JPS5830146B2 - 気泡除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加圧型オン・ディマント・インクジェット記
録装置の気泡除去装置に関するものである。

インクジェット記録装置としては、噴射ヘッドに取付け
られた圧電素子に電気信号を与え、それにより発生する
圧力波のみでインク粒子を噴射させる方式、いわゆる加
圧型オン・ディマント方式が、その簡便さから広く用い
られている。

この加圧型オン・ディマント・インクジェット記録装置
は、上述のように供給系においてインクを加圧していな
いため、インク供給系の流通が悪いと、ヘッドのノズル
から空気を引込む現象がある。

また、ヘッドのインク室に気泡が混入すると、インク液
が圧縮性を帯び、圧力波を吸収してし渣うため、圧電素
子の振動がインクに伝達されず、噴射量の減少あるいは
噴射機能の停止という事態になる。

ところで、インク供給系では、通常、タンク内のインク
が空気と接触しているため、インクを補充する際に外部
から気泡が混入したり、あるいは外部の温度変化により
インク自体に溶解している空気が遊離して、気泡が生じ
たり、あるいはインク内に含１れている有機物によって
気泡が発生する。

したがって、従来より、気泡を検出し除去する装置が種
々提案されているが、いずれも積極的に気泡混入の防止
・除去を行うことなり、シかも空気溶存量の増大に対し
ては何の対策も立てられていない。

例えば、外部空気とインクを遮断してインクを供給する
ことにより、気泡混入の防止を図るインク・カートリッ
ジ方式（実公昭５２−３８２１５号公報参照）は、イン
ク供給パイプの途中で発生した気泡を除去できず、また
使い捨てのためコスト高になるという欠点がある。

また、エア・トラップ装置督よび気泡除去用フィルタを
設ける方法（特開昭５３−４２０３３号、特開昭５３−
４５２３９号公報参照）は、フィルタの気泡捕獲量が多
くなると流体抵抗も大きくなり、インク供給量が減少し
て噴射性能が低下するので、別に圧力検知筐たは流量検
知手段を設けなければならない。

本発明の目的は、このような欠点を解消し、インク液中
の気泡量、−溶存空気量をある一定値以下に常に抑圧し
てヘッドの安定な動作を維持させ、かつ安価で簡単な構
造の気泡除去装置を提供することにある。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明による気泡除去装置のブロック構成図
である。

第１図に釦いて、インク・タンク１２からインク供給チ
ューブ６を通り噴射ヘッド２に至る経路がインク供給系
である。

本発明による気泡除去装置は、インク供給系内に設けら
れた気泡捕集装置１０、気泡捕集装置１０に取付けられ
た気泡除去促進装置（例えば加熱装置）１１、気泡除去
促進装置１１の動作を制御する制御回路９、およびヘッ
ド駆動ならびに気泡検出回路８から構成される。

外部より振動子駆動パルスＰＰを与えることにより、ヘ
ッド駆動および気泡検出回路８のヘッド駆動部は電極リ
ード線５を介してヘッド２の電歪振動子３を駆動する。

噴射ヘッド２では、第２図に示すように、電歪振動子３
がパルス駆動により歪を正するため、振動板４が彎曲し
てインク液室７の体積を減少させ、インクに圧力を加え
てノズル１よりインク滴を噴射する。

電歪振動子３の歪がなくなると、インク液室７０体積が
元に戻るため、インク供給チューブ６からインク液室７
にインクが補給される。

インク液室Ｔ内に気泡が混入すると、電歪振動子３、振
動板４およびインク液室７のモーショナル・インピーダ
ンスが変化するので、ヘッド駆動および気泡検出回路８
の検出部でこの変化を検出し、制御回路９を起動させて
気泡除去促進装置１１を動作させる。

気泡捕集装置１０は、常時動作しており気泡の除去が行
われているが、ヘッド２内に気泡が検出されて気泡除去
促進装置１１が動作することにより、さらに効率よく気
泡の捕集・除去作用を遂行する。

第３図は、第１図の気泡捕集装置の断面構造図である。

第３図では、複数の互いに連通ずるインク小液室１３と
各小液室１３の上部に取付けられた気泡捕集用の捕集孔
１４と捕集孔１４を結合する連通管１６と連通管１６の
先端の絞り弁１６′を備えた気泡捕集装置１０ち−よび
気泡除去促進装置１１が設けられる。

気泡除去促進装置１１が動作していない場合でも、右側
のインク供給チューブ６から補集装置１０に入ってきた
インクは、連通ずるインク小液室１３を順に通過して左
側のチューブ６に流出する一方、インクに含１れていた
気泡は複数個の小液室１３を通過する間に上昇して捕集
孔１４から上方に捕集され、連通管１６を通って絞り弁
１６′から排出される。

なチー、第３図以外にも、気泡捕集装置の構造は種々考
えられる。

筐た、本明細書中にむいて、「気泡」の検出とは、気泡
の数むよび個々の気泡の大きさの双方を検出することを
表わしている。

次に気泡除去促進装置１１として、例えば、加熱装置が
動作すると、捕集装置１０内を通過中のインクが加熱さ
れ、インク液中に溶存する空気量、または気泡は温度上
昇とともに減少するので、その結果、インク液中より気
泡、溶存空気が大量に除去される。

第４図は、第１図にち・ける気泡除去装置の詳細回路図
であり、第５図は第４図の動作タイム・チャートである
。

第４図において、電歪振動子３、ヘッド駆動むよび気泡
検出回路８、促進装置（加熱装置）１１が鎖線内で示さ
れ、鎖線外の部分はすべて制御回路９に含１れる。

なト、第４図では、ヘッド駆動お−よび気泡検出回路８
として、本発明者等により先に提案された気泡検出回路
（特開昭５１−１１７５３０号公報参照）が利用されて
いる。

ヘッド駆動むよび気泡検出回路８に第５図ａに示すよう
な振動子駆動パルスＰＰが加えられると、ナンド・ゲー
ト１７の出力信号によりトランジスタ１８がオフ、トラ
ンジスタ１９がオンとなり、電歪振動子２１にパルス電
圧が印加されてこれが駆動される。

噴射ヘッド２のインク液室７内に所定量以上の気泡が混
入すると、ヘッド内の気泡量変化に基づくインピーダン
ス変化により、第５図すに示すような振動電圧の重畳さ
れた気泡検出信号■、が発出し、ダイオード３５、コン
デンサ３６、抵抗４９よりなる整流回路により第５図Ｃ
に示すような出力電圧ＶＣが生ずる。

電圧比較器３７の（＋）ｆｌｔｌ入力には基準電圧Ｖｒ
ｅｆが入力されており、この基準電圧Ｖ ｒｅｆと出力
電圧■。

とが比較される。い１、気泡量が所定量より多い場合、
電圧比較器３７の出力■８は第５図ｄに示すようにロー
・レベルＬとなり、モノマルチ・バイブレータ４８の出
力ＭＭ２の発生タイミングでナンド・ゲート３９の出力
はロー・レベルＬとなる。

これにより、フリップ・フロップ４０はセットされて、
第５図ｇに示すように、フリップ・フロップ４０の出力
Ｑ（制御信号Ｃ０ＮＴ）はロー・レベルＬとなる。

制御信号Ｃ０ＮＴは、正常画像の印字を中断させる信号
として使用さへあるいに警報発生用として使用される。

一方、制御信号Ｃ０ＮＴのロー・レベルＬによってトラ
ンジスタ４４はオフとなり、それによりトランジスタ４
５はオンとなるので、気泡除去促進装置１１の加熱抵抗
素子４６は通電され、発熱する。

次に、噴射ヘッド２のインク液室７内の気泡が所定量よ
り少くなると、気泡検出回路８の気泡検出信号■１は、
第５Ｅｂ右端の波形に示すように振動振幅が小さくなり
、整流回路の出力■。

も第５図Ｃに示すように基準電圧Ｖｒｅｆより小さくな
るので、電圧比較器３７の出力■８はハイ・レベルとな
る。

マルチバイブレータ４８の出力ＭＭ２の発生タイ□ング
でアンド・ゲート４１の出力がハイ・レベルＨとなり、
ノア・ゲート４２を通った信号によりフリップ・フロッ
プ４０はリセットされる。

したがって、制御信号Ｃ０ＮＴ（Ｑ出力）はハイ・レベ
ルとなり、トランジスタ４４がオン、トランジスタ４５
がオフとなるため、加熱抵抗素子４６には通電されなく
なる。

な卦、２つのモノマルチ・パイブレーク４７゜４８を用
いて遅れ時間を保証しているが、これは整流回路の出力
ＶＣのうちコンデンサ３６と抵抗４９の時定数による過
渡時間を避け、安定した電圧レベルの時間に同期させる
ためである。

ｌた、振動子駆動パルスＰｐは、正常画像印写時のイン
ク粒子噴射用パルスであるが、電源投入時に特別に気泡
量チェック用として発生するものであっても差支えない
。

さらに、リセット信号Ｒ８Ｔは、電源投入時、最初に発
生される機器リセット信号と共用してもよい。

このように、本発明は、気泡検出装置と気泡除去促進装
置を備えた気泡除去装置であり、実施例では、ヘッド内
の所定量以上の気泡を検出したときに、気泡除去促進装
置が駆動される場合を説明したが、常時、気泡除去促進
装置が駆動されてもよい。

この場合、気泡検出装置は、制御信号Ｃ０ＮＴにより正
常画像印写を中断したり、あるいは警報を発生させるた
めに用いられる。

以上説明したように、本発明によれば、気泡検出装置、
気泡除去促進装置を備えることにより、気泡が所定量以
上検出されたとき、あるいは常時、気泡捕集および除去
作用を促進させるので、インク液中の気泡量、溶存空気
量はある一定値以下に抑制され、噴射ヘッドの安定な動
作が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の実施例を示す気泡除去装置のブロック
構成図、第２図は第１図における噴射ヘッドの断面図、
第３図は第１図における気泡捕集装置の断面構造図、第
４図は本発明の実施例を示す気泡除去装置の詳細回路図
、第５図は第４図の動作タイム・チャートである。 １ニノズル、２：噴射ヘッド本体、３：電歪振動子、４
：振動板、５：電極リード線、６：インク供給チューブ
、７：インク液室、８：ヘッド駆動お・よび気泡検出回
路、９：制御回路、１０：気泡捕集装置、１１：気泡除
去促進装置、１２：インク・タンク、１３：インク小液
室、１４：気泡捕集孔、１５：壁、１６：連通管、１６
：絞り弁、１７．３９：ナンド・ゲート、３７：電圧比
較器、４０：フリップ・フロップ、４７．４８：モノマ
ルチ・バイブレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 噴射ヘッドに取付けられた圧電素子による圧力波に
   よってインク粒子を噴射させる加圧型オン・ディマント
   ・インクジェット記録装置にむいて、インク・タンクか
   ら上記噴射ヘッドに至る途中に気泡捕集装置を設け、該
   気泡捕集装置を構成するインク流入孔と流出孔と気体を
   捕集する部分とを備えた小液室の少なくとも一部に、加
   熱素子を有することを特徴とする気泡除去装置。 ２ 前記気泡捕集装置は、インク流入孔と流出孔と気体
   を捕集する部分とを備えた小液室を複数個有し、該複数
   個の小液室を順に液体が流れるように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の気泡除去装置。 ３ 前記加熱素子は、噴射ヘッドに装着されたインク滴
   噴射用の電歪振動子に流れる電流のうちで、上記噴射ヘ
   ッド内の気泡の有無に起因して変化するモーショナル・
   インピーダンスに対応して流れる電流を検出する気泡検
   出回路の出力によって駆動されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の気泡除去装置。