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JP2010000755A - Liquid ejection head, method for detecting defective nozzle of liquid ejection head, and image forming apparatus - Google Patents

Liquid ejection head, method for detecting defective nozzle of liquid ejection head, and image forming apparatus Download PDF

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JP2010000755A
JP2010000755A JP2008163380A JP2008163380A JP2010000755A JP 2010000755 A JP2010000755 A JP 2010000755A JP 2008163380 A JP2008163380 A JP 2008163380A JP 2008163380 A JP2008163380 A JP 2008163380A JP 2010000755 A JP2010000755 A JP 2010000755A
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JP
Japan
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liquid
nozzle
discharge head
electrode
electrode members
Prior art date
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Application number
JP2008163380A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Suzuki
大介 鈴木
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】液体吐出に際して吐出不良となったノズルを正確かつ迅速に検知できる液体吐出ヘッド、及びこの液体吐出ヘッドを備えて吐出安定性を向上させ得る画像形成装置を提供する。
【解決手段】ノズル101と、吐出する液体を保持する個別液室102と、液体を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段103と、個別液室に供給する液体を保持する共通液室104と、共通液室から個別液室へ液体を供給する液体供給路105を有する液体吐出ヘッドにおいて、液体の流れる経路内に2つの電極部材106、107を有し、該2つの電極部材の少なくとも一方を液体供給路105の内部に配置し、2つの電極部材106、107間の電位差からノズルの吐出状態を検知する。
【選択図】図2
A liquid discharge head that can accurately and quickly detect a nozzle that has failed to discharge during liquid discharge, and an image forming apparatus that includes the liquid discharge head and can improve discharge stability.
A nozzle, an individual liquid chamber holding a liquid to be discharged, a pressure generating means generating energy for discharging the liquid, a common liquid chamber holding a liquid supplied to the individual liquid chamber, A liquid discharge head having a liquid supply path 105 for supplying a liquid from a common liquid chamber to an individual liquid chamber has two electrode members 106 and 107 in a liquid flow path, and at least one of the two electrode members is a liquid. It is arranged inside the supply path 105 and detects the discharge state of the nozzle from the potential difference between the two electrode members 106 and 107.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、インクジェットプリンタ、プロッタを含む画像形成装置において使用される液体吐出ヘッド(記録ヘッド)、液体吐出ヘッドの不良ノズル検出方法及びこの不良ノズル検出方法を有する液体吐出ヘッドを備える画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid discharge head (recording head) used in an image forming apparatus including an inkjet printer and a plotter, a defective nozzle detection method for the liquid discharge head, and an image forming apparatus including a liquid discharge head having the defective nozzle detection method. Is.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置、或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置において使用される液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルと、吐出するための液体を保持する個別液室と、液体を吐出させるエネルギーを発生するための圧力発生源と、個別液室に供給するための液体を保持する共通液室と、共通液室から個別液室へ液体を供給するための液体供給路と、により構成され、上記圧力発生源により個別液室内に圧力を印加することによりノズルから液滴を吐出させるものである。
このような液体吐出ヘッドにおいて、インクの吐出を行なわない状態で長時間放置すると、ノズル近傍においてインクが増粘し、正常な吐出が不可能となる場合がある。
また、インクの吐出が比較的短時間の間に連続して行なわれると、それに伴って液室内において微小な気泡が生じる場合がある。この気泡が液室内に残留して成長すると、前記と同様に吐出不良となる。
気泡に関しては、前記の圧力発生源の連続駆動に由来するもの以外にも、インク供給系の供給過程で生じるものもある。また、洗浄不足等によってインク供給系において異物が混入する場合もある。これらの気泡/異物がインクの流れに従ってノズルまで達すると、前記と同様吐出不良となることは想像に難くない。
上記のように、特定のノズルチャンネルが不吐出状態になってしまうと、例えば、インクジェットプリンタ等の画像形成装置においては、記録画像上の主走査方向に白スジが発生する等の画像不良となり、画像品質上望ましくない。従って、吐出不良となったノズルが発生した場合、いち早くこれを検知し、しかるべき対応を取ることが望ましい。
A liquid discharge head used in an image recording apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, or a plotter, or an ink jet recording apparatus used as an image forming apparatus includes a nozzle that discharges a liquid and an individual liquid chamber that holds the liquid to be discharged. A pressure generating source for generating energy for discharging the liquid, a common liquid chamber for holding the liquid to be supplied to the individual liquid chamber, and a liquid supply for supplying the liquid from the common liquid chamber to the individual liquid chamber And a droplet is ejected from the nozzle by applying a pressure to the individual liquid chamber from the pressure generating source.
If such a liquid ejection head is left for a long time without ejecting ink, the ink thickens in the vicinity of the nozzles, and normal ejection may not be possible.
Further, if ink is ejected continuously for a relatively short time, fine bubbles may be generated in the liquid chamber. If these bubbles remain in the liquid chamber and grow, ejection failure occurs as described above.
Regarding the bubbles, there are bubbles that are generated in the supply process of the ink supply system, in addition to those derived from the continuous driving of the pressure generation source. In addition, foreign matter may be mixed in the ink supply system due to insufficient cleaning or the like. When these bubbles / foreign substances reach the nozzles according to the flow of ink, it is not difficult to imagine that ejection failure will occur as described above.
As described above, when a specific nozzle channel is in a non-ejection state, for example, in an image forming apparatus such as an ink jet printer, an image defect such as white streaks occurring in the main scanning direction on a recorded image occurs. Undesirable for image quality. Therefore, when a nozzle having a discharge failure occurs, it is desirable to detect this promptly and take appropriate action.

かかる吐出不良のノズル発生の検知、これに対する対応の実施に関する問題を解決するために、従来から各種の技術が提案されている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
特許文献1には、レーザー発振器もしくはLED等による発光素子と、フォトダイオードもしくはフォトトランジスタ等による受光素子をノズルチャンネル数分設け、吐出される液滴の有無を光学的に検知する方法、すなわち、インク吐出の有無を光学的に検知する方法が開示されている。
特許文献2には、液体吐出ヘッドより吐出された液滴が着弾すべき位置に圧力センサーを設け、その出力信号から吐出される液滴の有無を検知する方法、すなわち、インク滴が着弾した時の衝撃を検知する方法が開示されている。
特許文献3には、液体吐出ヘッドより吐出された液滴が着弾すべき位置に感熱センサーを設け、その出力信号から吐出された液滴の有無を検知する方法、すなわち、インクの有無による温度変化を検知する方法が開示されている。
特開2004−216339公報 特開2005−238683公報 特許第3248969号
Various techniques have been proposed in the past in order to solve the problems relating to the detection of the occurrence of nozzles with such ejection failure and the implementation of countermeasures against them (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
In Patent Document 1, a light emitting element such as a laser oscillator or LED and a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor are provided for the number of nozzle channels, and an ink is detected optically, that is, ink. A method for optically detecting the presence or absence of ejection is disclosed.
In Patent Document 2, a method is provided in which a pressure sensor is provided at a position where a droplet ejected from a liquid ejection head should land, and the presence or absence of a droplet ejected from its output signal is detected, that is, when an ink droplet has landed. A method for detecting the impact of the above is disclosed.
In Patent Document 3, a thermal sensor is provided at a position where a droplet ejected from a liquid ejection head should land, and the presence or absence of the ejected droplet is detected from its output signal, that is, a temperature change caused by the presence or absence of ink. A method of detecting is disclosed.
JP 2004-216339 A JP 2005-238683 A Japanese Patent No. 3248969

しかしながら、特許文献1による開示の技術には、1ノズル単位で精密な検出が可能であるという利点があるが、装置が大型化し、製造コストが非常に高くなってしまうという難点があった。
また、特許文献2による開示の技術には、比較的簡便な構成で検出が可能であるという利点があるが、最近では画像形成装置の高解像度化にともなう吐出液滴の小滴化により、着弾を検知するための圧力センサーも高感度な物が要求される。そのため、今後、ノズル微細化が進むほど製造コストも高くなり、この方法の難点となっている。
さらに、特許文献3による開示の技術も、簡便な構成で実現可能であるが、感熱式の方法は一般的に他の手法よりも感度が低く、確実な判定を行なうためには、長い時間を掛ける必要があるという難点があった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、液体吐出に際して吐出不良となったノズルを正確かつ迅速に検知できる液体吐出ヘッド、及びこの液体吐出ヘッドを備えて吐出安定性を向上させ得る画像形成装置を提供することにある。
However, although the technique disclosed in Patent Document 1 has an advantage that precise detection is possible in units of one nozzle, there is a problem that the apparatus becomes large and the manufacturing cost becomes very high.
Further, the technique disclosed in Patent Document 2 has an advantage that detection is possible with a relatively simple configuration, but recently, due to the reduction in the size of the ejected liquid droplets accompanying the increase in resolution of the image forming apparatus, The sensor for detecting the pressure is also required to be highly sensitive. Therefore, as the nozzle miniaturization proceeds in the future, the manufacturing cost increases, which is a difficulty of this method.
Furthermore, although the technique disclosed in Patent Document 3 can also be realized with a simple configuration, the thermal method is generally less sensitive than other methods, and a long time is required to make a reliable determination. There was a difficulty that it was necessary to hang.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head that can accurately and quickly detect a nozzle that has failed to discharge during liquid discharge in consideration of the above-described situation, and to improve discharge stability by including this liquid discharge head. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、液体を吐出するノズルと、吐出する液体を保持する個別液室と、液体を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段と、前記個別液室に供給する液体を保持する共通液室と、該共通液室から前記個別液室へ液体を供給する液体供給路を有する液体吐出ヘッドにおいて、液体が流れる経路内に2つの電極部材を有し、該2つの電極部材の少なくとも1つの電極部材を前記液体供給路の内部に配置し、前記2つの電極部材間の電位差から前記ノズルの吐出状態を検知する液体吐出ヘッドを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記ノズルが不吐出の時には、前記2つの電極部材が短絡している請求項1記載の液体吐出ヘッドを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記2つの電極部材のうち、前記ノズル側に配置される電極部材の弾性率をE1、液体が供給される側に配置される電極部材の弾性率をE2とすると、
E1<E2
である請求項1又は2記載の液体吐出ヘッドを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a nozzle that discharges a liquid, an individual liquid chamber that holds the liquid to be discharged, a pressure generating unit that generates energy to discharge the liquid, In a liquid discharge head having a common liquid chamber for holding liquid to be supplied to the individual liquid chamber and a liquid supply path for supplying liquid from the common liquid chamber to the individual liquid chamber, two electrode members are provided in the path through which the liquid flows. And a liquid discharge head in which at least one electrode member of the two electrode members is disposed inside the liquid supply path and detects a discharge state of the nozzle from a potential difference between the two electrode members.
According to a second aspect of the present invention, the liquid ejection head according to the first aspect is characterized in that the two electrode members are short-circuited when the nozzle is not ejected.
According to a third aspect of the invention, of the two electrode members, the elastic modulus of the electrode member arranged on the nozzle side is E1, and the elastic modulus of the electrode member arranged on the liquid supply side is E2
E1 <E2
The liquid discharge head according to claim 1, wherein

また、請求項4に記載の発明は、前記ノズルが吐出状態にある時、前記2つの電極部材は接触せず、一方、前記ノズルが不吐出状態となり、かつ前記圧力発生手段を駆動している時に、前記液体供給路内の流れにより前記ノズル側の電極部材が変形し、前記2つの電極部材間の接触を引き起こす請求項1乃至3のいずれか1項記載の液体吐出ヘッドを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記液体吐出時の前記ノズルの流体抵抗をR1、前記液体供給路の流体抵抗をR2とすると、
R1<R2
である請求項1乃至4のいずれか1項記載の液体吐出ヘッドを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、不吐出ノズルを検知する不良ノズル検出方法を備えている請求項1乃至5のいずれか1項記載の液体吐出ヘッドを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, when the nozzle is in a discharge state, the two electrode members are not in contact with each other, while the nozzle is in a non-discharge state and drives the pressure generating means. 4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the nozzle-side electrode member is deformed by a flow in the liquid supply path and causes contact between the two electrode members. 5.
In the invention according to claim 5, when the fluid resistance of the nozzle at the time of liquid ejection is R1, and the fluid resistance of the liquid supply path is R2,
R1 <R2
The liquid discharge head according to claim 1, wherein
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a liquid ejection head according to any one of the first to fifth aspects, comprising a defective nozzle detection method for detecting a non-ejection nozzle.

また、請求項7に記載の発明は、液体を用いて用紙上に画像を形成する画像形成装置において、画像形成に使用する液体吐出ヘッドとして、請求項1乃至6のいずれか1項記載の液体吐出ヘッドを備えている画像形成装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記液体吐出ヘッドの前記2つの電極部材が各々のノズルチャンネル全てに配置され、検出した電位がノズル不吐出状態検知信号として前記液体吐出ヘッドを制御する中央演算装置へ送られ、前記ノズルの不吐出状態を1ノズル単位で確認可能である請求項7記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、液体を吐出するノズルと、吐出するための液体を保持する個別液室と、液体を吐出させるエネルギーを発生するための圧力発生手段と、個別液室に供給する為の液体を保持する共通液室と、共通液室から個別液室へ液体を供給するための液体供給路を有する液体吐出ヘッドの不良ノズル検出方法において、液体が流れる経路内に2つの電極部材を有し、前記液体供給路の内部に前記2つの電極部材の少なくとも1つの電極部材を配置し、前記個別液室に発生する圧力によって前記2つの電極部材の少なくとも一方を変形させ、該2つの電極部材間の電位差を検知することにより前記ノズルの吐出状態を検知する液体吐出ヘッドの不良ノズル検出方法を特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus for forming an image on a sheet using a liquid, the liquid according to any one of the first to sixth aspects is used as a liquid discharge head used for image formation. An image forming apparatus including an ejection head is characterized.
According to an eighth aspect of the present invention, the two electrode members of the liquid discharge head are arranged in all the nozzle channels, and the detected potential is a center for controlling the liquid discharge head as a nozzle non-discharge state detection signal. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus is sent to an arithmetic unit and the non-ejection state of the nozzle can be confirmed in units of one nozzle.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a nozzle for discharging a liquid, an individual liquid chamber for holding the liquid for discharging, a pressure generating means for generating energy for discharging the liquid, and an individual liquid chamber. In a defective nozzle detection method for a liquid discharge head having a common liquid chamber for holding liquid for supply and a liquid supply path for supplying liquid from the common liquid chamber to the individual liquid chamber, An electrode member, disposing at least one electrode member of the two electrode members inside the liquid supply path, deforming at least one of the two electrode members by pressure generated in the individual liquid chamber, The present invention is characterized by a defective nozzle detection method for a liquid discharge head that detects a discharge state of the nozzle by detecting a potential difference between two electrode members.

本発明によれば、簡便な構成で吐出不良ノズルを検知できるため、吐出安定性に優れた液体吐出ヘッドを得ることが可能になる。   According to the present invention, a defective ejection nozzle can be detected with a simple configuration, and thus a liquid ejection head having excellent ejection stability can be obtained.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の液体吐出ヘッドを適用し得るインクジェット印字装置を示す概略図である。図1には画像形成装置の一例である一般的なインクジェット印字装置1を示している。
このインクジェット印字装置1の印字装置本体1Aの内部には、主走査方向に移動可能なキャリッジ11、このキャリッジ11に搭載したインクジェット記録方式の印字ヘッド(又は印字素子)12、この印字ヘッド12の直ぐ下の無端状の搬送ベルト13、印字ヘッド12へインクを供給するインク供給管(チューブ)14、図示してないインクサブタンク、インクカートリッジ等で構成されるインク供給機構部等が、それぞれ収納されている。
印字装置本体1Aの下方部には、用紙Pを積載する用紙積載部16があり、装置前面には排紙トレイ27が設けられている。さらに、図1に示すように、このインクジェット印字装置1には、高電圧電源17、帯電ローラ18、ベルト搬送ローラ23、テンションローラ24、除電ブラシ25等が配設されている。
かかるインクジェット印字装置1の印字工程において、用紙積載部16に積載された多数枚の用紙から1枚の用紙Pが給紙コロ19及び用紙分離パッド20で分離され、搬送ガイド21で案内されながら移送される。この用紙Pは、先端コロ22を介して、循環走行する搬送ベルト13上に給送される。
この搬送ベルト13上では、印字ヘッド12のノズルからのインク液滴が用紙Pに着弾することにより、所望の印字(画像形成)が行われる。印字後の用紙Pは用紙ガイド26を通って排紙トレイ27上に排出される。なお、インクを加圧してインク液滴を形成するために、この印字ヘッド12では、圧電素子等の電気機械変換素子で液室壁面を形成し、振動板を介してインクを加圧するようにしている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an ink jet printing apparatus to which the liquid discharge head of the present invention can be applied. FIG. 1 shows a general inkjet printing apparatus 1 which is an example of an image forming apparatus.
Inside the printing apparatus main body 1A of the inkjet printing apparatus 1, there are a carriage 11 movable in the main scanning direction, an inkjet recording type print head (or printing element) 12 mounted on the carriage 11, and the print head 12 immediately after. A lower endless conveying belt 13, an ink supply pipe (tube) 14 for supplying ink to the print head 12, an ink supply mechanism section including an ink sub-tank, an ink cartridge (not shown), and the like are accommodated. Yes.
A sheet stacking section 16 for stacking sheets P is provided at the lower part of the printing apparatus main body 1A, and a sheet discharge tray 27 is provided at the front of the apparatus. Further, as shown in FIG. 1, the inkjet printing apparatus 1 is provided with a high voltage power source 17, a charging roller 18, a belt conveying roller 23, a tension roller 24, a charge eliminating brush 25, and the like.
In the printing process of the ink jet printing apparatus 1, one sheet P is separated from a large number of sheets stacked on the sheet stacking unit 16 by the sheet feeding roller 19 and the sheet separation pad 20, and transferred while being guided by the conveyance guide 21. Is done. The sheet P is fed through a leading end roller 22 onto a conveyor belt 13 that circulates.
On the transport belt 13, ink droplets from the nozzles of the print head 12 land on the paper P, whereby desired printing (image formation) is performed. The printed paper P is discharged onto the paper discharge tray 27 through the paper guide 26. In order to pressurize the ink and form ink droplets, the print head 12 forms a liquid chamber wall surface with an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element, and pressurizes the ink via a vibration plate. Yes.

図2は本発明に係る液体吐出ヘッドを示す概略断面図である。液体を吐出する記録ヘッド(印字ヘッド)12のノズルプレート100に形成されたノズル(ノズル孔)101は個別液室102に連通しており、この個別液室102には下には圧力発生源103が設置されている。この圧力発生源103に駆動パルスが印加されると個別液室102内部の圧力が上がり、ノズル101より液滴が吐出される。
この時、個別液室102と、この個別液室102に液体を供給するための共通液室104との間に一部流体抵抗が高い領域、具体的には、図1において個別液室102と共通液室104との間の通路高さの低い領域105を形成することにより、圧力発生源103からの駆動力を効率良く液体吐出に利用できるようになっている。
換言すると、正常吐出時のノズルの流体抵抗をR1、流路領域105の流体抵抗をR2とすると、R1<R2が成立する。この構成を基本構成として、ノズル部がノズルチャンネル数分紙面の奥行き方向に並んでいる。かかる構成とすれば、ノズル100の吐出状態をソフトウェアで管理することが可能となるため、吐出安定性に優れた液体吐出ヘッドを得ることができる。
なお、圧力発生源103は、電歪素子に電圧を印加して電歪素子を変形させることでインクを吐出する、いわゆるピエゾ(圧電)方式であっても良いし、電熱変換素子に電流を流すことで発熱させて、発熱によりインクを発泡させることでインクを吐出する、いわゆるサーマル方式であっても良い。
本発明で用いることができるインクジェットヘッドは、インク流路から吐出口にかけての形状が直線的であるエッジシューター方式であっても良いし、インク流路の向きと吐出口の向きが異なるサイドシューター方式であっても良い。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a liquid discharge head according to the present invention. A nozzle (nozzle hole) 101 formed in a nozzle plate 100 of a recording head (printing head) 12 that discharges liquid communicates with an individual liquid chamber 102, and a pressure generation source 103 is disposed below the individual liquid chamber 102. Is installed. When a driving pulse is applied to the pressure generation source 103, the pressure inside the individual liquid chamber 102 increases and a droplet is ejected from the nozzle 101.
At this time, a region where the fluid resistance is partly high between the individual liquid chamber 102 and the common liquid chamber 104 for supplying the liquid to the individual liquid chamber 102, specifically, the individual liquid chamber 102 in FIG. By forming the region 105 having a low passage height with respect to the common liquid chamber 104, the driving force from the pressure generating source 103 can be efficiently used for liquid discharge.
In other words, if the fluid resistance of the nozzle during normal discharge is R1, and the fluid resistance of the flow path region 105 is R2, then R1 <R2 is established. With this configuration as a basic configuration, the nozzle portions are arranged in the depth direction of the paper surface by the number of nozzle channels. With this configuration, the discharge state of the nozzle 100 can be managed by software, so that a liquid discharge head having excellent discharge stability can be obtained.
The pressure generation source 103 may be a so-called piezo (piezoelectric) type in which ink is ejected by applying a voltage to the electrostrictive element and deforming the electrostrictive element, or a current flows through the electrothermal conversion element. A so-called thermal method may be employed in which the ink is discharged by causing the ink to generate heat and causing the ink to foam by the generated heat.
The inkjet head that can be used in the present invention may be an edge shooter system in which the shape from the ink flow path to the ejection port is linear, or a side shooter system in which the direction of the ink flow path and the direction of the ejection port are different. It may be.

図3はエッジシューター方式の印字ヘッドの例を示す概略図である。図3の記録(印字)ヘッドは、吐出エネルギー発生体7(吐出エネルギー発生体7に吐出信号を印加する電極及び吐出エネルギー発生体7に必要に応じて設けられる保護層などは省略してある)を有する基板2に、流路4の側壁及びオリフィス5を構成する壁材2及び流路4の覆いを構成する天板3を積層した構成を有する。
液体を吐出するこの記録ヘッド(印字ヘッド)12においては、インクが貯えられている液室(図示せず)から流路4にインクが充填された状態で、図示してない電極を介して記録信号を吐出エネルギー発生体7に印加すると、この吐出エネルギー発生体7から発生した吐出エネルギーが流路4内のインクに吐出エネルギー発生体7上方(吐出エネルギー作用部14b)で作用し、その結果インクがオリフィス5から液滴として吐出される。吐出されたインク滴はオリフィス5前方に送り込まれた紙などの被記録材に付着される。
図3に示したようなエッジシューター方式の記録ヘッドにおいては、各部分の精度の良い微細化やオリフィスのマルチ化、あるいは小型化が極めて容易であり、また量産性に富むという利点を有する。その一方で、インク滴吐出の際の応答周波数やインク滴の飛行速度に限界がある。
また、電熱変換素子が発熱することでインク中に気泡が発生するが、この気泡が温度低下により収縮し、吐出エネルギー発生体7近辺で消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体7が徐々に破壊される。この現象は、いわゆるキャビテーション現象と呼ばれ、エッジシューター方式において顕著である。そのため、エッジシューター方式の記録ヘッドは寿命が比較的短い。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of an edge shooter type print head. The recording (printing) head of FIG. 3 has a discharge energy generator 7 (electrodes for applying a discharge signal to the discharge energy generator 7 and a protective layer provided on the discharge energy generator 7 as necessary are omitted). And the top plate 3 constituting the cover of the flow path 4 and the wall material 2 constituting the side wall of the flow path 4 and the orifice 5.
In the recording head (printing head) 12 that discharges liquid, recording is performed via an electrode (not shown) in a state where ink is stored in a flow path 4 from a liquid chamber (not shown) in which ink is stored. When a signal is applied to the discharge energy generator 7, the discharge energy generated from the discharge energy generator 7 acts on the ink in the flow path 4 above the discharge energy generator 7 (discharge energy operating portion 14b), and as a result, the ink Are discharged from the orifice 5 as droplets. The ejected ink droplets are attached to a recording material such as paper fed to the front of the orifice 5.
In the edge shooter type recording head as shown in FIG. 3, it is very easy to miniaturize each part with high precision, to make the orifices multi-sized or to be miniaturized, and to have high mass productivity. On the other hand, there is a limit to the response frequency and ink droplet flight speed when ejecting ink droplets.
In addition, bubbles are generated in the ink due to the heat generated by the electrothermal conversion element. The bubbles contract due to a decrease in temperature, and the discharge energy generator 7 is gradually destroyed by an impact when the bubbles disappear in the vicinity of the discharge energy generator 7. Is done. This phenomenon is called a cavitation phenomenon and is remarkable in the edge shooter system. Therefore, the life of the edge shooter type recording head is relatively short.

図4はサイドシューター方式の記録ヘッドの例を示す概略図である。図4において、この記録ヘッド(印字ヘッド)12は、天板3にオリフィス5を設け、一点鎖線14cで示されるように流路4内の吐出エネルギー作用部へのインクの流れ方向とオリフィス5の開口中心軸とを直角となした構成を有する。
このような構成とすることによって、吐出エネルギー発生体7からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、また、インクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有し、吐出エネルギー発生体7に発熱素子を用いた場合にとくに効果的である。
また、エッジシューターにおいて問題となる気泡が消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体7を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象はサイドシューターであれば回避することができる。つまり、サイドシューターにおいて気泡が成長し、その気泡がオリフィス5に達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらない。そのため、記録ヘッドの寿命が長いという長所を有する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a side shooter type recording head. In FIG. 4, this recording head (printing head) 12 is provided with an orifice 5 in the top plate 3, and the direction of ink flow to the ejection energy operating portion in the flow path 4 and the orifice 5 are indicated by a one-dot chain line 14c. The opening center axis is a right angle.
With such a structure, the energy from the discharge energy generator 7 can be more efficiently converted into the formation of ink droplets and the kinetic energy of the flight, and the meniscus can be quickly restored by supplying ink. This is particularly effective when a heating element is used for the discharge energy generator 7.
In addition, a so-called cavitation phenomenon in which the discharge energy generator 7 is gradually destroyed by an impact when bubbles that are problematic in the edge shooter disappear can be avoided in the case of the side shooter. That is, when bubbles grow in the side shooter and the bubbles reach the orifice 5, the bubbles communicate with the atmosphere, and the bubbles do not contract due to a temperature drop. Therefore, there is an advantage that the life of the recording head is long.

図5は液体吐出ヘッドの電極に付加した回路を示す概略断面図である。本発明に係る液体を吐出する記録ヘッド(印字ヘッド)12は、高流体抵抗領域105の内部に2枚の電極106、107を有することを特徴とする。この2枚の電極106、107は、電極材料そのものからなっても良いし、電極材料を付与した部材であっても良い。記録ヘッド12の全体的な構成は図2の構成と同じであるので、ここでは図2と同一部分に同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
ノズル101に近い側の電極106は剛性が低く作られており、流路105の流れに従って容易に曲がるようになっている。また、共通液室104に近い側の電極107は剛性が高く作られており、流路105内に流れが発生しても電極106より変形し難い。換言すると、電極106の弾性率をE1とし、電極107の弾性率をE2とした時、E1<E2が成立する。
これらの電極106、107には、図5に示すような回路が付加されており、電極106と電極107とが非接触状態にある場合には電位検出部108の電位はゼロとなり、短絡状態にある場合には電源電圧Vdが検出される。従って、簡便な構成で吐出不良ノズルを検知できるため、吐出安定性に優れた液体吐出ヘッドを得ることができる。
要するに、液体の流れによって電極106は変形することにより電極107に近づき、所定以上変形した時に電極107と接触(電気的に接続)するように構成されている。
再び図2を参照して、今、ノズル(ノズル孔)101が正常な状態にある場合を考える。圧力発生源103に駆動パルスが印加され、個別液室102の内圧が高まると、共通液室104から流路105、個別液室102及びノズル101へと流れが発生する。
しかし、前述の通り流路105の流体抵抗と較べてノズル101の流体抵抗が低く設計されているため、大部分の液体はノズル101を通じて外部へ吐出され、流路105を介して共通液室104へは戻らないようになっている。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a circuit added to the electrode of the liquid discharge head. A recording head (printing head) 12 for discharging a liquid according to the present invention has two electrodes 106 and 107 inside a high fluid resistance region 105. The two electrodes 106 and 107 may be made of the electrode material itself, or may be a member provided with the electrode material. Since the overall configuration of the recording head 12 is the same as the configuration of FIG. 2, the same parts as those in FIG.
The electrode 106 on the side close to the nozzle 101 is made of low rigidity and can be easily bent according to the flow of the flow path 105. In addition, the electrode 107 on the side close to the common liquid chamber 104 is made highly rigid, and is less likely to be deformed than the electrode 106 even if a flow occurs in the flow path 105. In other words, when the elastic modulus of the electrode 106 is E1, and the elastic modulus of the electrode 107 is E2, E1 <E2 is established.
A circuit as shown in FIG. 5 is added to these electrodes 106 and 107. When the electrode 106 and the electrode 107 are in a non-contact state, the potential of the potential detection unit 108 becomes zero, and the circuit is in a short circuit state. In some cases, the power supply voltage Vd is detected. Accordingly, since a discharge failure nozzle can be detected with a simple configuration, a liquid discharge head having excellent discharge stability can be obtained.
In short, the electrode 106 is deformed by the flow of the liquid so as to approach the electrode 107 and contact (electrically connect) with the electrode 107 when deformed more than a predetermined amount.
Referring to FIG. 2 again, let us consider a case where the nozzle (nozzle hole) 101 is in a normal state. When a driving pulse is applied to the pressure generation source 103 and the internal pressure of the individual liquid chamber 102 increases, a flow is generated from the common liquid chamber 104 to the flow path 105, the individual liquid chamber 102, and the nozzle 101.
However, since the fluid resistance of the nozzle 101 is designed to be lower than the fluid resistance of the flow path 105 as described above, most of the liquid is discharged to the outside through the nozzle 101, and the common liquid chamber 104 is passed through the flow path 105. It is not to return to.

図6は電極間距離と、流れ方向の関係を示す概略断面図である。図7は電極先端部の動きをグラフとともに示す概略断面図である。図6及び図7において、記録ヘッド12の全体的な構成は図2の構成と同じであるので、ここでは図2と同一部分に同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
図6に示すように電極106、電極107間の距離をdとして、共通液室104側を正の方向、ノズル101側を負の方向に取っている。図7では、このグラフは横軸が時間、縦軸は電極106先端部の流れ方向における変位である。
図7におけるAの状態はノズル101より液体を吐出している時の状態である。個別液室102において発生した圧力は、前記の流体抵抗の関係から、ほぼノズル101側への流れとなり液滴が吐出される。一方、流路105には僅かな流れが生じるが、電極106と電極107を当接させるに至るものではない。
図7におけるBの状態は液体が吐出された後のリフィル(充填)の状態である。吐出した液体の体積分が共通液室104より流路105を介して個別液室102に移動するため、流路105内部に負の方向の流れが生じる。この時の電極106の変位は電極107とは逆の方向であるため、電極106と電極107が当接しないことは言うまでもない。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between the distance between electrodes and the flow direction. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the movement of the electrode tip with a graph. 6 and 7, the overall configuration of the recording head 12 is the same as the configuration of FIG. 2, so the same parts as those in FIG.
As shown in FIG. 6, the distance between the electrode 106 and the electrode 107 is d, and the common liquid chamber 104 side is in the positive direction and the nozzle 101 side is in the negative direction. In FIG. 7, in this graph, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the displacement in the flow direction of the tip of the electrode 106.
The state A in FIG. 7 is a state when the liquid is discharged from the nozzle 101. The pressure generated in the individual liquid chamber 102 flows almost toward the nozzle 101 due to the fluid resistance, and droplets are ejected. On the other hand, although a slight flow is generated in the flow path 105, the electrode 106 and the electrode 107 are not brought into contact with each other.
The state B in FIG. 7 is a refill (filling) state after the liquid is discharged. Since the volume of the discharged liquid moves from the common liquid chamber 104 to the individual liquid chamber 102 via the flow path 105, a negative flow occurs inside the flow path 105. Since the displacement of the electrode 106 at this time is in the opposite direction to the electrode 107, it goes without saying that the electrode 106 and the electrode 107 do not contact each other.

図8は図7の場合と異なる電極先端部の動きをグラフとともに示す概略断面図である。図8において、記録ヘッド12の全体的な構成は図2の構成と同じであるので、ここでは図2と同一部分に同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
次に、何らかの原因によりノズル101が不吐出状態にある場合を考える。図2及び図8を参照して説明する。圧力発生源103に駆動パルスが印加され、個別液室102の内圧が高まると、ノズル101は不吐出状態にあるため流れは全て流路105へと向かうこととなる。
この時の電極106先端部の動きは図8のようになる。図8におけるCの状態では、ノズル101が閉じているため流路105にはノズルが正常状態にある場合と比較してかなり大きい流れが発生し、電極106と電極107が当接し、電位検出部108にVdの電位が発生する(図5)。
電位検出部108に発生するこの電位が、当該ノズルが吐出不良となっていることを指し示す信号となる。従って、簡便な構成で吐出不良ノズルを検知できるため、吐出安定性に優れた液体吐出ヘッドを得ることができる。
なお、図8におけるDの状態は個別液室102の圧力が元に戻ることにより、逆流した液体の体積分が共通液室104より流路105を介して個別液室102に移動している状態である。図7のBの状態と同じく、電極106の変位は電極107とは逆の方向であるため、電極106と電極107が当接しない。
電位検出部108により検出した電位は、例えば、記憶素子等でラッチし、液体吐出ヘッド12を制御するCPU(中央演算装置)からいつでもアクセス可能な状態にしておくことが望ましい。
そうすることにより不吐出状態を検知した場合に、ファームウェア等から自動的に復帰処理を試みることも可能となる。以上の仕組みを液体吐出ヘッドに組み込むことにより、ノズル1チャンネル単位で吐出不良状態を検知することが可能となる。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the movement of the electrode tip portion different from the case of FIG. 7 together with a graph. 8, the overall configuration of the recording head 12 is the same as the configuration of FIG. 2, and therefore, the same parts as those in FIG.
Next, consider a case where the nozzle 101 is in a non-ejection state for some reason. This will be described with reference to FIGS. When a drive pulse is applied to the pressure generation source 103 and the internal pressure of the individual liquid chamber 102 increases, the nozzle 101 is in a non-ejection state, so that all of the flow goes to the flow path 105.
The movement of the tip of the electrode 106 at this time is as shown in FIG. In the state of C in FIG. 8, since the nozzle 101 is closed, a considerably large flow is generated in the flow path 105 as compared with the case where the nozzle is in a normal state, and the electrode 106 and the electrode 107 are brought into contact with each other. A potential Vd is generated at 108 (FIG. 5).
This potential generated in the potential detection unit 108 becomes a signal indicating that the nozzle is defective in ejection. Accordingly, since a discharge failure nozzle can be detected with a simple configuration, a liquid discharge head having excellent discharge stability can be obtained.
The state D in FIG. 8 is a state in which the volume of the backflowed liquid is moved from the common liquid chamber 104 to the individual liquid chamber 102 via the flow path 105 when the pressure of the individual liquid chamber 102 returns to the original state. It is. As in the state of FIG. 7B, the displacement of the electrode 106 is in the direction opposite to that of the electrode 107, so that the electrode 106 and the electrode 107 do not contact each other.
It is desirable that the potential detected by the potential detection unit 108 is latched by, for example, a storage element or the like and is always accessible from a CPU (central processing unit) that controls the liquid ejection head 12.
By doing so, when a non-ejection state is detected, it is possible to automatically attempt a return process from firmware or the like. By incorporating the above mechanism into the liquid discharge head, it is possible to detect a discharge failure state in units of one nozzle channel.

図9は本発明による液体吐出ヘッドの第1の実施の形態の主要構成を示す概略図断面である。ノズルプレート100に形成されたノズル(ノズル孔)101は個別液室102に連通しており、この個別液室202には圧力発生源として圧電素子203が設置されている。この圧電素子203には図示してない駆動回路が接続されており、任意の駆動波形を印加できるようになっている。
個別液室102と、この個別液室102に液体を供給するための共通液室104との間には意図的に流路を狭めた高流体抵抗領域105が形成されている。この高流体抵抗領域105によって圧電素子203からの駆動力を効率良く液体吐出に利用できるようになっている。
高流体抵抗領域105内部には、ノズル101側の電極106と共通液室104側の電極107が設置されている。電極106は薄い樹脂部材に貼り付けられており、高流体抵抗領域105の流れにより容易に弾性変形するようになっている。電極107は銅板で形成されており、流れに対する変位量はごく僅かである。
このように圧電(ピエゾ)方式を用いる場合、圧電(ピエゾ)素子を圧縮したり解放したり、圧電素子203の変形量を調整したりしてそれらの駆動波形を調整することで、様々な大きさのインク滴を吐出させることができる。そのため、階調性が良好な画像を形成するのに有利である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the main configuration of the first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. A nozzle (nozzle hole) 101 formed in the nozzle plate 100 communicates with the individual liquid chamber 102, and a piezoelectric element 203 is installed in the individual liquid chamber 202 as a pressure generation source. A drive circuit (not shown) is connected to the piezoelectric element 203 so that an arbitrary drive waveform can be applied.
Between the individual liquid chamber 102 and the common liquid chamber 104 for supplying a liquid to the individual liquid chamber 102, a high fluid resistance region 105 whose channel is intentionally narrowed is formed. This high fluid resistance region 105 allows the driving force from the piezoelectric element 203 to be efficiently used for liquid ejection.
Inside the high fluid resistance region 105, an electrode 106 on the nozzle 101 side and an electrode 107 on the common liquid chamber 104 side are installed. The electrode 106 is attached to a thin resin member, and is easily elastically deformed by the flow of the high fluid resistance region 105. The electrode 107 is formed of a copper plate, and its displacement with respect to the flow is very small.
When the piezoelectric method is used in this way, the piezoelectric (piezo) element can be compressed or released, or the amount of deformation of the piezoelectric element 203 can be adjusted to adjust the drive waveform, thereby varying the magnitude. Ink droplets can be ejected. Therefore, it is advantageous for forming an image with good gradation.

図10は液体吐出ヘッドの電極に付加した回路を示す概略断面図である。電極106と電極107には、図10に示すような電位検出部108が接続されており、電極106と電極107が当接すると電位Vdを検出することが可能である。
図10は圧力発生源として圧電素子203が設置されている場合として示しただけで、圧力発生源が圧電素子203である以外は図5と同じであるので、図5と同一部分には同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。このように、電極106、電極107及び電位検出部108からなる構造が紙面奥行き方向にノズルチャンネル数分配列されている。
図11は電位コントロール回路を示す回路図である。上述したように、ノズルチャンネル数分配列された電極106、電極107及び電位検出部108からなる構造はノズルチャンネル数分配列されている。ここでは、ノズルチャンネル数は192とした。
この192チャンネル数分の検出電位Vd(0,1,2...190,192)は、図11に示すようにコントロール回路109を介して内部バス110に乗せられる。検出電位Vdから、ROM112に格納された処理手順により、RAM113、他の論理回路114からの情報に基づき、CPU111による演算処理によってノズルダウン箇所を割り出すことができる。
以上の構成を含む液体を吐出する記録ヘッド12を形成し、記録ヘッドであるこの液体吐出ヘッド12の稼動において意図的にノズル101をダウンさせてみたところ、ノズルダウン箇所を正確に検知することが可能であった。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a circuit added to the electrode of the liquid discharge head. A potential detecting unit 108 as shown in FIG. 10 is connected to the electrode 106 and the electrode 107, and the potential Vd can be detected when the electrode 106 and the electrode 107 come into contact with each other.
FIG. 10 shows only the case where the piezoelectric element 203 is installed as a pressure generation source, and is the same as FIG. 5 except that the pressure generation source is the piezoelectric element 203. A description other than necessary is omitted here. As described above, the structure including the electrode 106, the electrode 107, and the potential detection unit 108 is arranged in the depth direction on the paper surface by the number of nozzle channels.
FIG. 11 is a circuit diagram showing the potential control circuit. As described above, the structure including the electrode 106, the electrode 107, and the potential detection unit 108 arranged for the number of nozzle channels is arranged for the number of nozzle channels. Here, the number of nozzle channels is 192.
The detection potentials Vd (0, 1, 2... 190, 192) for the number of 192 channels are put on the internal bus 110 via the control circuit 109 as shown in FIG. From the detection potential Vd, the nozzle down position can be determined by the arithmetic processing by the CPU 111 based on the information from the RAM 113 and other logic circuits 114 according to the processing procedure stored in the ROM 112.
When the recording head 12 that discharges the liquid including the above configuration is formed and the nozzle 101 is intentionally lowered in the operation of the liquid discharging head 12 that is a recording head, the nozzle down position can be accurately detected. It was possible.

図12は本発明による液体吐出ヘッドの第2の実施の形態の主要構成を示す概略断面図である。ノズルプレート100に形成されたノズル(ノズル孔)101は個別液室102に連通しており、個別液室102には圧力発生源として発熱抵抗体103が設置されている。この発熱抵抗体103には図示してない駆動回路が接続されており、電圧の印加により発熱し、個別液室内に泡を形成し、液体を吐出せしめるものとなっている。
発熱抵抗体103を用いるサーマル方式は、ノズル101の高集積化が容易であるため、多ノズルヘッドの作製に向いている。そのため、解像度が高い画像を高速で印刷するのに有利である。
この第2の実施の形態のその他の構造は第1の実施の形態の構造と概ね同等で、すなわち、高流体抵抗領域105内部には、ノズル101側の電極106と共通液室104側の電極107を含んで液体吐出ヘッドを形成した。
このように形成した液体吐出ヘッド12を稼動させて意図的にノズル101をダウンさせみたところ、ノズルダウン箇所を正確に検出することが可能であった。従って、プリンタ、プロッタ等の画像形成装置にこの液体吐出ヘッドを搭載すれば、安定性の高い高品質な画像形成装置を得ることができる。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the main configuration of the second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. A nozzle (nozzle hole) 101 formed in the nozzle plate 100 communicates with the individual liquid chamber 102, and a heating resistor 103 is installed in the individual liquid chamber 102 as a pressure generation source. A driving circuit (not shown) is connected to the heat generating resistor 103, which generates heat when a voltage is applied, forms bubbles in the individual liquid chamber, and discharges the liquid.
The thermal method using the heating resistor 103 is suitable for manufacturing a multi-nozzle head because it is easy to highly integrate the nozzles 101. Therefore, it is advantageous for printing an image with high resolution at high speed.
The other structure of the second embodiment is substantially the same as the structure of the first embodiment, that is, the high-fluid resistance region 105 has an electrode 106 on the nozzle 101 side and an electrode on the common liquid chamber 104 side. A liquid discharge head was formed to include 107.
When the nozzle 101 was intentionally lowered by operating the liquid discharge head 12 thus formed, it was possible to accurately detect the nozzle down location. Therefore, if this liquid discharge head is mounted on an image forming apparatus such as a printer or plotter, a high-quality image forming apparatus with high stability can be obtained.

本発明の液体吐出ヘッドを適用し得るインクジェット印字装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the inkjet printing apparatus which can apply the liquid discharge head of this invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドを示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a liquid discharge head according to the present invention. エッジシューター方式の印字ヘッドの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the print head of an edge shooter system. サイドシューター方式の記録ヘッドの例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of a side shooter type recording head. 液体吐出ヘッドの電極に付加した回路を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the circuit added to the electrode of the liquid discharge head. 電極間距離と、流れ方向の関係を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the relationship between the distance between electrodes, and a flow direction. 電極先端部の動きをグラフとともに示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the motion of an electrode front-end | tip part with a graph. 図7の場合と異なる電極先端部の動きをグラフとともに示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the motion of the electrode front-end | tip part different from the case of FIG. 7 with a graph. 本発明による液体吐出ヘッドの第1の実施の形態の主要構成を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a main configuration of a first embodiment of a liquid ejection head according to the present invention. 液体吐出ヘッドの電極に付加した回路を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the circuit added to the electrode of the liquid discharge head. 電位コントロール回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an electric potential control circuit. 本発明による液体吐出ヘッドの第2の実施の形態の主要構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the main structures of 2nd Embodiment of the liquid discharge head by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
12 液体吐出ヘッド
101 ノズル(ノズル孔)
102 個別液室
103 圧力発生手段
104 共通液室
105 液体供給路(流路)
106 電極部材
107 電極部材
108 電位検出部
109 コントロール回路
203 圧力発生手段(圧電素子)
303 圧力発生手段(発熱抵抗体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 12 Liquid discharge head 101 Nozzle (nozzle hole)
102 Individual liquid chamber 103 Pressure generating means 104 Common liquid chamber 105 Liquid supply path (flow path)
106 Electrode member 107 Electrode member 108 Potential detector 109 Control circuit 203 Pressure generating means (piezoelectric element)
303 Pressure generating means (heating resistor)

Claims (9)

液体を吐出するノズルと、吐出する液体を保持する個別液室と、液体を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段と、前記個別液室に供給する液体を保持する共通液室と、該共通液室から前記個別液室へ液体を供給する液体供給路を有する液体吐出ヘッドにおいて、
液体が流れる経路内に2つの電極部材を有し、該2つの電極部材の少なくとも1つの電極部材を前記液体供給路の内部に配置し、前記2つの電極部材間の電位差から前記ノズルの吐出状態を検知することを特徴とする液体吐出ヘッド。
A nozzle for discharging liquid, an individual liquid chamber for holding the liquid to be discharged, a pressure generating means for generating energy for discharging the liquid, a common liquid chamber for holding the liquid to be supplied to the individual liquid chamber, and the common liquid In a liquid discharge head having a liquid supply path for supplying a liquid from a chamber to the individual liquid chamber,
There are two electrode members in the flow path of the liquid, and at least one electrode member of the two electrode members is disposed in the liquid supply path, and the discharge state of the nozzle is determined from the potential difference between the two electrode members. A liquid discharge head characterized by detecting the above.
前記ノズルが不吐出の時には、前記2つの電極部材が短絡していることを特徴とする請求項1記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the two electrode members are short-circuited when the nozzle does not discharge. 前記2つの電極部材のうち、前記ノズル側に配置される電極部材の弾性率をE1、液体が供給される側に配置される電極部材の弾性率をE2とすると、
E1<E2
であることを特徴とする請求項1又は2記載の液体吐出ヘッド。
Of the two electrode members, when the elastic modulus of the electrode member arranged on the nozzle side is E1, and the elastic modulus of the electrode member arranged on the liquid supply side is E2,
E1 <E2
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is a liquid discharge head.
前記ノズルが吐出状態にある時、前記2つの電極部材は接触せず、一方、前記ノズルが不吐出状態となり、かつ前記圧力発生手段を駆動している時に、前記液体供給路内の流れにより前記ノズル側の電極部材が変形し、前記2つの電極部材間の接触を引き起こすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の液体吐出ヘッド。   When the nozzle is in a discharge state, the two electrode members are not in contact with each other, while when the nozzle is in a non-discharge state and driving the pressure generating means, the flow in the liquid supply path causes the 4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the nozzle-side electrode member is deformed to cause contact between the two electrode members. 5. 前記液体吐出時の前記ノズルの流体抵抗をR1、前記液体供給路の流体抵抗をR2とすると、
R1<R2
であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の液体吐出ヘッド。
When the fluid resistance of the nozzle when the liquid is discharged is R1, and the fluid resistance of the liquid supply path is R2,
R1 <R2
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is a liquid discharge head.
不吐出ノズルを検知する不良ノズル検出方法を備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の液体吐出ヘッド。   6. The liquid discharge head according to claim 1, further comprising a defective nozzle detection method for detecting a non-discharge nozzle. 液体を用いて用紙上に画像を形成する画像形成装置において、画像形成に使用する液体吐出ヘッドとして、請求項1乃至6のいずれか1項記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus for forming an image on a sheet using a liquid, comprising the liquid discharge head according to any one of claims 1 to 6 as a liquid discharge head used for image formation. Image forming apparatus. 前記液体吐出ヘッドの前記2つの電極部材が各々のノズルチャンネル全てに配置され、検出した電位がノズル不吐出状態検知信号として前記液体吐出ヘッドを制御する中央演算装置へ送られ、前記ノズルの不吐出状態を1ノズル単位で確認可能であることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。   The two electrode members of the liquid ejection head are arranged in all the nozzle channels, and the detected potential is sent as a nozzle non-ejection state detection signal to a central processing unit that controls the liquid ejection head, and the nozzle non-ejection 8. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the state can be confirmed in units of one nozzle. 液体を吐出するノズルと、吐出するための液体を保持する個別液室と、液体を吐出させるエネルギーを発生するための圧力発生手段と、個別液室に供給する為の液体を保持する共通液室と、共通液室から個別液室へ液体を供給するための液体供給路を有する液体吐出ヘッドの不良ノズル検出方法において、
液体が流れる経路内に2つの電極部材を有し、前記液体供給路の内部に前記2つの電極部材の少なくとも1つの電極部材を配置し、前記個別液室に発生する圧力によって前記2つの電極部材の少なくとも一方を変形させ、該2つの電極部材間の電位差を検知することにより前記ノズルの吐出状態を検知することを特徴とする液体吐出ヘッドの不良ノズル検出方法。
Nozzle for discharging liquid, individual liquid chamber for holding liquid for discharging, pressure generating means for generating energy for discharging liquid, and common liquid chamber for holding liquid for supplying to individual liquid chamber And a defective nozzle detection method for a liquid discharge head having a liquid supply path for supplying liquid from the common liquid chamber to the individual liquid chambers,
Two electrode members are provided in a path through which the liquid flows, and at least one electrode member of the two electrode members is disposed inside the liquid supply path, and the two electrode members are generated by pressure generated in the individual liquid chamber. A defective nozzle detection method for a liquid discharge head, wherein the nozzle discharge state is detected by deforming at least one of the two and detecting a potential difference between the two electrode members.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016163105A1 (en) * 2015-04-10 2016-10-13 Funai Electric Co., Ltd. Fluid printhead and fluid printer system
WO2019221712A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluidic die with monitoring circuit using floating power node
CN118408731A (en) * 2024-07-02 2024-07-30 山东旭锐信息技术有限公司 Detection equipment for fire-fighting nozzle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016163105A1 (en) * 2015-04-10 2016-10-13 Funai Electric Co., Ltd. Fluid printhead and fluid printer system
CN110126465A (en) * 2015-04-10 2019-08-16 船井电机株式会社 Fluid print head and fluid print system
WO2019221712A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluidic die with monitoring circuit using floating power node
CN118408731A (en) * 2024-07-02 2024-07-30 山东旭锐信息技术有限公司 Detection equipment for fire-fighting nozzle

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