JP4576958B2 - Printing apparatus and method for detecting state of printing material - Google Patents
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本発明は、印刷装置に関し、特に、印刷装置に装着された印刷材収容体に収容された印刷材の状態を検出する技術に関する。 The present invention relates to a printing apparatus, and more particularly to a technique for detecting a state of a printing material accommodated in a printing material container mounted on the printing apparatus.
印刷材を収容した印刷材収容体(例えば、インクカートリッジ)を装着して、印刷を実行する印刷装置(例えば、インクジェットプリンタ)において、収容している印刷材の状態を検出し、適正な管理を行ないたいという要請が存在する。例えば、容器内に残存するインクの量を測定し、カートリッジ内のインク量を管理することが行われている。 A printing apparatus (for example, an ink jet printer) that performs printing by mounting a printing material container (for example, an ink cartridge) that stores printing material, detects the state of the stored printing material and performs appropriate management. There is a request to do it. For example, the amount of ink remaining in the container is measured to manage the amount of ink in the cartridge.
このような、インク残量を検出する技術の1つに、圧電素子をインク量を測定するセンサとして用いるものが知られている。この技術では、カートリッジ内部のインクが収容される空間(キャビティ)に圧電素子を臨ませ、圧電素子にパルス電圧を印加して、圧電素子を振動させる。この結果生じる圧電素子の振動によって、圧電素子とその周辺領域からなる振動体を共振させる。この共振振動によって圧電素子から出力される電圧の周波数を測定することによって、圧電素子とその周辺領域からなる振動体の固有振動数を得る。そして、得られた固有振動数の違いから、インク量を検出している(例えば、特許文献1)。
しかしながら、従来は、印加するパルス電圧の波形や回数について考慮されていないため、この結果生じる圧電素子の振動によっては、圧電素子とその周辺領域からなる振動体を十分に共振させることができず、共振振動によって圧電素子から出力される電圧が小さくなる場合があった。この結果、電圧の周波数を正しく測定できず、インク残量を精度良く検出できないおそれがあった。このような課題は、インクカートリッジのインク残量の検出に限らず、圧電素子をセンサとして用いて印刷材の状態を検出する技術において、共通する課題であった。 However, conventionally, since the waveform and number of times of the pulse voltage to be applied are not taken into consideration, the vibration of the piezoelectric element generated as a result cannot sufficiently resonate the vibrating body composed of the piezoelectric element and its peripheral region, In some cases, the voltage output from the piezoelectric element is reduced by resonance vibration. As a result, the voltage frequency cannot be measured correctly, and there is a possibility that the remaining amount of ink cannot be detected accurately. Such a problem is not limited to the detection of the remaining amount of ink in the ink cartridge, but is a common problem in the technology of detecting the state of the printing material using a piezoelectric element as a sensor.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、圧電素子をセンサとして用いて印刷材の状態を検出する印刷装置において、その検出精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the detection accuracy of a printing apparatus that detects the state of a printing material using a piezoelectric element as a sensor.
上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明は印刷装置を提供する。本発明の第1の態様に係る印刷装置は、前記印刷材収容体に配置される圧電素子と、前記印刷材が所定の状態にある場合における前記圧電素子の固有振動数に対応する周波数成分を多く含む波形を有する圧電素子駆動電圧を生成する電圧生成手段と、前記生成された圧電素子駆動電圧を前記圧電素子に印加して前記圧電素子を振動させる電圧印加手段と、前記圧電素子駆動電圧の印加後において、振動する前記圧電素子から圧電効果によって出力される電圧の周波数を測定する周波数測定手段と、前記電圧の周波数として検出された前記圧電素子の固有振動数に基づいて、前記印刷材の状態を判定する状態判定手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve at least a part of the above problems, the present invention provides a printing apparatus. The printing apparatus according to the first aspect of the present invention includes a piezoelectric element disposed in the printing material container and a frequency component corresponding to a natural frequency of the piezoelectric element when the printing material is in a predetermined state. Voltage generating means for generating a piezoelectric element driving voltage having a waveform including many; voltage applying means for applying the generated piezoelectric element driving voltage to the piezoelectric element to vibrate the piezoelectric element; and After the application, the frequency measuring means for measuring the frequency of the voltage output from the vibrating piezoelectric element by the piezoelectric effect, and the printing material based on the natural frequency of the piezoelectric element detected as the frequency of the voltage And a state determining means for determining the state.
本発明の態様に係る印刷装置によれば、印刷材が所定の状態にある場合における圧電素子の固有振動数に対応する周波数成分を多く含む波形を有する電圧が圧電素子に印加されるため、印刷材が所定の振動数に対応する状態にある場合には、共振現象によって圧電素子を所定の固有振動数で十分に振動させることができる。この結果、圧電素子から圧電効果によって出力される電圧において、所定の固有振動数に対応する周波数の成分が大きくなる。したがって、出力される電圧の周波数を測定して、圧電素子の固有振動数を検出する際に、印刷材が所定の固有振動数に対応する状態にある場合には、確実に所定の固有振動数を検出することができる。そうすると、印刷材が所定の固有振動数に対応する状態にあることを精度良く判定することができる。 According to the printing apparatus according to the aspect of the present invention, since a voltage having a waveform including many frequency components corresponding to the natural frequency of the piezoelectric element when the printing material is in a predetermined state is applied to the piezoelectric element, printing is performed. When the material is in a state corresponding to a predetermined frequency, the piezoelectric element can be sufficiently vibrated at a predetermined natural frequency by a resonance phenomenon. As a result, in the voltage output from the piezoelectric element due to the piezoelectric effect, the frequency component corresponding to the predetermined natural frequency increases. Therefore, when the frequency of the output voltage is measured to detect the natural frequency of the piezoelectric element, if the printing material is in a state corresponding to the predetermined natural frequency, the predetermined natural frequency is surely determined. Can be detected. Then, it can be accurately determined that the printing material is in a state corresponding to a predetermined natural frequency.
本発明の第1の態様に係る印刷装置において、前記圧電素子駆動電圧の波形は、前記固有振動数における振動の周期と同じ周期で、前記圧電素子に放電を複数回繰り返させる波形であっても良く、前記固有振動数における振動の周期と同じ周期で、前記圧電素子に充電と放電を複数回繰り返させる波形であっても良い。また、前記圧電素子駆動電圧の波形は、前記固有振動数における振動の周期と同じ周期で、電圧の降下を複数回繰り返す波形であっても良く、前記固有振動数における振動の周期と同じ周期で、電圧の上昇と電圧の降下とを複数回繰り返す波形であっても良い。こうすれば、圧電素子を所定の振動数と同じ周期で歪ませることによって、印刷材が所定の固有振動数に対応する状態にある場合には、共振現象によって圧電素子を所定の固有振動数で十分に振動させることができる。 In the printing apparatus according to the first aspect of the present invention, the waveform of the piezoelectric element driving voltage may be a waveform that causes the piezoelectric element to repeat discharge a plurality of times at the same period as the period of vibration at the natural frequency. The waveform may be such that the piezoelectric element is repeatedly charged and discharged a plurality of times with the same period as the vibration period at the natural frequency. The waveform of the piezoelectric element driving voltage may be a waveform having the same period as the vibration period at the natural frequency and repeating a voltage drop a plurality of times. The waveform may be the same period as the vibration period at the natural frequency. The waveform may be such that the voltage rise and the voltage drop are repeated a plurality of times. In this way, when the printing material is in a state corresponding to a predetermined natural frequency by distorting the piezoelectric element at the same cycle as the predetermined frequency, the piezoelectric element is caused to have a predetermined natural frequency by a resonance phenomenon. It can be vibrated sufficiently.
本発明の第1の態様に係る印刷装置において、前記固有振動数は、前記収容室の印刷材が所定量以上である場合における第1の固有振動数であり、前記状態判定手段は、前記検出された前記圧電素子の振動数が前記第1の固有振動数である場合には、前記収容室の印刷材は所定量以上であると判定しても良い。こうすれば、収容室の印刷材は所定量以上であることを精度良く判定することができる。 In the printing apparatus according to the first aspect of the present invention, the natural frequency is a first natural frequency when the printing material in the storage chamber is greater than or equal to a predetermined amount, and the state determination means is the detection unit. If the vibration frequency of the piezoelectric element is the first natural frequency, the printing material in the storage chamber may be determined to be greater than or equal to a predetermined amount. If it carries out like this, it can determine with a sufficient precision that the printing material of a storage chamber is more than predetermined amount.
本発明の第1の態様に係る印刷装置において、前記固有振動数は、前記収容室の印刷材が所定量未満である場合における第2の固有振動数であり、前記状態判定手段は、前記検出された前記圧電体の振動数が前記第2の固有振動数である場合には、前記収容室の印刷材は所定量未満であると判定しても良い。こうすれば、収容室の印刷材は所定量未満であることを精度良く判定することができる。 In the printing apparatus according to the first aspect of the present invention, the natural frequency is a second natural frequency when the printing material in the storage chamber is less than a predetermined amount, and the state determination unit is configured to detect the detection frequency. When the vibration frequency of the piezoelectric body is the second natural frequency, the printing material in the storage chamber may be determined to be less than a predetermined amount. In this way, it can be accurately determined that the printing material in the storage chamber is less than the predetermined amount.
本発明の第2の態様は、印刷装置を提供する。本発明の第2の態様に係る印刷装置は、印刷材が収容される印刷材収容体と、前記印刷材収容体に配置される圧電素子と、前記収容室の印刷材が第1の状態にある場合における前記圧電素子の第1の固有振動数に対応する周波数成分と、前記収容室の印刷材が第2の状態にある場合における前記圧電素子の第2の固有振動数に対応する周波数成分を両方多く含む波形を有する圧電素子駆動電圧を生成する電圧生成手段と、前記生成された圧電素子駆動電圧を前記圧電素子に印加して前記圧電素子を振動させる電圧印加手段と、前記圧電素子駆動電圧の印加後において、振動する前記圧電素子から圧電効果によって出力される電圧の周波数を測定する周波数測定手段と、前記電圧の周波数として検出された前記圧電素子の固有振動数に基づいて、前記印刷材の状態を判定する状態判定手段と、を備えることを特徴とする。 A second aspect of the present invention provides a printing apparatus. In the printing apparatus according to the second aspect of the present invention, the printing material container in which the printing material is accommodated, the piezoelectric element disposed in the printing material container, and the printing material in the accommodation chamber are in the first state. A frequency component corresponding to a first natural frequency of the piezoelectric element in a case and a frequency component corresponding to a second natural frequency of the piezoelectric element in a case where the printing material in the storage chamber is in a second state. Generating means for generating a piezoelectric element driving voltage having a waveform including many of the above, a voltage applying means for applying the generated piezoelectric element driving voltage to the piezoelectric element to vibrate the piezoelectric element, and driving the piezoelectric element After voltage application, based on the frequency measuring means for measuring the frequency of the voltage output from the vibrating piezoelectric element by the piezoelectric effect, and the natural frequency of the piezoelectric element detected as the frequency of the voltage Characterized in that it and a determining condition judging means a state of the printing material.
本発明の第2の態様に係る印刷装置によれば、第1の固有振動数に対応する周波数成分と第2の固有振動数に対応する周波数成分を両方多く含む波形を有する電圧が圧電素子に印加されるため、印刷材が第1または第2の状態にある場合には、共振現象によって圧電素子を第1または第2の固有振動数で十分に振動させることができる。この結果、圧電素子から圧電効果によって出力される電圧において、第1または第2の固有振動数に対応する周波数の成分が大きくなる。したがって、出力される電圧の周波数を測定して、圧電素子の固有振動数を検出する際に、印刷材が第1または第2の状態にある場合には、確実に第1または第2の固有振動数を検出することができる。そうすると、印刷材が第1または第2の振動数に対応する状態にあることを精度良く判定することができる。 In the printing apparatus according to the second aspect of the present invention, a voltage having a waveform including both a frequency component corresponding to the first natural frequency and a frequency component corresponding to the second natural frequency is applied to the piezoelectric element. Therefore, when the printing material is in the first or second state, the piezoelectric element can be sufficiently vibrated at the first or second natural frequency by the resonance phenomenon. As a result, in the voltage output from the piezoelectric element due to the piezoelectric effect, the frequency component corresponding to the first or second natural frequency increases. Therefore, when the frequency of the output voltage is measured and the natural frequency of the piezoelectric element is detected, if the printing material is in the first or second state, it is ensured that the first or second natural frequency The frequency can be detected. Then, it can be accurately determined that the printing material is in a state corresponding to the first or second frequency.
本発明の第2の態様に係る印刷装置において、前記圧電素子駆動電圧の波形は、電圧の上昇と電圧の降下とを含む単位波形に含まれる前記第1の固有振動数に対応する周波数成分が前記第2の固有振動数に対応する周波数成分より少ない場合には、前記圧電素子駆動電圧の波形は、前記単位波形を前記第1の固有振動数における振動の周期と同じ周期で複数回繰り返す波形であっても良い。こうすれば、圧電素子を第1の固有振動数と同じ周期で歪ませる波形となるので、少ない第1の固有振動数に対応する周波数成分を多くすることができる。この結果、第1の振動数に対応する周波数成分と第2の固有振動数に対応する周波数成分を両方多く含む波形を得ることができる。 In the printing apparatus according to the second aspect of the present invention, the waveform of the piezoelectric element driving voltage has a frequency component corresponding to the first natural frequency included in a unit waveform including a voltage increase and a voltage decrease. When the frequency component is smaller than the frequency component corresponding to the second natural frequency, the waveform of the piezoelectric element drive voltage is a waveform that repeats the unit waveform a plurality of times at the same cycle as the cycle of vibration at the first natural frequency. It may be. By doing so, the piezoelectric element is distorted at the same cycle as the first natural frequency, so that it is possible to increase the frequency component corresponding to the small first natural frequency. As a result, it is possible to obtain a waveform that includes both a frequency component corresponding to the first frequency and a frequency component corresponding to the second natural frequency.
本発明の第2の態様に係る印刷装置において、前記第1の状態は、前記収容室に印刷材が所定量以上存在する状態であり、前記第2の状態は、前記収容室に印刷材が所定量未満しか存在しない状態であり、前記状態判定手段は、前記検出された前記圧電素子の振動数が前記第1の固有振動数である場合には、前記収容室の印刷材は所定量以上であると判定し、前記検出された前記圧電素子の振動数が前記第2の固有振動数である場合には、前記収容室の印刷材は所定量未満であると判定しても良い。こうすれば、収容室の印刷材は所定量以上であることまたは収容室の印刷材は所定量未満であることを精度良く判定することができる。 In the printing apparatus according to the second aspect of the present invention, the first state is a state where a predetermined amount or more of the printing material is present in the storage chamber, and the second state is a state where the printing material is present in the storage chamber. When the detected frequency of the piezoelectric element is the first natural frequency, the state determining means is in a state where there is less than a predetermined amount. If the detected frequency of the piezoelectric element is the second natural frequency, it may be determined that the printing material in the storage chamber is less than a predetermined amount. In this way, it can be accurately determined that the printing material in the storage chamber is a predetermined amount or more or that the printing material in the storage chamber is less than the predetermined amount.
上記態様に係る印刷装置において、前記電圧生成手段は、任意の波形の電圧を生成可能な電圧生成回路であっても良い。かかる場合には、上述した圧電素子駆動電圧を容易に生成することができる。 In the printing apparatus according to the above aspect, the voltage generation unit may be a voltage generation circuit capable of generating a voltage having an arbitrary waveform. In such a case, the piezoelectric element driving voltage described above can be easily generated.
上記態様に係る印刷装置は、さらに、駆動電圧を印加されることによって印刷を実行する印刷ヘッドと、前記電圧生成手段によって生成された電圧の出力先を、前記印刷ヘッドと前記圧電素子とのいずれかに切り替える切り替え手段とを備え、前記電圧生成手段は、前記印刷ヘッドに印加されるヘッド駆動電圧を生成する手段としても機能しても良い。こうすれば、印刷に用いるノズル駆動素子駆動電圧を生成する手段と、印刷材の状態の検出に用いる圧電素子駆動電圧を生成する手段を同一の手段で実現することができる。 The printing apparatus according to the aspect further includes a print head that performs printing by applying a drive voltage, and an output destination of the voltage generated by the voltage generation unit, which is either the print head or the piezoelectric element. Switching means for switching between the two, and the voltage generating means may function as means for generating a head driving voltage applied to the print head. In this way, the means for generating the nozzle driving element driving voltage used for printing and the means for generating the piezoelectric element driving voltage used for detecting the state of the printing material can be realized by the same means.
上記態様に係る印刷装置において、前記印刷材収容体は、前記印刷装置に着脱可能な収容体であっても良い。こうすれば、着脱可能な印刷材収容体の印刷材の状態を精度良く判定することができる。 In the printing apparatus according to the above aspect, the printing material container may be a container that can be attached to and detached from the printing apparatus. If it carries out like this, the state of the printing material of the detachable printing material container can be determined accurately.
本発明の第3の態様は、印刷材収容体に備えられた圧電素子を用いて、前記印刷材収容体に収容された印刷材の状態を検出する方法を提供する。本発明の第3の態様に係る方法は、前記印刷材が所定の状態にある場合における前記圧電素子の固有振動数に対応する周波数成分を多く含む波形を有する圧電素子駆動電圧を生成し、前記圧電素子に前記生成された圧電素子駆動電圧を印加して前記圧電素子を振動させ、前記圧電素子駆動電圧の印加後において、振動する前記圧電素子から圧電効果によって出力される電圧の周波数を測定し、前記電圧の周波数として検出された前記圧電素子の振動数に基づいて、前記印刷材の状態を判定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for detecting the state of a printing material accommodated in the printing material container using a piezoelectric element provided in the printing material container. The method according to the third aspect of the present invention generates a piezoelectric element driving voltage having a waveform including a lot of frequency components corresponding to the natural frequency of the piezoelectric element when the printing material is in a predetermined state, Applying the generated piezoelectric element driving voltage to the piezoelectric element to vibrate the piezoelectric element, and after applying the piezoelectric element driving voltage, measure the frequency of the voltage output from the vibrating piezoelectric element by the piezoelectric effect. The state of the printing material is determined based on the frequency of the piezoelectric element detected as the frequency of the voltage.
本発明の第3の態様に係る方法によれば、本発明の第1の態様に係る印刷装置と同様の作用・効果を得ることができる。また、本発明の第3の態様に係る方法は、本発明の第1の態様に係る印刷装置と同様に種々の態様にて実現され得る。 According to the method of the third aspect of the present invention, it is possible to obtain the same operations and effects as those of the printing apparatus according to the first aspect of the present invention. In addition, the method according to the third aspect of the present invention can be realized in various aspects similarly to the printing apparatus according to the first aspect of the present invention.
本発明の第4の態様は、印刷材収容体に備えられた圧電素子を用いて、前記印刷材収容体に収容された印刷材の状態を検出する方法を提供する。本発明の第4の態様に係る方法は、前記収容室の印刷材が第1の状態にある場合における前記圧電素子の第1の固有振動数に対応する周波数成分と、前記収容室の印刷材が第2の状態にある場合における前記圧電素子の第2の固有振動数に対応する周波数成分を両方多く含む波形を有する圧電素子駆動電圧を生成し、前記圧電素子に前記生成された圧電素子駆動電圧を印加して前記圧電素子を振動させ、前記圧電素子駆動電圧の印加後において、振動する前記圧電素子から圧電効果によって出力される電圧の周波数を測定し、前記電圧の周波数として検出された前記圧電素子の振動数に基づいて、前記印刷材の状態を判定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a state of a printing material stored in the printing material container using a piezoelectric element provided in the printing material container. The method according to the fourth aspect of the present invention includes: a frequency component corresponding to a first natural frequency of the piezoelectric element when the printing material in the storage chamber is in a first state; and the printing material in the storage chamber. Generates a piezoelectric element driving voltage having a waveform including both frequency components corresponding to the second natural frequency of the piezoelectric element when the piezoelectric element is in the second state, and the generated piezoelectric element driving is generated in the piezoelectric element. The piezoelectric element is vibrated by applying a voltage, and after applying the piezoelectric element driving voltage, the frequency of the voltage output from the vibrating piezoelectric element by the piezoelectric effect is measured and detected as the frequency of the voltage The state of the printing material is determined based on the vibration frequency of the piezoelectric element.
本発明の第4の態様に係る方法によれば、本発明の第2の態様に係る印刷装置と同様の作用・効果を得ることができる。また、本発明の第4の態様に係る方法は、本発明の第2の態様に係る印刷装置と同様に種々の態様にて実現され得る。 According to the method of the fourth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same operations and effects as those of the printing apparatus according to the second aspect of the present invention. In addition, the method according to the fourth aspect of the present invention can be realized in various aspects similarly to the printing apparatus according to the second aspect of the present invention.
以下、本発明にかかる画像処理装置について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, an image processing apparatus according to the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A.実施例:
・印刷装置およびインクカートリッジの構成:
図1〜図3を参照して、本実施例に係る印刷装置およびインクカートリッジの概略構成について説明する。図1は、本発明の実施例としての印刷装置の概略構成図である。 図2は、印刷ヘッドユニットと、これに装着される本実施例に係るインクカートリッジを示す斜視図である。図3は、インクカートリッジの筐体に装備されたセンサの断面を示す断面図である。
A. Example:
・ Configuration of printing device and ink cartridge:
With reference to FIGS. 1 to 3, schematic configurations of a printing apparatus and an ink cartridge according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printing apparatus as an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the print head unit and the ink cartridge according to this embodiment attached to the print head unit. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the sensor mounted on the casing of the ink cartridge.
印刷装置20は、紙送りモータ22によって印刷用紙Pを副走査方向に搬送する副走査送り機構と、キャリッジモータ24によってキャリッジ30をプラテン26の軸方向(主走査方向)に往復動させる主走査送り機構と、キャリッジ30に搭載された印刷ヘッドユニット60を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御するヘッド駆動機構と、これらの紙送りモータ22,キャリッジモータ24,印刷ヘッドユニット60および操作パネル32との信号のやり取りを司る計算機である制御回路40とを備えている。制御回路40は、PCインターフェース80を介してコンピュータ90に接続されている。
The
印刷用紙Pを搬送する副走査送り機構は、紙送りモータ22の回転をプラテン26に伝達するギヤトレイン23を備える。また、キャリッジ30を往復動させる主走査送り機構は、プラテン26の軸と並行に架設されキャリッジ30を摺動可能に保持する摺動軸34と、キャリッジモータ24との間に無端の駆動ベルト36を張設するプーリ38と、キャリッジ30の原点位置を検出する位置センサ39とを備えている。
The sub-scan feed mechanism that transports the printing paper P includes a
印刷ヘッドユニット60は、図2に示すように、複数(例えば、本実施例では6つ)のインクカートリッジC1〜C6を装着可能なカートリッジ装着部62と、印刷ヘッド68と、インクカートリッジC1〜C6に関連する処理を実行する専用回路であるカートリッジ処理専用回路50(図2では、図示省略)とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
印刷ヘッド68は、図示は省略するが、複数のノズルと各ノズルに備えられたピエゾ素子とを有し、電圧がピエゾ素子に印加されることによって、インク滴をノズルから吐出して印刷を実行する。
Although not shown, the
カートリッジ装着部62は、装着可能なインクカートリッジ数分のインク導入部66およびセンサ端子板100を備えている。インク導入部66は、インクカートリッジC1〜C6がカートリッジ装着部62に装着された際に、上述したインクカートリッジC1〜C6のインク供給口74に挿入され、インクを印刷ヘッド68に導入する。端子板100には、インクカートリッジ70のセンサ端子板110に配置された端子に対応する端子104および105が配置されている。
The
続いて、インクカートリッジC1〜C6について説明する。図2に示すように、インクカートリッジC1〜C6は、印刷材としてのインクが一種類収容される収容体である。インクカートリッジC1〜C6は、内部にインクを収容するインク収容室RMが形成された筐体71と、印刷装置20にインクを供給するためのインク供給口74と、インク残量の検出に用いられるセンサ72と、上述したカートリッジ装着部62の端子板100に対応する端子板110とを備えている。インク供給口74は、筐体71の下部に設置され、センサ72は、筐体71の側部に設置されている。インクカートリッジC1〜C6の端子板110には、インクカートリッジC1〜C6がカートリッジ装着部62に装着された際に、上述したカートリッジ装着部62の端子104および105と接触して電気的に接続される端子114および115が配置されている。
Next, the ink cartridges C1 to C6 will be described. As shown in FIG. 2, the ink cartridges C <b> 1 to C <b> 6 are containers that store one type of ink as a printing material. The ink cartridges C <b> 1 to C <b> 6 are used for a
センサ72は、図3に示すように、圧電効果を有する圧電素子PZT(例えば、ピエゾ素子)と、圧電素子PZTに電圧を印可する2つの電極720、721と、センサアタッチメント722とを備える。電極720、721は、それぞれ上述した端子114、115に接続されている。センサアタッチメント722は、圧電素子PZTからインク収容室RMと筐体71とに振動を伝える薄膜を有するセンサ72の構造部である。このように構成することで、インク収容室RMの少なくとも一部を含む圧電素子PZTの周辺部分(以下、単に周辺部分という。)は、圧電素子PZTと一体となって振動する。
As shown in FIG. 3, the
図3(a)は、インクが所定量以上残存していて、インクの液面がセンサSSの位置より高い状態を示している。図3(b)は、インクが所定量未満しか残存しておらず、インクの液面がセンサ72の位置より低い状態を示している。図3(a)に示すように、インクの液面がセンサ72の位置より高い状態、すなわち、インク収容室RMのインクが所定量以上である場合には、圧電素子PZTの周辺部分にはインクが充填されている。一方で、インクの液面がセンサ72の位置より低い状態、すなわち、インク収容室RMのインクが所定量未満である場合には、圧電素子PZTの周辺分にはインクが充填されていない。この結果、圧電素子PZTは、収容室RMのインク量が所定量以上である場合(以下、インク有り時という。)と、収容室RMのインク量が所定量未満である場合(以下、インク無し時という。)とで異なる固有振動数で振動する。すなわち、ここでいう圧電素子PZTの固有振動数とは、圧電素子PZTごとに1つに定まる値ではなく、圧電素子PZTの周辺部分の影響を受けて定まる値であり、周辺部分の状態(本実施例ではインクの有無)に応じて変化する値である。例えば、本実施例におけるインクカートリッジでは、インク有り時の固有振動数H1は30KHz、インク無し時の固有振動数H2は110KHzであった。このような振動特性は、インクカートリッジの形状、材質、インクの材質等、種々の要因によって変化するものであって、上述の値に限られるものではない。
FIG. 3A shows a state in which a predetermined amount or more of ink remains and the ink level is higher than the position of the sensor SS. FIG. 3B shows a state in which the ink remains less than a predetermined amount, and the ink level is lower than the position of the
図4〜図6を参照して、プリンタ20の制御回路40およびカートリッジ処理専用回路50の構成について説明する。図4は、制御回路40の内部構成を示す説明図である。図5は、制御回路40の駆動電圧生成回路の内部構成を示す説明図である。図6は、カートリッジ処理専用回路50の内部構成を示す説明図である。
The configuration of the
制御回路40の内部には、CPU41と、PROM42と、RAM43と、クロック信号を生成する発信器44と、紙送りモータ22やキャリッジモータ24やカートリッジ処理専用回路50等と信号のやり取りを行う周辺機器入出力部(PIO)45と、後述する駆動電圧生成回路46と、駆動バッファ47が設けられている。駆動バッファ47は、印刷ヘッド68にドットのオン・オフ信号を供給するバッファとして使用される。これらは互いにバス49で接続されている。また、バス49には、外部のコンピュータ90を接続するPCインターフェース80が接続されている。この結果、これらの各構成要素は、相互にデータのやり取りが可能となっている。また、制御回路40には、駆動電圧生成回路46からの出力電圧を印刷ヘッド68に所定のタイミングで分配する分配出力器48も設けられている。制御回路40は、紙送りモータ22やキャリッジモータ24の動きと同期をとりながら、所定のタイミングでドットデータを駆動バッファ47に出力する。
The
駆動電圧生成回路46は、分配出力器48を介して印刷ヘッド68に備えられた圧電素子に印加される印刷ヘッド駆動電圧COM1と、カートリッジ処理専用回路50を介して、インクカートリッジC1〜C6に備えられたセンサ72の圧電素子PZTに印加されるセンサ駆動電圧COM2とを生成する回路である。駆動電圧生成回路46は、図5に示すように、制御回路40から与えられる駆動波形データを記憶するメモリ461と、メモリ461から読み出された駆動波形データを一時的に保持する第1ラッチ462と、第1ラッチ462の出力と後述する第2ラッチ464の出力とを加算する加算器463と、第2ラッチ464と、第2ラッチ464の出力をアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換器466と、変換されたアナログ信号を増幅して駆動電圧を出力する増幅部467と、駆動電圧の出力先を、分配出力器48とカートリッジ処理専用回路50とで切り替える切替スイッチ468を備えている。
The drive
加算器463と第2ラッチ464とは、駆動波形データを累算する累算部465を構成する。駆動電圧生成回路46には、制御回路40から種々の信号が供給される。即ち、メモリ60には、第1のクロック信号CLK1と、駆動波形データを表すデータ信号と、アドレス信号と、アドレスラッチ信号とが供給されている。また、第1ラッチ462には、第2のクロック信号CLK2と、リセット信号RESETとが供給されている。第2ラッチ464には、第3のクロック信号CLK3と、リセット信号RESETとが供給されている。第1と第2ラッチ462,464に供給されるリセット信号RESETは、同じものである。
The
カートリッジ処理専用回路50は、制御回路40と連携して、インクカートリッジC1〜C6に備えられたセンサ72を駆動してインク残量を判定する回路である。インクカートリッジ処理専用回路50は、図6に示すように、計算機51と、アナログスイッチ53、54、S1〜S6と、アンプ部52とを備えている。計算機51の内部には、CPU511と、PROM512と、RAM513と、制御回路40と信号のやり取りを行うインターフェース514と、カートリッジ処理専用回路50内部の構成要素と信号のやり取りを行う内部入出力部(SIO)515とを備えている。これらは互いにバス519で接続されている。計算機51は、インターフェース514を介して制御回路40と信号のやり取りが可能である。また、計算機51は、SIO515を介して各アナログスイッチ53、54、S1〜S6を制御し、SIO515を介してアンプ部52の出力を受信する。
The cartridge processing dedicated
アナログスイッチ53、54、S1〜S6は、それぞれ2つの電極を有し、計算機51の制御に従って、2つの電極間を電気的に接続した状態(以下、接続状態という。)と電気的に遮断した状態(以下、遮断状態という。)とに切り替える。アナログスイッチ53は、上述したセンサ駆動電圧COM2の入力線とカートリッジ処理専用回路50との接続/遮断を切り替えるスイッチである(以下、駆動電圧用スイッチという。)。アナログスイッチ54は、アンプ部52に対して信号を入力する入力線とアンプ部52との接続/遮断を切り替えるスイッチである(以下、アンプ用スイッチという。)。アナログスイッチS1〜S6は、6つのインクカートリッジC1〜C6のうち、アンプ部52やセンサ駆動電圧COM2の入力線と、センサ72(PZT)が電気的に接続されるインクカートリッジを選択するスイッチ(以下、カートリッジ選択スイッチという。)である。例えば、カートリッジ選択スイッチS1が接続状態とされ、他のカートリッジ選択スイッチS2〜S6が遮断状態とされている場合、インクカートリッジC1が選択されていることとなる。
Each of the analog switches 53, 54, S1 to S6 has two electrodes and is electrically disconnected from a state in which the two electrodes are electrically connected (hereinafter referred to as a connected state) according to the control of the
・印刷装置20の動作:
図7〜図8を参照して、先ず、駆動電圧生成回路46の動作について説明する。図7は、メモリ461(図5参照)に波形データを書きこむタイミングを示すタイミングチャートである。図8は、駆動電圧生成回路46(図5参照)において駆動電圧を生成していく過程を示す説明図である。
-Operation of the printing apparatus 20:
First, the operation of the drive
駆動電圧COM(ヘッド駆動電圧COM1またはセンサ駆動電圧COM2)の生成に先立って、波形データおよびその波形データを書き込むアドレスが、それぞれデータ信号およびアドレス信号として、制御回路40からメモリ461に入力される。データ信号は、1ビット単位の信号であり、図7に示すように、第1のクロック信号CLK1を同期信号とするシリアル転送によって、1ビットずつ転送される。すなわち、波形データは、まず、第1のクロック信号CLK1に同期して、複数ビット分のデータ信号として、メモリ461に入力される。その後、入力されたデータ信号を格納するための書きこみ先のアドレスを示すアドレス信号と、アドレスラッチ信号とが、メモリ461に入力される。メモリ461は、このアドレスラッチ信号が入力されたタイミングでアドレス信号を読み取り、データ信号として入力された波形データをアドレス信号が示すアドレスに書きこむ。
Prior to generation of the drive voltage COM (head drive voltage COM1 or sensor drive voltage COM2), the waveform data and the address to which the waveform data is written are input from the
メモリ461への波形データの書きこみが終了した後、メモリ461に対して、読み出すべき波形データが記録されたアドレス(以下、読み出しアドレスという。)を示すアドレス信号が入力されると、メモリ461から第1ラッチ461へ、そのアドレスに記録された波形データが出力される。図8に示す例では、先ず、読出しアドレスとしてアドレスBが入力され、メモリ461から対応する波形データΔV1が出力されている。その後、第2のクロック信号CLK2のパルスが発生すると、出力された波形データ(例えば、ΔV1)が第1ラッチ461に保持される。この状態で、次に第3のクロック信号CLK3のパルスが発生すると、第2ラッチ464の出力と、第1ラッチ462の出力とが加算器463に入力されて加算され、その加算結果が第2ラッチ464に保持される。即ち、図8に示したように、一旦、アドレス信号に対応した波形データ(例えば、ΔV1)が第1のラッチに保持されると、その後、第3のクロック信号CLK3を受けるたびに、第2ラッチ464の出力には、その波形データの値が累算されていく。
After the writing of the waveform data to the
第2ラッチ464の出力は、第3のクロック信号CLK3を受けるたびに、上述したように加算器463に入力されると共に、デジタル/アナログ変換器466にも入力される。具体的には、第2ラッチ464の出力が18ビットのデータである場合には、上位10ビット分をデジタル/アナログ変換器466に入力し、18ビットのデータ全体を加算器463に再入力しても良い。
Whenever the third clock signal CLK3 is received, the output of the
制御回路40は、タイミングを計って、読み出しアドレスを示すアドレス信号をメモリ461に、第2のクロック信号CLK2を第1ラッチ462に出力することによって、第1ラッチ461に保持される波形データを切り替えることができる。
The
図8に示す例では、アドレスBには波形データとしてΔV1が格納され、アドレスAには波形データとしてΔV2が格納され、アドレスCには波形データとしてΔV3が格納されているものとする。波形データΔV1は、正の値をとり、クロック信号CLK3の1周期t当たりΔV1ずつ、第2ラッチ464の出力値を増加させる。波形データΔV2は、ゼロであり、第2ラッチ464の出力値を一定に維持する。波形データΔV3は、負の値をとり、クロック信号CLK3の1周期t当たりΔV3ずつ、第2ラッチ464の出力値を減少させる。制御回路40は、第1ラッチ461に保持される波形データを、ΔV1−ΔV2−ΔV3と切り替えている。この結果、図8(a)に示すように、上昇−維持−低下と段階的に変化する信号が、第2ラッチ464から出力される。
In the example shown in FIG. 8, it is assumed that ΔV1 is stored as waveform data at address B, ΔV2 is stored as waveform data at address A, and ΔV3 is stored as waveform data at address C. The waveform data ΔV1 takes a positive value and increases the output value of the
デジタル/アナログ変換器466は、連続的に入力された第2ラッチ464の出力信号(数値データ)を、図8(b)に示すようなアナログ信号に変換して出力する。
The digital /
増幅部467は、出力されたアナログ信号を増幅して最終的に出力される駆動電圧を生成する。制御回路40は、切替スイッチ468を制御することによって、生成された駆動電圧をヘッド駆動電圧COM1として分配出力器48に対して出力するか、センサ駆動電圧COM2としてカートリッジ処理専用回路50に対して出力するかを選択的に切り替えることができる。
The
以上説明したように、駆動電圧生成回路46は、データ信号(波形データ(ΔV1等))、アドレス信号、クロック信号(CLK1〜CLK3)といった制御回路40からの制御信号に基づいて、任意の波形を有する駆動電圧を生成することができる回路である。
As described above, the drive
続いて、図9〜図11を参照して、インク残量判定処理について説明する。図9および図10は、インク残量判定処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図9では、理解の容易のため、制御回路40(CPU41)が実行する処理のフローチャートと、カートリッジ処理専用回路50の計算機51(CPU511)が実行する処理のフローチャートとを並記している。図11は、インク残量判定処理における種々の信号および電圧の変化を示すタイミングチャートである。
Next, the remaining ink level determination process will be described with reference to FIGS. 9 and 10 are flowcharts showing the processing routine of the remaining ink amount determination process. In FIG. 9, for easy understanding, a flowchart of processing executed by the control circuit 40 (CPU 41) and a flowchart of processing executed by the computer 51 (CPU 511) of the cartridge processing dedicated
インク残量判定処理は、各インクカートリッジC1〜C6の収容室RMに収容されたインクの残量を各カートリッジごとに判定する処理である。本実施例に係る印刷装置20では、駆動電圧生成回路46は、ヘッド駆動電圧COM1を生成する回路と、センサ駆動電圧COM2を生成する回路とを兼ねている。したがって、本処理は、印刷ヘッド68に備えられたピエゾ素子を駆動している時、すなわち、印刷を実行している最中は、実行できない。もちろん、本処理専用に、駆動電圧生成回路を備えている場合には、このような制限はない。本処理は、具体的には、以下のようなタイミングで実行される。
・インクカートリッジC1〜C6が交換された時
・印刷装置20の電源投入時
・印刷を一定量実行した後(例えば、1ページ分印刷を実行した後)
・印刷ヘッドに備えられたノズルを清掃する処理(いわゆるフラッシング処理)を実行した後
The ink remaining amount determination processing is processing for determining the remaining amount of ink stored in the storage chamber RM of each ink cartridge C1 to C6 for each cartridge. In the
When the ink cartridges C1 to C6 are replaced When the
-After executing the process of cleaning the nozzles provided in the print head (so-called flushing process)
インク残量判定処理の実行を開始すると、制御回路40は、カートリッジ処理専用回路50の計算機51に対して、コマンドを送信する(ステップS201)。このコマンドには、インク残量判定処理の実行を指示する命令と共に、インク残量判定処理の対象となるインクカートリッジを指定する情報が含まれる。
When the execution of the remaining ink amount determination process is started, the
計算機51は、制御回路40からのコマンドの受信の有無を常に監視しており(ステップS101)、コマンドを受信した場合(ステップS101:YES)には、コマンドに含まれる情報により指定された処理対象のインクカートリッジを選択する(ステップS102)。ここで、処理対象のインクカートリッジを選択するとは、上述した6つのカートリッジ選択スイッチS1〜S2を制御して、処理対象のインクカートリッジに対応するカートリッジ選択スイッチを接続状態とし、他の5つのカートリッジ選択スイッチを遮断状態にすることをいう。処理対象のインクカートリッジを選択すると、計算機51は、イネーブル信号がハイになるまで待機している(ステップS103)。
The
制御回路40は、コマンドを送信した後、所定のタイミングでイネーブル信号をハイにして計算機51に対して送信する(ステップS202)。計算機51は、イネーブル信号がハイにされると(ステップS103:YES)、上述した駆動電圧用スイッチ53を接続状態にして、センサ駆動電圧COM2の入力線と選択されたインクカートリッジのセンサ72(圧電素子)とを電気的に接続する(ステップS104)。
After transmitting the command, the
制御回路40は、イネーブル信号をハイにした後、所定のタイミングで駆動電圧生成回路46(図5参照)を制御して、図11に示すように略台形を2回繰り返す波形(詳細は後述する。)を有するセンサ駆動電圧COM2を生成させ、カートリッジ処理専用回路50に対して出力させる(ステップS203)。出力されたセンサ駆動電圧COM2は、図11に示すように、上述したステップS102において選択されたインクカートリッジのセンサ72(圧電素子PZT)に印加される。すなわち、制御回路40は、圧電素子駆動電圧COM2を圧電素子PZTに印加する電圧印加手段として機能する。この結果、センサ駆動電圧COM2が印加された圧電素子PZTは圧電効果によって急激に歪ませられる。この圧電素子PZTの歪みによって、圧電素子PZTは、周辺部分と一体になって振動する。圧電素子PZTが振動すると、その振動に応じて、圧電素子PZTに歪みが生じる。圧電素子PZTに歪みが生じると、圧電効果により、圧電素子PZTから電圧が出力される。図11に示すように、センサ電圧(または、図6:P点の電圧)は、センサ駆動電圧COM2印加後において、略波状の電圧変化を示しているが、これが圧電効果により圧電素子PZTから出力される電圧(以下、センサ出力電圧という。)である。センサ出力電圧の周波数は、圧電素子PZTの振動数と対応している。
The
計算機51は、センサ駆動電圧COM2の出力(印加)が終了するまで待機(ステップS105)しており、印加が終了したタイミングで、上述した駆動電圧用スイッチ53を遮断状態にして、センサ駆動電圧COM2の入力線と選択されたインクカートリッジのセンサ72(圧電素子)とを電気的に切断する。これは、アンプ部52に誤って高い電圧が印加されるのを防ぐためである。
The
計算機51は、駆動電圧用スイッチ53を遮断後、所定時間待機する(ステップS107)。図11においては、記号T2で示す期間が、本ステップにおける待機期間に該当する。この待機期間は、圧電素子PZTの振動に含まれる振動成分のうち、ノイズの原因になる不要振動を減衰させるための時間である。この待機期間中に、検出対象である固有振動数以外の振動数を有する振動成分は大部分が減衰する。この結果、図11に示すように、センサ出力電圧からノイズが減少して、圧電素子PZTの固有振動数の検出が容易になる。
The
待機期間を経過すると、計算機51は、上述したアンプ用スイッチ54を接続状態にする(ステップS108)。この結果、上述したセンサ出力電圧がアンプ部52に入力される。アンプ部52は、周知のオペアンプ等で構成され、入力された電圧が基準値V_ref(例えば、0V)以下である場合にはロー信号を出力し、基準値V_ref以上である場合にはハイ信号を出力するコンパレータとして機能する。この結果、アンプ部52からは、図11に示すように、センサ出力電圧の周期的変化に対応したデジタル信号が出力される。
When the standby period has elapsed, the
計算機51は、アンプ部52から出力されたデジタル信号を解析することによって、センサ出力電圧の周波数Hを測定する(ステップS109)。具体的には、計算機51は、例えば、最初に受信したアンプ部52の出力の立ち上がりエッジE1から6番目の立ち上がりエッジE6までの期間T3(図11参照)に含まれるクロック信号をカウントする。そして、計算機51は、カウント数とクロック周期とに基づいてセンサ出力電圧の周波数Hを算出する。センサ出力電圧の周波数Hは、上述した圧電素子PZTの固有振動数を示している。
The
計算機51は、センサ出力電圧の周波数の測定結果を、制御回路40に出力して(ステップS110)、本処理を終了する。
The
一方、制御回路40は、計算機51から出力されるセンサ出力電圧の周波数の測定結果を受信するまで待機しており(ステップS204)、測定結果を取得する(ステップS205)。その後、制御回路40は、イネーブル信号をローに戻し(ステップS205)、取得したセンサ出力電圧の周波数の測定結果(圧電素子PZTの固有振動数H)に基づいて、処理対象であるインクカートリッジのインクの残量を判定する(ステップS206)。
On the other hand, the
センサ出力電圧の周波数として検出された圧電素子PZTの固有振動数Hが、上述したインク有り時の固有振動数H1(本実施例では、30KHz)であれば、制御回路40は、収容室RMのインク量は所定量以上であると判断する(ステップS207)。一方、検出された圧電素子PZTの固有振動数Hが、上述したインク無し時の固有振動数H2(本実施例では、110KHz)であれば、制御回路40は、収容室RMのインク量は所定量未満であると判断する(ステップS208)。
If the natural frequency H of the piezoelectric element PZT detected as the frequency of the sensor output voltage is the above-described natural frequency H 1 when ink is present (30 KHz in the present embodiment), the
次に、図12〜図14を参照して、センサ72に印加されるセンサ駆動電圧COM2の波形と、センサ駆動電圧COM2に対応するセンサ出力電圧について説明する。図12は、センサ駆動電圧COM2の波形の一例を示す説明図である。図13は、周波数領域におけるセンサ出力電圧特性を示す説明図である。図14は、インク有り時およびインク無し時における周波数領域におけるセンサ出力電圧を示す説明図である。
Next, the waveform of the sensor drive voltage COM2 applied to the
図12(a)は、充電期間と放電期間を含む波形(以下、単位波形)を1つだけ有する波形である(以下、一回波形ともいう。)。単位波形は、GND(0V)から所定の電圧値(例えば、36V)まで電圧が上昇する期間(時刻t1〜時刻t2:圧電素子PZTに電荷が充電される期間)と、電圧が変化しない期間(時刻t2〜時刻t3:圧電素子PZTに電荷が保持される期間)と、所定の電圧値(例えば、36V)からGND(0V)まで電圧が降下する期間(時刻t3〜時刻t4)とから構成される略台形の波形である。 FIG. 12A shows a waveform having only one waveform (hereinafter referred to as a unit waveform) including a charging period and a discharging period (hereinafter also referred to as a single waveform). In the unit waveform, the voltage does not change during a period in which the voltage rises from GND (0 V) to a predetermined voltage value (for example, 36 V) (time t 1 to time t 2 : a period in which the piezoelectric element PZT is charged). A period (time t 2 to time t 3 : a period in which electric charge is held in the piezoelectric element PZT) and a period in which the voltage drops from a predetermined voltage value (for example, 36 V) to GND (0 V) (time t 3 to time t 4 ) A substantially trapezoidal waveform.
図12(b)は、本実施例において用いられるセンサ駆動電圧COM2の波形である。この波形は、上述した単位波形を所定の周期で2回繰り返した波形である(以下、2回波形ともいう。)。所定の周期は、インク有り時の固有振動数H1における振動の周期と同じ周期であり、図12に示すように、1/H1(sec)周期である。 FIG. 12B shows the waveform of the sensor drive voltage COM2 used in this embodiment. This waveform is a waveform obtained by repeating the unit waveform described above twice at a predetermined cycle (hereinafter also referred to as a twice waveform). The predetermined cycle is the same cycle as the vibration cycle at the natural frequency H 1 when ink is present, and is a 1 / H 1 (sec) cycle as shown in FIG.
図12(c)は、上述した単位波形を2回波形と同じ1/H1(sec)周期で3回繰り返した波形である(以下、3回波形ともいう。)。 FIG. 12C shows a waveform obtained by repeating the unit waveform described above three times at the same 1 / H 1 (sec) cycle as the two-time waveform (hereinafter also referred to as a three-time waveform).
1回波形、2回波形、3回波形それぞれの電圧をセンサ駆動電圧としてセンサ72に印加した場合におけるセンサ出力電圧の違いについて説明する。図13に示す出力電圧特性は、1回波形のセンサ駆動電圧をセンサに印加した場合におけるセンサ出力電圧(1回波形に対応するセンサ出力電圧という。)を1として、2回波形および3回波形のセンサ駆動電圧を印可した場合におけるセンサ出力電圧(それぞれ、2回波形、3回波形に対応するセンサ出力電圧という。)の相対的な値をそれぞれ周波数領域において示している。
A difference in sensor output voltage when the voltages of the one-time waveform, the second-time waveform, and the third-time waveform are applied to the
2回波形に対応するセンサ出力電圧は、周波数H1を中心とする周波数領域においてセンサ出力電圧が1回波形に対応するセンサ出力電圧より増加している。一方で、周波数H1から離れた周波数領域(例えば、周波数H2付近の領域)においてセンサ出力電圧が1回波形に対応するセンサ出力電圧より低下している。 The sensor output voltage corresponding to the twice waveform is higher than the sensor output voltage corresponding to the once waveform in the frequency region centered on the frequency H 1 . On the other hand, the sensor output voltage is lower than the sensor output voltage corresponding to the one-time waveform in a frequency region away from the frequency H 1 (eg, a region near the frequency H 2 ).
3回波形に対応するセンサ出力電圧は、周波数H1を中心とする周波数領域において、2回波形に対応するセンサ出力電圧よりさらに増加している。ただし、増加している周波数領域は、2回波形よりも狭い。換言すると、2回波形および3回波形に対応するセンサ出力電圧特性は正規分布関数で表せると仮定すれば、2回波形に対応するセンサ出力電圧特性の分散は、3回波形に対応するセンサ出力電圧特性の分散より大きいということになる。そして、周波数H1から離れた周波数領域(例えば、周波数H2付近の領域)においてセンサ出力電圧が2回波形に対応するセンサ出力電圧よりさらに低下している。 The sensor output voltage corresponding to the three-time waveform is further increased from the sensor output voltage corresponding to the two-time waveform in the frequency region centered on the frequency H 1 . However, the increasing frequency region is narrower than the twice waveform. In other words, assuming that the sensor output voltage characteristics corresponding to the two-time waveform and the three-time waveform can be expressed by a normal distribution function, the variance of the sensor output voltage characteristics corresponding to the two-time waveform is the sensor output corresponding to the three-time waveform. This means that the voltage characteristic is larger than the variance. Then, the sensor output voltage is further lowered from the sensor output voltage corresponding to the waveform twice in a frequency region away from the frequency H 1 (for example, a region near the frequency H 2 ).
これは、単位波形を固有振動数H1における振動の周期と同じ周期で複数回繰り返すと、センサ駆動電圧COM2に含まれる固有振動数H1に対応する周波数H1の成分が増加し、逆に、固有振動数H1以外の振動数に対応する周波数成分(例えば、周波数H2の成分)は減少するためである。 This is repeated several times the unit waveform in the same period as that of the vibration in the natural frequency H 1, the component of the frequency H 1 corresponding to the natural frequency H 1 included in the sensor drive voltage COM2 is increased, conversely This is because frequency components (for example, components of frequency H 2 ) corresponding to frequencies other than the natural frequency H 1 are reduced.
次に、図14を参照して、インク有り時(図14(a))、および、インク無し時(図14(b))における周波数領域におけるセンサ出力電圧について説明する。先ず、1回波形(単位波形)に対応するセンサ出力電圧(図14(a)、(b)において、それぞれ波線で示されている。)について説明する。実験によると、インク有り時、すなわち、圧電素子PZTの固有振動数がH1である時においては、1回波形に対応するセンサ出力電圧は、検出すべき固有振動数H1に対応する周波数H1の成分が小さく周囲のノイズのなかに埋もれてしまい、周波数H1を精度良く測定するのが困難な場合があった。一方、インク無し時、すなわち、圧電素子PZTの固有振動数がH2である時においては、1回波形に対応するセンサ出力電圧は、検出すべき固有振動数H2に対応する周波数H2の成分が十分に大きく、上述したインク有り時における周波数H1の成分の3〜4倍ほどのピークを示した。これは、この1回波形(単位波形)は、固有振動数H1に対応する周波数H1の成分が少なく、インク有り時において圧電素子PZTを固有振動数H1で十分に共振させることができないことを示している。一方で、この1回波形(単位波形)は、固有振動数H2に対応する周波数H2の成分が十分に多く、インク無し時において圧電素子PZTを固有振動数H2で十分に共振させることができることを示している。 Next, the sensor output voltage in the frequency domain when ink is present (FIG. 14 (a)) and when ink is absent (FIG. 14 (b)) will be described with reference to FIG. First, the sensor output voltage (represented by wavy lines in FIGS. 14A and 14B) corresponding to the one-time waveform (unit waveform) will be described. According to experiments, when ink is present, that is, when the natural frequency of the piezoelectric element PZT is H 1 , the sensor output voltage corresponding to the one-time waveform has a frequency H corresponding to the natural frequency H 1 to be detected. The component 1 is small and buried in the surrounding noise, and it may be difficult to accurately measure the frequency H 1 . On the other hand, when there is no ink, that is, when the natural frequency of the piezoelectric element PZT is H 2 , the sensor output voltage corresponding to the one-time waveform has the frequency H 2 corresponding to the natural frequency H 2 to be detected. The component was sufficiently large and showed a peak about 3 to 4 times the component of the frequency H 1 when the ink was present. This is the single waveform (unit waveform) has less component of the frequency H 1 corresponding to the natural frequency H 1, can not be sufficiently resonate at the natural frequency H 1 the piezoelectric element PZT during ink-present It is shown that. On the other hand, the single waveform (unit waveform) is sufficiently the component of the frequency H 2 corresponding to the natural frequency H 2 many be sufficiently resonate at the natural frequency H 2 the piezoelectric element PZT during no ink It shows that you can.
次に、2回波形に対応するセンサ出力電圧(図14(a)、(b)において、それぞれ実線で示されている。)について説明する。実験によると、インク有り時においては、2回波形に対応するセンサ出力電圧は、検出すべき固有振動数H1に対応する周波数H1の成分が、1回波形の場合と比較して十分大きくなり、周波数H1を十分精度良く測定可能なレベルとなった。一方、インク無し時においては、2回波形に対応するセンサ出力電圧は、検出すべき固有振動数H2に対応する周波数H2の成分が1回波形の場合と比較すれば小さくなったものの、依然として周波数H2を精度良く測定するのに十分なレベルであった。結果として、2回波形に対応するセンサ出力電圧において、インク有り時における周波数H1の成分と、インク無し時における周波数H2の成分とが同程度であった。これは、単位波形を固有振動数H1における振動の周期と同じ周期で複数回繰り返すことによって、2回波形は、単位波形と比較して周波数H1の成分が増加し、周波数H2の成分が減少したため、周波数H1の成分と周波数H2の成分がバランス良く含まれる波形となっていると考えられる。この結果、この2回波形は、インク有り時においては圧電素子PZTを固有振動数H1で十分に共振させることができ、インク無し時においても圧電素子PZTを固有振動数H2で十分に共振させることができると考えられる。 Next, sensor output voltages corresponding to the two-time waveform (shown by solid lines in FIGS. 14A and 14B) will be described. According to experiments, when ink is present, the sensor output voltage corresponding to the twice waveform is sufficiently larger than the component of the frequency H 1 corresponding to the natural frequency H 1 to be detected compared to the one-time waveform. Thus, the frequency H 1 can be measured with sufficient accuracy. On the other hand, when there is no ink, the sensor output voltage corresponding to the two-time waveform is smaller than the case where the component of the frequency H 2 corresponding to the natural frequency H 2 to be detected is one-time waveform, It was still a level sufficient to accurately measure the frequency H 2. As a result, in the sensor output voltage corresponding to the two-time waveform, the frequency H 1 component when ink is present and the frequency H 2 component when ink is absent are approximately the same. This is because the unit waveform is repeated a plurality of times at the same period as the vibration period at the natural frequency H 1 , and the twice-time waveform has an increased frequency H 1 component and a frequency H 2 component compared to the unit waveform. Therefore, it can be considered that the waveform includes the component of the frequency H 1 and the component of the frequency H 2 in a well-balanced manner. As a result, the two-time waveform can sufficiently resonate the piezoelectric element PZT at the natural frequency H 1 when ink is present, and sufficiently resonate the piezoelectric element PZT at the natural frequency H 2 even when ink is absent. It is thought that it can be made.
さらに、比較のため、3回波形に対応するセンサ出力電圧(図14(a)、(b)において、それぞれ実線で示されている。)についても説明しておく。実験によると、インク有り時においては、3回波形に対応するセンサ出力電圧は、検出すべき固有振動数H1に対応する周波数H1の成分が、2回波形の場合と比較して、さらに、大きくなった。一方、インク無し時においては、3回波形に対応するセンサ出力電圧は、検出すべき固有振動数H2に対応する周波数H2の成分が1回波形の場合と比較して、さらに、小さくなり、周囲のノイズのなかに埋もれてしまい、周波数H1を精度良く測定するのが困難な場合があった。これは、この3回波形は、2回波形と比較して周波数H1の成分がさらに増加し、インク有り時において圧電素子PZTを固有振動数H1で十分に共振させることができることを示している。一方で、この3回波形は、2回波形と比較して周波数H2の成分がさらに減少し、インク無し時において圧電素子PZTを固有振動数H2で十分に共振させることができなくなったしまったことを示している。 Furthermore, for comparison, sensor output voltages corresponding to the three-time waveform (shown by solid lines in FIGS. 14A and 14B) will be described. According to experiments, when ink is present, the sensor output voltage corresponding to the three-time waveform is further compared to the case where the component of the frequency H 1 corresponding to the natural frequency H 1 to be detected is twice the waveform. It ’s bigger. On the other hand, when there is no ink, the sensor output voltage corresponding to the three-time waveform is further reduced as compared with the case where the frequency H 2 component corresponding to the natural frequency H 2 to be detected is a one-time waveform. In some cases, it is buried in the surrounding noise and it is difficult to accurately measure the frequency H 1 . This indicates that the three-time waveform has a further increased frequency H 1 component compared to the two-time waveform, and can sufficiently resonate the piezoelectric element PZT at the natural frequency H 1 when ink is present. Yes. On the other hand, in the three-time waveform, the frequency H 2 component is further reduced compared to the two-time waveform, and the piezoelectric element PZT cannot be sufficiently resonated at the natural frequency H 2 when there is no ink. It shows that.
以上の知見により、本実施例では、上述した2回波形を採用し、インク有り時の固有振動数H1とインク無し時の固有振動数H2とを共に精度良く検出可能としている。 Based on the above knowledge, in this embodiment, the above-described two-time waveform is adopted, and both the natural frequency H 1 when ink is present and the natural frequency H 2 when ink is absent can be detected with high accuracy.
以上説明したように、本実施例に係る印刷装置20によれば、センサ駆動電圧COM2の波形を調整して固有振動数H1に対応する周波数成分を多く含む波形としているので、インクが固有振動数H1に対応する状態にある場合には、センサ出力電圧において固有振動数H1に対応する周波数の成分を十分に大きくすることができ、確実にその固有振動数H1をセンサ出力電圧の周波数として検出することができる。そうすると、インクが固有振動数H1に対応する状態、すなわち、収容室RMのインクが所定量以上であることを精度良く判定することができる。
As described above, according to the
また、センサ駆動電圧COM2の波形を、固有振動数H1に対応する振動の周期と同じ周期で、単位波形を繰り返す波形とすることによって、センサ駆動電圧COM2の波形に含まれる固有振動数H1に対応する周波数成分を容易に多くすることができる。 Further, the waveform of the sensor driving voltage COM2, in the same period as that of the vibration corresponding to the natural frequency H 1, by a waveform repeating unit waveform, the natural frequency H 1 included in the waveform of the sensor driving voltage COM2 The frequency component corresponding to can be easily increased.
また、センサ駆動電圧COM2の波形を調整して固有振動数H1に対応する周波数成分を多く含むと供に、固有振動数H2に対応する周波数成分も多く含む波形としているので、インクが固有振動数H2に対応する状態にある場合においても、センサ出力電圧において固有振動数H2に対応する周波数の成分を十分に大きくすることができ、確実にその固有振動数H2をセンサ出力電圧の周波数として検出することができる。そうすると、インクが固有振動数H1に対応する状態だけでなく、インクが固有振動数H2に対応する状態、すなわち、収容室RMのインクが所定量未満であることも精度良く判定することができる。 Further, the waveform of the sensor drive voltage COM2 is adjusted to include a lot of frequency components corresponding to the natural frequency H 1 and also to include a lot of frequency components corresponding to the natural frequency H 2. in the case where a state corresponding to the frequency H 2 also, the component of the frequency corresponding to the natural frequency H 2 in the sensor output voltage can be sufficiently increased, securely sensor output voltage and the natural frequency H 2 It can be detected as a frequency. Then, it is possible to accurately determine not only the state in which the ink corresponds to the natural frequency H 1 but also the state in which the ink corresponds to the natural frequency H 2 , that is, whether the ink in the storage chamber RM is less than the predetermined amount. it can.
さらに、センサ駆動電圧COM2の生成を、任意の波形の電圧を生成可能な駆動電圧生成回路46によって、生成しているので、容易に所定の周波数成分を多く含むセンサ駆動電圧を生成することができる。
Furthermore, since the generation of the sensor drive voltage COM2 is generated by the drive
また、印刷ヘッド68の駆動に用いられるヘッド駆動電圧COM1とセンサ駆動電圧COM2は、ひとつの駆動電圧生成回路46によって実現される。したがって、センサ駆動電圧COM2を生成するために部品点数が増加することもない。
The head drive voltage COM1 and the sensor drive voltage COM2 used for driving the
B.変形例:
上記実施例において説明したインクカートリッジC1〜C6以外にも、センサ72の配置等のインクカートリッジの構成には種々の態様が考えられる。以下に、その具体例を説明する。
・インクカートリッジの他の態様:
図15および図16を用いて、本変形例に係る印刷装置およびインクカートリッジの概略構成について説明する。図15は、変形例に係るインクカートリッジC1〜C6の正面図(図16(a))および側面図(図16(b))である。図16は、インクカートリッジの筐体に装備されたセンサの断面(図15におけるA−A断面)を示す断面図である。
B. Variations:
In addition to the ink cartridges C1 to C6 described in the above embodiments, various aspects of the configuration of the ink cartridge such as the arrangement of the
Other aspects of the ink cartridge:
A schematic configuration of the printing apparatus and the ink cartridge according to this modification will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a front view (FIG. 16A) and a side view (FIG. 16B) of ink cartridges C1 to C6 according to a modification. FIG. 16 is a cross-sectional view showing a cross-section (cross-section AA in FIG. 15) of the sensor mounted on the casing of the ink cartridge.
変形例に係るインクカートリッジC1〜C6は、図15に示すように、上記実施例に係るインクカートリッジC1〜C6と同様にして筐体71とインク供給口74とセンサ72と端子板110とを備えている(図15(a)において端子板110は図示省略)。
As shown in FIG. 15, the ink cartridges C <b> 1 to C <b> 6 according to the modification include a
変形例に係るインクカートリッジC1〜C6の筐体71の内部は、上記実施例に係るインクカートリッジC1〜C6と異なり、区画リブ77によって、メイン収容室MRMと、第1のサブ収容室SRM1と、第2のサブ収容室SRM2とに区画されている。メイン収容室MRMは、全収容室容積の大部分を占めている。
Unlike the ink cartridges C1 to C6 according to the above-described embodiment, the inside of the
第1のサブ収容室SRM1は、底面においてインク供給口74と連通している(図15参照)。また、第1のサブ収容室SRM1は、筐体71の側面に形成された第1の側面孔75を介して、センサ72のセンサアタッチメント722に形成されたブリッジ流路BRと連通している(図16参照)。
The first sub-accommodating chamber SRM1 communicates with the
第2のサブ収容室SRM2は、底面近傍において、メイン収容室MRMと連通している(図15参照)。また、第2のサブ収容室SRM2は、筐体71の側面に形成された第2の側面孔76を介して、センサ72のセンサアタッチメント722に形成されたブリッジ流路BRと連通している(図16参照)。
The second sub storage chamber SRM2 communicates with the main storage chamber MRM near the bottom surface (see FIG. 15). The second sub-accommodating chamber SRM2 communicates with a bridge channel BR formed in the
センサ72は、図16に示すように、上記実施例に係るセンサ72と同様に、圧電素子PZTと、電極720、721と、センサアタッチメント722とを備える。センサアタッチメント722は、上記実施例に係るセンサアタッチメント722と形状が異なり、図16に示すように、上述したブリッジ流路BRが略コの字形状に形成されている。ブリッジ流路BRは、一端が第1の側面孔75と連通し、他端が第2の側面孔76と連通している。これによって、第2のサブ収容室SRM2から第1のサブ収容室SRM1へのインクの流入が可能となっている。
As shown in FIG. 16, the
変形例に係るインクカートリッジC1〜C6に収容されたインクは、図15および図16において、矢印で示すように移動する。すなわち、メイン収容室MRMに収容されているインクは、底面近傍から第2のサブ収容室SMR2に入り、第2の側面孔76−センサアタッチメント722のブリッジ流路BR−第1の側面孔75を通って、第1のサブ収容室SMR1に入る。そして、インクは、第1のサブ収容室SMR1からインク供給口74を通って、プリンタ20に供給される。
The ink stored in the ink cartridges C1 to C6 according to the modified example moves as indicated by arrows in FIGS. 15 and 16. That is, the ink stored in the main storage chamber MRM enters the second sub storage chamber SMR2 from the vicinity of the bottom surface, and passes through the second
図16(a)は、インクが所定量以上残存している状態(インク有り時)を示している。図16(b)は、インクが所定量未満しか残存していない状態(インク無し時)を示している。図16(a)に示すように、インク収容室RMのインクが所定量以上である場合には、上述したブリッジ流路BRにはインクが充填されている。すなわち、圧電素子PZTの周辺部分にインクが充填されている状態になる。一方で、インク収容室RMのインクが所定量未満である場合には、第2のサブ収容室SRM2からブリッジ流路BRにインクが流入されなくなり、ブリッジ流路BRにはインクが充填されていない。すなわち、圧電素子PZTの周辺部分にはインクが充填されていない状態になる。この結果、上記実施例におけるインクカートリッジと同様に、圧電素子PZTは、インク有り時と、インク無し時とで異なる固有振動数で振動する。この結果、変形例に係るインクカートリッジを用いる印刷装置20においても、上記実施例に係る印刷装置と同様の作用・効果を得ることができる。
FIG. 16A shows a state where a predetermined amount or more of ink remains (when ink is present). FIG. 16B shows a state in which less than a predetermined amount of ink remains (when there is no ink). As shown in FIG. 16A, when the amount of ink in the ink storage chamber RM is equal to or greater than a predetermined amount, the above-described bridge flow path BR is filled with ink. That is, the peripheral portion of the piezoelectric element PZT is filled with ink. On the other hand, when the amount of ink in the ink storage chamber RM is less than a predetermined amount, the ink does not flow from the second sub storage chamber SRM2 into the bridge flow path BR, and the bridge flow path BR is not filled with ink. . That is, the peripheral portion of the piezoelectric element PZT is not filled with ink. As a result, like the ink cartridge in the above embodiment, the piezoelectric element PZT vibrates at different natural frequencies when ink is present and when ink is absent. As a result, also in the
・その他の変形例:
上記実施例では、センサ駆動電圧COM2の波形は、固有振動数H1における振動の周期と同じ周期で単位波形を繰り返しているが、繰り返しの周期はこれに限られるものではなく、任意の周期を用いることができる。この結果、センサ出力電圧において、任意の振動数に対応する周波数成分を増加させることができる。例えば、単位波形の形状や、カートリッジの振動特性等によっては、インク無し時における固有振動数H2に対応する周波数成分を多くした波形を生成したい場合もある。かかる場合には、図17(a)(b)に示すように、固有振動数H2における振動の周期と同じ周期で単位波形を繰り返しても良い。こうすれば、固有振動数H2に対応する周波数成分を多くした波形を有するセンサ駆動電圧COM2を容易に生成することができ、図17(c)に示すように、センサ出力電圧において、固有振動数H2に対応する周波数H2の成分を増加させることができる。
・ Other variations:
In the above embodiment, the waveform of the sensor drive voltage COM2 repeats the unit waveform with the same period as the vibration period at the natural frequency H 1. However, the repetition period is not limited to this, and an arbitrary period is used. Can be used. As a result, the frequency component corresponding to an arbitrary frequency can be increased in the sensor output voltage. For example, depending on the shape of the unit waveform, the vibration characteristics of the cartridge, etc., it may be desired to generate a waveform with an increased frequency component corresponding to the natural frequency H 2 when no ink is used. In such a case, as shown in FIG. 17 (a) (b), may be repeated unit waveform in the same period as that of the vibration in the natural frequency H 2. This way, the sensor drive voltage COM2 with many waveform frequency component corresponding to the natural frequency H 2 can be easily produced, as illustrated in FIG. 17 (c), the sensor output voltage, the natural frequency The frequency H 2 component corresponding to the number H 2 can be increased.
上記実施例では、センサ駆動電圧COM2の波形を、インク有り時における固有振動数H1と、インク無し時固有振動数H2とを、一度の測定で検出できる波形としているが、インク有り時における固有振動数H1の測定と、インク無し時固有振動数H2の測定とを2回に分けて実行しても良い。かかる場合には、インク有り時における固有振動数H1の測定においては、図12に示す波形を用いてセンサ出力電圧において、固有振動数H1に対応する周波数H1の成分を増加させ、インク無し時における固有振動数H2の測定においては、図17に示す波形を用いてセンサ出力電圧において、固有振動数H2に対応する周波数H2の成分を増加させれば良い。かかる場合には、他方の周波数成分の減少を考慮する必要がないので、繰り返し回数をさらに増加させても良い(例えば、4回波形、5回波形等を用い得る)。 In the above-described embodiment, the waveform of the sensor drive voltage COM2 is a waveform that can detect the natural frequency H 1 when there is ink and the natural frequency H 2 when there is no ink by a single measurement. The measurement of the natural frequency H 1 and the measurement of the natural frequency H 2 without ink may be performed in two steps. In such a case, in the measurement of the natural frequency H 1 at the time of ink-present, the sensor output voltage with a waveform shown in FIG. 12, to increase the component of the frequency H 1 corresponding to the natural frequency H 1, ink in the measurement of the natural frequency of H 2 at no, in the sensor output voltage with a waveform shown in FIG. 17, it is sufficient to increase the component of the frequency H 2 corresponding to the natural frequency H 2. In such a case, since it is not necessary to consider the decrease in the other frequency component, the number of repetitions may be further increased (for example, a 4-time waveform, a 5-time waveform, etc. may be used).
インクカートリッジの圧電素子PZTの固有振動数H1は、製造バラツキにより一定でない場合がある。かかる場合には、製造バラツキの統計値、例えば、固有振動数の平均値や中間値を用いて、繰り返しの周期を定めても良い。また、製造時に、固有振動数を測定し、測定した固有振動数を記憶させたメモリをインクカートリッジに備えるようにしても良い。かかる場合には、印刷装置の制御回路がメモリから固有振動数の値を読み出し、この値に基づいて繰り返しの周期を定めることができる。 The natural frequency H 1 of the piezoelectric element PZT of the ink cartridge may not be constant due to manufacturing variations. In such a case, the repetition period may be determined using a statistical value of manufacturing variation, for example, an average value or an intermediate value of natural frequencies. Further, the ink cartridge may be provided with a memory that measures the natural frequency and stores the measured natural frequency at the time of manufacture. In such a case, the control circuit of the printing apparatus can read the value of the natural frequency from the memory, and determine the repetition cycle based on this value.
上記実施例では、インクカートリッジの圧電素子PZTの固有振動数H1を検出することによって、インクが所定量未満であるか、所定量以上であるかを判定しているが、インクの状態の変化によって圧電素子PZTの固有振動数が変化する関係にあれば、インクの種々の状態を検出可能である。 In the above embodiment, whether the ink is less than the predetermined amount or more than the predetermined amount is determined by detecting the natural frequency H 1 of the piezoelectric element PZT of the ink cartridge. If the natural frequency of the piezoelectric element PZT changes, the various states of the ink can be detected.
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example and the modification, Embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.
20…印刷装置
22…紙送りモータ
23…ギヤトレイン
24…キャリッジモータ
26…プラテン
30…キャリッジ
32…操作パネル
34…摺動軸
36…駆動ベルト
38…プーリ
39…位置センサ
40…制御回路
46…駆動電圧生成回路
50…カートリッジ処理専用回路
51…計算機
53、54、S1〜S6…アナログスイッチ
52…アンプ部
80…PCインターフェース
60…印刷ヘッドユニット
62…カートリッジ装着部
66…インク導入部
68…印刷ヘッド
C1〜C6…インクカートリッジ
71…筐体
72…センサ
74…インク供給口
75…第1の側面孔
76…第2の側面孔
77…区画リブ
90…コンピュータ
100、110…端子板
104、105、114、115…端子
RM…インク収容室
MRM…メイン収容室
SRM1…第1のサブ収容室
SRM2…第2のサブ収容室
PZT…圧電素子
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,110 ...
Claims (6)
印刷材が収容される収容室と、前記印刷材を前記印刷装置に供給するための供給口と、前記収容室から前記供給口に前記印刷材を流すためのブリッジ流路と、を有する印刷材収容体と、
前記ブリッジ流路の一側面に配置される圧電素子と、
前記ブリッジ流路に印刷材が存在する場合における前記圧電素子の第1の固有振動数に対応する周波数成分と、前記ブリッジ流路に印刷材が存在しない場合における前記圧電素子の第2の固有振動数に対応する周波数成分と、を両方多く含む波形を有する圧電素子駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記生成された圧電素子駆動電圧を前記圧電素子に印加して前記圧電素子を振動させる電圧印加手段と、
前記圧電素子駆動電圧の印加後において、振動する前記圧電素子から圧電効果によって出力される電圧の周波数を測定する周波数測定手段と、
前記電圧の周波数として検出された前記圧電素子の振動数が前記第1の固有振動数である場合には、前記印刷材収容体内の印刷材は所定量以上であると判定し、前記振動数が前記第2の固有振動数である場合には、前記印刷材収容体内の印刷材は所定量未満であると判定する状態判定手段と、を備え、
電圧の上昇と電圧の降下とを含む単位波形に含まれる前記第1の固有振動数に対応する周波数成分は、前記単位波形に含まれる前記第2の固有振動数に対応する周波数成分よりも少なく、
前記電圧生成手段は、前記圧電素子駆動電圧の波形として、前記単位波形を前記第1の固有振動数における振動の周期と同じ周期で複数回繰り返す波形を生成する、印刷装置。 A printing device,
A printing material having a storage chamber in which a printing material is stored, a supply port for supplying the printing material to the printing apparatus, and a bridge channel for flowing the printing material from the storage chamber to the supply port A containing body;
A piezoelectric element disposed on one side of the bridge channel ;
The frequency component corresponding to the first natural frequency of the piezoelectric element when the printing material is present in the bridge flow path, and the second natural vibration of the piezoelectric element when the printing material is not present in the bridge flow path. a voltage generating means for generating a piezoelectric element drive voltage having a waveform including many both a frequency component corresponding to the number, the,
Voltage applying means for applying the generated piezoelectric element driving voltage to the piezoelectric element to vibrate the piezoelectric element;
Frequency measuring means for measuring the frequency of the voltage output by the piezoelectric effect from the vibrating piezoelectric element after application of the piezoelectric element driving voltage;
When the frequency of the piezoelectric element detected as the frequency of the voltage is the first natural frequency, it is determined that the printing material in the printing material container is greater than or equal to a predetermined amount, and the frequency is If the second natural frequency, the state determination means for determining that the printing material in the printing material container is less than a predetermined amount ,
The frequency component corresponding to the first natural frequency included in the unit waveform including the voltage increase and the voltage decrease is less than the frequency component corresponding to the second natural frequency included in the unit waveform. ,
The voltage generating means generates a waveform that repeats the unit waveform a plurality of times at the same cycle as the cycle of vibration at the first natural frequency, as the waveform of the piezoelectric element drive voltage.
前記電圧生成手段は、任意の波形の電圧を生成可能な電圧生成回路である印刷装置。 The printing apparatus according to claim 2 ,
The printing apparatus is a voltage generation circuit capable of generating a voltage having an arbitrary waveform.
駆動電圧を印加されることによって印刷を実行する印刷ヘッドと、
前記電圧生成手段によって生成された電圧の出力先を、前記印刷ヘッドと前記圧電素子とのいずれかに切り替える切り替え手段とを備え、
前記電圧生成手段は、前記印刷ヘッドに印加されるヘッド駆動電圧を生成する手段としても機能する印刷装置。 The printing apparatus according to claim 1 or 2 , further comprising:
A print head that performs printing by applying a drive voltage;
Switching means for switching the output destination of the voltage generated by the voltage generation means to either the print head or the piezoelectric element;
The voltage generating unit is a printing apparatus that also functions as a unit that generates a head driving voltage applied to the print head.
前記印刷材収容体は、前記印刷装置に着脱可能な収容体である印刷装置。 The printing device according to any one of claims 1 to 3,
The printing apparatus, wherein the printing material container is a container that can be attached to and detached from the printing apparatus.
前記電圧生成手段は、前記圧電素子駆動電圧の波形として、前記単位波形を前記第1の固有振動数における振動の周期と同じ周期で2回繰り返す波形を生成する、印刷装置。The printing apparatus, wherein the voltage generation unit generates a waveform that repeats the unit waveform twice at the same period as the period of vibration at the first natural frequency as the waveform of the piezoelectric element driving voltage.
前記印刷材収容体は、印刷材が収容される収容室と、前記印刷材を印刷装置に供給するための供給口と、前記収容室から前記供給口に前記印刷材を流すためのブリッジ流路と、を有し、
前記圧電素子は、前記ブリッジ流路の一側面に配置されており、
(a)前記ブリッジ流路に印刷材が存在する場合における前記圧電素子の第1の固有振動数に対応する周波数成分と、前記ブリッジ流路に印刷材が存在しない場合における前記圧電素子の第2の固有振動数に対応する周波数成分を両方多く含む波形を有する圧電素子駆動電圧を生成する工程と、
(b)前記圧電素子に前記生成された圧電素子駆動電圧を印加して前記圧電素子を振動させる工程と、
(c)前記圧電素子駆動電圧の印加後において、振動する前記圧電素子から圧電効果によって出力される電圧の周波数を測定する工程と、
(d)前記電圧の周波数として検出された前記圧電素子の振動数の振動数が前記第1の固有振動数である場合には、前記印刷材収容体内の印刷材は所定量以上であると判定し、前記振動数が前記第2の固有振動数である場合には、前記印刷材収容体内の印刷材は所定量未満であると判定する工程と、を含み、
電圧の上昇と電圧の降下とを含む単位波形に含まれる前記第1の固有振動数に対応する周波数成分は、前記単位波形に含まれる前記第2の固有振動数に対応する周波数成分よりも少なく、
前記工程(a)では、前記圧電素子駆動電圧の波形として、前記単位波形を前記第1の固有振動数における振動の周期と同じ周期で複数回繰り返す波形を生成する、方法。 A method of detecting a state of a printing material accommodated in the printing material container using a piezoelectric element provided in the printing material container,
The printing material container includes a storage chamber in which a printing material is stored, a supply port for supplying the printing material to a printing apparatus, and a bridge channel for flowing the printing material from the storage chamber to the supply port. And having
The piezoelectric element is disposed on one side of the bridge channel,
(A) a frequency component corresponding to the first natural frequency of the piezoelectric element when a printing material is present in the bridge flow path, and a second of the piezoelectric element when the printing material is not present in the bridge flow path . generating a piezoelectric element drive voltage having both much including waveform frequency component corresponding to the natural frequency of,
A step of vibrating the piezoelectric element (b) applying a piezoelectric element drive voltage the generated in said piezoelectric element,
(C) after application of the piezoelectric element drive voltage, a step of measuring the frequency of the voltage output by the piezoelectric effect of said piezoelectric element to vibrate,
(D) When the frequency of the frequency of the piezoelectric element detected as the frequency of the voltage is the first natural frequency, it is determined that the printing material in the printing material container is greater than or equal to a predetermined amount. And determining that the printing material in the printing material container is less than a predetermined amount when the frequency is the second natural frequency,
The frequency component corresponding to the first natural frequency included in the unit waveform including the voltage increase and the voltage decrease is less than the frequency component corresponding to the second natural frequency included in the unit waveform. ,
In the step (a), as the waveform of the piezoelectric element driving voltage, a waveform is generated that repeats the unit waveform a plurality of times at the same period as the period of vibration at the first natural frequency.
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