説明した電極4,5間の抵抗値変化を
検出する検出回路を示す。10は電圧コンパレータで入
力v1は電源vc を抵抗R1:抵抗R2の比に分圧し
た電圧であり、入力v2は電源vc を抵抗R3:抵抗
Riに分圧した電圧であ′る。
Vo はコンパレータ10の出力で電圧Vt  と電圧
v2の大小により出力が反転する。この例では、Vc 
”’ ” Vs R1= R2= 10 K D 、R
s=2Kgである。抵抗R1は電極4,5の間の抵抗値
であり、インク滴が付着していない時Ri =ω、付着
している時Ri=IKΩである。
以上の構成においてその動作を第3図で説明する。本実
施例ではヘッドの駆動はいわゆる引きうち法と称する駆
動方法を用いており、ヘッドの圧電素子にはVdで示す
電圧が印加される。すなわち直接的にヘッドの圧力室の
容積を小さくしてインクを射出するのではなく、一度圧
力室容積を増大させインクを圧力室内に供給した後、所
定の時間たった時刻T2に圧力室容積をもとに戻しイン
ク射出を行なう。ノズル6から射出されたインク滴7が
電極4,5に付着するとコンパレータ10の入力電圧v
2は電源vcO値から、VcXRa/RiO値まで下が
シ、時刻T3 に入力電圧Vl  よシ下がる。その結
果コンパレータ10の出力V 。
は時刻T3に反転する。時刻T3とT2の間すなわち時
間tと、第1図に示した距離11およびインク滴の飛行
速度υとの間には、およそυ=1/lの関係がある。従
って時刻tを測定することによりインク飛行速度υが判
り、所定の速度以上ない場合にはインク飛行不良と判定
できる。例えば飛行速度υの下限をυSとすると5ts
−t/υ8であるような時間ts経過後もコンパレータ
出力VOが反転しない場合には飛行不良と判定できる。
具体的には%  1 = 11rLTrL、 v 、=
27H/Sとすればts=o、snsとなる。
第4図は本発明の他の一実施例でマルチノズルヘッドに
対応したインク検出装置を示す。この例では電極基板乙
に、電極4−1 、4−2 、・・・4−9および、電
極5−1 、5−2 、・・・5−9が設けられている
。しかしながら電極4−1〜4−9および5−1〜5−
9は電極基板6の背面で各々導通がとられており、電気
的にはひと組の電極4および、電極5と見なせる。ヘッ
ド1には各々の電極と対応して9コのノズルが設けられ
ている。例えば4番目のノズルからインク滴7−4が射
出された時、電極4−4と電極5−4の間の抵抗値を検
出すれば、4番目のノズルからのインク飛行状態を検出
できる。第1図の実施例で示したようにインク飛行の有
無だけでなく、規格よりも遅く、従って印字品質の悪い
インク滴の検出ができる。
また本実施例ではインク飛行速度だけでなく、インク飛
行方向の不良も検出できる。すなわち正常なインク滴で
きりぎシ検出できるよう小面積の電極を、離れて配置し
であるため、5番目のノズルから射出されたインク滴7
−5は電極4−5に接触せず、従って不良と検出される
。もちろんインク滴7−5の飛行方向が極端に悪くなり
例えば電極4−6.5−6を導通させれば良と判定され
るが、速度検出と併用して検出すれば殆んど間違って判
定することはない。
本実施例では電極4の系列と5の系列それぞれ導通をと
っているため検出回路としては第2図に示すもので良く
、たとえ24ノズルのような多数のノズルのヘッドにも
ただひとつのコンパレータで良い。しかし前述したイン
ク飛行方向の厳密な判定のために個々の電極を独立させ
、各々のノズルに対応した電極の抵抗だけを検出するこ
ともできる。
本実施例ではノズルを順次駆動して時系列的に独立して
検出することでひとつでも飛行不良のノズルがあれは検
出し回復動作に入れる。なお順次検出する間に第1図に
示したワイパーでインク滴7を1回ずつきれいKする必
要がある。
第5図に本発明の他の実施例を示す。本実施例は片側8
ノズルが2列で16ノズルに構成されたヘッドの検出を
示す。左側に14−1〜14−9の電極が配列され、右
側に14−9〜14−17の電極が配列され、左側の電
極14−9と右側の電極14−9は連結され同一の電極
となっている。
電極14−1と電極14−17が第2図の電極4と5に
相当する。この構成において、ノズルからインク滴17
−1から17−16を同時に射出し、所定時間内にひと
つでも所定電極にインク滴が到達していなければ飛行不
良と判定する。この図ではインク滴17−4が電極14
−4と14−5の間に付着しないため不良と判定される
。このように各インク滴の導通を直列的に検出すること
で、多数のノズルのインク飛行速度、方向を同時に瞬間
的に判定できる。本実施例の電極は約o、z@=ピッチ
で配列されているためセラミックを電極基板16とし、
その上にスクリーン印刷で金電極を配置し、焼付けであ
る。
本実施例のように各インク滴の有無を直列的に検出する
方法は、本実施例のように同時忙射出されたインク滴が
直接型ならないνスズかが複数列に配置されたヘッドに
好適であるが、たとえば縦1列ヘッドのように同時に各
ノズルを射出するとインク滴がつながってしまう場合は
、寄数ノズルのみ射出し、その後ヘッドを横方向に移動
しその場所で対向する次の電極群で直列的に検出するご
とく2度に分けることでほぼ同様な検出が可能である。
以上述べた第4図、第5図の実施例では電極基板6,1
6とヘッド1との位置精度が重要であり、具体的には、
ヘッド1のノズル面の外形を基準として電極基板をなら
れせる機構、あるいは電極基板の位置調整機構が必要と
なる。
第6図に本発明の他の実施例を示す。この例では電極基
板26上に、電極24.25がインク滴にくらべ小さな
ピッチで相互に入り込むようにクシ形に配置されている
。従ってインク滴27がどこについてもインク滴の有無
が検出でき、電極基板26とヘッドとの位置合せ精度が
要求されない。
具体的にはインク滴27の直径150μに対し電極25
の縦方向のピッチpは100μ、くシ形の−1〇 − 横方向の巾Wは2mmである。
第7図に第6図の実施例をさらに発展させた実施例を示
す。この例では電極25巾Wを20mfiとし、4色の
ヘッド1−Y、j−M、1−C,1−Bに対しただひと
つの電極板26で検出可能としている。
第8図に第1図〜第7図と異る他の実施例を示す。31
はインクジェットヘッド、32は水性インク、33はノ
ズル、54はノズル33と距離l離して設けられた第1
の電極、35はインク容器36を結合する結合針で第2
の電極を兼ねる。電極34.35はステンレス鋼で作ら
れている。67はノズル33から射出されたインク柱で
あり、68は電極54の表面をきれいにするワイパーで
ある。
39はインク容器36のインクをヘッド31に供給する
プラスチックチューブ、40はプラスチックチューブ6
9内に発生した気泡であわ通常は存在しない。
第8図の実施例において、電極54.55は第2図の検
出回路の電極4,5に相当する。しかしR2は約500
Kgと高くなり従ってR3も1MΩ程度にする必要があ
る。
第8図の実施例の動作を説明する前に、第9図により通
常のインクオンデマント型ヘッドのインク滴の飛行状態
を説明する。まずノズル36から射出されたインク37
はa図のように柱状に飛行を始め、ヘッド内部が負圧に
なるにつれてb図のように細くくびれで切れ、0図のよ
うにインク表面張力によシ個々のインク滴に分かれて飛
行する1、次に第8図の動作を説明すると、まずヘッド
61を駆動し、ノズル33からインク柱37を射出し、
インク柱67が電極64と接触した時の電極64と65
間の抵抗変化を検出する。検出波形としては第3図とほ
ぼ同様になる。ただし、コンパレータ10の出力波形が
切れる時刻T4は、第9図すに示すように、インク柱3
7か細くくびれインク滴となった時刻となる。第1図で
説明したように第6図に示す時間tを測足することでイ
ンク柱67の速度が判り、飛行の良悪が判定できる。
本実施例では例えば第8図に示すような気泡40がチュ
ーブ40内に存在した場合、インク柱37が電極54に
正常に導通しても気泡40で電気的導通がとれず不良と
判断される。したがってヘッド31が射出不良となる前
に将来ヘッドに流入して射出不良となる気泡を前もって
検出できる。
本実施例では距離lは200μから400μ程度に選ば
れる。200μ以下であると検出感度が下がシ飛行速度
の早いものと遅いものの区別がしにくくなる。また40
0μ以上だとインク柱が切れてから電極3.4に到達す
る距離となり検出ができなくなる。
第10図に第8図の実施例をマルチノズルに応用した実
施例を示す。第8図と異なるのはノズルが33−1〜3
5−4まで4ノズルあること、電極35がヘッド内に設
けられていること、またノズルとめ゛距離、1t、正確
に出すための電極34の両端に度決め42が設けられ、
レバー43を介してバネ44により電極34はヘッド3
1に回動可能に押しつけられている。
駆動はノズル53−4から33−1に向かって下から順
々に行なわれる。各ノズル毎に導通の後非導通の状態が
くるため、電極64上にインクが残っていても独立して
順々に検出が可能である。
また下から検出して行くためインクが流れ下りてもその
上側の検出には悪影響がない。33−1′!iで検出が
終った時点で、レバー43は図示されていないカムによ
りヘッド31から離され、スポンジ製のロール状のワイ
パー38が下りて来て電極64表面のインク滴をきれい
にして次の検出にそなえる。
なおこの例では度決め42を電極34に設けているが、
ヘッド51のノズル面の外周部処凸部を設けてこれを度
決めとし電極64を平面にしても良い。このようにすれ
ば、電極640表面のインクはふき取シやすくなシ、度
決め部が紙とノズル面との接触によるノズルの故障の防
止手段にもなる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、少なくとも一方がノ
ズルと対向した位置に設けられた電極によりインク滴の
有無を抵抗値の変化として検出するため、機械的にも電
気的にも極めて簡単な構成ですむ。また電極の形状、配
置を適当に設定すれば、インクの飛行速度だけでなく、
飛行方向の検出も可能である。またマルチノズルヘッド
に対しても検出回路の増加をおさえることが可能であり
、シリアルプリンタ、ラインプリンタ、プロッタ、ファ
クシミリ等広く応用できる。また熱によりインクに圧力
を与えるサーマルインクジェットにも用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す平断面図、第2図は第
1図の実施例に用いられる検出回路図、第3図は第1図
の実施例のタイミング線図、第4図は本発明の他の実施
例を示す要部斜視図、第5図は本発明の他の実施例の電
極基板の正面図、第6図は本発明のさらに他の実施例の
電極基板の正面図、第7図は第6図の実施例をカラーヘ
ッドに応用した場合の要部平面図、第8図は第1図〜第
7図と異なる本発明の他の実施例を示す要部側断面図、
第9図は第8図の実施例を説明するための側面図、第1
0図は第8図の実施例を発展させマルチノズルに応用し
た実施例を示す要部側面図を示す。 1.1−Y、1−M、1−C,1−B、31・・・ヘッ
ド 3.53・・・ノズル 4.5.14,24,25,34.35  ・・・電極
7.17.27・・・インク滴 37・・・インク柱 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. インクオンデマンド型印刷装置において、複数の電極を
    有し、すくなくともそのひとつはインクを射出するノズ
    ルから所定距離離れて対向配置された第1の電極であり
    、前記ノズルから射出された導電性を有するインクが前
    記第1の電極に到達した時の前記第1の電極と、他の電
    極間の抵抗値の変化を検出することを特徴とするインク
    滴検出装置。
JP60228315A 1985-10-09 1985-10-14 インク滴検出装置 Expired - Lifetime JP2724998B2 (ja)

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US06/917,641 US4768045A (en) 1985-10-09 1986-10-09 Ink droplet detecting apparatus

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