JPS59104947A - インクジエツト記録装置 - Google Patents
インクジエツト記録装置Info
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- JPS59104947A JPS59104947A JP21603282A JP21603282A JPS59104947A JP S59104947 A JPS59104947 A JP S59104947A JP 21603282 A JP21603282 A JP 21603282A JP 21603282 A JP21603282 A JP 21603282A JP S59104947 A JPS59104947 A JP S59104947A
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-
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
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-
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特に記録ヘッ
ドに一定液圧のインクを供給する供給装置の液圧検出に
関するものである。
ドに一定液圧のインクを供給する供給装置の液圧検出に
関するものである。
インクジェット記録装鎗は、一般に極めて低騒晋で畠速
記録が可能彦はか、安価な普通紙が使え、現像・定着等
の複雑な処理を必要とり、 /rい利点をもっている。
記録が可能彦はか、安価な普通紙が使え、現像・定着等
の複雑な処理を必要とり、 /rい利点をもっている。
更に小径ドツトやドツト間隔縮少により晶解像力画像記
録を可能とし、漢字・図形などの記録にも有効である。
録を可能とし、漢字・図形などの記録にも有効である。
インクジェット記録装置の記録ヘッドについては、従来
いくつかの方式が開発・実用化されている。
いくつかの方式が開発・実用化されている。
例えば特公昭53−12138号公報に示されるような
、オンデマンド方式と呼ばれるインクジェット記録方式
が近年開発され、注目されている。これQ」、記録のだ
めの眠気イ■号に応答して電気パルスが記録ヘッドに印
加される都度、圧力尾の容積変化によってノズルからイ
ンク小滴を噴射する方式のインクジェット記録装置であ
る。
、オンデマンド方式と呼ばれるインクジェット記録方式
が近年開発され、注目されている。これQ」、記録のだ
めの眠気イ■号に応答して電気パルスが記録ヘッドに印
加される都度、圧力尾の容積変化によってノズルからイ
ンク小滴を噴射する方式のインクジェット記録装置であ
る。
このオンデマンド方式の特徴は、画像信号に対応して、
必要な時だけインクを噴出するので、不要イ;/りを回
収するシステムが不要となり、このだめ、インクの消費
量が少なく、高%頼性を得ることが出来、また記録装置
自体も小型軽量で低価格にすることが可能である。1だ
、別の特徴と12゜ては、ひとつの記録ヘッドーヒK、
容易に多数のチャンネルを実装できるため、高解像力や
高速印字性能を得ることが出来、またカラー化も客層で
ある。
必要な時だけインクを噴出するので、不要イ;/りを回
収するシステムが不要となり、このだめ、インクの消費
量が少なく、高%頼性を得ることが出来、また記録装置
自体も小型軽量で低価格にすることが可能である。1だ
、別の特徴と12゜ては、ひとつの記録ヘッドーヒK、
容易に多数のチャンネルを実装できるため、高解像力や
高速印字性能を得ることが出来、またカラー化も客層で
ある。
更に上記方式を実用化したオンデマンド型インクジェッ
ト記録装置として、特公昭54−35936号公報があ
る。これは、一つの記録ヘッド内に複数のノズルを実装
するという方式をとっている。
ト記録装置として、特公昭54−35936号公報があ
る。これは、一つの記録ヘッド内に複数のノズルを実装
するという方式をとっている。
第1図および第2図はこの方式を説明する模式的概略図
で、それぞれ断面図dよび千Lfn図を示す。
で、それぞれ断面図dよび千Lfn図を示す。
図において、複数のノズル】と、該ノズルJに連通する
複数の圧力室2と、該圧力室2内にインクタンク6から
のインクを分配供給する共通の共同インク3とを備え、
かり上記部分1.2.3が同一面内に配置された構造を
なすものである。
複数の圧力室2と、該圧力室2内にインクタンク6から
のインクを分配供給する共通の共同インク3とを備え、
かり上記部分1.2.3が同一面内に配置された構造を
なすものである。
記録用インクはインクタンク6から弁手段5を経てイン
ク供給管4を通って記録ヘッドの共同インク室3へ供給
される。共同インク室3は、画像のたて方向の画素に対
応する複θのノズル1に連通する複数の圧力室2に分岐
される。まだ各圧力室2の壁の一部には、O1子パルス
発生器8に相、気的に接続された圧電変換素子7が接着
されている。
ク供給管4を通って記録ヘッドの共同インク室3へ供給
される。共同インク室3は、画像のたて方向の画素に対
応する複θのノズル1に連通する複数の圧力室2に分岐
される。まだ各圧力室2の壁の一部には、O1子パルス
発生器8に相、気的に接続された圧電変換素子7が接着
されている。
圧電変換素子7は、前記発生器8から′電気信号を受け
ると圧力室2の内側へ撓むことのできる適当な可撓板で
、例えばピエゾ電気クリスタルから成り、導電性薄膜に
よって圧力室の外壁面に接着されている。
ると圧力室2の内側へ撓むことのできる適当な可撓板で
、例えばピエゾ電気クリスタルから成り、導電性薄膜に
よって圧力室の外壁面に接着されている。
この方法においては、電子パルス発生器8からの電気信
号により圧電変換素子7ば圧力室2の内方に急激に撓み
、このため生ずる圧力室2の容積の急激な減少は内部の
インクをノズル1力為らインク小滴として放出、飛翔さ
せ、対向する記録紙上に到達させてドツト記録を達成す
る。インク滴咳射による圧力室2内のインクの減少分は
、共同インク室3内に貯蔵されたインクが圧力室3内に
流入してこれを補う。また、共同インク室3内のインク
の減少は、共同インク室3の壁の一部をなす可撓に9お
よび該可撓膜9の外部に設けられた液圧検出手段によっ
て圧力減少と[7て検出されている。液圧検出手段は、
前記可撓膜9の変位量検出部分に、先端部が接着された
長い片持梁状のビーム10と、該ビーム1oの基部に設
げられたストレイン・ゲージ1]とから成る。上記液圧
検出手段によって共同インク案3内の液圧が所定下限値
以下になったことを検出されると、電気信号が発せられ
て、弁手段5が開状態となりインクタンク6内のインク
が導管4を通って、共同インク室3内に導入される。′
また上記液圧検出手段によって検出される共同インク室
3内の液圧が所定上限値以上になると、弁手段は閉状態
になり、インクタンク6から共同インク室3へのインク
の流入は停止される。このようKして共同インク室3内
のインクの液圧は常時上記上下限値内に保たれ、この液
圧状態において、ノズル1かりインク滴が安定して噴射
を断続することが可能となるのである。
号により圧電変換素子7ば圧力室2の内方に急激に撓み
、このため生ずる圧力室2の容積の急激な減少は内部の
インクをノズル1力為らインク小滴として放出、飛翔さ
せ、対向する記録紙上に到達させてドツト記録を達成す
る。インク滴咳射による圧力室2内のインクの減少分は
、共同インク室3内に貯蔵されたインクが圧力室3内に
流入してこれを補う。また、共同インク室3内のインク
の減少は、共同インク室3の壁の一部をなす可撓に9お
よび該可撓膜9の外部に設けられた液圧検出手段によっ
て圧力減少と[7て検出されている。液圧検出手段は、
前記可撓膜9の変位量検出部分に、先端部が接着された
長い片持梁状のビーム10と、該ビーム1oの基部に設
げられたストレイン・ゲージ1]とから成る。上記液圧
検出手段によって共同インク案3内の液圧が所定下限値
以下になったことを検出されると、電気信号が発せられ
て、弁手段5が開状態となりインクタンク6内のインク
が導管4を通って、共同インク室3内に導入される。′
また上記液圧検出手段によって検出される共同インク室
3内の液圧が所定上限値以上になると、弁手段は閉状態
になり、インクタンク6から共同インク室3へのインク
の流入は停止される。このようKして共同インク室3内
のインクの液圧は常時上記上下限値内に保たれ、この液
圧状態において、ノズル1かりインク滴が安定して噴射
を断続することが可能となるのである。
尚、Ail記可撓[(lま、記録ヘッドの前記共同イン
ク室3の開口部を掩って接足号されて土壁を形成し、該
冥3内のインクを密封している。
ク室3の開口部を掩って接足号されて土壁を形成し、該
冥3内のインクを密封している。
このように構成゛された共同インク室3は、インクが満
たされ、インク噴射峙に圧カ景2の掌形によるインクの
戻り圧力を吸収し1、他の圧カ室七〕相互作用(チャネ
ル・インターラクション)k生しないように作用する。
たされ、インク噴射峙に圧カ景2の掌形によるインクの
戻り圧力を吸収し1、他の圧カ室七〕相互作用(チャネ
ル・インターラクション)k生しないように作用する。
第3図は上記記録方法により7個のノズル系列より成る
具体的構成のインクジェット記H装置である。
具体的構成のインクジェット記H装置である。
記録ヘッド内のインクの液圧を安定化させる従来の方法
の一例と1−では、インクツ・りの高さを記録ヘッドの
位置に対して一定の高さを保つようになす、いわゆる静
水圧形式のインクの供給方法があるが、インク消費量の
変什やインクタンクの変化等に応じて絶えず所定圧力に
維持するのは困難であった。また、インクタンク内のイ
ンクを加圧して給送する前述のインク供給方式において
も共同インク室3内の液圧を絶えず一定に紳゛持するこ
とは困難であった。
の一例と1−では、インクツ・りの高さを記録ヘッドの
位置に対して一定の高さを保つようになす、いわゆる静
水圧形式のインクの供給方法があるが、インク消費量の
変什やインクタンクの変化等に応じて絶えず所定圧力に
維持するのは困難であった。また、インクタンク内のイ
ンクを加圧して給送する前述のインク供給方式において
も共同インク室3内の液圧を絶えず一定に紳゛持するこ
とは困難であった。
そのため、記録時にドツト密度の変化に伴なって生じる
インク消費量の変化や、インクタンク内のインクの残量
の変化などの原因により、記録ヘッド内のインクの液圧
は変動幅が太きく、これによってノズルから噴射51れ
るインク滴の飛翔特性を安定化させることが困;*であ
った。ひどい時には、インクの補給が消費に退いつかず
、液圧が低下してノズルから気泡を吸い込んで、噴射記
録不能に陥ることもあった。
インク消費量の変化や、インクタンク内のインクの残量
の変化などの原因により、記録ヘッド内のインクの液圧
は変動幅が太きく、これによってノズルから噴射51れ
るインク滴の飛翔特性を安定化させることが困;*であ
った。ひどい時には、インクの補給が消費に退いつかず
、液圧が低下してノズルから気泡を吸い込んで、噴射記
録不能に陥ることもあった。
また静水圧によるインク供給力式の記録ヘッドにおいて
は、インクタンクと記録ヘッドとをインク供給系によっ
て接続した状態では、記録ヘッド内のインクの体積変化
は、記録ヘッドとインクタンクとの間のインクの往来に
よって吸収されるが、記録ヘッドを記録装置(プリンタ
)から取り外して単体として保存する場合には、記録ヘ
ッドのインク入口通路は気泡の入らないように密閉状態
となっているから、前述の温度変化や蒸発により保存中
にノズルからインクが溢れ出したり、気泡を吸い込んだ
りする。
は、インクタンクと記録ヘッドとをインク供給系によっ
て接続した状態では、記録ヘッド内のインクの体積変化
は、記録ヘッドとインクタンクとの間のインクの往来に
よって吸収されるが、記録ヘッドを記録装置(プリンタ
)から取り外して単体として保存する場合には、記録ヘ
ッドのインク入口通路は気泡の入らないように密閉状態
となっているから、前述の温度変化や蒸発により保存中
にノズルからインクが溢れ出したり、気泡を吸い込んだ
りする。
インクタンクと記録ヘッド内のインク噴射流路とを4P
:続してインクを補給するインク供給系の途中に液圧調
整用の弁手段を持つ従来のインクジェット記録装置にお
いても、記録ヘッド内のインクの温度変化や蒸発によっ
て生ずるインクの体積変化を吸収する手段が、弁手段と
ノズルとの間には存在しなかった。このため開口部γな
すノズルからインクが溢れ出したり、あるいはノズルか
ら気泡を吸い込んだりして記録不良を生じることがある
。
:続してインクを補給するインク供給系の途中に液圧調
整用の弁手段を持つ従来のインクジェット記録装置にお
いても、記録ヘッド内のインクの温度変化や蒸発によっ
て生ずるインクの体積変化を吸収する手段が、弁手段と
ノズルとの間には存在しなかった。このため開口部γな
すノズルからインクが溢れ出したり、あるいはノズルか
ら気泡を吸い込んだりして記録不良を生じることがある
。
即ち、何れの方式び〕インクジエ゛ットb己6:装置、
におい−Cも、前述のインクの体積変化に基ずく欠陥を
生じることが多い。よって共同インク室の開口部を掩う
可撓膜の変形容積はこうし/ζインクの体積変化量を充
分吸収できるように楢成δれねばならない。
におい−Cも、前述のインクの体積変化に基ずく欠陥を
生じることが多い。よって共同インク室の開口部を掩う
可撓膜の変形容積はこうし/ζインクの体積変化量を充
分吸収できるように楢成δれねばならない。
本発明は、従来技術における記録ヘッド内の液圧が不安
定なために生ずる記録不良を解決するためになされたも
ので、記録ヘッド内の液圧を一定にイ″長持し、安定化
することを目的に・;gttだものである。
定なために生ずる記録不良を解決するためになされたも
ので、記録ヘッド内の液圧を一定にイ″長持し、安定化
することを目的に・;gttだものである。
本発明はこの目的を達成するため、記録ヘッド内にイン
クタンクからインクを供給するインク供給系の一部にイ
ンク室を設け、このインク室を形成針る壁の一部を、@
記インクタンクか′ら流入するインクの液圧によって変
形する可撓膜で形成し、該可撓膜の変位量を検知するこ
とりこより、前記記録ヘッド内のインクの液圧検知又V
ま液圧の異常検知あるいはインク残量の不足検知等を行
なう手段を提供するものである。また本発明に係る前記
6エ撓膜の変位量は、インク液圧の1 cm H,0の
変化に対し、0.1μm以上1m以下の割付であること
を特徴とするもので、鋭敏に液圧装動を偵知することを
可能とするものである。
クタンクからインクを供給するインク供給系の一部にイ
ンク室を設け、このインク室を形成針る壁の一部を、@
記インクタンクか′ら流入するインクの液圧によって変
形する可撓膜で形成し、該可撓膜の変位量を検知するこ
とりこより、前記記録ヘッド内のインクの液圧検知又V
ま液圧の異常検知あるいはインク残量の不足検知等を行
なう手段を提供するものである。また本発明に係る前記
6エ撓膜の変位量は、インク液圧の1 cm H,0の
変化に対し、0.1μm以上1m以下の割付であること
を特徴とするもので、鋭敏に液圧装動を偵知することを
可能とするものである。
以下、図示の実施例により、本発明を具体的に説明する
。
。
第4図は、本発明の一笑施例を示したインクジェット記
録装置の概略断面図である。記録ヘッド加は、インク滴
を噴射する少なくとも1個のノズル21と、該ノズル2
1に連通ずるノズルと間該の圧力室ρと、該圧力室u内
にインクタンク園がらのインクを分配供給する共通の共
同インク室おとを備えている。記録用インクはインクタ
ンク関からフィルタ31、弁手段32を経て液圧検知手
段40を通って、インク供給管33よ、り記録ヘッドの
人ロコネクタ夙に入り、更に前記共同インク室乙へ供給
される。−共同インク室23ゆ記録画像のたて方向の画
素に対応する複数のノズル21に連通する複数の圧力室
22に分岐されている。また各圧力室Uの外壁の一部に
は、電子パルス発生器あに電気的に接続された圧電変換
索子27が接着されている。圧電変換素子27は、前記
発生器路から電気信号を受けると圧力室nの内孫へ撓む
ことのできる適当な1コ撓板で、例えばピエゾ電気クリ
スタルから成り、圧力室22の外壁面((接着されてい
る。
録装置の概略断面図である。記録ヘッド加は、インク滴
を噴射する少なくとも1個のノズル21と、該ノズル2
1に連通ずるノズルと間該の圧力室ρと、該圧力室u内
にインクタンク園がらのインクを分配供給する共通の共
同インク室おとを備えている。記録用インクはインクタ
ンク関からフィルタ31、弁手段32を経て液圧検知手
段40を通って、インク供給管33よ、り記録ヘッドの
人ロコネクタ夙に入り、更に前記共同インク室乙へ供給
される。−共同インク室23ゆ記録画像のたて方向の画
素に対応する複数のノズル21に連通する複数の圧力室
22に分岐されている。また各圧力室Uの外壁の一部に
は、電子パルス発生器あに電気的に接続された圧電変換
索子27が接着されている。圧電変換素子27は、前記
発生器路から電気信号を受けると圧力室nの内孫へ撓む
ことのできる適当な1コ撓板で、例えばピエゾ電気クリ
スタルから成り、圧力室22の外壁面((接着されてい
る。
このようVC構成され7と記録ヘッドにおいては、前記
発生器あからの霜、気信号により圧電変換素子2′7は
圧力室22の内方に急激に焼み、このため生ずる圧力室
22の容積の急激な減少は記録ヘッド内のインクをノズ
ル21かhインク滴として放出・飛翔させ、対向する記
録紙P上に到達させてドツト記録を達成する。
発生器あからの霜、気信号により圧電変換素子2′7は
圧力室22の内方に急激に焼み、このため生ずる圧力室
22の容積の急激な減少は記録ヘッド内のインクをノズ
ル21かhインク滴として放出・飛翔させ、対向する記
録紙P上に到達させてドツト記録を達成する。
一力、記録ヘッドの前記共同インク室おの上部は開口1
fI5をなしていて、可撓膜δがこの開口部を掩って接
着されてフレキシブルな土壁を形成して。
fI5をなしていて、可撓膜δがこの開口部を掩って接
着されてフレキシブルな土壁を形成して。
該室n内σ)インクを密封している。
前記共同インク室23h−よび可撓膜2!5ハ、記録時
に圧力室’12が変形され、これVζよる圧力波の伝播
を吸収できるよう構成されている。即ち、マルチノズル
形式の記録ヘッドにおいては、ひとつのチャネルの圧力
室から発生した圧力波が共同インク室るを経由して別の
チャネルの圧力室に波及し。
に圧力室’12が変形され、これVζよる圧力波の伝播
を吸収できるよう構成されている。即ち、マルチノズル
形式の記録ヘッドにおいては、ひとつのチャネルの圧力
室から発生した圧力波が共同インク室るを経由して別の
チャネルの圧力室に波及し。
別のチャネルのインク滴の噴射飛翔特性を、劣化させる
、いわゆるチャネルインターランクジョンを生ずる。こ
こで共同インク室器の容積を圧力室nの’W積に比して
充分大きくとると共に、共同インク室おを構成する壁面
の一部を可撓膜で構成することにより、こうした圧力波
のまわり込みを防止するようになした。
、いわゆるチャネルインターランクジョンを生ずる。こ
こで共同インク室器の容積を圧力室nの’W積に比して
充分大きくとると共に、共同インク室おを構成する壁面
の一部を可撓膜で構成することにより、こうした圧力波
のまわり込みを防止するようになした。
次に、本発明においては、記録ヘッド内のインクの液圧
を検出する手段40を、インクタンク(至)から記録ヘ
ッド加ヘインクを供給するインク供給系の中間に設けた
ことを特徴とす石。上記の液圧検出手段40の設置位置
は、インクカートリッジ加と記録ヘッド旬とをつなぐイ
ンク供給管Mの途中でもよいし、まだ液圧検出手段40
を記録ヘッド肋の人口コネクター24に直接接続した形
式にしてもよい。第5図はこの直接接続形式で、記録ヘ
ッド加と液圧検知手段40との接続前の状態を示す斜視
図である。
を検出する手段40を、インクタンク(至)から記録ヘ
ッド加ヘインクを供給するインク供給系の中間に設けた
ことを特徴とす石。上記の液圧検出手段40の設置位置
は、インクカートリッジ加と記録ヘッド旬とをつなぐイ
ンク供給管Mの途中でもよいし、まだ液圧検出手段40
を記録ヘッド肋の人口コネクター24に直接接続した形
式にしてもよい。第5図はこの直接接続形式で、記録ヘ
ッド加と液圧検知手段40との接続前の状態を示す斜視
図である。
第6図は、不発明に係る液圧検知手段40および記録ヘ
ッド加、インクタンク(9)等から構成されるインク流
通径路部材を備えたインクジェット配録装置の一実施例
を示す概略斜視図である。図にお(・て、Pは記録紙、
5]は該記録紙Pを給送する円筒状のブラシテンである
。プランテン5けモータ(図示せず)等によって駆動さ
れて回転し、記録紙Pを搬送する。記録ヘッド20はキ
ー7 l]ツジ52上に塔載され、ガイドバー53に案
内さね、てモータ54の駆動力によってワイヤ又はベル
ト等の動力伝達手段を介して、プラテン51の軸と平行
して、記録紙PK接近して左右に移動する。記録ヘッド
加はこの左右移動中にノズル21から記録紙Pに向けて
インク滴を噴射し、記録紙P上にドツトマトリクス状の
文字又は画像を形成する。また、インクタンク(資)、
フィルタ31、弁手段32および液圧検知手段40等は
、記録装置の所定位置に同役してもよいが、これらのう
ち一部、例えば液圧検知手段40のみを記録ヘッドかと
共にキャリッジ52上に設置してよいし、またこれら加
、加、40等をすべてキャリッジ52上に設置すること
も可能である。
ッド加、インクタンク(9)等から構成されるインク流
通径路部材を備えたインクジェット配録装置の一実施例
を示す概略斜視図である。図にお(・て、Pは記録紙、
5]は該記録紙Pを給送する円筒状のブラシテンである
。プランテン5けモータ(図示せず)等によって駆動さ
れて回転し、記録紙Pを搬送する。記録ヘッド20はキ
ー7 l]ツジ52上に塔載され、ガイドバー53に案
内さね、てモータ54の駆動力によってワイヤ又はベル
ト等の動力伝達手段を介して、プラテン51の軸と平行
して、記録紙PK接近して左右に移動する。記録ヘッド
加はこの左右移動中にノズル21から記録紙Pに向けて
インク滴を噴射し、記録紙P上にドツトマトリクス状の
文字又は画像を形成する。また、インクタンク(資)、
フィルタ31、弁手段32および液圧検知手段40等は
、記録装置の所定位置に同役してもよいが、これらのう
ち一部、例えば液圧検知手段40のみを記録ヘッドかと
共にキャリッジ52上に設置してよいし、またこれら加
、加、40等をすべてキャリッジ52上に設置すること
も可能である。
第7図ないし第10図は、本発明による液圧検知手段4
0の各種形状の断面図である。図において41はインク
タンク(資)からのインクを満たし記録ヘッドに送るイ
ンク室筐体、42は該インク室筐体41内部のインクの
液圧[11(感圧応答して変位できるよう形成され筐体
41の表面に液密に接着された可撓膜、43Fi前記可
撓[42の上方に設置さノシ該可撓菖42と軽接触又は
非接触状態で可撓膜42の変位量を測定する変位量検出
器である。
0の各種形状の断面図である。図において41はインク
タンク(資)からのインクを満たし記録ヘッドに送るイ
ンク室筐体、42は該インク室筐体41内部のインクの
液圧[11(感圧応答して変位できるよう形成され筐体
41の表面に液密に接着された可撓膜、43Fi前記可
撓[42の上方に設置さノシ該可撓菖42と軽接触又は
非接触状態で可撓膜42の変位量を測定する変位量検出
器である。
前記可撓膜41の形状としては、第7図ないし第10図
に示すように種々の断面図が考えつれる。ここで、第7
図は水枕形、第8図はドーム形、第9図はコルゲート形
(波形)、第10図は周辺部IC小波形を有すh形をな
す各可撓膜のPj(面図である。
に示すように種々の断面図が考えつれる。ここで、第7
図は水枕形、第8図はドーム形、第9図はコルゲート形
(波形)、第10図は周辺部IC小波形を有すh形をな
す各可撓膜のPj(面図である。
そ1〜で上記各断面形状を有する可撓壁の平面図として
は、長方形、円形、楕円形、その他の形状が記録ヘッド
の構成に応じて形成される。
は、長方形、円形、楕円形、その他の形状が記録ヘッド
の構成に応じて形成される。
可撓膜に使用される材料としては、プラスチック材料で
は、塩化ビニリデン、ポリエチレン、ナイロン、ポリプ
ロピレン、などの薄膜部6体や積層体が用いられる。ま
たこれらにアルミニウム力どの金属薄膜積噺又は蒸着な
どを施したものも用いら)する。更に可撓膜42をヘッ
ド基体414C接着後加熱硬化させたときの熱変形を考
慮して、前記可撓膜42を予め加熱処理を行なうことも
有効である。
は、塩化ビニリデン、ポリエチレン、ナイロン、ポリプ
ロピレン、などの薄膜部6体や積層体が用いられる。ま
たこれらにアルミニウム力どの金属薄膜積噺又は蒸着な
どを施したものも用いら)する。更に可撓膜42をヘッ
ド基体414C接着後加熱硬化させたときの熱変形を考
慮して、前記可撓膜42を予め加熱処理を行なうことも
有効である。
可撓Mkこ使用さ・°する金属材料としては、アルミニ
ウム、ステンレス、黄銅などの各薄板を用いルコともで
きるがインクと接して組成変化したゆ、インクに悪影響
を及ばずものは不可である。
ウム、ステンレス、黄銅などの各薄板を用いルコともで
きるがインクと接して組成変化したゆ、インクに悪影響
を及ばずものは不可である。
以上述べてきた可撓膜42を利用し、第11図のプロッ
ク図で示されるような構成で、記録ヘッド側内のインク
の液圧の制御を行なう。即ち、記録ヘッド内の液圧の変
化に対応して可撓膜の高さが変化する。この可撓膜の高
さ変化は、液圧検知手段40の」方に固設された変位量
検出器43と可撓膜42との空隙距離を計測・検出され
て、その出力信号を制御回路へ入力する。制御回路はそ
の信号を処理して弁手段を駆動する回路へ制御の信号を
出力する。この弁手段駆動回路よりの信号を贅けて弁手
段が動作し、インクタンク(9)から送らhてくるイン
クが記録ヘッド内へ注入される。印字動作などに伴って
、記録ヘッド内のインクの量が減少し、液圧が低下する
と上記システムによって可撓膜の低下位置が検出され、
インクがインクタンクから適量注入されて、記録ヘッド
内のインクの量もしくけ圧力が常に一定の上下限界値内
に保たれ、安定したインク滴噴射飛翔特性が確保される
。
ク図で示されるような構成で、記録ヘッド側内のインク
の液圧の制御を行なう。即ち、記録ヘッド内の液圧の変
化に対応して可撓膜の高さが変化する。この可撓膜の高
さ変化は、液圧検知手段40の」方に固設された変位量
検出器43と可撓膜42との空隙距離を計測・検出され
て、その出力信号を制御回路へ入力する。制御回路はそ
の信号を処理して弁手段を駆動する回路へ制御の信号を
出力する。この弁手段駆動回路よりの信号を贅けて弁手
段が動作し、インクタンク(9)から送らhてくるイン
クが記録ヘッド内へ注入される。印字動作などに伴って
、記録ヘッド内のインクの量が減少し、液圧が低下する
と上記システムによって可撓膜の低下位置が検出され、
インクがインクタンクから適量注入されて、記録ヘッド
内のインクの量もしくけ圧力が常に一定の上下限界値内
に保たれ、安定したインク滴噴射飛翔特性が確保される
。
第12図(AltB)(C)は上述の記録ヘッド内のイ
ンクの液圧低下と可撓膜42の変形過程を示すもので、
各図のHlI n、 s H8は、それぞれインク室筐
体41の上面の基準位置から可撓膜42の被検出位置ま
での距離を示す。
ンクの液圧低下と可撓膜42の変形過程を示すもので、
各図のHlI n、 s H8は、それぞれインク室筐
体41の上面の基準位置から可撓膜42の被検出位置ま
での距離を示す。
変位量検出器42としては、非接触検出器が望ましいが
、その他に測定圧が極めて少ない各種接触形検出器を用
いてもよい。また前記可撓膜41の上面に軽量の被測定
接片を貼付又は塗布して、該接片の変位位置を測定する
ことも可能である。
、その他に測定圧が極めて少ない各種接触形検出器を用
いてもよい。また前記可撓膜41の上面に軽量の被測定
接片を貼付又は塗布して、該接片の変位位置を測定する
ことも可能である。
本発明における液圧検知手段40は、記録ヘッド外に装
備されていることを特徴とするものであるから、設置位
置や構成部品の大きさ・形状・重量等Vこ関する設計上
の制約が少なく特に変位量検出器43は所要精度・価格
・市販性等からみて最適なものを選択使用できる。
備されていることを特徴とするものであるから、設置位
置や構成部品の大きさ・形状・重量等Vこ関する設計上
の制約が少なく特に変位量検出器43は所要精度・価格
・市販性等からみて最適なものを選択使用できる。
第12図は、液圧Pて伴なう可読膜42の変形の様子を
示す経過図である。即ち、例えば十分商い液圧P3から
徐々に液圧を下げてゆくと、まず中央部が凹みけじめ、
更に液圧をドげてゆくと(P2付近)、凹みがその周辺
へ波及してゆき、十分に液圧が低くなると(P、 )、
可撓膜全体が凹んでしまう。
示す経過図である。即ち、例えば十分商い液圧P3から
徐々に液圧を下げてゆくと、まず中央部が凹みけじめ、
更に液圧をドげてゆくと(P2付近)、凹みがその周辺
へ波及してゆき、十分に液圧が低くなると(P、 )、
可撓膜全体が凹んでしまう。
第13〆1tま、上述の配信;ヘッド内のインクの液圧
装作(P、〜P、〜)と、可撓膜42の高さ変化(H。
装作(P、〜P、〜)と、可撓膜42の高さ変化(H。
〜Hs −= )とのせ性曲線を示したものである。こ
の特性曲線は、可撓膜の材料、板厚、処理力法によって
異なる特有のかださくステイツフネス)のための通常可
逆1d1〜曲線を描かずヒステリシスを示す。この曲線
上の任意の一点Aで接線を引くと、その接線の傾き(I
E接、タンジェント) i、t d)(/dPで与えら
れる。可撓膜の設計に当つ−C・−(、インクジェット
記録に使用する放圧P、における可撓膜の圧力感度が重
要である。この圧力感度とは、液圧Pの変化に対する可
撓膜の高さHの変化の割合である。゛このdH/dPの
値が大きい程、正確な圧力検知が得られ、圧力制御がし
易くなる。逆にこのcH]/’dP値が小さいと、広い
範囲の圧力検知が可能になるが、圧力測定や圧力制御の
精度は低下する。
の特性曲線は、可撓膜の材料、板厚、処理力法によって
異なる特有のかださくステイツフネス)のための通常可
逆1d1〜曲線を描かずヒステリシスを示す。この曲線
上の任意の一点Aで接線を引くと、その接線の傾き(I
E接、タンジェント) i、t d)(/dPで与えら
れる。可撓膜の設計に当つ−C・−(、インクジェット
記録に使用する放圧P、における可撓膜の圧力感度が重
要である。この圧力感度とは、液圧Pの変化に対する可
撓膜の高さHの変化の割合である。゛このdH/dPの
値が大きい程、正確な圧力検知が得られ、圧力制御がし
易くなる。逆にこのcH]/’dP値が小さいと、広い
範囲の圧力検知が可能になるが、圧力測定や圧力制御の
精度は低下する。
dH/ap情を大きくするためにげ、第8図のように同
心円状又は渦巻状のコルゲート(波形)を多数設けた形
状Vこすると良い。また、第13図の曲線のようにヒス
テリシスをある程度大きく持たせるためには、第8図の
ような球面状が良い。
心円状又は渦巻状のコルゲート(波形)を多数設けた形
状Vこすると良い。また、第13図の曲線のようにヒス
テリシスをある程度大きく持たせるためには、第8図の
ような球面状が良い。
実際にインク噴射による記録を行々う場合に用いる記録
ヘッド内のインクの液圧Pけ若干負圧(たとえば−5〜
−1ocIrLH2o)にしだP1付近が良好々液滴噴
射飛翔特性が得られるが、その液圧P1の付近でdH/
dPを大きくするためには、ある程度ヒステリシスを持
たせた方がよい。
ヘッド内のインクの液圧Pけ若干負圧(たとえば−5〜
−1ocIrLH2o)にしだP1付近が良好々液滴噴
射飛翔特性が得られるが、その液圧P1の付近でdH/
dPを大きくするためには、ある程度ヒステリシスを持
たせた方がよい。
本発明者達は、先にこのdH/dP値が5μmΔH,O
から20 yrrhr/cm H7Oの範囲で試作実験
を繰返して実現可能とした。更に記録ヘッドの構造と可
撓膜の形状・大きさ・材質を変更して0.1μm/C7
11馬〇から1000 m7rt、/C7rL )12
0までの範囲まで実現可能の見通しが得られた。
から20 yrrhr/cm H7Oの範囲で試作実験
を繰返して実現可能とした。更に記録ヘッドの構造と可
撓膜の形状・大きさ・材質を変更して0.1μm/C7
11馬〇から1000 m7rt、/C7rL )12
0までの範囲まで実現可能の見通しが得られた。
このdI−T、/dPの値は可撓膜におけるその変位量
を検知する部分に6・ける値であり、且つ、第13図に
図示の特性曲線上の変位量検知に利用する部分における
値である。
を検知する部分に6・ける値であり、且つ、第13図に
図示の特性曲線上の変位量検知に利用する部分における
値である。
可撓膜の設計に当っては、m13図の特性曲線が良好な
再現性をもつようにする必要がある。更に、前記ループ
状をなす特性曲線のヒステリシスは々るべく小さい方が
良い。十分長い時間、印字又は々らし動作を続けた状態
の可撓膜の特性曲線は、液圧P、に対する可撓膜の高さ
I(、fd、第13図圧おけるとループと下ループとの
ほぼ中間位置で安定するようになる。
再現性をもつようにする必要がある。更に、前記ループ
状をなす特性曲線のヒステリシスは々るべく小さい方が
良い。十分長い時間、印字又は々らし動作を続けた状態
の可撓膜の特性曲線は、液圧P、に対する可撓膜の高さ
I(、fd、第13図圧おけるとループと下ループとの
ほぼ中間位置で安定するようになる。
第7図ないし、第10図に示した可撓膜の断面形状、即
ち台形、球形、コルゲート形、周辺波形りどの寸法・曲
率などや、可撓膜の材料のかたさくスティックネス)を
適当に選択するととにより、記録に用いる液圧P、付近
において所定のdH/dP値を得ることができる。
ち台形、球形、コルゲート形、周辺波形りどの寸法・曲
率などや、可撓膜の材料のかたさくスティックネス)を
適当に選択するととにより、記録に用いる液圧P、付近
において所定のdH/dP値を得ることができる。
本発明による可撓膜の変位特性による液圧検知能力を応
用t7て、静水圧式インク供給系のインクタンクの残量
検知に使うことも可能である。即ち、インクタンク内の
インク残量が少なくな7)と、記録ヘッド内のインクの
液圧が低下す・こので、記録ヘッド内のインク圧をモニ
ターすAようにし、・液圧が一定値以下になったら、警
報を発し、また印字動作を停止するようにする。例えば
、第14図は静水圧式のインクタンクと記録ヘッドにお
りる、記録ヘッド側の液圧変化特性を示す。これはイン
クタンクが満タンの状態から、一定の消費率でインクを
印字して消費していった場合の、記録ヘッド内のインク
の液圧の変化を表わす。はじめは、はぼ常に一定の液圧
を保っているが、残量がある程度以下になると、液圧μ
膚、激に低下しtまじめる。
用t7て、静水圧式インク供給系のインクタンクの残量
検知に使うことも可能である。即ち、インクタンク内の
インク残量が少なくな7)と、記録ヘッド内のインクの
液圧が低下す・こので、記録ヘッド内のインク圧をモニ
ターすAようにし、・液圧が一定値以下になったら、警
報を発し、また印字動作を停止するようにする。例えば
、第14図は静水圧式のインクタンクと記録ヘッドにお
りる、記録ヘッド側の液圧変化特性を示す。これはイン
クタンクが満タンの状態から、一定の消費率でインクを
印字して消費していった場合の、記録ヘッド内のインク
の液圧の変化を表わす。はじめは、はぼ常に一定の液圧
を保っているが、残量がある程度以下になると、液圧μ
膚、激に低下しtまじめる。
ここで液圧がP。までfつだときに警報を発し、または
印字動作を停止するようにする。ここで二段階に分け、
Po1で脂報を発し、PO2で印字動作停止としてもよ
い。
印字動作を停止するようにする。ここで二段階に分け、
Po1で脂報を発し、PO2で印字動作停止としてもよ
い。
また残量検知への応用の場合は、液圧PoU近で可撓膜
の尚さが急激に変化するように構成し−Cもよい。飼え
ば液圧PO付近に逢rると、特性1Iir線が十分に凸
から、十分に凹に急激変化し2て変曲する。
の尚さが急激に変化するように構成し−Cもよい。飼え
ば液圧PO付近に逢rると、特性1Iir線が十分に凸
から、十分に凹に急激変化し2て変曲する。
このような特性曲線とすることによりて、液圧検知手段
は精度の低い安価なものを用いてもよくな断面図である
。
は精度の低い安価なものを用いてもよくな断面図である
。
インク室を構成する壁の一部が可撓膜71 Kなりてい
て、インクを密封状態となし、このインク室は、インク
供給管72、インク排出管73によって、それぞれイン
クタンク及び記録ヘーノドにっナカっ′ ている。
て、インクを密封状態となし、このインク室は、インク
供給管72、インク排出管73によって、それぞれイン
クタンク及び記録ヘーノドにっナカっ′ ている。
一方、前記可撓膜71の上面でほぼ中央部にはピン75
が接着されていて規制板76で該ピン75が傾がないよ
つ1cなっていて、更に該ピン75の先端部には遮光板
77が形成されている。この透光板77ヲ挾んで両側に
発光門は子7813−よび受光素子79がら成る光検出
器、例えばホトインタラゲタが設置されている。このよ
うな構成にすることによって、前述と同様に、インク室
内のインクの量が、可撓膜71と[a結する遮光板の上
下動となって、前記光検出器によ−って検出ざiする。
が接着されていて規制板76で該ピン75が傾がないよ
つ1cなっていて、更に該ピン75の先端部には遮光板
77が形成されている。この透光板77ヲ挾んで両側に
発光門は子7813−よび受光素子79がら成る光検出
器、例えばホトインタラゲタが設置されている。このよ
うな構成にすることによって、前述と同様に、インク室
内のインクの量が、可撓膜71と[a結する遮光板の上
下動となって、前記光検出器によ−って検出ざiする。
本発明において使用されるインクl浅圧検知牛段には上
述lまた光電的検知手段の他、例えば調光板を磁石とし
、ホトインタラプタを感磁素子とした磁気的検知手段、
可撓膜に■、・虞を設け、電極の上下による静電B量の
変化を利用した電気的検知手段等褌々の検知手段を誉け
ることもできる。
述lまた光電的検知手段の他、例えば調光板を磁石とし
、ホトインタラプタを感磁素子とした磁気的検知手段、
可撓膜に■、・虞を設け、電極の上下による静電B量の
変化を利用した電気的検知手段等褌々の検知手段を誉け
ることもできる。
以上述べたように、本発明による特性を有する可撓膜と
、液圧4シざ出手段とtcよって、記録ヘッド内のイン
クの液圧検出制御とインク残量検知とを高精度かつ高信
頼性葡もって実現することを可能にするものである。
、液圧4シざ出手段とtcよって、記録ヘッド内のイン
クの液圧検出制御とインク残量検知とを高精度かつ高信
頼性葡もって実現することを可能にするものである。
小1図および第2図はオンデマンド形インクジェット日
已録装置の枚式的概略図で、それぞれFe1面図および
半面−をホし、 第3図は上記インクジェット記録装置の記録ヘッドの具
体的構成を示す斜″桃図、 第4図は本発明しこよるインクジェット記録装置の概略
1ル「面図。 第5図は+@E!Aによる記録ヘッドと液圧検知手段の
h!+祖図、 第6図は本発明に係るインクジェット記tuftの″実
施例を示す斜視図、 第7図ないし第1υ図は本発明に係る可撓膜の各種形状
孕示す;ダr面図、 第111:、I:lは本先明に係る液圧検出制御過程を
示すブロック図、 d412図は本発明に係る可撓膜と液圧との変化過程を
示す図、 第13図はインク室内の液圧と可撓層変位との特性・曲
線、 第14図は静水圧式インク供給系の液圧特性曲線、第1
5図は本発明に係るインク液圧検知手段の断面図である
。 1.21・・・ノズル 2.22・・・圧力室3.
23・・・共同インク室別・・・入口コネクタ9.25
・・・可撓膜内 6.30・・・インクタンク40・・
・液圧検知手段 41・・・インク室筐体42・・・可
撓膜(川 43・・・変位l検出器代理人 桑原義
美
已録装置の枚式的概略図で、それぞれFe1面図および
半面−をホし、 第3図は上記インクジェット記録装置の記録ヘッドの具
体的構成を示す斜″桃図、 第4図は本発明しこよるインクジェット記録装置の概略
1ル「面図。 第5図は+@E!Aによる記録ヘッドと液圧検知手段の
h!+祖図、 第6図は本発明に係るインクジェット記tuftの″実
施例を示す斜視図、 第7図ないし第1υ図は本発明に係る可撓膜の各種形状
孕示す;ダr面図、 第111:、I:lは本先明に係る液圧検出制御過程を
示すブロック図、 d412図は本発明に係る可撓膜と液圧との変化過程を
示す図、 第13図はインク室内の液圧と可撓層変位との特性・曲
線、 第14図は静水圧式インク供給系の液圧特性曲線、第1
5図は本発明に係るインク液圧検知手段の断面図である
。 1.21・・・ノズル 2.22・・・圧力室3.
23・・・共同インク室別・・・入口コネクタ9.25
・・・可撓膜内 6.30・・・インクタンク40・・
・液圧検知手段 41・・・インク室筐体42・・・可
撓膜(川 43・・・変位l検出器代理人 桑原義
美
Claims (1)
- (11インク貯蔵部からインク噴射ノズルにインクを供
給するインク供給系を構成し、このインク供給系を形成
する壁の一部を、前記インク供給系におけるインクの液
圧によって変形する可撓層で形成し、該可撓層の変位を
検知することにより、前記記録ヘッド内のインクの液圧
検知又はインクの残量検知すみことを特徴とするインク
ジェット記録i 1*0(2)前記可撓層の変位量が、
インク液圧の1crJLH,Oの変化に対し、0.1μ
m以上1m以下の割合であるようKなしたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載のインクジェット記録
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21603282A JPS59104947A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | インクジエツト記録装置 |
| US06/559,496 US4604633A (en) | 1982-12-08 | 1983-12-08 | Ink-jet recording apparatus |
| DE19833344447 DE3344447A1 (de) | 1982-12-08 | 1983-12-08 | Ink-jet-aufzeichnungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21603282A JPS59104947A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | インクジエツト記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104947A true JPS59104947A (ja) | 1984-06-18 |
Family
ID=16682220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21603282A Pending JPS59104947A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | インクジエツト記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104947A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209149A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Canon Inc | インクジエツト記録装置 |
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| JPS62216751A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Canon Inc | インク残量検出装置 |
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| EP2018970A2 (en) | 2007-07-25 | 2009-01-28 | FUJIFILM Corporation | Liquid ejection apparatus, image forming apparatus and liquid storage amount judgment method |
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| CN113022144A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 珠海益捷科技有限公司 | 墨盒 |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP21603282A patent/JPS59104947A/ja active Pending
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| EP2018970A3 (en) * | 2007-07-25 | 2010-07-28 | FUJIFILM Corporation | Liquid ejection apparatus, image forming apparatus and liquid storage amount judgment method |
| US8235482B2 (en) | 2007-07-25 | 2012-08-07 | Fujifilm Corporation | Liquid ejection apparatus, image forming apparatus and liquid storage amount judgment method |
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