JP2003118100A - Liquid ejection recorder and its driving method - Google Patents

Liquid ejection recorder and its driving method

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JP2003118100A
JP2003118100A JP2001318690A JP2001318690A JP2003118100A JP 2003118100 A JP2003118100 A JP 2003118100A JP 2001318690 A JP2001318690 A JP 2001318690A JP 2001318690 A JP2001318690 A JP 2001318690A JP 2003118100 A JP2003118100 A JP 2003118100A
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JP
Japan
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high frequency
drive
impedance
driving
time
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Application number
JP2001318690A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Shinkawa
修 新川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the recording time while enhancing stability in the flight of recording liquid by detecting variation in the liquid level or the viscosity of recording liquid easily under actual driving state where recording liquid drop generating operation is in progress thereby grasping the situation of a sound source accurately. SOLUTION: An acoustic lens 6 is disposed on the bottom part of an ink containing section 2 and a piezoelectric element 5 is disposed on the lower surface of the acoustic lens 6. The piezoelectric element 5 is applied with a high frequency driving voltage from a drive circuit 7 to generate an ultrasonic wave from the acoustic lens 6 and then the ultrasonic wave is converged to the liquid level of ink. A current flowing through the piezoelectric element 5 is detected by an impedance detecting circuit 10 and an impedance detection signal is delivered to an ultrasonic energy decision circuit 20. Variation in the liquid level and the viscosity of ink is then detected based on the variation in the impedance detection signal from a reference voltage and a drive control circuit 40 controls the frequency or amplitude of the high frequency driving voltage from the drive circuit 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子で発生さ
せる超音波を記録液体表面に収束させて、この記録液体
表面から液滴を記録媒体に向けて飛翔させるようにした
液滴噴射記録装置及びその駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a droplet jet recording apparatus in which ultrasonic waves generated by a piezoelectric element are converged on the surface of a recording liquid and droplets are ejected from the surface of the recording liquid toward a recording medium. And its driving method.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の液滴噴射記録装置としては、例
えば特開平6−17657号公報に記載されているもの
が知られている。この従来例は、複数の超音波振動子を
備え、複数の緒音波振動子から位相の制御された超音波
を送信して1つの収束超音波を形成することにより、収
束超音波の収束点近傍のインクを放出させて紙などの記
録媒体に付着させることにより、記録媒体に多数のドッ
トによる記録を行う超音波プリンタが記載されている。
2. Description of the Related Art As a droplet jet recording apparatus of this type, one described in, for example, JP-A-6-17657 is known. In this conventional example, a plurality of ultrasonic transducers are provided, and the ultrasonic waves whose phases are controlled are transmitted from the plurality of ultrasonic transducers to form one converged ultrasonic wave. There is described an ultrasonic printer in which the ink is ejected and adhered to a recording medium such as paper to perform recording with a large number of dots on the recording medium.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、収束超音波を用いてインク液滴を飛翔
させる関係で、音響レンズからインク中を伝播する超音
波の焦点をインク液面とするために、音響レンズとイン
ク液面との位置関係を、超音波の1/4波長の奇数倍に
正確に保持しなければ、インク液面に高い音圧が得られ
ず、適正なインク液滴を生成することができないという
未解決の課題がある。
However, in the above-mentioned conventional example, the focus of the ultrasonic waves propagating through the ink from the acoustic lens is changed to the ink liquid surface in order to fly the ink droplets by using the converged ultrasonic waves. Therefore, unless the positional relationship between the acoustic lens and the ink liquid surface is accurately maintained at an odd multiple of 1/4 wavelength of the ultrasonic wave, a high sound pressure cannot be obtained on the ink liquid surface and the proper ink There is an unsolved problem that droplets cannot be generated.

【0004】超音波波長による位置関係を阻害する要因
としては、主にインク液面の高さ変化、インク粘度や温
度変化によるインク音速の変化或いは励振周波数の変化
等が挙げられる。これらの要因の変化を検出するため
に、インク液面の高さを検知するセンサや超音波振動子
の駆動回路の他に超音波を受信する受信回路を設けて反
射圧を測定し、インク液面の高さや音速、粘度を測定す
る等の方法が取られている。
Factors that impede the positional relationship due to the ultrasonic wavelength are mainly a change in the height of the ink surface, a change in the ink sound velocity due to a change in ink viscosity or temperature, or a change in the excitation frequency. In order to detect changes in these factors, in addition to the sensor that detects the height of the ink surface and the drive circuit of the ultrasonic transducer, a receiving circuit that receives ultrasonic waves is installed to measure the reflected pressure, Methods such as measuring surface height, sound velocity, and viscosity are used.

【0005】しかし、各種阻害要因の変化をセンサで検
出する場合には、別途センサを設ける必要があり製造コ
ストが嵩むと共に、各種阻害要因毎に個別にセンサを設
けなければならず、構成が複雑となるという未解決の課
題がある。また、超音波振動子自体を利用した送受信測
定方式では、測定をしている間、インク液面を静定させ
る必要があり、この間インク液滴生成動作を行うことが
できず、駆動時間の他に計測のための時間を必要とし
て、インク吐出時間がその分遅くなり、印字速度の低下
につながるという未解決の課題もある。
However, in the case of detecting changes in various obstructive factors with a sensor, it is necessary to provide a separate sensor, which increases the manufacturing cost, and a sensor must be provided for each obstructive factor, resulting in a complicated structure. There is an unsolved problem of becoming. In addition, in the transmission / reception measurement method using the ultrasonic transducer itself, it is necessary to settle the ink surface during the measurement, and the ink droplet generation operation cannot be performed during this time, and the driving time In addition, there is an unsolved problem that the time for measuring is required, and the ink ejection time is delayed by that much, which leads to a decrease in printing speed.

【0006】このように、従来例では、インク液滴生成
動作を行う実駆動時の状況をリアルタイムに検知するこ
とが困難であり、現実的な方法で音源の状況を把握しイ
ンク吐出の安定性を向上させることが望まれている。そ
こで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目して
なされたものであり、記録液滴生成動作を行っている実
駆動状態で、前述した阻害要因の検出を容易に行って、
音源の状況を正確に把握し、記録液体の飛翔の安定性を
向上させながら記録時間を短縮することができる液滴噴
射記録装置及びその駆動方法を提供することを目的とし
ている。
As described above, in the conventional example, it is difficult to detect in real time the state of actual driving in which the ink droplet generation operation is performed, and the state of the sound source is grasped by a realistic method to stabilize the ink ejection. Is desired to be improved. Therefore, the present invention has been made by paying attention to the unsolved problem of the above-mentioned conventional example, and in the actual driving state in which the recording droplet generation operation is performed, the above-mentioned inhibition factors are easily detected,
An object of the present invention is to provide a droplet jet recording apparatus and a driving method thereof, which can accurately grasp the situation of a sound source and improve the stability of flight of the recording liquid while shortening the recording time.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記目的を達成するた
めに、請求項1に係る液滴噴射記録装置は、圧電素子の
上面に配設した音響レンズを記録液体収納部に配設し、
前記圧電素子を高周波駆動手段で高周波駆動することに
より、前記音響レンズから発生される超音波を記録液体
収納部の記録液体表面に収束させて記録液滴を飛翔させ
るようにした液滴噴射記録装置において、前記高周波駆
動手段で前記圧電素子を駆動する駆動系のインピーダン
スを検知するインピーダンス検知手段と、該インピーダ
ンス検知手段で検知したインピーダンス検知信号に基づ
いて超音波のエネルギが適正であるか否かを判断する超
音波エネルギ判断手段と、該超音波エネルギ判断手段の
判断結果に基づいて前記高周波駆動手段を駆動制御する
駆動制御手段とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the liquid droplet jet recording apparatus according to the first aspect, an acoustic lens disposed on the upper surface of the piezoelectric element is disposed in the recording liquid storage portion,
A liquid droplet jet recording apparatus in which ultrasonic waves generated from the acoustic lens are converged on the surface of the recording liquid in the recording liquid container to fly the recording liquid droplets by driving the piezoelectric element at a high frequency by a high frequency driving means. In the impedance detection means for detecting the impedance of the drive system for driving the piezoelectric element by the high frequency drive means, and whether the ultrasonic energy is proper based on the impedance detection signal detected by the impedance detection means. It is characterized by comprising ultrasonic energy judging means for judging, and drive control means for driving and controlling the high frequency driving means based on the judgment result of the ultrasonic energy judging means.

【0008】また、請求項2に係る液滴噴射記録装置
は、請求項1に係る発明において、前記インピーダンス
検知手段は、圧電素子の駆動電流を検出する駆動電流検
出手段と、該駆動電流検出手段で検出した駆動電流を直
流電圧変化に変換する電流波形処理手段と、該電流波形
処理手段の出力電圧と基準電圧とを比較する比較手段と
を有し、該比較手段からインピーダンス検知信号が出力
されることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the droplet jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the impedance detecting means is a drive current detecting means for detecting a drive current of the piezoelectric element, and the drive current detecting means. Has a current waveform processing means for converting the drive current detected by 1. into a DC voltage change, and a comparison means for comparing the output voltage of the current waveform processing means with a reference voltage, and the impedance detection signal is output from the comparison means. It is characterized by that.

【0009】さらに、請求項3に係る液滴噴射記録装置
は、請求項1又は2に係る発明において、前記超音波エ
ネルギ判断手段は、インピーダンス検知信号に基づいて
駆動開始からインピーダンスの変化点までのインピーダ
ンス変化時間を計測し、該インピーダンス変化時間に基
づいて駆動焦点距離の液面と音圧の位置関係が適正で、
記録液体液面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定
在波により超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されてい
るか否かを判断するように構成されていることを特徴と
している。
Further, in the liquid droplet jetting recording apparatus according to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the ultrasonic energy judging means detects the impedance from the driving start to the impedance change point. The impedance change time is measured, and the positional relationship between the liquid surface of the driving focal length and the sound pressure is proper based on the impedance change time,
It is characterized in that it is configured to judge whether or not the ultrasonic energy is properly accumulated / amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens.

【0010】さらにまた、請求項4に係る液滴噴射記録
装置は、請求項3に係る発明において、前記駆動制御手
段は、超音波エネルギ判断手段の判断結果がインピーダ
ンス変化時間が最適時間より短い場合に高周波駆動手段
の高周波駆動信号の周波数を低くし、最適時間より長い
場合に高周波駆動手段の高周波駆動信号の周波数を高く
する制御を行うように構成されていることを特徴として
いる。
Furthermore, in the liquid droplet jet recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the drive control means determines that the ultrasonic energy determination means determines that the impedance change time is shorter than the optimum time. Further, it is characterized in that the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means is lowered, and when the time is longer than the optimum time, the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means is increased.

【0011】なおさらに、請求項5に係る液滴噴射記録
装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記超音
波エネルギ判断手段は、インピーダンス検知信号に基づ
いてインピーダンスの変化点から次の変化点までの振幅
時間を計測し、記録液体の粘度が適正で、記録液体液面
と音響レンズ間に発生する記録液体中の定在波により超
音波エネルギが適正に蓄積・増幅されているか否かを判
断するように構成されていることを特徴としている。
Furthermore, in the liquid droplet jet recording apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the ultrasonic energy determining means changes from the impedance change point to the next change based on the impedance detection signal. The amplitude time to the point is measured, and whether the viscosity of the recording liquid is appropriate and whether the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens It is characterized in that it is configured to judge.

【0012】また、請求項6に係る液滴噴射記録装置
は、請求項5に係る発明において、駆動制御手段は、超
音波エネルギ判断手段の判断結果が振幅時間が最適振幅
時間より短い場合に高周波駆動手段の駆動電圧を高く
し、最適時間より長い場合に高周波駆動手段の駆動電圧
を低くする制御を行うように構成されていることを特徴
としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the liquid drop jet recording apparatus according to the fifth aspect, wherein the drive control means produces a high frequency when the determination result of the ultrasonic energy determination means is shorter than the optimum amplitude time. It is characterized in that the driving voltage of the driving means is increased, and the driving voltage of the high frequency driving means is lowered when the driving time is longer than the optimum time.

【0013】さらに、請求項7に係る液滴噴射記録装置
は、請求項1又は2に係る発明において、前記超音波エ
ネルギ判断手段は、インピーダンス検知信号に基づいて
駆動開始からインピーダンスの変化点までのインピーダ
ンス変化時間を計測し、該インピーダンス変化時間に基
づいて駆動焦点距離の液面と音圧の位置関係が適正で、
記録液体液面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定
在波により超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されてい
るか否かを判断する第1の判断手段と、インピーダンス
の変化点から次の変化点までの振幅時間を計測し、記録
液体の粘度が適正で、記録液体液面と音響レンズ間に発
生する記録液体中の定在波により超音波エネルギが適正
に蓄積・増幅されているか否かを判断する第2の判断手
段とを備え、前記駆動制御手段は、前記第1の判断手段
の判断結果がインピーダンス変化時間が最適時間より短
い場合に高周波駆動手段の高周波駆動信号の周波数を低
くし、最適時間より長い場合に高周波駆動手段の高周波
駆動信号の周波数を高くする制御を行う第1の駆動制御
手段と、前記第2の判断手段の判断結果が振幅時間が最
適振幅時間より短い場合に高周波駆動手段の駆動電圧を
高くし、最適時間より長い場合に高周波駆動手段の駆動
電圧を低くする制御を行う第2の駆動制御手段とを備え
ていることを特徴としている。
Further, in the liquid droplet jet recording apparatus according to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the ultrasonic energy determining means detects the impedance from the drive start to the impedance change point. The impedance change time is measured, and the positional relationship between the liquid surface of the driving focal length and the sound pressure is proper based on the impedance change time,
The first judging means for judging whether or not the ultrasonic energy is appropriately accumulated / amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens, and the following from the point of change of impedance: Measure the amplitude time to the change point, and confirm that the viscosity of the recording liquid is appropriate and that the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. The drive control means lowers the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means when the result of the determination by the first determination means is shorter than the optimum time. However, the first drive control means for controlling the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means to be increased when the time is longer than the optimum time, and the determination result of the second determination means is that the amplitude time is shorter than the optimum amplitude time. High frequency drive voltage of the drive means to increase the is characterized in that it comprises a second drive control means for performing control to lower the driving voltage of the high frequency drive unit is longer than the optimum time when.

【0014】さらにまた、請求項8に係る液滴噴射記録
装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記超音
波エネルギ判断手段は、前記第1の判断手段及び第2の
判断手段を選択する選択手段を有し、該選択手段は、前
記第1の判断手段の判断結果が第1の許容範囲に収束し
た後に、前記第2の判断手段を選択し、当該第2の判断
手段の判断結果が第2の許容範囲に収束した後に前記第
1の判断手段を選択することを繰り返すように構成され
ていることを特徴としている。
Furthermore, in the liquid droplet jet recording apparatus according to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the ultrasonic energy determining means selects the first determining means and the second determining means. Selecting means for selecting the second judging means after the result of the judgment by the first judging means converges to the first allowable range, and the judgment by the second judging means. It is characterized in that the selection of the first judging means is repeated after the result converges to the second allowable range.

【0015】なおさらに、請求項9に係る液滴噴射記録
装置の駆動方法は、圧電素子の上面に配設した音響レン
ズを記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆
動手段で高周波駆動することにより、前記音響レンズか
ら発生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に
収束させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記
録装置の駆動方法において、前記高周波駆動手段で前記
圧電素子を駆動するステップと、前記圧電素子の駆動状
態で圧電素子を含む駆動系のインピーダンスを検知する
ステップと、検知したインピーダンスに基づいて超音波
のエネルギが適正であるか否かを判断するステップと、
超音波のエネルギが適正であるか否かの判断結果に基づ
いて前記高周波駆動手段を駆動制御するステップとを備
えたことを特徴としている。
Further, according to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for driving a droplet jet recording apparatus, wherein an acoustic lens disposed on the upper surface of a piezoelectric element is disposed in a recording liquid storage section and the piezoelectric element is driven by a high frequency drive means to a high frequency. A driving method of a droplet jet recording apparatus, wherein the ultrasonic waves generated from the acoustic lens are converged on the surface of the recording liquid in the recording liquid container to fly the recording droplets by driving the high frequency driving means. Driving the piezoelectric element, detecting the impedance of a drive system including the piezoelectric element in the driving state of the piezoelectric element, and determining whether the ultrasonic energy is appropriate based on the detected impedance Steps to
Driving control of the high-frequency driving means based on a result of determination as to whether or not ultrasonic energy is appropriate.

【0016】また、請求項10に係る液滴噴射記録装置
の駆動方法は、圧電素子の上面に配設した音響レンズを
記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆動手
段で高周波駆動することにより、前記音響レンズから発
生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に収束
させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記録装
置の駆動方法において、前記高周波駆動手段で前記圧電
素子を駆動するステップと、前記圧電素子の駆動状態で
圧電素子を含む駆動系のインピーダンスを検知するステ
ップと、検知したインピーダンスに基づいて駆動開始か
らインピーダンスの変化点までのインピーダンス変化時
間を計測し、該インピーダンス変化時間に基づいて駆動
焦点距離の液面と音圧の位置関係が適正で、記録液体液
面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定在波により
超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されているか否かを
判断するステップと、超音波のエネルギが適正であるか
否かの判断結果に基づいて前記高周波駆動手段を駆動制
御するステップとを備えたことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of driving a droplet jet recording apparatus, wherein an acoustic lens disposed on the upper surface of a piezoelectric element is disposed in a recording liquid storage section, and the piezoelectric element is driven at a high frequency by a high frequency drive means. In the driving method of the droplet jet recording apparatus, the ultrasonic wave generated from the acoustic lens is converged on the surface of the recording liquid in the recording liquid container to fly the recording droplets. Driving the piezoelectric element, detecting the impedance of a drive system including the piezoelectric element in the drive state of the piezoelectric element, and measuring the impedance change time from the start of driving to the impedance change point based on the detected impedance Then, based on the impedance change time, the positional relationship between the liquid surface at the driving focal length and the sound pressure is appropriate, and the liquid surface between the recording liquid and the acoustic lens is The step of determining whether or not the ultrasonic energy is properly accumulated / amplified by the standing wave generated in the recording liquid, and the high frequency drive based on the determination result of whether or not the ultrasonic energy is appropriate And drivingly controlling the means.

【0017】さらにまた、請求項11に係る液滴噴射記
録装置の駆動方法は、圧電素子の上面に配設した音響レ
ンズを記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波
駆動手段で高周波駆動することにより、前記音響レンズ
から発生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面
に収束させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射
記録装置の駆動方法において、前記高周波駆動手段で前
記圧電素子を駆動するステップと、前記圧電素子の駆動
状態で圧電素子を含む駆動系のインピーダンスを検知す
るステップと、インピーダンスの変化点から次の変化点
までの振幅時間を計測し、記録液体の粘度が適正で、記
録液体液面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定在
波により超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されている
か否かを判断するステップと、超音波のエネルギが適正
であるか否かの判断結果に基づいて前記高周波駆動手段
を駆動制御するステップとを備えたことを特徴としてい
る。
Furthermore, in the method of driving the liquid droplet jetting recording apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, the acoustic lens disposed on the upper surface of the piezoelectric element is disposed in the recording liquid storage section, and the piezoelectric element is driven to a high frequency by high frequency driving means. A driving method of a droplet jet recording apparatus, wherein the ultrasonic waves generated from the acoustic lens are converged on the surface of the recording liquid in the recording liquid container to fly the recording droplets by driving the high frequency driving means. And driving the piezoelectric element, detecting the impedance of the drive system including the piezoelectric element in the driving state of the piezoelectric element, measuring the amplitude time from the impedance change point to the next change point, and recording liquid. Whether the ultrasonic energy is properly accumulated / amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the recording liquid surface and the acoustic lens. And step is characterized by comprising the step of driving and controlling the high frequency drive unit on the basis of whether or not the determination result ultrasonic wave energy is appropriate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
について説明する。図1は本発明の第1の実施形態を示
す概略構成図である。図中、1は液滴噴射記録装置であ
って、内部に記録液体としてのインクを収納したインク
収納部2を形成し且つ上面にインク液滴を飛翔させるノ
ズル3を形成したケース体4と、このケース体4におけ
るインク収納部2の底部に配設された圧電素子5で発生
される超音波をノズル3位置のインク液面に収束させる
音響レンズ6と、圧電素子5に高周波駆動電圧を印加し
て圧電素子5を高周波駆動する駆動回路7と、この駆動
回路7による圧電素子5の駆動状態からインピーダンス
を検知するインピーダンス検知回路10と、このインピ
ーダンス検知回路10で検知したインピーダンスに基づ
いて超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されているか否
かを判断する超音波エネルギ判断回路20と、この超音
波エネルギ判断回路20の判断結果に基づいて駆動回路
7で発生させる高周波駆動電圧の周波数を制御する駆動
制御回路40とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a droplet jet recording apparatus, and a case body 4 in which an ink containing portion 2 containing ink as a recording liquid is formed inside and a nozzle 3 for ejecting ink droplets is formed on an upper surface, An acoustic lens 6 for converging the ultrasonic waves generated by the piezoelectric element 5 arranged at the bottom of the ink containing section 2 in the case body 4 to the ink liquid surface at the nozzle 3 position, and a high frequency drive voltage is applied to the piezoelectric element 5. A driving circuit 7 for driving the piezoelectric element 5 at a high frequency, an impedance detecting circuit 10 for detecting impedance from the driving state of the piezoelectric element 5 by the driving circuit 7, and an ultrasonic wave based on the impedance detected by the impedance detecting circuit 10. An ultrasonic energy judgment circuit 20 for judging whether or not the energy is properly accumulated / amplified, and a judgment result of the ultrasonic energy judgment circuit 20. There are and a drive control circuit 40 for controlling the frequency of the high frequency drive voltage generated by the drive circuit 7.

【0019】インピーダンス検知回路10は、図2に示
すように、一端に駆動回路7から高周波駆動電圧が供給
される圧電素子5の他端がシャント抵抗Rsを介して接
地され、圧電素子5とシャント抵抗Rsとの接続点で検
出されるインク液滴が飛翔する過程で液面が盛り上がる
際に圧電素子5側から見た負荷インピーダンスの変化を
表す電流変化を電流波形処理回路11に供給する。この
電流波形処理回路11は、増幅器12と、この増幅器1
2の増幅出力を全波整流する全波整流器13と、この全
波整流器13の整流出力をフィルタ処理して整流出力の
包絡線を抽出するフィルタ14とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the impedance detection circuit 10 has a piezoelectric element 5 whose one end is supplied with a high-frequency drive voltage from the drive circuit 7, and the other end of which is grounded via a shunt resistor Rs. The current waveform processing circuit 11 is supplied with a current change representing a change in the load impedance seen from the piezoelectric element 5 side when the liquid surface rises in the process of the ink droplet detected at the connection point with the resistor Rs flying. The current waveform processing circuit 11 includes an amplifier 12 and the amplifier 1.
The full-wave rectifier 13 performs full-wave rectification on the amplified output of No. 2, and the filter 14 that filters the rectified output of the full-wave rectifier 13 to extract the envelope of the rectified output.

【0020】そして、電流波形処理回路11から出力さ
れる波形処理信号が比較器15の一方の入力側に供給さ
れ、この比較器15の他方の入力側に発振設定電圧入力
端子t1と接地との間に介挿された分圧抵抗R1及びR
2で構成される基準電圧発生器16から出力される基準
電圧Vref が供給され、この比較器15から波形処理信
号Sp が基準電圧Vref を下回っているときにオン状態
となり、逆に波形処理信号Sp が基準電圧Vref を上回
っているときにオフ状態となる比較信号がインピーダン
ス検知信号Siとして超音波エネルギ判断回路20に出
力される。
The waveform processing signal output from the current waveform processing circuit 11 is supplied to one input side of the comparator 15, and the other input side of the comparator 15 is connected to the oscillation setting voltage input terminal t1 and ground. Voltage dividing resistors R1 and R interposed between
The reference voltage Vref output from the reference voltage generator 16 composed of 2 is supplied, and when the waveform processing signal Sp from this comparator 15 is below the reference voltage Vref, it is turned on and conversely. When the voltage exceeds the reference voltage Vref, a comparison signal that is turned off is output to the ultrasonic energy determination circuit 20 as the impedance detection signal Si.

【0021】超音波エネルギ判断回路9は、図3に示す
ように、インピーダンス検知回路10の比較器15から
出力されるインピーダンス検知信号Siが入力されるD
型フリップフロップ回路で構成されるラッチ回路21
と、このラッチ回路21の否定出力端子Q′から出力さ
れるラッチ出力と後述するタイミング信号発生器からイ
ンバータ22aを介して入力される反転タイミング信号
St′とクロックパルスCpとが入力されるアンドゲー
ト22と、このアンドゲート22の出力パルスに基づい
てインク液面と音響レンズ6の焦点との誤差を検出する
誤差検出回路23と、駆動回路7で発生させる高周波駆
動電圧の発生時間を設定するタイミング信号St を発生
するタイミング信号発生器28と、このタイミング信号
発生器28で発生されたタイミング信号St に基づいて
読込許可信号SLを発生する読込許可信号発生器29
と、この読込許可信号発生器29から出力される読込許
可信号SLのエッジを検出してリセット信号SRを出力
するエッジ検出回路30とで構成されている。
As shown in FIG. 3, the ultrasonic energy determination circuit 9 receives the impedance detection signal Si output from the comparator 15 of the impedance detection circuit 10 as a D input.
Circuit 21 composed of a flip-flop circuit
AND gate to which the latch output output from the negative output terminal Q'of the latch circuit 21 and the inverted timing signal St 'and the clock pulse Cp input from the timing signal generator described later via the inverter 22a are input. 22, an error detection circuit 23 for detecting an error between the ink surface and the focus of the acoustic lens 6 based on the output pulse of the AND gate 22, and a timing for setting the generation time of the high frequency drive voltage generated by the drive circuit 7. A timing signal generator 28 for generating a signal St and a read permission signal generator 29 for generating a read permission signal SL based on the timing signal St generated by the timing signal generator 28.
And an edge detection circuit 30 that detects an edge of the read permission signal SL output from the read permission signal generator 29 and outputs a reset signal SR.

【0022】誤差検出回路23は、アンドゲート22の
出力パルスをカウントしてエネルギ増幅時間を計測する
エネルギ増幅時間計測用カウンタ24と、このエネルギ
増幅時間計測用カウンタ24のカウント値と増幅時間記
憶回路25に予め記憶された増幅時間とが入力され、カ
ウント値から増幅時間を減算する増幅時間誤差演算器2
6と、この増幅時間誤差演算器26から出力される増幅
時間誤差を保持してエネルギ判断信号SEとして駆動制
御回路40に出力するレジスタ27とを備えている。
The error detection circuit 23 counts the output pulse of the AND gate 22 and measures the energy amplification time, and the energy amplification time measurement counter 24. The count value of the energy amplification time measurement counter 24 and the amplification time storage circuit. Amplification time error calculator 2 for inputting the amplification time previously stored in 25 and subtracting the amplification time from the count value
6 and a register 27 that holds the amplification time error output from the amplification time error calculator 26 and outputs it to the drive control circuit 40 as an energy determination signal SE.

【0023】そして、読込許可信号発生器29から出力
される読込許可信号SLがレジスタ27の否定入力端子
に供給され、エッジ検出回路30から出力されるリセッ
ト信号SRがラッチ回路21及びエネルギ増幅時間計測
用カウンタ24に供給されている。ここで、読込許可信
号発生器29は、タイミング信号発生器28から出力さ
れるタイミング信号Stが入力されるD端子に入力され
ると共に、クロック入力端子にクロックパルスCpが入
力されるD型フリップフロップ29aと、このD型フリ
ップフロップ29aの肯定出力端子Qから出力される出
力信号がD端子に入力され、且つクック入力端子にクロ
ックパルスCpがインバータ29bを介して入力される
D型フリップフロップ29cと、フリップフロップ29
aの肯定出力端子Qから出力される出力信号及フリップ
フロップ29cの否定出力端子Qから出力される出力信
号とが入力されるナンド回路29dとで構成されてい
る。
The read enable signal SL output from the read enable signal generator 29 is supplied to the negative input terminal of the register 27, and the reset signal SR output from the edge detection circuit 30 is measured by the latch circuit 21 and the energy amplification time. Is supplied to the counter 24. Here, the read permission signal generator 29 is input to the D terminal to which the timing signal St output from the timing signal generator 28 is input and the D-type flip-flop to which the clock pulse Cp is input to the clock input terminal. 29a and a D-type flip-flop 29c to which an output signal output from the positive output terminal Q of the D-type flip-flop 29a is input to the D terminal, and a clock pulse Cp is input to the cook input terminal via the inverter 29b. , Flip-flop 29
and a NAND circuit 29d to which the output signal output from the positive output terminal Q of a and the output signal output from the negative output terminal Q of the flip-flop 29c are input.

【0024】駆動制御回路40は、図4に示すように、
超音波エネルギ判断回路20のレジスタ27から入力さ
れる増幅時間誤差に比例ゲインGpを乗算する比例ゲイ
ン乗算器41と、増幅時間誤差に積分ゲインGiを乗算
する積分ゲイン乗算器42と、この積分ゲイン乗算器4
2の出力を積分する積分器43と、比例ゲイン乗算器4
1の出力と積分器43の出力とを加算する加算器44
と、加算器44の加算出力の前回値を保持する前回値レ
ジスタ45に保持されている前回値に加算する加算器4
6と、加算器46の加算出力を今回の周波数指令値とし
て保持する今回値レジスタ47と、この今回値レジスタ
47で保持された周波数指令値をアナログ電圧に変換す
るD/A変換器48とを備えており、D/A変換器48
から出力されるアナログ電圧が周波数指令値Vtfとし
て駆動回路7に出力される。
The drive control circuit 40, as shown in FIG.
A proportional gain multiplier 41 that multiplies the amplification time error input from the register 27 of the ultrasonic energy determination circuit 20 by the proportional gain Gp, an integral gain multiplier 42 that multiplies the amplification time error by the integral gain Gi, and this integral gain. Multiplier 4
Integrator 43 for integrating the output of 2 and proportional gain multiplier 4
Adder 44 for adding the output of 1 and the output of the integrator 43
And an adder 4 that adds the previous value of the addition output of the adder 44 to the previous value held in the previous value register 45
6, a current value register 47 that holds the addition output of the adder 46 as the current frequency command value, and a D / A converter 48 that converts the frequency command value held by the current value register 47 into an analog voltage. Equipped with a D / A converter 48
The analog voltage output from is output to the drive circuit 7 as the frequency command value Vtf.

【0025】ここで、前回値レジスタ45は前述した超
音波エネルギ判断回路20のタイミング信号発生器28
からタイミング信号Stが供給され、このタイミング信
号Stがオフ状態からオン状態に立ち上がる時点で加算
器46の加算出力を前回値として保持する。また、今回
値レジスタ47は超音波エネルギ判断回路20のエッジ
検出回路30から出力されるリセット信号SRが供給さ
れ、このリセット信号SRのオン状態からオフ状態への
立ち下がり時点で加算器46の加算出力を周波数指令値
として保持する。なお、前回値レジスタ45は液滴噴射
記録装置1を起動した初期状態では予め設定された初期
周波数指令値が設定される。
Here, the previous value register 45 is the timing signal generator 28 of the ultrasonic energy determination circuit 20 described above.
From the off state to the on state, the addition output of the adder 46 is held as the previous value. Further, the present value register 47 is supplied with the reset signal SR output from the edge detection circuit 30 of the ultrasonic energy determination circuit 20, and when the reset signal SR falls from the ON state to the OFF state, the addition of the adder 46 is performed. Hold the output as the frequency command value. In the previous value register 45, a preset initial frequency command value is set in the initial state when the droplet jet recording apparatus 1 is activated.

【0026】駆動回路7は、図3に示すように、駆動制
御回路40から出力される発振周波数指令値Vfが入力
されこの発振周波数指令値Vfに応じた周波数の発振信
号をタイミング信号発生器28から供給されるタイミン
グ信号Stがオフ状態である期間発振する電圧制御型発
振回路8と、この電圧制御型発振回路8の発振出力が入
力される電圧制御型増幅器9とを備えている。
As shown in FIG. 3, the drive circuit 7 receives the oscillation frequency command value Vf output from the drive control circuit 40 and outputs an oscillation signal having a frequency corresponding to the oscillation frequency command value Vf to the timing signal generator 28. The voltage control type oscillation circuit 8 that oscillates while the timing signal St supplied from is in the off state, and the voltage control type amplifier 9 to which the oscillation output of the voltage control type oscillation circuit 8 is input.

【0027】次に、上記実施形態の動作を説明する。先
ず、本発明の原理について説明する。音響レンズ6から
ノズル3位置のインク液面までの距離が、図5に示すよ
うに、音響レンズ6から発生される超音波に基づくイン
ク液中の定在波における1/4波長の奇数倍となる位置
関係にあるときに、インク液面焦点部分に超音波エネル
ギが最適な状態で伝搬される。ここで、波長λは、イン
クの音速Cと励振周波数fによって下記(1)式で定義
される。
Next, the operation of the above embodiment will be described. First, the principle of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, the distance from the acoustic lens 6 to the ink surface at the position of the nozzle 3 is an odd multiple of 1/4 wavelength of the standing wave in the ink liquid based on the ultrasonic waves generated from the acoustic lens 6. In this positional relationship, the ultrasonic energy is optimally propagated to the focus portion of the ink liquid surface. Here, the wavelength λ is defined by the following formula (1) by the sound velocity C of the ink and the excitation frequency f.

【0028】λ=C/f …………(1) そして、音速Cは体積弾性率kとインク密度ρによって
下記(2)式で定義される。 C=(k・ρ)1/2 …………(2) 体積弾性率kは温度によって変化するため、音速Cには
温度依存性がある。また、励振周波数fも、圧電素子イ
ンピーダンスの温度依存性により変化する。さらにイン
ク液面も変動し、音響レンズ6とインク液面との距離が
必ずしも一定距離である保証はない。
Λ = C / f (1) The sound velocity C is defined by the following equation (2) by the bulk elastic modulus k and the ink density ρ. C = (k · ρ) 1/2 (2) Since the bulk modulus k changes with temperature, the speed of sound C has temperature dependence. The excitation frequency f also changes due to the temperature dependence of the piezoelectric element impedance. Furthermore, the ink surface also fluctuates, and there is no guarantee that the distance between the acoustic lens 6 and the ink surface is always a constant distance.

【0029】仮に、液面距離が一定の状態で、音速C或
いは励振周波数fが変化した場合、図5のようにインク
液面に対して音圧が変化してしまう。適正な位置関係で
あれば、ある一定の超音波の繰り返し時間で、安定した
インク液滴を飛翔させることができ。このとき、超音波
エネルギがインク液中で蓄積・増幅され、インク液滴が
飛翔できる状態となるとインク液面が急激に盛り上が
り、いままでの定在波による音圧が変化する。
If the sound velocity C or the excitation frequency f changes with the liquid surface distance being constant, the sound pressure changes with respect to the ink liquid surface as shown in FIG. With an appropriate positional relationship, stable ink droplets can be ejected with a certain fixed ultrasonic wave repetition time. At this time, when ultrasonic energy is accumulated and amplified in the ink liquid and ink droplets are ready to fly, the liquid surface of the ink abruptly rises and the sound pressure due to the standing wave up to now changes.

【0030】これの音圧変化は、一定電圧で圧電素子5
を駆動している場合、電流波形に負荷変動として現れ
る。したがって、インク液面変化をインピーダンスの変
化として検出することができる。インク液中の超音波エ
ネルギが、最適な状態で蓄積・増幅されると、ある決ま
った時間間隔で負荷変動が発生する。よって、圧電素子
5の駆動開始からインピーダンス変化が発生するまでの
時間を計測することにより、インク液中の波長が液面距
離に対して最適な位置関係か否かを判断することがで
き、位置関係の誤差がわかれば、励振周波数fを調整す
ることにより適正な音圧に補正することができる。
The change in sound pressure is caused by the piezoelectric element 5 at a constant voltage.
When driving, the current waveform appears as a load fluctuation. Therefore, a change in the ink liquid level can be detected as a change in impedance. When the ultrasonic energy in the ink liquid is accumulated / amplified in an optimum state, load fluctuations occur at certain fixed time intervals. Therefore, by measuring the time from the start of driving the piezoelectric element 5 to the occurrence of impedance change, it is possible to determine whether or not the wavelength in the ink liquid has an optimum positional relationship with respect to the liquid surface distance. If the relationship error is known, it is possible to correct the sound pressure by adjusting the excitation frequency f.

【0031】したがって、第1の実施形態では、駆動回
路7で圧電素子5に励振周波数fの高周波電圧を印加し
ている間に、インピーダンス検知回路10で、インピー
ダンス変化を検出する。このインピーダンス変化の検出
は、インク液滴が形成されない場合には、インク液面に
盛り上がりが形成されないため、圧電素子5に駆動回路
7から図6(a)に示すような高周波駆動電圧を印加し
たときに、圧電素子5とシャント抵抗Rsとの間に現れ
る駆動電流を電流波形処理回路11の増幅器12で増幅
した電流波形は図6(b)に示すように比較的小さい一
定振幅となり、これを全波整流回路13で全波整流する
と、このときの全波整流波形は図7(c)に示すように
図6(b)の負側を折り返した波形となり、これをフィ
ルタ処理することにより、図6(d)に示すように基準
電圧Vref を僅かに下回る包絡線波形となる。
Therefore, in the first embodiment, the impedance detection circuit 10 detects the impedance change while the drive circuit 7 applies the high frequency voltage of the excitation frequency f to the piezoelectric element 5. The impedance change is detected by applying a high frequency drive voltage from the drive circuit 7 to the piezoelectric element 5 as shown in FIG. 6A, because a rise is not formed on the ink surface when ink droplets are not formed. At this time, the current waveform obtained by amplifying the drive current appearing between the piezoelectric element 5 and the shunt resistor Rs by the amplifier 12 of the current waveform processing circuit 11 has a relatively small constant amplitude as shown in FIG. When full-wave rectification is performed by the full-wave rectifier circuit 13, the full-wave rectified waveform at this time becomes a waveform in which the negative side of FIG. 6B is folded back as shown in FIG. 7C, and by filtering this, As shown in FIG. 6D, the envelope waveform is slightly below the reference voltage Vref.

【0032】したがって、フィルタ出力を比較器15に
供給して基準電圧Vref と比較することにより、この比
較器15から出力されるインピーダンス検出信号Si
は、図6(e)に示すようにオン状態を継続する。とこ
ろが、駆動回路7から高周波駆動電圧を継続して圧電素
子5に印加することにより、インク液面が盛り上がって
インク液滴が生成される状態となると、圧電素子5とシ
ャント抵抗Rsとの間に生じる駆動電流を増幅器12で
増幅した増幅波形は、図7(b)に示すように、通常時
の振幅から大きな振幅に変化した後通常時より小さい振
幅となってから通常時よりやや大きい振幅となる振幅変
化を生じる。
Therefore, by supplying the filter output to the comparator 15 and comparing it with the reference voltage Vref, the impedance detection signal Si output from the comparator 15 is output.
Keeps the ON state as shown in FIG. 6 (e). However, when a high frequency drive voltage is continuously applied from the drive circuit 7 to the piezoelectric element 5 and the ink surface rises and ink droplets are generated, the piezoelectric element 5 and the shunt resistor Rs are connected to each other. As shown in FIG. 7B, the amplified waveform obtained by amplifying the generated drive current by the amplifier 12 changes from the amplitude at the normal time to the large amplitude, and then becomes smaller than the normal time, and then becomes slightly larger than the normal time. Changes in amplitude

【0033】このため、全波整流器13で全波整流した
全波整流波形も図7(c)に示すように、通常時の振幅
から大きな振幅に変化した後通常時の振幅より小さい振
幅に変化することになり、これをフィルタ14でフィル
タ処理したフィルタ出力波形は、図7(d)に示すよう
に、駆動開始時に基準電圧Vref を越える状態となり、
その後基準電圧Vref より低下する状態となり、最後に
基準電圧Vref を僅かに越える状態となる。
Therefore, as shown in FIG. 7C, the full-wave rectified waveform full-wave rectified by the full-wave rectifier 13 changes from a normal amplitude to a large amplitude and then to an amplitude smaller than the normal amplitude. As a result, the filter output waveform obtained by filtering this with the filter 14 exceeds the reference voltage Vref at the start of driving as shown in FIG.
After that, the voltage becomes lower than the reference voltage Vref, and finally the voltage slightly exceeds the reference voltage Vref.

【0034】したがって、比較器15から出力されるイ
ンピーダンス検知信号Siは図7(e)に示すように、
駆動開始時点でオン状態を継続するが、フィルタ出力が
基準電圧Vref を超えた時点でオフ状態となり、その後
フィルタ出力が基準電圧Vref より低下する時点でオン
状態に復帰し、さらにフィルタ出力が基準電圧Vrefを
僅かに越える時点でオフ状態となり、高周波駆動信号が
停止される時点でオン状態に復帰する。
Therefore, the impedance detection signal Si output from the comparator 15 is as shown in FIG.
It keeps on at the start of driving, but turns off when the filter output exceeds the reference voltage Vref, and then returns to the on state when the filter output drops below the reference voltage Vref, and the filter output returns to the reference voltage. It turns off when it slightly exceeds Vref, and returns to on when the high frequency drive signal is stopped.

【0035】このインピーダンス検知信号Siが超音波
エネルギ判断回路20に供給されるので、この超音波エ
ネルギ判断回路20では、タイミング信号発生器28か
ら出力されるタイミング信号Stによって駆動回路7か
ら高周波駆動電圧が出力され、これによって圧電素子5
が振動されて、音響レンズ6から発生される超音波がイ
ンク液面に収束してインク液面が盛り上がり、インク液
滴が飛翔される状態が継続されているものとすると、タ
イミング信号発生器28から出力されるタイミング信号
Stが図8(c)に示すように、時点t1でオフ状態と
なることにより、駆動回路7から高周波駆動電圧が出力
されることにより、前述したようにインピーダンス検知
回路10のフィルタ出力が図8(a)に示すように
“0”から立ち上がり、この時点t1ではラッチ回路2
1のラッチ信号が図8(g)に示すようにオン状態を継
続しているので、アンドゲート22にタイミング信号S
tがインバータ22aで反転されて供給されるので、こ
のアンドゲート22が開き、図8(d)に示すクロック
パルスCpがエネルギ増幅時間計測用カウンタ24に入
力されるため、このカウンタ24のカウント値が図8
(h)に示すようにカウントアップされる。
Since the impedance detection signal Si is supplied to the ultrasonic energy determination circuit 20, the ultrasonic energy determination circuit 20 outputs the timing signal St output from the timing signal generator 28 to the high frequency drive voltage from the drive circuit 7. Is output, which causes the piezoelectric element 5
Is vibrated, the ultrasonic waves generated from the acoustic lens 6 are converged on the ink surface, the ink surface rises, and the ink droplets continue to fly. As shown in FIG. 8C, the timing signal St output from the drive circuit 7 is turned off at the time t1, and the high frequency drive voltage is output from the drive circuit 7. 8A, the filter output rises from "0" as shown in FIG. 8A, and at this time t1, the latch circuit 2
Since the latch signal of No. 1 continues to be in the ON state as shown in FIG.
Since t is inverted and supplied by the inverter 22a, the AND gate 22 is opened and the clock pulse Cp shown in FIG. 8 (d) is input to the energy amplification time measuring counter 24. Therefore, the count value of this counter 24 Figure 8
It is counted up as shown in (h).

【0036】その後、時点t2でインピーダンス検知回
路10におけるフィルタ出力が基準電圧Vref を超える
ことにより、比較器15から出力されるインピーダンス
検知信号Siが図8(b)に示すようにオフ状態とな
る。このとき、前述した図5で点線図示のように、1/
4波長の奇数倍がインク液面より短い場合には、その時
点t1より比較的短い時間が経過した後の時点t3でフ
ィルタ出力が基準電圧Vref 未満に低下し、比較器15
から出力されるインピーダンス検知信号Siがオン状態
となる。
After that, at time t2, the filter output in the impedance detection circuit 10 exceeds the reference voltage Vref, so that the impedance detection signal Si output from the comparator 15 is turned off as shown in FIG. 8 (b). At this time, as shown by the dotted line in FIG.
When an odd multiple of four wavelengths is shorter than the ink surface, the filter output drops below the reference voltage Vref at time t3 after a time relatively shorter than time t1 has elapsed, and the comparator 15
The impedance detection signal Si output from is turned on.

【0037】このインピーダンス検知信号Siがラッチ
回路21のクロック信号入力端子に供給されることによ
り、ラッチ回路21のラッチ出力が図8(g)に示すよ
うにオフ状態となり、これによってアンドゲート23が
閉じられてエネルギ増幅時間計測用カウンタ24へのク
ロックパルスCpの供給が停止されて、カウンタ24の
カウントアップが図8(h)に示すように停止される。
By supplying the impedance detection signal Si to the clock signal input terminal of the latch circuit 21, the latch output of the latch circuit 21 is turned off as shown in FIG. The supply of the clock pulse Cp to the energy amplification time measurement counter 24 is closed and the count-up of the counter 24 is stopped as shown in FIG. 8 (h).

【0038】このときのカウント値は予め設定した増幅
時間よりも低い状態であり、増幅時間誤差演算器26で
算出される増幅時間誤差も図8(i)に示すように、
“0”より小さい負値となっている。その後、時点t4
でフィルタ出力が基準電圧Vref より大きくなると、比
較器15から出力されるインピーダンス検知信号Siが
図8(b)に示すようにオフ状態となり、その後時点t
5でタイミング信号発生器28から出力されるタイミン
グ信号Stが図8(c)に示すようにオン状態に復帰す
ることにより、駆動制御回路40の前回値レジスタ45
は加算器46から出力されている減算出力を前回値とし
て保持すると共に、駆動回路7から高周波駆動電圧の出
力が停止され、これによってフィルタ出力が“0”に復
帰し、インピーダンス検知信号Siがオン状態に復帰す
る。
The count value at this time is lower than the preset amplification time, and the amplification time error calculated by the amplification time error calculator 26 is also as shown in FIG.
It is a negative value smaller than "0". After that, time t4
When the filter output becomes larger than the reference voltage Vref at, the impedance detection signal Si output from the comparator 15 is turned off as shown in FIG.
The timing signal St output from the timing signal generator 28 returns to the ON state as shown in FIG.
Holds the subtraction output output from the adder 46 as the previous value, and stops the output of the high frequency drive voltage from the drive circuit 7, whereby the filter output returns to "0" and the impedance detection signal Si turns on. Return to the state.

【0039】その後、クロックパルスCpの2つ分遅延
した時刻t6で読込許可信号発生器29から読込許可信
号SLが図8(e)に示すようにオフ状態となり、これ
がレジスタ27に供給されることにより、レジスタ27
で図8(j)に示すように増幅時間誤差演算器26で演
算された負値の増幅時間誤差を読込む。この負値の増幅
時間誤差が駆動制御回路40の比例ゲイン乗算器41に
供給されることにより、増幅時間誤差に比例ゲインが乗
算される一方、増幅時間誤差が積分ゲイン乗算器42に
供給されることにより、増幅時間誤差に積分ゲインが乗
算された後積分カウンタ43で積分され、その積分値と
比例ゲイン乗算器41の乗算値とが加算器44で加算さ
れ、次いで加算器46で前回値レジスタ45に保持され
ている前回値から加算器44の負値でなる加算出力が加
算されて前回値より小さい値の周波数指令値が算出され
る。その後、時点t6からクロックパルスCpの2つ分
遅延した時点t7で、エッジ検出回路30からリセット
信号SRが図8(f)に示すようにオン状態からオフ状
態に立ち下がることにより、今回値レジスタ47に加算
器46の加算出力が周波数指令値として保持され、これ
がD/A変換器48でアナログ電圧となる発振周波数指
令値Vfに変換されて駆動回路7の電圧制御発振器8に
供給されるため、その後、時点t8で駆動回路7から発
生される高周波駆動電圧の周波数fが低くなり、上記
(1)式により波長λが増加される。
After that, at time t6 delayed by two clock pulses Cp, the read enable signal SL from the read enable signal generator 29 is turned off as shown in FIG. 8 (e), and this is supplied to the register 27. Register 27
Then, as shown in FIG. 8 (j), the negative amplification time error calculated by the amplification time error calculator 26 is read. By supplying the negative amplification time error to the proportional gain multiplier 41 of the drive control circuit 40, the amplification time error is multiplied by the proportional gain, while the amplification time error is supplied to the integral gain multiplier 42. As a result, the amplification time error is multiplied by the integral gain and then integrated by the integral counter 43, the integrated value and the multiplication value of the proportional gain multiplier 41 are added by the adder 44, and then the adder 46 adds the previous value register. The negative addition output of the adder 44 is added to the previous value held in 45 to calculate the frequency command value having a value smaller than the previous value. Thereafter, at the time t7 delayed by two clock pulses Cp from the time t6, the reset signal SR from the edge detection circuit 30 falls from the on state to the off state as shown in FIG. Since the addition output of the adder 46 is held in 47 as a frequency command value, this is converted into an oscillation frequency command value Vf which becomes an analog voltage in the D / A converter 48 and is supplied to the voltage controlled oscillator 8 of the drive circuit 7. After that, at time t8, the frequency f of the high frequency drive voltage generated from the drive circuit 7 becomes low, and the wavelength λ is increased by the above equation (1).

【0040】また、この時点t7で、ラッチ回路21の
ラッチ出力が図8(g)に示すようにオン状態に復帰す
ると共に、エネルギ増幅時間計測用カウンタ24のカウ
ント値が“0”にリセットされる。その後、時点t8で
タイミング信号発生器28から出力されるタイミング信
号Stがオフ状態となると、駆動回路7から上述したよ
うに、前回の発振周波数指令値より低い発振周波数指令
値Vfに応じた周波数の高周波駆動電圧が出力されてこ
れが圧電素子5に印加されることにより、インク液滴飛
翔が行われるが、この状態では周波数fが低い値に制御
されることにより、波長λが大きな値となり、音響レン
ズ6の焦点がインク液面を超える状態となっているもの
とすると、フィルタ出力が基準電圧Vref を超えている
時間が長くなり、これに応じてエネルギ増幅時間計測用
カウンタ24のカウント値が図8(h)に示すように予
め設定した増幅時間記憶値を少し超える状態となる。
At this time t7, the latch output of the latch circuit 21 returns to the ON state as shown in FIG. 8 (g), and the count value of the energy amplification time measuring counter 24 is reset to "0". It After that, when the timing signal St output from the timing signal generator 28 is turned off at the time point t8, as described above, the driving circuit 7 changes the frequency according to the oscillation frequency command value Vf lower than the previous oscillation frequency command value Vf. Ink droplets are ejected by outputting a high frequency drive voltage and applying it to the piezoelectric element 5. In this state, the frequency f is controlled to a low value, and the wavelength λ becomes a large value. Assuming that the focus of the lens 6 exceeds the ink surface, the time during which the filter output exceeds the reference voltage Vref becomes long, and accordingly, the count value of the energy amplification time measuring counter 24 is shown in FIG. As shown in FIG. 8 (h), the preset amplification time memory value is slightly exceeded.

【0041】このため、増幅時間誤差演算器26で演算
される増幅時間誤差が正値となり、これが時点t12で
レジスタ27に読込まれることにより、駆動制御回路4
0で前回の発振周波数指令値より僅かに大きい周波数指
令値が算出され、これが今回値レジスタ47に時点t1
3で保持され、この周波数指令値がD/A変換器48で
アナログ電圧に変換されて駆動回路7の電圧制御発振器
8に出力される。
Therefore, the amplification time error calculated by the amplification time error calculator 26 becomes a positive value, which is read into the register 27 at the time t12, whereby the drive control circuit 4 is driven.
At 0, a frequency command value slightly larger than the previous oscillation frequency command value is calculated, which is stored in the current value register 47 at time t1.
3, the frequency command value is converted into an analog voltage by the D / A converter 48 and output to the voltage controlled oscillator 8 of the drive circuit 7.

【0042】このため、次にタイミング信号発生器28
のタイミング信号Stがオフ状態となった時点t14
で、適正周波数の高周波駆動電圧が駆動回路7から圧電
素子5に印加されることにより、1/4波長の奇数倍が
インク液面に一致されて、増幅時間計測用カウンタ24
のカウント値が増幅時間記憶値に一致し、増幅時間誤差
演算器26で算出される増幅時間誤差が“0”となり、
これがレジスタ27に保持される。このため、駆動制御
回路40における加算器44の加算出力が“0”となる
ことにより、加算器46の加算出力が前回値レジスタ4
5に保持されている前回値を維持し、これが今回値レジ
スタ47にリセット信号SRがオン状態からオフ状態に
立ち下がる時点で保持される。したがって、前回と同じ
周波数指令値が駆動回路7の電圧制御発振器8に供給さ
れて、タイミング信号Stがオン状態からオフ状態に立
ち下がった時点で、高周波駆動電圧が圧電素子5に供給
されて、超音波エネルギが最適状態に制御される。
Therefore, next, the timing signal generator 28
Time t14 when the timing signal St of
Then, by applying a high frequency drive voltage of an appropriate frequency from the drive circuit 7 to the piezoelectric element 5, an odd multiple of 1/4 wavelength is made to coincide with the ink liquid surface, and the amplification time measuring counter 24
The count value of the same matches the stored amplification time value, and the amplification time error calculated by the amplification time error calculator 26 becomes “0”,
This is held in the register 27. Therefore, the addition output of the adder 44 in the drive control circuit 40 becomes “0”, so that the addition output of the adder 46 becomes the previous value register 4
The previous value held in 5 is maintained, which is held in the current value register 47 when the reset signal SR falls from the on state to the off state. Therefore, when the same frequency command value as the previous time is supplied to the voltage controlled oscillator 8 of the drive circuit 7 and the timing signal St falls from the ON state to the OFF state, the high frequency drive voltage is supplied to the piezoelectric element 5, The ultrasonic energy is controlled to the optimum state.

【0043】なお、上記第1の実施形態においては、超
音波エネルギ判断回路20及び駆動制御回路40をハー
ドウェアで構成する場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、マイクロコンピュータを使用し
たソフトウェアで構成することもできる。この場合に
は、図9に示すように、インピーダンス検知回路10の
インピーダンス検知信号とタイミング信号発生器28で
発生するタイミング信号Stとをマイクロコンピュータ
60に入力し、このマイクロコンピュータ60で所定の
演算処理を行って駆動回路7の電圧制御型発振器8に供
給する周波数指令値Vfを出力するように構成されてい
る。
In the first embodiment, the case where the ultrasonic energy determination circuit 20 and the drive control circuit 40 are configured by hardware has been described, but the present invention is not limited to this, and a microcomputer is used. It can also be configured with software. In this case, as shown in FIG. 9, the impedance detection signal of the impedance detection circuit 10 and the timing signal St generated by the timing signal generator 28 are input to the microcomputer 60, and the microcomputer 60 performs predetermined arithmetic processing. Is performed to output the frequency command value Vf to be supplied to the voltage controlled oscillator 8 of the drive circuit 7.

【0044】このマイクロコンピュータ60の演算処理
は、図10に示すように、所定時間(例えば50mse
c)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステッ
プS1でインピーダンス検知回路10のフィルタ14か
ら出力されるフィルタ出力をA/D変換器を介して読込
み、次いでステップS2に移行して、タイミング信号S
tがオフ状態からオン状態に変化するアップエッジを検
出したか否かを判定し、アップエッジを検出したときに
はステップS3に移行して、メモリの周波数指令値記憶
領域に記憶した周波数指令値Vfを駆動回路7の電圧制
御型発振器8に出力してからタイマ割込処理を終了して
所定のメインプログラムに復帰し、アップエッジを検出
していないときにはステップS4に移行する。
As shown in FIG. 10, the calculation process of the microcomputer 60 is performed for a predetermined time (for example, 50 mse).
This is executed as a timer interrupt process for each c). First, in step S1, the filter output output from the filter 14 of the impedance detection circuit 10 is read through the A / D converter, and then the process proceeds to step S2 to set the timing. Signal S
It is determined whether or not an up edge at which t changes from the off state to the on state is detected. When the up edge is detected, the process proceeds to step S3, and the frequency command value Vf stored in the frequency command value storage area of the memory is set. After the output to the voltage controlled oscillator 8 of the drive circuit 7, the timer interrupt processing is terminated and the predetermined main program is restored. When the up edge is not detected, the process proceeds to step S4.

【0045】このステップS4では、タイミング信号S
tがオン状態からオフ状態に変化するダウンエッジを検
出したか否かを判定し、ダウンエッジを検出したときに
はステップS5に移行して、駆動回路7での高周波駆動
電圧出力開始時であるものと判断してソフトウェアタイ
マを起動してからタイマ割込処理を終了して所定のメイ
ンプログラムに復帰し、ダウンエッジを検出していない
ときにはステップS6に移行して、タイミング信号St
がオン状態であるか否かを判定し、これがオン状態であ
るときにはそのままタイマ割込処理を終了して所定のメ
インプログラムに復帰し、タイミング信号Stがオフ状
態であるときにはステップS7に移行する。
In step S4, the timing signal S
It is determined whether or not a down edge in which t changes from the ON state to the OFF state is detected. When the down edge is detected, the process proceeds to step S5, and it is the start time of the high frequency drive voltage output in the drive circuit 7. After determining and activating the software timer, the timer interrupt processing is terminated and the predetermined main program is restored. When no down edge is detected, the process proceeds to step S6, and the timing signal St
Is ON, and when it is ON, the timer interrupt process is ended and the main program is returned to a predetermined main program. When the timing signal St is OFF, the process proceeds to step S7.

【0046】このステップS7では、フィルタ出力が基
準電圧Vref 未満であるか否かを判定し、この判定結果
がフィルタ出力が基準電圧Vref 以上であるときには、
ステップS8に移行して、印字フラグFが“1”にセッ
トされているか否かを判定し、これが“0”にリセット
されているときにはステップS9に移行して、印字フラ
グFを“1”にセットしてからタイマ割込処理を終了
し、印字フラグFが“1”にセットされているときには
そのままタイマ割込処理を終了する。
In step S7, it is determined whether the filter output is less than the reference voltage Vref. If the result of this determination is that the filter output is the reference voltage Vref or more,
In step S8, it is determined whether or not the print flag F is set to "1". When it is reset to "0", the process proceeds to step S9 and the print flag F is set to "1". After the setting, the timer interrupt processing is ended, and when the print flag F is set to "1", the timer interrupt processing is ended as it is.

【0047】また、ステップS7の判定結果が、フィル
タ出力が基準電圧Vref 未満であるときには、ステップ
S10に移行して、ソフトウェアタイマが起動されてい
るか否かを判定し、ソフトウェアタイマが起動されてい
ないときにはそのままタイマ割込処理を終了して所定の
メインプログラムに復帰し、ソフトウェアタイマが起動
されているときにはステップS11に移行して、印字フ
ラグFが“1”にセットされているか否かを判定し、こ
れが“0”にリセットされているときにはそのままタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰
し、印字フラグFが“1”にセットされているときには
ステップS12に移行してソフトウェアタイマを停止さ
せ、次いでステップS13に移行して、ソフトウェアタ
イマのカウント値をエネルギ増幅時間計測値Teとして
読込んでからステップS14に移行する。
When the result of the determination in step S7 is that the filter output is less than the reference voltage Vref, the process proceeds to step S10, it is determined whether or not the software timer is activated, and the software timer is not activated. Sometimes the timer interrupt process is terminated as it is and the process returns to a predetermined main program. When the software timer is activated, the process proceeds to step S11 to determine whether the print flag F is set to "1". When it is reset to "0", the timer interrupt processing is ended and the main program is returned to. If the print flag F is set to "1", the process proceeds to step S12 and the software timer is started. Stop, then move to step S13 to reset the count value of the software timer. After being read as the nergi amplification time measurement value Te, the process proceeds to step S14.

【0048】このステップS14では、エネルギ増幅時
間計測値Teから予め設定した最適エネルギ増幅時間T
e0を減算して増幅時間誤差ΔT(=Te−Te0)を
算出し、次いでステップS15に移行して、増幅時間誤
差ΔTに基づいて下記(3)式の演算を行って周波数指
令値変化量ΔVfを算出する。 ΔVf=ΔT・Gp+∫ΔT・Gi …………(3) 次いで、ステップS16に移行して、前回の周波数指令
値Vf(n-1) に周波数指令値変化量ΔVfを加算した値
を今回の周波数指令値Vf(n) として算出し、次いでス
テップS17に移行して、周波数指令値Vf(n)を周波
数指令値記憶領域に更新記憶すると共に、周波数指令値
Vf(n)を駆動回路7に出力してからタイマ割込処理を
終了して所定のメインプログラムに復帰する。
In this step S14, the optimum energy amplification time T preset from the energy amplification time measurement value Te is set.
The amplification time error ΔT (= Te−Te0) is calculated by subtracting e0, then the process proceeds to step S15, and the calculation of the following formula (3) is performed based on the amplification time error ΔT to change the frequency command value ΔVf. To calculate. ΔVf = ΔT · Gp + ∫ΔT · Gi (3) Next, the process proceeds to step S16, and the value obtained by adding the frequency command value change amount ΔVf to the previous frequency command value Vf (n-1) is used. The frequency command value Vf (n) is calculated, and then the process proceeds to step S17 to update and store the frequency command value Vf (n) in the frequency command value storage area and the frequency command value Vf (n) to the drive circuit 7. After outputting, the timer interrupt processing is terminated and the predetermined main program is restored.

【0049】また、上記第1の実施形態においては、増
幅時間誤差ΔTを比例・積分処理することにより、周波
数指令値変化量ΔVfを算出する場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、比例処理、積分処
理及び微分処理の何れか1つ又は複数を行って周波数指
令値変化量ΔVfを算出するようにしてもよく、さらに
は一定値の周波数指令値変化量ΔVfを設定するように
してもよい。
Further, in the first embodiment, the case where the frequency command value change amount ΔVf is calculated by performing the proportional / integral processing on the amplification time error ΔT has been described, but the present invention is not limited to this. The frequency command value change amount ΔVf may be calculated by performing any one or more of the proportional process, the integral process, and the differential process. Further, the constant frequency command value change amount ΔVf may be set. May be.

【0050】次に、本発明の第2の実施形態を図11に
ついて説明する。この第2の実施形態では、インク粘度
の影響により、音響レンズ6とインク液面との距離が1
/4波長の奇数倍より変化したときにこれを補正するよ
うにしたものである。すなわち、第2実施形態では、超
音波エネルギ判断回路20が、図11に示すように、前
述した第1の実施形態における図2の構成において、発
振設定電圧入力端子t1に後述する駆動制御回路40か
ら出力される発振電圧指令値Vaが入力されている。発
振電圧指令値Vaが可変されると分圧抵抗R1及びR2
で構成される基準電圧発生器16から所定の比率となる
基準電圧Vrefを出力する。また、図3の構成におい
て、ラッチ回路21、アンドゲート22及び誤差検出回
路23が省略され、これらに代えて、インピーダンス検
知回路10から供給されるインピーダンス検知信号Si
と、タイミング信号発生器28からインバータ22aを
介して入力される反転タイミング信号St′と、クロッ
クパルスCpとが入力されるアンドゲート31a、この
アンドゲート31aの出力パルスが入力される誤差検出
回路32が設けられていることを除いては図3と同様の
構成を有し、図3との対応部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明はこれを省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the distance between the acoustic lens 6 and the ink surface is 1 due to the influence of the ink viscosity.
This is to be corrected when the wavelength is changed from an odd multiple of / 4 wavelength. That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 11, the ultrasonic energy determination circuit 20 uses the drive control circuit 40, which will be described later, at the oscillation setting voltage input terminal t1 in the configuration of FIG. 2 in the above-described first embodiment. The oscillation voltage command value Va output from is input. When the oscillation voltage command value Va is changed, the voltage dividing resistors R1 and R2
A reference voltage Vref having a predetermined ratio is output from the reference voltage generator 16 configured by. Also, in the configuration of FIG. 3, the latch circuit 21, the AND gate 22, and the error detection circuit 23 are omitted, and instead of these, the impedance detection signal Si supplied from the impedance detection circuit 10 is supplied.
An AND gate 31a to which the inverted timing signal St 'input from the timing signal generator 28 via the inverter 22a and the clock pulse Cp are input, and an error detection circuit 32 to which the output pulse of the AND gate 31a is input. 3 has the same configuration as that of FIG. 3, and the same reference numerals are given to the portions corresponding to those of FIG. 3, and the detailed description thereof will be omitted.

【0051】誤差検出回路32は、アンドゲート31a
の出力パルスが入力される液面振幅時間計測用カウンタ
32、振幅時間記憶回路33、振幅時間記憶回路33に
記憶した振幅時間記憶値から液面振幅時間計測用カウン
タ32のカウント値を減算して振幅時間誤差を演算する
振幅時間誤差演算器34を有し、この振幅時間誤差演算
器34の演算結果がレジスタ35に保持されるように構
成され、このレジスタ35に保持された振幅時間誤差が
駆動制御回路40を介して駆動回路7の電圧制御増幅器
8に供給されて、高周波駆動電圧の振幅が制御される。
The error detection circuit 32 includes an AND gate 31a.
Of the liquid level amplitude time measuring counter 32, the amplitude time memory circuit 33, and the amplitude time memory value stored in the amplitude time memory circuit 33 An amplitude time error calculator 34 for calculating an amplitude time error is provided, and the calculation result of the amplitude time error calculator 34 is held in a register 35. The amplitude time error held in the register 35 is driven. The amplitude of the high frequency drive voltage is controlled by being supplied to the voltage control amplifier 8 of the drive circuit 7 via the control circuit 40.

【0052】次に、上記第2の実施形態の動作を説明す
る。先ず、第2の実施形態の動作原理を説明する。イン
クの粘度が大きいと、超音波エネルギの減衰が大きくな
り、インク液面に適正な音圧が集中できなくなる。すな
わち、焦点距離xに対する音圧Pの減衰は下記(4)式
で与えられている。
Next, the operation of the second embodiment will be described. First, the operating principle of the second embodiment will be described. When the viscosity of the ink is high, the attenuation of ultrasonic energy becomes large, and proper sound pressure cannot be concentrated on the ink surface. That is, the attenuation of the sound pressure P with respect to the focal length x is given by the following equation (4).

【0053】 P(x)=P0-α・x …………(4) α=2ω2μ/3c3ρ=8(πf)2μ/3c3ρ …………(5) ここで、αは減衰係数、μは粘度(Pa・s)、fは励
振周波数(Hz)、P0は音源音圧である。超音波エネ
ルギがインク液中に蓄積・増幅され、インク液滴が飛翔
できる状態となると、前述したようにインク液面が急激
に盛り上がり、インク液滴が飛翔する。このとき、負荷
変動が発生し、この負荷変動はインク液面が、インク粘
度が適正であれば、一定時間の変動として検知すること
ができる。
P (x) = P 0 e −α · x (4) α = 2ω 2 μ / 3c 3 ρ = 8 (πf) 2 μ / 3c 3 ρ (5) Here Where α is the damping coefficient, μ is the viscosity (Pa · s), f is the excitation frequency (Hz), and P0 is the sound source sound pressure. When the ultrasonic energy is accumulated / amplified in the ink liquid and the ink droplets are ready to fly, the ink liquid surface rises rapidly as described above, and the ink droplets fly. At this time, a load change occurs, and this load change can be detected as a change for a certain period of time if the ink surface has an appropriate ink viscosity.

【0054】すなわち、インク粘度が適正値にある状態
では、駆動回路7から発振電圧初期設定値を圧電素子5
に印加した状態で、図12(a)に示すように、インク
表面の盛り上がり量が適正で、圧電素子5及びシャント
抵抗Rs間の駆動電流波形における振幅変化時間が適正
状態となるが、インク粘度が適正値より低い場合には、
図12(b)に示すように、インク液面の盛り上がりが
高く、圧電素子5及びシャント抵抗Rs間の駆動電流波
形における振幅変化時間が長くなり、この場合には高周
波駆動電圧の電圧を下げることにより対処する。
That is, when the ink viscosity is at an appropriate value, the driving circuit 7 sets the oscillation voltage initial setting value to the piezoelectric element 5.
12A, the amount of swelling of the ink surface is appropriate, and the amplitude change time in the drive current waveform between the piezoelectric element 5 and the shunt resistor Rs is in an appropriate state. Is lower than the appropriate value,
As shown in FIG. 12B, the rise of the ink surface is high and the amplitude change time in the drive current waveform between the piezoelectric element 5 and the shunt resistor Rs becomes long. In this case, the voltage of the high frequency drive voltage should be lowered. To deal with.

【0055】さらに、インク粘度が高い場合には、図1
2(c)に示すように、インク液面の盛り上がりが小さ
く、圧電素子5及びシャント抵抗Rs間の駆動電流波形
における振幅変化時間が短いか検知できない程度とな
り、この場合には高周波駆動電圧の電圧を上げることに
より対処する。したがって、今、インク粘度が高い状態
で、超音波エネルギ判断回路20でのレジスタ27に保
持されている振幅時間誤差が図13(i)に示すように
負値であり、この振幅時間誤差を駆動制御回路40で比
例・積分(PI)処理して加算器44から出力される加
算出力も負値となるので、この加算出力を加算器46に
供給することにより、前回値レジスタ45に保持されて
いる前回の発振電圧指令値から加算出力が減算されて、
リセット信号SRがオン状態からオフ状態に立ち下がる
ことにより、今回値レジスタ47に加算器46の加算出
力が発振電圧指令値として保持され、前回の発振電圧指
令値より低い発振電圧指令値Vaが駆動回路7の電圧制
御型増幅器9に供給されている。この状態で、時点t2
1でタイミング信号発生器28から発生するタイミング
信号Stがオフ状態となると、前回値レジスタ45で加
算器46の加算出力を前回の発振電圧指令値として保持
すると共に、駆動回路7から比較的小さな振幅の高周波
駆動電圧が圧電素子5に印加される。
Further, in the case where the ink viscosity is high, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2 (c), the rise of the ink liquid surface is small and the amplitude change time in the drive current waveform between the piezoelectric element 5 and the shunt resistor Rs is short or undetectable. In this case, the voltage of the high frequency drive voltage is high. Deal by raising. Therefore, when the ink viscosity is now high, the amplitude time error held in the register 27 in the ultrasonic energy determination circuit 20 is a negative value as shown in FIG. 13 (i), and this amplitude time error is driven. Since the addition output output from the adder 44 after the proportional / integral (PI) processing is performed by the control circuit 40 also has a negative value, the addition output is supplied to the adder 46, and thus is held in the previous value register 45. The addition output is subtracted from the previous oscillation voltage command value,
When the reset signal SR falls from the ON state to the OFF state, the addition output of the adder 46 is held as the oscillation voltage command value in the current value register 47, and the oscillation voltage command value Va lower than the previous oscillation voltage command value is driven. It is supplied to the voltage-controlled amplifier 9 of the circuit 7. In this state, time t2
When the timing signal St generated from the timing signal generator 28 in 1 is turned off, the previous value register 45 holds the addition output of the adder 46 as the previous oscillation voltage command value, and the drive circuit 7 outputs a relatively small amplitude. Is applied to the piezoelectric element 5.

【0056】このとき、音響レンズ6とインク液面との
距離が適正状態にあるものとすると、フィルタ出力が図
13(a)に示すように時点t21でタイミング信号S
tがインバータ22aで反転されて供給され、時点t2
2で基準電圧Vref を超えることにより、インピーダン
ス検知回路10の比較器15から出力されるインピーダ
ンス検知信号Siがオフ状態となり、その後時点t23
でフィルタ出力が基準電圧Vref を下回ることにより、
インピーダンス検知信号Siが図13(b)に示すよう
にオン状態となる。このため、アンドゲート31aが開
いて、クロックパルスCpが液面振幅時間計測用カウン
タ32に入力されることにより、そのカウント値がカウ
ントアップされる。このとき、インク粘度が高いので、
図13(c)に示すようにインク表面の盛り上がりが小
さく、インピーダンス検知回路10から出力されるイン
ピーダンス検知信号Siが時点t23から僅かな時間が
経過した時点t24でフィルタ出力が基準電圧Vref を
超えることにより、オフ状態となり、アンドゲート31
が閉じられて、液面振幅時間計測用カウンタ32のカウ
ントアップが停止される。このとき、カウント値が小さ
い値の“1”となるので、振幅時間演算器34で演算さ
れる振幅時間誤差が図13(h)に示すように正値とな
る。
At this time, assuming that the distance between the acoustic lens 6 and the liquid surface of the ink is in an appropriate state, the filter output shows the timing signal S at time t21 as shown in FIG.
t is inverted by the inverter 22a and supplied, and at time t2
By exceeding the reference voltage Vref at 2, the impedance detection signal Si output from the comparator 15 of the impedance detection circuit 10 is turned off, and then the time t23.
Since the filter output falls below the reference voltage Vref at
The impedance detection signal Si is turned on as shown in FIG. Therefore, the AND gate 31a is opened and the clock pulse Cp is input to the liquid surface amplitude time measuring counter 32, so that the count value is counted up. At this time, since the ink viscosity is high,
As shown in FIG. 13C, the swell of the ink surface is small, and the impedance detection signal Si output from the impedance detection circuit 10 causes the filter output to exceed the reference voltage Vref at time t24 when a short time has elapsed from time t23. Turns off and the AND gate 31
Is closed and counting up of the liquid surface amplitude time measuring counter 32 is stopped. At this time, since the count value becomes a small value "1", the amplitude time error calculated by the amplitude time calculator 34 becomes a positive value as shown in FIG. 13 (h).

【0057】その後、時点t25でタイミング信号発生
器28から発生されるタイミング信号Stがオン状態と
なると、駆動回路7から圧電素子5に対する高周波駆動
電圧の出力が停止され、これよりクロックパルスCpで
2つ分遅延した時点t26で読込許可信号発生器29か
ら出力される読込許可信号がオフ状態となり、これによ
りレジスタ35で振幅時間誤差演算器34で演算された
正値の振幅時間誤差が読込まれ、この振幅時間誤差が駆
動制御回路40に出力される。この駆動制御回路40で
比例・積分(PI)演算されて加算器44で加算された
正値の補正値が加算器46に供給されて前回値レジスタ
45に時点t21で保持されている前回の発振電圧指令
値に加算されることにより、この加算器46から前回の
発振電圧指令値より大きい値の発振電圧指令値が出力さ
れ、これが時点t27でリセット信号SRがオン状態か
らオフ状態立ち下がることにより、今回値レジスタ47
に保持され、D/A変換器48でアナログ電圧に変換さ
れて、駆動回路7の電圧制御型増幅器9に供給される。
After that, when the timing signal St generated from the timing signal generator 28 is turned on at the time point t25, the output of the high frequency drive voltage from the drive circuit 7 to the piezoelectric element 5 is stopped, and the clock pulse Cp causes 2 to be output. At a time t26 delayed by one time, the read permission signal output from the read permission signal generator 29 is turned off, whereby the positive value amplitude time error calculated by the amplitude time error calculator 34 is read by the register 35, This amplitude time error is output to the drive control circuit 40. This drive control circuit 40 performs a proportional / integral (PI) operation and adds the positive correction value added by the adder 44 to the adder 46, and the previous oscillation held in the previous value register 45 at time t21. By being added to the voltage command value, the adder 46 outputs an oscillation voltage command value having a value larger than the previous oscillation voltage command value, and the reset signal SR falls from the on state to the off state at time t27. , This time value register 47
The analog voltage is converted into an analog voltage by the D / A converter 48 and is supplied to the voltage control type amplifier 9 of the drive circuit 7.

【0058】このため、タイミング信号発生器28のタ
イミング信号がオフ状態となる時点t28で大きな振幅
となる高電圧の高周波駆動電圧が圧電素子5に印加され
ると共に、この時点の加算器46の加算出力が前回値レ
ジスタ45に発振電圧指令値の前回値として保持され
る。このとき、高周波駆動電圧の振幅が大きくなり過ぎ
た場合には、時点t29〜t30間の液面振幅時間が長
くなることにより、液面振幅時間計測用カウンタ32の
カウント値が図13(g)に示すように振幅時間記憶値
を超えることになる。
Therefore, at the time t28 when the timing signal of the timing signal generator 28 is turned off, a high frequency high frequency drive voltage having a large amplitude is applied to the piezoelectric element 5 and the addition of the adder 46 at this time is performed. The output is held in the previous value register 45 as the previous value of the oscillation voltage command value. At this time, if the amplitude of the high frequency drive voltage becomes too large, the liquid level amplitude time between time points t29 and t30 becomes long, and the count value of the liquid surface amplitude time measuring counter 32 becomes as shown in FIG. As shown in, the amplitude time memory value is exceeded.

【0059】このため、増幅時間誤差演算器34で演算
される振幅時間誤差が図13(h)に示すように負値と
なり、これが時点t32でレジスタ27に読込まれて、
駆動制御回路40に出力される。この駆動制御回路40
では加算器46で前回の発振電圧指令値に振幅時間誤差
を比例・積分処理した加算器44から出力される補正値
を加算することにより、この加算器46から前回の発振
電圧指令値より小さい発振電圧指令値が出力され、これ
が時点t33で今回値レジスタ47に保持されてD/A
変換器48でアナログ電圧に変換されて駆動回路40の
電圧制御型増幅器9に供給されるので、この駆動回路7
から時点t34で出力される高周波駆動電圧の振幅が前
回値に比較してやや小さい値に制御され、液面振幅時間
計測用カウンタ32でのカウント値が振幅時間記憶回路
33に記憶されている振幅時間記憶値に一致される。
Therefore, the amplitude time error calculated by the amplification time error calculator 34 becomes a negative value as shown in FIG. 13 (h), which is read into the register 27 at the time t32,
It is output to the drive control circuit 40. This drive control circuit 40
Then, the adder 46 adds the correction value output from the adder 44 that proportional-integrates the amplitude time error to the previous oscillation voltage command value, so that the adder 46 oscillates smaller than the previous oscillation voltage command value. The voltage command value is output, and this value is held in the current value register 47 at time t33 and the D / A
The converter 48 converts the analog voltage and supplies the analog voltage to the voltage-controlled amplifier 9 of the drive circuit 40.
The amplitude of the high-frequency drive voltage output at time t34 is controlled to a value that is slightly smaller than the previous value, and the count value of the liquid surface amplitude time measurement counter 32 is stored in the amplitude time storage circuit 33. Match the stored value.

【0060】このため、振幅時間誤差演算器34から出
力される振幅時間誤差が“0”となり、これが時点t3
6でレジスタ27に保持され、これが駆動制御回路40
に供給されることにより、この駆動制御回路40で比例
・積分処理された値も“0”となるので、加算器46か
ら出力される今回の発振電圧指令値が前回値を維持する
ことになり、これがその後の時点t39で今回値レジス
タ47に保持され、D/A変換器48でアナログ信号に
変換されて駆動回路7の電圧制御型増幅器9に供給され
る。
Therefore, the amplitude time error output from the amplitude time error calculator 34 becomes "0", which is the time t3.
6 is held in the register 27, which is the drive control circuit 40.
Is supplied to the drive control circuit 40, the value subjected to the proportional / integral processing by the drive control circuit 40 is also set to "0", so that the current oscillation voltage command value output from the adder 46 maintains the previous value. This is held in the current value register 47 at the subsequent time t39, converted into an analog signal by the D / A converter 48, and supplied to the voltage control type amplifier 9 of the drive circuit 7.

【0061】したがって、その後にタイミング信号St
がオン状態からオフ状態となるタイミングで駆動回路7
から前回値を維持する高周波駆動電圧が出力されて、イ
ンク粘度に応じたインク表面の盛り上がりを形成してイ
ンク液滴を確実に飛翔させて、記録媒体に付着させるこ
とができる。なお、上記第2の実施形態においては、超
音波エネルギ判断回路20及び駆動制御回路40をハー
ドウェアで構成する場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、マイクロコンピュータを使用し
たソフトウェアで構成することもできる。この場合に
は、図14に示すように、インピーダンス検知回路10
のインピーダンス検知信号とタイミング信号発生器28
で発生するタイミング信号Stとをマイクロコンピュー
タ60に入力し、このマイクロコンピュータ60で所定
の演算処理を行って駆動回路7の電圧制御型増幅器9に
供給する発振電圧指令値Vaを出力するように構成され
ている。
Therefore, after that, the timing signal St
The drive circuit 7 is turned on when the
A high-frequency drive voltage that maintains the previous value is output from the device to form a swell on the ink surface according to the ink viscosity, and the ink droplets can be reliably ejected and attached to the recording medium. In addition, in the said 2nd Embodiment, although the case where the ultrasonic energy judgment circuit 20 and the drive control circuit 40 were comprised by hardware was demonstrated, it is not limited to this, It is software using a microcomputer. It can also be configured. In this case, as shown in FIG.
Impedance detection signal and timing signal generator 28
And the timing signal St generated in step S1 are input to the microcomputer 60, the microcomputer 60 performs predetermined arithmetic processing, and outputs the oscillation voltage command value Va supplied to the voltage controlled amplifier 9 of the drive circuit 7. Has been done.

【0062】このマイクロコンピュータ60の演算処理
は、所定時間(例えば50msec)毎のタイマ割込処
理によって図15に示すインク粘度補正処理を行う。こ
のインク粘度補正処理は、先ず、ステップS31で、イ
ンピーダンス検知回路10のフィルタ14から出力され
るフィルタ出力をA/D変換器を介して読込み、次いで
ステップS32に移行して、タイミング信号発生器28
から出力されるタイミング信号Stがオフ状態からオン
状態に状態変化したアップエッジを検出したか否かを判
定し、アップエッジを検出したときには、ステップS3
3に移行して、メモリに形成した発振電圧指令値記憶領
域に記憶されている発振電圧指令値Vaを駆動回路7の
電圧制御型増幅器9に出力してからタイマ割込処理を終
了して所定のメインプログラムに復帰する。
In the calculation process of the microcomputer 60, the ink viscosity correction process shown in FIG. 15 is performed by a timer interrupt process at every predetermined time (for example, 50 msec). In the ink viscosity correction process, first, in step S31, the filter output output from the filter 14 of the impedance detection circuit 10 is read through the A / D converter, and then the process proceeds to step S32 to perform the timing signal generator 28.
It is determined whether or not an up edge in which the timing signal St output from is changed from the off state to the on state is detected. When the up edge is detected, step S3 is performed.
3, the oscillation voltage command value Va stored in the oscillation voltage command value storage area formed in the memory is output to the voltage control type amplifier 9 of the drive circuit 7, and then the timer interrupt processing is ended and predetermined. Return to the main program of.

【0063】また、ステップS32の判定結果がタイミ
ング信号Stのアップエッジを検出していないときに
は、ステップS34に移行して、タイミング信号Stが
オン状態であるか否かを判定し、オン状態であるときに
はそのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプロ
グラムに復帰し、オフ状態であるときにはステップS3
5に移行する。
When the determination result of step S32 does not detect the rising edge of the timing signal St, the process proceeds to step S34, it is determined whether or not the timing signal St is in the on state, and it is in the on state. Sometimes, the timer interrupt processing is terminated and the main program is restored, and if it is in the off state, step S3.
Go to 5.

【0064】このステップS35では、フィルタ出力が
発振電圧指令値記憶領域に記憶されている発振電圧指令
値Vaに基づく基準電圧Vref以上であるか否かを判
定し、フィルタ出力が基準電圧Vref未満であるとき
にはステップS36に移行して、印字フラグFが“1”
にセットされているか否かを判定し、これが“0”にリ
セットされているときにはそのままタイマ割込処理を終
了して所定のメインプログラムに復帰し、印字フラグF
が“1”にセットされているときにはステップS37に
移行して、液面振幅計測用タイマが起動されているか否
かを判定し、これが起動されているときにはそのままタ
イマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰
し、液面振幅計測用タイマが起動されていないときには
ステップS38に移行して液面振幅計測用タイマを起動
してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログ
ラムに復帰する。
In step S35, it is determined whether or not the filter output is equal to or higher than the reference voltage Vref based on the oscillation voltage command value Va stored in the oscillation voltage command value storage area, and the filter output is less than the reference voltage Vref. If there is, the process proceeds to step S36, and the print flag F is "1".
If it is set to "0", it is reset to "0" and the timer interrupt processing is terminated and the main program is returned to the print flag F.
When is set to "1", the process proceeds to step S37, and it is determined whether or not the liquid surface amplitude measuring timer is started. When it is started, the timer interrupt process is ended and the predetermined value is set. If the liquid level amplitude measuring timer is not activated, the process proceeds to step S38 to activate the liquid level amplitude measuring timer, terminate the timer interrupt process, and return to the predetermined main program. To do.

【0065】一方、前記ステップS35の判定結果がフ
ィルタ出力が基準電圧Vref以上であるときにはステ
ップS39に移行して、印字状態を表す印字フラグFが
“1”にセットされているか否かを判定し、これが
“0”にリセットされているときにはステップS40に
移行して、印字フラグFを“1”にセットしてからタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰
し、印字フラグFが“1”にセットされているときには
ステップS41に移行して、液面振幅計測用タイマが起
動されているか否かを判定し、これが起動されていない
ときにはそのままタイマ割込処理を終了して所定のメイ
ンプログラムに復帰し、液面振幅計測用タイマが起動さ
れているときにはステップS42に移行する。
On the other hand, when the result of the determination in step S35 is that the filter output is equal to or higher than the reference voltage Vref, the process proceeds to step S39, and it is determined whether or not the print flag F indicating the print state is set to "1". If it is reset to "0", the process proceeds to step S40, the print flag F is set to "1", the timer interrupt process is terminated, and the predetermined main program is restored. When it is set to "1", the process proceeds to step S41, and it is determined whether or not the liquid level amplitude measuring timer is activated. If it is not activated, the timer interrupt process is ended and the predetermined operation is performed. Returning to the main program, when the liquid surface amplitude measuring timer is activated, the process proceeds to step S42.

【0066】このステップS42では、液面振幅計測用
タイマを停止させ、次いでステップS43に移行して、
液面振幅計測用タイマで計測した液面振幅時間Taを読
込み、次いでステップS44に移行して、予め設定した
液面振幅時間記憶値Ta0から液面振幅時間Taを減算
して液面振幅時間誤差ΔTa(=Ta0−Ta)を算出
する。
In step S42, the liquid surface amplitude measuring timer is stopped, and then the process proceeds to step S43,
The liquid surface amplitude time Ta measured by the liquid surface amplitude measuring timer is read, then the process proceeds to step S44, and the liquid surface amplitude time Ta is subtracted from the preset liquid surface amplitude time stored value Ta0 to obtain the liquid surface amplitude time error. ΔTa (= Ta0-Ta) is calculated.

【0067】次いで、ステップS45に移行して、下記
(6)式の演算を行って発振電圧指令値変化量ΔVaを
算出する。 ΔVa=ΔTa・Gp+∫ΔTa・Gi …………(6) 次いで、ステップS46に移行して、前回の発振電圧指
令値Va(n-1) に発振電圧指令値変化量ΔVaを加算し
た値を今回の発振電圧指令値Va(n) として設定し、次
いでステップS48に移行して、今回の発振電圧指令値
Va(n) を発振電圧指令値記憶領域に更新記憶すると共
に、今回の発振電圧指令値Va(n) を駆動回路7の電圧
制御型増幅器9に出力してからタイマ割込処理を終了し
て所定のメインプログラムに復帰する。
Then, the process proceeds to step S45 to calculate the oscillation voltage command value change amount ΔVa by performing the calculation of the following equation (6). ΔVa = ΔTa · Gp + ∫ΔTa · Gi (6) Next, the process proceeds to step S46, and the value obtained by adding the oscillation voltage command value change amount ΔVa to the previous oscillation voltage command value Va (n-1) is calculated. The current oscillation voltage command value Va (n) is set, and then the process proceeds to step S48, the current oscillation voltage command value Va (n) is updated and stored in the oscillation voltage command value storage area, and the current oscillation voltage command value is set. The value Va (n) is output to the voltage control type amplifier 9 of the drive circuit 7 and then the timer interrupt processing is ended to return to the predetermined main program.

【0068】また、上記第2の実施形態においても、液
面振幅時間誤差ΔTaを比例・積分処理することによ
り、発振電圧指令値変化量ΔVaを算出する場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、比例処
理、積分処理及び微分処理の何れか1つ又は複数を行っ
て発振電圧指令値変化量ΔVaを算出するようにしても
よく、さらには一定値の発振電圧指令値変化量ΔVaを
設定するようにしてもよい。
Also in the second embodiment, the case where the oscillation voltage command value change amount ΔVa is calculated by performing the proportional / integral processing on the liquid surface amplitude time error ΔTa has been described, but the present invention is not limited to this. However, the oscillating voltage command value change amount ΔVa may be calculated by performing one or more of a proportional process, an integrating process, and a differential process, and further, a constant value of the oscillating voltage command value change amount ΔVa. May be set.

【0069】次に、本発明の第3の実施形態を図16及
び図17について説明する。この第3の実施形態は、前
述した第1及び第2の実施形態を合わせて、インク液面
の変動及びインク粘度の変化の双方に対応してインク液
面に音響レンズ6で発生される超音波を収束させるよう
にしたものである。すなわち、第3の実施形態では、超
音波エネルギ判断回路20が、図16に示すように、第
1の実施形態における誤差検出回路23で構成される第
1の誤差検出回路36Aと、第2の実施形態における誤
差検出回路31で構成される第2の誤差検出回路36B
と、これら第1及び第2の誤差検出回路36A及び36
Bにおけるレジスタ27及び35の保持タイミングを選
択して、駆動回路7の電圧制御型発振器8に発振周波数
指令値を供給する第1の駆動制御回路40A及び駆動回
路7の電圧制御型増幅器9に発振電圧指令値を供給する
第2の駆動制御回路40Bの何れかに供給する選択回路
37とが設けられていることを除いては前述した第1の
実施形態の図3と同様の構成を有し、図3との対応部分
には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This third embodiment is a combination of the above-described first and second embodiments, in which the ultrasonic lens 6 is generated on the ink liquid surface in response to both the fluctuation of the ink liquid surface and the change of the ink viscosity. The sound waves are made to converge. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 16, the ultrasonic energy determination circuit 20 includes the first error detection circuit 36A including the error detection circuit 23 of the first embodiment and the second error detection circuit 36A. The second error detection circuit 36B including the error detection circuit 31 in the embodiment
And these first and second error detection circuits 36A and 36A
The holding timing of the registers 27 and 35 in B is selected to oscillate in the first drive control circuit 40A that supplies the oscillation frequency command value to the voltage control oscillator 8 of the drive circuit 7 and the voltage control amplifier 9 of the drive circuit 7. It has the same configuration as that of FIG. 3 of the above-described first embodiment except that a selection circuit 37 that supplies the voltage command value to any of the second drive control circuits 40B is provided. , The parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0070】ここで、選択回路37は、図17に示すよ
うに、第1の誤差検出回路36Aのレジスタ27から出
力される増幅時間誤差が第1の絶対値回路51Aを介し
て非反転入力側に、反転入力側に誤差許容値設定回路5
2Aで設定された誤差許容値が入力された第1の比較器
53Aと、この第1の比較器53Aの出力側に接続され
たダウンエッジ動作を行うラッチ回路54と、このラッ
チ回路54Aの反転出力側から出力されるラッチ信号と
読込許可信号発生器29から出力される読込許可信号と
が入力され、出力SL1が第1の誤差検出回路36Aの
レジスタ27に供給される第1のアンドゲート55A
と、第2の誤差検出回路36Bのレジスタ35から出力
される振幅時間誤差が第2の絶対値回路51Bを介して
非反転入力側に、反転入力側に誤差許容値設定回路52
Bで設定された誤差許容値が入力される第2の比較器5
3Bと、この第2の比較器53Bの出力が入力されてダ
ウンエッジ動作し、エッジ検出信号をリセット信号とし
てラッチ回路54に供給するエッジ検出回路56と、第
1の比較器53Aの比較出力がインバータ57を介して
入力されると共に、読込許可信号発生器29から出力さ
れる読込許可信号SLが入力され、出力SL2が第2の
誤差検出回路36Bのレジスタ35に供給されるアンド
ゲート55Bとを備えている。
Here, as shown in FIG. 17, in the selection circuit 37, the amplification time error output from the register 27 of the first error detection circuit 36A is input to the non-inverting input side via the first absolute value circuit 51A. And the error tolerance value setting circuit 5 on the inverting input side.
The first comparator 53A to which the allowable error value set in 2A is input, the latch circuit 54 connected to the output side of the first comparator 53A for performing the down edge operation, and the inversion of the latch circuit 54A. The latch signal output from the output side and the read enable signal output from the read enable signal generator 29 are input, and the output SL1 is supplied to the register 27 of the first error detection circuit 36A.
Then, the amplitude time error output from the register 35 of the second error detection circuit 36B passes through the second absolute value circuit 51B to the non-inverting input side and the error allowable value setting circuit 52 to the inverting input side.
The second comparator 5 to which the allowable error value set in B is input
3B and the output of the second comparator 53B are input to perform the edge down operation, and the edge detection circuit 56 that supplies the edge detection signal to the latch circuit 54 as a reset signal and the comparison output of the first comparator 53A The read enable signal SL output from the read enable signal generator 29 is input through the inverter 57, and the output SL2 is supplied to the AND gate 55B supplied to the register 35 of the second error detection circuit 36B. I have it.

【0071】次に、上記第3の実施形態の動作を説明す
る。今、選択回路37で、ラッチ回路54から出力され
るラッチ信号がオン状態であり、これがアンドゲート5
5Aに供給されているものとする。この状態では、前述
した第1の実施形態と同様に、読込許可信号発生器29
から読込許可信号SLがオン状態からオフ状態となるダ
ウンエッジでアンドゲート55Aの出力がオフ状態に反
転し、これが第1の誤差検出回路36Aのレジスタ27
に供給されることにより、このレジスタ27で増幅時間
誤差演算器26で演算した増幅時間誤差を保持し、保持
した増幅時間誤差が駆動制御回路40Aに供給されるこ
とにより、この駆動制御回路40Aで増幅時間誤差と前
回の発振周波数指令値に基づいて今回の発振周波数指令
値が形成され、この発振周波数指令値が駆動回路7の電
圧制御型発振器8に供給されることにより、駆動回路7
から発振周波数指令値に応じた周波数の高周波駆動電圧
Vfが圧電素子5に供給されることにより、音響レンズ
6からインク液面に収束する超音波を出力してインク液
面を盛り上げ、インク液滴を飛翔させて記録媒体に付着
させて、ドットを形成する。
Next, the operation of the third embodiment will be described. Now, in the selection circuit 37, the latch signal output from the latch circuit 54 is in the ON state, and this is the AND gate 5.
5A. In this state, as in the first embodiment described above, the read permission signal generator 29
From the ON state to the OFF state, the output of the AND gate 55A is inverted to the OFF state, which is the register 27 of the first error detection circuit 36A.
Is supplied to the drive control circuit 40A by holding the amplification time error calculated by the amplification time error calculator 26 in the register 27 and being supplied to the drive control circuit 40A. The current oscillation frequency command value is formed based on the amplification time error and the previous oscillation frequency command value, and this oscillation frequency command value is supplied to the voltage controlled oscillator 8 of the drive circuit 7, whereby the drive circuit 7
Is supplied to the piezoelectric element 5 with a high-frequency drive voltage Vf having a frequency corresponding to the oscillating frequency command value, the ultrasonic wave that converges on the ink liquid surface is output from the acoustic lens 6 to raise the ink liquid surface, and ink droplets are generated. Are ejected and adhered to the recording medium to form dots.

【0072】このインク液面と音響レンズ6で発生した
超音波の収束点とを一致させる補正処理を行うことによ
り、音響レンズ6で発生する超音波がインク液面近傍で
収束する状態となると、第1の誤差検出回路36Aのレ
ジスタ27から出力される増幅時間誤差が略“0”とな
り、これが絶対値回路51Aを介して第1の比較器53
Aに供給されることにより、この増幅時間誤差が第1の
誤差許容値設定回路52Aで設定された第1の誤差許容
値より小さい値となると、第1の比較器53Aから出力
される比較出力がオフ状態に反転し、これがラッチ回路
54に供給されることにより、このラッチ回路54から
出力されるラッチ信号がオン状態からオフ状態に反転
し、これがアンドゲート55Aに供給されることによ
り、このアンドゲート55Aが閉じられ、第1の誤差検
出回路36Aにおけるレジスタ27の読込が停止され
る。
When the ultrasonic wave generated by the acoustic lens 6 is converged in the vicinity of the ink liquid surface by performing the correction processing for matching the ink liquid surface with the convergence point of the ultrasonic wave generated by the acoustic lens 6, The amplification time error output from the register 27 of the first error detection circuit 36A becomes substantially "0", which is passed through the absolute value circuit 51A to the first comparator 53.
When the amplification time error becomes a value smaller than the first error allowable value set by the first error allowable value setting circuit 52A by being supplied to A, the comparison output output from the first comparator 53A Is inverted to the off state and is supplied to the latch circuit 54, whereby the latch signal output from the latch circuit 54 is inverted from the on state to the off state, and this is supplied to the AND gate 55A. The AND gate 55A is closed, and the reading of the register 27 in the first error detection circuit 36A is stopped.

【0073】これと同時に、第1の比較器53Aのオン
状態からオフ状態に反転した比較出力がインバータ57
を介してアンドゲート55Bに供給されることにより、
このアンドゲート55Bが開状態となり、読込許可信号
発生器29からオン状態からオフ状態となる読込許可信
号が入力されたときに、これが第2の誤差検出回路36
Bのレジスタ35に供給されることにより、このレジス
タ35で振幅時間誤差演算器34で演算した振幅時間誤
差を保持し、これが第2の駆動制御回路40Bに供給さ
れることにより、この駆動制御回路40Bでインク粘度
に応じた発振電圧指令値が算出され、これが駆動回路7
の電圧制御型増幅器9に供給されることにより、発振電
圧指令値に応じた振幅の高周波発振電圧が圧電素子5に
出力される。
At the same time, the comparison output obtained by inverting the first comparator 53A from the on state to the off state is the inverter 57.
By being supplied to the AND gate 55B via
When the AND gate 55B is opened and the read permission signal from the ON state to the OFF state is input from the read permission signal generator 29, this is the second error detection circuit 36.
By being supplied to the B register 35, the amplitude time error calculated by the amplitude time error calculator 34 is held in this register 35, and this is supplied to the second drive control circuit 40B. In 40B, the oscillation voltage command value according to the ink viscosity is calculated, and this is the drive circuit 7
By being supplied to the voltage control type amplifier 9, the high frequency oscillation voltage having the amplitude according to the oscillation voltage command value is output to the piezoelectric element 5.

【0074】その後、駆動回路7から出力される高周波
駆動電圧の振幅をインク粘度に最適な状態に制御するこ
とにより、第2の誤差検出回路36Bのレジスタ35で
保持される振幅時間誤差が“0”近傍の値となって第2
の誤差許容値設定回路52Bで設定した誤差許容値を下
回る状態となると、第2の比較器53Bから出力される
比較出力がオフ状態に反転し、これがエッジ検出回路5
6で検出されて、ラッチ回路54に対してリセット信号
に供給されるので、このラッチ回路54のラッチ出力が
オン状態となり、アンドゲート55Aが開状態となっ
て、第1の誤差検出回路36Aによる前述した音響レン
ズ6で発生する超音波をインク液面に収束させる補正処
理を行う。
After that, the amplitude time error held in the register 35 of the second error detection circuit 36B is "0" by controlling the amplitude of the high frequency drive voltage output from the drive circuit 7 to the optimum state for the ink viscosity. "Because it is a value in the vicinity of the second
When the error tolerance value set by the error tolerance value setting circuit 52B is less than the error tolerance value, the comparison output output from the second comparator 53B is inverted to the off state.
6 and the reset signal is supplied to the latch circuit 54, the latch output of the latch circuit 54 is turned on, the AND gate 55A is opened, and the first error detection circuit 36A outputs the reset signal. A correction process is performed to converge the ultrasonic waves generated by the acoustic lens 6 on the ink liquid surface.

【0075】このように、上記第3の実施形態では、イ
ンク液面と音響レンズ6で発生する超音波をインク液面
に収束させる補正処理及びインク粘度に応じた振幅の高
周波駆動電圧を発生させる補正処理とを交互に繰り返す
ことにより、超音波エネルギをインク液面の変動及びイ
ンク粘度の変動に応じて常に最適状態に維持することが
でき、インク液滴の飛翔を正確に制御して、印字品質を
向上させることができる。
As described above, in the third embodiment, the correction processing for converging the ultrasonic waves generated by the ink liquid surface and the acoustic lens 6 to the ink liquid surface and the high frequency drive voltage having the amplitude corresponding to the ink viscosity are generated. By repeating the correction process alternately, the ultrasonic energy can always be maintained in the optimum state according to the fluctuation of the ink surface and the fluctuation of the ink viscosity, and the flight of the ink droplets can be accurately controlled to print. The quality can be improved.

【0076】なお、上記第3の実施形態においては、第
1の誤差検出回路36A及び第2の誤差検出回路36B
を交互に動作させる場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、インク粘度の変動に対してイン
ク液面の変動の方が変化が速いので、第1の誤差検出回
路36Aを複数回連続して動作させた後第2の誤差検出
回路36Bを1回動作させるようにしてもよい。
In the third embodiment, the first error detection circuit 36A and the second error detection circuit 36B are used.
However, the present invention is not limited to this, and since the change of the ink liquid level is faster than the change of the ink viscosity, the first error detection circuit 36A is operated a plurality of times. The second error detection circuit 36B may be operated once after the continuous operation.

【0077】また、上記第3の実施形態においても超音
波エネルギ判断回路20及び駆動制御回路40をハード
ウェアで構成する場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、前述した第1及び第2の実施形態
のマイクロコンピュータを使用した演算処理を行い、何
れか一方の演算処理において、周波数指令値変化量ΔV
f又は発振電圧指令値変化量ΔVaが予め設定した許容
範囲内に納まったときに他方の演算処理に切換えるよう
にすればよい。
Also, in the third embodiment described above, the case where the ultrasonic energy judgment circuit 20 and the drive control circuit 40 are configured by hardware has been described, but the present invention is not limited to this, and the first and the above-described first and second embodiments are not limited thereto. The arithmetic processing using the microcomputer of the second embodiment is performed, and in either one of the arithmetic processing, the frequency command value change amount ΔV
When f or the oscillation voltage command value change amount ΔVa falls within a preset allowable range, the other calculation process may be switched to.

【0078】さらに、上記第1〜第3の実施形態におい
ては、本発明を記録液体をインクとするインクジェット
プリンタに適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、インク以外の液体の液滴を飛翔
させる場合に本発明を適用することができる。
Further, in the above-mentioned first to third embodiments, the case where the present invention is applied to the ink jet printer using the recording liquid as the ink has been described, but the present invention is not limited to this, and liquids other than ink are used. The present invention can be applied to the case of flying the droplets.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は9に
係る発明によれば、高周波駆動手段で前記圧電素子を駆
動する駆動系のインピーダンスを検知するインピーダン
ス検知手段と、該インピーダンス検知手段で検知したイ
ンピーダンス検知信号に基づいて超音波のエネルギが適
正であるか否かを判断する超音波エネルギ判断手段と、
該超音波エネルギ判断手段の判断結果に基づいて前記高
周波駆動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備えたの
で、温度、粘度、音速等を検知するセンサを個別に設け
ることなく、液滴飛翔状態をリアルタイムで正確に検出
することができ、音響レンズで発生する超音波を記録液
体表面に正確に収束させて記録品質を向上させることが
できるという効果が得られる。しかも、記録液体や音源
の状態を計測するために、記録液体の非吐出状態で特別
な測定時間を設ける必要がなく、測定時間を設けること
により記録液体の吐出時間に遅れが派生することを確実
に防止することができるという効果もある。
As described above, according to the invention of claim 1 or 9, the impedance detecting means for detecting the impedance of the driving system for driving the piezoelectric element by the high frequency driving means, and the impedance detecting means. Ultrasonic energy determining means for determining whether or not the ultrasonic energy is appropriate based on the detected impedance detection signal,
Since the driving control means for driving and controlling the high frequency driving means based on the determination result of the ultrasonic energy determination means is provided, the droplet flying state can be achieved without separately providing a sensor for detecting temperature, viscosity, sound velocity, etc. Can be accurately detected in real time, and the ultrasonic waves generated by the acoustic lens can be accurately focused on the surface of the recording liquid to improve the recording quality. Moreover, it is not necessary to provide a special measurement time in the non-ejection state of the recording liquid in order to measure the state of the recording liquid or the sound source, and by providing the measurement time, it is sure that a delay occurs in the ejection time of the recording liquid. There is also an effect that can be prevented.

【0080】また、請求項2に係る発明によれば、イン
ピーダンス検知手段は、圧電素子の駆動電流を検出する
駆動電流検出手段と、該駆動電流検出手段で検出した駆
動電流を直流電圧変化に変換する電流波形処理手段と、
該電流波形処理手段の出力電圧と基準電圧とを比較する
比較手段とで構成したので、記録液体の液面変化や粘度
変化を同時に検知することができるという効果が得られ
る。
According to the second aspect of the invention, the impedance detecting means includes a drive current detecting means for detecting the drive current of the piezoelectric element, and the drive current detected by the drive current detecting means is converted into a DC voltage change. Current waveform processing means for
Since the output voltage of the current waveform processing means and the reference voltage are compared with each other, the liquid level change and the viscosity change of the recording liquid can be detected at the same time.

【0081】さらに、請求項3又は10に係る発明によ
れば、超音波エネルギ判断手段は、インピーダンス検知
信号に基づいて駆動開始からインピーダンスの変化点ま
でのインピーダンス変化時間を計測し、該インピーダン
ス変化時間に基づいて駆動焦点距離の液面と音圧の位置
関係が適正で、記録液体液面と音響レンズ間に発生する
記録液体中の定在波により超音波エネルギが適正に蓄積
・増幅されているか否かを判断するように構成されてい
るので、記録液体液面の変化をリアルタイムで正確に検
出することができるという効果が得られる。
Further, according to the invention of claim 3 or 10, the ultrasonic energy judging means measures the impedance change time from the drive start to the impedance change point based on the impedance detection signal, and the impedance change time is measured. Based on the above, the positional relationship between the liquid surface of the driving focal length and the sound pressure is appropriate, and the ultrasonic wave is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. Since it is configured to judge whether or not it is, it is possible to obtain the effect that the change in the liquid level of the recording liquid can be accurately detected in real time.

【0082】さらにまた、請求項4に係る発明によれ
ば、駆動制御手段は、超音波エネルギ判断手段の判断結
果が、インピーダンス変化時間が最適時間より短い場合
に高周波駆動手段の高周波駆動信号の周波数を低くし、
最適時間より長い場合に高周波駆動手段の高周波駆動信
号の周波数を高くする制御を行うように構成されている
ので、圧電素子に供給する高周波駆動信号の周波数を、
記録液体液面の変化に正確に対応させることができると
いう効果が得られる。
Further, according to the invention of claim 4, the drive control means determines the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means when the determination result of the ultrasonic energy determination means indicates that the impedance change time is shorter than the optimum time. Lower
Since it is configured to perform control to increase the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means when it is longer than the optimum time, the frequency of the high frequency drive signal supplied to the piezoelectric element is
The effect that the change in the liquid level of the recording liquid can be accurately accommodated is obtained.

【0083】なおさらに、請求項5又は11に係る発明
によれば、超音波エネルギ判断手段は、インピーダンス
検知信号に基づいてインピーダンスの変化点から次の変
化点までの振幅時間を計測し、記録液体の粘度が適正
で、記録液体液面と音響レンズ間に発生する記録液体中
の定在波により超音波エネルギが適正に蓄積・増幅され
ているか否かを判断するように構成されているので、記
録液体の粘度の変化に応じた超音波の発生状態をリアル
タイムで正確に判断することができるという効果が得ら
れる。
Still further, according to the invention of claim 5 or 11, the ultrasonic energy judging means measures the amplitude time from a change point of impedance to the next change point on the basis of the impedance detection signal, and records the recording liquid. Has a proper viscosity and is configured to judge whether or not the ultrasonic energy is properly accumulated / amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. The effect that the generation state of ultrasonic waves according to the change in the viscosity of the recording liquid can be accurately determined in real time is obtained.

【0084】また、請求項6に係る発明によれば、駆動
制御手段は、超音波エネルギ判断手段の判断結果が、振
幅時間が最適振幅時間より短い場合に高周波駆動手段の
駆動電圧を高くし、最適時間より長い場合に高周波駆動
手段の駆動電圧を低くする制御を行うように構成されて
いるので、圧電素子に供給する高周波駆動信号の振幅
を、記録液体粘度の変化に正確に対応させるとこができ
るという効果が得られる。
According to the invention of claim 6, the drive control means increases the drive voltage of the high frequency drive means when the determination result of the ultrasonic energy determination means is shorter than the optimum amplitude time. Since the control is performed to lower the drive voltage of the high frequency drive means when the time is longer than the optimum time, the amplitude of the high frequency drive signal supplied to the piezoelectric element can be accurately corresponded to the change of the recording liquid viscosity. The effect that it can be obtained.

【0085】さらに、請求項7に係る発明によれば、超
音波エネルギ判断手段は、インピーダンス検知信号に基
づいて駆動開始からインピーダンスの変化点までのイン
ピーダンス変化時間を計測し、該インピーダンス変化時
間に基づいて駆動焦点距離の液面と音圧の位置関係が適
正で、記録液体液面と音響レンズ間に発生する記録液体
中の定在波により超音波エネルギが適正に蓄積・増幅さ
れているか否かを判断する第1の判断手段と、インピー
ダンスの変化点から次の変化点までの振幅時間を計測
し、記録液体の粘度が適正で、記録液体液面と音響レン
ズ間に発生する記録液体中の定在波により超音波エネル
ギが適正に蓄積・増幅されているか否かを判断する第2
の判断手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記第1の
判断手段の判断結果がインピーダンス変化時間が最適時
間より短い場合に高周波駆動手段の高周波駆動信号の周
波数を低くし、最適時間より長い場合に高周波駆動手段
の高周波駆動信号の周波数を高くする制御を行う第1の
駆動制御手段と、前記第2の判断手段の判断結果が振幅
時間が最適振幅時間より短い場合に高周波駆動手段の駆
動電圧を高くし、最適時間より長い場合に高周波駆動手
段の駆動電圧を低くする制御を行う第2の駆動制御手段
とを備えているので、請求項3及び請求項5の双方の効
果を得ることができる。
Further, according to the invention of claim 7, the ultrasonic energy judging means measures the impedance change time from the drive start to the impedance change point based on the impedance detection signal, and based on the impedance change time. Whether the ultrasonic wave energy is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. The first determination means for determining the difference between the impedance change point and the next change point is measured, and the viscosity of the recording liquid is appropriate. The second to judge whether or not the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by the standing wave
The drive control means lowers the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means when the result of the determination by the first determination means is shorter than the optimum time, and the drive control means is longer than the optimum time. In this case, the first drive control means performs control to increase the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means, and drives the high frequency drive means when the determination result of the second determination means is shorter than the optimum amplitude time. The second drive control means for controlling the drive voltage of the high frequency drive means to be increased when the voltage is increased and longer than the optimum time is provided, so that both effects of claim 3 and claim 5 are obtained. You can

【0086】さらにまた、請求項8に係る発明によれ
ば、超音波エネルギ判断手段は、前記第1の判断手段及
び第2の判断手段を選択する選択手段を有し、該選択手
段は、前記第1の判断手段の判断結果が第1の許容範囲
に収束した後に、前記第2の判断手段を選択し、当該第
2の判断手段の判断結果が第2の許容範囲に収束した後
に前記第1の判断手段を選択することを繰り返すように
構成されているので、記録液体液面変化と記録液体粘度
変化とを交互に判断して、音響レンズで発生する超音波
を最適状態に制御することができるという効果が得られ
る。
Further, according to the invention of claim 8, the ultrasonic energy judging means has a selecting means for selecting the first judging means and the second judging means, and the selecting means has the above-mentioned structure. The second judgment means is selected after the judgment result of the first judgment means converges to the first allowable range, and the second judgment means is selected after the judgment result of the second judgment means converges to the second allowable range. Since the selection means 1 is repeatedly selected, the change in the recording liquid level and the change in the recording liquid viscosity are alternately determined to control the ultrasonic wave generated by the acoustic lens to the optimum state. The effect of being able to do is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】インピーダンス検知回路の具体例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of an impedance detection circuit.

【図3】超音波エネルギ判断回路の具体例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific example of an ultrasonic energy determination circuit.

【図4】駆動制御回路の具体例を示すブロック図線図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram diagram showing a specific example of a drive control circuit.

【図5】焦点距離の液面と音圧の位置関係を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a liquid surface having a focal length and sound pressure.

【図6】インク液滴が生成されないときの電流変化を示
すタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart showing a change in current when ink droplets are not generated.

【図7】インク液滴が生成されるときの電流変化を示す
タイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing changes in current when ink droplets are generated.

【図8】第1の実施形態における動作の説明に供するタ
イムチャートである。
FIG. 8 is a time chart used to explain an operation in the first embodiment.

【図9】第1の実施形態における他の実施形態を示すブ
ロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the first embodiment.

【図10】図9におけるマイクロコンピュータでの演算
処理手順の一例を示すフローチャートである。
10 is a flowchart showing an example of a calculation processing procedure in the microcomputer shown in FIG.

【図11】本発明の第2の実施形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 11 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図12】第2の実施形態における検出原理を示す説明
図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a detection principle in the second embodiment.

【図13】第2の実施形態における動作の説明に供する
タイムチャートである。
FIG. 13 is a time chart used to explain an operation in the second embodiment.

【図14】第2の実施形態における他の実施形態を示す
ブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing another embodiment of the second embodiment.

【図15】図14におけるマイクロコンピュータでの演
算処理手順の一例を示すフローチャートである。
15 is a flowchart showing an example of a calculation processing procedure in the microcomputer shown in FIG.

【図16】本発明の第3の実施形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 16 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図17】第3の実施形態における選択回路の具体例を
示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a specific example of a selection circuit according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液滴噴射記録装置 2 インク収納部 3 ノズル 4 ケース体 5 圧電素子 6 音響レンズ 7 駆動回路 8 電圧制御型発振器 9 電圧制御型増幅器 10 インピーダンス検知回路 11 電流波形処理回路 12 増幅器 13 全波整流器 14 フィルタ 15 比較器 20 超音波エネルギ判断回路 21 ラッチ回路 22 アンドゲート 24 エネルギ増幅時間計測用カウンタ 25 増幅時間記憶回路 26 増幅時間誤差演算器 27 レジスタ 28 タイミング信号発生器 29 読込許可信号発生器 31a アンドゲート 32 液面振幅時間計測用カウンタ 33 振幅時間記憶回路 34 振幅時間誤差演算器 35 レジスタ 37 選択回路 40 駆動制御回路 60 マイクロコンピュータ 1 Droplet ejection recording device 2 Ink storage 3 nozzles 4 case body 5 Piezoelectric element 6 acoustic lens 7 drive circuit 8 Voltage controlled oscillator 9 Voltage control type amplifier 10 Impedance detection circuit 11 Current waveform processing circuit 12 amplifier 13 full-wave rectifier 14 filters 15 Comparator 20 Ultrasonic energy judgment circuit 21 Latch circuit 22 AND GATE 24 Energy amplification time counter 25 Amplification time memory circuit 26 Amplification time error calculator 27 registers 28 Timing signal generator 29 Read permission signal generator 31a AND gate 32 Liquid level amplitude time counter 33 Amplitude time memory circuit 34 Amplitude time error calculator 35 registers 37 Selection circuit 40 Drive control circuit 60 microcomputer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子の上面に配設した音響レンズを
記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆動手
段で高周波駆動することにより、前記音響レンズから発
生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に収束
させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記録装
置において、前記高周波駆動手段で前記圧電素子を駆動
する駆動系のインピーダンスを検知するインピーダンス
検知手段と、該インピーダンス検知手段で検知したイン
ピーダンス検知信号に基づいて超音波のエネルギが適正
であるか否かを判断する超音波エネルギ判断手段と、該
超音波エネルギ判断手段の判断結果に基づいて前記高周
波駆動手段を駆動制御する駆動制御手段とを備えたこと
を特徴とする液滴噴射記録装置。
1. An ultrasonic lens generated on the acoustic lens is recorded by arranging an acoustic lens arranged on the upper surface of a piezoelectric element in a recording liquid storage section and driving the piezoelectric element at a high frequency by a high frequency driving means. In a droplet jet recording apparatus in which recording droplets are made to fly by converging on a recording liquid surface of a liquid storage portion, impedance detection means for detecting impedance of a drive system for driving the piezoelectric element by the high frequency drive means, Ultrasonic energy determination means for determining whether or not the ultrasonic energy is appropriate based on the impedance detection signal detected by the impedance detection means, and the high frequency drive means based on the determination result of the ultrasonic energy determination means. And a drive control means for controlling the drive of the liquid droplet ejection recording apparatus.
【請求項2】 前記インピーダンス検知手段は、圧電素
子の駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、該駆動電
流検出手段で検出した駆動電流を直流電圧変化に変換す
る電流波形処理手段と、該電流波形処理手段の出力電圧
と基準電圧とを比較する比較手段とを有し、該比較手段
からインピーダンス検知信号が出力されることを特徴と
する請求項1記載の液滴噴射記録装置。
2. The impedance detecting means includes a drive current detecting means for detecting a drive current of a piezoelectric element, a current waveform processing means for converting the drive current detected by the drive current detecting means into a DC voltage change, and the current. 2. The liquid droplet jetting recording apparatus according to claim 1, further comprising: comparing means for comparing the output voltage of the waveform processing means and the reference voltage, and the impedance detecting signal is output from the comparing means.
【請求項3】 前記超音波エネルギ判断手段は、インピ
ーダンス検知信号に基づいて駆動開始からインピーダン
スの変化点までのインピーダンス変化時間を計測し、該
インピーダンス変化時間に基づいて駆動焦点距離の液面
と音圧の位置関係が適正で、記録液体液面と音響レンズ
間に発生する記録液体中の定在波により超音波エネルギ
が適正に蓄積・増幅されているか否かを判断するように
構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載
の液滴噴射記録装置。
3. The ultrasonic energy determining means measures the impedance change time from the start of driving to the impedance change point based on the impedance detection signal, and based on the impedance change time, the liquid level and the sound at the drive focal length. It is configured to determine whether the positional relationship of pressure is proper and whether the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. The droplet jet recording apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that.
【請求項4】 前記駆動制御手段は、超音波エネルギ判
断手段の判断結果がインピーダンス変化時間が最適時間
より短い場合に高周波駆動手段の高周波駆動信号の周波
数を低くし、最適時間より長い場合に高周波駆動手段の
高周波駆動信号の周波数を高くする制御を行うように構
成されていることを特徴とする請求項3記載の液滴噴射
記録装置。
4. The drive control means lowers the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means when the determination result of the ultrasonic energy determination means is shorter than the optimum time and the high frequency when the determination time is longer than the optimum time. 4. The droplet ejection recording apparatus according to claim 3, wherein the droplet ejection recording apparatus is configured to perform control for increasing the frequency of the high frequency drive signal of the drive unit.
【請求項5】 前記超音波エネルギ判断手段は、インピ
ーダンス検知信号に基づいてインピーダンスの変化点か
ら次の変化点までの振幅時間を計測し、記録液体の粘度
が適正で、記録液体液面と音響レンズ間に発生する記録
液体中の定在波により超音波エネルギが適正に蓄積・増
幅されているか否かを判断するように構成されているこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴噴射記録装
置。
5. The ultrasonic energy determining means measures an amplitude time from a change point of impedance to a next change point on the basis of an impedance detection signal, the viscosity of the recording liquid is appropriate, and the liquid level of the recording liquid and the sound are measured. The liquid according to claim 1 or 2, which is configured to determine whether or not the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by a standing wave in the recording liquid generated between the lenses. Drop jet recording device.
【請求項6】 前記駆動制御手段は、超音波エネルギ判
断手段の判断結果が振幅時間が最適振幅時間より短い場
合に高周波駆動手段の駆動電圧を高くし、最適時間より
長い場合に高周波駆動手段の駆動電圧を低くする制御を
行うように構成されていることを特徴とする請求項5記
載の液滴噴射記録装置。
6. The drive control means increases the drive voltage of the high frequency drive means when the determination result of the ultrasonic energy determination means is shorter than the optimum amplitude time, and increases the drive voltage of the high frequency drive means when the determined result is longer than the optimum time. The droplet ejection recording apparatus according to claim 5, wherein the droplet ejection recording apparatus is configured to perform control for lowering a drive voltage.
【請求項7】 前記超音波エネルギ判断手段は、インピ
ーダンス検知信号に基づいて駆動開始からインピーダン
スの変化点までのインピーダンス変化時間を計測し、該
インピーダンス変化時間に基づいて駆動焦点距離の液面
と音圧の位置関係が適正で、記録液体液面と音響レンズ
間に発生する記録液体中の定在波により超音波エネルギ
が適正に蓄積・増幅されているか否かを判断する第1の
判断手段と、インピーダンスの変化点から次の変化点ま
での振幅時間を計測し、記録液体の粘度が適正で、記録
液体液面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定在波
により超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されているか
否かを判断する第2の判断手段とを備え、前記駆動制御
手段は、前記第1の判断手段の判断結果がインピーダン
ス変化時間が最適時間より短い場合に高周波駆動手段の
高周波駆動信号の周波数を低くし、最適時間より長い場
合に高周波駆動手段の高周波駆動信号の周波数を高くす
る制御を行う第1の駆動制御手段と、前記第2の判断手
段の判断結果が振幅時間が最適振幅時間より短い場合に
高周波駆動手段の駆動電圧を高くし、最適時間より長い
場合に高周波駆動手段の駆動電圧を低くする制御を行う
第2の駆動制御手段とを備えていることを特徴とする請
求項1又は2に記載の液滴噴射記録装置。
7. The ultrasonic energy determining means measures the impedance change time from the start of driving to the impedance change point based on the impedance detection signal, and based on the impedance change time, the liquid level and the sound at the drive focal length. A first judging means for judging whether the positional relationship of pressure is proper, and whether the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. , The amplitude time from the point of change of impedance to the next point of change is measured, the viscosity of the recording liquid is appropriate, and the ultrasonic energy is appropriate due to the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. Second determination means for determining whether or not the impedance change time is optimal when the determination result of the first determination means is determined. A first drive control means for controlling the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means to be lowered when the time is shorter than the interval, and to increase the frequency of the high frequency drive signal of the high frequency drive means when the time is longer than the optimum time; Drive control for increasing the drive voltage of the high frequency drive means when the result of the determination by the determination means is shorter than the optimum amplitude time, and lowering the drive voltage of the high frequency drive means for longer than the optimum time. 3. A droplet jet recording apparatus according to claim 1, further comprising:
【請求項8】 前記超音波エネルギ判断手段は、前記第
1の判断手段及び第2の判断手段を選択する選択手段を
有し、該選択手段は、前記第1の判断手段の判断結果が
第1の許容範囲に収束した後に、前記第2の判断手段を
選択し、当該第2の判断手段の判断結果が第2の許容範
囲に収束した後に前記第1の判断手段を選択することを
繰り返すように構成されていることを特徴とする請求項
7記載の液滴噴射記録装置。
8. The ultrasonic energy judging means has a selecting means for selecting the first judging means and the second judging means, and the selecting means determines that the judgment result of the first judging means is Repeating the selection of the second determining means after convergence to the first allowable range and the selection of the first determining means after the result of the determination by the second determining means converges to the second allowable range. The droplet jet recording apparatus according to claim 7, wherein the droplet jet recording apparatus is configured as described above.
【請求項9】 圧電素子の上面に配設した音響レンズを
記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆動手
段で高周波駆動することにより、前記音響レンズから発
生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に収束
させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記録装
置の駆動方法において、前記高周波駆動手段で前記圧電
素子を駆動するステップと、前記圧電素子の駆動状態で
圧電素子を含む駆動系のインピーダンスを検知するステ
ップと、検知したインピーダンスに基づいて超音波のエ
ネルギが適正であるか否かを判断するステップと、超音
波のエネルギが適正であるか否かの判断結果に基づいて
前記高周波駆動手段を駆動制御するステップとを備えた
ことを特徴とする液滴噴射記録装置の駆動方法。
9. An ultrasonic lens generated on the acoustic lens is recorded by disposing an acoustic lens disposed on the upper surface of the piezoelectric element in a recording liquid storage section and driving the piezoelectric element at high frequency by a high frequency drive means. In a method of driving a droplet jet recording apparatus that converges on a surface of a recording liquid in a liquid storage portion and causes recording droplets to fly, a step of driving the piezoelectric element by the high frequency driving means, and a driving state of the piezoelectric element. To detect the impedance of the drive system including the piezoelectric element, to determine whether the ultrasonic energy is appropriate based on the detected impedance, and to determine whether the ultrasonic energy is appropriate. A driving method of the high-frequency driving means based on a judgment result.
【請求項10】 圧電素子の上面に配設した音響レンズ
を記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆動
手段で高周波駆動することにより、前記音響レンズから
発生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に収
束させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記録
装置の駆動方法において、前記高周波駆動手段で前記圧
電素子を駆動するステップと、前記圧電素子の駆動状態
で圧電素子を含む駆動系のインピーダンスを検知するス
テップと、検知したインピーダンスに基づいて駆動開始
からインピーダンスの変化点までのインピーダンス変化
時間を計測し、該インピーダンス変化時間に基づいて駆
動焦点距離の液面と音圧の位置関係が適正で、記録液体
液面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定在波によ
り超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されているか否か
を判断するステップと、超音波のエネルギが適正である
か否かの判断結果に基づいて前記高周波駆動手段を駆動
制御するステップとを備えたことを特徴とする液滴噴射
記録装置の駆動方法。
10. An ultrasonic lens generated on the acoustic lens is recorded by disposing an acoustic lens disposed on the upper surface of the piezoelectric element in a recording liquid storage section and driving the piezoelectric element at a high frequency by a high frequency drive means. In a method of driving a droplet jet recording apparatus that converges on a surface of a recording liquid in a liquid storage portion and causes recording droplets to fly, a step of driving the piezoelectric element by the high frequency driving means, and a driving state of the piezoelectric element. In the step of detecting the impedance of the drive system including the piezoelectric element, the impedance change time from the start of driving to the change point of the impedance is measured based on the detected impedance, and the liquid surface of the drive focal length is measured based on the impedance change time. And the sound pressure are in a proper positional relationship, and ultrasonic energy is generated by the standing wave in the recording liquid generated between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. The method further comprises a step of determining whether or not the energy is properly accumulated and amplified, and a step of driving and controlling the high frequency drive means based on a determination result of whether or not the ultrasonic energy is appropriate. Method for driving a droplet ejection recording apparatus.
【請求項11】 圧電素子の上面に配設した音響レンズ
を記録液体収納部に配設し、前記圧電素子を高周波駆動
手段で高周波駆動することにより、前記音響レンズから
発生される超音波を記録液体収納部の記録液体表面に収
束させて記録液滴を飛翔させるようにした液滴噴射記録
装置の駆動方法において、前記高周波駆動手段で前記圧
電素子を駆動するステップと、前記圧電素子の駆動状態
で圧電素子を含む駆動系のインピーダンスを検知するス
テップと、インピーダンスの変化点から次の変化点まで
の振幅時間を計測し、記録液体の粘度が適正で、記録液
体液面と音響レンズ間に発生する記録液体中の定在波に
より超音波エネルギが適正に蓄積・増幅されているか否
かを判断するステップと、超音波のエネルギが適正であ
るか否かの判断結果に基づいて前記高周波駆動手段を駆
動制御するステップとを備えたことを特徴とする液滴噴
射記録装置の駆動方法。
11. An ultrasonic lens generated on the acoustic lens is recorded by disposing an acoustic lens disposed on the upper surface of the piezoelectric element in a recording liquid storage section and driving the piezoelectric element at high frequency by a high frequency drive means. In a method of driving a droplet jet recording apparatus that converges on a surface of a recording liquid in a liquid storage portion and causes recording droplets to fly, a step of driving the piezoelectric element by the high frequency driving means, and a driving state of the piezoelectric element. The step of detecting the impedance of the drive system including the piezoelectric element and the amplitude time from the change point of the impedance to the next change point are measured, and the viscosity of the recording liquid is appropriate, and it occurs between the liquid surface of the recording liquid and the acoustic lens. The step of determining whether or not the ultrasonic energy is properly accumulated and amplified by the standing wave in the recording liquid, and the determination result of whether or not the ultrasonic energy is appropriate. Driving control of the high frequency driving means based on the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005329676A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Riso Kagaku Corp Inkjet apparatus and ink deterioration detection apparatus
CN102653168A (en) * 2011-03-02 2012-09-05 北京美科艺数码科技发展有限公司 Nozzle driving circuit for inkjet printers

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