JP2009083294A - Ink characteristics determination device, ink characteristics determination method, program, and image recording device - Google Patents

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JP2009083294A JP2007256280A JP2007256280A JP2009083294A JP 2009083294 A JP2009083294 A JP 2009083294A JP 2007256280 A JP2007256280 A JP 2007256280A JP 2007256280 A JP2007256280 A JP 2007256280A JP 2009083294 A JP2009083294 A JP 2009083294A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink characteristics determination device which determines whether ink in a vessel is a prescribed type, an ink characteristics determination method, a program, and an image recording device. <P>SOLUTION: An ultrasonic wave transmitting and receiving section 3 is structured by arranging a plurality of transmitting and receiving elements transmitting and receiving ultrasonic waves in a row, transmits ultrasonic waves to ink in an ink vessel and receives reflected waves arriving, reflecting from an ink interface. A propagation time measuring section 2 measures propagation time of ultrasonic waves in the ink from the transmission of the ultrasonic waves to the reception of the reflected waves, and has a variable phase shifting section giving directionality to ultrasonic wave transmission and receiving characteristics of an ultrasonic wave transmitting and receiving section 3 by shifting the phase of the ultrasonic waves transmitted to and received from each of the transmitting and receiving elements. An ink characteristics judgment section 8 judges the characteristics of the ink on the basis of the measured propagation time and the distance from the ultrasonic wave transmission and receiving section 3 to the surface of the ink. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

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, Patent Literature 1 discloses an ink tank and an ink tank inspection device.
The ink tank disclosed in Patent Document 1 includes an ink tank main body that stores ink, a prism provided on one surface in the ink tank main body, and an outer surface of the surface on which the prism is provided. And a two-dimensional code seal disposed opposite to each other. Here, the two-dimensional code seal includes information indicating that the ink tank is a genuine product. The prism transmits or reflects the light transmitted through the two-dimensional code seal.

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 Patent Document 1 is included in the red LED that irradiates the two-dimensional code seal with red light and the light that passes through the two-dimensional code seal and reflects the prism of the ink tank. It has an optical system that forms an image of a two-dimensional code, and a CCD monochrome area sensor provided on the imaging surface of this optical system.

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。
特開2003−260804号公報
In the technique disclosed in Patent Document 1, the light emitted from the red LED of the ink tank inspection device is irradiated onto the two-dimensional code seal provided in the ink tank, and the reflected light at this time is reflected on the CCD. Detection is performed by a monochrome area sensor, and the detection result is analyzed. Thus, Patent Document 1 enables detection of the remaining amount of ink in the ink tank and determination of whether the ink tank is non-genuine ink including determination of whether the ink tank is genuine. Technology.
JP 2003-260804 A

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 Patent Document 1, since the prism is provided in the ink tank main body (wall member), the structure of the ink tank main body is limited. For this reason, it is difficult to apply the technique of Patent Document 1 to a flexible ink container whose shape changes, for example.

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 Patent Document 1, the ink tank inspection device has an optical system that forms an image of a two-dimensional code included in light that has passed through the two-dimensional code seal and reflected from the prism of the ink tank. . For this reason, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to strictly define the distance (optical path length) between the prism of the ink tank body and the red LED and CCD monochrome area sensor of the ink tank inspection device. On the other hand, it is desirable that the ink tank be configured to be easily detachable from the image recording apparatus. In order to satisfy such requirements, it is considered that the size and cost of the ink tank and the ink tank inspection apparatus as a whole are increased. However, Patent Document 1 does not particularly describe a holding member for defining the positional relationship between the ink tank main body and the ink tank inspection device.

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 characteristic determination apparatus 1 shown in FIG. 1 determines the characteristics of the ink liquid 13 contained in the ink container 12 shown in FIG. 2, and includes a propagation time measurement unit 2, an ultrasonic transmission / reception unit 3, And a control unit 7 (7A, 7B).

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 time measurement unit 2 performs drive control of the transmission / reception unit 4 and measurement of an elapsed time required to detect the ultrasonic signal that has been reflected by the reflection part and returned after the ultrasonic signal is oscillated.
The ultrasonic transmission / reception unit 3 detects ultrasonic reflected waves emitted by itself by transmitting / receiving ultrasonic waves. The ultrasonic transmission / reception unit 3 includes a transmission / reception unit 4 and a sound absorbing member 5, which are supported by a support member 6.

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 / reception unit 4 is a piezoelectric vibrator, for example, and transmits and receives ultrasonic waves under the control of the propagation time measurement unit 2.
The sound absorbing member 5 absorbs the sound that is considered to affect the detection of the sound speed of the ink liquid 13 among the ultrasonic waves emitted from the transmission / reception unit 4 in order to prevent ultrasonic interference.

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 image recording apparatus 11 described later, and details thereof will be described later. The control unit 7 in the embodiment of the ink characteristic determination device 1 is referred to as a control unit 7A, and the control unit 7 in the embodiment of the image recording device 11 having the ink characteristic determination device 1 described later is referred to as a control unit 7B. I will do it.

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 characteristic determination unit 8 calculates the speed of sound of ink and determines the characteristic of ink. The ink characteristic determination unit 8 may be configured, for example, by causing the MPU 41 to execute a program stored in the ROM 42 described later, and may be configured as hardware as a signal processing circuit controlled by the MPU 41 described later. You may make it comprise.

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 characteristic determination unit 8.

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 ink supply pipe 21 is connected to the lower surface of the ink container 12. The other end of the ink supply pipe 21 is immersed in the ink liquid 13 in the reservoir tank 23.

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 / reception unit 2 that is one of the components of the ink characteristic determination device 1 is installed on the inner side surface of the ink supply tube 21 directly below the ink container 12 and is immersed in the ink liquid 13. As described above, the ultrasonic transmission / reception unit 2 controls the ink liquid 13 contained in the ink container 12 under the control of the control unit 7A, which is another component of the ink characteristic determination device 1. Transmission of a sound wave and reception of the ultrasonic wave reflected and returned by a reflection part to be described later are performed.

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 valve 22 is provided in the ink supply pipe 21 in the middle from the ultrasonic transmission / reception unit 2 to the reservoir tank 23.
On the upper surface of the reservoir tank 23 having a sealed structure, an air release pipe 25-1 having an on-off valve 24-1 is provided. In the reservoir tank 23, the other end of the ink liquid supply tube 26 whose one end is connected to the distributor 27 is immersed in the ink liquid 13.

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 distributor 27 having a sealed structure. In addition, an ink inlet channel 28 is provided on the lower surface of the distributor 27. The ink inlet channel 28 is connected to the ink head 30 via an ink channel sealing mechanism 29. The ink head 30 discharges the ink liquid 13 to the image recording medium 10 conveyed below the ink head 30. Note that the height position of the lower surface of the ink head 30 is arranged at a position higher than the height of the interface (ink liquid surface) of the ink liquid 13 in the reservoir tank 23 by the height H.

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 ink liquid 13 is distributed from the ink container 12 through the reservoir tank 23 when the on-off valve 22 and the air release valve 24-2 are opened with the air release valve 24-1 closed in FIG. 27. The ink liquid 13 in the distributor 27 is then sent to the ink head 30 through the ink inlet flow path 28 and discharged toward the recording medium 10 from the plurality of nozzles of the ink head 30. The ink liquid 13 is sent from the ink container 12 to the reservoir tank 23 when the on-off valve 22 and the air release valve 24-1 are opened while the air release valve 24-2 is closed.

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 characteristic determination apparatus 1 shown in FIG.
As described above, the transmission / reception unit 4 is supported by the support member 6 and provided in the ultrasonic transmission / reception unit 2 together with the sound absorbing member 5. The transmission / reception unit 4 includes at least transmission / reception elements 36-1 to 36-m.

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 time measurement unit 2 includes an oscillation unit 32, a variable phase shift unit 31, a synthesis unit 33, a detection unit 34, and a measurement unit 35. Here, the oscillating unit 32 oscillates an ultrasonic signal, and the variable phase shift unit 31 shifts the phase of the ultrasonic signal. The synthesizing unit 33 synthesizes the received ultrasonic signals, and the detection unit 34 detects the synthesized ultrasonic signals and detects their signal levels. The measurement unit 35 oscillates the ultrasonic signal by the oscillating unit 32 and then detects the ultrasonic signal that has been reflected and returned by the reflection part in the ink container 12 whose distance is known until the detection unit 34 detects the ultrasonic signal. Measure the time required for.

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 characteristic determination unit 8 calculates the sound speed of the ink and determines the characteristic of the ink. In the configuration illustrated in FIG. 3, the ink characteristic determination unit 8 is configured by causing the MPU 41 to execute a control program stored in advance in the ROM 42.

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 characteristic determination unit 8 is executed by the MPU 41, the control unit 7A first instructs the oscillation unit 32 included in the propagation time measurement unit 2 to oscillate.
In response to this instruction, the oscillating unit 32 generates an ultrasonic signal, inputs it to a communication line (not shown), and transmits it to the variable phase shift unit 31. In addition, the oscillating unit 32 generates an ultrasonic signal, and simultaneously inputs an ultrasonic pulse oscillation start signal notifying that the ultrasonic signal has been generated to a communication line (not shown) and transmits the signal to the measuring unit 35. .

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 phase shift unit 31 performs distribution and phase shift of the ultrasonic signals according to the arrangement positions of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n in accordance with instructions from the control unit 7A. Details of the operation of the variable phase shifter 31 will be described later.

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 ink liquid 13 when the phase-shifted signal is sent from the variable phase shift unit 31 via the signal communication line β.
The transmitted ultrasonic wave propagates through the ink liquid 13, is reflected by the reflection portion, and returns to the transmission / reception unit 4. The state of propagation of this ultrasonic wave will be described later.

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 / reception unit 4 generate an ultrasonic signal corresponding to the magnitude of the ultrasonic wave, input it to the signal communication line β, and perform variable transfer. It transmits to the phase part 31.

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 phase shift unit 31 performs phase shift of the ultrasonic signal according to the arrangement positions of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n according to the instruction from the control unit 7A. Thereafter, the phase-shifted ultrasonic signal is input to a signal line (not shown) and transmitted to the combining unit 33. The synthesizer 33 synthesizes the phase-shifted ultrasonic signal. Details of the operations of the variable phase shifter 31 and the combining unit 33 will be described later.

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 detection unit 34. The detector 34 detects the ultrasonic signal transmitted from the synthesizer 33 and detects the signal level. Here, when an ultrasonic signal is detected as described later, the detection unit 34 inputs the ultrasonic pulse reception signal to a signal line (not shown) and transmits the signal to the measurement unit 35.

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 unit 32, the measuring unit 35 starts measuring time, and when receiving the ultrasonic pulse receiving signal from the detecting unit 34, the measuring unit 35 ends the time measuring and acquires time measuring information indicating the time measuring result. . This timing information is input to the measurement result communication line γ and transmitted to the control unit 7A. Note that the measurement unit 35 may be configured, for example, by causing the MPU 41 to execute a program stored in the ROM 42, and may be configured by hardware as a signal processing circuit controlled by the MPU 41 described later. May be.

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 / F unit 45 are connected to each other via a bus 47, and various data can be exchanged under the management of the MPU 41.

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 MPU 41 controls the overall operation of the image recording apparatus 11.
The ROM 42 stores a control program executed by the MPU 41 in advance. By executing this control program, the MPU 41 can function as the ink characteristic determination unit 8 and can control the operation of the entire image recording apparatus 11.

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 RAM 44 is a memory used as a work area as necessary when the MPU 41 executes the ink characteristic determination unit 8.
The I / F (interface) unit 45 manages various data exchanges between the units of the image recording apparatus 11 and the control unit 7A. The I / F unit 45 includes an A / D (analog-digital) conversion unit 46, and converts an electrical signal (analog signal) corresponding to the reception level of the ultrasonic wave received by the transmission / reception unit 4 into digital data. And can be sent to the MPU 41.

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 variable phase shifter 31 about the amount of phase shift. As described above, the signal communication line β performs transmission of a transmission signal from the variable phase shifter 31 to the transmission / reception unit 4 and transmission of a reception signal from the transmission / reception unit 4 to the variable phase shifter 31. As described above, the measurement result communication line γ transmits timing information indicating the timing result of the measurement unit 35 to the control unit 7A.

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 ink container 12 in the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram showing details of the configuration of the peripheral portion of the ink container 12 in the first embodiment of the present invention.

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 ink supply pipe 21 shown in FIG. 2 provided with the ultrasonic transmission / reception unit 3 is connected to the ink container 12 shown in FIG. The ink container 12 is provided with an ink valve (not shown). The ink valve is configured to be open when the ink container 12 is connected to the ink supply pipe 21 and closed when the ink container 12 is removed from the ink supply pipe 21.

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 / reception unit 4 in the ultrasonic transmission / reception unit 3 and reflected by the reflection portion 53a in the ink container wall surface 53 in the open state. Needless to say.

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 ink liquid 13 in the ink container 12 shown in FIG. 4 by the ink characteristic determination apparatus 1 will be described.
First, the control unit 7A gives an instruction to generate an ultrasonic signal of a predetermined level to the oscillation unit 32. In response to this instruction, the oscillating unit 32 generates an ultrasonic signal and sends it to the variable phase shift unit 31. Further, the oscillating unit 32 transmits the above-described ultrasonic pulse oscillation start signal to the measuring unit 35 to notify that the ultrasonic signal has been generated.

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 variable phase shifter 31 performs the distribution and phase shift of the ultrasonic signals according to the arrangement positions of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n in accordance with instructions from the control unit 7A, as will be described later. When the transmission / reception elements 36-1 to 36-n generate and transmit an ultrasonic wave based on the ultrasonic signal, the generated ultrasonic wave is transmitted as a transmission wave 51 toward the reflection part 53a in the ink container wall surface 53. 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 transmission wave 51 is reflected by the reflection portion 53a and becomes a reflected wave 52 directed toward the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.
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 variable phase shifter 31.

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 phase shift unit 31 performs the phase shift of the ultrasonic signal according to the arrangement position of each of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n as described later and sends it to the synthesis unit 33. . The synthesizer 33 synthesizes the phase-shifted ultrasonic signals as will be described later, and sends them to the detector 34.

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 detection unit 34 detects the synthesized ultrasonic signal, detects the signal level, and sends an ultrasonic pulse reception signal corresponding to the detection result to the measurement unit 35.
The measuring unit 35 measures the time required from receiving the ultrasonic pulse oscillation start signal from the oscillating unit 32 to receiving the ultrasonic pulse received signal from the detecting unit 34, and displays time measurement information indicating the measurement result as a control unit. Send to 7A.

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 characteristic determination unit 8, and the time indicated by the timing information, that is, the ultrasonic wave is transmitted between the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n and the reflection portion 53a. The transmission speed is calculated based on the time required for one reciprocation and the distance between the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n and the reflection portion 53a, which is stored in the control unit 7A in advance. Based on the calculation result, the ink characteristics are determined, that is, whether the ink liquid 13 is a predetermined one that is assumed in advance.

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 / reception unit 3 will be described. FIG. 5 schematically shows the structure of the ultrasonic transmission / reception unit.
As described above, the ultrasonic transmission / reception unit 3 includes the transmission / reception unit 4 and the sound absorbing member 5, which are supported by the support member 6. The transmission / reception unit 4 includes, for example, piezoelectric vibration. Transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n as children are provided.

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 / reception unit 4 will be described.
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 reference point 61 is a point on a straight line where the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n are arranged. Further, the angle θ is an angle formed by a straight line in which the transmission / reception elements 36-1 to 36-n are arranged and a straight line orthogonal to the direction of the transmission wave 51 showing the desired directivity in FIG.

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 reference point 61 to the respective transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n, and indicate the arrangement positions of the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.
The variable phase shifter 31 includes variable phase shifters 62-1 to 62-n. The variable phase shifters 62-1 to 62-n are associated with the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n, respectively.

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 variable phase shifter 31 in accordance with the arrangement positions of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n are transmitted from the transmission / reception elements 36-1 to 36-n. At this time, the variable phase shifter 31 transmits the supersonic wave distributed from the oscillating unit 32 so that the ultrasonic wave transmitted and synthesized from each of the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n is directed in a desired direction. Phase the sound signal. In order to do this, the variable phase shifter 31 is configured so that the wavefront 63 of the ultrasonic wave transmitted from each of the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n is orthogonal to the transmission wave 51 indicating the desired direction. Then, the ultrasonic signal is phase-shifted so as to be formed.

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 wavefront 63 can be obtained by the following [Equation 1].

Figure 2009083294
この[数1]式において、dk は、基準点61と送受信素子36−kとの離間距離であり、λは、送受信素子36−1乃至36−nから送信する超音波のインク液13中での波長である。なお、超音波のインク液13中での波長は、インク液13(溶媒)を、送信する超音波の周波数で除算すると求めることができる。なお、インク液13の各溶媒による音速の例としては、溶媒がグリセリンの場合で1920メートル/秒であり、溶媒が水の場合で1480メートル/秒であり、更に溶媒が油の場合で1390メートル/秒である。
Figure 2009083294
In this [Expression 1], d k is a separation distance between the reference point 61 and the transmitting / receiving element 36-k, and λ is in the ultrasonic ink liquid 13 transmitted from the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n. The wavelength at. The wavelength of the ultrasonic wave in the ink liquid 13 can be obtained by dividing the ink liquid 13 (solvent) by the frequency of the ultrasonic wave to be transmitted. In addition, as an example of the sound velocity by each solvent of the ink liquid 13, it is 1920 meters / second when the solvent is glycerin, 1480 meters / second when the solvent is water, and 1390 meters when the solvent is oil. / Sec.

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 unit 4. However, it is desirable to increase the number of transmission / reception elements 36-1 to 36-n provided in the transmission / reception unit 4 because the accuracy of transmission directivity in a desired radiation direction is improved. Further, it is desirable to increase this number from the viewpoint of improving the accuracy of the reception directivity described later and from the viewpoint of increasing the intensity of the ultrasonic signal after synthesis by the synthesizing unit 33. It is preferable to do.

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 wavefront 63 of the ultrasonic wave.
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 Expression 1. Here, when the virtual positions 64-1 and 64-k are connected by a straight line, the ultrasonic wavefront 63 is obtained. The radiation direction of the ultrasonic wave is the direction of an arrow (transmission wave) 51 orthogonal to the ultrasonic wavefront 63. This direction is a direction deflected by an angle θ with respect to the direction in which the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n are arranged.

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 / reception unit 4 with the desired directivity as described above are reflected by the reflection portion 53 a in the ink container wall surface 53 and returned to the transmission / reception unit 4. Next, the principle of giving desired directivity to the transmission / reception unit 4 that receives this ultrasonic wave will be described.

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 portion 53a arrive at the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n of the receiving unit 4. The transmission / reception elements 36-1 to 36-n excite ultrasonic signals when receiving the ultrasonic waves. The excited ultrasonic signal is transmitted to the variable phase shifter 31.

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 variable phase shifter 31 performs a phase shift process on the ultrasonic signals sent from each of the transmission / reception elements 36-1 to 36 -m and transmits the ultrasonic signal to the combining unit 33. The synthesizer 33 synthesizes the ultrasonic signal that has been subjected to the phase shift process. The phase shift process by the variable phase shifter 31 and the synthesis process by the synthesizer 33 give directivity to the reception of ultrasonic waves by the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.

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 reference point 61 is a point on a straight line where the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n are arranged. Further, the angle θ is an angle formed by a straight line in which the transmission / reception elements 36-1 to 36-n are arranged and a straight line orthogonal to the direction of the reception wave 52 indicating a desired arrival direction in FIG.

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 reference point 61 to the respective transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n, and indicate the arrangement positions of the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.
The variable phase shifter 31 includes variable phase shifters 62-1 to 62-n. The variable phase shifters 62-1 to 62-n are associated with the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n, respectively.

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 ultrasonic wavefronts 63 that can be best received by the transmitting and receiving elements 36-1 to 36-n by performing the phase shift process and the synthesis process. It is for decision.

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 ultrasonic wavefront 63 is obtained. The arrival direction in which the ultrasonic wave can be received best is the direction of an arrow (reception wave) 52 orthogonal to the wavefront 63 of the ultrasonic wave. This direction is a direction deflected by an angle θ with respect to the direction in which the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n are arranged.

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 synthesizer 33 synthesizes ultrasonic signals excited in each of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n by receiving the ultrasonic waves. The synthesis process at this time is performed according to the following [Equation 2].

Figure 2009083294
この[数2]式においては、Esum(t)が合成部33からの合成出力であり、Ak が送受信素子36−k(k=1、2、…、n)にかけられる重み(送受信素子36−kの能率)であり、jが電流密度である。また、E0 (t)は、発振部32により発振される超音波信号の基準振幅に対応する振幅量である。このような合成処理により、合成部33で合成されて出力される超音波信号は、矢印(受信波)52の方向から到来する超音波についてのものが最大となる。
Figure 2009083294
In this [Expression 2], Esum (t) is the combined output from the combining unit 33, and A k is a weight (transmitting / receiving element 36) applied to the transmitting / receiving elements 36-k (k = 1, 2,..., N). -K efficiency), and j is the current density. E 0 (t) is an amplitude amount corresponding to the reference amplitude of the ultrasonic signal oscillated by the oscillating unit 32. As a result of such synthesis processing, the ultrasonic signal synthesized and output by the synthesis unit 33 is maximized for the ultrasonic wave coming from the direction of the arrow (received wave) 52.

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 synthesizer 33 when receiving an ultrasonic wave.
In FIG. 8, the horizontal axis represents the elapsed time, and represents the signal level of the ultrasonic signal output from the synthesis unit 33, that is, the reception level (reception amount) of the ultrasonic wave received by the transmission / reception unit 4.

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 waveform 71 is obtained by directly receiving the ultrasonic wave transmitted by the transmission / reception unit 4 itself. A waveform 72 is obtained when the transmitting / receiving unit 4 receives the ultrasonic wave that is radiated from the transmitting / receiving unit 4 into the ink liquid 13 and then reflected by the reflecting portion 53a.

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 waveform 71 is referred to as “transmission waveform 71”, and the waveform 72 is referred to as “reflection waveform 72 from the reflection portion 53a”.
In the waveform example illustrated in FIG. 8, the transmission waveform 71 is not necessary for detecting the characteristics of the ink liquid 13, and only the reflection waveform 72 from the reflection portion 53a is necessary. Here, it is clear that the elapsed time from when the transmission / reception unit 4 transmits an ultrasonic wave until the transmission waveform 71 is received is constant, and is received before the reflection waveform 72 from the reflection part 53a. .

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 measurement unit 35 of the propagation time measurement unit 2, the detection start time Tth is set in advance, and the transmission / reception unit 4 receives the ultrasonic wave from the transmission / reception unit 4 until the detection start time Tth elapses. Ignore the waveform for ultrasound.

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 transmission waveform 71 is obtained and shorter than the elapsed time when the reflected waveform 72 from the reflection portion 53a is obtained earliest. By setting the measurement unit 35 in this way, the transmission waveform 71 is excluded from the signal waveform obtained based on the reception of the ultrasonic wave by the transmission / reception unit 4, so that the reflection waveform 72 from the reflection region 53 a is displayed. Based on this, it is possible to appropriately calculate the speed of sound in the ink liquid 13.

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 detection unit 34 so that the waveform of the ultrasonic wave whose reception level of the ultrasonic wave received by the transmission / reception unit 4 is less than the reflection reference value Δth is ignored. . The reflection reference value ATh may be set to a value smaller than the maximum value of the reflection waveform 72 from the reflection portion 53a. By setting in this way, the detection unit 34 performs the detection by excluding the waveform corresponding to the noise component from the signal waveform obtained based on the reception of the ultrasonic wave by the transmission / reception unit 4. The sound speed in the ink liquid 13 can be calculated more appropriately based on the reflected waveform 72 from the portion 53a.

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 / reception unit 4 and propagating through the ink liquid 13 and returning after being reflected by the reflection portion 53a is constant. The path length of this propagation path is stored in advance in the control unit 7A, and the control unit 7A is based on this path length and the propagation time of the ultrasonic wave of the propagation path measured by the measurement unit 35. The speed of the ultrasonic wave propagating through the ink liquid 13 is calculated, and based on the calculation result, the ink characteristics are determined, that is, whether the ink liquid 13 is a predetermined one that is assumed in advance.

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 MPU 41 reading and executing the control program stored in the ROM 42, and functions as the ink characteristic determination unit 8.

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 control unit 7 </ b> A first performs a process of controlling the propagation time measuring unit 2 to measure the time during which the ultrasonic wave propagates through the ink liquid 13 in S <b> 1. Details of the measurement control process will be described later.

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 control unit 7 </ b> A is a distance stored in the control unit 7 </ b> A in advance in one round-trip distance from the ultrasonic transmission / reception unit 3 to the reflection part 53 a, and the superimposition measured by the propagation time measurement unit 2. Based on the time during which the sound wave propagates through the ink liquid 13, a process for obtaining the speed of sound when the ultrasonic wave propagates through the ink liquid 13 is performed. Details of the sound speed calculation process will be described later.

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 oscillation unit 32 to oscillate ultrasonic waves. In subsequent step S12, the control unit 7A gives an instruction to the measurement unit 35, and the ultrasonic waves are applied to the ink liquid. The time which propagates through 13 is measured. In response to this instruction, the oscillating unit 32 starts oscillating ultrasonic waves and transmits the above-described ultrasonic pulse oscillation start signal to the measuring unit 35. When the measurement unit 35 receives this ultrasonic pulse oscillation start signal after receiving the instruction from the control unit 7A, it starts measuring time.

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 phase shift unit 31 so that the ultrasonic waves transmitted from the oscillation unit 32 are placed at the arrangement positions of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n. A process for distributing the ultrasonic signal and shifting the phase is performed.

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 phase shift unit 31 to apply the phase-shifted ultrasonic signal to the transmitting and receiving elements 36-1 to 36-n and transmit the ultrasonic wave. Process. By this processing, ultrasonic waves are transmitted from the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n to the ink liquid 13.

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 reflection part 53a for the ultrasonic wave transmitted to the ink liquid 13, and is generated. A process of transmitting the ultrasonic wave to the variable phase shifter 31 is performed.

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 phase shift unit 31 and transmits / receives the transmission / reception elements 36-1 to 36- to the ultrasonic signals transmitted from the transmission / reception elements 36-1 to 36-n. A process of performing phase shift according to each arrangement position of n and transmitting to the combining unit 33 is performed.

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 control unit 7 </ b> A instructs the synthesis unit 33 to perform a process of synthesizing the ultrasonic signal transmitted from the variable phase shift unit 31 and transmitting the synthesized signal to the detection unit 34.
In S18, the control unit 7A receives time information indicating the measurement result of the current time from the measurement unit 35, and the time indicated by the time information has passed the detection start time Tth (see FIG. 8). The process which determines whether it is in is performed. Here, when it is determined that the detection time has passed the detection start time Tth (when the determination result is Yes), the control unit 7A advances the process to S19. On the other hand, when the control unit 7A determines that the detection time has not yet passed the detection start time Tth (when the determination result is No), the control unit 7A continues until the detection time Tth has passed the detection start time Tth. Repeat the process.

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 detection unit 34 to detect the ultrasonic signal transmitted from the synthesis unit 33 and detect the signal level, and the ultrasonic signal is reflected. A process of determining whether or not the reflected waveform 72 from the portion 53a can be considered is performed. The detection unit 34 makes this determination based on whether or not the signal level detected by detecting the ultrasonic signal is equal to or higher than the above-described reflection reference value Δth (see FIG. 8). That is, when the detection unit 34 determines that the detection level of the ultrasonic signal is equal to or greater than the reflection reference value Δth (when the determination result is Yes), the control unit 7A determines that the ultrasonic signal is a reflection part. It is assumed that the reflected waveform 72 is from 53a, and the process proceeds to S20. On the other hand, when the detection unit 34 determines that the detection level of the ultrasonic signal is less than the reflection reference value Δth (when the determination result is No), the control unit 7A determines that the ultrasonic signal is a reflection part. The process of S19 is repeated until the reflected waveform 72 from 53a is not considered and the detection level of the ultrasonic signal is equal to or greater than the reflection reference value Δth.

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 measurement unit 35, performs a process of stopping the time for which the ultrasonic wave propagates through the ink liquid 13, and thereafter returns the process to FIG.
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 / reception unit 3 to the reflection part 53a, which is the distance stored in the control unit 7A in advance, is shown in FIG. The control unit 7A performs a calculation process in which the ultrasonic wave measured by the measurement unit 35 by the process up to S20 in the measurement control process shown in FIG. Is calculated. And control part 7A returns processing to Drawing 9 after finishing this processing.

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 ink container 12 to be a predetermined one that is assumed in advance. Then, the process proceeds to S32. On the other hand, when the control unit 7A determines that the sound velocity of the ink is different from that assumed (when the determination result is No), the ink in the ink container 12 is regarded as an unexpected one. Then, the process proceeds to S33.

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 ink container 12 is a predetermined one that is assumed in advance in the RAM 44 of the control unit 7A, and thereafter the process shown in FIG. Return processing.

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 ink container 12 is not expected in the RAM 44 of the control unit 7A, and then returns the processing to FIG.

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 ink liquid 13 in the ink container 12 can be determined.
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 phase shift unit 31, the oscillation unit 32, the synthesis unit 33, and the detection unit 34 are provided. Since the ink characteristic determination device 1 is provided, it is possible to transmit ultrasonic waves in a desired direction in the ink container 12 and receive reflected waves from the desired direction in the ink container 12. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to determine the characteristics of the ink in the ink container 12 without providing a dedicated member for determining the ink characteristics in the ink container 12. It is possible to eliminate poor ink and ink in an inappropriate state.

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 ink container 12 in the second embodiment. The manner of detecting the characteristics of the ink liquid 13 in this embodiment will be described with reference to FIG.

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 ink container 12 in the second embodiment shown in FIG. 13 has flexibility. The ink container 12 and the ink supply pipe 21 are connected by an ink container connecting portion (not shown). The ink container 12 is provided with an ink valve (not shown). The ink valve is configured to be open when the ink container 12 is connected to the ink supply pipe 21 and closed when the ink container 12 is removed from the ink supply pipe 21.

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 / reception unit 4 in the ultrasonic transmission / reception unit 3 and reflected by the reflection portion 53a in the open state.

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 container holding mechanism 81 that holds the flexible ink container 12 and a pressing mechanism 82 that presses the ink container 12 between the ink container holding mechanism 81. Is provided, and the inner wall surface of the ink container 12 is used as a reflection portion 53a.

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 ink liquid 13 in the ink container 12 shown in FIG. 13 by the ink characteristic determination apparatus 1 will be described.
First, the control unit 7A gives an instruction to generate an ultrasonic signal of a predetermined level to the oscillation unit 32. In response to this instruction, the oscillating unit 32 generates an ultrasonic signal and sends it to the variable phase shift unit 31. Further, the oscillating unit 32 transmits the above-described ultrasonic pulse oscillation start signal to the measuring unit 35 to notify that the ultrasonic signal has been generated.

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 phase shift unit 31 performs the distribution and phase shift of the ultrasonic signals according to the arrangement positions of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n in accordance with the instruction from the control unit 7A as described above. When the transmission / reception elements 36-1 to 36-n generate and transmit an ultrasonic wave based on the ultrasonic signal, the generated ultrasonic wave is transmitted as a transmission wave 51 toward the reflection part 53a in the ink container wall surface 53. 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 transmission wave 51 is reflected by the reflection portion 53a and becomes a reflected wave 52 directed toward the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n.
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 variable phase shifter 31.

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 phase shift unit 31 performs the phase shift of the ultrasonic signal according to the arrangement position of each of the transmission / reception elements 36-1 to 36-n as described above and sends it to the synthesis unit 33. . The synthesizer 33 synthesizes the phase-shifted ultrasonic signals as described above and sends them to the detector 34.

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 detection unit 34 detects the synthesized ultrasonic signal, detects the signal level, and sends an ultrasonic pulse reception signal corresponding to the detection result to the measurement unit 35.
The measuring unit 35 measures the time required from receiving the ultrasonic pulse oscillation start signal from the oscillating unit 32 to receiving the ultrasonic pulse received signal from the detecting unit 34, and displays time measurement information indicating the measurement result as a control unit. Send to 7A.

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 characteristic determination unit 8, and the time indicated by the timing information, that is, the ultrasonic wave is transmitted between the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n and the reflection portion 53a. The transmission speed is calculated based on the time required for one reciprocation and the distance between the transmitting / receiving elements 36-1 to 36-n and the reflection portion 53a, which is stored in the control unit 7A in advance. Based on the calculation result, the ink characteristics are determined, that is, whether the ink liquid 13 is a predetermined one that is assumed in advance.

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 phase shift unit 31, the oscillation unit 32, the synthesis unit 33, and the detection unit 34 are provided. Since the ink characteristic determination device 1 is provided, it is possible to transmit ultrasonic waves in a desired direction in the ink container 12 and receive reflected waves from the desired direction in the ink container 12. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to determine the characteristics of the ink in the ink container 12 having flexibility without providing a dedicated member for determining the ink characteristics in the ink container 12. Thus, it is possible to eliminate poor ink and ink in an inappropriate state.

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 characteristic determination device 1 will be described.
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 image recording apparatus 11 may be any apparatus that records an image on a recording material based on image data, such as a printer apparatus, a facsimile apparatus, and a copying apparatus. The image recording apparatus 11 includes the ink characteristic determination apparatus 1 that determines the characteristics of the ink liquid 13 stored in the ink container 12, the ink container 12 that stores ink, and an image recording that records an image on a recording medium. And at least a portion 29.

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 image recording unit 29 includes at least a recording head driving unit 92 and a recording head 93, and a carriage 91 that holds them. The image recording unit 29 is connected to the I / F unit 45 of the control unit 7B, and the operation of the image recording unit 29 is controlled by the control unit 7B.

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 control unit 7B performs overall control of various operations of the image recording apparatus 11 by executing various control programs stored in advance in the ROM 42 by the MPU 41. That is, the control unit 7B provides a function of the control unit 7A that performs overall control of the operation of the ink characteristic determination device 1 by executing a control program for configuring the ink characteristic determination unit 8 by the MPU 41. Further, the control unit 7B provides a function of performing overall control of the image recording operation in the image recording apparatus 11 by executing a control program for configuring the image recording control unit 94 by the MPU 41.

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 recording control unit 94 may be configured by the MPU 41 executing a program stored in the ROM 42, and as a signal processing circuit controlled by the MPU 41. You may make it comprise with hardware.

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 image recording apparatus 11 is performed as follows. That is, first, a recording medium detection unit (not shown) detects, for example, the leading end of the recording medium 10 (see FIG. 2) conveyed along a conveyance path (not shown). Then, using the detection information as a trigger, a conveyance information generation unit (not shown), which is a rotary encoder, for example, generates a cumulative number of pulses indicating the progress of conveyance of the recording medium 10. The control unit 7B functioning as the image recording control unit 94 has a timing at which the accumulated pulse number coincides with the accumulated pulse number corresponding to each separation distance of the recording head 93 stored in advance in the ROM 42. The drive unit 92 is controlled. Thus, the recording process on the recording medium 10 is realized.

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 image recording apparatus 11 will be described.
First, the control unit 7B causes the ink characteristic determination device 1 to determine the characteristic of the ink liquid 13 in the ink container 12. Note that the operation for ink characteristic determination performed by the ink characteristic determination device 1 at this time is the same as that in the other embodiments described above, and thus the description thereof is omitted here. Here, when the ink characteristic determination device 1 determines that the ink in the ink container 12 is not a predetermined one that is assumed in advance, the control unit 7B notifies the upper device to that effect, and performs the subsequent recording processing. Do not.

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 control unit 7B instructs the feeding mechanism (not shown) to start conveying the recording medium 10. Then, a transport driving unit (not shown) that drives a transport mechanism (not shown) that transports the recording medium 10 on the transport path is operated.

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 control unit 7B causes the feeding mechanism (not shown) to pick up the uppermost one of the recording media 10 loaded on the storage tray (not shown) one by one to the downstream side of the transport path. Let them feed.

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 control unit 7B receives a notification from the recording medium detection unit that the front end of the fed recording medium 10 has been detected, for example, the control unit 7B accumulates the number of pulses generated by the conveyance information generation unit. Start.

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 control unit 7B places the recording medium 10 delivered from the feeding mechanism on a conveying member (not shown) of the conveying mechanism and further conveys the recording medium 10 to the downstream side of the conveying path.
Here, in the control unit 7B, the accumulated pulse number by the rotary encoder in the conveyance information generating unit (not shown) matches the accumulated pulse number corresponding to each separation distance of the recording head 93 stored in advance in the nonvolatile memory. From the timing, the image data stored in the RAM 44 of the control unit 7B is sequentially read. Then, the control unit 7B controls the recording head driving unit 92 in accordance with the sequentially read image data, and performs recording processing on the recording medium 10 by ejecting ink from each nozzle provided in the recording head 93.

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 phase shift unit 31, the oscillation unit 32, the synthesis unit 33, and the detection unit 34 are provided. Since the image recording apparatus 11 is configured by including the ink characteristic determination apparatus 1 configured as described above, transmission of ultrasonic waves in a desired direction in the ink container 12 and reflection from a desired direction in the ink container 12 are performed. Wave reception is possible. Therefore, according to the third embodiment, it is possible to determine the characteristics of the ink in the flexible ink container 12 without providing a dedicated member for determining the ink characteristics in the ink container 12. Thus, it is possible to perform good recording processing on the recording medium 10 by removing poor ink and ink in an inappropriate state.

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 image recording apparatus 11 itself is damaged and unusable by using poor ink or ink in an inappropriate state.
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.

本発明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。1 is a conceptual block diagram of an ink characteristic determination device according to the present invention. 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。FIG. 2 is a diagram illustrating a path of ink liquid in an image recording apparatus including the ink characteristic determination device illustrated in FIG. 1. 図1に示したインク特性判定装置1の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the ink characteristic determination apparatus 1 shown in FIG. 本発明の第一実施形態におけるインク容器の周辺部分の構成の詳細を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing details of a configuration of a peripheral portion of the ink container in the first embodiment of the present invention. 超音波送受信部の構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed the structure of the ultrasonic transmission / reception part typically. 送受信素子による超音波の送信時における物理的作用を説明する図である。It is a figure explaining the physical effect | action at the time of transmission of the ultrasonic wave by a transmission / reception element. 送受信素子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る。It is a figure explaining the physical effect | action at the time of reception of the ultrasonic wave by a transmission / reception element. 超音波の受信時に合成部から出力される超音波信号の波形例を示す図である。It is a figure which shows the example of a waveform of the ultrasonic signal output from a synthetic | combination part at the time of the reception of an ultrasonic wave. 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図である。It is the figure which showed the processing content of the ink characteristic determination processing with the flowchart. 計測制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。It is the figure which showed the processing content of the measurement control process with the flowchart. 音速算出処理の処理内容をフローチャートで示した図である。It is the figure which showed the processing content of the sound speed calculation process with the flowchart. 判定処理の処理内容をフローチャートで示した図である。It is the figure which showed the processing content of the determination process with the flowchart. 本発明の第二実施形態におけるインク容器の周辺部分の構成の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the structure of the peripheral part of the ink container in 2nd embodiment of this invention. 本発明に係る画像記録装置の概念的なブロック図である。1 is a conceptual block diagram of an image recording apparatus according to the present invention. 図14に示した画像記録装置の構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure of the image recording apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1 Ink characteristic determination apparatus 2 Propagation time measurement part 3 Ultrasonic transmission / reception part 4 Transmission / reception part 5 Sound absorption member 6 Support member 7 (7A, 7B) Control part 8 Ink characteristic determination part 10 Recording medium 11 Image recording apparatus 12 Ink container 13 Ink liquid DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Ink supply pipe 22 On-off valve 23 Reservoir tank 24-1, 24-2 Atmospheric release valve 25-1, 25-2 Atmospheric release pipe 26 Ink liquid supply tube 27 Distributor 28 Ink liquid flow path 29 Ink flow path seal Stop mechanism 30 Ink head 31 Variable phase shifter 32 Oscillator 33 Synthesizing unit 34 Detector 35 Measuring unit 36-1 to 36-n Transmitting / receiving element 41 MPU
42 ROM
44 RAM
45 I / F unit 46 Analog-digital conversion unit 47 Bus 51 Transmitted wave 52 Reflected wave 53 Ink container wall surface 53a Reflected part 54 Ink container connecting part 61 Reference point 62-1 to 62-n Variable phase shifter 63 Wavefront 64-1 To 64-m virtual position 71 transmission waveform 72 reflection waveform from reflection part 81 ink container holding mechanism 82 pressing mechanism 91 carriage 92 recording head driving unit 93 recording head 94 image recording control unit d1 to dn separation distance from reference point Tth detection Start time Δth Reflected wave reference value α Variable phase shifter control communication line β Signal communication line γ Metering result communication line

Claims (11)

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、
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.
前記インク特性判定部は、前記伝播時間と前記距離とに基づいて算出される、前記超音波が前記インク中を伝播するときの音速に基づいて、当該インクの特性を判定する、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 ink characteristic determination unit determines the characteristic of the ink based on the speed of sound when the ultrasonic wave propagates through the ink, which is calculated based on the propagation time and the distance. The ink characteristic determination apparatus according to claim 1. 前記インクインク特性判定装置は、前記インク特性判定部を少なくとも備える制御部を更に備えており、
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.
前記伝播時間計測部は、
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.
前記インクの界面は、前記インク容器の内壁面であること、を特徴とする請求項1に記載のインク特性判定装置。   The ink characteristic determination apparatus according to claim 1, wherein the ink interface is an inner wall surface of the ink container. 前記インク容器は可撓性を有しており、周囲から当該インク容器を押圧する機構に収納されている、ことを特徴とする請求項5に記載のインク特性判定装置。   The ink characteristic determination apparatus according to claim 5, wherein the ink container has flexibility and is stored in a mechanism that presses the ink container from the periphery. 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、
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.
前記インクの特性の判定では、前記伝播時間と前記距離とに基づいて算出される、前記超音波が前記インク中を伝播するときの音速に基づいて、当該インクの特性の判定を行う、ことを特徴とする請求項7に記載のインク特性判定方法。   In determining the ink characteristics, the ink characteristics are determined based on the speed of sound when the ultrasonic wave propagates through the ink, which is calculated based on the propagation time and the distance. The ink characteristic determination method according to claim 7, wherein the ink characteristic is determined. 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、
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.
前記インクの特性を判定する処理では、前記伝播時間と前記距離とに基づいて算出される、前記超音波が前記インク中を伝播するときの音速に基づいて、当該インクの特性の判定を行う、ことを特徴とする請求項9に記載のプログラム。   In the process of determining the characteristics of the ink, the characteristics of the ink are determined based on the speed of sound calculated based on the propagation time and the distance and when the ultrasonic wave propagates through the ink. The program according to claim 9. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインク特性判定装置と、
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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017196794A (en) * 2016-04-27 2017-11-02 理想科学工業株式会社 Washing device of printer
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