JPH09286121A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子部材を駆動してインクを噴出する印
字ヘッドにおいて、圧電素子部材に発生する逆起電力に
より正確なインクの有無検知を可能とする。 【解決手段】 印字ヘッド４４は複数の圧電素子部材７
６に選択的に駆動信号を印加して圧電素子部材７６の変
位により各インク噴出チャンネル７５内のインクを噴出
する。その際、インクを介して伝搬される圧力により他
の非駆動の圧電素子部材７６に発生する逆起電力の大き
さを判別部６０で判定してインクの有無を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを用紙に噴
出して印字するインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置等の通信装置やパーソ
ナルコンピュータ等の情報処理装置には、通常、文字や
図形からなるデータを視覚情報として記録するように、
これらのデータを用紙に印字可能な記録装置が接続され
ている。この記録装置には、インパクト方式や感熱方
式、インクジェット方式等の各種の印字方式が採用され
ているが、近年においては、静粛性に優れていると共に
各種材質の用紙に印字可能なインクジェット方式を採用
したインクジェット記録装置が多用されるようになって
いる。

【０００３】上記のインクジェット記録装置は、印字ヘ
ッドを主走査しながら、インクカートリッジから印字ヘ
ッドに供給されたインクを用紙に噴出することにより１
バンド分の印字を行った後、この用紙を１バンド幅副走
査するという印字処理を繰り返すことにより用紙の全面
に印字するようになっている。従って、このような動作
により印字するインクジェット記録装置は、印字ヘッド
に対するインク供給を安定させて良好な印字品質を得る
ことができるように、インクカートリッジ内にフォーム
を装填してインクを含ませるようになっていると共に、
インク切れを検知して印字不良を防止することがきるよ
うに、インク検知機構によりインクの有無を検知するよ
うになっている。

【０００４】即ち、従来のインクジェット記録装置が有
するインク切れ検知機構は、インクが導電性を有してい
ることに着目して構成されたものであり、インクカート
リッジの底面壁や側面壁の下部に一対の電極をインクに
接触するように設け、一方の電極から他方の電極に通電
したときの電流値を記録装置本体のプリンタ・コントロ
ーラにおいて所定値と比較することによって、インクの
有無を判定するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、インクに電流を流してインク切れを検知する構
成では、電流がインクを劣化させるため、長期間使用す
ると、劣化したインクにより印字品質が低下するという
問題がある。また、カートリッジ単位でインクが交換さ
れるように、インクカートリッジが記録装置本体に対し
て着脱可能に構成されている場合、インクカートリッジ
と記録装置本体とは、電気接点同士を接触させることに
よって、電極間に通電させる電流値をプリンタ・コント
ローラにより検知させるようになっている。従って、こ
のような構成であると、インク切れ検知実現のために電
気接点数や接続ケーブル数の増加を招き、結果としてヘ
ッドユニットの大型化やコストの増加という問題もあ
る。

【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、通電によるインクの劣化を防止する
ことがきると共に、正確なインクの有無検知を可能と
し、且つ構造が簡単化され低コストが実現できるインク
ジェット記録装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明のインクジェット記録装置では、請求項１に
おいては、複数の圧電素子部材間にインクが充填された
複数のインク噴出チャンネルを形成し、該各インク噴出
チャンネルに共通のインク供給源を分岐路を介して接続
し、前記各圧電素子部材に選択的に駆動信号を印加して
該圧電素子部材の変位により前記各インク噴出チャンネ
ル内のインクを噴出する印字ヘッドと、前記複数の圧電
素子部材のうち少なくとも１つの変位で、インクを介し
て伝搬される圧力により発生する他の圧電素子部材の変
位を基にして、インクの有無を検知するインク切れ検知
手段とを有するものである。これにより、複数の圧電素
子部材のうち少なくとも１つの変位で、インクを介して
伝搬される圧力により発生する他の圧電素子部材の変位
を基にしてインクの有無を検知するため、従来のように
インクカートリッジ等に電極を設置する必要がないと共
に、インクへの通電を行わないため、通電によるインク
の劣化を防止することができる。また、駆動信号の印加
で変位される圧電素子部材とは、他の圧電素子部材の変
位に基づいてインクの有無を検知しているので、駆動信
号等の処理を必要とすることなく、他の圧電素子部材の
変位だけで、簡単な構造で、且つ正確にインク切れを検
知できる。更に、上述のようにインクカートリッジに電
極を配置する必要がなく、印字ヘッドとインク切れ検知
手段とでインク切れの有無を検知しているため、ヘッド
ユニットのインクカートリッジを受ける部位に前記電極
と接続される電気接点や接続ケーブルを新たに設ける必
要がなくなる。よって、ヘッドユニットの小型化やコス
ト削減を実行できる。また、例えば、インクカートリッ
ジの交換によりインクを補給する形態のインクジェット
記録装置の場合、従来ではインクカートリッジ交換時に
前記電極につなげる電気接点や接続ケーブルとの接続状
態を常に気にかけねば正確な有無検知がなされなかった
が、本発明の構成では上述のようにインクカートリッジ
に電極や電気接点等を設けていないため、交換時のイン
クカートリッジの取り扱いを容易にすることができる。

【０００８】請求項２においては、請求項１記載のもの
に、 前記インク切れ検知手段は、前記他の圧電素子部
材の変位にともない発生する逆起電力を検知するもので
ある。これにより、変位される圧電素子部材に印加され
る駆動信号を処理する機器を必要とすることなく、他の
圧電素子の変位にともなって発生する逆起電力を直接的
に入力して、コンパレータ等の比較器を用いた簡単な回
路を用いて、逆起電力を検知することができようにな
り、インク切れ検知手段を容易に実現できると共に、正
確なインク切れの検知を実行できる。

【０００９】請求項３においては、請求項２記載のもの
に、前記各圧電素子部材は、前記駆動信号が供給される
電極を有し、前記インク切れ検知手段は、少なくとも１
つの圧電素子部材の電極に接続されているものである。
これにより、各圧電素子部材を変位させるための電極に
インク切れ手段を接続することにより、別途に特別な電
極を設ける必要をなくして、圧電素子部材を変位させる
電極で兼用したので、簡単な構造で、低コストを実現で
きる。

【００１０】請求項４においては、請求項１乃至請求項
３それぞれに記載のものに、前記各圧電素子部材は、前
記各インク噴出チャンネルを構成する隔壁の少なくとも
一部を形成しているものである。これにより、各圧電素
子部材が各インク噴出チャンネル内のインクの有無に影
響を受けて、インク噴出チャンネル内にインクを有する
時には圧電素子部材の変位で他の圧電素子部材にインク
を介して確実に圧力（圧力波）が伝搬され、インク噴出
チャンネルにインクを有しない時には他の圧電素子部材
に圧力（圧力波）が伝搬されないことから、インク噴出
チャンネル内のインクの有無に応じて他の圧力素子部材
の変位の発生の有無が顕著となる。よって、インク切れ
検知手段で、正確にインク切れの有無を検知することが
できる。

【００１１】請求項５においては、請求項２記載のもの
に、前記インク切れ検知手段は、前記印字ヘッドの駆動
による記録作動時に、前記駆動信号が印加されない非駆
動の圧電素子部材からの逆起電力に基づいて、インクの
有無を検知する信号を出力するものである。これによ
り、印字ヘッドの駆動による記録作動時に、印字データ
（印字信号）に基づいて選択的に駆動信号が印加されて
変位される圧電素子部材の変位で、駆動信号が印加され
ない被駆動の圧電素子部材がインクを介して圧力（圧力
波）を受け変位されるので、インクの有無を検知するた
めに圧電素子を駆動させる機器を必要としない。また、
印字に用いられる圧電素子部材で兼用したので、簡単な
構造で、且つ低コストを実現できる。

【００１２】請求項６においては、請求項２記載のもの
に、前記インク切れ検知手段は、前記印字ヘッドのメン
テナンス時、所定の圧電素子部材に駆動信号を印加する
とともに、駆動信号が印加されない他の圧電素子部材か
らの逆起電力に基づいて、インクの有無を検知する信号
を出力するものである。これにより、フラッシュ、パー
ジ等のメンテナンス時に、全インク噴出チャンネルから
インクを噴出させ、又はインクを吸引して、各ノズルの
噴出不良等を防止した後あるいはその前に、所定の圧電
素子部材のみを駆動し、そこから一定距離はなれた他の
駆動されない圧電素子部材における逆起電力を検知する
ことで、各インク噴出チャンネル内のインクの有無を検
知できるので、全ての圧電素子部材にインク切れ検知手
段を接続する必要がなくなる。よって、簡単な構造で、
低コストを実行しつつインク切れの有無を検知できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録装置について、図１乃至図１０を参照して説明する。

【００１４】本発明に係るインクジェット記録装置は、
図５に示すように、パーソナルコンピュータ等の情報処
理装置１に接続されている。情報処理装置１は、磁気デ
ィスク装置等の補助記憶装置や中央演算装置を内蔵した
処理装置本体２と、データ等を画面表示するＣＲＴ（ca
thode-ray tube）３と、データの入力および指示に使用
されるキーボード４およびマウス５とを有しており、例
えばセントロニクス仕様のプリンタケーブル６を介して
インクジェット記録装置であるプリンタ７に接続されて
いる。

【００１５】上記の処理装置本体２は、図６に示すよう
に、例えばウインドウ・システム８をオペレーティング
システム（ＯＳ）として備えている。ウインドウ・シス
テム８は、文書作成プログラム等のアプリケーション
９，字体を管理するフォントドライバ１０，ＣＲＴ３を
管理するＣＲＴ・ドライバ１１，キーボード４を管理す
るキーボード・ドライバ１２，マウス５を管理するマウ
ス・ドライバ１３，プリンタ７を管理するプリンタ・ド
ライバ１４等の各種の機能グループと協動して１つある
いは複数のアプリケーション９を同時に実行することが
できるようになっている。

【００１６】上記のプリンタ・ドライバ１４は、例えば
ＣＲＴ３の画面に表示されているデータ等を対象として
「印字実行」のメニューが指定されたときには、ドット
イメージデータを形成可能になっており、印字対象とな
るテキストのフォントデータ等を基に、ドットイメージ
データ（水平方向および垂直方向にドットマトリックス
状に配置された画素データ）を形成し、これらのドット
イメージデータを１ラスタ毎に水平方向（ラスタ方向）
に８ビット単位の印字データとしてインターフェース
（Ｉ／Ｆ）部１５から順次出力するようになっている。

【００１７】上記のようなラスタスキャン形式により出
力された印字データは、インクジェット記録装置である
プリンタ７のＩ／Ｆ（インターフェイス）部１６に入力
されるようになっている。このプリンタ７は、プリンタ
・コントローラ１７（インク切れ検知手段）と、プリン
トバッファ領域等の各種のデータ領域が形成されたＲＡ
Ｍ１８と、印字ルーチンやインク切れ検知ルーチン等の
各種の制御プログラムが格納されたＲＯＭ３６と、ヘッ
ド駆動部１９と、ＣＲモータ駆動部２０と、ＬＦモータ
駆動部３３と、各種の処理動作を指示する操作パネル４
６と、インク切れ時にローレベルの判定信号を出力する
判定部６０（インク切れ検知手段）とを有している。

【００１８】上記のヘッド駆動部１９は、印字ヘッド４
４に接続されている。印字ヘッド４４は、図１に示すよ
うに、圧電素子部材である圧電セラミックからなる圧電
基板７１と、圧電基板７１の上面に固着された上部カバ
ー７２と、圧電基板７１の前面に固着されたノズルプレ
ート７３と、圧電基板７１の下面に固着されたプリント
基板７４とを有している。圧電基板７１は、ダイシング
加工等の切削加工により互いに平行となるように形成さ
れた複数の圧電側壁７６…（圧電素子部材）と凹溝８１
…とを交互に有しており、これらの圧電側壁７６…およ
び凹溝８１…は、圧電基板７１の上面に上部カバーが固
着されることによって、複数のインク噴出チャンネル７
５…を形成するようになっている。そして、ノズルプレ
ート７３には、各インク噴出チャンネル７５…に対応す
るノズル７３ａ…が複数形成されており、これらのノズ
ル７３ａ…は、各インク噴出チャンネル７５…の容積が
減少したときに、各インク噴出チャンネル７５…内のイ
ンクを加圧して噴出させるようになっている。また、上
部カバー７２には、貫通口７８が形成されていると共
に、この貫通口７８に連続して各インク噴出チャンネル
７５…の相互を連通すインク供給溝８５（分岐溝）が形
成されている。貫通口７８は、インク供給溝８５を通し
て各インク噴出チャンネル７５…と図７のインクカート
リッジ３０（各インク噴出チャンネル７５…に共通のイ
ンク供給源）内とを連通させることによって、各インク
噴出チャンネル７５…の容積が復帰されるときにインク
カートリッジ３０のインクをインク供給溝８５を通して
各インク噴出チャンネル７５…内に充填されるようにな
っている。

【００１９】上記の各インク噴出チャンネル７５…を形
成する各圧電側壁７６…は、矢印Ｂ方向に分極されてい
る。各圧電側壁７６…の両側面の上部には、図２に示す
ように、電極７７が、例えばメッキ処理によりそれぞれ
形成されている。この電極７７は、図１に示すように、
プリント基板７４に形成された複数の電極端子７９…に
ワイヤ８０…を介してそれぞれ接続されている。そし
て、電極端子７９…は、ヘッド駆動部１９に接続されて
おり、ヘッド駆動部１９は、印字データに基づいて駆動
信号（電圧）を選択的に電極７７に印加し、圧電側壁７
６…（圧電素子部材）を剪断変形（変位）させることに
よって、各インク噴出チャンネル７５…の容積を減少さ
せるようになっている。

【００２０】また、プリント基板７４に形成された各電
極端子７９…（圧電側壁７６…）は、信号線８６…を介
して判定部６０に接続されている。判定部６０は、図４
に示すように、圧電側壁７６…（圧電素子部材）に発生
する逆起電力を増幅させる増幅器６２と、増幅されたも
のを整流する整流回路６３と、整流回路６３からの整流
電圧を基準電圧と比較し、整流電圧が基準電圧よりも小
さい値であるときにローレベルの判定信号を出力するコ
ンパレータ回路６４とを有している。また、判定部６０
には、各信号線８６…中に各電極端子７９…（圧電側壁
７６…）と判定部６０の増幅器６２とを接離するように
切換自在とされた複数のスイッチ６５…を有しており、
各スイッチ６５は複数のインバータ６６…を介してプリ
ンタ・コントローラ１７から出力される印字タイミング
信号の有無により切換えられるようになっている。即
ち、各スイッチ６５は、プリンタ・コントローラ１７か
ら出力される印字タイミング信号を各インバータ６６…
が入力すると、その印字信号の出力に対応して駆動信号
（電力）が印加される電極端子７９（圧電側壁７６）と
判定部６０の増幅器６２とを接続しないようにし、また
上記印字タイミング信号を各インバータ６６…が入力し
ないと、各電極端子７９…（圧電側壁７６…）を判定部
６０の増幅器６２とを接続するように切換えるものであ
る。

【００２１】コンパレータ回路６４の判定信号６０は、
図６に示すように、プリンタ・コントローラ１７に出力
されるようになっている。プリンタ・コントローラ１７
は、上述のＲＡＭ１８およびＲＯＭ３６にアクセス可能
に接続されている。そして、プリンタ・コントローラ１
７がＲＯＭ３６に格納されたプログラムを実行し、ＲＡ
Ｍ１８のプリントバッファ領域に対して印字データの書
き込み処理および読み出し処理を実行することによっ
て、印字動作（記録動作）を行う。また、印字動作と共
に、インク切れ検知ルーチンを印字中に割り込み実行
し、判定部６０からの判定信号を基にしてインク切れを
検知するようになっている。また、プリンタ・コントロ
ーラ１７は、ＣＲモータ駆動部２０とＬＦモータ駆動部
３３にも接続されている。ＣＲモータ駆動部２０とＬＦ
モータ駆動部３３とは、主走査に用いられるＣＲモータ
２２と副走査に用いられるＬＦモータ３４とにそれぞれ
接続されており、各モータ２２・３４の回転方向や速度
を制御するようになっている。

【００２２】プリンタ・コントローラ１７により制御さ
れる印字ヘッド４４は、図７に示すように、印字ヘッド
機構２１に含まれる。印字ヘッド機構２１は、カートリ
ッジ保持部材３１と、カートリッジ保持部材３１に設け
られたインク供給部材３７と、カートリッジ保持部材３
１に着脱可能に設けられたインク供給源となるインクカ
ートリッジ３０とを有している。そして、インク供給部
材３７の前部には、上述の印字ヘッド４４が設けられて
いる。尚、印字ヘッド４４とインクカートリッジ３０と
は、カートリッジ保持部材３１を介して着脱可能にされ
ている。

【００２３】上記のインクカートリッジ３０の内部に
は、インクを含む連続気泡を有したフォーム３５が装填
されている。また、インクカートリッジ３０の前面壁の
下部には、インク供給口３０ａが形成されており、イン
ク供給口３０ａには、上述のインク供給部材３７がシー
ル部材３９を介して液密状態で嵌合されている。そし
て、インク供給部材３７には、印字ヘッド４４とインク
カートリッジ３０の内部とを連通させるインク導入孔３
７ａが形成されており、インク導入孔３７ａはインク供
給部材３７のインクを印字ヘッド４４の全インク噴出チ
ャンネル７５…に供給するようになっている。

【００２４】上記のように構成された印字ヘッド機構２
１は、図８に示すように、用紙Ｐ（被記録媒体）に対し
てインクの噴出方向が所定の角度となるようにキャリッ
ジ２３に固設されている。キャリッジ２３は、主走査方
向Ｘに横設されたガイド軸２４により移動自在に支持さ
れていると共に、ＣＲモータ２２により駆動される走査
ベルト２５に沿ってキャリッジ２３を主走査方向Ｘに往
復移動させることによって、印字ヘッド機構２１を用紙
Ｐとの距離を一定に保持させながら主走査するようにな
っている。

【００２５】また、印字ヘッド機構２１に対向される用
紙Ｐは、プラテンローラ２８により支持されている。プ
ラテンローラ２８は、ガイド軸２４に対して平行に設け
られており、両端部が回転自在に軸支されている。この
プラテンローラ２８の一方端には、プラテンギヤ２９が
固設されている。プラテンギヤ２９は、ＬＦモータに連
結されており、ＬＦモータは、プラテンローラ２８を回
転させることによって、用紙Ｐを副走査方向Ｙに移動さ
せるようになっている。そして、このような用紙Ｐの副
走査方向Ｙの移動は、印字ヘッド機構２１を主走査して
１バンド分の印字が行われる毎に繰り返されるようにな
っている。

【００２６】そして、プラテンローラ２８上の印字領域
を外れた位置には、フラッシュ用インク吸収体４７、パ
ージ装置４８、ワイピング装置４９からなるメンテナン
ス機構ＲＭが配置されている。フラッシュ用インク吸収
体４７は、プラテンローラ２８の左側に配置されてい
る。フラッシュ用吸収体４７は、キャリッジ２３の駆動
で主走査される印字ヘッド機構２１の印字ヘッド４４の
各ノズル７３ａ…に対面して、フラッシュ処理時に全イ
ンク噴出チャンネル７５…に対応する各ノズル７３ａ…
から噴出されるインクを吸収するものである。プラテン
ローラ２８の右側には、印字ヘッド４４内のインクを吸
引するパージ装置４８、印字ヘッド４４の噴出面をワイ
ピングするワイピング装置４９等が設けられている。イ
ンクジェット式の印字ヘッド４４は、使用中に内部に気
泡が発生したり、噴出面上にインクの液滴が付着したり
等の原因によりインク噴出不良を起こすので、これを良
好な噴出状態に回復したりするためである。

【００２７】上記の構成において、印字ヘッド４４の駆
動による印字動作中に、インク切れ検知ルーチンがプリ
ンタ・コントローラ１７で実行されることになる。即
ち、先ず、図１に示すように、プリンタ・コントローラ
１７からパルス状の印字信号（印字データ）がヘッド駆
動部１９および判定部６０に出力されると、インク切れ
検知ルーチンが割り込み実行される。ヘッド駆動部１９
は、印字データを一時的に記憶した後、プリンタ・コン
トローラ１７からの印字タイミング信号が入力されたと
きに、印字データに対応するインク噴出チャンネル７５
の電極端子７９（圧電側壁７６）に対して方形波状の駆
動信号（電圧）を印加することになる。また、プリンタ
・コントローラ１７からの印字タイミング信号を対応す
るインバータ６６が入力するので、各スイッチ６５…は
判定部６０の増幅器６２に対して上記ヘッド駆動部１９
で駆動信号（電力）が印加される電極端子７９（駆動さ
れる圧電側壁７６）のみを接続せずに、駆動信号（電
力）が印加されない他の電極端子７９…（非駆動の圧電
側壁７６）を接続する状態にする。

【００２８】そして、図３に示すように、ヘッド駆動部
１９により駆動信号（電圧）が印字されたインク噴出チ
ャンネル７５ａは、その電極７７ａに電圧Ｖが、又電極
７７ｂにはＧＮＤ電位が印加されることになり、電圧側
壁７６に矢印Ｃの電界が発生し、その結果、圧電側壁７
６が剪断変形（変位）し、インク噴出チャンネル７５ａ
の容積が減少することになる。

【００２９】このとき、各インク噴出チャンネル７５…
にインクが存在している場合に、インク噴出チャンネル
７５ａの容積が減少されると、インク噴出チャンネル７
５ａに充填されたインクの圧力が急激に上昇して圧力波
が発生するので、この圧力波がインクを介してインク供
給溝８５で連通される他の非駆動の圧電側壁７６…に伝
搬され、これらの非駆動の圧電側壁７６…が変形する。
この変形により非駆動の圧電側壁の電極７７ａと７７ｂ
との間に逆起電力が発生する。また、インク噴出チャン
ネル７５ａ内のインクが加圧されることによって、イン
ク噴出チャンネル７５ａの前方に配置されたノズルプレ
ート７３のノズル７３ａからインクが噴出され、駆動信
号（電圧）の印加が終了すること、圧電側壁７６の変形
状態（変位状態）が解除されてインク噴出チャンネル７
５ａの容積が復帰されながら、インクカートリッジ３０
のインクがインク噴出チャンネル７５ａ内に供給される
ことになる。

【００３０】この後、上記の如く非駆動の圧電側壁７６
…に発生した逆起電力が、図４又は図６に示すように、
判定部６０に取り込まれると、増幅器６２および整流回
路６３においてそれぞれ増幅および整流される。そし
て、この整流電圧がコンパレータ回路６４に出力され、
コンパレータ回路６４は入力した信号が基準電圧以上で
あると判断し、ハイレベルの判定信号を出力する。

【００３１】上記の判定信号は、図４又は図６に示すよ
うに、プリンタ・コントローラ１７に取り込まれること
になる。そして、プリンタ・コントローラ１７は、判定
信号を基にしてインクの存在を検知することによって、
インク切れ検知ルーチンを終了させる。

【００３２】一方、電極７７に駆動信号（電圧）が印加
されたときに、各インク噴出チャンネル７５…のインク
が少なくなった場合には、インク噴出チャンネル７５ａ
の圧電側壁７６が剪断変形（変位）し、インク噴出チャ
ンネル７５ａの容積が減少しても、インク噴出チャンネ
ル７５ａ内の空気が圧縮されてインクの圧力上昇にほと
んど寄与しなので、インクを介して他の非駆動の圧電側
壁７６…に圧力（インクの圧力波）のほとんで伝搬され
ない。これにより、非駆動の圧電側壁７６…はほとんど
変形することがないので、非駆動の圧電側壁７６…の電
極７７ａと７７ｂとの間にほとんど逆起電力が発生する
こともなくなる。この現象はインク噴出チャンネル７５
…の内のインクが少なくなる程に著しくなり、非駆動の
電圧側壁７６…の電極７７ａと７７ｂとの間に発生する
逆起電力はゼロに収束するようになる。

【００３３】この後、上記の如く非駆動の圧電側壁７６
…に発生した逆起電力が、図４に示すように、判定部６
０に取り込まれると、増幅器６２および整流回路６３に
おいてそれぞれ増幅および整流される。そして、この整
流電圧がコンパレータ回路６４に出力され、コンパレー
タ回路６４は入力した信号が基準電圧以下であると判断
し、ローレベルの判定信号を出力する。

【００３４】上記の判定信号は、図４又は図６に示すよ
うに、プリンタ・コントローラ１７に取り込まれること
になる。そして、プリンタ・コントローラ１７は、判定
信号を基にしてインク切れを検知することによって、イ
ンク切れである旨を操作パネル４６に表示させたり、報
知するとともに印字動作を停止した後、インク切れ検知
ルーチンを終了することになる。

【００３５】尚、本発明のインクジェット記録装置にお
いて、判定部６０は、図４に示すものに限定されるもの
でなく、図９に示す構成としたものであってもよい。こ
の場合、判定部６０は、図９に示すように、非駆動の圧
電側壁７６…（圧電素子部材）に伝搬される圧力（イン
クの圧力波）により発生する逆起電力を増幅させる増幅
器６２と、増幅されたものを整流する整流回路６３と、
整流回路６３からの整流電圧を基準電圧と比較し、整流
電圧が基準電圧よりも小さい値であるときにローレベル
の判定信号を出力するコンパレータ回路６４と、コンパ
レータ回路６４からの判定信号とプリンタ・コントロー
ラ１７からインバータ６６を介して出力される印字タイ
ミング信号とを入力するとプリンタ・コントローラ１７
に対して判定信号を出力するＡＮＤ回路６７を有してい
る。

【００３６】これにより、判定部６０は、圧電側壁７６
…が駆動して剪断変形（変位）したときのみに、他の非
駆動の圧電側壁７６…にインクを介して伝搬される圧力
（インクの圧力波）による変形で発生する逆起電力に基
づいて、各インク噴出チャンネル７５…内のインクの有
無を検知でき、他の原因に起因して変形されて発生する
逆起電力に依存することなく、より正確にインクの有無
を検知できる。

【００３７】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、印字ヘッド４４の駆動による印字（記録）動作時
に、各インク噴出チャンネル７５…内のインクの有無を
検知するようにしたが、これに限定されるものでなく、
印字ヘッド４４のフラッシュ処理又はパージ処理等のメ
インテナンス時に、インクの有無を検知するようにして
もよく、この場合に、判定部６０は、図１０に示すもの
を用いる。判定部６０は、図１０に示すように、判定部
６０は、１つ非駆動の圧電側壁７６の電極端子７９に接
続され、この非駆動の圧電側壁７６に伝搬される圧力
（インクの圧力波）により発生する逆起電力を増幅させ
る増幅器６２と、増幅されたものを整流する整流回路６
３と、整流回路６３からの整流電圧を基準電圧と比較
し、整流電圧が基準電圧よりも小さい値であるときにロ
ーレベルの判定信号を出力するコンパレータ回路６４と
を有している。ここで、フラシュ処理とは、図８におい
て、印字ヘッド４４の各ノズル７３ａ…から用紙Ｐに噴
出されるインクムラ等を防止するために、印字ヘッド４
４の用紙Ｐに対する所定回数の主走査毎あるいは所定時
間おきに、全インク噴出チャンネル７５…からフラッシ
ュ用吸収体４７に対してインクを空噴出させることであ
り、また、パージ処理とは、印字ヘッド４４による印字
を開始する際に、印字ヘッド４４の各ノズル７３ａ…内
に残存するエアーに起因する各ノズル７３ａ…の噴出不
良等を防止するために、パージ装置４８で印字ヘッド４
４を複数回吸引（パージ）して上記エアーを排出させる
ことである。

【００３８】そして、印字ヘッド４４をフラッシュ処理
する場合は、図８に示すように、印字ヘッド４４を主走
査方向Ｘに移動させて、フラッシュ用吸収体４７に対向
させた後に、ヘッド駆動部１９から全圧電側壁７６（全
圧電素子部材）に駆動信号（電力）を印字して、全圧電
側壁７６を剪断変形（変位）させることにより全インク
噴出チャンネル７５…から各インク７３ａからフラッシ
ュ用吸収体４７に対してインクを空噴出させる。

【００３９】その後、判定部６０に接続されている圧電
側壁７６（圧電素子部材）とは、一定の距離を有する別
のインク噴出チャンネル７５ａの圧電側壁７６に駆動信
号（電圧）を印加することでインク噴出チャンネル７５
ａの容積を減少させる。そして、インク噴出チャンネル
７５ａの容積減少に伴って、上記で説明したように判定
部６０に接続された１の非駆動の圧電側壁７６にインク
を介して伝搬される圧力（インクの圧力波）により変形
させて、この変形により発生する逆起電力に基づいて判
定部６０のコンパレータ回路６４が基準電圧値と比較す
ることにより、各インク噴出チャンネル７５…内のイン
クの有無を検知するものである。

【００４０】また、印字ヘッド４４をパージ処理する場
合も、同様に印字ヘッド４４の全ノズル７３ａを、図８
に示すパージ装置４８で吸引してエアーを排出した後
に、判定部６０に接続されている圧電側壁７６（圧電素
子部材）とは、別のインク噴出チャンネル７５ａの圧電
側壁７６に駆動信号（電圧）を印加することで、インク
噴出チャンネル７５ａの容積を減少させる。そして、イ
ンク噴出チャンネル７５ａの容積減少に伴って、上記で
説明したように判定部６０に接続された１の非駆動の圧
電側壁７６にインクを介して伝搬される圧力（インクの
圧力波）により変形させて、この変形により発生する逆
起電力に基づいて判定部６０のコンパレータ回路６４が
基準電圧値と比較することにより、各インク噴出チャン
ネル７５…内のインクの有無を検知するものである。
尚、上記フラッシュ処理、パージ処理の前に、上記のイ
ンク検知動作を行ってもよい。

【００４１】これにより、印字ヘッド４４のフラッシュ
処理、パージ処理等のメンテナンス時に、全インク噴出
チャンネル７５…からインクを噴出、又インクを吸引さ
せて各ノズル７３ａ…の噴出不良等を防止した後または
その前に、１つの圧電側壁７６のみを駆動し、そこから
一定距離はなれた１の非駆動の圧電側壁７６における逆
起電力を検知することで、各インク噴出チャンネル７５
…内のインクの有無を検知できるので、全ての圧電側壁
７６…に判定部６０を接続する必要がなくなる。よっ
て、印字ヘッド４４の印字動作中にインク切れを検知す
る方法に比して、判別部６０の構成を簡単にし、且つ低
コストを実行しつつインク切れの有無を検知できる。

【００４２】

【発明の効果】このように本発明のインクジェット記録
装置によれば、請求項１では、複数の圧電素子部材間に
インクが充填された複数のインク噴出チャンネルを形成
し、該各インク噴出チャンネルに共通のインク供給源を
分岐路を介して接続し、前記各圧電素子部材に選択的に
駆動信号を印加して該圧電素子部材の変位により前記各
インク噴出チャンネル内のインクを噴出する印字ヘッド
と、前記複数の圧電素子部材のうち少なくとも１つの変
位で、インクを介して伝搬される圧力により発生する他
の圧電素子部材の変位を基にして、インクの有無を検知
するインク切れ検知手段とを有するものである。これに
より、複数の圧電素子部材のうち少なくとも１つの変位
で、インクを介して伝搬される圧力により発生する他の
圧電素子部材の変位を基にしてインクの有無を検知する
ため、従来のようにインクカートリッジ等に電極を設置
する必要がないと共に、インクへの通電を行わないた
め、通電によるインクの劣化を防止することができる。
また、駆動信号の印加で変位される圧電素子部材とは、
他の圧電素子部材の変位に基づいてインクの有無を検知
しているので、駆動信号等の処理を必要とすることな
く、他の圧電素子部材の変位だけで、簡単な構造で、且
つ正確にインク切れを検知できる。更に、上述のように
インクカートリッジに電極を配置する必要がなく、印字
ヘッドとインク切れ検知手段とでインク切れの有無を検
知しているため、ヘッドユニットのインクカートリッジ
を受ける部位に前記電極と接続される電気接点や接続ケ
ーブルを新たに設ける必要がなくなる。よって、ヘッド
ユニットの小型化やコスト削減を実行できる。また、例
えば、インクカートリッジの交換によりインクを補給す
る形態のインクジェット記録装置の場合、従来ではイン
クカートリッジ交換時に前記電極につなげる電気接点や
接続ケーブルとの接続状態を常に気にかけねば正確な有
無検知がなされなかったが、本発明の構成では上述のよ
うにインクカートリッジに電極や電気接点等を設けてい
ないため、交換時のインクカートリッジの取り扱いを容
易にすることができる。

【００４３】請求項２では、請求項１記載のものに、
前記インク切れ検知手段は、前記他の圧電素子部材の変
位にともない発生する逆起電力を検知するものである。
これにより、請求項１の効果に加えて、変位される圧電
素子部材に印加される駆動信号を処理する機器を必要と
することなく、他の圧電素子の変位にともなって発生す
る逆起電力を直接的に入力して、コンパレータ等の比較
器を用いた簡単な回路を用いて、逆起電力を検知するこ
とができようになり、インク切れ検知手段を容易に実現
できると共に、正確なインク切れの検知を実行できる。

【００４４】請求項３では、請求項２記載のものに、前
記各圧電素子部材は、前記駆動信号が供給される電極を
有し、前記インク切れ検知手段は、少なくとも１つの圧
電素子部材の電極に接続されているものである。これに
より、請求項２の効果に加えて、各圧電素子部材を変位
させるための電極にインク切れ手段を接続することによ
り、別途に特別な電極を設ける必要をなくして、圧電素
子部材を変位させる電極で兼用したので、簡単な構造
で、低コストを実現できる。

【００４５】請求項４では、請求項１乃至請求項３それ
ぞれに記載のものに、前記各圧電素子部材は、前記各イ
ンク噴出チャンネルを構成する隔壁の少なくとも一部を
形成しているものである。これにより、請求項１乃至請
求項３それぞれの効果に加えて、各圧電素子部材が各イ
ンク噴出チャンネル内のインクの有無に影響を受けて、
インク噴出チャンネル内にインクを有する時には圧電素
子部材の変位で他の圧電素子部材にインクを介して確実
に圧力（圧力波）が伝搬され、インク噴出チャンネルに
インクを有しない時には他の圧電素子部材に圧力（圧力
波）が伝搬されないことから、インク噴出チャンネル内
のインクの有無に応じて他の圧力素子部材の変位の発生
の有無が顕著となる。よって、インク切れ検知手段で、
正確にインク切れの有無を検知することができる。

【００４６】請求項５においては、請求項２記載のもの
に、前記インク切れ検知手段は、前記印字ヘッドの駆動
による記録作動時に、前記駆動信号が印加されない非駆
動の圧電素子部材からの逆起電力に基づいて、インクの
有無を検知する信号を出力するものである。これによ
り、請求項２の効果に加えて、印字ヘッドの駆動による
記録作動時に、印字データ（印字信号）に基づいて選択
的に駆動信号が印加されて変位される圧電素子部材の変
位で、駆動信号が印加されない被駆動の圧電素子部材が
インクを介して圧力（圧力波）を受け変位されるので、
インクの有無を検知するために圧電素子を駆動させる機
器を必要とすることなく、印字に用いられる圧電素子部
材で兼用したので、簡単な構造で、且つ低コストを実現
できる。

【００４７】請求項６においては、請求項２記載のもの
に、前記インク切れ検知手段は、前記印字ヘッドのメン
テナンス時、所定の圧電素子部材に駆動信号を印加する
とともに、駆動信号が印加されない他の圧電素子部材か
らの逆起電力に基づいて、インクの有無を検知する信号
を出力するものである。これにより、請求項２の効果に
加えて、フラッシュ、パージング等のメンテナンス時に
は、通常全インク噴出チャンネルからインクを噴出さ
せ、又はインクを吸引して各ノズルの噴出不良等を防止
した後あるいはその前に、所定の圧電素子部材のみを駆
動し、そこから一定距離はなれた駆動されない圧電素子
部材における逆起電力を検知することで、各インク噴出
チャンネル内のインクの有無を検知できので、全ての圧
電素子部材にインク切れ検知手段を接続する必要がなく
なる。よって、簡単な構造で、低コストを実行しつつイ
ンク切れの有無を検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印字ヘッドと判定部との接続状態を示す構成図
である。

【図２】駆動信号の印加前の印字ヘッドの状態を示す断
面図である

【図３】駆動信号の印加後の印字ヘッドの状態を示す断
面図である。

【図４】判定部のブロック図である。

【図５】情報処理装置に接続されたインクジェット記録
装置の斜視図である。

【図６】インクジェット記録装置の制御系のブロック図
である。

【図７】インクカートリッジの断面図である。

【図８】インクジェット記録装置の要部斜視図である。

【図９】第１変形例における判定部のブロック図であ
る。

【図１０】第２変形例における判定部のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１７ プリンタ・コントローラ（インク切れ検知手段） ３０ インクカートリッジ（インク供給源） ６０ 判定部（インク切れ検知手段） ７５ インク噴出チャンネル ７６ 圧電側壁（圧電素子部材） ９０ 分岐溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧電素子部材間にインクが充填さ
   れた複数のインク噴出チャンネルを形成し、該各インク
   噴出チャンネルに共通のインク供給源を分岐路を介して
   接続し、前記各圧電素子部材に選択的に駆動信号を印加
   して該圧電素子部材の変位により前記各インク噴出チャ
   ンネル内のインクを噴出する印字ヘッドと、 前記複数の圧電素子部材のうち少なくとも１つの変位
   で、インクを介して伝搬される圧力により発生する他の
   圧電素子部材の変位を基にして、インクの有無を検知す
   るインク切れ検知手段と、を有することを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記インク切れ検知手段は、前記他の圧
   電素子部材の変位にともない発生する逆起電力を検知す
   るものであることを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記各圧電素子部材は、前記駆動信号が
   供給される電極を有し、 前記インク切れ検知手段は、少なくとも１つの圧電素子
   部材の電極に接続されていることを特徴とする請求項２
   記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記各圧電素子部材は、前記各インク噴
   出チャンネルを構成する隔壁の少なくとも一部を形成し
   ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３それぞれ
   に記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記インク切れ検知手段は、前記印字ヘ
   ッドの駆動による記録作動時に、前記駆動信号が印加さ
   れない非駆動の圧電素子部材からの逆起電力に基づい
   て、インクの有無を検知する信号を出力することを特徴
   とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記インク切れ検知手段は、前記印字ヘ
   ッドのメンテナンス時、所定の圧電素子部材に駆動信号
   を印加するとともに、駆動信号が印加されない他の圧電
   素子部材からの逆起電力に基づいて、インクの有無を検
   知する信号を出力することを特徴とする請求項２記載の
   インクジェット記録装置。