JP2006212828A - Liquid storage container, liquid ejection device, and liquid quantity detection method - Google Patents

Liquid storage container, liquid ejection device, and liquid quantity detection method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid storage container or the like capable of accurately detecting the presence or absence of liquid in the fitting position of a piezoelectric element, with application of only one type of a drive signal. <P>SOLUTION: The liquid storage container is provided with a liquid storage section for storing liquid and a piezoelectric element which is provided at a specified position of the liquid storage section, generates residual vibration after the application of n-pieces of pulses of the drive signal and outputs an output signal by the residual vibration. The resonance frequency ν0 of the residual vibration when liquid is not present at the specified position and the resonance frequency ν1 of the residual vibration when liquid is present at the specified position satisfy the relationship: ä(2k+1)×(2n-1)-1/2}/(2n-1)×ν1≤ν0≤ä(2k+1)×(2n-1)+1/2}/(2n-1)×ν1 [wherein k is an optional integer of 1 or more]. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液体収容容器、液体吐出装置、及び液体量検出方法に関する。   The present invention relates to a liquid container, a liquid discharge device, and a liquid amount detection method.

液体吐出装置としてのインクジェットプリンタは、液体としてのインクを用紙に吐出することによって前記用紙の所定位置に多数のドットを形成し、これによって印刷画像を印刷する。そして、このようなプリンタでは、印刷によりインクを消費し、インクが切れたときには、ユーザは、液体収容容器としてのインクカートリッジの交換を行う。   An ink jet printer as a liquid ejecting apparatus ejects ink as a liquid onto a sheet to form a large number of dots at predetermined positions on the sheet, thereby printing a print image. In such a printer, when the ink is consumed by printing and the ink runs out, the user replaces the ink cartridge as the liquid container.

このインクカートリッジ内のインク量を検出する方法としては、インクカートリッジに取り付けられた圧電素子に駆動信号を印加し、駆動信号の印加後の残留振動による圧電素子からの出力信号を検出し、この検出結果に基づいてインク残量を検出する方法が知られている。   As a method for detecting the amount of ink in the ink cartridge, a drive signal is applied to a piezoelectric element attached to the ink cartridge, and an output signal from the piezoelectric element due to residual vibration after the drive signal is applied is detected. A method for detecting the remaining amount of ink based on the result is known.

そして、この検出方法では、インクの有無を正確に検出すべく、二種類の駆動信号を使用する。一方の駆動信号の周波数は、インクが無い時の残留振動の共振周波数に揃えられ、これによってインク無し状態の残留振動の振幅を大きく励起し、他方の駆動信号の周波数は、インクが有る時の残留振動の共振周波数に揃えられ、これによって、インク有り状態の残留振動の振幅を大きく励起する。そして、これによって、インクの有無の検出精度を高めている(特許文献1を参照)。
特開2003−112431号公報
In this detection method, two types of drive signals are used to accurately detect the presence or absence of ink. The frequency of one drive signal is aligned with the resonance frequency of the residual vibration when there is no ink, thereby greatly exciting the amplitude of the residual vibration when there is no ink, and the frequency of the other drive signal is the same as when the ink is present This matches the resonance frequency of the residual vibration, and thereby greatly excites the amplitude of the residual vibration in the presence of ink. This improves the accuracy of detecting the presence or absence of ink (see Patent Document 1).
JP 2003-112431 A

しかしながら、この方法では、最初にインク有り状態の残留振動の共振周波数の駆動信号で圧電素子を駆動して、圧電素子の取付位置にインクが有るかを検出し、次いでインク無し状態の残留振動の共振周波数の駆動信号で圧電素子を駆動して、圧電素子の取付位置にインクが無いかを検出することになり、つまり、二種類の駆動信号を印加することから計2回の検出動作が必要となって、検出時間が長くなるという問題があった。  However, in this method, first, the piezoelectric element is driven by a drive signal having a resonance frequency of residual vibration in the presence of ink to detect whether ink is present at the mounting position of the piezoelectric element, and then the residual vibration in the absence of ink is detected. The piezoelectric element is driven by the drive signal of the resonance frequency to detect whether there is ink at the mounting position of the piezoelectric element. That is, since two kinds of drive signals are applied, a total of two detection operations are required. Thus, there is a problem that the detection time becomes long.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一種類の駆動信号を印加するだけで圧電素子の取付位置における液体の有無の何れの状態も正確に検出可能な液体収容容器、液体吐出装置、及び液体量検出方法を実現することにある。  The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to accurately detect any state of the presence or absence of liquid at the mounting position of the piezoelectric element by simply applying one kind of driving signal. It is to realize a liquid storage container, a liquid discharge device, and a liquid amount detection method.

前記目的を達成するための主たる発明は、
液体を収容する液体収容部と、
該液体収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体収容容器。
The main invention for achieving the object is as follows:
A liquid container for containing a liquid;
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the liquid container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
The liquid container according to claim 1, wherein a resonance frequency ν0 of residual vibration when no liquid is present at the predetermined position and a resonance frequency ν1 of residual vibration when the liquid is present at the predetermined position satisfy the following relationship.

{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。   Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

===開示の概要===
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
=== Summary of disclosure ===
At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.

液体を収容する液体収容部と、
該液体収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体収容容器。
{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
A liquid container for containing a liquid;
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the liquid container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
The liquid container according to claim 1, wherein a resonance frequency ν0 of residual vibration when no liquid is present at the predetermined position and a resonance frequency ν1 of residual vibration when the liquid is present at the predetermined position satisfy the following relationship.
{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.

このような液体収容容器によれば、液体無し時の共振周波数ν0及び液体有り時の共振周波数ν1は、上記関係式で規定される範囲に収められている。従って、所定のパルスを有する駆動信号を一種類だけ選定して圧電素子に印加すれば、液体の有無の何れの状態においても圧電素子に大きな残留振動を励起させることができ、その結果、前記所定位置における液体の有無を正確に検出可能となる。つまり、二種類の駆動信号を用いずに一種類の駆動信号のみを用いて、液体の有無の正確な検出を行うことができる。   According to such a liquid container, the resonance frequency ν0 when there is no liquid and the resonance frequency ν1 when there is a liquid are within the range defined by the above relational expression. Therefore, if only one type of drive signal having a predetermined pulse is selected and applied to the piezoelectric element, a large residual vibration can be excited in the piezoelectric element in any state with or without liquid, and as a result, The presence or absence of liquid at the position can be accurately detected. That is, it is possible to accurately detect the presence or absence of liquid using only one type of drive signal without using two types of drive signals.

かかる液体収容容器において、前記共振周波数ν0及び前記共振周波数ν1が、以下の関係を満足するのが望ましい。
ν0=(2k+1)×ν1
このような液体収容容器によれば、液体無し時の共振周波数ν0は、液体有り時の共振周波数ν1の2k+1倍になっている。従って、所定のパルスを有する駆動信号を一種類だけ選定して圧電素子に印加すれば、液体の有無の何れの状態においても圧電素子に、より一層大きな残留振動を励起させることができ、その結果、前記所定位置における液体の有無をより正確に検出可能となる。つまり、二種類の駆動信号を用いずに一種類の駆動信号のみを用いて、液体の有無の正確な検出をより確実に行うことができる。
In such a liquid container, it is desirable that the resonance frequency ν0 and the resonance frequency ν1 satisfy the following relationship.
ν0 = (2k + 1) × ν1
According to such a liquid container, the resonance frequency ν0 when there is no liquid is 2k + 1 times the resonance frequency ν1 when there is liquid. Therefore, if only one type of drive signal having a predetermined pulse is selected and applied to the piezoelectric element, a larger residual vibration can be excited in the piezoelectric element in any state with or without liquid. The presence or absence of liquid at the predetermined position can be detected more accurately. That is, it is possible to more accurately detect the presence or absence of liquid by using only one type of drive signal without using two types of drive signals.

かかる液体収容容器において、前記パルスの印加期間の大きさは、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の振動周期の半分であるのが望ましい。
このような液体収容容器によれば、前記駆動信号によって励起される残留振動の振幅を確実に大きくすることができる。
In such a liquid container, it is desirable that the duration of the pulse application period is half of the vibration period of the residual vibration when the liquid is present at the predetermined position.
According to such a liquid container, the amplitude of the residual vibration excited by the drive signal can be reliably increased.

かかる液体収容容器において、前記駆動信号が複数個のパルスを有する場合には、前記パルスの印加周期は、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の振動周期と同じであるのが望ましい。
このような液体収容容器によれば、前記駆動信号が複数個のパルスを有する場合に、前記駆動信号によって励起される残留振動の振幅を確実に大きくすることができる。
In such a liquid container, when the driving signal has a plurality of pulses, it is desirable that the application period of the pulses is the same as the vibration period of the residual vibration when the liquid is present at the predetermined position.
According to such a liquid container, when the drive signal has a plurality of pulses, the amplitude of the residual vibration excited by the drive signal can be reliably increased.

かかる液体収容容器において、前記液体収容部の中の液体の振動の影響を前記圧電素子が受けないようにするためのバッファ室が、前記所定位置の近傍に設けられているのが望ましい。
このような液体収容容器によれば、液体収容部内の液体の振動の影響を受けずに、残留振動を検出することができる。
In such a liquid storage container, it is preferable that a buffer chamber for preventing the piezoelectric element from being affected by the vibration of the liquid in the liquid storage portion is provided in the vicinity of the predetermined position.
According to such a liquid container, residual vibration can be detected without being affected by vibration of the liquid in the liquid container.

かかる液体収容容器において、前記液体収容部には開口部が設けられており、
前記開口部が振動板により塞がれており、
前記振動板に前記圧電素子が設けられており、
前記開口部の中心と前記圧電素子の中心が一致していることを特徴とする液体収容容器。
このような液体収容容器によれば、振動板の共振周波数を精度良く検出できる。
In such a liquid container, the liquid container is provided with an opening,
The opening is closed by a diaphragm;
The piezoelectric element is provided on the diaphragm,
A liquid container, wherein the center of the opening and the center of the piezoelectric element coincide.
According to such a liquid container, the resonance frequency of the diaphragm can be detected with high accuracy.

かかる液体収容容器において、前記液体はインクであり、
前記液体収容容器はインクカートリッジであるのが望ましい。
In such a liquid container, the liquid is ink,
The liquid container is preferably an ink cartridge.

このような液体収容容器によれば、二種類の駆動信号を用いずに一種類の駆動信号のみを用いて、液体の有無の正確な検出を実行可能なインクカートリッジを提供できる。  According to such a liquid container, it is possible to provide an ink cartridge capable of accurately detecting the presence or absence of liquid using only one type of drive signal without using two types of drive signals.

また、インクを収容するインク収容部と、
該インク収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記インク収容部の中のインクの振動の影響を前記圧電素子が受けないようにするためのバッファ室が、前記所定位置の近傍に設けられており、
前記インク収容部には開口部が設けられており、
前記開口部が振動板により塞がれており、
前記振動板に前記圧電素子が設けられており、
前記開口部の中心と前記圧電素子の中心が一致しており、
前記パルスの印加期間は、前記所定位置にインクが有る時の残留振動の振動周期の半分であり、
前記駆動信号が複数個のパルスを有する場合には、前記パルスの印加周期は、前記所定位置にインクが有る時の残留振動の振動周期と同じであり、
前記所定位置にインクが無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置にインクが有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体収容容器。
ν0=(2k+1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
このような液体収容容器によれば、記述のほぼ全ての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
An ink containing portion for containing ink;
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the ink container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
A buffer chamber for preventing the piezoelectric element from being affected by the vibration of the ink in the ink container is provided in the vicinity of the predetermined position;
The ink container is provided with an opening.
The opening is closed by a diaphragm;
The piezoelectric element is provided on the diaphragm,
The center of the opening coincides with the center of the piezoelectric element;
The application period of the pulse is half of the vibration period of residual vibration when ink is present at the predetermined position,
When the drive signal has a plurality of pulses, the application period of the pulses is the same as the vibration period of the residual vibration when ink is present at the predetermined position;
The liquid container according to claim 1, wherein the resonance frequency ν0 of residual vibration when no ink is present at the predetermined position and the resonance frequency ν1 of residual vibration when ink is present at the predetermined position satisfy the following relationship.
ν0 = (2k + 1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.
According to such a liquid container, since almost all the effects described are exhibited, the object of the present invention is most effectively achieved.

また、媒体へ向けてノズルから吐出するための液体を収容する液体収容部と、
該液体収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体吐出装置の実現も可能である。

{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
Further, a liquid storage unit that stores liquid for discharging from the nozzle toward the medium,
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the liquid container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
A resonance frequency ν0 of residual vibration when there is no liquid at the predetermined position and a resonance frequency ν1 of residual vibration when there is liquid at the predetermined position satisfy the following relationship: Realization is also possible.

{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.

また、液体を収容する液体収容部の所定位置に設けられた圧電素子に、駆動信号のn個のパルスを印加し、
前記駆動信号の印加後の残留振動による前記圧電素子からの出力信号を検出し、
前記所定位置での前記液体の有無による前記残留振動の共振周波数の違いを利用して、前記出力信号に基づいて前記所定位置での液体の有無を検出する液体量検出方法であって、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体量検出方法の実現も可能である。

{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
Further, n pulses of the drive signal are applied to the piezoelectric element provided at a predetermined position of the liquid storage unit that stores the liquid,
Detecting an output signal from the piezoelectric element due to residual vibration after application of the drive signal;
A liquid amount detection method for detecting presence / absence of liquid at the predetermined position based on the output signal using a difference in resonance frequency of the residual vibration depending on presence / absence of the liquid at the predetermined position,
Resonance frequency ν0 of residual vibration when there is no liquid at the predetermined position and resonance frequency ν1 of residual vibration when there is liquid at the predetermined position satisfy the following relationship: Is also possible.

{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.

===液体吐出システム100の構成===
<全体構成について>
図1は、液体吐出システム100の構成を説明する図である。例示した液体吐出システム100は、液体吐出装置としてのプリンタ1と、液体吐出制御装置としてのコンピュータ110とを含んでいる。具体的には、この液体吐出システム100は、プリンタ1と、コンピュータ110と、表示装置120と、入力装置130と、記録再生装置140とを有している。
=== Configuration of Liquid Discharge System 100 ===
<About the overall configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the liquid ejection system 100. The illustrated liquid ejection system 100 includes a printer 1 as a liquid ejection device and a computer 110 as a liquid ejection control device. Specifically, the liquid ejection system 100 includes a printer 1, a computer 110, a display device 120, an input device 130, and a recording / reproducing device 140.

プリンタ1は、用紙、布、フィルム等の媒体に画像を印刷する。コンピュータ110は、プリンタ1と通信可能に接続されている。そして、プリンタ1に画像を印刷させるため、コンピュータ110は、その画像に応じた印刷データをプリンタ1に出力する。このコンピュータ110には、アプリケーションプログラムやプリンタドライバ等のコンピュータプログラムがインストールされている。表示装置120は、ディスプレイを有している。この表示装置120は、例えば、コンピュータプログラムのユーザーインタフェースを表示するためのものである。入力装置130は、例えば、キーボード131やマウス132である。記録再生装置140は、例えば、フレキシブルディスクドライブ装置141やCD−ROMドライブ装置142である。   The printer 1 prints an image on a medium such as paper, cloth, or film. The computer 110 is communicably connected to the printer 1. In order to cause the printer 1 to print an image, the computer 110 outputs print data corresponding to the image to the printer 1. Computer programs such as application programs and printer drivers are installed in the computer 110. The display device 120 has a display. The display device 120 is for displaying a user interface of a computer program, for example. The input device 130 is a keyboard 131 or a mouse 132, for example. The recording / reproducing device 140 is, for example, a flexible disk drive device 141 or a CD-ROM drive device 142.

===コンピュータ110===
<コンピュータ110の構成について>
図2は、コンピュータ110、及びプリンタ1の構成を説明するブロック図である。まず、コンピュータ110の構成について簡単に説明する。このコンピュータ110は、前述した記録再生装置140と、ホスト側コントローラ111とを有している。記録再生装置140は、ホスト側コントローラ111と通信可能に接続されており、例えばコンピュータ110の筐体に取り付けられている。ホスト側コントローラ111は、コンピュータ110における各種の制御を行うものであり、前述した表示装置120や入力装置130も通信可能に接続されている。このホスト側コントローラ111は、インタフェース部112と、CPU113と、メモリ114とを有する。インタフェース部112は、プリンタ1との間に介在し、データの受け渡しを行う。CPU113は、コンピュータ110の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ114は、CPU113が使用するコンピュータプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM、ROM、磁気ディスク装置等によって構成される。このメモリ114に格納されるコンピュータプログラムとしては、前述したように、アプリケーションプログラムやプリンタドライバがある。そして、CPU113は、メモリ114に格納されているコンピュータプログラムに従って各種の制御を行う。
=== Computer 110 ===
<Configuration of Computer 110>
FIG. 2 is a block diagram illustrating configurations of the computer 110 and the printer 1. First, the configuration of the computer 110 will be briefly described. The computer 110 includes the recording / reproducing device 140 and the host-side controller 111 described above. The recording / reproducing apparatus 140 is communicably connected to the host-side controller 111, and is attached to the housing of the computer 110, for example. The host-side controller 111 performs various controls in the computer 110, and the display device 120 and the input device 130 described above are also connected to be communicable. The host-side controller 111 includes an interface unit 112, a CPU 113, and a memory 114. The interface unit 112 is interposed between the printer 1 and exchanges data. The CPU 113 is an arithmetic processing unit for performing overall control of the computer 110. The memory 114 is used to secure an area for storing a computer program used by the CPU 113, a work area, and the like, and includes a RAM, an EEPROM, a ROM, a magnetic disk device, and the like. As described above, computer programs stored in the memory 114 include application programs and printer drivers. The CPU 113 performs various controls according to the computer program stored in the memory 114.

プリンタドライバは、コンピュータ110に、画像データを印刷データに変換させ、この印刷データをプリンタ1へ送信する。印刷データは、プリンタ1が解釈できる形式のデータであって、各種のコマンドデータと、画素データSI(図8等を参照。)とを有する。コマンドデータとは、プリンタ1に特定の動作の実行を指示するためのデータである。このコマンドデータには、例えば、給紙を指示するコマンドデータ、搬送量を示すコマンドデータ、排紙を指示するコマンドデータがある。   The printer driver causes the computer 110 to convert the image data into print data, and transmits this print data to the printer 1. The print data is data in a format that can be interpreted by the printer 1 and includes various command data and pixel data SI (see FIG. 8 and the like). The command data is data for instructing the printer 1 to execute a specific operation. The command data includes, for example, command data for instructing paper feed, command data for indicating the carry amount, and command data for instructing paper discharge.

===プリンタ1===
<プリンタ1の構成について>
図3Aは、本実施形態のプリンタ1の構成を示す図である。図3Bは、本実施形態のプリンタ1の構成を説明する側面図である。なお、以下の説明では、図2も参照する。
=== Printer 1 ===
<About the configuration of the printer 1>
FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration of the printer 1 of the present embodiment. FIG. 3B is a side view illustrating the configuration of the printer 1 of the present embodiment. In the following description, FIG. 2 is also referred to.

プリンタ1は、用紙搬送機構20、キャリッジ移動機構30、ヘッドユニット40、検出器群50、プリンタ側コントローラ60、及び駆動信号生成回路70を有する。なお、本実施形態において、プリンタ側コントローラ60及び駆動信号生成回路70は、共通のコントローラ基板CTRに設けられている。また、ヘッドユニット40は、ヘッド制御部HCと、ヘッド41とを有している。   The printer 1 includes a paper transport mechanism 20, a carriage moving mechanism 30, a head unit 40, a detector group 50, a printer-side controller 60, and a drive signal generation circuit 70. In the present embodiment, the printer-side controller 60 and the drive signal generation circuit 70 are provided on a common controller board CTR. The head unit 40 includes a head control unit HC and a head 41.

このプリンタ1では、プリンタ側コントローラ60によって制御対象部、すなわち用紙搬送機構20、キャリッジ移動機構30、ヘッドユニット40(ヘッド制御部HC、ヘッド41)、及び駆動信号生成回路70が制御される。これにより、プリンタ側コントローラ60は、コンピュータ110から受け取った印刷データに基づき、用紙Sに画像を印刷させる。また、検出器群50の各検出器は、プリンタ1内の状況を監視している。そして、各検出器は、検出結果をプリンタ側コントローラ60に出力する。各検出器からの検出結果を受けたプリンタ側コントローラ60は、その検出結果に基づいて制御対象部を制御する。   In the printer 1, the control target unit, that is, the paper transport mechanism 20, the carriage moving mechanism 30, the head unit 40 (head controller HC, head 41), and the drive signal generation circuit 70 are controlled by the printer-side controller 60. As a result, the printer-side controller 60 prints an image on the paper S based on the print data received from the computer 110. Each detector in the detector group 50 monitors the status in the printer 1. Each detector outputs the detection result to the printer-side controller 60. Upon receiving the detection results from each detector, the printer-side controller 60 controls the control target unit based on the detection results.

<用紙搬送機構20について>
用紙搬送機構20は、媒体を搬送させる媒体搬送部に相当する。この用紙搬送機構20は、用紙Sを印刷可能な位置に送り込んだり、この用紙Sを搬送方向に所定の搬送量で搬送させたりする。この搬送方向は、キャリッジ移動方向と交差する方向である。そして、用紙搬送機構20は、給紙ローラ21と、搬送モータ22と、搬送ローラ23と、プラテン24と、排紙ローラ25とを有する。給紙ローラ21は、紙挿入口に挿入された用紙Sをプリンタ1内に自動的に送るためのローラであり、この例ではD形の断面形状をしている。搬送モータ22は、用紙Sを搬送方向に搬送させるためのモータであり、その動作は、プリンタ側コントローラ60によって制御される。搬送ローラ23は、給紙ローラ21によって送られてきた用紙Sを、印刷可能な領域まで搬送するためのローラである。この搬送ローラ23の動作も搬送モータ22によって制御される。プラテン24は、印刷中の用紙Sを、この用紙Sの裏面側から支持する部材である。排紙ローラ25は、印刷が終了した用紙Sを搬送するためのローラである。
<Regarding the paper transport mechanism 20>
The paper transport mechanism 20 corresponds to a medium transport unit that transports a medium. The paper transport mechanism 20 feeds the paper S to a printable position, or transports the paper S by a predetermined transport amount in the transport direction. This transport direction is a direction that intersects the carriage movement direction. The paper transport mechanism 20 includes a paper feed roller 21, a transport motor 22, a transport roller 23, a platen 24, and a paper discharge roller 25. The paper feed roller 21 is a roller for automatically feeding the paper S inserted into the paper insertion opening into the printer 1 and has a D-shaped cross section in this example. The transport motor 22 is a motor for transporting the paper S in the transport direction, and its operation is controlled by the printer-side controller 60. The transport roller 23 is a roller for transporting the paper S sent by the paper feed roller 21 to a printable area. The operation of the transport roller 23 is also controlled by the transport motor 22. The platen 24 is a member that supports the paper S being printed from the back side of the paper S. The paper discharge roller 25 is a roller for carrying the paper S that has been printed.

<キャリッジ移動機構30について>
キャリッジ移動機構30は、ヘッドユニット40が取り付けられたキャリッジCRをキャリッジ移動方向に移動させるためのものである。キャリッジ移動方向には、一側から他側への移動方向と、他側から一側への移動方向が含まれている。なお、ヘッドユニット40はヘッド41を有するので、キャリッジ移動方向はヘッド41の移動方向に相当し、キャリッジ移動機構30はヘッド41を移動方向に移動させるヘッド移動部に相当する。そして、このキャリッジ移動機構30は、キャリッジモータ31と、ガイド軸32と、タイミングベルト33と、駆動プーリー34と、従動プーリー35とを有する。キャリッジモータ31は、キャリッジCRを移動させるための駆動源に相当する。このキャリッジモータ31は、プリンタ側コントローラ60によって動作が制御される。そして、キャリッジモータ31の回転軸には、駆動プーリー34が取り付けられている。この駆動プーリー34は、キャリッジ移動方向の一端側に配置されている。駆動プーリー34とは反対側のキャリッジ移動方向の他端側には、従動プーリー35が配置されている。タイミングベルト33は、キャリッジCRに接続されているとともに、駆動プーリー34と従動プーリー35に架け渡されている。ガイド軸32は、キャリッジCRを移動可能な状態で支持する。このガイド軸32は、キャリッジ移動方向に沿って取り付けられている。従って、キャリッジモータ31が動作すると、キャリッジCRは、このガイド軸32に沿ってキャリッジ移動方向に移動する。
<About the carriage moving mechanism 30>
The carriage moving mechanism 30 is for moving the carriage CR to which the head unit 40 is attached in the carriage moving direction. The carriage movement direction includes a movement direction from one side to the other side and a movement direction from the other side to the one side. Since the head unit 40 includes the head 41, the carriage movement direction corresponds to the movement direction of the head 41, and the carriage movement mechanism 30 corresponds to a head moving unit that moves the head 41 in the movement direction. The carriage moving mechanism 30 includes a carriage motor 31, a guide shaft 32, a timing belt 33, a driving pulley 34, and a driven pulley 35. The carriage motor 31 corresponds to a drive source for moving the carriage CR. The operation of the carriage motor 31 is controlled by the printer-side controller 60. A drive pulley 34 is attached to the rotation shaft of the carriage motor 31. The drive pulley 34 is disposed on one end side in the carriage movement direction. A driven pulley 35 is disposed on the other end side in the carriage movement direction on the opposite side to the drive pulley 34. The timing belt 33 is connected to the carriage CR and is spanned between a driving pulley 34 and a driven pulley 35. The guide shaft 32 supports the carriage CR in a movable state. The guide shaft 32 is attached along the carriage movement direction. Accordingly, when the carriage motor 31 operates, the carriage CR moves along the guide shaft 32 in the carriage movement direction.

キャリッジCRには、取り外し可能にインクカートリッジ87が装着される。インクカートリッジ87には、インクが収容されており、このインクがヘッド41に供給される。なお、本実施形態のインクカートリッジ87には、収容しているインクの残量を検出するための液面検出部90(後述)が設けられている。   An ink cartridge 87 is detachably mounted on the carriage CR. The ink cartridge 87 contains ink, and this ink is supplied to the head 41. Note that the ink cartridge 87 of the present embodiment is provided with a liquid level detection unit 90 (described later) for detecting the remaining amount of ink contained therein.

<ヘッドユニット40について>
ヘッドユニット40は、インクを用紙Sに向けて吐出させるためのものである。このヘッドユニット40は、キャリッジCRに取り付けられている。このヘッドユニット40が有するヘッド41は、ヘッドケース42の下面に設けられている。また、ヘッドユニット40が有するヘッド制御部HCは、ヘッドケース42の内部に設けられている。なお、このヘッド制御部HCについては、後で詳しく説明する。
<About the head unit 40>
The head unit 40 is for ejecting ink toward the paper S. The head unit 40 is attached to the carriage CR. The head 41 included in the head unit 40 is provided on the lower surface of the head case 42. The head control unit HC included in the head unit 40 is provided inside the head case 42. The head controller HC will be described in detail later.

図4は、ヘッド41の構造を説明するための断面図である。例示したヘッド41は、流路ユニット41Aと、アクチュエータユニット41Bとを有する。流路ユニット41Aは、ノズルNzが設けられたノズルプレート411と、インク貯留室412aとなる開口部が形成された貯留室形成基板412と、インク供給口413aが形成された供給口形成基板413とを有する。アクチュエータユニット41Bは、圧力室414aとなる開口部が形成された圧力室形成基板414と、圧力室414aの一部を区画する振動板415と、供給側連通口416aとなる開口部が形成された蓋部材416と、振動板415の表面に形成されたピエゾ素子(圧電素子)417とを有する。このヘッド41には、インク貯留室412aから圧力室414aを通ってノズルNzに至る一連の流路が形成されている。使用時において、この流路はインクで満たされており、ピエゾ素子417を変形させることで、対応するノズルNzからインクを吐出させることができる。従って、このヘッド41において、ピエゾ素子417は、インクを吐出させるための動作を実行可能な素子に相当する。   FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the structure of the head 41. The illustrated head 41 includes a flow path unit 41A and an actuator unit 41B. The flow path unit 41A includes a nozzle plate 411 provided with a nozzle Nz, a storage chamber forming substrate 412 in which an opening serving as an ink storage chamber 412a is formed, and a supply port forming substrate 413 in which an ink supply port 413a is formed. Have The actuator unit 41B has a pressure chamber forming substrate 414 in which an opening to be a pressure chamber 414a is formed, a vibration plate 415 that partitions a part of the pressure chamber 414a, and an opening to be a supply side communication port 416a. It has a lid member 416 and a piezoelectric element (piezoelectric element) 417 formed on the surface of the vibration plate 415. In the head 41, a series of flow paths from the ink storage chamber 412a to the nozzle Nz through the pressure chamber 414a is formed. In use, this flow path is filled with ink, and by deforming the piezo element 417, ink can be ejected from the corresponding nozzle Nz. Accordingly, in the head 41, the piezo element 417 corresponds to an element capable of executing an operation for ejecting ink.

そして、各ノズルNzからは、量が異なる複数種類のインクを吐出させることができる。例えば、各ノズルNzからは、大ドットを形成し得る量の大インク滴、中ドットを形成し得る量の中インク滴、及び小ドットを形成し得る量の小インク滴からなる3種類のインクを吐出させることができる。これにより、プリンタ1は、用紙S上の各画素において、ドット無し、小ドット、中ドット及び大ドットの4階調を表現できる。   A plurality of types of ink with different amounts can be ejected from each nozzle Nz. For example, from each nozzle Nz, there are three types of ink consisting of large ink droplets capable of forming large dots, medium ink droplets capable of forming medium dots, and small ink droplets capable of forming small dots. Can be discharged. Thereby, the printer 1 can express four gradations of no dots, small dots, medium dots, and large dots in each pixel on the paper S.

<検出器群50について>
検出器群50は、プリンタ1の状況を監視するためのものである。図3A、図3Bに示すように、この検出器群50には、リニア式エンコーダ51、ロータリー式エンコーダ52、紙検出器53、及び光学センサ54等が含まれている。リニア式エンコーダ51は、キャリッジCR(ヘッド41、ノズルNz)のキャリッジ移動方向の位置を検出するためのものである。ロータリー式エンコーダ52は、搬送ローラ23の回転量を検出するためのものである。紙検出器53は、印刷される用紙Sの先端位置を検出するためのものである。光学センサ54は、キャリッジCR上に設けられ、対向する位置の用紙Sの有無を検出可能であり、例えば、移動中に用紙Sの端部を検出することにより用紙Sの幅を検出することができる。
<Regarding the detector group 50>
The detector group 50 is for monitoring the status of the printer 1. As shown in FIGS. 3A and 3B, the detector group 50 includes a linear encoder 51, a rotary encoder 52, a paper detector 53, an optical sensor 54, and the like. The linear encoder 51 is for detecting the position of the carriage CR (head 41, nozzle Nz) in the carriage movement direction. The rotary encoder 52 is for detecting the rotation amount of the transport roller 23. The paper detector 53 is for detecting the leading end position of the paper S to be printed. The optical sensor 54 is provided on the carriage CR and can detect the presence or absence of the sheet S at the opposite position. For example, the width of the sheet S can be detected by detecting the end of the sheet S during movement. it can.

<プリンタ側コントローラ60について>
プリンタ側コントローラ60は、プリンタ1の制御を行うものである。このプリンタ側コントローラ60は、インタフェース部61と、CPU62と、メモリ63と、制御ユニット64とを有する。インタフェース部61は、外部装置であるコンピュータ110との間で、データの受け渡しを行う。CPU62は、プリンタ1の全体的な制御を行うための演算処理装置である。メモリ63は、CPU62のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、RAM、EEPROM、ROM等の記憶素子によって構成される。そして、CPU62は、メモリ63に記憶されているコンピュータプログラムに従い、各制御対象部を制御する。例えば、CPU62は、制御ユニット64を介して用紙搬送機構20やキャリッジ移動機構30を制御する。
<About the printer-side controller 60>
The printer-side controller 60 controls the printer 1. The printer-side controller 60 includes an interface unit 61, a CPU 62, a memory 63, and a control unit 64. The interface unit 61 exchanges data with the computer 110 which is an external device. The CPU 62 is an arithmetic processing unit for performing overall control of the printer 1. The memory 63 is for securing an area for storing a program of the CPU 62, a work area, and the like, and is configured by a storage element such as a RAM, an EEPROM, or a ROM. Then, the CPU 62 controls each control target unit according to the computer program stored in the memory 63. For example, the CPU 62 controls the paper transport mechanism 20 and the carriage moving mechanism 30 via the control unit 64.

また、CPU62は、ヘッド41の動作を制御するためのヘッド制御信号をヘッド制御部HCに出力したり、駆動信号COMを生成させるための制御信号を駆動信号生成回路70に出力したりする。ヘッド制御信号には、転送用クロックCLK、画素データSI、ラッチ信号LAT、チェンジ信号等が含まれる。また、駆動信号COMを生成させるための制御信号については、後述するDAC値が含まれる。   Further, the CPU 62 outputs a head control signal for controlling the operation of the head 41 to the head controller HC, and outputs a control signal for generating the drive signal COM to the drive signal generation circuit 70. The head control signal includes a transfer clock CLK, pixel data SI, a latch signal LAT, a change signal, and the like. The control signal for generating the drive signal COM includes a DAC value to be described later.

<駆動信号生成回路70について>
駆動信号生成回路70は、ピエゾ素子を駆動するための駆動信号を生成するものである。本実施形態では、駆動信号生成回路70は、それぞれノズル毎に設けられている複数のピエゾ素子417に共通に用いられる吐出用駆動信号COM、又は、後述するインク量の検出のために設けられている検出用ピエゾ素子911を駆動するための検出用駆動信号、を駆動信号として生成する。
<About the drive signal generation circuit 70>
The drive signal generation circuit 70 generates a drive signal for driving the piezo element. In the present embodiment, the drive signal generation circuit 70 is provided for detecting an ejection drive signal COM used in common for a plurality of piezo elements 417 provided for each nozzle or an ink amount described later. A detection drive signal for driving the detection piezo element 911 is generated as a drive signal.

図5は、駆動信号生成回路70の構成を説明するブロック図である。この駆動信号生成回路70は、波形生成回路71と、電流増幅回路72とを有している。図6は、波形生成回路71に入力されるDAC値と、波形生成回路71から出力される出力電圧との関係を説明する図である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the drive signal generation circuit 70. The drive signal generation circuit 70 includes a waveform generation circuit 71 and a current amplification circuit 72. FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the DAC value input to the waveform generation circuit 71 and the output voltage output from the waveform generation circuit 71.

波形生成回路71は、D/A変換器711と、電圧増幅回路712とを有している。D/A変換器711は、DAC値に応じた電圧信号を出力する電気回路である。このDAC値は、電圧増幅回路712から出力させる電圧(以下、出力電圧ともいう。)を指示するための情報であり、メモリ63に記憶された波形データに基づき、CPU62から出力される。本実施形態において、DAC値は10ビットのデータによって構成されているが、便宜上、図では16進数で示している。   The waveform generation circuit 71 includes a D / A converter 711 and a voltage amplification circuit 712. The D / A converter 711 is an electric circuit that outputs a voltage signal corresponding to the DAC value. The DAC value is information for designating a voltage to be output from the voltage amplification circuit 712 (hereinafter also referred to as an output voltage), and is output from the CPU 62 based on the waveform data stored in the memory 63. In the present embodiment, the DAC value is composed of 10-bit data, but for the sake of convenience, it is represented in hexadecimal in the figure.

電圧増幅回路712は、D/A変換器711からの出力電圧を、ピエゾ素子417の動作に適した電圧まで増幅する。本実施形態の電圧増幅回路712では、D/A変換器711からの出力電圧を、最大40数Vまで増幅する。そして、増幅後の出力電圧は、制御信号S_Q1及び制御信号S_Q2として電流増幅回路72に出力される。   The voltage amplification circuit 712 amplifies the output voltage from the D / A converter 711 to a voltage suitable for the operation of the piezo element 417. In the voltage amplification circuit 712 of the present embodiment, the output voltage from the D / A converter 711 is amplified to a maximum of 40 tens V. The amplified output voltage is output to the current amplifier circuit 72 as the control signal S_Q1 and the control signal S_Q2.

例えば、CPU62からD/A変換器711Aに入力されたDAC値が16進数で「24Eh」の場合(2進数で「1001001110」の場合)、電圧増幅回路712で増幅された後の出力電圧は25Vとなる。また、CPU62からD/A変換器711に入力されたDAC値が16進数で「0h」の場合(2進数で「0000000000」の場合)、電圧増幅回路712で増幅された後の出力電圧は1.4Vとなり、入力されたDAC値が16進数で「3FF」の場合(2進数で「1111111111」の場合)、電圧増幅回路712で増幅された後の出力電圧は42.32Vとなる。すなわち、波形生成回路71の最低出力電圧は1.4Vであり、CPU62から入力されるDAC値が1つ大きくなると、波形生成回路の出力電圧が0.04Vだけ上昇する。   For example, when the DAC value input from the CPU 62 to the D / A converter 711A is “24Eh” in hexadecimal (in the case of “1001001110” in binary), the output voltage after being amplified by the voltage amplification circuit 712 is 25V. It becomes. When the DAC value input from the CPU 62 to the D / A converter 711 is “0h” in hexadecimal (in the case of “0000000” in binary), the output voltage after being amplified by the voltage amplification circuit 712 is 1 When the input DAC value is “3FF” in hexadecimal (in the case of “1111111111” in binary), the output voltage after being amplified by the voltage amplification circuit 712 is 42.32V. That is, the minimum output voltage of the waveform generation circuit 71 is 1.4V, and when the DAC value input from the CPU 62 increases by one, the output voltage of the waveform generation circuit increases by 0.04V.

電流増幅回路72は、多数のピエゾ素子417が支障なく動作できるように、十分な電流を供給するための回路である。電流増幅回路72は、トランジスタ対721を有する。そして、このトランジスタ対721は、互いのエミッタ端子同士が接続されたNPN型のトランジスタQ1とPNP型のトランジスタQ2を有する。NPN型のトランジスタQ1は、駆動信号の電圧上昇時に動作するトランジスタである。このNPN型のトランジスタQ1は、コレクタが電源に、エミッタが駆動信号の出力信号線に、それぞれ接続されている。PNP型のトランジスタQ2は、電圧降下時に動作するトランジスタである。PNP型のトランジスタQ2は、コレクタが接地(アース)に、エミッタが駆動信号の出力信号線に、それぞれ接続されている。なお、NPN型のトランジスタQ1とPNP型のトランジスタQ2のエミッタ同士が接続されている部分の電圧(駆動信号の電圧)は、符号FBで示すように、電圧増幅回路712へフィードバックされている。   The current amplifying circuit 72 is a circuit for supplying a sufficient current so that a large number of piezo elements 417 can operate without trouble. The current amplification circuit 72 includes a transistor pair 721. The transistor pair 721 includes an NPN transistor Q1 and a PNP transistor Q2 whose emitter terminals are connected to each other. The NPN transistor Q1 is a transistor that operates when the voltage of the drive signal increases. The NPN transistor Q1 has a collector connected to a power source and an emitter connected to an output signal line for driving signals. The PNP transistor Q2 is a transistor that operates when the voltage drops. The PNP transistor Q2 has a collector connected to the ground (earth) and an emitter connected to the output signal line of the drive signal. Note that the voltage (drive signal voltage) at the portion where the emitters of the NPN transistor Q1 and the PNP transistor Q2 are connected to each other is fed back to the voltage amplifier circuit 712, as indicated by the symbol FB.

そして、この電流増幅回路72は、波形生成回路71からの出力電圧によって動作が制御される。例えば、出力電圧が上昇状態にあると、制御信号S_Q1によってNPN型のトランジスタQ1がオン状態となる。これに伴い、電流I1が流れて、駆動信号の電圧も上昇する。一方、出力電圧が降下状態にあると、制御信号S_Q2によってPNP型のトランジスタQ2がオン状態となる。これに伴い、電流I2が流れて、駆動信号の電圧も降下する。なお、出力電圧が一定である場合、NPN型のトランジスタQ1もPNP型のトランジスタQ2もオフ状態となる。その結果、駆動信号は一定電圧となる。   The operation of the current amplification circuit 72 is controlled by the output voltage from the waveform generation circuit 71. For example, when the output voltage is in the rising state, the NPN transistor Q1 is turned on by the control signal S_Q1. Along with this, the current I1 flows and the voltage of the drive signal also rises. On the other hand, when the output voltage is in a drop state, the PNP transistor Q2 is turned on by the control signal S_Q2. Along with this, the current I2 flows and the voltage of the drive signal also drops. Note that when the output voltage is constant, both the NPN transistor Q1 and the PNP transistor Q2 are turned off. As a result, the drive signal becomes a constant voltage.

<駆動信号生成回路70の動作について>
図7Aは、駆動信号生成回路70により生成される駆動信号の一部分を説明する図である。図7Bは、電流増幅回路72の出力電圧を、電圧V1から電圧V4まで降下させる動作を説明するための図である。
<Operation of Drive Signal Generation Circuit 70>
FIG. 7A is a diagram for explaining a part of the drive signal generated by the drive signal generation circuit 70. FIG. 7B is a diagram for explaining the operation of dropping the output voltage of the current amplification circuit 72 from the voltage V1 to the voltage V4.

プリンタ側コントローラ60のCPU62は、まず、駆動信号を生成するためのパラメータに基づき、更新周期τ毎の出力電圧を求める。図7Aに示される駆動パルスPS´を例に挙げると、パラメータとしては、駆動電圧Vhと、この駆動電圧Vhと基準電圧Vcの関係を規定する比率と、中間電圧VCを維持する時間PWh1と、中間電圧VCから最低電圧VLまで一定の傾きで電圧を降下させる時間PWd1と、最低電圧VLを維持する時間PWh2と、最低電圧VLから最高電圧VHまで一定の傾きで電圧を上昇させる時間PWc1と、最高電圧VHを維持する時間PWh3と、最高電圧VHから中間電圧VCまで一定の傾きで電圧を降下させる時間PWd2と、中間電圧VCを維持する時間PWh4がある。   The CPU 62 of the printer-side controller 60 first obtains an output voltage for each update period τ based on a parameter for generating a drive signal. Taking the drive pulse PS ′ shown in FIG. 7A as an example, the parameters include a drive voltage Vh, a ratio defining the relationship between the drive voltage Vh and the reference voltage Vc, a time PWh1 for maintaining the intermediate voltage VC, A time PWd1 for dropping the voltage from the intermediate voltage VC to the lowest voltage VL with a constant slope; a time PWh2 for maintaining the lowest voltage VL; a time PWc1 for raising the voltage with a constant slope from the lowest voltage VL to the highest voltage VH; There is a time PWh3 for maintaining the maximum voltage VH, a time PWd2 for dropping the voltage with a constant gradient from the maximum voltage VH to the intermediate voltage VC, and a time PWh4 for maintaining the intermediate voltage VC.

ここで、駆動電圧Vhは、駆動パルスPS´における最高電圧VHと最低電圧VLの電圧差である。言い換えれば、ピエゾ素子417における最低電位(最低電圧VLによって定まる電位)と最高電位(最高電圧VHによって定まる電位)の差に相当する。基準電圧Vcは、ピエゾ素子417における基準となる変形状態を定めている。本実施形態は、この基準電圧Vcを、駆動電圧Vhの40%としている。このため、駆動電圧Vhと基準電圧Vcの関係を規定する比率として、値「0.4」が記憶されている。中間電圧VCは、最低電圧VLに基準電圧Vcを加算して得られた電圧である。また、最高電圧VHは、最低電圧VLに駆動電圧Vhを加算して得られた電圧である。そして、これらのパラメータは、メモリ63に記憶されている。   Here, the drive voltage Vh is a voltage difference between the highest voltage VH and the lowest voltage VL in the drive pulse PS ′. In other words, this corresponds to the difference between the lowest potential (potential determined by the lowest voltage VL) and the highest potential (potential determined by the highest voltage VH) in the piezo element 417. The reference voltage Vc defines a deformation state that serves as a reference for the piezo element 417. In the present embodiment, the reference voltage Vc is 40% of the drive voltage Vh. For this reason, the value “0.4” is stored as a ratio that defines the relationship between the drive voltage Vh and the reference voltage Vc. The intermediate voltage VC is a voltage obtained by adding the reference voltage Vc to the minimum voltage VL. The maximum voltage VH is a voltage obtained by adding the drive voltage Vh to the minimum voltage VL. These parameters are stored in the memory 63.

CPU62は、メモリ63に記憶されているパラメータに基づいて、駆動電圧Vhを定める。駆動電圧Vhを定めると、CPU62は、基準電圧Vc、中間電圧VC、最高電圧VHを算出する。そして、CPU62は、前述した時間PWh1〜時間PWh4を用いて、更新周期τ毎の出力電圧を求める。この更新周期τは、例えば0.1μs(クロックCLK=10MHz)〜0.05μs(クロックCLK=20MHz)である。そして、求められた更新周期τ毎の出力電圧に基づいて、更新周期τ毎のDAC値が定められ、例えばメモリ63の作業領域(図示せず)に記憶される。   The CPU 62 determines the drive voltage Vh based on the parameters stored in the memory 63. When the drive voltage Vh is determined, the CPU 62 calculates a reference voltage Vc, an intermediate voltage VC, and a maximum voltage VH. And CPU62 calculates | requires the output voltage for every update period (tau) using time PWh1-time PWh4 mentioned above. The update period τ is, for example, 0.1 μs (clock CLK = 10 MHz) to 0.05 μs (clock CLK = 20 MHz). Then, based on the obtained output voltage for each update cycle τ, a DAC value for each update cycle τ is determined and stored, for example, in a work area (not shown) of the memory 63.

駆動信号を生成する場合には、CPU62は、更新周期τ毎のDAC値を、D/A変換器711Aへ順次出力する。図7Bの例では、クロックCLKで規定されるタイミングt(n)で電圧V1に対応するDAC値が出力される。これにより、周期τ(n)にて、電圧増幅回路712からは電圧V1が出力される。そして、更新周期τ(n+4)までは、電圧V1に対応するDAC値がCPU62からD/A変換器711に順次入力され、電圧増幅回路712からは電圧V1が出力され続ける。また、タイミングt(n+5)では、電圧V2に対応するDAC値がCPU62からD/A変換器711に入力される。これにより、周期τ(n+5)にて、電圧増幅回路712の出力は、電圧V1から電圧V2へ降下する。同様に、タイミングt(n+6)では、電圧V3に対応するDAC値がCPU62からD/A変換器711に入力され、電圧増幅回路712の出力が電圧V2から電圧V3へ降下する。以下同様に、DAC値がD/A変換器711に順次入力されるため、電圧増幅回路712から出力される電圧は、次第に降下する。そして、周期τ(n+10)にて、電圧増幅回路712の出力は電圧V4まで降下する。   When generating the drive signal, the CPU 62 sequentially outputs the DAC value for each update cycle τ to the D / A converter 711A. In the example of FIG. 7B, the DAC value corresponding to the voltage V1 is output at the timing t (n) defined by the clock CLK. Thereby, the voltage V1 is output from the voltage amplification circuit 712 in the cycle τ (n). Until the update period τ (n + 4), the DAC value corresponding to the voltage V1 is sequentially input from the CPU 62 to the D / A converter 711, and the voltage amplifying circuit 712 continues to output the voltage V1. At timing t (n + 5), the DAC value corresponding to the voltage V2 is input from the CPU 62 to the D / A converter 711. As a result, the output of the voltage amplification circuit 712 drops from the voltage V1 to the voltage V2 in the cycle τ (n + 5). Similarly, at timing t (n + 6), the DAC value corresponding to the voltage V3 is input from the CPU 62 to the D / A converter 711, and the output of the voltage amplifier circuit 712 drops from the voltage V2 to the voltage V3. Similarly, since the DAC value is sequentially input to the D / A converter 711, the voltage output from the voltage amplifier circuit 712 gradually decreases. Then, at the period τ (n + 10), the output of the voltage amplification circuit 712 drops to the voltage V4.

このようにして、図7Aに示される信号が、波形生成回路71から出力され、電流増幅回路72から駆動信号として出力される。   In this way, the signal shown in FIG. 7A is output from the waveform generation circuit 71 and output as a drive signal from the current amplification circuit 72.

<ヘッド制御部HCについて>
図8は、ヘッド制御部HCの構成を説明するブロック図である。図9には、吐出用駆動信号COMが示されている。
<About the head controller HC>
FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the head controller HC. FIG. 9 shows the ejection drive signal COM.

図に示すように、ヘッド制御部HCには、プリンタ側コントローラ60から、ヘッド制御信号が入力される。また、駆動信号生成回路70から出力される駆動信号が、ヘッド制御部HCの上流側に設けられた選択スイッチ65に入力される。選択スイッチ65がヘッド制御部HC側の端子に接続すると、駆動信号生成回路70から出力される駆動信号が、複数のピエゾ素子に共通に用いられる吐出用駆動信号COMとして、ヘッド制御部HCに入力される。   As shown in the drawing, a head control signal is input from the printer-side controller 60 to the head controller HC. The drive signal output from the drive signal generation circuit 70 is input to the selection switch 65 provided on the upstream side of the head controller HC. When the selection switch 65 is connected to a terminal on the head control unit HC side, the drive signal output from the drive signal generation circuit 70 is input to the head control unit HC as an ejection drive signal COM commonly used for a plurality of piezoelectric elements. Is done.

ヘッド制御部HCは、第1シフトレジスタ81Aと、第2シフトレジスタ81Bと、第1ラッチ回路82Aと、第2ラッチ回路82Bと、デコーダ83と、制御ロジック84と、スイッチ85と、を備えている。制御ロジック84を除いた各部、すなわち、第1シフトレジスタ81Aと、第2シフトレジスタ81Bと、第1ラッチ回路82Aと、第2ラッチ回路82Bと、デコーダ83と、スイッチ85は、それぞれピエゾ素子417毎に設けられる。なお、ピエゾ素子417はノズル毎に設けられているので、言い換えると、これらの各部は、ノズル毎に設けられていることになる。   The head controller HC includes a first shift register 81A, a second shift register 81B, a first latch circuit 82A, a second latch circuit 82B, a decoder 83, a control logic 84, and a switch 85. Yes. Each part excluding the control logic 84, that is, the first shift register 81A, the second shift register 81B, the first latch circuit 82A, the second latch circuit 82B, the decoder 83, and the switch 85 are respectively piezo elements 417. Provided for each. In addition, since the piezo element 417 is provided for each nozzle, in other words, each of these parts is provided for each nozzle.

ヘッド制御部HCは、プリンタ側コントローラ60からの印刷データ(画素データSI)に基づき、インクを吐出させるための制御を行う。本実施形態では、画素データが2ビットで構成されており、クロック信号CLKに同期して、この画素データが記録ヘッド41へ送られてくる。この画素データは、上位ビット群から下位ビット群の順で送られる。本実施形態のヘッド41の各ノズル列は、1番目のノズル#1から180番目のノズル#180までの180個のノズルを有する。このため、画素データは、ノズル#1の上位ビット、ノズル#2の上位ビット、…、ノズル#179の上位ビット、ノズル#180の上位ビット、ノズル#1の下位ビット、ノズル#2の下位ビット、…、ノズル#179の下位ビット、ノズル#180の下位ビットの順で送られてくる。この結果、各画素データの上位ビット群が第1シフトレジスタ81Aにセットされ、下位ビット群が第2シフトレジスタ81Bにセットされる。   The head controller HC performs control for ejecting ink based on print data (pixel data SI) from the printer-side controller 60. In the present embodiment, the pixel data is composed of 2 bits, and this pixel data is sent to the recording head 41 in synchronization with the clock signal CLK. This pixel data is sent in order from the upper bit group to the lower bit group. Each nozzle row of the head 41 of the present embodiment has 180 nozzles from the first nozzle # 1 to the 180th nozzle # 180. Therefore, the pixel data includes the upper bits of nozzle # 1, the upper bits of nozzle # 2,..., The upper bits of nozzle # 179, the upper bits of nozzle # 180, the lower bits of nozzle # 1, and the lower bits of nozzle # 2. ,... Are sent in the order of the lower bits of nozzle # 179 and the lower bits of nozzle # 180. As a result, the upper bit group of each pixel data is set in the first shift register 81A, and the lower bit group is set in the second shift register 81B.

各第1シフトレジスタ81Aにはそれぞれ第1ラッチ回路82Aが電気的に接続され、各第2シフトレジスタ81Bにはそれぞれ第2ラッチ回路82Bが電気的に接続されている。そして、プリンタ側コントローラ60からのラッチ信号LATがHレベルになると、つまり、ラッチパルスが第1ラッチ回路82A及び第2ラッチ回路82Bに入力されると、第1ラッチ回路82Aは第1シフトレジスタ81Aの上位ビットをラッチし、第2ラッチ回路82Bは第2シフトレジスタ81Bの下位ビットをラッチする。   A first latch circuit 82A is electrically connected to each first shift register 81A, and a second latch circuit 82B is electrically connected to each second shift register 81B. When the latch signal LAT from the printer-side controller 60 becomes H level, that is, when a latch pulse is input to the first latch circuit 82A and the second latch circuit 82B, the first latch circuit 82A is in the first shift register 81A. The second latch circuit 82B latches the lower bits of the second shift register 81B.

第1ラッチ回路82A及び第2ラッチ回路82Bには、デコーダ83が電気的に接続されている。第1ラッチ回路82A及び第2ラッチ回路82Bにラッチされた画素データ(上位ビットと下位ビットの組)はそれぞれ、デコーダ83に入力される。   A decoder 83 is electrically connected to the first latch circuit 82A and the second latch circuit 82B. Pixel data (a set of upper bits and lower bits) latched in the first latch circuit 82A and the second latch circuit 82B is input to the decoder 83, respectively.

図9には、ラッチ信号LAT、チェンジ信号CHが示されている。また、この図には、波形選択信号q0〜q3が示されている。
制御ロジック84には、CPU62からラッチ信号LAT、チェンジ信号CHが入力される。制御ロジック84は、ラッチ信号LAT及びチェンジ信号CHに基づいて、図9に示される波形選択信号q0〜q3を生成する。制御ロジック84により生成された波形選択信号q0〜q3は、各デコーダ83に入力される。
FIG. 9 shows a latch signal LAT and a change signal CH. Further, in this figure, waveform selection signals q0 to q3 are shown.
A latch signal LAT and a change signal CH are input from the CPU 62 to the control logic 84. The control logic 84 generates the waveform selection signals q0 to q3 shown in FIG. 9 based on the latch signal LAT and the change signal CH. The waveform selection signals q0 to q3 generated by the control logic 84 are input to each decoder 83.

デコーダ83は、第1ラッチ回路82Aと第2ラッチ回路82Bにラッチされた画素データに基づいて、スイッチ85のオンオフを制御するスイッチ制御信号SWを出力する。画素データが「00」の場合、デコーダ83は、スイッチ制御信号SWとして波形選択信号q0を出力する。画素データが「01」の場合、デコーダ83は、スイッチ制御信号SWとして波形選択信号q1を出力する。画素データが「10」の場合、デコーダ83は、スイッチ制御信号SW1として波形選択信号q2を出力する。画素データが「11」の場合、デコーダ83は、スイッチ制御信号SWとして波形選択信号q3を出力する。スイッチ制御信号SWがHレベルであればスイッチ85はオン状態になり、Lレベルであればオフ状態になる。   The decoder 83 outputs a switch control signal SW for controlling on / off of the switch 85 based on the pixel data latched by the first latch circuit 82A and the second latch circuit 82B. When the pixel data is “00”, the decoder 83 outputs the waveform selection signal q0 as the switch control signal SW. When the pixel data is “01”, the decoder 83 outputs the waveform selection signal q1 as the switch control signal SW. When the pixel data is “10”, the decoder 83 outputs the waveform selection signal q2 as the switch control signal SW1. When the pixel data is “11”, the decoder 83 outputs the waveform selection signal q3 as the switch control signal SW. If the switch control signal SW is at H level, the switch 85 is turned on, and if it is at L level, it is turned off.

各スイッチ85には駆動信号COMが共通に入力される。スイッチ85がオン状態であれば、駆動信号COMがピエゾ素子417に入力される。スイッチ85がオフ状態であれば、駆動信号COMはピエゾ素子417に入力されない。スイッチ85の出力側は、ピエゾ素子417に電気的に接続されている。スイッチ85がオンオフすることにより、駆動信号COMを構成する波形部がピエゾ素子417に選択的に印加される。   A drive signal COM is input to each switch 85 in common. If the switch 85 is on, the drive signal COM is input to the piezo element 417. If the switch 85 is off, the drive signal COM is not input to the piezo element 417. The output side of the switch 85 is electrically connected to the piezo element 417. When the switch 85 is turned on / off, the waveform portion constituting the drive signal COM is selectively applied to the piezo element 417.

図9には、ピエゾ素子417に印加される印加信号が示されている。この結果、画素データが「00」の場合、駆動信号COMに含まれる6つのパルスはどれも印加されず、ピエゾ素子417が駆動されず、インク滴は吐出されない。画素データが「01」の場合、駆動信号COMに含まれる1つのパルスが印加され、このパルスに応じてピエゾ素子417が駆動され、小インク滴が吐出され、用紙Sに小ドットが形成される。同様に、画素データが「10」の場合、駆動信号COMに含まれる2つのパルスが印加され、用紙Sに中ドットが形成される。また、画素データが「11」の場合、駆動信号COMに含まれる6つのパルスが印加され、用紙Sに大ドットが形成される。   FIG. 9 shows an applied signal applied to the piezo element 417. As a result, when the pixel data is “00”, none of the six pulses included in the drive signal COM is applied, the piezo element 417 is not driven, and no ink droplet is ejected. When the pixel data is “01”, one pulse included in the drive signal COM is applied, the piezo element 417 is driven according to this pulse, a small ink droplet is ejected, and a small dot is formed on the paper S. . Similarly, when the pixel data is “10”, two pulses included in the drive signal COM are applied, and a medium dot is formed on the paper S. When the pixel data is “11”, six pulses included in the drive signal COM are applied, and a large dot is formed on the paper S.

<印刷処理について>
図10は、印刷処理を説明するフローチャートである。前述した構成を有するプリンタ1では、プリンタ側コントローラ60が、メモリ63に格納されたコンピュータプログラムに従って、制御対象部(用紙搬送機構20、キャリッジ移動機構30、ヘッドユニット40、駆動信号生成回路70)を制御して、これらの処理を行う。従って、このコンピュータプログラムは、これらの処理を実行するため、制御対象部を制御するためのコードを有する。
<About print processing>
FIG. 10 is a flowchart for explaining the printing process. In the printer 1 having the above-described configuration, the printer-side controller 60 controls the control target units (the paper transport mechanism 20, the carriage moving mechanism 30, the head unit 40, and the drive signal generation circuit 70) according to the computer program stored in the memory 63. These processes are performed under control. Therefore, this computer program has a code for controlling the control target unit in order to execute these processes.

この印刷処理は、印刷命令の受信(S10)、給紙動作(S20)、ドット形成動作(S30)、搬送動作(S40)、排紙判断(S50)、排紙動作(S60)、及び印刷終了判断(S70)を有している。以下、各処理について、簡単に説明する。   This printing process includes reception of a print command (S10), paper feed operation (S20), dot formation operation (S30), transport operation (S40), paper discharge determination (S50), paper discharge operation (S60), and printing end. It has a judgment (S70). Each process will be briefly described below.

印刷命令の受信(S10)は、コンピュータ110からの印刷命令を受信する処理である。この処理において、プリンタ側コントローラ60はインタフェース部61を介して印刷命令を受信する。
給紙動作(S20)は、印刷対象となる用紙Sを移動させ、印刷開始位置(所謂頭出し位置)に位置決めする動作である。この動作において、プリンタ側コントローラ60は、搬送モータ22を駆動するなどして、給紙ローラ21や搬送ローラ23を回転させる。
ドット形成動作(S30)は、用紙Sにドットを形成するための動作である。この動作において、プリンタ側コントローラ60は、キャリッジモータ31を駆動したり、駆動信号生成回路70やヘッド41に対して制御信号を出力したりする。これにより、ヘッド41の移動中にノズルNzからインクが吐出され、用紙Sにドットが形成される。
搬送動作(S40)は、用紙Sを搬送方向へ移動させる動作である。この動作において、プリンタ側コントローラ60は、搬送モータ22を駆動して搬送ローラ23を回転させる。この搬送動作により、先程のドット形成動作によって形成されたドットとは異なる位置に、ドットを形成することができる。
排紙判断(S50)は、印刷対象となっている用紙Sに対する排出の要否を判断する動作である。この判断は、例えば、印刷データの有無に基づき、プリンタ側コントローラ60によって行われる。
排紙処理(S60)は、用紙Sを排出させる処理であり、先程の排紙判断で「排紙する」と判断されたことを条件に行われる。この場合、プリンタ側コントローラ60は、排紙ローラ25を回転させることで、印刷済みの用紙Sを外部に排出させる。
印刷終了判断(S70)は、印刷を続行するか否かの判断である。この判断も、プリンタ側コントローラ60によって行われる。
The print command reception (S10) is a process of receiving a print command from the computer 110. In this process, the printer-side controller 60 receives a print command via the interface unit 61.
The paper feeding operation (S20) is an operation for moving the paper S to be printed and positioning it at a printing start position (so-called cueing position). In this operation, the printer-side controller 60 rotates the paper feed roller 21 and the transport roller 23 by driving the transport motor 22 and the like.
The dot forming operation (S30) is an operation for forming dots on the paper S. In this operation, the printer-side controller 60 drives the carriage motor 31 and outputs a control signal to the drive signal generation circuit 70 and the head 41. Thus, ink is ejected from the nozzles Nz while the head 41 is moving, and dots are formed on the paper S.
The transport operation (S40) is an operation for moving the paper S in the transport direction. In this operation, the printer-side controller 60 drives the carry motor 22 to rotate the carry roller 23. By this transport operation, dots can be formed at positions different from the dots formed by the previous dot formation operation.
The paper discharge determination (S50) is an operation for determining whether or not it is necessary to discharge the paper S to be printed. This determination is made by the printer-side controller 60 based on the presence or absence of print data, for example.
The paper discharge process (S60) is a process of discharging the paper S, and is performed on the condition that “discharge” is determined in the previous paper discharge determination. In this case, the printer-side controller 60 rotates the paper discharge roller 25 to discharge the printed paper S to the outside.
The print end determination (S70) is a determination as to whether or not to continue printing. This determination is also made by the printer-side controller 60.

===インク量の検出方法===
<概要>
図11は、キャリッジCR及びキャリッジCRに装着されたインクカートリッジ87の断面図である。
=== Method of detecting ink amount ===
<Overview>
FIG. 11 is a cross-sectional view of the carriage CR and the ink cartridge 87 mounted on the carriage CR.

インクカートリッジ(液体収容容器)87には、内部にインクを収容するためのインク収容部(液体収容部)871が設けられている。また、インクカートリッジ87には、インクを供給するための供給部872が設けられている。キャリッジCRには針Pが設けられており、インクカートリッジ87がキャリッジCRに装着されると、針Pが供給部872に突き刺さり、インク収容部871の中のインクが供給部872からヘッド41へ供給されるようになる。   The ink cartridge (liquid storage container) 87 is provided with an ink storage portion (liquid storage portion) 871 for storing ink therein. The ink cartridge 87 is provided with a supply portion 872 for supplying ink. The carriage CR is provided with a needle P. When the ink cartridge 87 is mounted on the carriage CR, the needle P sticks into the supply portion 872 and the ink in the ink storage portion 871 is supplied from the supply portion 872 to the head 41. Will come to be.

印刷によりインクを消費すると、インク収容部871内のインクの量が減り、インク収容部871内のインクの液面が下がってくる。そこで、本実施形態では、インク収容部871内の所定位置(検出位置と呼ぶ)に、液面検出部90が設けられている。この液面検出部90は、検出位置でのインクの有無を検出することにより、インク収容部871内のインクの液面が検出位置に達したことを検出する。これにより、プリンタ側コントローラ60は、液面検出部90からの検出結果に基づいて、インク収容部871内のインクの残量を検出することができる。   When ink is consumed by printing, the amount of ink in the ink containing portion 871 decreases, and the ink level in the ink containing portion 871 falls. Therefore, in the present embodiment, the liquid level detection unit 90 is provided at a predetermined position (referred to as a detection position) in the ink storage unit 871. The liquid level detection unit 90 detects that the ink level in the ink containing portion 871 has reached the detection position by detecting the presence or absence of ink at the detection position. Accordingly, the printer-side controller 60 can detect the remaining amount of ink in the ink containing portion 871 based on the detection result from the liquid level detecting portion 90.

プリンタ側コントローラ60は、インク収容部871内のインクの液面が検出位置に達したことを検出した場合、コンピュータ110にその旨を通知する。コンピュータ110は、その検出結果に基づいて、インクカートリッジ87のインク残量を表示装置120に表示する。もちろん、検出結果に基づいて、プリンタ側コントローラ60やコンピュータ110がユーザに対して警告を行っても良いし、他の動作をしても良い。   When the printer-side controller 60 detects that the ink level in the ink containing portion 871 has reached the detection position, the printer-side controller 60 notifies the computer 110 accordingly. The computer 110 displays the remaining amount of ink in the ink cartridge 87 on the display device 120 based on the detection result. Of course, based on the detection result, the printer-side controller 60 or the computer 110 may give a warning to the user or may perform other operations.

なお、インク量の検出処理は、プリンタ1の電源投入時や、インクカートリッジ87の交換時に行われる。また、所定のジョブの前後に行っても良い。また、インクの吐出回数をプリンタ1がカウントし、そのカウント値が所定値に達したときに、インク量の検出処理が行われても良い。   The ink amount detection process is performed when the printer 1 is turned on or when the ink cartridge 87 is replaced. Further, it may be performed before or after a predetermined job. Further, when the printer 1 counts the number of ink ejections and the count value reaches a predetermined value, the ink amount detection process may be performed.

<液面検出部90の構成>
図12Aは、液面検出部90の構成の説明図である。液面検出部90は、振動部91と、バッファ室92と、第1インク流路93、第2インク流路94とを備えている。振動部91は、ピエゾ素子911と、振動板912とを有する。バッファ室92は、インク収容部871及び第1インク流路93の状態によって、振動部91の近傍のインクの振動が影響を受けないようにするためのインク室である。このバッファ室92とインク収容部871とは、第1インク流路93及び第2インク流路94とを介して連結されている。インク収容部871の液面が下がり、インク収容部871の液面が振動部91よりも低い位置に変化すると、第1インク流路93から空気が流入し、振動部91はインクに接しなくなる。仮に、振動部91がインク収容部871のインクに直接接していると、表面張力の影響により、インク収容部871内の液面が振動部91よりも低くなっても、振動部91がインクに接する可能性がある(図12B参照)。本実施形態では、第1インク流路93・第2インク流路94により、毛細管現象を利用して、インク収容部871内の液面が振動部91よりも低くなると速やかに振動部91はインクに接しなくなるので、インク収容部871内の液面の位置を正確に検出できる。
<Configuration of Liquid Level Detection Unit 90>
FIG. 12A is an explanatory diagram of the configuration of the liquid level detection unit 90. The liquid level detection unit 90 includes a vibration unit 91, a buffer chamber 92, a first ink channel 93, and a second ink channel 94. The vibration unit 91 includes a piezo element 911 and a diaphragm 912. The buffer chamber 92 is an ink chamber for preventing the vibration of the ink in the vicinity of the vibration portion 91 from being affected by the state of the ink storage portion 871 and the first ink flow path 93. The buffer chamber 92 and the ink containing portion 871 are connected via a first ink channel 93 and a second ink channel 94. When the liquid level of the ink containing part 871 is lowered and the liquid level of the ink containing part 871 is changed to a position lower than the vibrating part 91, air flows from the first ink flow path 93, and the vibrating part 91 does not come into contact with the ink. If the vibration unit 91 is in direct contact with the ink in the ink storage unit 871, even if the liquid level in the ink storage unit 871 is lower than the vibration unit 91 due to the influence of surface tension, the vibration unit 91 is in contact with the ink. There is a possibility of contact (see FIG. 12B). In the present embodiment, when the liquid level in the ink containing portion 871 becomes lower than the vibration portion 91 by utilizing the capillary phenomenon by the first ink flow path 93 and the second ink flow path 94, the vibration section 91 promptly moves the ink. Therefore, the position of the liquid surface in the ink containing portion 871 can be accurately detected.

ピエゾ素子911は、振動板912に設けられている。振動板912は、インクカートリッジ87の開口部871aを塞ぐように、インクカートリッジ87の側面に設けられている。すなわち、振動板912の一方の面にはピエゾ素子911が設けられ、他方の面にはインク又は空気が接している。振動板912がインクに接するか空気に接するかは、インク収容部871の中のインクの液面の高さに応じて、変わることになる。   The piezo element 911 is provided on the diaphragm 912. The vibration plate 912 is provided on the side surface of the ink cartridge 87 so as to close the opening 871 a of the ink cartridge 87. That is, the piezoelectric element 911 is provided on one surface of the diaphragm 912, and ink or air is in contact with the other surface. Whether the vibration plate 912 contacts the ink or the air varies depending on the height of the ink surface in the ink containing portion 871.

<振動部91の構成>
図13Aは、振動部91の詳細な構成を説明するための平面図である。また、図13Bは、図13A中のB−B断面図であり、図13Cは、図13A中のC−C断面図である。
<Configuration of vibration unit 91>
FIG. 13A is a plan view for explaining the detailed configuration of the vibration section 91. 13B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 13A, and FIG. 13C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 13A.

ピエゾ素子911は、圧電層911a、上部電極911b及び下部電極911cから構成される。圧電層911a、上部電極911b及び下部電極911cは、主要部が円形になっている。この円形部分において、圧電層911aは、上部電極911bと下部電極911cに挟み込まれる。この上部電極911bに上部電極端子911dが電気的に結合する。また、下部電極911cに下部電極端子911eが電気的に結合する。また、下部電極端子911eは、下部電極911cに電気的に接続するように、振動板912の表面に形成される。一方、上部電極端子911dは、補助電極911fを介して上部電極911bと電気的に接続するように、振動板912の表面に形成される。これにより、圧電層911a及び上部電極911bが補助電極911fに支持される構成になり、機械的強度を向上できる。   The piezoelectric element 911 includes a piezoelectric layer 911a, an upper electrode 911b, and a lower electrode 911c. The piezoelectric layer 911a, the upper electrode 911b, and the lower electrode 911c have a circular main part. In this circular portion, the piezoelectric layer 911a is sandwiched between the upper electrode 911b and the lower electrode 911c. The upper electrode terminal 911d is electrically coupled to the upper electrode 911b. Further, the lower electrode terminal 911e is electrically coupled to the lower electrode 911c. The lower electrode terminal 911e is formed on the surface of the diaphragm 912 so as to be electrically connected to the lower electrode 911c. On the other hand, the upper electrode terminal 911d is formed on the surface of the diaphragm 912 so as to be electrically connected to the upper electrode 911b through the auxiliary electrode 911f. Thereby, the piezoelectric layer 911a and the upper electrode 911b are supported by the auxiliary electrode 911f, and the mechanical strength can be improved.

下部電極911cは、インク収容部871の開口部871aの反対側の振動板912の表面に位置している。下部電極911cの円形部分の中心は、インク収容部871の開口部871aの中心とほぼ一致する。なお、下部電極911cの円形部分の面積は、開口部871aの面積よりも小さい。一方、上部電極911bの円形部分の中心は、インク収容部871の開口部871aの中心とほぼ一致する。なお、上部電極911bの円形部分の面積は、開口部871aの面積よりも小さく、かつ下部電極911cの円形部分の面積よりも大きい。圧電層911aの円形部分の中心は、開口部871aの中心とほぼ一致する。また、圧電層911aの円形部分の面積は、開口部871aの面積よりも小さく、上部電極911b及び下部電極911cの円形部分の面積よりも大きい。   The lower electrode 911c is located on the surface of the vibration plate 912 opposite to the opening 871a of the ink containing portion 871. The center of the circular portion of the lower electrode 911c substantially coincides with the center of the opening 871a of the ink containing portion 871. Note that the area of the circular portion of the lower electrode 911c is smaller than the area of the opening 871a. On the other hand, the center of the circular portion of the upper electrode 911b substantially coincides with the center of the opening 871a of the ink containing portion 871. Note that the area of the circular portion of the upper electrode 911b is smaller than the area of the opening 871a and larger than the area of the circular portion of the lower electrode 911c. The center of the circular portion of the piezoelectric layer 911a substantially coincides with the center of the opening 871a. Further, the area of the circular portion of the piezoelectric layer 911a is smaller than the area of the opening 871a and larger than the areas of the circular portions of the upper electrode 911b and the lower electrode 911c.

ピエゾ素子911を構成する圧電層911a、上部電極911b及び下部電極911cの円形部分の中心は、開口部871aの中心とほぼ一致する。一方、振動板912の振動部分は、開口部871aによって決定される。したがって、ピエゾ素子911の中心が、振動板912の振動部分の中心とほぼ一致する。これにより、振動板912が振動するとき、ピエゾ素子911は、ノイズの影響が少ない状態で、振動板912の共振周波数に応じた信号を出力できる。   The centers of the circular portions of the piezoelectric layer 911a, the upper electrode 911b, and the lower electrode 911c constituting the piezo element 911 substantially coincide with the center of the opening 871a. On the other hand, the vibration part of the diaphragm 912 is determined by the opening 871a. Accordingly, the center of the piezo element 911 substantially coincides with the center of the vibration portion of the diaphragm 912. Thereby, when the diaphragm 912 vibrates, the piezo element 911 can output a signal corresponding to the resonance frequency of the diaphragm 912 in a state where the influence of noise is small.

なお、本実施形態では、圧電層911aは、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)を使用している。しかし、これに限られるものではなく、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)でもよく、鉛レス圧電膜を用いても良い。要するに、圧電効果の得られる材料であれば良い。   In the present embodiment, the piezoelectric layer 911a uses lead zirconate titanate (PZT). However, the present invention is not limited to this. Lead lanthanum zirconate titanate (PLZT) may be used, and a lead-less piezoelectric film may be used. In short, any material can be used as long as the piezoelectric effect can be obtained.

<液面検出の原理>
ピエゾ素子911に駆動信号が印加されると、ピエゾ素子911が伸縮し、振動板912が図12A中の矢印の方向に振動する。ピエゾ素子911への駆動信号の印加を止めても、振動板912には残留振動が生じている。この残留振動は、振動板912がインクに接触しているか否かによって、その性質が大きく変化する。振動板912がインクに接触しているとき、残留振動の周波数は低くなり、残留振動の振幅は小さい。一方、振動板912がインクに接触していないとき、残留振動の周波数は高くなり、残留振動の振幅は大きくなる。振動板912が残留振動により振動すると、ピエゾ素子911は振動板912を残留振動に応じて伸縮し、信号を出力する。すなわち、振動板912がインクに接触しているとき、ピエゾ素子911は、周波数が低く、振幅の小さい信号を出力する。一方、振動板912がインクに接触していないとき、ピエゾ素子911は、周波数が高く、振幅の大きい信号を出力する。このため、ピエゾ素子911から出力される信号の周波数を検出できれば、振動板912の位置まで液面が達したか否かを検出でき、インク収容部871の中のインクの量を検出できる。
<Principle of liquid level detection>
When a drive signal is applied to the piezo element 911, the piezo element 911 expands and contracts, and the diaphragm 912 vibrates in the direction of the arrow in FIG. 12A. Even when the application of the drive signal to the piezo element 911 is stopped, residual vibration is generated in the diaphragm 912. The nature of this residual vibration varies greatly depending on whether or not the vibration plate 912 is in contact with ink. When the diaphragm 912 is in contact with the ink, the residual vibration frequency is low, and the residual vibration amplitude is small. On the other hand, when the vibration plate 912 is not in contact with the ink, the frequency of the residual vibration is increased and the amplitude of the residual vibration is increased. When the diaphragm 912 vibrates due to residual vibration, the piezo element 911 expands and contracts the diaphragm 912 in accordance with the residual vibration and outputs a signal. That is, when the diaphragm 912 is in contact with ink, the piezo element 911 outputs a signal having a low frequency and a small amplitude. On the other hand, when the diaphragm 912 is not in contact with ink, the piezo element 911 outputs a signal having a high frequency and a large amplitude. Therefore, if the frequency of the signal output from the piezo element 911 can be detected, it can be detected whether or not the liquid level has reached the position of the diaphragm 912 and the amount of ink in the ink containing portion 871 can be detected.

図14は、インク収容部871内のインクの量と残留振動の周波数との関係を示すグラフである。インク収容部871内のインク量がQになる前は、インクの液面が振動板912よりも上に位置し、振動板912がインクに接しているので、残留振動の周波数は低い。一方、インク収容部871内のインク量がQになったとき、インクの液面が振動板912よりも下に位置し、振動板912がインクに接しなくなるので、残留振動の周波数が高くなる。ところで、インク収容部871の容量や液面検出部90の取付位置は設計上決まっているため、液面検出部90が液面を検出したときのインク収容部871内のインク量Qも既知の値である。このため、残留振動の周波数が低い状態から高い状態に変化したとき、インクカートリッジ87のインク残量がインク量Qであることが検出される。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the amount of ink in the ink containing portion 871 and the frequency of residual vibration. Before the ink amount in the ink containing portion 871 reaches Q, the ink level is higher than the vibration plate 912 and the vibration plate 912 is in contact with the ink, so the frequency of residual vibration is low. On the other hand, when the amount of ink in the ink containing portion 871 becomes Q, the liquid level of the ink is located below the vibration plate 912, and the vibration plate 912 does not contact the ink, so the frequency of residual vibration increases. Incidentally, since the capacity of the ink containing portion 871 and the mounting position of the liquid level detecting unit 90 are determined by design, the ink amount Q in the ink containing portion 871 when the liquid level detecting unit 90 detects the liquid level is also known. Value. For this reason, when the residual vibration frequency changes from a low state to a high state, it is detected that the ink remaining amount of the ink cartridge 87 is the ink amount Q.

<信号検出部95の構成>
選択スイッチ65(図8参照)がピエゾ素子911側の端子に接続すると、駆動信号生成回路70から出力される駆動信号が、ピエゾ素子911に印加される。これにより、振動板912が振動する。そして、選択スイッチ65が切れると、ピエゾ素子911が残留振動に応じて信号を出力し、その信号が信号検出部95に入力される。
<Configuration of Signal Detection Unit 95>
When the selection switch 65 (see FIG. 8) is connected to the terminal on the piezo element 911 side, the drive signal output from the drive signal generation circuit 70 is applied to the piezo element 911. Thereby, the diaphragm 912 vibrates. When the selection switch 65 is turned off, the piezo element 911 outputs a signal according to the residual vibration, and the signal is input to the signal detection unit 95.

図15は、信号検出部95の構成の説明図である。信号検出部95は、ピエゾ素子911から出力される信号の周期(又は周波数)を検出し、検出結果をプリンタ側コントローラ60へ出力する。この信号検出部95は、増幅部951と、パルス幅検出部952とを有する。   FIG. 15 is an explanatory diagram of the configuration of the signal detection unit 95. The signal detection unit 95 detects the period (or frequency) of the signal output from the piezo element 911 and outputs the detection result to the printer-side controller 60. The signal detection unit 95 includes an amplification unit 951 and a pulse width detection unit 952.

図16は、増幅部951の構成の説明図である。増幅部951では、ピエゾ素子911からの信号に含まれる低周波成分をコンデンサC1と抵抗R1とからなる高域通過フィルタによって除去し、オペアンプ951aにより増幅する。次に、オペアンプ951aの出力をコンデンサC2と抵抗R2とからなる高域通過フィルタに通過させることにより、基準電圧Vrefを中心に上下に振動する信号に変換する。そして、増幅部951のコンパレータ951bによって基準電圧Vrefと比較し、基準電圧より高いか否かによって信号を2値化する。   FIG. 16 is an explanatory diagram of the configuration of the amplifying unit 951. The amplifying unit 951 removes a low-frequency component included in the signal from the piezo element 911 by a high-pass filter composed of a capacitor C1 and a resistor R1, and amplifies it by an operational amplifier 951a. Next, the output of the operational amplifier 951a is passed through a high-pass filter composed of a capacitor C2 and a resistor R2, thereby converting it into a signal that vibrates up and down around the reference voltage Vref. Then, the comparator 951b of the amplifying unit 951 compares it with the reference voltage Vref, and binarizes the signal depending on whether or not it is higher than the reference voltage.

図17A乃至図17Cは、信号検出部95内に流れる信号の説明図である。図17Aは、ピエゾ素子911が残留振動に応じて出力する信号を示す図である。図17Bは、オペアンプ951aの出力をコンデンサC2と抵抗R2からなる高域通過フィルタに通過させた後の信号、及び基準電圧Vrefを示す図である。すなわち、コンパレータ951bに入力される信号である。図17Cは、コンパレータからの出力信号を示す図である。すなわち、パルス幅検出部952に入力される信号である。   17A to 17C are explanatory diagrams of signals flowing in the signal detection unit 95. FIG. 17A is a diagram illustrating a signal that the piezo element 911 outputs according to the residual vibration. FIG. 17B is a diagram illustrating a signal after the output of the operational amplifier 951a is passed through a high-pass filter including the capacitor C2 and the resistor R2, and the reference voltage Vref. That is, it is a signal input to the comparator 951b. FIG. 17C is a diagram illustrating an output signal from the comparator. That is, it is a signal input to the pulse width detector 952.

パルス幅検出部952は、図17Cに示されるパルスが入力されると、パルスの立ち上がりでカウント値をリセットし、その後のクロック信号毎にカウント値をインクリメントし、次のパルスの立ち上がりでのカウント値をプリンタ側コントローラ60に出力する。プリンタ側コントローラ60は、パルス幅検出部952の出力するカウント値に基づいて、すなわち、信号検出部95から出力される検出結果に基づいて、ピエゾ素子911の出力する信号の周期を検出することができる。   When the pulse shown in FIG. 17C is input, the pulse width detection unit 952 resets the count value at the rising edge of the pulse, increments the count value for each subsequent clock signal, and counts at the rising edge of the next pulse. Is output to the printer-side controller 60. The printer-side controller 60 can detect the period of the signal output from the piezo element 911 based on the count value output from the pulse width detection unit 952, that is, based on the detection result output from the signal detection unit 95. it can.

<振動板912の残留振動の検出精度を高め得る駆動信号について>
ここで、前記振動板912の残留振動の検出精度を高め得る駆動信号について説明する。一般に振動板912には固有の共振周波数が存在し、その共振周波数と同じ周波数の駆動信号をピエゾ素子911に印加すると、振動板912の振幅は大きくなりピエゾ素子911からは大きな振幅の信号が出力される。このため、残留振動の信号の検出精度を高める観点からは、駆動信号の周波数を振動板912の共振周波数に揃えるのが望ましい。
<About the drive signal that can improve the detection accuracy of the residual vibration of the diaphragm 912>
Here, the drive signal that can improve the detection accuracy of the residual vibration of the diaphragm 912 will be described. In general, the diaphragm 912 has a unique resonance frequency. When a drive signal having the same frequency as the resonance frequency is applied to the piezo element 911, the amplitude of the diaphragm 912 increases and a signal with a large amplitude is output from the piezo element 911. Is done. For this reason, from the viewpoint of improving the detection accuracy of the residual vibration signal, it is desirable to match the frequency of the drive signal with the resonance frequency of the diaphragm 912.

一方、前記共振周波数は、振動板912がインクに接触している時のインク有り状態と、インクに接触していない時のインク無し状態とで大きく異なる。よって、通常はインク有り無しの各状態に対応した共振周波数ν1,ν0の駆動信号をそれぞれ印加しないと、残留振動の振幅を大きくする励起効果は得られず、もって、ピエゾ素子911が出力する信号の周期を精度良く検出できない。   On the other hand, the resonance frequency differs greatly between the ink presence state when the diaphragm 912 is in contact with the ink and the ink absence state when the vibration plate 912 is not in contact with the ink. Therefore, unless a drive signal having resonance frequencies ν1 and ν0 corresponding to the states with or without ink is applied, the excitation effect that increases the amplitude of the residual vibration cannot be obtained. Therefore, the signal output from the piezo element 911 Cannot be detected accurately.

このことを、インク有り状態の振動板912の共振周波数ν1が30KHzで、インク無し状態の共振周波数ν0が60KHzである場合を例に詳細に説明する。   This will be described in detail by taking as an example a case where the resonance frequency ν1 of the vibration plate 912 in the ink state is 30 KHz and the resonance frequency ν0 in the ink absence state is 60 KHz.

図18Aは、インク有り状態の残留振動の波形図である。また、図18Bは、その周波数を、インク有り状態の共振周波数ν1の30KHzに合わせた駆動信号の波形図である。なお、前記図18Aを含め、以下で説明に供する残留振動の波形図は、見易くすべく振幅を一定にした正弦波様に示しているが、実際には、波形の振幅は時間とともに減衰する。また、以下では、図12の振動板912の変位方向に関して、インク収容部871の内側に向かって変位する場合を正方向とし、その逆の外側に向かって変位する場合を負方向と定義する。   FIG. 18A is a waveform diagram of residual vibration in the presence of ink. FIG. 18B is a waveform diagram of a drive signal in which the frequency is set to 30 KHz, which is the resonance frequency ν1 in the ink presence state. Although the residual vibration waveform diagrams to be described below including FIG. 18A are shown as a sine wave with a constant amplitude for the sake of easy understanding, the waveform amplitude actually attenuates with time. In the following, with respect to the displacement direction of the diaphragm 912 in FIG. 12, the case of displacement toward the inside of the ink containing portion 871 is defined as the positive direction, and the case of displacement toward the opposite outside is defined as the negative direction.

図18Bに示すように、この駆動信号は矩形パルスである。そして、その立ち上がり時点tuでは、振動板912は、インク収容部871の内側方向たる正方向に変位し、立ち上がり後の印加期間では、振動板912は変位を止めてホールド状態になり、立ち下がり時点tdでは、振動板912は、インク収容部871の外側方向たる負方向に変位し、立ち下がり後の非印加状態では、振動板912は変位を止めてホールド状態になる。なお、この非印加状態において、選択スイッチ65が切られて、振動板912が残留振動し、その残留振動に応じた信号がピエゾ素子911から出力される。  As shown in FIG. 18B, this drive signal is a rectangular pulse. At the rising time tu, the vibration plate 912 is displaced in the positive direction, which is the inner side of the ink containing portion 871, and during the application period after the rising, the vibration plate 912 stops being displaced and enters the hold state, and at the falling time. At td, the vibration plate 912 is displaced in the negative direction that is the outer side of the ink containing portion 871, and in the non-application state after the falling, the vibration plate 912 stops the displacement and enters the hold state. In this non-applied state, the selection switch 65 is turned off, the diaphragm 912 undergoes residual vibration, and a signal corresponding to the residual vibration is output from the piezo element 911.

ここで、この駆動信号がピエゾ素子911に印加される場合、振動板912が変位するのは、立ち上がり時点tuと立ち下がり時点tdの時である。そして、これら立ち上がり時点tu及び立ち下がり時点tdの時間間隔たる印加期間は16.7μsであり、これは、図18Aに示すインク有り状態における残留振動の共振周期33.3μsの半分の大きさになっている。
よって、立ち上がり時点tuでは、インク有り状態の振動板912は正方向に変位を助長され、そこから前記共振周期の半周期後の立ち下がり時点tdでは負方向に変位を助長され、これによって、振動板912は、インク有り状態の残留振動の共振周波数で変位させられるため、選択スイッチ65が切られた後の残留振動は大きく励起される。
Here, when this drive signal is applied to the piezo element 911, the diaphragm 912 is displaced at the rise time tu and the fall time td. The application period corresponding to the time interval between the rising time point tu and the falling time point td is 16.7 μs, which is half the resonance period 33.3 μs of the residual vibration in the ink presence state shown in FIG. 18A. ing.
Therefore, the diaphragm 912 in the ink state is promoted in the positive direction at the rising time point tu, and is displaced in the negative direction at the falling time point td after a half cycle of the resonance period. Since the plate 912 is displaced at the resonance frequency of the residual vibration with ink, the residual vibration after the selection switch 65 is turned off is greatly excited.

図19A及び図19Bは、この駆動信号をピエゾ素子911に印加した後のピエゾ素子911の出力信号であり、図19Aにはインク有り状態の出力信号を、また、図19Bにはインク無し状態の出力信号を示している。   19A and 19B are output signals of the piezo element 911 after this drive signal is applied to the piezo element 911. FIG. 19A shows an output signal in the ink present state, and FIG. 19B shows an ink out state. The output signal is shown.

図19Aに示すように、インク有り状態においてピエゾ素子911に駆動信号が印加されると、上述したように振動板912は共振周波数の30KHzで変位されるために、振動板912の残留振動は大きく励起され、ピエゾ素子911の出力信号の振幅は大きくなる。この結果、ピエゾ素子911から出力される信号にノイズが入っても、プリンタ側コントローラ60は、ピエゾ素子911の出力する信号の周期を精度良く検出できる。   As shown in FIG. 19A, when a drive signal is applied to the piezo element 911 in the presence of ink, the vibration plate 912 is displaced at the resonance frequency of 30 KHz as described above, so that the residual vibration of the vibration plate 912 is large. When excited, the amplitude of the output signal of the piezo element 911 increases. As a result, even if noise enters the signal output from the piezo element 911, the printer-side controller 60 can accurately detect the cycle of the signal output from the piezo element 911.

一方、図19Bに示すように、インク無し状態において駆動信号がピエゾ素子911に印加されても、ピエゾ素子911の出力信号の振幅は小さい。これは、インク無し状態における振動板912の残留振動の共振周波数は60KHzであり、30KHzでピエゾ素子911を駆動させる図18Bの駆動信号を印加しても、振動板912に残留振動が励起され難いからである。そして、この場合には、ピエゾ素子911から出力される信号にノイズが入ると、プリンタ側コントローラ60は、ピエゾ素子911の出力する信号の周期を正確に検出することができなくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 19B, the amplitude of the output signal of the piezo element 911 is small even when the drive signal is applied to the piezo element 911 in the absence of ink. This is because the resonance frequency of the residual vibration of the diaphragm 912 in the absence of ink is 60 KHz, and even if the drive signal of FIG. 18B for driving the piezo element 911 at 30 KHz is applied, the residual vibration is not easily excited on the diaphragm 912. Because. In this case, if noise enters the signal output from the piezo element 911, the printer-side controller 60 cannot accurately detect the cycle of the signal output from the piezo element 911.

このため、インク無し状態に対してもピエゾ素子911の出力信号を正確に検出するには、当該インク無し状態における振動板912の残留振動の共振周波数60KHzと同じ周波数の駆動信号として、例えば、その印加期間が、インク無し状態における残留振動の共振周期16.7μsの半分の大きさの8.3μsの矩形パルスをピエゾ素子911に印加する必要がある。   For this reason, in order to accurately detect the output signal of the piezo element 911 even in the absence of ink, as a drive signal having the same frequency as the resonance frequency 60 KHz of the residual vibration of the diaphragm 912 in the absence of ink, for example, It is necessary to apply to the piezo element 911 an 8.3 μs rectangular pulse whose application period is half of the resonance period 16.7 μs of the residual vibration in the absence of ink.

すなわち、インクの有無の検出を正確に行うためには、先ず最初にインク有り状態の残留振動の共振周波数ν1でピエゾ素子911を駆動してピエゾ素子911の取付位置にインクが有るかを検出し、しかる後に、インク無し状態の残留振動の共振周波数ν0でピエゾ素子911を駆動してピエゾ素子911の取付位置にインクが無いかを検出するという、二回の検出動作が必要となる。そして、その場合には、検出時間が長くなってしまうという問題が生じる。   That is, in order to accurately detect the presence or absence of ink, first, the piezo element 911 is driven at the resonance frequency ν1 of the residual vibration in the presence of ink to detect whether ink is present at the attachment position of the piezo element 911. After that, it is necessary to perform a detection operation twice, in which the piezo element 911 is driven at the resonance frequency ν0 of the residual vibration in the absence of ink to detect whether ink is present at the attachment position of the piezo element 911. In that case, there arises a problem that the detection time becomes long.

但し、インク有り状態の共振周波数ν1とインク無し状態の共振周波数ν0とを所定の関係に設定しさえすれば、インク有り状態の残留振動を有効に励起する駆動信号によって、インク無し状態の残留振動も有効に励起させることができて、もって、一回の検出動作でインクの有無の両方を正確に検出可能である。   However, as long as the resonance frequency ν1 in the ink presence state and the resonance frequency ν0 in the ink absence state are set to a predetermined relationship, the residual vibration in the ink absence state is generated by a drive signal that effectively excites the residual vibration in the ink presence state. Therefore, both the presence and absence of ink can be accurately detected by a single detection operation.

そこで、本実施形態にあっては、インク有り状態の共振周波数ν1とインク無し状態の共振周波数ν0とを、以下で説明する所定の関係に設定することによって、一種類の駆動信号の印加でインク有り無しの両状態の残留振動を有効に励起している。そして、その結果、検出精度を高く維持しながらも、検出時間の短縮化を図っているのである。   Therefore, in the present embodiment, by setting the resonance frequency ν1 in the ink presence state and the resonance frequency ν0 in the ink absence state to a predetermined relationship described below, the ink is applied by applying one type of drive signal. It effectively excites residual vibration in both states. As a result, the detection time is shortened while maintaining high detection accuracy.

<所定の関係について>
この所定の関係について、先ず、その理想の関係から説明する。この理想の関係とは、前記インク無し状態の残留振動の共振周波数ν0と、インク有り状態の残留振動の共振周波数ν1とが、下式(1)を満足する関係のことである。なお、式(1)中のkは1以上の任意の整数である。
ν0=(2k+1)×ν1 … (1)
そして、このような共振周波数ν0,ν1に設定してやれば、インク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号を用いて、インク無し状態の残留振動も最も有効に励起可能となり、その結果、一回の検出動作だけでインクの有無の正確な検出を行えるようになる。ちなみに、このような共振周波数ν0,ν1への設定手法としては、図12Aの開口部971a、バッファー室92、第1インク流路93、及び第2インク流路94の形状や、振動板912の剛性を調整すること等が挙げられる。
<About the predetermined relationship>
The predetermined relationship will be described first from the ideal relationship. This ideal relationship is a relationship in which the resonance frequency ν0 of the residual vibration in the ink-free state and the resonance frequency ν1 of the residual vibration in the ink-present state satisfy the following expression (1). In addition, k in Formula (1) is an arbitrary integer of 1 or more.
ν0 = (2k + 1) × ν1 (1)
If the resonance frequencies ν0 and ν1 are set as described above, the residual vibration in the absence of ink can be most effectively excited using the drive signal that most effectively excites the residual vibration in the presence of ink. It becomes possible to accurately detect the presence or absence of ink with only one detection operation. Incidentally, as a method for setting such resonance frequencies ν0 and ν1, the shapes of the opening 971a, the buffer chamber 92, the first ink flow path 93, and the second ink flow path 94 in FIG. Examples include adjusting the rigidity.

図20A及び図20Bに、式(1)を満たす残留振動の波形図を示す。図20Aには、インク有り状態の残留振動の一例として、共振周波数ν1が30KHzの波形が示されており、また、その下の図20Bには、インク無し状態の残留振動の一例として、式(1)中のk=1であるところの共振周波数ν0が90KHzの波形が示されている。また、図20Cには、図20Aのインク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号の一例として、一つの矩形パルスからなる駆動信号が示されている。   20A and 20B are waveform diagrams of residual vibration that satisfy Equation (1). FIG. 20A shows a waveform with a resonance frequency ν1 of 30 KHz as an example of residual vibration in the presence of ink, and FIG. 20B below shows an equation ( The waveform of the resonance frequency ν0 of 90 KHz where k = 1 in 1) is shown. FIG. 20C shows a drive signal composed of one rectangular pulse as an example of the drive signal that most effectively excites the residual vibration in the ink presence state of FIG. 20A.

図20Cに示すように、矩形パルスの印加期間の大きさは、前記インク有り状態の残留振動を最も有効に励起させるべく、当該残留振動の振動周期T1の半分になっている。これは、一般に振動は、その振動速度が最大となる時点にて、その振動方向に助勢されると最も有効に励起されるからである。図示例の矩形パルスは、図20Aの30KHzの残留振動が正の最大の振動速度をもって変位する時点ta(以下、正の最大速度時点taと言う)で立ち上がり、そこから半周期後の時点たる前記残留振動が負の最大の振動速度をもって変位する時点tb(以下、負の最大速度時点tbと言う)で立ち下がる。よって、この駆動信号によれば、30KHzたるインク有り状態の残留振動は、最も効果的に助長され最も有効に励起される。   As shown in FIG. 20C, the magnitude of the rectangular pulse application period is half of the vibration period T1 of the residual vibration in order to most effectively excite the residual vibration in the ink presence state. This is because, in general, vibration is most effectively excited when assisted in the vibration direction at the time when the vibration speed becomes maximum. The rectangular pulse in the illustrated example rises at a time ta at which the residual vibration of 30 KHz in FIG. 20A is displaced with a positive maximum vibration speed (hereinafter, referred to as a positive maximum speed time ta), and reaches the time after a half cycle from there. The residual vibration falls at a time point tb (hereinafter referred to as a negative maximum speed time point tb) where the residual vibration is displaced with a negative maximum vibration speed. Therefore, according to this drive signal, the residual vibration in the presence of ink at 30 KHz is most effectively promoted and excited most effectively.

一方、図20Bの90KHzたるインク無し状態の残留振動を見ると、当該残留振動も、前記正の最大速度時点taで、正の最大の振動速度をもって変位するとともに、前記負の最大速度時点tbでは負の最大の振動速度をもって変位する。従って、当該インク無し状態の残留振動に対しても、図20Cの矩形パルスは振動を打ち消さずに最も有効に助長するように作用し、これによって残留振動は最も有効に励起される。   On the other hand, looking at the residual vibration in the ink-free state of 90 KHz in FIG. 20B, the residual vibration is also displaced at the positive maximum speed time ta with the maximum positive vibration speed, and at the negative maximum speed time tb. Displace with the maximum negative vibration speed. Accordingly, the rectangular pulse in FIG. 20C acts to promote the vibration without canceling the vibration even in the residual vibration in the ink-free state, and the residual vibration is thereby most effectively excited.

以上、ここでは、前記理想の関係の一例として、k=1の場合を説明したが、上述の説明は、kが1以外の整数の場合についても成立するのは言うまでもない。   As described above, the case where k = 1 has been described as an example of the ideal relationship. However, it is needless to say that the above description is valid even when k is an integer other than 1.

ちなみに、前記理想の関係を満足しない端的な例としては、例えば、下式(1’)の場合が挙げられる。ここで、式(1’)中のkは1以上の任意の整数である。
ν0=(2k)×ν1 … (1’)
この式(1’)を満たす残留振動の波形図を図21A乃至図21Bに示す。図21Aには、インク有り状態の残留振動の一例として、前述の図20Aと同じ共振周波数ν1が30KHzの波形が示されており、また、その下の図21Bには、インク無し状態の残留振動の一例として、式(1’)中のk=1であるところの共振周波数ν0が60KHzの波形が示されている。また、その下の図21Cには、図21Aのインク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号の一例として、前述の図20Cと同じ一つの矩形パルスからなる駆動信号が示されている。
Incidentally, as a simple example that does not satisfy the ideal relationship, for example, the case of the following formula (1 ′) can be given. Here, k in the formula (1 ′) is an arbitrary integer of 1 or more.
ν0 = (2k) × ν1 (1 ′)
FIG. 21A to FIG. 21B show waveform diagrams of residual vibration satisfying this equation (1 ′). FIG. 21A shows a waveform having the same resonance frequency ν1 as in FIG. 20A described above as 30 KHz as an example of residual vibration in the presence of ink, and FIG. 21B below shows residual vibration in the absence of ink. As an example, a waveform having a resonance frequency ν0 of 60 KHz where k = 1 in the equation (1 ′) is shown. Further, FIG. 21C below shows a drive signal composed of one rectangular pulse as in FIG. 20C as an example of the drive signal that most effectively excites the residual vibration in the ink presence state of FIG. 21A. .

上述したように、当該駆動信号は、図21Aの30KHzたるインク有り状態の残留振動に対しては、その振動を最も有効に励起する。しかしながら、図21Bの60KHzたるインク無し状態の残留振動に対しては有効に励起することはできない。これは、当該60KHzの残留振動は、前記正の最大速度時点taでは、正の最大の振動速度をもって変位するが、前記負の最大速度時点tbにおいては、負ではなく正の最大の振動速度をもって変位しているからである。   As described above, the drive signal most effectively excites the vibration with respect to the residual vibration in the ink presence state of 30 KHz in FIG. 21A. However, it is not possible to effectively excite the residual vibration in the ink-free state of 60 KHz in FIG. 21B. This is because the residual vibration of 60 KHz is displaced at the positive maximum speed time ta with the maximum positive vibration speed, but at the negative maximum speed time tb, it is not negative but has the maximum positive vibration speed. This is because it is displaced.

すなわち、図21Cに示すように前記負の最大速度時点tbでは駆動信号の矩形パルスは立ち下がるため、仮に残留振動が図20Bのように負の振動速度をもって変位していれば当該残留振動は、前記矩形パルスの立ち下がりによって振動を助長されるが、図21Bの60KHzの残留振動は、正の最大の振動速度をもって変位しており、このことから、矩形パルスは残留振動を打ち消す方向に作用してしまうからである。   That is, as shown in FIG. 21C, since the rectangular pulse of the drive signal falls at the negative maximum speed time tb, if the residual vibration is displaced with a negative vibration speed as shown in FIG. Although the vibration is promoted by the falling edge of the rectangular pulse, the residual vibration of 60 KHz in FIG. 21B is displaced at the maximum positive vibration speed. From this, the rectangular pulse acts in a direction to cancel the residual vibration. Because it will end up.

従って、上記の式(1’)の関係を満足するようにインク有り無し状態の各共振周波数ν1,ν0を設定すると、インク有り状態の残留振動を有効に励起する駆動信号では、インク無し状態の残留振動を励起することはできず、つまり、一つの駆動信号の印加によってインク有り無しの両状態の残留振動の有効な励起を達成できない。そして、その結果、検出時間の短縮化を図れないことになる。   Therefore, when the resonance frequencies ν1 and ν0 in the ink presence / absence state are set so as to satisfy the relationship of the above formula (1 ′), the drive signal that effectively excites the residual vibration in the ink presence state causes Residual vibration cannot be excited, that is, effective excitation of residual vibration in both states with and without ink cannot be achieved by applying one drive signal. As a result, the detection time cannot be shortened.

<理想の関係の許容範囲について>
前述の理想の関係たる式(1)のν0=(2k+1)×ν1を満足するように、インク有り無し状態の各共振周波数ν1,ν0を設定できれば申し分ないが、通常は、この式(1)で規定される共振周波数ν1,ν0にピンポイントで合わせ込むのは難しい。そのため、前述の励起効果が認められる許容範囲があると設計上便利である。
<Acceptable range of ideal relationship>
It is satisfactory if the resonance frequencies ν1 and ν0 in the presence / absence of ink can be set so as to satisfy ν0 = (2k + 1) × ν1 in the above-mentioned ideal relationship (1), but usually this equation (1) It is difficult to pinpoint to the resonance frequencies ν1, ν0 defined by Therefore, it is convenient in design if there is an allowable range in which the above-described excitation effect is recognized.

この許容範囲を考慮した関係式について結論から先に言うと、当該関係式は下式(2)のように表され、つまり、式(2)は、式(1)で規定されるν0に対して±ν1/2だけ、ν0の範囲を拡大していることになる。
{(2k+1)−1/2}×ν1
≦ν0≦{(2k+1)+1/2}×ν1 … (2)
この許容範囲は、次のような考え方に基づいている。
From the conclusion, the relational expression in consideration of the allowable range is expressed as the following expression (2). That is, the expression (2) is expressed as follows with respect to ν0 defined by the expression (1). Thus, the range of ν0 is expanded by ± ν1 / 2.
{(2k + 1) -1/2} × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) + ½} × ν1 (2)
This allowable range is based on the following concept.

一般に、図22A及び図22Bに示すように、駆動信号の矩形パルスの立ち上がり時点tuにおいて、残留振動が正の最大の振動速度をもって変位する場合に、前記矩形パルスの立ち下がり時点tdにおいては、前記残留振動が、図22Bに示すような負の最大速度でなくとも、少なくとも図22Cに示すような負の振動速度で変位していれば、前記矩形パルスの立ち下がりによって当該残留振動はうち消されずに有効に励起されると考えられる。逆に、前記矩形パルスの立ち下がり時点tdにおいて図22Dのように残留振動が正の振動速度で変位していると、矩形パルスの立ち下がりによって残留振動はうち消されることになり有効には励起されないと考えられる。   In general, as shown in FIGS. 22A and 22B, when the residual vibration is displaced at the maximum positive vibration speed at the rising time tu of the rectangular pulse of the drive signal, at the falling time td of the rectangular pulse, Even if the residual vibration is not at the negative maximum speed as shown in FIG. 22B, if the residual vibration is displaced at least at the negative vibration speed as shown in FIG. 22C, the residual vibration is canceled by the falling edge of the rectangular pulse. It is thought that it is excited effectively. On the contrary, if the residual vibration is displaced at a positive vibration speed as shown in FIG. 22D at the falling time td of the rectangular pulse, the residual vibration is canceled by the falling of the rectangular pulse, and is effectively excited. It is not thought to be done.

ここで、図22Aに示すように、矩形パルスの立ち上がり時点tu及び立ち下がり時点tdは、図22Eの前記インク有り状態の残留振動を最も有効に励起するように設定されるため、これら立ち上がり時点tu及び立ち下がり時点tdは、それぞれに、インク有り状態の残留振動における正の最大速度時点ta及び負の最大速度時点tbに一致している。   Here, as shown in FIG. 22A, the rising time point tu and the falling time point td of the rectangular pulse are set so as to most effectively excite the residual vibration in the ink presence state of FIG. 22E. The falling time td coincides with the positive maximum speed time ta and the negative maximum speed time tb in the residual vibration in the ink presence state, respectively.

従って、図22Fに示すように、インク無し状態の残留振動が、インク有り状態の残留振動の正の最大速度時点taにおいて正の最大の振動速度をもって変位するとともに、インク有り状態の残留振動の負の最大速度時点tbにおいては、最大ではなくとも負の振動速度をもって変位していれば、当該インク無し状態の残留振動も前記駆動信号によって励起され、すなわち励起効果が認められるはずである。そして、そのような励起効果が認められる範囲が、前述の許容範囲となっているのである。   Accordingly, as shown in FIG. 22F, the residual vibration in the ink-free state is displaced at the positive maximum vibration speed ta at the positive maximum speed ta of the residual vibration in the ink-present state, and the negative vibration of the residual vibration in the ink-present state is present. At the maximum speed time tb, if the displacement is not a maximum but a negative vibration speed, the residual vibration in the absence of ink is also excited by the drive signal, that is, an excitation effect should be recognized. And the range where such an excitation effect is recognized is the above-mentioned permissible range.

これを念頭におき、先ず、前記許容範囲の上限値ν0max(={(2k+1)+1/2}×ν1)について考えてみる。図23Aは、共振周波数ν1が30KHzのインク有り状態の残留振動の波形であり、図23Bには、この30KHzの残留振動を最も有効に励起する駆動信号を示している。また、図23C乃至図23Fは、何れもインク無し状態の残留振動の波形を示している。図23Cは、前述の理想の関係たるν0i=(2k+1)×ν1を満足する理想共振周波数ν0iの振動波形であり、前述と同様にkが1であるためν0iは90KHzである。そして、以下、下の図の振動波形ほど、その周波数が、前記理想共振周波数ν0iよりも高い側へ外れている。例えば、図23Dに記載の振動波形の周波数は、前記理想共振周波数ν0iの90KHzよりも1/4×ν1だけ高い97.5KHzであり、その下の図23Eに記載の振動波形の周波数は、前記理想共振周波数ν0iの90KHzよりも1/2×ν1だけ高い105KHzであり、更に下の図23Fに記載の振動波形の周波数は、前記理想共振周波数ν0iの90KHzよりも3/4×ν1だけ高い112.5KHzである。   With this in mind, first consider the upper limit value ν0max (= {(2k + 1) +1/2} × ν1) of the allowable range. FIG. 23A shows a waveform of residual vibration in the presence of ink having a resonance frequency ν1 of 30 KHz, and FIG. 23B shows a drive signal that most effectively excites this residual vibration of 30 KHz. 23C to 23F show waveforms of residual vibration in the absence of ink. FIG. 23C shows a vibration waveform at an ideal resonance frequency ν0i that satisfies ν0i = (2k + 1) × ν1 that is the ideal relationship described above, and ν0i is 90 KHz because k is 1 as described above. In the following, the frequency of the vibration waveform in the lower figure deviates to a higher side than the ideal resonance frequency ν0i. For example, the frequency of the vibration waveform illustrated in FIG. 23D is 97.5 KHz, which is 1/4 × ν1 higher than 90 KHz of the ideal resonance frequency ν0i, and the frequency of the vibration waveform illustrated in FIG. The frequency of the vibration waveform shown in FIG. 23F below is 105 KHz higher than 90 KHz of the ideal resonance frequency ν0i, and is 3/4 × ν1 higher than 90 KHz of the ideal resonance frequency ν0i. .5 KHz.

ここで、図23Dの振動波形については、前記正の最大速度時点taにおいて振動速度が正の最大速度となっており、また、前記負の最大速度時点tbにおいては振動速度が負である。従って、図23Bに示すインク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号、すなわち、前記最大速度時点taにて立ち上がると共に前記最大速度時点tbにて立ち下がる矩形パルスによって、当該図23Dの残留振動も助長され励起されることとなり、もって、この周波数は、前記許容範囲内である。   Here, regarding the vibration waveform of FIG. 23D, the vibration speed is a positive maximum speed at the positive maximum speed time ta, and the vibration speed is negative at the negative maximum speed time tb. Accordingly, the drive signal that most effectively excites the residual vibration in the ink presence state shown in FIG. 23B, that is, the residual pulse of FIG. 23D by the rectangular pulse that rises at the maximum speed time ta and falls at the maximum speed time tb. Vibrations are also encouraged and excited, so this frequency is within the acceptable range.

一方、図23Fの振動波形にあっては、前記正の最大速度時点taにおいては振動速度が正の最大速度であるが、前記負の最大速度時点tbにおいて振動速度が正になっている。よって、この残留振動は、前記正の最大速度時点taでは図23Bの矩形パルスの立ち上がりによって助長され励起されるが、前記負の最大速度時点tbでは矩形パルスの立ち下がりによって振動をうち消されてしまい励起されない。すなわち、図23Bに示すような、前記最大速度時点taにて立ち上がると共に前記最大速度時点tbにて立ち下がる矩形パルスによっては、この図23Fの残留振動は有効に励起されず、もって、この周波数は許容範囲外となる。   On the other hand, in the vibration waveform of FIG. 23F, the vibration speed is the positive maximum speed at the positive maximum speed time ta, but the vibration speed is positive at the negative maximum speed time tb. Therefore, this residual vibration is promoted and excited by the rising edge of the rectangular pulse in FIG. 23B at the positive maximum speed time ta, but is canceled by the falling edge of the rectangular pulse at the negative maximum speed time tb. It is not excited. That is, by the rectangular pulse that rises at the maximum speed time ta and falls at the maximum speed time tb as shown in FIG. 23B, the residual vibration of FIG. Out of tolerance.

このことから、これら図23Dの周波数と図23Fの周波数との間に、インク無し状態の残留振動が前記駆動信号によって有効に励起され得る周波数の上限値ν0maxが存在することになるが、この周波数の残留振動が図23Eに示されている。   Therefore, there is an upper limit value ν0max of the frequency at which the residual vibration in the absence of ink can be effectively excited by the drive signal between the frequency of FIG. 23D and the frequency of FIG. 23F. Is shown in FIG. 23E.

すなわち、当該図23Eの振動波形は、前記正の最大速度時点taにおいて振動速度が正の最大速度であり、また、前記負の最大速度時点tbにおいては振動速度が零である。従って、図23Bの駆動信号、すなわち前記正の最大速度時点taにて立ち上がり前記負の最大速度時点tbにて立ち下がる矩形パルスによって、その振動は立ち上がりにおいては有効に助長されるが、立ち下がりにおいては助長も打ち消されもしない中立の状態であり、もって、この図23Eの周波数が許容範囲の上限値ν0maxとなる。なお、この図23Eの振動波形の周波数は、上述したように前記理想共振周波数ν0iよりもν1/2だけ高い周波数であり、もって、許容範囲の上限値ν0maxは、以下のように表現される。
ν0max=ν0i+ν1/2
={(2k+1)+1/2}×ν1
That is, in the vibration waveform of FIG. 23E, the vibration speed is a positive maximum speed at the positive maximum speed time ta, and the vibration speed is zero at the negative maximum speed time tb. Therefore, the drive signal of FIG. 23B, that is, the rectangular pulse rising at the positive maximum speed time ta and falling at the negative maximum speed time tb, the vibration is effectively promoted at the rising, but at the falling. Is a neutral state in which neither promotion nor cancellation is made, and thus the frequency in FIG. 23E becomes the upper limit value ν0max of the allowable range. The frequency of the vibration waveform in FIG. 23E is a frequency that is higher by ν1 / 2 than the ideal resonance frequency ν0i as described above, and therefore the upper limit value ν0max of the allowable range is expressed as follows.
ν0max = ν0i + ν1 / 2
= {(2k + 1) +1/2} × ν1

次に、前記許容範囲の下限値ν0min(={(2k+1)−1/2}×ν1)について考えてみる。前述の図23A及び図23Bと同様、図24Aには共振周波数ν1が30KHzのインク有り状態の残留振動の波形を示し、図24Bには、この30KHzの残留振動を最も有効に励起する駆動信号を示している。また、図24C乃至図24Fは、何れもインク無し状態の残留振動の波形を示している。図24Cは、前述の理想の関係たるν0i=(2k+1)×ν1を満足する理想共振周波数ν0iの振動波形であり、前述と同様にkが1であるためν0iは90KHzである。そして、以下、下の図の振動波形ほど、その周波数が、前記理想共振周波数ν0iよりも低い側へ外れている。例えば、図24Dに記載の振動波形の周波数は、前記理想共振周波数ν0iの90KHzよりも1/4×ν1だけ低い82.5KHzであり、その下の図24Eに記載の振動波形の周波数は、前記理想共振周波数ν0iの90KHzよりも1/2×ν1だけ低い75KHzであり、更にその下の図24Fに記載の振動波形の周波数は、前記理想共振周波数ν0iの90KHzよりも3/4×ν1だけ低い67.5KHzである。   Next, consider the lower limit value ν0min (= {(2k + 1) −1/2} × ν1) of the allowable range. Like FIG. 23A and FIG. 23B described above, FIG. 24A shows a waveform of residual vibration in the presence of ink whose resonance frequency ν1 is 30 KHz, and FIG. 24B shows a drive signal that most effectively excites this residual vibration of 30 KHz. Show. 24C to 24F all show waveforms of residual vibration in the absence of ink. FIG. 24C shows a vibration waveform of an ideal resonance frequency ν0i that satisfies the ideal relationship ν0i = (2k + 1) × ν1. Since k is 1 as described above, ν0i is 90 KHz. In the following, the frequency of the vibration waveform in the lower figure deviates to the side lower than the ideal resonance frequency ν0i. For example, the frequency of the vibration waveform illustrated in FIG. 24D is 82.5 KHz, which is 1/4 × ν1 lower than 90 KHz of the ideal resonance frequency ν0i, and the frequency of the vibration waveform illustrated in FIG. It is 75 KHz which is 1/2 × ν1 lower than 90 KHz of the ideal resonance frequency ν0i, and the frequency of the vibration waveform shown in FIG. 24F below it is 3/4 × ν1 lower than 90 KHz of the ideal resonance frequency ν0i. 67.5 KHz.

ここで、図24Dの振動波形については、前記正の最大速度時点taにおいて振動速度が正の最大速度となっており、また、前記負の最大速度時点tbにおいては振動速度が負である。従って、図24Bに示すインク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号、すなわち、前記最大速度時点taにて立ち上がると共に前記最大速度時点tbにて立ち下がる矩形パルスによって、当該図24Dの残留振動も助長され励起されることとなり、もって、この周波数は、前記許容範囲内である。   Here, regarding the vibration waveform of FIG. 24D, the vibration speed is a positive maximum speed at the positive maximum speed time ta, and the vibration speed is negative at the negative maximum speed time tb. Accordingly, the drive signal that most effectively excites the residual vibration in the ink presence state shown in FIG. 24B, that is, the residual pulse of FIG. 24D by the rectangular pulse that rises at the maximum speed time ta and falls at the maximum speed time tb. Vibrations are also encouraged and excited, so this frequency is within the acceptable range.

一方、図24Fの振動波形にあっては、前記正の最大速度時点taにおいては振動速度が正の最大速度であるが、前記負の最大速度時点tbにおいては振動速度が正になっている。よって、この残留振動は、前記正の最大速度時点taでは図24Bの矩形パルスの立ち上がりによって助長され励起されるが、前記負の最大速度時点tbでは矩形パルスの立ち下がりによって振動をうち消されてしまい励起されない。すなわち、図24Bに示すような、前記最大速度時点taにて立ち上がると共に前記最大速度時点tbにて立ち下がる矩形パルスによっては、この図24Fの残留振動は有効に励起されず、もって、この周波数は許容範囲外となる。   On the other hand, in the vibration waveform of FIG. 24F, the vibration speed is the positive maximum speed at the positive maximum speed time ta, but the vibration speed is positive at the negative maximum speed time tb. Therefore, this residual vibration is promoted and excited by the rising edge of the rectangular pulse in FIG. 24B at the positive maximum speed time point ta, but is canceled by the falling edge of the rectangular pulse at the negative maximum speed time point tb. It is not excited. That is, by the rectangular pulse that rises at the maximum speed time ta and falls at the maximum speed time tb as shown in FIG. 24B, the residual vibration of FIG. 24F is not effectively excited, and this frequency is Out of tolerance.

このことから、これら図24Dの周波数と図24Fの周波数との間に、インク無し状態の残留振動が前記駆動信号によって有効に励起され得る周波数の下限値ν0minが存在することになるが、この周波数の残留振動が、図24Eに示されている。   Therefore, there exists a lower limit value ν0min of the frequency at which the residual vibration in the absence of ink can be effectively excited by the drive signal between the frequency of FIG. 24D and the frequency of FIG. 24F. The residual vibration is shown in FIG. 24E.

すなわち、当該図24Eの振動波形は、前記正の最大速度時点taにおいて振動速度が正の最大速度であり、また、前記負の最大速度時点tbにおいては振動速度が零である。従って、図24Bの駆動信号、すなわち前記正の最大速度時点taにて立ち上がり前記負の最大速度時点tbにて立ち下がる矩形パルスによっては、その振動は立ち上がりにおいては有効に助長されるが、立ち下がりにおいては助長も打ち消されもしない中立の状態であり、もって、この図24Eの周波数が許容範囲の下限値ν0minとなる。なお、この図24Eの振動波形の周波数は、上述したように前記理想共振周波数ν0iよりもν1/2だけ低い周波数であり、もって、許容範囲の下限値ν0minは、以下のように表現される。
ν0min=ν0i−ν1/2
={(2k+1)−1/2}×ν1
That is, in the vibration waveform of FIG. 24E, the vibration speed is a positive maximum speed at the positive maximum speed time ta, and the vibration speed is zero at the negative maximum speed time tb. Therefore, depending on the drive signal of FIG. 24B, that is, the rectangular pulse that rises at the positive maximum speed time ta and falls at the negative maximum speed time tb, the vibration is effectively promoted at the rise, but falls. In FIG. 24E, there is a neutral state where neither promotion nor cancellation is made, so the frequency in FIG. 24E becomes the lower limit value ν0min of the allowable range. The frequency of the vibration waveform in FIG. 24E is a frequency lower by ν1 / 2 than the ideal resonance frequency ν0i as described above, and therefore the lower limit value ν0min of the allowable range is expressed as follows.
ν0min = ν0i−ν1 / 2
= {(2k + 1) -1/2} × ν1

<駆動信号が複数の矩形パルスを有している場合>
以上の説明は、駆動信号が一つの矩形パルスを有している場合であったが、駆動信号が複数たるn個の矩形パルスを有している場合には、前記許容範囲を考慮した関係式(2)は、下式(3)のようになる。
{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1 …(3)
なお、当該式(3)の意味するところは、前記理想の関係の式(1)で規定される理想共振周波数ν0i(=(2k+1)×ν1)から、±ν1/{2×(2n―1)}だけ外れてもインク無し状態の残留振動に対する駆動信号の励起効果を奏することができるということである。
<When drive signal has multiple rectangular pulses>
The above explanation is for the case where the drive signal has one rectangular pulse. However, when the drive signal has a plurality of n rectangular pulses, the relational expression in consideration of the allowable range. (2) is expressed by the following equation (3).
{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) + ½} / (2n−1) × ν1 (3)
The expression (3) means that ± ν1 / {2 × (2n−1) from the ideal resonance frequency ν0i (= (2k + 1) × ν1) defined by the ideal relationship expression (1). )}, The excitation effect of the drive signal against the residual vibration in the absence of ink can be exhibited.

以下、図25A乃至図25Gを参照しつつ、この式(3)について説明する。
図25Aには、前述と同様に、インク有り状態の残留振動の一例として、共振周波数ν1が30KHzの振動波形が示されており、その下の図25Bには、前記インク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号の一例として、式(3)中のn=3であるところの、三つの矩形パルスからなる駆動信号が示されている。
Hereinafter, the expression (3) will be described with reference to FIGS. 25A to 25G.
FIG. 25A shows a vibration waveform having a resonance frequency ν1 of 30 KHz as an example of residual vibration in the presence of ink, as shown above. FIG. 25B below shows the residual vibration in the presence of ink. As an example of the drive signal that is most effectively excited, a drive signal composed of three rectangular pulses, where n = 3 in Equation (3), is shown.

また、図25C乃至図25Gには、インク無し状態の残留振動の一例として、式(3)の許容範囲となる三つの周波数と、許容範囲外となる二つの周波数とが示されている。すなわち、図25Eには、前記式(3)の範囲の中間値である理想共振周波数ν0iの一例として、式(3)中のk=1であるところの90KHzの振動波形が示されている。また、その上の図25Dには、前記理想共振周波数ν0iよりも1/{2×(2n―1)}×ν1だけ高い周波数であるところの式(3)の上限値ν0maxの一例として、93KHz(={(2×1+1)×(2×3−1)+1/2}/(2×3―1)×30)の振動波形が示されており、その上の図25Cには、前記上限値ν0maxを超える96KHzの振動波形が示されている。また、図25Eの下の図25Fには、前記理想共振周波数ν0iよりも1/{2×(2n―1)}×ν1だけ低い周波数であるところの式(3)の下限値ν0minの一例として、87KHz(={(2×1+1)×(2×3−1)−1/2}/(2×3―1)×30)の振動波形が示されており、その下の図25Gには、前記下限値ν0minを下回る84KHzの振動波形が示されている。  25C to 25G show three frequencies that fall within the allowable range of Expression (3) and two frequencies that fall outside the allowable range as an example of residual vibration in the absence of ink. That is, FIG. 25E shows a vibration waveform of 90 KHz where k = 1 in Equation (3) as an example of the ideal resonance frequency ν0i that is an intermediate value in the range of Equation (3). Further, FIG. 25D above shows 93 kHz as an example of the upper limit value ν0max of the equation (3), which is 1 / {2 × (2n−1)} × ν1 higher than the ideal resonance frequency ν0i. A vibration waveform of (= {(2 × 1 + 1) × (2 × 3-1) +1/2} / (2 × 3-1) × 30) is shown, and FIG. A vibration waveform of 96 KHz exceeding the value ν0max is shown. FIG. 25F below FIG. 25E shows an example of the lower limit value ν0min of the equation (3), which is a frequency lower than the ideal resonance frequency ν0i by 1 / {2 × (2n−1)} × ν1. , 87 KHz (= {(2 × 1 + 1) × (2 × 3-1) −1/2} / (2 × 3-1) × 30) is shown in FIG. 25G below. A vibration waveform of 84 KHz below the lower limit value ν0 min is shown.

図25Bに示すように、駆動信号の矩形パルスは、その印加期間の大きさが該残留振動の振動周期T1の半分であり、且つ、印加周期は前記残留振動の共振周期T1と揃えられている。そして、このような駆動信号によれば、インク有り状態の残留振動を最も有効に励起することができる。これは、図25A及び図25Bに示すように、三つの全矩形パルスに亘って、その立ち上がりを残留振動の前記正の最大速度時点taに揃えつつ、その立ち下がりを残留振動の前記負の最大速度時点tbに揃えることができるためである。  As shown in FIG. 25B, the rectangular pulse of the drive signal has an application period that is half the vibration period T1 of the residual vibration, and the application period is aligned with the resonance period T1 of the residual vibration. . According to such a drive signal, the residual vibration in the ink presence state can be excited most effectively. This is because, as shown in FIGS. 25A and 25B, the rising edge is aligned with the positive maximum speed point ta of the residual vibration over the three rectangular pulses, and the falling edge is set to the negative maximum of the residual vibration. This is because the speed can be aligned with the time point tb.

ここで、インク無し状態の残留振動のうちで、図25Eに示す理想共振周波数の90KHzの残留振動を見てみると、前記正の最大速度時点taの全時点にて、正の最大の振動速度をもって変位しているとともに、前記負の最大速度時点tbの全時点においても、負の最大の振動速度をもって変位している。従って、当該理想共振周波数ν0iの場合にはインク無し状態の残留振動に対しても、前記駆動信号の三つの全矩形パルスは最も有効に励起する。  Here, among the residual vibrations in the ink-free state, looking at the residual vibration of 90 KHz, which is the ideal resonance frequency shown in FIG. 25E, the maximum positive vibration speed at all the positive maximum speed time points ta. And at all time points of the negative maximum speed time point tb, it is displaced with a negative maximum vibration speed. Therefore, in the case of the ideal resonance frequency ν0i, the three all rectangular pulses of the drive signal are most effectively excited even with respect to residual vibration in the absence of ink.

一方、図25Dに示す前記上限値ν0maxたる93KHzの振動波形は、前記正の最大速度時点taにおいては、その振動速度が正の最大速度か若しくは正の振動速度をもって変位している。従って、三つの全矩形パルスに亘り、その立ち上がりによって残留振動は有効に助長され励起される。しかし、前記負の最大速度時点tbのうちで最初の時点tbと、その次の時点tbでは少なくとも負の振動速度をもって変位しているが、最後の時点tbでは振動速度が零となっている。よって、最後の時点tb以外は、矩形パルスの立ち上がり及び立ち下がりによって、残留振動は有効に助長され励起され得るが、最後の時点tbでは、その振動速度が零であるが故に、振動は助長も打ち消されもしない中立の状態である。  On the other hand, the vibration waveform of 93 kHz, which is the upper limit value ν0max shown in FIG. 25D, is displaced at the positive maximum speed time ta or at the positive maximum speed or at the positive vibration speed. Therefore, the residual vibration is effectively promoted and excited by the rising edge over three all rectangular pulses. However, the first maximum time tb and the next time tb of the negative maximum speed time tb are displaced with at least a negative vibration speed, but the vibration speed is zero at the last time tb. Therefore, except for the last time tb, the residual vibration can be effectively promoted and excited by the rising and falling of the rectangular pulse, but at the last time tb, the vibration speed is zero, so the vibration is not It is a neutral state that is not countered.

そして、これよりも周波数が高くなると、図25Cの96KHzの周波数のように、少なくとも前記負の最大速度時点tbのうちの最後の時点tbにおいて、残留振動は、正の振動速度をもって変位するようになる。そして、この場合には、図25Bの最後たる三つ目の矩形パルスは、その立ち下がりにて前記残留振動をうち消すように作用してしまい、もって、当該周波数の残留振動は有効には励起されず、当該96KHzの周波数は許容範囲外となり、その結果、前記図25Dの93KHzが式(3)の上限値ν0maxとなるのである。  When the frequency becomes higher than this, the residual vibration is displaced at a positive vibration speed at least at the last time tb of the negative maximum speed time tb, as in the frequency of 96 KHz in FIG. 25C. Become. In this case, the last rectangular pulse in FIG. 25B acts so as to cancel out the residual vibration at the falling edge, and the residual vibration of the frequency is effectively excited. However, the frequency of 96 KHz is out of the allowable range, and as a result, 93 KHz in FIG. 25D becomes the upper limit value ν0max of Equation (3).

他方、図25Fに示す前記下限値ν0minたる87KHzの振動波形は、前記正の最大速度時点taにおいて、その振動速度が正の最大速度か若しくは正の振動速度をもって変位している。従って、三つの全矩形パルスに亘り、その立ち上がりによって残留振動は有効に助長され励起される。しかし、前記負の最大速度時点tbのうちの最初の時点tb及びその次の時点tbでは少なくとも負の振動速度をもって変位しているが、最後の時点tbでは振動速度が零となっている。よって、最後の時点tb以外は、矩形パルスの立ち上がり及び立ち下がりによって、残留振動は有効に助長され励起され得るが、最後の時点tbでは、その振動速度が零であるが故に、振動は助長も打ち消されもしない中立の状態である。  On the other hand, the vibration waveform of 87 KHz, which is the lower limit value ν0min shown in FIG. 25F, is displaced at the positive maximum speed time ta with the positive maximum speed or the positive vibration speed. Therefore, the residual vibration is effectively promoted and excited by the rising edge over three all rectangular pulses. However, at the first time point tb and the next time point tb of the negative maximum speed time point tb, the displacement is at least with a negative vibration speed, but at the last time point tb, the vibration speed is zero. Therefore, except for the last time tb, the residual vibration can be effectively promoted and excited by the rising and falling of the rectangular pulse, but at the last time tb, the vibration speed is zero, so the vibration is not It is a neutral state that is not countered.

そして、これよりも周波数が低くなると、図25Gの84KHzの周波数のように、少なくとも前記負の最大速度時点tbのうちの最後の時点tbにおいて、残留振動は、正の振動速度をもって変位するようになる。そして、この場合には、図25Bの最後たる三つ目の矩形パルスは、その立ち下がりにて前記残留振動をうち消すように作用してしまい、もって、当該周波数の残留振動は有効には励起されず、当該84KHzの周波数は許容範囲外となり、その結果、前記図25Fの87KHzが式(3)の下限値ν0minとなるのである。  When the frequency is lower than this, the residual vibration is displaced at a positive vibration speed at least at the last time tb of the negative maximum speed time tb, such as the frequency of 84 KHz in FIG. 25G. Become. In this case, the last rectangular pulse in FIG. 25B acts so as to cancel out the residual vibration at the falling edge, and the residual vibration of the frequency is effectively excited. However, the frequency of 84 KHz is out of the allowable range, and as a result, 87 KHz in FIG. 25F becomes the lower limit value ν0 min of the equation (3).

以上、ここでは、駆動信号が複数の矩形パルスを有している場合の一例として、n=3の場合を説明したが、上述の説明は、nが3以外の整数の場合についても成立するのは言うまでもない。   As described above, the case where n = 3 has been described as an example of the case where the drive signal has a plurality of rectangular pulses. However, the above description is valid even when n is an integer other than 3. Needless to say.

===その他の実施の形態===
上記実施形態は、主として、液体収容容器としてのインクカートリッジ87及び液体吐出装置としてのプリンタ1について記載されているが、その中には、液体量検出方法等の開示が含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
=== Other Embodiments ===
The above embodiment mainly describes the ink cartridge 87 as a liquid container and the printer 1 as a liquid ejection device, and includes disclosure of a liquid amount detection method and the like. The above-described embodiments are for facilitating understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.

前述の実施形態では、プリンタ1が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。   In the above-described embodiment, the printer 1 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, color filter manufacturing apparatus, dyeing apparatus, fine processing apparatus, semiconductor manufacturing apparatus, surface processing apparatus, three-dimensional modeling machine, liquid vaporizer, organic EL manufacturing apparatus (particularly polymer EL manufacturing apparatus), display manufacturing apparatus, film formation The same technology as that of the present embodiment may be applied to various liquid ejection devices to which inkjet technology such as a device and a DNA chip manufacturing device is applied. These methods and manufacturing methods are also within the scope of application.

前述の実施形態では、ピエゾ素子911に印加する駆動信号は、矩形パルスから構成されていたが、この駆動信号は、インク有り状態の振動板912の残留振動を最も有効に励起するものであれば何等これに限るものではなく、例えば、台形形状のパルスから構成されていても良い。   In the above-described embodiment, the drive signal applied to the piezo element 911 is composed of a rectangular pulse, but this drive signal can be any signal that most effectively excites the residual vibration of the diaphragm 912 in the presence of ink. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be composed of trapezoidal pulses.

前述の実施形態は、プリンタ1の実施形態であったので、液体状の染料インク又は顔料インクをノズルNzから吐出させていた。しかし、ノズルNzから吐出させるインクは、液体状であれば、このようなインクに限られるものではない。   Since the above-described embodiment is an embodiment of the printer 1, liquid dye ink or pigment ink is ejected from the nozzle Nz. However, the ink ejected from the nozzles Nz is not limited to such ink as long as it is liquid.

前述の実施形態では、選択スイッチ65(図8参照)を切り替えることにより、駆動信号生成回路70が生成した信号を、ピエゾ素子417又はピエゾ素子911のうちの一方に印加するようにしたが、このような構成に限るものではない。   In the above-described embodiment, the signal generated by the drive signal generation circuit 70 is applied to one of the piezo element 417 or the piezo element 911 by switching the selection switch 65 (see FIG. 8). It is not restricted to such a configuration.

液体吐出システム100の構成を説明する図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a liquid ejection system 100. FIG. コンピュータ110、及びプリンタ1の構成を説明するブロック図である。2 is a block diagram illustrating configurations of a computer 110 and a printer 1. FIG. 図3Aは、本実施形態のプリンタ1の構成を示す図である。図3Bは、本実施形態のプリンタ1の構成を説明する側面図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration of the printer 1 of the present embodiment. FIG. 3B is a side view illustrating the configuration of the printer 1 of the present embodiment. ヘッド41の構造を説明するための断面図である。4 is a cross-sectional view for explaining the structure of a head 41. FIG. 駆動信号生成回路70の構成を説明するブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of a drive signal generation circuit 70. FIG. 波形生成回路71の入力と、波形生成回路71の出力との関係を説明する図である。7 is a diagram for explaining a relationship between an input of a waveform generation circuit 71 and an output of the waveform generation circuit 71. FIG. 図7Aは、駆動信号生成回路70により生成される駆動信号の一部分を説明する図である。図7Bは、電流増幅回路72の出力電圧を、電圧V1から電圧V4まで降下させる動作を説明するための図である。FIG. 7A is a diagram for explaining a part of the drive signal generated by the drive signal generation circuit 70. FIG. 7B is a diagram for explaining the operation of dropping the output voltage of the current amplification circuit 72 from the voltage V1 to the voltage V4. ヘッド制御部HCの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the head control part HC. 吐出用駆動信号COMが示されている。A discharge drive signal COM is shown. 印刷処理を説明するフローチャートである。6 is a flowchart for explaining print processing. キャリッジCRとインクカートリッジ87の断面図である。4 is a cross-sectional view of a carriage CR and an ink cartridge 87. FIG. 図12Aは、液面検出部90の構成の説明図である。図12Bは、表面張力の影響の説明図である。FIG. 12A is an explanatory diagram of the configuration of the liquid level detection unit 90. FIG. 12B is an explanatory diagram of the influence of surface tension. 図13Aは、振動部91の詳細な構成を説明するための平面図である。図13Bは、図13A中のB−B断面図である。図13Cは、図13A中のC−C断面図である。FIG. 13A is a plan view for explaining the detailed configuration of the vibration section 91. 13B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 13A. 13C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 13A. インク量と残留振動の周波数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ink amount and the frequency of residual vibration. 信号検出部95の構成の説明図である。7 is an explanatory diagram of a configuration of a signal detection unit 95. FIG. 増幅部951の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the amplification part 951. FIG. 図17Aは、ピエゾ素子911の出力信号を示す図である。図17Bは、基準信号Vrefを示す図である。図17Cは、コンパレータ951bからの出力信号を示す図である。FIG. 17A is a diagram illustrating an output signal of the piezo element 911. FIG. 17B is a diagram illustrating the reference signal Vref. FIG. 17C is a diagram illustrating an output signal from the comparator 951b. 図18Aは、インク有り状態の残留振動の波形図である。図18Bは、その周波数を、インク有り状態の共振周波数ν1の30KHzに合わせた駆動信号の波形図である。FIG. 18A is a waveform diagram of residual vibration in the presence of ink. FIG. 18B is a waveform diagram of a drive signal in which the frequency is set to 30 KHz, which is the resonance frequency ν1 in the presence of ink. 駆動信号をピエゾ素子911に印加した後のピエゾ素子911の出力信号である。図19Aはインク有り状態の出力信号であり、図19Bはインク無し状態の出力信号である。This is an output signal of the piezo element 911 after a drive signal is applied to the piezo element 911. FIG. 19A shows an output signal in the presence of ink, and FIG. 19B shows an output signal in the absence of ink. 図20Aは、インク有り状態の残留振動の一例としての、共振周波数ν1が30KHzの波形図である。図20Bは、インク無し状態の残留振動の一例としての、式(1)中のk=1であるところの共振周波数ν0が90KHzの波形図である。図20Cは、図20Aのインク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号の一例としての、一つの矩形パルスからなる駆動信号である。FIG. 20A is a waveform diagram of a resonance frequency ν1 of 30 KHz as an example of residual vibration in a state where ink is present. FIG. 20B is a waveform diagram of a resonance frequency ν0 of 90 KHz where k = 1 in Equation (1) as an example of residual vibration in the absence of ink. FIG. 20C is a drive signal composed of one rectangular pulse as an example of a drive signal that most effectively excites the residual vibration in the ink presence state of FIG. 20A. 図21Aは、インク有り状態の残留振動の一例としての、共振周波数ν1が30KHzの波形図である。図21Bは、インク無し状態の残留振動の一例として、式(1’)中のk=1であるところの共振周波数ν0が60KHzの波形図である。図21Cは、図21Aのインク有り状態の残留振動を最も有効に励起する駆動信号の一例としての、一つの矩形パルスからなる駆動信号である。FIG. 21A is a waveform diagram of a resonance frequency ν1 of 30 KHz as an example of residual vibration in the presence of ink. FIG. 21B is a waveform diagram of a resonance frequency ν0 of 60 KHz where k = 1 in equation (1 ′) as an example of residual vibration in the absence of ink. FIG. 21C is a drive signal composed of one rectangular pulse as an example of a drive signal that most effectively excites the residual vibration in the ink presence state of FIG. 21A. 理想の関係の許容範囲を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the tolerance | permissible_range of an ideal relationship. 前記許容範囲の上限値ν0maxを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the upper limit (nu) 0max of the said tolerance | permissible_range. 前記許容範囲の下限値ν0minを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the minimum value (nu) 0min of the said tolerance | permissible_range. 駆動信号が複数の矩形パルスを有している場合における、前記理想の関係の許容範囲を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the tolerance | permissible_range of the said ideal relationship in case a drive signal has a some rectangular pulse.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリンタ、
20 用紙搬送機構、21 給紙ローラ、22 搬送モータ、23 搬送ローラ、
24 プラテン、25 排紙ローラ、
30 キャリッジ移動機構、31 キャリッジモータ、32 ガイド軸、
33 タイミングベルト、34 駆動プーリー、35 従動プーリー、
40 ヘッドユニット、41 ヘッド、41A 流路ユニット、
411 ノズルプレート、412 貯留室形成基板、412a インク貯留室、
413 供給口形成基板、413a インク供給口、
41B アクチュエータユニット、414 圧力室形成基板、414a 圧力室、
415 振動板、416 蓋部材、416a 供給側連通口、417 ピエゾ素子、
42 ヘッドケース、
50 検出器群、51 リニア式エンコーダ、52 ロータリー式エンコーダ、
53 紙検出器、54 光学センサ、
60 プリンタ側コントローラ、61 インタフェース部、62 CPU、
63 メモリ、64 制御ユニット、65 選択スイッチ
70 駆動信号生成回路、71 波形生成回路、72 電流増幅回路
81A 第1シフトレジスタ、81B 第2シフトレジスタ、
82A 第1ラッチ回路、82B 第2ラッチ回路、83 デコーダ、
84 制御ロジック、85 スイッチ、
87 インクカートリッジ、871 インク収容部、871a 開口部、
90 液面検出部、91 振動部、911 ピエゾ素子、912 振動板、
92 バッファ室、93 第1インク流路、94 第2インク流路、
95 信号検出部、951 増幅部、952 パルス幅検出部、
100 液体吐出システム、110 コンピュータ、111 ホスト側コントローラ、
112 インタフェース部、113 CPU、114 メモリ、120 表示装置、
130 入力装置、131 キーボード、132 マウス、140 記録再生装置、
141 フレキシブルディスクドライブ装置、142 CD−ROMドライブ装置、
S 用紙、HC ヘッド制御部、CR キャリッジ、Nz ノズル
1 printer,
20 paper transport mechanism, 21 paper feed roller, 22 transport motor, 23 transport roller,
24 platen, 25 paper discharge roller,
30 Carriage moving mechanism, 31 Carriage motor, 32 Guide shaft,
33 Timing belt, 34 Drive pulley, 35 Drive pulley,
40 head unit, 41 head, 41A channel unit,
411 Nozzle plate, 412 storage chamber forming substrate, 412a ink storage chamber,
413 supply port forming substrate, 413a ink supply port,
41B Actuator unit, 414 Pressure chamber forming substrate, 414a Pressure chamber,
415 diaphragm, 416 lid member, 416a supply side communication port, 417 piezo element,
42 head case,
50 detector groups, 51 linear encoder, 52 rotary encoder,
53 Paper detector, 54 Optical sensor,
60 printer-side controller, 61 interface unit, 62 CPU,
63 memory, 64 control unit, 65 selection switch 70 drive signal generation circuit, 71 waveform generation circuit, 72 current amplification circuit 81A first shift register, 81B second shift register,
82A first latch circuit, 82B second latch circuit, 83 decoder,
84 control logic, 85 switches,
87 ink cartridge, 871 ink storage portion, 871a opening,
90 liquid level detection unit, 91 vibration unit, 911 piezo element, 912 vibration plate,
92 buffer chamber, 93 first ink flow path, 94 second ink flow path,
95 signal detector, 951 amplifier, 952 pulse width detector,
100 liquid ejection system, 110 computer, 111 host side controller,
112 interface unit, 113 CPU, 114 memory, 120 display device,
130 input device, 131 keyboard, 132 mouse, 140 recording / reproducing device,
141 flexible disk drive device, 142 CD-ROM drive device,
S paper, HC head controller, CR carriage, Nz nozzle

Claims (10)

液体を収容する液体収容部と、
該液体収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体収容容器。
{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
A liquid container for containing a liquid;
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the liquid container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
The liquid container according to claim 1, wherein a resonance frequency ν0 of residual vibration when no liquid is present at the predetermined position and a resonance frequency ν1 of residual vibration when the liquid is present at the predetermined position satisfy the following relationship.
{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.
請求項1に記載の液体収容容器において、
前記共振周波数ν0及び前記共振周波数ν1が、以下の関係を満足することを特徴とする液体収容容器。
ν0=(2k+1)×ν1
The liquid container according to claim 1,
The liquid container, wherein the resonance frequency ν0 and the resonance frequency ν1 satisfy the following relationship.
ν0 = (2k + 1) × ν1
請求項1又は2に記載の液体収容容器において、
前記パルスの印加期間の大きさは、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の振動周期の半分であることを特徴とする液体収容容器。
The liquid container according to claim 1 or 2,
The size of the pulse application period is half of the vibration period of residual vibration when the liquid is present at the predetermined position.
請求項1乃至3に記載の液体収容容器において、
前記駆動信号が複数個のパルスを有する場合には、前記パルスの印加周期は、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の振動周期と同じであることを特徴とする液体収容容器。
The liquid container according to any one of claims 1 to 3,
When the drive signal has a plurality of pulses, the application period of the pulses is the same as the vibration period of residual vibration when the liquid is present at the predetermined position.
請求項1乃至4のいずれかに記載の液体収容容器において、
前記液体収容部の中の液体の振動の影響を前記圧電素子が受けないようにするためのバッファ室が、前記所定位置の近傍に設けられていることを特徴とする液体収容容器。
The liquid container according to any one of claims 1 to 4,
A liquid storage container, wherein a buffer chamber for preventing the piezoelectric element from being affected by vibration of the liquid in the liquid storage section is provided in the vicinity of the predetermined position.
請求項5に記載の液体収容容器において、
前記液体収容部には開口部が設けられており、
前記開口部が振動板により塞がれており、
前記振動板に前記圧電素子が設けられており、
前記開口部の中心と前記圧電素子の中心が一致していることを特徴とする液体収容容器。
The liquid container according to claim 5,
The liquid container is provided with an opening,
The opening is closed by a diaphragm;
The piezoelectric element is provided on the diaphragm,
A liquid container, wherein the center of the opening and the center of the piezoelectric element coincide.
請求項1乃至6のいずれかに記載の液体収容容器において、
前記液体はインクであり、
前記液体収容容器はインクカートリッジであることを特徴とする液体収容容器。
The liquid container according to any one of claims 1 to 6,
The liquid is ink;
The liquid container is an ink cartridge.
インクを収容するインク収容部と、
該インク収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記インク収容部の中のインクの振動の影響を前記圧電素子が受けないようにするためのバッファ室が、前記所定位置の近傍に設けられており、
前記インク収容部には開口部が設けられており、
前記開口部が振動板により塞がれており、
前記振動板に前記圧電素子が設けられており、
前記開口部の中心と前記圧電素子の中心が一致しており、
前記パルスの印加期間は、前記所定位置にインクが有る時の残留振動の振動周期の半分であり、
前記駆動信号が複数個のパルスを有する場合には、前記パルスの印加周期は、前記所定位置にインクが有る時の残留振動の振動周期と同じであり、
前記所定位置にインクが無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置にインクが有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体収容容器。
ν0=(2k+1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
An ink containing portion for containing ink;
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the ink container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
A buffer chamber for preventing the piezoelectric element from being affected by the vibration of the ink in the ink container is provided in the vicinity of the predetermined position;
The ink container is provided with an opening.
The opening is closed by a diaphragm;
The piezoelectric element is provided on the diaphragm,
The center of the opening coincides with the center of the piezoelectric element;
The application period of the pulse is half of the vibration period of residual vibration when ink is present at the predetermined position,
When the drive signal has a plurality of pulses, the application period of the pulses is the same as the vibration period of the residual vibration when ink is present at the predetermined position;
The liquid container according to claim 1, wherein the resonance frequency ν0 of residual vibration when no ink is present at the predetermined position and the resonance frequency ν1 of residual vibration when ink is present at the predetermined position satisfy the following relationship.
ν0 = (2k + 1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.
媒体へ向けてノズルから吐出するための液体を収容する液体収容部と、
該液体収容部の所定位置に設けられ、駆動信号のn個のパルスが印加された後に残留振動を生じる圧電素子であって、該残留振動によって出力信号を出力する圧電素子と、を備え、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体吐出装置。
{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。
A liquid storage portion for storing a liquid for discharging from the nozzle toward the medium;
A piezoelectric element that is provided at a predetermined position of the liquid container and generates a residual vibration after n pulses of the drive signal are applied, and that outputs an output signal by the residual vibration,
The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein a resonance frequency ν0 of residual vibration when no liquid is present at the predetermined position and a resonance frequency ν1 of residual vibration when the liquid is present at the predetermined position satisfy the following relationship.
{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.
液体を収容する液体収容部の所定位置に設けられた圧電素子に、駆動信号のn個のパルスを印加し、
前記駆動信号の印加後の残留振動による前記圧電素子からの出力信号を検出し、
前記所定位置での前記液体の有無による前記残留振動の共振周波数の違いを利用して、前記出力信号に基づいて前記所定位置での液体の有無を検出する液体量検出方法であって、
前記所定位置に液体が無い時の残留振動の共振周波数ν0と、前記所定位置に液体が有る時の残留振動の共振周波数ν1とが、以下の関係を満足することを特徴とする液体量検出方法。
{(2k+1)×(2n−1)−1/2}/(2n―1)×ν1
≦ν0≦{(2k+1)×(2n−1)+1/2}/(2n―1)×ν1
ここでkは1以上の任意の整数である。

N pulses of the drive signal are applied to the piezoelectric element provided at a predetermined position of the liquid storage unit for storing the liquid,
Detecting an output signal from the piezoelectric element due to residual vibration after application of the drive signal;
A liquid amount detection method for detecting presence / absence of liquid at the predetermined position based on the output signal using a difference in resonance frequency of the residual vibration depending on presence / absence of the liquid at the predetermined position,
Resonance frequency ν0 of residual vibration when there is no liquid at the predetermined position and resonance frequency ν1 of residual vibration when there is liquid at the predetermined position satisfy the following relationship: .
{(2k + 1) × (2n−1) −1/2} / (2n−1) × ν1
≦ ν0 ≦ {(2k + 1) × (2n−1) +1/2} / (2n−1) × ν1
Here, k is an arbitrary integer of 1 or more.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US8066343B2 (en) 2007-04-23 2011-11-29 Seiko Epson Corporation Liquid detecting apparatus and liquid ejecting apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0669753U (en) * 1993-03-02 1994-09-30 東京濾器株式会社 Liquid level detector
JP2001146019A (en) * 1999-05-20 2001-05-29 Seiko Epson Corp Liquid consumption state detecting method, liquid container, and ink cartridge
JP2004050824A (en) * 2002-05-29 2004-02-19 Seiko Epson Corp Ink jet printer, residual ink quantity detection device and method, and ink cartridge
JP2004090638A (en) * 2002-08-12 2004-03-25 Seiko Epson Corp Container for print material, device for detecting concerning print material in container, and method for communicating information between container and printer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0669753U (en) * 1993-03-02 1994-09-30 東京濾器株式会社 Liquid level detector
JP2001146019A (en) * 1999-05-20 2001-05-29 Seiko Epson Corp Liquid consumption state detecting method, liquid container, and ink cartridge
JP2004050824A (en) * 2002-05-29 2004-02-19 Seiko Epson Corp Ink jet printer, residual ink quantity detection device and method, and ink cartridge
JP2004090638A (en) * 2002-08-12 2004-03-25 Seiko Epson Corp Container for print material, device for detecting concerning print material in container, and method for communicating information between container and printer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052266B2 (en) 2007-04-23 2011-11-08 Seiko Epson Corporation Liquid detection device, liquid ejecting apparatus, and method of detecting liquid
US8066343B2 (en) 2007-04-23 2011-11-29 Seiko Epson Corporation Liquid detecting apparatus and liquid ejecting apparatus

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