(57)【要約】【課題】インクを吐出せずに気泡の有無を判定する。【解決手段】インクジェットヘッド２は、インクカートリッジ３、ヘッド本体４を備える。ヘッド本体４は、インク供給針６、インク供給経路７、検出経路８を備える。インク供給経路７には、インク９が充填され、加圧ポンプ１１が取り付けられる。検出経路８には一定量の液体１３が貯留される。インク供給経路７には、格子状に格子孔７ａが設けられる。検出経路８には、格子孔７ａに対応した位置に検出膜１４が取り付けられる。加圧ポンプ１１によりインク供給経路７に圧力をかける。インク供給経路７の気泡ｂの有無に応じて検出経路８の液体１３の水位が変化する。水位検出器１５は、水位の変化を光電検出する。この検出結果はコントローラ１２に送られる。コントローラ１２では、光電検出値に基づき気泡ｂの有無を判定する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給経路を経てノズルから第１液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する装置において、
前記液体供給経路内の第１液体を加圧する加圧手段と、
前記液体供給経路に設けられ、前記加圧手段による第１液体の加圧に伴い外部に膨らむように変形する薄膜と、
この薄膜の変形を検出する薄膜変形検出手段と、
前記薄膜変形検出手段により検出された薄膜の変形に基づき気泡の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする液体吐出装置の気泡検出装置。
【請求項２】
前記薄膜変形検出手段は、前記液体供給経路に前記薄膜を介して連絡され、第２液体が貯留される検出経路と、前記検出経路内の第２液体の表面高さの変動を検出する手段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置の気泡検出装置。
【請求項３】
前記薄膜と液体供給経路との間に薄膜の液体供給経路側への変形を規制する変形規制部材を設けたことを特徴とする請求項２記載の液体吐出装置の気泡検出装置。
【請求項４】
液体供給経路を経てノズルから液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する方法において、
前記液体供給経路に対し、外部に膨らむように変形する薄膜を設け、
前記液体供給経路の液体を加圧し、
この加圧時に前記薄膜の変形を検出し、
この薄膜の変形に基づき前記気泡の有無を判定することを特徴とする液体吐出装置の気泡検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出装置の液体供給経路内の液体中の気泡を検出する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体吐出装置であるインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタでは、記録用インクはインクカートリッジに充填して供給される。このインクの供給は次のようにして行われる。まず、カートリッジ装填部にカートリッジを装填すると、インク供給針がカートリッジのインク供給口のシールを突き破り、カートリッジ内に挿入される。この挿入により、インクカートリッジ内のインクが、インク供給針を介して流出し、インク供給路等を通りインク吐出部に供給される。ところで、インク供給経路内に気泡が入ると、インクジェットヘッドからインクを吐出することができずにプリント不良となることがある。そこで、インク内の気泡の有無を検出する手段として、インクジェットヘッドからインクを飛ばしたり、インク流路に電極を配置して電流を流したりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェットヘッドからインクを飛ばして、インクが吐出するかにより気泡の有無を検出する場合には、インクが無駄になってしまう。また、電極を配置して電流を流す場合には、電極がインク流に影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、液体を無駄にしないとともに液体流に影響を及ぼすことなく、気泡の有無を判定することができるようにした液体吐出装置の気泡検出装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液体吐出装置の気泡検出装置は、液体供給経路を経てノズルから第１液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する装置において、前記液体供給経路内の第１液体を加圧する加圧手段と、前記液体供給経路に設けられ、前記加圧手段による第１液体の加圧に伴い外部に膨らむように変形する薄膜と、この薄膜の変形を検出する薄膜変形検出手段と、前記薄膜変形検出手段により検出された薄膜の変形に基づき気泡の有無を判定する判定手段とを備えるものである。
【０００６】
なお、前記薄膜変形検出手段は、前記液体供給経路に前記薄膜を介して連絡され、第２液体が貯留される検出経路と、前記検出経路内の第２液体の表面高さの変動を検出する手段とから構成することが好ましい。また、前記薄膜と液体供給経路との間に薄膜の液体供給経路側への変形を規制する変形規制部材を設けることが好ましい。さらに、前記判定手段は、前記気泡があるときの前記薄膜の変形量と、前記気泡がないときの前記薄膜の変形量との違いに基づき、前記気泡の有無を判定することが好ましい。
【０００７】
また、本発明の液体吐出装置の気泡検出方法は、液体供給経路を経てノズルから液体を吐出する液体吐出装置の前記液体供給経路内の気泡を検出する方法において、前記液体供給経路に対し、外部に膨らむように変形する薄膜を設け、前記液体供給経路の液体を加圧し、この加圧時に前記薄膜の変形を検出し、この薄膜の変形に基づき前記気泡の有無を判定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したインクジェットヘッド２の要部を示す概略図である。インクジェットヘッド２は、インクカートリッジ３、ヘッド本体４を備えている。インクカートリッジ３は、ヘッド本体４に脱着自在に取り付けられる。ヘッド本体４は、インク供給針６、インク供給経路７、検出経路８を備えており、図示しないノズルへインク９を供給する。検出経路８には、大気開放口８ａが設けられている。
【０００９】
インク供給針６は、インクカートリッジ３のシール１０を破り、インクカートリッジ３内に挿入される。インク供給針６には、先端に図示しない供給孔が設けられており、その供給孔からインク９がインク供給針６内に入る。そして、インク９は、インク供給針６からインク供給経路７に供給され、インク供給経路７を通りノズルに供給される。なお、インクカートリッジ３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各４色毎に取り付けられており、また、インク供給部４も、各４色毎に設けられている。なお、この４色の他に、ダークイエロー、ライトマゼンダ、ライトシアン等のカートリッジを加えてもよい。
【００１０】
図２に示すように、インク供給経路７には、上述した経路を通りインク９が充填され、加圧ポンプ１１が取り付けられている。加圧ポンプ１１は、コントローラ１２により制御され、インク供給経路７内のインク９に圧力を加える。検出経路８は、透明な部材により形成され、一定量のインク、水、油等の液体１３が貯留されている。インク供給経路７には格子状に格子孔７ａが設けられており、検出経路８には格子孔７ａに対応した位置にフィルム等の変形可能な検出膜１４が取り付けられている。水位検出器１５は、フォトインタラプタから構成され、透明部材である検出経路８を挟み込む形態で取り付けられ、光電検出している。なお、加圧ポンプ１１により加圧する際、加圧する上限は、ノズル部のメニスカスにできる界面張力との力のつりあいにより決まる。ノズルをキャップで封止することにより、加圧可能な圧力範囲を広げることができる。
【００１１】
加圧ポンプ１１によりインク供給経路７に圧力をかけると、図３ａに示すように、インク供給経路７に気泡ｂがある場合には、気泡ｂが図中点線で示すようにサイズが小さくなり、かけられた圧力を吸収するため、検出経路８の水位はほとんど変化しない。また、図３ｂに示すように、インク供給経路７に気泡ｂがない場合には、気泡ｂによる圧力吸収がないため、加圧により検出膜１４が押され、検出経路８の水位が上昇する。水位検出器１５は、挟み込んだ位置の検出経路８における液体１３の有無により、光電検出値が異なる。この光電検出値はコントローラ１２に送られる。コントローラ１２では、光電検出値に基づき気泡の有無を判定する。加圧ポンプ１１によりインク供給経路７に圧力をかけ、検出経路８の水位が変化しない場合は、気泡有りと判定する。また、検出経路８の水位が上昇した場合は、気泡無しと判定する。なお、上述したような気泡検出作業は、プリント処理中のノズル非動作時間やプリント指示後の待機時間などに適宜行うことができる。
【００１２】
コントローラ１２は、気泡の有無の判定結果に基づきアラーム１６を制御する。気泡有りの場合にはアラーム１６に警告音を発信させ、使用者に警告を与えるとともに、気泡抜きの処理を行う。気泡抜きの処理は、対応するインク供給経路７を有するノズルからインクを吐出させることで行う他に、インク吸引処理などで行ってもよい。また、アラームに代えて、単にディスプレイに気泡有りのアラーム表示をしてもよい。
【００１３】
なお、上記実施形態では、加圧ポンプの加圧による検出経路の水位変化を検出し、その検出結果に基づき気泡の有無を判定しているが、検出膜の変動量を検出し、その検出結果に基づき気泡の有無を判定してもよい。また、検出経路に、圧力センサを取り付け、水位変化に伴う圧力変化を検出し、その検出結果に基づき気泡の有無を判定してもよい。
【００１４】
また、上記実施形態では、加圧手段として加圧ポンプを用いたが、インク吐出用のピエゾを用いて加圧してもよい。その場合、上流よりも検出膜及び検出経路の抵抗が小さい必要が有り、必要に応じて上流部に弁を用いる。
【００１５】
さらに、上記実施形態では、検出手段としてフォトインタラプタを用い、光電検出値の違いにより水位変化を検出する構成にしたが、電極等を用いて水位変化を検出してもよい。
【００１６】
また、上記実施形態では、検出経路をインク供給経路の左側に、格子孔及び検出膜を下側に設ける構成にしたが、これに限定されることなく、右側及び上側に設けてもよい。なお、検出経路は、ノズルの近くに設けたが、その他の部位設けてもよい。例えば、各ノズルへ分岐する前のインク供給経路に検出経路を設けてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体供給経路内の第１液体を加圧する加圧手段と、液体供給経路に設けられ、加圧手段による第１液体の加圧に伴い外部に膨らむように変形する薄膜と、この薄膜の変形を検出する薄膜変形検出手段と、薄膜変形検出手段により検出された薄膜の変形に基づき気泡の有無を判定する判定手段とを備えたから、液体を吐出せずに気泡の有無を判定することができ、液体を無駄にすることがない。
【００１８】
また、前記薄膜と液体供給経路との間に薄膜の液体供給経路側への変形を規制する変形規制部材を設けたから、薄膜が加圧手段による加圧により液体供給経路側に変形されることはなく、液体流に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したインクジェットヘッドの要部を示す概略図である。
【図２】本発明を実施したインクジェットヘッドのインク供給経路と検出経路との構成を示す概略図である。
【図３】本発明を実施したインクジェットヘッドの加圧ポンプによる加圧後のインク供給経路と検出経路との構成を示す概略図である。
【符号の説明】
２　インクジェットヘッド
３　インクカートリッジ
４　ヘッド本体
６　インク供給針
７　インク供給経路
７ａ　格子孔
８　検出経路
９　インク
１１　加圧ポンプ
１２　コントローラ
１３　液体
１４　検出膜
１５　水位検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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