JP2009083294A - Ink characteristics determination device, ink characteristics determination method, program, and image recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像記録技術に関し、特に、画像記録に用いられるインクの特性を判定する技術に関する。 The present invention relates to an image recording technique, and more particularly to a technique for determining characteristics of ink used for image recording.
画像記録装置には、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等がある。複写機は、原稿読み取り機構が設けられており、その読み取り機構で読み込まれた原稿の記録データ(例えば図形や文字情報)に基づき紙やシート等の記録媒体上にインクを定着させることで画像記録を行う。プリンタ装置は、ユーザ毎のPC(パーソナルコンピュータ)等からLAN等を介して送られてくる記録データに基づき記録媒体上にインクを定着させることで画像記録を行う。また、ファクシミリ装置は、電話回線等を介して送られてくる記録データに基づき記録媒体上にインクを定着させることで画像記録を行う。 Examples of the image recording apparatus include a copying machine, a printer apparatus, and a facsimile apparatus. The copying machine is provided with a document reading mechanism, and image recording is performed by fixing ink on a recording medium such as paper or sheet based on recording data (for example, graphic or character information) of the document read by the reading mechanism. I do. The printer apparatus performs image recording by fixing ink on a recording medium based on recording data sent from a PC (personal computer) or the like for each user via a LAN or the like. Further, the facsimile apparatus records an image by fixing ink on a recording medium based on recording data sent via a telephone line or the like.
このような画像記録装置において、記録ヘッドの複数のノズルから紙等の記録媒体上へインク滴を飛翔させて記録処理を行うインクジェット方式のものが知られている。
インクジェット方式の画像記録装置では、使用するインクの特性(例えばインク温度に対する粘性等)が異なると、インク滴の飛翔の際に不具合が発生し良好な記録処理が行えなくなる虞がある。また、このような不具合を解決しないままインクジェット方式の画像記録装置を使用し続けると、記録ヘッド等の故障を招くことになる。従って、インクジェット方式の画像記録装置においては、インク特性の異なるインクを予め排除する必要がある。
As such an image recording apparatus, an ink jet type that performs recording processing by ejecting ink droplets from a plurality of nozzles of a recording head onto a recording medium such as paper is known.
In the ink jet type image recording apparatus, if the characteristics of the ink used (for example, viscosity with respect to the ink temperature) are different, there is a possibility that a problem occurs when the ink droplets fly and a good recording process cannot be performed. Further, if the ink jet type image recording apparatus is continuously used without solving such a problem, the recording head or the like may be broken. Therefore, in an ink jet type image recording apparatus, it is necessary to exclude inks having different ink characteristics in advance.
このような課題を解決するための技術として、例えば特許文献1には、インクタンク及びインクタンク検査装置が開示されている。
特許文献1に開示されているインクタンクは、インクを収容するインクタンク本体部と、このインクタンク本体部内の一つの面上に設けられたプリズムと、このプリズムが設けられている面の外側に対向して配置された二次元コードシールと、を有している。ここで、二次元コードシールには、インクタンクが純正品であることを示す情報が含まれている。また、プリズムは、この二次元コードシールを透過した光を透過または反射させる。
As a technique for solving such a problem, for example,
The ink tank disclosed in
一方、特許文献1に開示されているインクタンク検査装置は、二次元コードシールに赤色光を照射する赤色LEDと、二次元コードシールを透過しインクタンクのプリズムを反射した光に含まれている二次元コードの画像を結像させる光学系と、この光学系の結像面上に設けられたCCDモノクロエリアセンサと、を有している。
On the other hand, the ink tank inspection apparatus disclosed in
特許文献1で開示されている技術では、インクタンク検査装置の赤色LEDから照射された光をインクタンクに設けられた二次元コードシールへ照射し、このときの二次元コードシールによる反射光をCCDモノクロエリアセンサで検出し、この検出結果を解析する。これにより、インクタンク内のインクの残量の検出と、インクタンクが純正品であるか否かの判定を含む非純正品インクか否かの判定とを行えるようにしたものが、特許文献1の技術である。
しかしながら、特許文献1の技術では、インクタンク本体(壁部材)にプリズムを設けるため、インクタンク本体の構造において制限がある。このため、特許文献1の技術は、例えば、形状が変化する、可撓性のインク容器に適用することは困難である。
However, in the technique of
また、特許文献1の技術では、二次元コードシールを透過しインクタンクのプリズムを反射した光に含まれている二次元コードの画像を結像させる光学系をインクタンク検査装置が有している。このため、特許文献1の技術では、インクタンク本体のプリズムと、インクタンク検査装置の赤色LED及びCCDモノクロエリアセンサとの距離(光路長)を厳密に規定する必要がある。その一方で、インクタンクは、画像記録装置に対し容易に着脱可能な構成であることが望ましい。このような要件を満たすには、インクタンク及びインクタンク検査装置全体の大型化とコスト高とを招くことになると考えられる。しかし、特許文献1には、インクタンク本体とインクタンク検査装置との位置関係を規定するための保持部材について特に記載がされていない。
In the technique of
そこで本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、特性判定のための専用の部材をインク容器に設けずとも容器内のインクが予め想定されている所定のものであるかどうかを判定することが可能であり、この判定を可撓性容器等に貯えられたインクに対しても行えるインク特性判定装置、インク特性判定方法、プログラム、及び画像記録装置の提供を目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and whether or not the ink in the container is a predetermined one that is assumed in advance without providing a dedicated member for characteristic determination in the ink container. It is an object of the present invention to provide an ink characteristic determination device, an ink characteristic determination method, a program, and an image recording apparatus that can make a determination and can make this determination even for ink stored in a flexible container or the like.
前述した目的を達成するために、本発明の態様のひとつであるインク特性判定装置は、インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置において、インク容器内のインクへ超音波を送信し、当該インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信する超音波送受信部と、超音波送受信部が超音波を送信してから反射波を受信するまでに要した、当該超音波のインク中の伝播時間を計測する伝播時間計測部と、計測された伝播時間と超音波送受信部から界面までの距離とに基づいてインクの特性を判定するインク特性判定部と、を少なくとも備え、超音波送受信部は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されており、伝播時間計測部は、複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相すると共に、当該複数の送受信素子の各々が受信した超音波を合成する前に当該送受信素子毎に移相して、超音波送受信部の超音波の送信特性及び受信特性に指向性を与える可変移相部を少なくとも備える、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, an ink characteristic determination device according to one aspect of the present invention is an ink characteristic determination device that determines the characteristics of ink stored in an ink container. An ultrasonic transmission / reception unit that transmits a sound wave and receives the reflected wave of the ultrasonic wave that arrives after being reflected at the ink interface, and an ultrasonic transmission / reception unit that transmits the ultrasonic wave and receives the reflected wave A propagation time measurement unit that measures the propagation time of the ultrasonic wave in the ink, an ink characteristic determination unit that determines the ink characteristic based on the measured propagation time and the distance from the ultrasonic transmission / reception unit to the interface; The ultrasonic transmission / reception unit is configured by arranging a plurality of transmission / reception elements that transmit and receive ultrasonic waves in a line, and the propagation time measurement unit is transmitted from each of the plurality of transmission / reception elements. The sound wave is phase-shifted for each transmitting / receiving element, and the phase of each of the transmitting / receiving elements is shifted before synthesizing the ultrasonic waves received by each of the plurality of transmitting / receiving elements. It is characterized by comprising at least a variable phase shift section that gives directivity to the reception characteristics.
また、本発明の別の態様のひとつであるインク特性判定方法は、インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置によるインク特性判定方法において、インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相して超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を与えた上で、当該超音波送受信部からインク容器内のインクへ超音波を送信し、超音波送受信部を構成している複数の送受信素子が、インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信し、複数の送受信素子の各々が受信した反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を与え、超音波を送信してから反射波を受信するまでに要した、当該超音波のインク中の伝播時間を計測し、計測された伝播時間と超音波送受信部から界面までの距離とに基づいてインクの特性を判定する、ことを特徴とする。 An ink characteristic determination method according to another aspect of the present invention is an ink characteristic determination method by an ink characteristic determination device that determines the characteristics of ink stored in an ink container. It includes at least an ultrasonic transmission / reception unit configured by arranging a plurality of transmission / reception elements that transmit and receive sound waves in a line, and phase-shifts the ultrasonic waves transmitted from each of the plurality of transmission / reception elements for each transmission / reception element. A plurality of transmission / reception units constituting the ultrasonic transmission / reception unit by providing directivity to the ultrasonic transmission characteristics of the ultrasonic transmission / reception unit and transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic transmission / reception unit to the ink in the ink container. The element receives the reflected wave of the ultrasonic wave that arrives after being reflected at the ink interface, and the reflected wave received by each of the plurality of transmission / reception elements is phase-shifted for each transmission / reception element to synthesize the ultrasonic wave. Giving directivity to the ultrasonic reception characteristics of the transmitter / receiver, measuring the propagation time of the ultrasonic wave in the ink required from transmitting the ultrasonic wave to receiving the reflected wave, and the measured propagation time and The ink characteristics are determined based on a distance from the ultrasonic transmission / reception unit to the interface.
また、本発明の更なる別の態様のひとつであるプログラムは、インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置によるインクの特性の判定を演算処理装置に行わせるためのプログラムであって、インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、プログラムが、複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相することで超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を持たせた上で、当該超音波送受信部からインク容器内のインクへ超音波を送信させる処理と、超音波送受信部を構成している複数の送受信素子に、インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信させる処理と、複数の送受信素子の各々が受信した反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を持たせる処理と、超音波を送信してから反射波を受信するまでに要した、当該超音波のインク中の伝播時間を計測する処理と、計測された伝播時間と超音波送受信部から界面までの距離とに基づいてインクの特性を判定する処理と、を演算処理装置に行わせることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program for causing an arithmetic processing unit to perform ink characteristic determination by an ink characteristic determination apparatus that determines characteristics of ink stored in an ink container. The ink characteristic determination apparatus includes at least an ultrasonic transmission / reception unit configured by arranging a plurality of transmission / reception elements that transmit and receive ultrasonic waves in a line, and the program includes each of the plurality of transmission / reception elements. The ultrasonic transmission characteristics of the ultrasonic transmission / reception unit are given directivity by shifting the phase of the ultrasonic waves transmitted from the transmission / reception element to the ink in the ink container. A process of transmitting a sound wave, a process of receiving a reflected wave of the ultrasonic wave reflected by an ink interface and received by a plurality of transmitting / receiving elements constituting the ultrasonic transmitting / receiving unit; After transmitting the ultrasonic wave, a process for providing directivity to the ultrasonic wave reception characteristics of the ultrasonic wave transmission / reception unit by shifting and synthesizing the reflected wave received by each reception element for each transmission / reception element. The characteristics of the ink are determined based on the processing for measuring the propagation time of the ultrasonic wave in the ink required to receive the reflected wave, and the measured propagation time and the distance from the ultrasonic transmission / reception unit to the interface. And processing is performed by an arithmetic processing unit.
なお、本発明の態様のひとつには、本発明に係るインク特性判定装置と、インク特性判定装置が特性の判定を行う対象とするインクを貯えるインク容器と、インク容器に貯えられているインクを用いて記録媒体上に記録処理を行わせる画像記録部と、を少なくとも備える、ことを特徴とする画像記録装置も含まれる。 One aspect of the present invention includes an ink characteristic determination device according to the present invention, an ink container that stores ink for which the ink characteristic determination device performs characteristic determination, and ink stored in the ink container. An image recording apparatus including at least an image recording unit that performs recording processing on a recording medium using the recording medium is also included.
本発明によれば、特性判定のための専用の部材をインク容器に設けずとも容器内のインクが予め想定されている所定のものであるかどうかを判定することが可能であり、この判定を可撓性容器等に貯えられたインクに対しても行えるインク特性判定装置、インク特性判定方法、プログラム、及び画像記録装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to determine whether or not the ink in the container is a predetermined one that is assumed in advance without providing a dedicated member for characteristic determination in the ink container. An ink characteristic determination apparatus, an ink characteristic determination method, a program, and an image recording apparatus that can be applied to ink stored in a flexible container or the like can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第一実施形態について説明する。
図1は、本第一実施形態に係るインク特性判定装置の概念的なブロック図である。また、図2は、図1に示したインク特性判定装置を備えた画像記録装置におけるインク液の経路を示した図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a conceptual block diagram of an ink characteristic determination apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a path of the ink liquid in the image recording apparatus provided with the ink characteristic determination apparatus shown in FIG.
図1に示したインク特性判定装置1は、図2に示したインク容器12内に収められているインク液13の特性を判定するものであり、伝搬時間計測部2、超音波送受信部3、及び制御部7(7A、7B)を備えて構成されている。
The ink
伝搬時間計測部2は、送受信部4の駆動制御と、超音波信号を発振してから反射部位で反射して戻ってきた当該超音波信号を検出するまでに要する経過時間の計測とを行う。
超音波送受信部3は、超音波の送受信を行って自身が発した超音波の反射波を検出する。超音波送受信部3には、送受信部4と吸音部材5とが備えられており、それらが支持部材6に支持されて構成されている。
The propagation
The ultrasonic transmission /
送受信部4は例えば圧電振動子であり、伝搬時間計測部2による制御下で超音波の送信及び受信を行う。
吸音部材5は、超音波の干渉を防止するために、送受信部4から発せられた超音波のうちインク液13の音速の検出へ影響を及ぼすと考えられるものを吸音する。
The transmission /
The
制御部7(7A、7B)は、後述する画像記録装置11の動作を統括制御するいわゆるコンピュータであり、詳細については後述する。なお、インク特性判定装置1の実施形態における制御部7を制御部7Aと示し、後述するインク特性判定装置1を有している画像記録装置11の実施形態における制御部7を制御部7Bと示すこととする。
The control unit 7 (7A, 7B) is a so-called computer that performs overall control of the operation of the
インク特性判定部8は、インクの音速の算出とインクの特性の判定とを行う。なお、インク特性判定部8は、例えば、後述するROM42に記憶されるプログラムをMPU41が実行することで構成するようにしてもよく、また、後述するMPU41により制御される信号処理回路としてハードウェアで構成するようにしてもよい。
The ink
なお、制御部7Aは、例えばユーザが所有するPC(パーソナルコンピュータ)で構成してもよい。なお、このようにする場合には、当該PCの演算処理装置(MPU)がインク特性判定部8を制御する構成となる。
Note that the control unit 7A may be configured by, for example, a PC (personal computer) owned by the user. In this case, the operation processing unit (MPU) of the PC is configured to control the ink
次に、画像記録装置におけるインク液の経路について、図2を参照しながら説明する。
インク容器12の下面には、インク供給管21の一端が接続されている。インク供給管21の他端は、リザーバタンク23内のインク液13に浸されている。
Next, an ink liquid path in the image recording apparatus will be described with reference to FIG.
One end of an
インク容器12直下のインク供給管21の内側面には、インク特性判定装置1の構成要素のひとつである超音波送受信部2が設置されており、インク液13に浸されている。前述したように、超音波送受信部2は、インク特性判定装置1の構成要素の別のひとつである制御部7Aによる制御の下で、インク容器12内に収められているインク液13への超音波の送信と、後述する反射部位で反射して戻ってくる当該超音波の受信と、を行う。
An ultrasonic transmission /
この他、インク供給管21における超音波送受信部2からリザーバタンク23への途中に、開閉弁22が設けられている。
密閉構造であるリザーバタンク23の上面には、開閉弁24−1を備えている大気開放管25−1が設けられている。また、リザーバタンク23内では、一端が分配器27に接続されているインク液供給チューブ26の他端がインク液13に浸されている。
In addition, an opening / closing
On the upper surface of the
密閉構造である分配器27の上面には、開閉弁24−2を備える大気開放管25−2が設けられている。また、分配器27の下面には、インク入液流路28が設けられている。このインク入液流路28は、インク流路封止機構29を介してインクヘッド30と接続されている。インクヘッド30は、その下方に搬送される画像記録媒体10に対してインク液13を吐出する。なお、インクヘッド30の下面の高さ位置は、リザーバタンク23内におけるインク液13の界面(インク液面)の高さよりも高さHだけ高い位置に配置されている。
An air release pipe 25-2 including an on-off valve 24-2 is provided on the upper surface of the
インク液13は、図2において、大気開放弁24−1を閉じた状態で、開閉弁22と大気開放弁24−2とが開放されると、インク容器12からリザーバタンク23を介して分配器27へと送られる。分配器27内のインク液13は、その後、インク入液流路28を通ってインクヘッド30へと送られ、そのインクヘッド30の複数のノズルから記録媒体10に向けて吐出される。なお、インク液13は、大気開放弁24−2を閉じた状態で開閉弁22と大気開放弁24−1とを開放すると、インク容器12からリザーバタンク23へと送られる。
The
次に図3について説明する。
図3は、図1に示したインク特性判定装置1の詳細構成を示したものである。
送受信部4は、前述したように、支持部材6に支持されて吸音部材5と共に超音波送受信部2に備えられている。この送受信部4は、送受信素子36−1乃至36−mを少なくとも備えて構成されている。
Next, FIG. 3 will be described.
FIG. 3 shows a detailed configuration of the ink
As described above, the transmission /
伝搬時間計測部2は、発振部32と、可変移相部31と、合成部33と、検波部34と、計測部35とを備えて構成されている。ここで、発振部32は超音波信号を発振し、可変移相部31は超音波信号を移相させる。また、合成部33は、受信した超音波信号を合成し、検波部34は、合成した超音波信号を検波してその信号レベルを検出する。計測部35は、発振部32で超音波信号を発振させてから、距離が既知であるインク容器12内の反射部位で反射して戻ってきた当該超音波信号を検波部34により検出されるまでに要した時間を計測する。
The propagation
インク特性判定部8は、前述したように、インクの音速の算出とインクの特性の判定とを行う。なお、図3に示した構成では、ROM42に予め記憶させておいた制御プログラムをMPU41に実行させることでインク特性判定部8を構成する。
As described above, the ink
制御部7Aは、インク特性判定部8を構成するための制御プログラムをMPU41で実行させると、まず、伝搬時間計測部2が備えている発振部32へ発振の指示を行う。
発振部32は、この指示に応じて超音波信号を発生させて不図示の通信線に入力し、可変移相部31へと伝送する。また、発振部32は、超音波信号を発生させると同時に、超音波信号を発生させたことを通知する超音波パルス発振開始信号を不図示の通信線に入力して計測部35へと伝送する。
When the control program for configuring the ink
In response to this instruction, the oscillating
可変移相部31は、制御部7Aからの指示に従い、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相とを行う。この可変移相部31の動作の詳細については後述する。
The variable
送受信素子36−1乃至36−nは、移相させた信号が可変移相部31から信号通信線βを介して送られてくると、インク液13へ超音波を送信する。
送信された超音波はインク液13中を伝播した後に反射部位で反射して送受信部4へと戻ってくる。この超音波の伝播の様子については後述する。
The transmission / reception elements 36-1 to 36-n transmit ultrasonic waves to the
The transmitted ultrasonic wave propagates through the
送受信部4の送受信素子36−1乃至36−nは、戻ってきた超音波を受信すると、その超音波の大きさに応じた超音波信号を生成して信号通信線βへ入力し、可変移相部31へ伝送する。
When receiving the returned ultrasonic wave, the transmission / reception elements 36-1 to 36-n of the transmission /
可変移相部31は、制御部7Aからの指示に従い、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の移相を行う。その後、この移相された超音波信号は、不図示の信号線に入力されて合成部33へ伝送される。合成部33は、この移相された超音波信号の合成を行う。この可変移相部31及び合成部33の動作の詳細については後述する。
The variable
合成された超音波信号は、不図示の信号線に入力されて検波部34へ伝送される。検波部34は、合成部33から伝送されてきた超音波信号の検波を行ってその信号レベルを検出する。ここで、超音波信号が後述するように検出されると、検波部34は、超音波パルス受信信号を不図示の信号線に入力して計測部35へ伝送する。
The synthesized ultrasonic signal is input to a signal line (not shown) and transmitted to the
計測部35は、発振部32から超音波パルス発振開始信号を受け取ると計時を開始し、超音波パルス受信信号を検波部34から受け取るとその計時を終了して計時結果を示す計時情報を取得する。この計時情報は、計測結果通信線γに入力されて制御部7Aへ伝送される。なお、計測部35は、例えば、ROM42に記憶されるプログラムをMPU41が実行することで構成するようにしてもよく、また、後述するMPU41により制御される信号処理回路としてハードウェアで構成するようにしてもよい。
When receiving the ultrasonic pulse oscillation start signal from the oscillating
制御部7Aでは、制御機能及び演算機能を有するMPU(Micro Processor Unit:演算処理装置)41、制御プログラムを格納するROM(Read Only Memory)42、MPUが作業用メモリとして使用するRAM(Random Access Memory)44等からなる制御処理回路とI/F部45とがバス47を介して相互に接続されており、MPU41の管理の下で各種データを相互に授受することができる。
In the control unit 7A, an MPU (Micro Processor Unit) 41 having a control function and an arithmetic function, a ROM (Read Only Memory) 42 for storing a control program, and a RAM (Random Access Memory) used by the MPU as a working memory. ) 44 and the I /
MPU41は、画像記録装置11全体の動作を制御する。
ROM42には、MPU41によって実行される制御プログラムが予め格納されている。MPU41は、この制御プログラムを実行することによって、インク特性判定部8として機能することが可能となると共に、画像記録装置11全体の動作制御が可能となる。
The
The
RAM44は、MPU41がインク特性判定部8を実行する際に必要に応じて作業用領域として使用するメモリである。
I/F(インタフェース)部45は、画像記録装置11の各部と制御部7Aとの間での各種のデータ授受を管理する。このI/F部45は、A/D(アナログ−デジタル)変換部46を有しており、送受信部4で受信される超音波の受信レベルに対応した電気信号(アナログ信号)をデジタルデータへと変換してMPU41へ送付することができる。
The
The I / F (interface)
可変移相部制御通信線αは、移相量を可変移相部31へ指示する信号を伝送する。信号通信線βは、前述したように、可変移相部31より送受信部4への送信信号の伝送と、送受信部4より可変移相部31への受信信号の伝送とを行う。計測結果通信線γは、前述したように、計測部35での計時結果を示す計時情報を制御部7Aへ伝送する。
The variable phase shifter control communication line α transmits a signal for instructing the
次に、本実施形態におけるインク容器12の周辺部分の構成について説明する。
図4は、本発明の第一実施形態におけるインク容器12の周辺部分の構成の詳細を示した図である。
Next, the configuration of the peripheral portion of the
FIG. 4 is a diagram showing details of the configuration of the peripheral portion of the
なお、図4に示したインク容器12には、超音波送受信部3が設けられている図2のインク供給管21が、インク容器接続部54で接続されている。また、インク容器12には、不図示のインク弁が設けられているものとする。このインク弁は、インク容器12がインク供給管21と接続されたときに開放状態となり、インク容器12がインク供給管21から取り外されたときには閉止される構成を有しているものとする。
The
なお、このインク弁は、開放状態において、前述した超音波送受信部3内の送受信部4から送信されてインク容器壁面53中の反射部位53aで反射される超音波を遮らないように構成されていることは言うまでもない。
The ink valve is configured not to block the ultrasonic wave transmitted from the transmission /
次に、インク特性判定装置1による、図4に示したインク容器12内のインク液13に対する超音波の送受信の様子を説明する。
まず、制御部7Aは、所定レベルの超音波信号を発生させる指示を発振部32に与える。発振部32は、この指示に応じて超音波信号を発生させて可変移相部31へ送り出す。また、発振部32は、前述した超音波パルス発振開始信号を計測部35へ伝送して超音波信号を発生させたことを通知する。
Next, the state of transmission / reception of ultrasonic waves with respect to the
First, the control unit 7A gives an instruction to generate an ultrasonic signal of a predetermined level to the
可変移相部31は、制御部7Aからの指示に従い、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相と後述するように行う。送受信素子36−1乃至36−nがこの超音波信号に基づいて超音波を生成して送信すると、生成された超音波は、インク容器壁面53内の反射部位53aへ向かう送信波51として送信される。
The
その後、送信波51として送信された超音波は、反射部位53aで反射して、送受信素子36−1乃至36−nへ向かう反射波52となる。
送受信素子36−1乃至36−nは、この反射波52である超音波を受信し、その受信レベルに対応した電気信号(超音波信号)を可変移相部31へ伝送する。
Thereafter, the ultrasonic wave transmitted as the
The transmission / reception elements 36-1 to 36-n receive the ultrasonic waves that are the reflected waves 52 and transmit electric signals (ultrasonic signals) corresponding to the reception levels to the
可変移相部31は、制御部7Aからの指示に従い、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の移相を後述するように行って合成部33へ送り出す。合成部33は、移相された超音波信号を後述するように合成して検波部34へ送り出す。
In accordance with an instruction from the control unit 7A, the variable
検波部34は、合成された超音波信号を検波してその信号レベルを検出し、この検波の結果に対応した超音波パルス受信信号を計測部35へ送り出す。
計測部35は、発振部32から超音波パルス発振開始信号を受け取ってから、超音波パルス受信信号を検波部34から受け取るまでに要した時間を計測し、その計測結果を示す計時情報を制御部7Aへ送り出す。
The
The measuring
この計時情報を受け取った制御部7Aは、インク特性判定部8として機能し、計時情報で示されている時間、すなわち超音波が送受信素子36−1乃至36−nと反射部位53aとの間の一往復に要した時間と、予め制御部7Aに格納されている、送受信素子36−1乃至36−nと反射部位53aとの間の距離とに基づいて、伝達速度を算出する。そして、この算出結果に基づいて、インクの特性の判定、すなわちインク液13が予め想定されている所定のものであるかどうかを判定する。
The control unit 7A that has received this timing information functions as the ink
次に、超音波送受信部3の構造について説明する。図5は、超音波送受信部の構造を模式的に示したものである。
超音波送受信部3には、前述したように、送受信部4と吸音部材5とが備えられており、それらが支持部材6に支持されて構成されており、送受信部4には、例えば圧電振動子である送受信素子36−1乃至36−nが備えられている。
Next, the structure of the ultrasonic transmission /
As described above, the ultrasonic transmission /
次に、送受信部4から送信される超音波に所望の指向性を与える原理について説明する。
図6は、送受信素子36−1乃至36−nによる超音波の送信時における物理的作用を説明している。
Next, the principle of giving desired directivity to the ultrasonic wave transmitted from the transmission /
FIG. 6 illustrates the physical action during transmission of ultrasonic waves by the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.
図6において、基準点61は、送受信素子36−1乃至36−nが配列されている直線上の点である。また、角度θは、送受信素子36−1乃至36−nが配列されている直線と、図4において所望の指向性を示している送信波51の向きに直交する直線とのなす角である。
In FIG. 6, a
離間距離d1乃至dnは、基準点61から各送受信素子36−1乃至36−nまでの距離を表しており、各送受信素子36−1乃至36−nの配置位置を示している。
可変移相部31には、可変移相器62−1乃至62−nが備えられている。可変移相器62−1乃至62−nは、それぞれ送受信素子36−1乃至36−nの各々に対応付けられている。
The separation distances d1 to dn represent the distances from the
The
可変移相部31により送受信素子36−1乃至36−n各々の配置位置に応じて移相された超音波は、各送受信素子36−1乃至36−nより送信される。この際、可変移相部31は、送受信素子36−1乃至36−nの各々から送信されて合成されて得られる超音波が所望の向きを指向するように、発振部32から分配された超音波信号を移相する。このようにするために、可変移相部31は、送受信素子36−1乃至36−n各々から送信される超音波の波面63が、当該所望の向きを示している送信波51に対して直交して形成されるように超音波信号を移相する。
The ultrasonic waves phase-shifted by the
このような波面63を得るための可変移相器62−k(k=1、2、…、n)の移相量δk は、下記の[数1]式により求めることができる。
The phase shift amount δ k of the variable phase shifter 62-k (k = 1, 2,..., N) for obtaining such a
なお、送受信素子36−1乃至36−nは、少なくとも2つ以上を送受信部4に備えるようにすればよい。但し、送受信部4に備える送受信素子36−1乃至36−nの個数は、所望する放射方向への送信指向性の精度が向上するので、多くした方が望ましい。また、この個数は、後述する受信指向性の精度を向上させる観点、及び、合成部33による合成後の超音波信号の強度を増加させる観点からも、多くした方が望ましく、十数個程度にすることが好ましい。
Note that at least two of the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n may be provided in the transmitting / receiving
図6において、仮想位置64−1乃至64−nは、超音波の波面63を決定するためのものである。
仮想位置64−k(k=2、3、…、n)は、[数1]式により求められる、送受信素子36−kに入力される超音波信号に対しての移相量δk から決定される。また、仮想位置64−1は、[数1]式により同様に求められる、送受信素子36−1に入力される超音波信号に対しての移相量δ1 から決定される。ここで、仮想位置64−1と64−kとを直線で結ぶと、超音波の波面63が求まる。超音波の放射方向は、この超音波の波面63に直交する矢印(送信波)51の方向となる。この方向は、送受信素子36−1乃至36−nの配列する方向に対し、角度θだけ偏向した方向となる。
In FIG. 6, virtual positions 64-1 to 64-n are for determining the
The virtual position 64-k (k = 2, 3,..., N) is determined from the phase shift amount δ k for the ultrasonic signal input to the transmitting / receiving element 36-k, which is obtained by the equation [1]. Is done. The virtual position 64-1 is determined from the phase shift [delta] 1 of the ultrasound signals input to similarly determined, the reception device 36-1 by
可変移相器62−1乃至62−nに対する移相量の設定をこのようすることにより、送信する超音波に所望の指向性を与えることができる。
以上のようにして所望の指向性を与えて送受信部4から送信した超音波は、インク容器壁面53内の反射部位53aで反射して送受信部4に戻ってくる。次に、この超音波を受信する送受信部4に所望の指向性を与える原理について説明する。
By setting the phase shift amount for the variable phase shifters 62-1 to 62-n in this way, it is possible to give desired directivity to the transmitted ultrasonic waves.
The ultrasonic waves transmitted from the transmission /
反射部位53aで反射した超音波は、受信部4の送受信素子36−1乃至36−nに到来する。送受信素子36−1乃至36−nは、この超音波を受信すると超音波信号を励起する。励起された超音波信号は、可変移相部31へ伝送される。
The ultrasonic waves reflected by the reflecting
可変移相部31は、送受信素子36−1乃至36−mの各々から送られてきた超音波信号に対して移相処理を施して合成部33へ伝送する。合成部33は、移相処理が施された超音波信号の合成処理を行う。この可変移相部31による移相処理と合成部33による合成処理とにより、送受信素子36−1乃至36−nによる超音波の受信に指向性を与える。
The
図7は、送受信素子36−1乃至36−nによる超音波の受信時における物理的作用を説明する図であり、移相処理及び合成処理により、超音波の受信に所望の指向性が与えられる原理を示したものである。 FIG. 7 is a diagram for explaining the physical action during reception of ultrasonic waves by the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n, and desired directivity is given to reception of ultrasonic waves by the phase shift process and the synthesis process. It shows the principle.
図7において、基準点61は、送受信素子36−1乃至36−nが配列されている直線上の点である。また、角度θは、送受信素子36−1乃至36−nが配列されている直線と、図7において所望の到来方向を示している受信波52の向きに直交する直線とのなす角である。
In FIG. 7, the
離間距離d1乃至dnは、基準点61から各送受信素子36−1乃至36−nまでの距離を表しており、各送受信素子36−1乃至36−nの配置位置を示している。
可変移相部31には、可変移相器62−1乃至62−nが備えられている。可変移相器62−1乃至62−nは、それぞれ送受信素子36−1乃至36−nの各々に対応付けられている。
The separation distances d1 to dn represent the distances from the
The
図7において、仮想位置64−1乃至64−nは、移相処理及び合成処理を行うことにより、送受信素子36−1乃至36−nが最も良好に受信することのできる超音波の波面63を決定するためのものである。
In FIG. 7, the virtual positions 64-1 to 64-n have
仮想位置64−k(k=2、3、…、n)は、前述した[数1]式により求められる、送受信素子36−kに入力される超音波信号に対しての移相量δk から決定される。また、仮想位置64−1は、[数1]式により同様に求められる、送受信素子36−1に入力される超音波信号に対しての移相量δ1 から決定される。ここで、仮想位置64−1と64−kとを直線で結ぶと、超音波の波面63が求まる。超音波を最良に受信できる到来方向は、この超音波の波面63に直交する矢印(受信波)52の方向となる。この方向は、送受信素子36−1乃至36−nの配列する方向に対し、角度θだけ偏向した方向となる。
The virtual position 64-k (k = 2, 3,..., N) is a phase shift amount δ k with respect to the ultrasonic signal input to the transmission / reception element 36-k, which is obtained by the above-described equation (1). Determined from. The virtual position 64-1 is determined from the phase shift amount δ 1 with respect to the ultrasonic signal input to the transmission / reception element 36-1, which is obtained in the same manner by the equation [1]. Here, when the virtual positions 64-1 and 64-k are connected by a straight line, the
可変移相器62−1乃至62−nに対する移相量の設定をこのようすることにより、送受信素子36−1乃至36−nによる超音波の受信に所望の指向性を与えることができる。 By setting the phase shift amount for the variable phase shifters 62-1 to 62-n in this way, desired directivity can be given to the reception of ultrasonic waves by the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.
合成部33は、超音波を受信したことによって送受信素子36−1乃至36−nの各々に励起した超音波信号の合成処理を行う。このときの合成処理は、下記の[数2]式に従って行う。
The
次に図8について説明する。図8は、超音波の受信時に合成部33から出力される超音波信号の波形例を示している。
図8において、横軸は経過時間を表しており、合成部33から出力される超音波信号の信号レベル、すなわち送受信部4で受信された超音波の受信レベル(受信量)を表している。
Next, FIG. 8 will be described. FIG. 8 shows a waveform example of an ultrasonic signal output from the
In FIG. 8, the horizontal axis represents the elapsed time, and represents the signal level of the ultrasonic signal output from the
図8の波形例を時間経過に沿って説明する。波形71は、送受信部4自身の送信した超音波が直接受信されて得られたものである。また、波形72は、送受信部4からインク液13中に放射された後に反射部位53aで反射して戻ってきた超音波を送受信部4が受信して得られたものである。
The waveform example of FIG. 8 will be described over time. The
なお、以下の説明では、波形71を「送信波形71」と称することとし、波形72を「反射部位53aからの反射波形72」と称することとする。
図8に例示されている波形例において、送信波形71はインク液13の特性検出には不要であり、反射部位53aからの反射波形72のみが必要である。ここで、送受信部4が超音波を送信してから送信波形71が受信されるまでの経過時間は一定であり、反射部位53aからの反射波形72よりも先に受信されることは明らかである。
In the following description, the
In the waveform example illustrated in FIG. 8, the
そこで、伝搬時間計測部2の計測部35では、検波開始時間Tthを予め設定しておき、送受信部4が超音波を送信してから検波開始時間Tthが経過するまでに送受信部4が受信した超音波についての波形を無視する。
Therefore, in the
ここで、検波開始時間Tthは、送信波形71が得られる経過時間よりも長く、且つ、反射部位53aからの反射波形72が最も早くに得られるときの経過時間よりも短く設定しておく。計測部35は、このように設定しておくことにより、送受信部4での超音波の受信に基づいて得られた信号波形から送信波形71を除外するので、反射部位53aからの反射波形72に基づくインク液13中の音速の適切な算出が可能になる。
Here, the detection start time Tth is set to be longer than the elapsed time when the
また、検波部34には、反射基準値Δthを予め設定しておき、送受信部4で受信された超音波の受信レベルが反射基準値Δthに満たない超音波についての波形を無視するようにする。なお、この反射基準値AThは、反射部位53aからの反射波形72の最大値よりも小さい値に設定しておくとよい。このように設定しておくことにより、検波部34は、送受信部4での超音波の受信に基づいて得られた信号波形から、ノイズ成分に相当する波形を除外して検波を行うので、反射部位53aからの反射波形72に基づくインク液13中の音速のより適切な算出が可能になる。
In addition, a reflection reference value Δth is set in advance in the
以上のようにして送受信部4から送信されてインク液13中を伝搬し、反射部位53aにて反射した後に戻ってくる超音波の伝播経路は一定である。制御部7Aには、この伝播経路の経路長が予め格納されており、制御部7Aは、この経路長と、計測部35で計測される当該伝播経路の超音波の伝播時間とに基づいて、インク液13中を伝播する超音波の音速を算出し、この算出結果に基づいて、インクの特性の判定、すなわちインク液13が予め想定されている所定のものであるかどうかを判定する。
As described above, the propagation path of the ultrasonic wave transmitted from the transmission /
次に、インク特性判定処理の処理内容について説明する。図9は、インク特性判定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。制御部7Aは、MPU41がROM42に格納されている制御プログラムを読み出して実行することによって、この処理を実現し、インク特性判定部8として機能する。
Next, processing contents of the ink characteristic determination processing will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the contents of the ink characteristic determination process. The control unit 7A realizes this process by the
図9において、制御部7Aは、まずS1において、伝搬時間計測部2を制御して超音波がインク液13中を伝搬する時間を計測させる処理を行う。この計測制御処理の詳細は後述する。
In FIG. 9, the
次に制御部7Aは、S2において、予め制御部7Aに格納されている距離である、超音波送受信部3から反射部位53aまでの一往復の距離と、伝搬時間計測部2により計測された超音波がインク液13中を伝搬する時間とに基づいて、超音波がインク液13中を伝搬したときの音速を求める処理を行う。この音速算出処理の詳細は後述する。
Next, in S <b> 2, the
次に、制御部7Aは、S3において、S2の処理により求められた音速に基づいて、インクの特性を判定する処理を行い、その後はこの図9の処理を終了する。この判定処理の詳細は後述する。 Next, in S3, the control unit 7A performs a process of determining ink characteristics based on the sound speed obtained by the process of S2, and thereafter ends the process of FIG. Details of this determination processing will be described later.
以上までの処理がインク特性判定処理である。
次に図10について説明する。図10は、図9に示したインク特性判定処理におけるS1の処理として制御部7Aにより行われる、計測制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
The above process is the ink characteristic determination process.
Next, FIG. 10 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the contents of the measurement control process performed by the control unit 7A as the process of S1 in the ink characteristic determination process shown in FIG.
制御部7Aは、まず、S11において、発振部32に指示を与えて超音波を発振させる処理を行い、続くS12において、制御部7Aは、計測部35に指示を与えて、超音波がインク液13中を伝搬する時間を計時させる処理を行う。発振部32は、この指示に応じて超音波の発振を開始すると共に、前述した超音波パルス発振開始信号を計測部35へ伝送する。計測部35は、制御部7Aからの指示を受け取った後にこの超音波パルス発振開始信号を受け取ると、計時を開始する。
First, in step S11, the control unit 7A performs processing for giving an instruction to the
次に、制御部7Aは、S13において、可変移相部31に指示を与えて、発振部32から送られてきた超音波に対し、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相とを行わせる処理を行う。
Next, in step S13, the control unit 7A gives an instruction to the variable
次に、制御部7Aは、S14において、可変移相部31に指示を与えて、移相処理を施した超音波信号を送受信素子36−1乃至36−nに印加させて超音波を送信させる処理を行う。この処理により、送受信素子36−1乃至36−nからインク液13へと超音波が送信される。
Next, in S14, the control unit 7A instructs the variable
次に、制御部7Aは、S15において、送受信素子36−1乃至36−nに指示を与えて、インク液13へ送信された超音波についての反射部位53aからの反射波を受信して生成された超音波を、可変移相部31へ伝送させる処理を行う。
Next, in S15, the control unit 7A gives an instruction to the transmission / reception elements 36-1 to 36-n and receives the reflected wave from the
次に、制御部7Aは、S16において、可変移相部31に指示を与えて、送受信素子36−1乃至36−nから送られてきた超音波信号に対し、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた移相を行わせて合成部33へ伝送させる処理を行う。
Next, in S16, the control unit 7A gives an instruction to the variable
次に、制御部7Aは、S17において、合成部33に指示を与えて、可変移相部31から送られてきた超音波信号を合成させて検波部34へ伝送させる処理を行う。
制御部7Aは、S18において、現在の時間の計測結果を示す計時情報を計測部35から受け取り、この計時情報で示されている時間が、前述した検波開始時間Tth(図8参照)を経過しているか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部7Aは、当該時間が検波開始時間Tthを経過していると判定したとき(判定結果がYesのとき)には、S19に処理を進める。一方、制御部7Aは、当該時間が未だ検波開始時間Tthを経過していないと判定したとき(判定結果がNoのとき)には、当該時間が検波開始時間Tthを経過するまで、このS18の処理を繰り返す。
Next, in S <b> 17, the
In S18, the control unit 7A receives time information indicating the measurement result of the current time from the
次に、制御部7Aは、S19において、検波部34に指示を与えて、合成部33から送られてきた超音波信号を検波させてその信号レベルを検出させると共に、当該超音波信号が、反射部位53aからの反射波形72であるとみなせるか否かを判定させる処理を行う。なお、検出部34は、超音波信号を検波して検出された信号レベルが、前述した反射基準値Δth(図8参照)以上であるか否かを以って、この判定を行う。すなわち、制御部7Aは、ここで、超音波信号の検出レベルが反射基準値Δth以上であると検出部34が判定したとき(判定結果がYesのとき)には、当該超音波信号は反射部位53aからの反射波形72であるとみなし、S20に処理を進める。一方、制御部7Aは、ここで、超音波信号の検出レベルが反射基準値Δth未満であると検出部34が判定したとき(判定結果がNoのとき)には、当該超音波信号は反射部位53aからの反射波形72ではないとみなし、当該超音波信号の検出レベルが反射基準値Δth以上となるまで、このS19の処理を繰り返す。
Next, in S19, the control unit 7A gives an instruction to the
次に、制御部7Aは、S20において、計測部35に指示を与えて、超音波がインク液13中を伝搬する時間の計時を停止させる処理を行い、その後は図9に処理を戻す。
次に図11について説明する。図11は、図9に示したインク特性判定処理におけるS2の処理として制御部7Aにより行われる、音速算出処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
Next, in S20, the control unit 7A gives an instruction to the
Next, FIG. 11 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of the sound speed calculation process performed by the control unit 7A as the process of S2 in the ink characteristic determination process shown in FIG.
制御部7Aは、S21において、インクの音速を算出する処理を行う。具体的には、超音波が伝搬した距離、すなわち、予め制御部7Aに記憶されている距離である、超音波送受信部3から反射部位53aまで超音波が往復する伝播経路の距離を、図10に示した計測制御処理におけるS20までの処理によって計測部35で計測された超音波がインク液13中を伝搬する時間の計時結果で除算する演算処理を制御部7Aが行うことにより、インクの音速が算出される。そして、制御部7Aは、この処理を終えた後には、図9に処理を戻す。
In S21, the control unit 7A performs a process of calculating the sound speed of the ink. Specifically, the distance of propagation of the ultrasonic wave, that is, the distance of the propagation path in which the ultrasonic wave reciprocates from the ultrasonic transmission /
次に図12について説明する。図12は、図9に示したインク特性判定処理におけるS3の処理として制御部7Aにより行われる、判定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。 Next, FIG. 12 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the contents of the determination process performed by the control unit 7A as the process of S3 in the ink characteristic determination process shown in FIG.
制御部7Aは、まず、S31において、図11に示した音速算出処理におけるS21の処理により算出されたインクの音速が、予め想定されているものであるか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部7Aは、インクの音速が想定通りであると判定したとき(判定結果がYesのとき)には、インク容器12内のインクが予め想定されている所定のものであるとみなしてS32に処理を進める。一方、制御部7Aは、インクの音速が想定していたものとは異なると判定したとき(判定結果がNoのとき)には、インク容器12内のインクは想定外のものとであるとみなしてS33に処理を進める。
First, in S31, the control unit 7A performs a process of determining whether or not the sound speed of the ink calculated by the process of S21 in the sound speed calculation process shown in FIG. 11 is assumed in advance. Here, when the control unit 7A determines that the sound velocity of the ink is as expected (when the determination result is Yes), the control unit 7A regards the ink in the
次に、制御部7Aは、S32において、インク容器12内のインクが予め想定されている所定のものであることを示す情報を制御部7AのRAM44に記憶する処理を行い、その後は図9に処理を戻す。
Next, in S32, the control unit 7A performs a process of storing information indicating that the ink in the
この一方、制御部7Aは、S32において、インク容器12内のインクが想定外のものであることを示す情報を制御部7AのRAM44に記憶する処理を行い、その後は図9に処理を戻す。
On the other hand, in step S32, the control unit 7A performs processing for storing information indicating that the ink in the
以上の図9から図12にかけての処理を制御部7Aが行うことにより、インク容器12内のインク液13の特性の判定が可能となる。
以上のように、本発明の第一実施形態においては、超音波の送受信を行う送受信素子36−1乃至36−n、可変移相部31、発振部32、合成部33、及び検波部34を備えてインク特性判定装置1を構成したので、インク容器12内の所望する方向への超音波の送信と、インク容器12内の所望する方向からの反射波の受信とが可能である。従って、本第一実施形態によれば、インク容器12内にインク特性の判定のための専用の部材を設けずともインク容器12内のインクの特性を判定することが可能であり、これにより、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを排除することができる。
The control unit 7A performs the processing from FIG. 9 to FIG. 12 described above, whereby the characteristics of the
As described above, in the first embodiment of the present invention, the transmission / reception elements 36-1 to 36-n that transmit and receive ultrasonic waves, the variable
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、前述した第一実施形態と異なる点を説明する。
図13は、本第二実施形態におけるインク容器12の周辺部分の構成の詳細を示した図である。この図13を用いて、本実施形態におけるインク液13の特性の検出の様子を説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, differences from the above-described first embodiment will be described.
FIG. 13 is a diagram showing details of the configuration of the peripheral portion of the
図4に示した本発明の第一実施形態に係るものと異なり、図13に示した第二実施形態におけるインク容器12は可撓性を有している。なお、インク容器12とインク供給管21とは、不図示のインク容器接続部によって接続されている。また、インク容器12には、不図示のインク弁が設けられているものとする。このインク弁は、インク容器12がインク供給管21と接続されたときに開放状態となり、インク容器12がインク供給管21から取り外されたときには閉止される構成を有しているものとする。
Unlike the one according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the
なお、このインク弁は、開放状態において、前述した超音波送受信部3内の送受信部4から送信されて反射部位53aで反射される超音波を遮らないように構成されていることは言うまでもない。
Needless to say, the ink valve is configured not to block the ultrasonic wave transmitted from the transmission /
図13に示した本第二実施形態の構成では、可撓性のインク容器12を保持するインク容器保持機構81、及び、インク容器保持機構81との間でインク容器12を押圧する押圧機構82を設けた構成となっており、インク容器12内壁面を反射部位53aとしている。
In the configuration of the second embodiment shown in FIG. 13, an ink
次に、インク特性判定装置1による、図13に示したインク容器12内のインク液13に対する超音波の送受信の様子を説明する。
まず、制御部7Aは、所定レベルの超音波信号を発生させる指示を発振部32に与える。発振部32は、この指示に応じて超音波信号を発生させて可変移相部31へ送り出す。また、発振部32は、前述した超音波パルス発振開始信号を計測部35へ伝送して超音波信号を発生させたことを通知する。
Next, the state of transmission / reception of ultrasonic waves with respect to the
First, the control unit 7A gives an instruction to generate an ultrasonic signal of a predetermined level to the
可変移相部31は、制御部7Aからの指示に従い、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相とを前述したように行う。送受信素子36−1乃至36−nがこの超音波信号に基づいて超音波を生成して送信すると、生成された超音波は、インク容器壁面53内の反射部位53aへ向かう送信波51として送信される。
The variable
その後、送信波51として送信された超音波は、反射部位53aで反射して、送受信素子36−1乃至36−nへ向かう反射波52となる。
送受信素子36−1乃至36−nは、この反射波52である超音波を受信し、その受信レベルに対応した電気信号(超音波信号)を可変移相部31へ伝送する。
Thereafter, the ultrasonic wave transmitted as the
The transmission / reception elements 36-1 to 36-n receive the ultrasonic waves that are the reflected waves 52 and transmit electric signals (ultrasonic signals) corresponding to the reception levels to the
可変移相部31は、制御部7Aからの指示に従い、送受信素子36−1乃至36−nの各々の配置位置に応じた超音波信号の移相を前述したように行って合成部33へ送り出す。合成部33は、移相された超音波信号を前述したように合成して検波部34へ送り出す。
In accordance with an instruction from the control unit 7A, the variable
検波部34は、合成された超音波信号を検波してその信号レベルを検出し、この検波の結果に対応した超音波パルス受信信号を計測部35へ送り出す。
計測部35は、発振部32から超音波パルス発振開始信号を受け取ってから、超音波パルス受信信号を検波部34から受け取るまでに要した時間を計測し、その計測結果を示す計時情報を制御部7Aへ送り出す。
The
The measuring
この計時情報を受け取った制御部7Aは、インク特性判定部8として機能し、計時情報で示されている時間、すなわち超音波が送受信素子36−1乃至36−nと反射部位53aとの間の一往復に要した時間と、予め制御部7Aに格納されている、送受信素子36−1乃至36−nと反射部位53aとの間の距離とに基づいて、伝達速度を算出する。そして、この算出結果に基づいて、インクの特性の判定、すなわちインク液13が予め想定されている所定のものであるかどうかを判定する。
The control unit 7A that has received this timing information functions as the ink
以上のように、本発明の第二実施形態においても、超音波の送受信を行う送受信素子36−1乃至36−n、可変移相部31、発振部32、合成部33、及び検波部34を備えてインク特性判定装置1を構成したので、インク容器12内の所望する方向への超音波の送信と、インク容器12内の所望する方向からの反射波の受信とが可能である。従って、本第二実施形態によれば、インク容器12内にインク特性の判定のための専用の部材を設けずとも、可撓性を有するインク容器12内のインクの特性を判定することが可能であり、これにより、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを排除することができる。
As described above, also in the second embodiment of the present invention, the transmission / reception elements 36-1 to 36-n that transmit and receive ultrasonic waves, the variable
次に、本発明の第三実施形態として、前述したインク特性判定装置1を有している画像記録装置の実施形態ついて説明する。
図14は、本第三実施形態に係る画像記録装置の概念的なブロック図である。また、図15は、図14に示した画像記録装置の構造を模式的に示したものである。
Next, as a third embodiment of the present invention, an embodiment of an image recording apparatus having the above-described ink
FIG. 14 is a conceptual block diagram of an image recording apparatus according to the third embodiment. FIG. 15 schematically shows the structure of the image recording apparatus shown in FIG.
画像記録装置11は、例えばプリンタ装置、ファクシミリ装置、コピー装置など、画像データに基づいて被記録材に対し画像を記録する装置のいずれでもよい。画像記録装置11は、インク容器12内に収められているインク液13の特性を判定する前述したインク特性判定装置1と、インクを収納するインク容器12と、記録媒体へ画像を記録する画像記録部29と、を少なくとも備えて構成されている。
The
画像記録部29は、記録ヘッド駆動部92及び記録ヘッド93と、これらを保持するキャリッジ91と、を少なくとも備えて構成されている。なお、画像記録部29は、制御部7BのI/F部45に接続されており、画像記録部29の動作は制御部7Bによって制御される。
The
制御部7Bは、ROM42に予め格納されている各種の制御プログラムをMPU41で実行することにより、画像記録装置11の各種動作を統括制御する。すなわち、制御部7Bは、インク特性判定部8を構成するための制御プログラムをMPU41で実行することにより、インク特性判定装置1の動作を統括制御する制御部7Aの機能を提供する。また、制御部7Bは、画像記録制御部94を構成するための制御プログラムをMPU41で実行することにより、画像記録装置11での画像記録動作を統括制御する機能を提供する。
The
なお、画像記録制御部94は、例えば、図15に示すように、ROM42に記憶されるプログラムをMPU41が実行することで構成するようにしてもよく、また、MPU41により制御される信号処理回路としてハードウェアで構成するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 15, the image
画像記録装置11での画像記録動作は以下のように行われる。すなわち、まず、不図示の搬送路を搬送される記録媒体10(図2参照)の例えば先端を記録媒体検出部(不図示)が検出する。すると、その検出情報をトリガとして、例えばロータリエンコーダである搬送情報生成部(不図示)が、記録媒体10の搬送の進行状況を示す累積パルス数を生成する。画像記録制御部94として機能している制御部7Bは、この累積パルス数と、ROM42に予め記憶されている記録ヘッド93の各離間距離に対応する累積パルス数とが一致したタイミングで、記録ヘッド駆動部92を制御する。こうして、記録媒体10への記録処理が実現される。
The image recording operation in the
次に、画像記録装置11の各構成要素の動作について説明する。
まず、制御部7Bは、インク特性判定装置1に、インク容器12内のインク液13の特性を判定させる。なお、このときにインク特性判定装置1により行われるインク特性判定のための動作は、前述した他の実施形態におけるものと同一であるので、ここでは説明を省略する。ここで、制御部7Bは、インク容器12内のインクが予め想定されている所定のものでないとインク特性判定装置1が判定したときには、その旨を上位装置に通知し、以降の記録処理を行わないようにする。
Next, the operation of each component of the
First, the
次に、制御部7Bは、外部装置(不図示)から通知されるジョブ情報により記録処理の開始が指示されると、給送機構(不図示)に対し記録媒体10の搬送開始を指示すると共に、搬送経路上で記録媒体10を搬送する搬送機構(不図示)を駆動させる搬送駆動部(不図示)を動作させる。
Next, when the start of the recording process is instructed by the job information notified from the external device (not shown), the
次に、制御部7Bは、収納トレイ(不図示)に積載されている記録媒体10のうち最上部のものを、給送機構(不図示)に一枚ずつピックアップさせて搬送経路の下流側へ給送させる。
Next, the
次に、制御部7Bは、給送された記録媒体10の例えば先端を検出した旨の通知を前述した記録媒体検出部から受けると、前述した搬送情報生成部で生成されるパルス数の累積を開始する。
Next, when the
次に、制御部7Bは、給送機構より受け渡しされた記録媒体10を搬送機構の搬送部材(不図示)上に載置させて更に搬送経路下流側へ搬送させる。
ここで、制御部7Bは、搬送情報生成部(不図示)におけるロータリエンコーダによる累積パルス数が、不揮発性メモリに予め記憶されている記録ヘッド93の各離間距離に対応する累積パルス数に一致したタイミングから、当該制御部7BのRAM44に記憶された画像データを順次読み出す。そして、制御部7Bは、順次読み出される画像データに従って記録ヘッド駆動部92を制御して、記録ヘッド93に設けられている各ノズルからインクを吐出させて記録媒体10への記録処理を行う。
Next, the
Here, in the
以上のように、本発明の第三実施形態においては、超音波の送受信を行う送受信素子36−1乃至36−n、可変移相部31、発振部32、合成部33、及び検波部34を備えて構成されているインク特性判定装置1を備えて画像記録装置11を構成したので、インク容器12内の所望する方向への超音波の送信と、インク容器12内の所望する方向からの反射波の受信とが可能である。従って、本第三実施形態によれば、インク容器12内にインク特性の判定のための専用の部材を設けずとも、可撓性を有するインク容器12内のインクの特性を判定することが可能であり、これにより、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを排除して、記録媒体10へ良好な記録処理を行うことができる。
As described above, in the third embodiment of the present invention, the transmission / reception elements 36-1 to 36-n that transmit and receive ultrasonic waves, the variable
また、本実施形態によれば、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを使用して画像記録装置11自体を破損し使用不能にしてしまう虞が無い。
その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
Further, according to the present embodiment, there is no possibility that the
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 インク特性判定装置
2 伝搬時間計測部
3 超音波送受信部
4 送受信部
5 吸音部材
6 支持部材
7(7A,7B) 制御部
8 インク特性判定部
10 記録媒体
11 画像記録装置
12 インク容器
13 インク液
21 インク供給管
22 開閉弁
23 リサーバタンク
24−1,24−2 大気開放弁
25−1,25−2 大気開放管
26 インク液供給チューブ
27 分配器
28 インク入液流路
29 インク流路封止機構
30 インクヘッド
31 可変移相部
32 発振部
33 合成部
34 検波部
35 計測部
36−1乃至36−n 送受信素子
41 MPU
42 ROM
44 RAM
45 I/F部
46 アナログ−デジタル変換部
47 バス
51 送信波
52 反射波
53 インク容器壁面
53a 反射部位
54 インク容器接続部
61 基準点
62−1乃至62−n 可変移相器
63 波面
64−1乃至64−m 仮想位置
71 送信波形
72 反射部位からの反射波形
81 インク容器保持機構
82 押圧機構
91 キャリッジ
92 記録ヘッド駆動部
93 記録ヘッド
94 画像記録制御部
d1乃至dn 基準点からの離間距離
Tth 検波開始時間
Δth 反射波基準値
α 可変移相部制御通信線
β 信号通信線
γ 計軸結果通信線
DESCRIPTION OF
42 ROM
44 RAM
45 I /
Claims (11)
前記インク容器内の前記インクへ超音波を送信し、当該インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信する超音波送受信部と、
前記超音波送受信部が前記超音波を送信してから前記反射波を受信するまでに要した、当該超音波の前記インク中の伝播時間を計測する伝播時間計測部と、
前記計測された伝播時間と前記超音波送受信部から前記界面までの距離とに基づいて前記インクの特性を判定するインク特性判定部と、を少なくとも備え、
前記超音波送受信部は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されており、
前記伝播時間計測部は、前記複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相すると共に、当該複数の送受信素子の各々が受信した超音波を合成する前に当該送受信素子毎に移相して、前記超音波送受信部の超音波の送信特性及び受信特性に指向性を与える可変移相部を少なくとも備える、ことを特徴とするインク特性判定装置。 In an ink characteristic determination device that determines the characteristics of ink stored in an ink container,
An ultrasonic transmission / reception unit that transmits ultrasonic waves to the ink in the ink container and receives reflected waves of the ultrasonic waves that arrive after being reflected at the interface of the ink;
A propagation time measuring unit that measures the propagation time of the ultrasonic wave in the ink required from when the ultrasonic transmission / reception unit transmits the ultrasonic wave to receiving the reflected wave;
An ink characteristic determination unit that determines the characteristic of the ink based on the measured propagation time and the distance from the ultrasonic transmission / reception unit to the interface;
The ultrasonic transmission / reception unit is configured by arranging a plurality of transmission / reception elements that transmit and receive ultrasonic waves in a line,
The propagation time measuring unit shifts the ultrasonic wave transmitted from each of the plurality of transmission / reception elements for each transmission / reception element, and transmits and receives the ultrasonic wave before synthesizing the ultrasonic waves received by each of the plurality of transmission / reception elements. An ink characteristic determination apparatus comprising at least a variable phase shift unit that shifts a phase for each element and gives directivity to ultrasonic transmission characteristics and reception characteristics of the ultrasonic transmission / reception unit.
前記制御部は、演算処理装置と当該演算処理装置に実行させる制御プログラムが予め格納されている記憶部とを少なくとも備えて構成されており、当該演算処理装置で当該制御プログラムを実行させることにより前記インク特性判定部として機能する、
ことを特徴とする請求項1に記載のインク飛翔状態判定システム。 The ink ink characteristic determination device further includes a control unit including at least the ink characteristic determination unit,
The control unit includes at least an arithmetic processing unit and a storage unit in which a control program to be executed by the arithmetic processing device is stored in advance, and the control processing unit causes the control program to be executed by executing the control program. Functions as an ink property determination unit;
The ink flying state determination system according to claim 1.
経過時間の計測を行う計測部と、
超音波を発振させて前記可変移相部へ伝達すると共に、当該超音波の発振開始を前記計測部へ通知する発振部と、
前記超音波送受信部で前記反射波が受信されたことを検出して前記計測部へ通知する検波部と、
を少なくとも備えており、
前記計測部は、前記発振部より前記超音波の発振開始が通知されてから前記反射波の受信が前記検波部より通知されるまでの経過時間を前記伝播時間として計測する、ことを特徴とする請求項1に記載のインク特性判定装置。 The propagation time measuring unit is
A measurement unit for measuring elapsed time;
An oscillation unit that oscillates and transmits the ultrasonic wave to the variable phase shift unit, and notifies the measurement unit of the start of oscillation of the ultrasonic wave,
A detection unit that detects that the reflected wave is received by the ultrasonic transmission / reception unit and notifies the measurement unit;
At least,
The measurement unit measures, as the propagation time, an elapsed time from when the oscillation start is notified from the oscillation unit until reception of the reflected wave is notified from the detection unit. The ink characteristic determination apparatus according to claim 1.
前記インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、
前記複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相して前記超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を与えた上で、当該超音波送受信部から前記インク容器内の前記インクへ超音波を送信し、
前記超音波送受信部を構成している前記複数の送受信素子が、前記インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信し、
前記複数の送受信素子の各々が受信した前記反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、前記超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を与え、
前記超音波を送信してから前記反射波を受信するまでに要した、当該超音波の前記インク中の伝播時間を計測し、
前記計測された伝播時間と前記超音波送受信部から前記界面までの距離とに基づいて前記インクの特性を判定する、ことを特徴とするインク特性判定方法。 In an ink characteristic determination method by an ink characteristic determination device that determines the characteristics of ink stored in an ink container,
The ink characteristic determination apparatus includes at least an ultrasonic transmission / reception unit configured by arranging a plurality of transmission / reception elements that transmit and receive ultrasonic waves in a line,
The ultrasonic wave transmitted from each of the plurality of transmission / reception elements is phase-shifted for each transmission / reception element to give directivity to the ultrasonic transmission characteristics of the ultrasonic transmission / reception unit, and then from the ultrasonic transmission / reception unit Send ultrasonic waves to the ink in the ink container,
The plurality of transmission / reception elements constituting the ultrasonic transmission / reception unit receive reflected waves of the ultrasonic waves that arrive after being reflected at the interface of the ink,
The reflected waves received by each of the plurality of transmitting / receiving elements are phase-shifted and combined for each transmitting / receiving element, thereby giving directivity to the ultrasonic reception characteristics of the ultrasonic transmitting / receiving unit,
Measured the propagation time of the ultrasonic wave in the ink required from the transmission of the ultrasonic wave to reception of the reflected wave,
An ink characteristic determination method, wherein the ink characteristic is determined based on the measured propagation time and a distance from the ultrasonic transmission / reception unit to the interface.
前記インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、
前記プログラムが、
前記複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相することで前記超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を持たせた上で、当該超音波送受信部から前記インク容器内の前記インクへ超音波を送信させる処理と、
前記超音波送受信部を構成している前記複数の送受信素子に、前記インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信させる処理と、
前記複数の送受信素子の各々が受信した前記反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、前記超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を持たせる処理と、
前記超音波を送信してから前記反射波を受信するまでに要した、当該超音波の前記インク中の伝播時間を計測する処理と、
前記計測された伝播時間と前記超音波送受信部から前記界面までの距離とに基づいて前記インクの特性を判定する処理と、
を前記演算処理装置に行わせることを特徴とするプログラム。 A program for causing an arithmetic processing device to perform determination of ink characteristics by an ink characteristic determination device that determines characteristics of ink stored in an ink container,
The ink characteristic determination apparatus includes at least an ultrasonic transmission / reception unit configured by arranging a plurality of transmission / reception elements that transmit and receive ultrasonic waves in a line,
The program is
The ultrasonic transmission / reception unit with the directivity of the ultrasonic transmission characteristics of the ultrasonic transmission / reception unit by shifting the phase of the ultrasonic wave transmitted from each of the plurality of transmission / reception elements. A process of transmitting ultrasonic waves from the ink to the ink in the ink container;
A process of causing the plurality of transmitting and receiving elements constituting the ultrasonic transmitting and receiving unit to receive reflected waves of the ultrasonic waves that arrive after being reflected at the interface of the ink;
A process of giving directivity to the ultrasonic reception characteristics of the ultrasonic transmission / reception unit by shifting and synthesizing the reflected wave received by each of the plurality of transmission / reception elements for each transmission / reception element;
A process of measuring the propagation time of the ultrasonic wave in the ink required from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave;
A process of determining the characteristics of the ink based on the measured propagation time and the distance from the ultrasonic transmission / reception unit to the interface;
A program for causing the arithmetic processing unit to perform the following.
前記インク特性判定装置が特性の判定を行う対象とするインクを貯えるインク容器と、
前記インク容器に貯えられている前記インクを用いて記録媒体上に記録処理を行わせる画像記録部と、を少なくとも備える、ことを特徴とする画像記録装置。 The ink characteristic determination device according to any one of claims 1 to 6,
An ink container for storing ink to be subjected to characteristic determination by the ink characteristic determination device;
An image recording apparatus comprising at least an image recording unit that causes a recording process to be performed on a recording medium using the ink stored in the ink container.
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---|---|---|---|---|
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-
2007
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