JPH09267488A - Ink jet recording device - Google Patents
Ink jet recording deviceInfo
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- JPH09267488A JPH09267488A JP10313996A JP10313996A JPH09267488A JP H09267488 A JPH09267488 A JP H09267488A JP 10313996 A JP10313996 A JP 10313996A JP 10313996 A JP10313996 A JP 10313996A JP H09267488 A JPH09267488 A JP H09267488A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクを用紙に吹
き付けて印字するインクジェット記録装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for spraying ink on a sheet for printing.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In a communication device such as a facsimile device or an information processing device such as a personal computer, data such as characters and figures is usually recorded as visual information.
A recording device capable of printing these data on paper is connected. Various recording methods such as an impact method, a heat-sensitive method, and an ink-jet method are adopted for this recording apparatus. In recent years, an ink-jet method which is excellent in quietness and can print on paper of various materials is adopted. Ink-jet recording apparatuses are frequently used.
【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吹き付けることにより
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、インク切れを事前に検知して印字不良を防止するこ
とができるように、インク検出機構によりインクの有無
を検知するようになっている。In the above ink jet recording apparatus, while the main scanning of the print head is carried out, the ink supplied from the ink cartridge to the print head is sprayed onto the paper to perform printing for one band, and then the paper is printed for one band width. By repeating the printing process of sub-scanning, printing is performed on the entire surface of the paper. Therefore, the ink jet recording apparatus that prints by such an operation is configured so that the ink is contained by loading the foam in the ink cartridge so that the ink supply to the print head can be stabilized and good printing quality can be obtained. At the same time, the presence or absence of ink is detected by an ink detection mechanism so that it is possible to detect ink shortage in advance and prevent defective printing.
【0004】即ち、従来のインクジェット記録装置が有
するインク切れ検出機構は、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。That is, the ink shortage detection mechanism of the conventional ink jet recording apparatus is constructed by paying attention to the fact that the ink has conductivity, and it is provided on the bottom of the bottom wall or the side wall of the ink cartridge. It is possible to determine the presence or absence of ink by providing a pair of electrodes in contact with ink and comparing the current value when one electrode is energized with the other with a predetermined value in the printer controller of the recording apparatus main body. It has become.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、インクに電流を流してインク切れを検出す
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。However, in the configuration in which a current is passed through the ink to detect the ink shortage as in the above-mentioned conventional technique, the current deteriorates the ink. Therefore, if the ink is used for a long period of time, the print quality may deteriorate due to the deteriorated ink. There is a problem that
【0006】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、電極間に通電され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、インク切れ検出実現のために電
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。When the ink cartridge is detachably attached to the main body of the recording apparatus so that the ink can be exchanged in the unit of cartridge, the ink cartridge and the main body of the recording apparatus have their electrical contacts in contact with each other. In this way, the printer controller detects the value of the current that is passed between the electrodes. Therefore, with such a configuration, the number of electrical contacts and the number of connecting cables are increased in order to realize detection of ink shortage, and as a result, there is a problem that the head unit becomes larger and the cost increases.
【0007】従って、本発明は、上記問題点を解決すべ
く、通電によるインクの劣化を防止することができると
共に、的確なインクの残量検出を可能とし、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。Therefore, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, it is possible to prevent deterioration of ink due to energization, to accurately detect the remaining amount of ink, and to simplify the structure and reduce the cost. It is intended to provide an ink jet recording apparatus that can be realized.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、インクが充填されたインク室と
圧電素子部材からなるアクチュエータとを有し、駆動電
圧の印加により前記アクチュエータを変位させることに
よって、インク室内に圧力変動を与えてインク液滴を被
記録媒体に噴射する印字ヘッドと、前記アクチュエータ
の機械的な共振により発生する信号の変化を基にしてイ
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
とを特徴としている。これにより、印字ヘッドのアクチ
ュエータの機械的な共振の状態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、上述のようにインクカートリッジに電極
を設置する必要がなく、印字ヘッドとインク切れ検知手
段とでインク切れを検知するため、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置する必要がなくな
る。よって、ヘッドユニットの小型化やコスト削減を実
現することが可能となる。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
に前記電極につなが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残量検出がなされなかっ
たが、本発明の構成では上述のよう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。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 has an ink chamber filled with ink and an actuator composed of a piezoelectric element member, and the actuator is formed by applying a drive voltage. The presence or absence of ink is detected based on the change in the signal generated by the mechanical resonance of the print head and the actuator that causes the ink droplets to be ejected onto the recording medium by displacing the ink. And a means for detecting ink shortage. As a result, the presence or absence of ink is detected based on the state of mechanical resonance of the actuator of the print head, so there is no need to install electrodes in the ink cartridge or the like as in the past, and the ink is not energized. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the ink due to the energization. Further, as described above, it is not necessary to install an electrode in the ink cartridge, and the ink is detected by the print head and the ink depletion detection means. There is no need to install a new cable or connection cable. Therefore, it is possible to reduce the size of the head unit and reduce the cost. Further, for example, in the case of an ink jet recording apparatus in which ink is replenished by exchanging the ink cartridge, accurate detection of the remaining amount is conventionally required without paying attention to the connection state with the electric contact or the connection cable connected to the electrode when the ink cartridge is exchanged. Although not done, in the configuration of the present invention, since the electrodes and the electrical contacts are not provided as described above, the handling of the ink cartridge at the time of replacement can be facilitated.
【0009】請求項2の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、印字ヘッドの駆動時において生ずる前記アクチュエ
ータの機械的共振により発生する信号を監視するもので
あることを特徴としている。これにより、印字動作時や
フラッシング等のメンテナンス動作時等において印字ヘ
ッドが駆動されたときのアクチュエータの機械的共振に
より発生する信号を監視することで、インク切れを検知
する。よって、インク切れを検知するために、アクチュ
エータに機械的共振を生じさせる特別な機構や、特殊な
信号を前記アクチュエータに入力させる信号入力回路等
を設置する必要がなく、装置構成を簡略化できる。それ
と共に、印字ヘッドの駆動時にインク切れを検知するた
め、インク切れによるミスプリント等を発生させる前に
インク切れを察知し、これら不具合を未然に防止するこ
とができる。According to a second aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the ink depletion detecting means monitors a signal generated by mechanical resonance of the actuator generated when the print head is driven. It is characterized by being. As a result, ink shortage is detected by monitoring a signal generated by mechanical resonance of the actuator when the print head is driven during a printing operation or a maintenance operation such as flushing. Therefore, it is not necessary to install a special mechanism that causes mechanical resonance in the actuator or a signal input circuit that inputs a special signal to the actuator in order to detect the ink exhaustion, and the device configuration can be simplified. At the same time, since the ink shortage is detected when the print head is driven, it is possible to detect the ink shortage before the misprint or the like due to the ink shortage occurs, and prevent these problems.
【0010】請求項3の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、前記アクチュエータの機械的共振により発生する逆
起電圧の振幅変化に基づいてインクの有無を検知するも
のであることを特徴としている。これにより、コンパレ
ータ等の比較器を用いた簡単な回路を用いて、前記逆起
電圧の振幅変化を監視することができるようになり、イ
ンク切れ検知手段を容易に実現できると共に、確実なイ
ンク切れの検出を実行できる。According to a third aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the ink depletion detecting means detects the presence / absence of ink based on a change in amplitude of a counter electromotive voltage generated by mechanical resonance of the actuator. The feature is that it detects As a result, it becomes possible to monitor the amplitude change of the back electromotive voltage using a simple circuit using a comparator such as a comparator, and it is possible to easily realize the ink shortage detection means and to reliably discharge the ink. Can be detected.
【0011】請求項4の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、前記アクチュエータの機械的共振により発生する信
号の固有共振周波数の変化に基づいてインクの有無を検
知するものであることを特徴としている。これにより、
固有共振周波数においては、前記アクチュエータが機械
的共振により発生する信号が大きなレベル(振幅)で出
力される。そして、インクの有無によって前記固有共振
周波数は異なっている。よって、固有共振周波数に的を
絞って信号を検出すれば、信頼性の高いインク切れの検
知を行うことができる。さらに、例えばインク切れのと
きに前記アクチュエータが機械的共振より発生する信号
の共振周波数に検出ポイントをおき、そのときの出力レ
ベルのみ検出できる検出機構を採るようにすれば、確実
なインク切れ検知が実現できる。また、上述した通り、
固有共振周波数において出力される信号のレベルは大き
く、アンプ等の出力増幅回路を必要とせずに検出できる
ため、前記検出機構を簡単な回路構成とすることができ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect, the ink shortage detecting means detects ink based on a change in a natural resonance frequency of a signal generated by mechanical resonance of the actuator. The feature is that the presence or absence is detected. This allows
At the natural resonance frequency, the signal generated by the mechanical resonance of the actuator is output at a large level (amplitude). The natural resonance frequency differs depending on the presence or absence of ink. Therefore, if the signal is detected by focusing on the natural resonance frequency, it is possible to highly reliably detect the ink exhaustion. Furthermore, for example, when a detection point is set at the resonance frequency of the signal generated by the mechanical resonance of the actuator when ink runs out, and a detection mechanism that can detect only the output level at that time is adopted, reliable ink runout detection can be performed. realizable. Also, as mentioned above,
Since the level of the signal output at the natural resonance frequency is large and the signal can be detected without the need for an output amplifier circuit such as an amplifier, the detection mechanism can have a simple circuit configuration.
【0012】請求項5の発明は、請求項4記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、前記アクチュエータにつながる自励発振回路を有し
ていることを特徴としている。これにより、発振回路を
別個に設ける場合よりも、インク切れ検知と自励発振回
路とを一体化した回路構成とすることによって、小型で
簡単な回路となり、製造コストを低減させることができ
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the fourth aspect, wherein the ink out detection means has a self-excited oscillation circuit connected to the actuator. With this configuration, a circuit configuration in which the ink shortage detection and the self-excited oscillation circuit are integrated is made smaller than a case where the oscillation circuit is separately provided, so that the circuit is small and simple, and the manufacturing cost can be reduced.
【0013】請求項6の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記アクチュエータは、前
記インク室を構成する隔壁の少なくとも一部を成してい
ることを特徴としている。これにより、アクチュエータ
がインク室内のインクの有無による影響を受け易くなる
ため、アクチュエータの機械的な共振により発生する信
号の変化が顕著となり、インク切れ検知の精度を格段に
向上させることができる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the actuator forms at least a part of a partition wall forming the ink chamber. This makes it easier for the actuator to be affected by the presence or absence of ink in the ink chamber, so the change in the signal caused by the mechanical resonance of the actuator becomes noticeable, and the accuracy of ink shortage detection can be significantly improved.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1ないし
図13に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る
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(cathode-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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The inkjet recording apparatus according to the present embodiment is connected to an information processing apparatus 1 such as a personal computer as shown in FIG. The information processing device 1 is used for inputting and instructing data, a processing device main body 2 having a built-in auxiliary storage device such as a magnetic disk device and a central processing unit, a CRT (cathode-ray tube) 3 for displaying data and the like on a screen. It has a keyboard 4 and a mouse 5 and is connected to a printer 7 which is an ink jet recording apparatus via a printer cable 6 of Centronics specification, for example.
【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働して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。As shown in FIG. 6, the processing apparatus main body 2 is equipped with, for example, a window system 8 as an operating system (OS). The window system 8 includes an application 9 such as a document creation program, a font driver 10 for managing fonts, a CRT driver 11 for managing the CRT 3, a keyboard driver 12 for managing the keyboard 4, and a mouse driver 13 for managing the mouse 5. , One or a plurality of applications 9 can be simultaneously executed in cooperation with various functional groups such as the printer driver 14 that manages the printer 7.
【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
「印刷実行」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、印刷対象とな
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。The printer driver 14 is capable of forming dot image data when a "print execution" menu is specified for data displayed on the screen of the CRT 3, for example. Dot data (pixel data arranged in a dot matrix in the horizontal and vertical directions) is formed based on the font data of the text to be displayed, and these dot image data are set in the horizontal direction (raster direction) for each raster. )
Further, the interface (I / F) unit 15 sequentially outputs the print data in units of 8 bits.
【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(インターフェース)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判定ルーチン等の
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、インク切れ時にハイ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。The print data output in the raster scan format as described above is input to the I / F (interface) unit 16 of the printer 7, which is an ink jet recording apparatus. The printer 7 is an RA in which a printer controller 17 (ink shortage detection means) and various data areas such as a print buffer area are formed.
M18, ROM 36 in which various control programs such as a printing routine and an out-of-ink determination routine are stored, a head drive unit 19, a CR motor drive unit 20, an LF motor drive unit 33, and various processing operations are instructed. Operation panel 4
6 and a determination unit 60 (ink shortage detection unit) that outputs a high-level determination signal when the ink runs out.
【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、圧電素子である圧電セラミックスからなる圧電基
板71と、圧電基板71の上面に貼設された上部カバー
72と、圧電基板71の前面に貼設されたノズルプレー
ト73と、圧電基板71の下面に貼設されたプリント基
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)と溝とを交互
に有しており、これらの圧電側壁76…および溝は、圧
電基板71の上面に上部カバー72が貼設されることに
よって、各チャンネルに対応する圧力チャンバー75…
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、圧力チャンバー75…に対応するようにノズ
ル73a…が複数形成されており、これらのノズル73
a…は、圧力チャンバー75…の容積が減少したとき
に、圧力チャンバー75…内のインクを加圧して噴射さ
せるようになっている。また、上部カバー72には、貫
通口78が形成されており、貫通口78は、圧力チャン
バー75…と図7のインクカートリッジ30内とを連通
させることによって、圧力チャンバー75…の容積が復
帰されるときにインクカートリッジ30のインクを圧力
チャンバー75…に供給させるようになっている。尚、
上記圧電基板71が本発明のアクチュエータに相当し、
上記圧力チャンバー75が本発明のインク室に相当す
る。The above-mentioned head drive unit 19 is used for the print head 4
4 is connected. As shown in FIG. 1, the print head 44 is provided with a piezoelectric substrate 71 made of piezoelectric ceramics, which is a piezoelectric element, an upper cover 72 attached to the upper surface of the piezoelectric substrate 71, and a front surface of the piezoelectric substrate 71. It has a nozzle plate 73 and a printed circuit board 74 attached to the lower surface of the piezoelectric substrate 71. The piezoelectric substrate 71 alternately has a plurality of piezoelectric side walls 76 (piezoelectric element members) and grooves formed so as to be parallel to each other by a cutting process such as dicing process. These piezoelectric side walls 76 ... And The grooves are formed by attaching the upper cover 72 to the upper surface of the piezoelectric substrate 71, so that the pressure chambers 75 corresponding to the channels are ...
Are formed. A plurality of nozzles 73a are formed on the nozzle plate 73 so as to correspond to the pressure chambers 75, and these nozzles 73a are formed.
a is adapted to pressurize and eject the ink in the pressure chambers 75 when the volume of the pressure chambers 75 decreases. Further, a through hole 78 is formed in the upper cover 72, and the through hole 78 restores the volume of the pressure chamber 75 by communicating the pressure chamber 75 with the inside of the ink cartridge 30 of FIG. 7. The ink in the ink cartridge 30 is supplied to the pressure chambers 75 ... still,
The piezoelectric substrate 71 corresponds to the actuator of the present invention,
The pressure chamber 75 corresponds to the ink chamber of the present invention.
【0019】上記の圧力チャンバー75を形成する圧電
側壁76は、矢符B方向に分極されている。圧電側壁7
6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電圧を電極77に印加し、圧電
側壁76…を剪断変形(変位)させることによって、圧
力チャンバー75の容積を増減させるようになってい
る。The piezoelectric side wall 76 forming the pressure chamber 75 is polarized in the arrow B direction. Piezoelectric side wall 7
As shown in FIG. 2, electrodes 77 are formed on the upper portions of both side surfaces of the electrode 6, respectively, by plating, for example. As shown in FIG. 1, the electrodes 77 are respectively connected to the electrode terminals 79 ... Formed on the printed board 74 via wires 80. The electrode terminals 79 are connected to the head drive section 19, and the head drive section 19 applies a drive voltage to the electrodes 77 based on the print data to shear (deform) the piezoelectric side walls 76. The volume of the pressure chamber 75 is increased / decreased.
【0020】また、プリント基板74に形成された特定
の電極端子79には、信号線を介して判定部60が接続
されている。判定部60は、図4に示すように、圧電側
壁76の機械的共振による逆起電圧成分のみを通過させ
るように通常帯域が設定されたバンドパスフィルタ(B
PF)61と、バンドパスフィルタ61を通過した電圧
成分を増幅させる増幅器62と、増幅された電圧成分を
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大きな
値であるときにハイ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。The determination section 60 is connected to a specific electrode terminal 79 formed on the printed board 74 via a signal line. As shown in FIG. 4, the determination unit 60 includes a band-pass filter (B) in which a normal band is set so that only a counter electromotive voltage component due to mechanical resonance of the piezoelectric sidewall 76 is passed.
PF) 61, an amplifier 62 that amplifies the voltage component that has passed through the bandpass filter 61, a rectifier circuit 63 that rectifies the amplified voltage component, and a rectified voltage from the rectifier circuit 63 that is compared with a reference voltage to obtain a rectified voltage. Has a value larger than the reference voltage, the comparator circuit 64 outputs a high-level determination signal.
【0021】コンパレータ回路64の判定信号は、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17が
ROM36に格納されたプログラムを実行し、RAM1
8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
字動作を行う。また、印字動作と共に、インク切れ検出
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および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。The judgment signal of the comparator circuit 64 is shown in FIG.
As shown in (4), the data is output to the printer controller 17. The printer controller 17
The RAM 18 and the ROM 36 described above are connected to be accessible. Then, the printer controller 17 executes the program stored in the ROM 36, and the RAM 1
The print operation is performed by executing print data write processing and read processing for the print buffer area of No. 8. In addition to the printing operation, an ink depletion detection routine is interrupted during printing, and ink depletion is detected based on the determination signal from the determination unit 60. The printer controller 17 is also connected to the CR motor drive unit 20 and the LF motor drive unit 33. CR motor drive unit 20 and LF motor drive unit 33
Is connected to the CR motor 22 used for main scanning and the LF motor 34 used for sub scanning, respectively.
The rotation directions and speeds of the motors 22 and 34 are controlled.
【0022】上記のプリンタ・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に含まれている。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31に着脱可能に設けられたインクカートリ
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。The print head 44 controlled by the printer controller 17 is included in the print head mechanism 21 as shown in FIG. Print head mechanism 21
Has a cartridge holding member 31, an ink supply member 37 provided in the cartridge holding member 31, and an ink cartridge 30 detachably provided in the cartridge holding member 31. Then, the ink supply member 37
The print head 44 described above is provided in the front part of the.
The print head 44 and the ink cartridge 30 are detachable via the cartridge holding member 31.
【0023】上記のインクカートリッジ30の内部に
は、インクを含むように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(図中左側壁)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
せるインク誘導路37aが形成されており、インク誘導
路37aは、インク供給部材37のインクを印字ヘッド
44の全チャンネルに供給するようになっている。Inside the ink cartridge 30 described above, a foam 35 having open cells to contain ink is formed.
Is loaded. An ink supply port 30a is formed in the lower part of the front wall (left side wall in the figure) of the ink cartridge 30, and the above-described ink supply member 37 is connected to the ink supply port 30a via a seal member 39. It is fitted tightly. The ink supply member 37 is formed with an ink guide path 37a for communicating the print head 44 with the inside of the ink cartridge 30, and the ink guide path 37a transfers the ink of the ink supply member 37 to the entire print head 44. It is designed to feed channels.
【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、主走査方向Xに配列され、用
紙25(記録媒体)に対してインクの噴射方向が所定の
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2
4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26に接続されてお
り、走査ベルト26を駆動するCRモータ22は、ガイ
ド軸24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2
5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。The print head mechanism 2 constructed as described above
As shown in FIG. 8, the units 1 are arranged in the main scanning direction X, and are fixed to the carriage 23 so that the ink ejection direction with respect to the paper 25 (recording medium) forms a predetermined angle. The carriage 23 has a guide shaft 2 horizontally provided in the main scanning direction X.
4 is movably supported and is connected to a scanning belt 26 driven by a CR motor 22. The CR motor 22 driving the scanning belt 26 causes the carriage 23 to move along the guide shaft 24 in the main scanning direction. The print head mechanism 21 is moved to the paper 2 by reciprocating in X direction.
The main scanning is performed while keeping the distance from 5 constant.
【0025】また、印字ヘッド機構21に対向される用
紙25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、ローラギア29が
固設されている。ローラギア29には、中間ギヤ40を
介してLFモータ34のモータギヤが歯合されており、
LFモータ34は、中間ギヤ40およびローラギア29
等を介してプラテンローラ28を回転させることによっ
て、用紙25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25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。The sheet 25 facing the print head mechanism 21 is supported by a platen roller 28.
The platen roller 28 is provided parallel to the guide shaft 24, and both ends thereof are rotatably supported. A roller gear 29 is fixed to one end of the platen roller 28. A motor gear of the LF motor 34 is meshed with the roller gear 29 via an intermediate gear 40,
The LF motor 34 includes an intermediate gear 40 and a roller gear 29.
The sheet 25 is moved in the sub-scanning direction Y by rotating the platen roller 28 via the above. The movement of the paper 25 in the sub-scanning direction Y is repeated each time the print head mechanism 21 is main-scanned to print one band.
【0026】上記のプラテンローラ28は、用紙25に
対して印字を行う印字動作領域を設定している。また、
プラテンローラ28の一方側には、印字を停止したとき
の印字ヘッド機構21の退避位置が設定されており、こ
の退避位置には、キャッピング機構51が設けられてい
る。キャッピング機構51は、印字ヘッド44を嵌合す
る嵌合部52aを有したキャップ部材52と、キャリッ
ジ23が退避位置に移動される際にキャップ部材52を
印字ヘッド44に移動させて嵌合させる嵌合機構53と
を有しており、退避位置において印字ヘッド44をキャ
ップ部材52によりキャッピングすることによって、印
字ヘッド44の乾燥を防止するようになっている。The platen roller 28 sets a printing operation area for printing on the paper 25. Also,
A retracted position of the print head mechanism 21 when printing is stopped is set on one side of the platen roller 28, and a capping mechanism 51 is provided at this retracted position. The capping mechanism 51 includes a cap member 52 having a fitting portion 52a for fitting the print head 44, and a fitting member for moving and fitting the cap member 52 to the print head 44 when the carriage 23 is moved to the retracted position. The capping member 52 caps the print head 44 at the retracted position to prevent the print head 44 from drying.
【0027】また、印字ヘッド機構21が装着されたキ
ャリッジ23の下面には、光学式や磁気式等の非接触式
センサからなる図示しないエンコーダ素子が設けられて
いる。このエンコーダ素子の検出方向には、多数のスリ
ットを等間隔に有したタイミングスリット43がガイド
軸24に対して平行に設けられており、エンコーダ素子
は、キャリッジ23と共に主走査方向に移動したとき
に、タイミングスリット43のスリットを検出してエン
コーダ信号として出力するようになっている。そして、
エンコーダ信号は、図6に示すように、プリンタ・コン
トローラ17に入力されるようになっており、プリンタ
・コントローラ17は、エンコーダ信号を基にして上述
のプリントバッファ領域から位置データの読み出し処理
を実行するようになっている。On the lower surface of the carriage 23 on which the print head mechanism 21 is mounted, an encoder element (not shown) which is a non-contact sensor such as an optical or magnetic sensor is provided. A timing slit 43 having a large number of slits at equal intervals is provided in parallel with the guide shaft 24 in the detection direction of the encoder element. When the encoder element moves in the main scanning direction together with the carriage 23, The timing slit 43 is detected and output as an encoder signal. And
As shown in FIG. 6, the encoder signal is input to the printer controller 17, and the printer controller 17 executes the position data read processing from the print buffer area based on the encoder signal. It is supposed to do.
【0028】上記の構成において、印字実行中に、イン
ク切れ検出ルーチンがプリンタ・コントローラ17に実
行されることになる。即ち、先ず、図1に示すように、
判定部60に接続された信号線のチャンネルからインク
を噴射させるよう、プリンタ・コントローラ17からパ
ルス状の印字データがヘッド駆動部19に出力された場
合、インク切れ検出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チャンネル
の電極77に対して方形波状の駆動電圧を印加すること
になる。図3に示すように、例えば圧力チャンバー75
aからインクを噴射させる場合、電極77aには電圧V
を、又、電極77bにはGND電位を印加する。する
と、圧電側壁には矢印Cの電界が発生し、その結果、圧
電側壁76が剪断変形し、圧力チャンバー75の容積が
減少することになる。In the above arrangement, the printer controller 17 executes the ink shortage detection routine during printing. That is, first, as shown in FIG.
When the printer controller 17 outputs the pulsed print data to the head drive unit 19 so as to eject the ink from the channel of the signal line connected to the determination unit 60, the ink shortage detection routine is executed by interruption. The head drive unit 19 temporarily stores the print data,
When a print timing signal is input from the printer controller 17, a square wave drive voltage is applied to the electrode 77 of the channel corresponding to the print data. As shown in FIG. 3, for example, the pressure chamber 75
When ink is ejected from a, the voltage V is applied to the electrode 77a.
Further, the GND potential is applied to the electrode 77b. Then, an electric field indicated by an arrow C is generated on the piezoelectric side wall, and as a result, the piezoelectric side wall 76 is sheared and deformed, and the volume of the pressure chamber 75 is reduced.
【0029】この際、圧力チャンバー75aにインクが
存在していた場合には、圧力チャンバー75a…内のイ
ンクが加圧されることによって、圧力チャンバー75の
前方に配置されたノズルプレート73のノズル73aか
らインクが噴射されることになる。そして、駆動電圧の
印加が終了すると、圧電側壁76の変形状態が解除され
て圧力チャンバー75a…の容積が復帰されながら、イ
ンクカートリッジ30のインクが圧力チャンバー75a
に供給されることになる。従って、圧電側壁76は、変
形時の衝撃が常にインクにより緩衝された状態になって
いるため、変形時の物理的な共振による電極77aへの
逆起電圧の発生が抑制されたものになっている。これに
より、ヘッド駆動部19から電極77aに印加された駆
動電圧は、図9(a)に示すように、圧電側壁76の変
形時に生じる逆起電圧成分を含まない電圧状態となって
いる。At this time, if ink is present in the pressure chamber 75a, the ink in the pressure chamber 75a is pressurized, so that the nozzle 73a of the nozzle plate 73 arranged in front of the pressure chamber 75 is pressed. Ink will be ejected from. Then, when the application of the drive voltage is completed, the deformed state of the piezoelectric side wall 76 is released and the volume of the pressure chambers 75a ...
Will be supplied. Therefore, the piezoelectric side wall 76 is in a state in which the shock at the time of deformation is always buffered by the ink, so that the generation of the counter electromotive voltage to the electrode 77a due to the physical resonance at the time of deformation is suppressed. There is. As a result, the drive voltage applied from the head drive unit 19 to the electrode 77a is in a voltage state that does not include the counter electromotive voltage component generated when the piezoelectric sidewall 76 is deformed, as shown in FIG. 9A.
【0030】この後、図4に示すように、上記の駆動電
圧が判定部60に取り込まれると、バンドパスフィルタ
61は設定された物理的な共振周波数幅以外は通過され
ないため、逆起電圧成分を含まない駆動電圧は、バンド
パスフィルタ61により一定の低電圧の出力信号をとさ
れることになる(図9(b))。そして、この出力信号
が増幅器62および整流回路63においてそれぞれ増幅
(図9(c))および整流(図9(d))されると、基
準電圧未満の値となるため、コンパレータ回路64は、
ローレベルの判定信号を出力することになる(図9
(e))。After that, as shown in FIG. 4, when the drive voltage is taken into the judging section 60, the band-pass filter 61 does not pass any other than the set physical resonance frequency width, so that the counter electromotive voltage component is passed. The drive voltage not including the output signal is a constant low-voltage output signal by the bandpass filter 61 (FIG. 9B). When this output signal is amplified (FIG. 9C) and rectified (FIG. 9D) in the amplifier 62 and the rectifier circuit 63, respectively, the value becomes less than the reference voltage.
A low-level judgment signal will be output (see FIG. 9).
(E)).
【0031】上記の判定信号は、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
れ検出ルーチンを終了する。The above-mentioned judgment signal is taken in by the printer controller 17, as shown in FIG.
Then, the printer controller 17 ends the ink shortage detection routine by detecting the presence of ink based on the determination signal.
【0032】一方、電極77に駆動電圧が印加されたと
きに、圧力チャンバー75aにインクが存在していない
場合には、圧電側壁76の変形時の衝撃がインクにより
緩衝されないため、物理的な共振による逆起電圧を発生
させることになる。これにより、ヘッド駆動部19から
電極77aに印加された駆動電圧は、図10(a)に示
すように、圧電側壁76の変形時に生じる逆起電圧成分
を含んだ電圧状態なっている。On the other hand, when ink is not present in the pressure chamber 75a when the drive voltage is applied to the electrode 77, the shock when the piezoelectric side wall 76 is deformed is not buffered by the ink, so that physical resonance occurs. Will generate a back electromotive force. As a result, the drive voltage applied from the head drive unit 19 to the electrode 77a is in a voltage state including the counter electromotive voltage component generated when the piezoelectric sidewall 76 is deformed, as shown in FIG.
【0033】この後、図4に示すように、上記の駆動電
圧が判定部60に取り込まれると、バンドパスフィルタ
61において逆起電圧成分のみからなる出力信号とされ
た後(図10(b))、増幅器62および整流回路63
において、逆起電圧成分がそれぞれ増幅(図10
(c))および整流(図10(d))されることにな
る。そして、整流された信号は、基準電圧以上の電圧値
を有しているため、コンパレータ回路64は、ハイレベ
ルの判定信号を出力することになる(図10(e))。
この判定信号は、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、報知した後、インク切れ検
出ルーチンを終了することになる。After that, as shown in FIG. 4, when the driving voltage is taken into the judging section 60, it is converted into an output signal consisting of only the back electromotive voltage component in the band pass filter 61 (FIG. 10 (b)). ), Amplifier 62 and rectifier circuit 63
, The back electromotive force components are amplified (see FIG. 10).
(C)) and rectification (FIG. 10 (d)). Since the rectified signal has a voltage value equal to or higher than the reference voltage, the comparator circuit 64 outputs a high level determination signal (FIG. 10 (e)).
This determination signal is fetched by the printer controller 17, as shown in FIG. Then, the printer controller 17 detects the ink shortage based on the determination signal, thereby displaying or notifying that the ink is out on the operation panel 46, and then ends the ink shortage detection routine. .
【0034】尚、本実施形態においては、印字中にイン
ク切れ検知ルーチンを実行していたが、印字に先立ち、
キャリッジ23が退避位置に待機している状態で、イン
クを噴射させない波形を有する疑似記録信号を印字ヘッ
ド44の所定電極77に印加し、インク切れ検知ルーチ
ンを実行させるようにしても良い。さらに、上記の構成
によれば、印字ヘッドからインクを噴射する必要がない
ため、電極77に印加する駆動電圧を物理的な共振周波
数に設定して駆動すれば、より高いレベルでの逆起電圧
を得ることができ、より正確なインクの残量検出が可能
となる。In this embodiment, the ink shortage detection routine is executed during printing, but prior to printing,
In a state where the carriage 23 is on standby at the retracted position, a pseudo recording signal having a waveform that does not eject ink may be applied to the predetermined electrode 77 of the print head 44 to execute the ink shortage detection routine. Further, according to the above configuration, since it is not necessary to eject ink from the print head, if the drive voltage applied to the electrode 77 is set to a physical resonance frequency for driving, the counter electromotive voltage at a higher level is obtained. Therefore, it is possible to detect the remaining amount of ink more accurately.
【0035】尚、本実施形態においては、圧電側壁76
を駆動電圧の印加により変位させたときの逆起電圧成分
を基にしてインクの有無を検知するようになっている
が、これに限定されることはない。即ち、電極77に挟
まれた容量成分である圧電側壁76のインピーダンス成
分が存在することに着目し、このインピーダンス成分を
基にしてインクの有無を検知するようになっていても良
い。具体的には、ヘッド駆動部19の特定の2チャンネ
ル分のドライバ回路65・65の出力側にスイッチ回路
66・66およびコンデンサ68・68をそれぞれ直列
接続すると共に、一方のドライバ回路65に入力される
印字タイミング信号を反転させる第1反転回路67aを
スイッチ回路66・66に接続する。そして、スイッチ
回路66・66とコンデンサ68・68との間に第2反
転回路67bの入力側および出力側をそれぞれ接続し、
反転回路67の出力側をバッファ回路69を介して外部
出力させる発振出力系を構成しても良い。In this embodiment, the piezoelectric side wall 76 is provided.
The presence or absence of ink is detected based on the counter electromotive voltage component when the ink is displaced by application of a drive voltage, but the invention is not limited to this. That is, focusing on the existence of the impedance component of the piezoelectric side wall 76 which is the capacitance component sandwiched between the electrodes 77, the presence or absence of ink may be detected based on this impedance component. Specifically, the switch circuits 66 and 66 and the capacitors 68 and 68 are respectively connected in series to the output sides of the driver circuits 65 and 65 for the specific two channels of the head drive unit 19, and the output signals are input to one driver circuit 65. The first inverting circuit 67a for inverting the print timing signal is connected to the switch circuits 66, 66. Then, the input side and the output side of the second inverting circuit 67b are respectively connected between the switch circuits 66, 66 and the capacitors 68, 68,
An oscillation output system may be configured in which the output side of the inverting circuit 67 is externally output via the buffer circuit 69.
【0036】上記の構成によれば、図12の等価回路に
より表された圧電素子76の周波数特性は、図13に示
すように、インクの有無により変化し、結果として固有
固有共振周波数(f1 ,f2 )に応じた自励発振出力が
バッファ回路69の出力端子から出力されることにな
る。従って、この発振出力の周波数を基にしてインクの
有無を検知することが可能になる。そのため、微妙な電
圧を扱う電気回路を構成しなくとも大振幅の発振出力が
得られることになるため、構成が容易となり、コスト低
減につながると共に、高性能な残量検出を行うことが可
能となる。また、検出回路をヘッド駆動部19内に作り
込むことも可能となる。According to the above configuration, the frequency characteristic of the piezoelectric element 76 represented by the equivalent circuit of FIG. 12 changes depending on the presence or absence of ink as shown in FIG. 13, and as a result, the natural natural resonance frequency (f 1 , F 2 ), the self-excited oscillation output is output from the output terminal of the buffer circuit 69. Therefore, it becomes possible to detect the presence or absence of ink based on the frequency of this oscillation output. Therefore, a large-amplitude oscillation output can be obtained without constructing an electric circuit that handles a delicate voltage, which simplifies the configuration, reduces cost, and enables high-performance residual amount detection. Become. Further, the detection circuit can be built in the head drive unit 19.
【0037】[0037]
【発明の効果】請求項1の発明は、インクが充填された
インク室と圧電素子部材からなるアクチュエータとを有
し、駆動電圧の印加により前記アクチュエータを変位さ
せることによって、インク室内に圧力変動を与えてイン
ク液滴を被記録媒体に噴射する印字ヘッドと、前記アク
チュエータの機械的な共振により発生する信号の変化を
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
を有する構成である。これにより、印字ヘッドのアクチ
ュエータの機械的な共振の状態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、上述のようにインクカートリッジに電極
を設置する必要がなく、印字ヘッドとインク切れ検知手
段とでインク切れを検知するため、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置する必要がなくな
る。よって、ヘッドユニットの小型化やコスト削減を実
現することが可能となる。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
に前記電極につなが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残量検出がなされなかっ
たが、本発明の構成では上述のよう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という効果を奏する。According to the first aspect of the present invention, there is provided an ink chamber filled with ink and an actuator composed of a piezoelectric element member, and by displacing the actuator by applying a driving voltage, pressure fluctuations in the ink chamber can be achieved. The print head is configured to eject ink droplets onto a recording medium, and an ink shortage detection unit for detecting the presence or absence of ink based on a change in a signal generated by mechanical resonance of the actuator. As a result, the presence or absence of ink is detected based on the state of mechanical resonance of the actuator of the print head, so there is no need to install electrodes in the ink cartridge or the like as in the past, and the ink is not energized. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the ink due to the energization. Further, as described above, it is not necessary to install an electrode in the ink cartridge, and the ink is detected by the print head and the ink depletion detection means. Therefore, an electrical contact connected to the electrode at a portion of the head unit that receives the ink cartridge. There is no need to install a new cable or connection cable. Therefore, it is possible to reduce the size of the head unit and reduce the cost. Further, for example, in the case of an ink jet recording apparatus in which ink is replenished by exchanging the ink cartridge, accurate detection of the remaining amount is conventionally required without paying attention to the connection state with the electric contact or the connection cable connected to the electrode when the ink cartridge is exchanged. Although not done, in the configuration of the present invention, since the electrodes and the electrical contacts are not provided as described above, it is possible to easily handle the ink cartridge at the time of replacement.
【0038】請求項2の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、印字ヘッドの駆動時において生ずる前記アクチュエ
ータの機械的共振により発生する信号を監視するもので
ある構成である。これにより、印字動作時やフラッシン
グ等のメンテナンス動作時等において印字ヘッドが駆動
されたときのアクチュエータの機械的共振により発生す
る信号を監視することで、インク切れを検知する。よっ
て、インク切れを検知するために、アクチュエータに機
械的共振を生じさせる特別な機構や、特殊な信号を前記
アクチュエータに入力させる信号入力回路等を設置する
必要がなく、装置構成を簡略化できる。それと共に、印
字ヘッドの駆動時にインク切れを検知するため、インク
切れによるミスプリント等を発生させる前にインク切れ
を察知し、これら不具合を未然に防止することができる
という効果を奏する。According to a second aspect of the invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the ink out detection means monitors a signal generated by mechanical resonance of the actuator generated when the print head is driven. It is a structure that is. As a result, ink shortage is detected by monitoring a signal generated by mechanical resonance of the actuator when the print head is driven during a printing operation or a maintenance operation such as flushing. Therefore, it is not necessary to install a special mechanism that causes mechanical resonance in the actuator or a signal input circuit that inputs a special signal to the actuator in order to detect the ink exhaustion, and the device configuration can be simplified. At the same time, since the ink shortage is detected when the print head is driven, it is possible to detect the ink shortage before the misprint or the like due to the ink shortage occurs and prevent these problems from occurring.
【0039】請求項3の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、前記アクチュエータの機械的共振により発生する逆
起電圧の振幅変化に基づいてインクの有無を検知するも
のである構成である。これにより、コンパレータ等の比
較器を用いた簡単な回路を用いて、前記逆起電圧の振幅
変化を監視することができるようになり、インク切れ検
知手段を容易に実現できると共に、確実なインク切れの
検出を実行できるという効果を奏する。According to a third aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the ink depletion detecting means detects the presence / absence of ink based on a change in amplitude of a counter electromotive voltage generated by mechanical resonance of the actuator. Is a configuration for detecting the. As a result, it becomes possible to monitor the amplitude change of the back electromotive voltage using a simple circuit using a comparator such as a comparator, and it is possible to easily realize the ink shortage detection means and to reliably discharge the ink. There is an effect that the detection of can be performed.
【0040】請求項4の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、前記アクチュエータの機械的共振により発生する信
号の固有共振周波数の変化に基づいてインクの有無を検
知するものである構成である。これにより、固有共振周
波数においては、前記アクチュエータが機械的共振によ
り発生する信号が大きなレベル(振幅)で出力される。
そして、インクの有無によって前記固有共振周波数は異
なっている。よって、固有共振周波数に的を絞って信号
を検出すれば、信頼性の高いインク切れの検知を行うこ
とができる。さらに、例えばインク切れのときに前記ア
クチュエータが機械的共振より発生する信号の共振周波
数に検出ポイントをおき、そのときの出力レベルのみ検
出できる検出機構を採るようにすれば、確実なインク切
れ検知が実現できる。また、上述した通り、固有共振周
波数において出力される信号のレベルは大きく、アンプ
等の出力増幅回路を必要とせずに検出できるため、前記
検出機構を簡単な回路構成とすることができるという効
果を奏する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the ink-out detecting means detects ink based on a change in a natural resonance frequency of a signal generated by mechanical resonance of the actuator. This is a configuration for detecting the presence or absence. As a result, at the natural resonance frequency, the signal generated by the mechanical resonance of the actuator is output at a large level (amplitude).
The natural resonance frequency differs depending on the presence or absence of ink. Therefore, if the signal is detected by focusing on the natural resonance frequency, it is possible to highly reliably detect the ink exhaustion. Furthermore, for example, when a detection point is set at the resonance frequency of the signal generated by the mechanical resonance of the actuator when ink runs out, and a detection mechanism that can detect only the output level at that time is adopted, reliable ink runout detection can be performed. realizable. Further, as described above, since the level of the signal output at the natural resonance frequency is large and the signal can be detected without the need for an output amplifier circuit such as an amplifier, the detection mechanism can have a simple circuit configuration. Play.
【0041】請求項5の発明は、請求項4記載のインク
ジェット記録装置であって、前記インク切れ検知手段
は、前記アクチュエータにつながる自励発振回路を有し
ている構成である。これにより、発振回路を別個に設け
る場合よりも、インク切れ検知と自励発振回路とを一体
化した回路構成とすることによって、小型で簡単な回路
となり、製造コストを低減させることができるという効
果を奏する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the fourth aspect, wherein the ink out detection means has a self-excited oscillation circuit connected to the actuator. As a result, the circuit configuration in which the ink out detection and the self-excited oscillation circuit are integrated is made smaller than the case where the oscillation circuit is separately provided, so that the circuit is small and simple, and the manufacturing cost can be reduced. Play.
【0042】請求項6の発明は、請求項1記載のインク
ジェット記録装置であって、前記アクチュエータは、前
記インク室を構成する隔壁の少なくとも一部を成してい
る構成である。これにより、アクチュエータがインク室
内のインクの有無による影響を受け易くなるため、アク
チュエータの機械的な共振により発生する信号の変化が
顕著となり、インク切れ検知の精度を格段に向上させる
ことができるという効果を奏する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the actuator forms at least a part of a partition wall forming the ink chamber. As a result, since the actuator is easily affected by the presence or absence of ink in the ink chamber, the change in the signal generated by the mechanical resonance of the actuator becomes remarkable, and the accuracy of ink shortage detection can be significantly improved. Play.
【図1】印字ヘッドと判定部との接続状態を示す説明図
である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a connection state between a print head and a determination unit.
【図2】駆動電圧の印加前の印字ヘッドの状態を示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state of a print head before application of a drive voltage.
【図3】駆動電圧の印加後の印字ヘッドの状態を示す説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of the print head after application of a drive voltage.
【図4】判定部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a determination unit.
【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。FIG. 5 is a perspective view of an inkjet recording apparatus connected to an information processing apparatus.
【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。FIG. 6 is a block diagram of a control system of the inkjet recording apparatus.
【図7】インクカートリッジの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an ink cartridge.
【図8】インクジェット記録装置の要部斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a main part of the inkjet recording apparatus.
【図9】判定部における信号状態を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing signal states in a determination unit.
【図10】判定部における信号状態を示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram showing signal states in a determination unit.
【図11】ヘッド駆動部の回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram of a head drive unit.
【図12】発振出力系の等価回路図である。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of an oscillation output system.
【図13】インクの有無におけるインピーダンスと周波
数との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between impedance and frequency with and without ink.
17 プリンタ・コントローラ 19 ヘッド駆動部 44 印字ヘッド 60 判定部 61 バンドパスフィルタ 62 増幅器 63 整流回路 64 コンパレータ回路 65 ドライバ回路 66 スイッチ回路 67a 第1反転回路 67b 第2反転回路 63 整流回路 68 コンデンサ 69 バッファ回路 71 圧電基板 72 上部カバー 73 ノズルプレート 74 プリント基板 75 圧力チャンバー 76 圧電側壁 77 電極 78 貫通口 79 電極端子 17 Printer Controller 19 Head Drive Unit 44 Print Head 60 Judgment Unit 61 Band Pass Filter 62 Amplifier 63 Rectifier Circuit 64 Comparator Circuit 65 Driver Circuit 66 Switch Circuit 67a First Inversion Circuit 67b Second Inversion Circuit 63 Rectification Circuit 68 Capacitor 69 Buffer Circuit 71 Piezoelectric Substrate 72 Top Cover 73 Nozzle Plate 74 Printed Circuit Board 75 Pressure Chamber 76 Piezoelectric Sidewall 77 Electrode 78 Through Port 79 Electrode Terminal
Claims (6)
部材からなるアクチュエータとを有し、駆動電圧の印加
により前記アクチュエータを変位させることによって、
インク室内に圧力変動を与えてインク液滴を被記録媒体
に噴射する印字ヘッドと、 前記アクチュエータの機械的な共振により発生する信号
の変化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。1. An ink chamber filled with ink, and an actuator composed of a piezoelectric element member, wherein the actuator is displaced by applying a drive voltage,
A print head that applies a pressure fluctuation in the ink chamber and ejects ink droplets onto a recording medium; and an ink out detection unit that detects the presence or absence of ink based on a change in a signal generated by mechanical resonance of the actuator. An inkjet recording apparatus comprising:
の駆動時において生ずる前記アクチュエータの機械的共
振により発生する信号を監視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。2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink depletion detection means monitors a signal generated by mechanical resonance of the actuator generated when the print head is driven.
ュエータの機械的共振により発生する逆起電圧の振幅変
化に基づいてインクの有無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. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink depletion detection unit detects the presence or absence of ink based on a change in the amplitude of the counter electromotive voltage generated by mechanical resonance of the actuator. Recording device.
ュエータの機械的共振により発生する信号の固有共振周
波数の変化に基づいてインクの有無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。4. The ink shortage detection means is for detecting the presence or absence of ink based on a change in a natural resonance frequency of a signal generated by mechanical resonance of the actuator. Inkjet recording device.
ュエータにつながる自励発振回路を有していることを特
徴とする請求項4記載のインクジェット記録装置。5. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein the ink depletion detection unit has a self-excited oscillation circuit connected to the actuator.
構成する隔壁の少なくとも一部を成していることを特徴
とする請求項1記載のインクジェット記録装置。6. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the actuator forms at least a part of a partition wall forming the ink chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10313996A JPH09267488A (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Ink jet recording device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09267488A true JPH09267488A (en) | 1997-10-14 |
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JP (1) | JPH09267488A (en) |
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