JPH03190748A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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JPH03190748A
JPH03190748A JP33185289A JP33185289A JPH03190748A JP H03190748 A JPH03190748 A JP H03190748A JP 33185289 A JP33185289 A JP 33185289A JP 33185289 A JP33185289 A JP 33185289A JP H03190748 A JPH03190748 A JP H03190748A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
thermistor
heat
detection
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP33185289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Yanagida
聡 柳田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP33185289A priority Critical patent/JPH03190748A/en
Publication of JPH03190748A publication Critical patent/JPH03190748A/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance the detection accuracy of an ink amount by reducing the effect of a temp. sensor due to the up-and-down movement of the liquid level of ink by providing a radiation part member to the temp. sensor. CONSTITUTION:A thermistor 36 is directly provided to the lower end of a radiator 32 in such a state that the detection part thereof protrudes from a radiator 32 by about 0.5mm and connected to a constant current source 30 through a voltage detection means 31. At this time, since the thermistor 36 is provided in an ink reservoir 14, the quantity of heat supplied to the thermistor 36 and the quantity of heat radiated from the radiator 32 reaches certain equlibrium temp. and the detection temp. due to the thermistor 36 is determined. At this time, a voltage value is detected using the voltage detection means 31.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インク滴を飛翔させて記録紙等の媒体上にイ
ンク像を形成するプリンタ等のインクジェット記録装置
に用いるインクジェットヘッドに関し、さらに詳細には
ヘッド内のインク量の検知手段の改良に関するものであ
る。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inkjet head used in an inkjet recording device such as a printer that forms an ink image on a medium such as recording paper by ejecting ink droplets. The present invention relates to an improvement in a means for detecting the amount of ink within a head.

[従来の技術] 従来、キャリッジ上にインクタンクを有するインクジェ
ットヘッドに用いられるホットメルトインクのインク量
検出装置としては、実開昭62−90137号公報等に
開示されているように、インクタンク内にサーミスタを
取り付けて温度を検出することによりインク量を検知し
ている装置が広く知られている。
[Prior Art] Conventionally, as an ink amount detection device for hot melt ink used in an inkjet head having an ink tank on a carriage, as disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 62-90137, etc., A device that detects the amount of ink by attaching a thermistor to the ink and detecting the temperature is widely known.

[発明が解決しようとする課題] 上記従来の装置では、印字のためにキャリッジが振動動
作し、キャリッジ上にあるインクタンクが振動した場合
に、サーミスタを取り付けている部分が、インクタンク
内のインクの振動による液面の上下動の影響を受けて温
度上昇してしまう。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional apparatus, when the carriage vibrates for printing and the ink tank on the carriage vibrates, the part where the thermistor is attached is damaged by the ink in the ink tank. The temperature rises due to the vertical movement of the liquid level due to vibrations.

このため、検出温度が変動して、インク量の検出精度が
悪くなるという問題があった。また、検出時間が長くな
るためスループットに影響し、実効的な印字速度が遅く
なるという欠点を有していた。
For this reason, there was a problem in that the detected temperature fluctuated and the accuracy of ink amount detection deteriorated. Furthermore, since the detection time becomes longer, throughput is affected and the effective printing speed becomes slower.

本発明の目的はこの問題点を解決し、インク量の検出精
度を向上させ、また検出時間を短くしてスループットを
向上させたインクジェットヘッドを提供することにある
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve this problem and provide an inkjet head that improves ink amount detection accuracy, shortens detection time, and improves throughput.

〔課題を解決するための手段] 本発明のインクジェットヘッドは、常温で固体、高温で
液体のホットメルトインクを用いて、キャリッジ上のイ
ンクタンク内の収納インク量を検出する手段として温度
センサーを用いるインクジェットヘッドにおいて、温度
センサー゛に放熱部材設けたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The inkjet head of the present invention uses hot melt ink that is solid at room temperature and liquid at high temperature, and uses a temperature sensor as a means for detecting the amount of ink stored in an ink tank on a carriage. The inkjet head is characterized in that the temperature sensor is provided with a heat radiating member.

[実施例] 次に実施例に基づき本発明を説明する。[Example] Next, the present invention will be explained based on examples.

第1図は本発明の一実施例であるプリンタのヘッド部を
示す斜視図である。同図において記録紙20は紙案内軸
21.22に案内され、インクジェットヘッド23(以
下ヘッドと略記する)との距離を保たれて搬送される。
FIG. 1 is a perspective view showing a head section of a printer that is an embodiment of the present invention. In the figure, recording paper 20 is guided by paper guide shafts 21 and 22, and is conveyed while maintaining a distance from an inkjet head 23 (hereinafter abbreviated as head).

ヘッド23は、記録紙20と対向する面に二列状に複数
個のノズル24を有しヘッド案内軸25.26に案内さ
れ、図示しない駆動部材により記録紙上を走査する構造
になっている。
The head 23 has a plurality of nozzles 24 arranged in two rows on a surface facing the recording paper 20, is guided by head guide shafts 25 and 26, and is configured to scan the recording paper by a drive member (not shown).

第2図はヘッドの断面図である。同図において、lは容
器状のヘッドフレーム1であり、これに上ケーシング4
、及びフタ9が設けられている。ヘッドフレーム1の内
部は、下部に連通路13aのある隔壁13によって二室
に仕切られており、−室がインクリザーバタンク14と
なっている。このリザーバタンク14にインク16が収
容される。
FIG. 2 is a sectional view of the head. In the same figure, l is a container-shaped head frame 1, and an upper casing 4 is attached to this.
, and a lid 9 are provided. The interior of the head frame 1 is partitioned into two chambers by a partition wall 13 having a communication passage 13a at the bottom, and the - chamber serves as an ink reservoir tank 14. Ink 16 is stored in this reservoir tank 14.

ヘッドフレーム1の底部にはヒータ2.3が設けられて
いる。上ケーシング4の一部に、インク供給用の複数の
スリットを形成する部材を収納するホルダー5が挿入さ
れているが詳細は図示していない。ホルダー5の下部に
は、微小径の孔を多数有する板状のフィルター12が取
り付けられている。ホルダー5の一部には、温度検出セ
ンサー7及びインク吐出部近傍のインク加熱用の補助ヒ
ータ8を設けである。ホルダー5の上部には、ノズル形
成基板17が配され、これに設けられたノズルの背後で
圧電変換器が圧力を増加させて選択的にインクを吐出さ
せる。インク吐出原理及び圧電変換器の構成は、特開昭
63−297052号公報に詳述してあり、本発明の主
旨と直接関連しないため詳細な説明は省略する。ヘッド
内のインク16は、常温で固体であり、動作開始時はヒ
ータ2.3によって融解させる。本実施例では、ワック
スを主成分とする固体インクを用いるので、高温環境下
におけるインクの変質を防止するために融点よりわずか
に高い80°Cに加熱液化し、一定温度に保持する。一
方、ノズル近傍では吐出特性との関係から所望の粘度に
達する100°Cないし200°Cの所定の温度にイン
クを保持する必要があるため、温度検出センサー7によ
り温度を検出しながら補助ヒータ8を断続的に通電し、
ホルダー5を所定の温度に制御する。液体状のインク1
6は、インクリザーバタンク14から隔壁13下部の連
通路13aを通ってホルダー5の下部に達する。そして
、スリット状に構成された部材6を毛細管力によって上
昇し、ノズル形成基板17の近傍に配された圧電変換器
とノズル形成基板との間に満たされて吐出温度に加熱さ
れる。複数の圧電変換器のうち所望のものに電圧を印加
することによりノズルから選択的にインク滴を吐出させ
る。
A heater 2.3 is provided at the bottom of the head frame 1. A holder 5 that accommodates a member forming a plurality of slits for ink supply is inserted into a part of the upper casing 4, but the details are not shown. A plate-shaped filter 12 having a large number of microscopic holes is attached to the lower part of the holder 5 . A part of the holder 5 is provided with a temperature detection sensor 7 and an auxiliary heater 8 for heating ink near the ink ejection section. A nozzle forming substrate 17 is arranged on the upper part of the holder 5, and a piezoelectric transducer increases pressure behind the nozzle provided on the nozzle forming substrate 17 to selectively eject ink. The principle of ink ejection and the configuration of the piezoelectric transducer are detailed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-297052, and since they are not directly related to the gist of the present invention, a detailed explanation will be omitted. The ink 16 in the head is solid at room temperature, and is melted by the heater 2.3 at the start of operation. In this example, a solid ink whose main component is wax is used, so in order to prevent the ink from deteriorating in a high-temperature environment, it is liquefied by heating to 80° C., which is slightly higher than the melting point, and maintained at a constant temperature. On the other hand, in the vicinity of the nozzle, it is necessary to maintain the ink at a predetermined temperature of 100°C to 200°C to reach the desired viscosity due to the relationship with the ejection characteristics. energize intermittently,
The holder 5 is controlled to a predetermined temperature. liquid ink 1
6 reaches the lower part of the holder 5 from the ink reservoir tank 14 through the communication path 13a at the lower part of the partition wall 13. Then, the slit-shaped member 6 is raised by capillary force, filled between the piezoelectric transducer arranged near the nozzle forming substrate 17 and the nozzle forming substrate, and heated to the discharge temperature. Ink droplets are selectively ejected from the nozzle by applying a voltage to a desired one of the plurality of piezoelectric transducers.

インクリザーバタンク14内にはフタ9に取り付けられ
たインク量検知装置18が設けられている。インク量検
知装置18は、ヘッド内部に残留する液体状態のインク
量が所定値以下であることを検知すると、インク補給要
求信号を出力する。
An ink amount detection device 18 attached to the lid 9 is provided inside the ink reservoir tank 14 . When the ink amount detection device 18 detects that the amount of liquid ink remaining inside the head is less than a predetermined value, it outputs an ink replenishment request signal.

インク量検知装置18からインク補給要求信号が出力さ
れると、ヘッドはフタ9を開いてインク供給位置まで移
動する。そして、この位置でインク供給装置からインク
リザーバ14内に、インク塊が投入される。
When the ink amount detection device 18 outputs an ink replenishment request signal, the head opens the lid 9 and moves to the ink supply position. Then, at this position, the ink mass is introduced into the ink reservoir 14 from the ink supply device.

第3図を参照して、インク量検知装置18の詳細につい
て説明する。同図に示すように、インク量検知装置18
は、温度センサーであるサーミスタ36、放熱部材であ
る放熱!!32と、定電流源0と、電圧検出手段31と
を備えている。サーミスタ36は、放熱器32の下端に
検出部分を約0゜5mm放熱器より出した状態で直付け
され、電圧検知手段31を介して定電流源30に接続さ
れている。ここで使用したサーミスタ36は、径1゜3
5mm長さ3.5mmの高耐熱型サーミスタである。サ
ーミスタ36を0.5mm放熱器32の下端より出した
のは、検出速度をか大きくし、検出効率を大きくするた
めである。サーミスタ36は、インクリザーバタンク1
4中にあるため、サーミスタ36に供給される熱量と、
放熱器32から放熱される熱量とによっである平衡温度
に達し、サーミスタ36による検出温度が決まる。この
ときの電圧値は電圧検知手段31を用いて検出される。
Details of the ink amount detection device 18 will be explained with reference to FIG. As shown in the figure, the ink amount detection device 18
The thermistor 36 is a temperature sensor, and the heat radiation member is a heat radiation member! ! 32, a constant current source 0, and a voltage detection means 31. The thermistor 36 is directly attached to the lower end of the heat radiator 32 with its detection portion protruding from the heat radiator by approximately 0.5 mm, and is connected to the constant current source 30 via the voltage detection means 31. The thermistor 36 used here has a diameter of 1°3
This is a high heat resistant thermistor with a length of 5mm and a length of 3.5mm. The reason why the thermistor 36 is extended from the lower end of the 0.5 mm radiator 32 is to increase the detection speed and detection efficiency. The thermistor 36 is connected to the ink reservoir tank 1
4, the amount of heat supplied to the thermistor 36 and
A certain equilibrium temperature is reached depending on the amount of heat radiated from the radiator 32, and the temperature detected by the thermistor 36 is determined. The voltage value at this time is detected using the voltage detection means 31.

サーミスタ36が空気中にある場合(即ち液体状インク
と接していない場合)、空気の熱容量は小さいため、イ
ンクタンク内の空気から供給される熱量は小さく、平衡
温度は低い。サーミスタ36が液体インク中にある場合
、液体インクの熱容量は空気の熱容量より大きいため、
インクタンク内の液体インクから供給される熱量は、空
気から供給される熱量より大きく、平衡温度は空気中に
ある場合より高い。サーミスタ36が、例えば温度と共
に電気抵抗が指数関数的に減少する素子の場合、空気中
ではサーミスタ36の抵抗が大きいため検出電圧が小さ
く、液体中ではサーミスタの抵抗が小さいため検出電圧
が大きく先の電圧検知手段31によってこの変化を検出
し、サーミスタ36が空気中にあるか液体中にあるかを
知ることができる。そのため、インクタンク内のインク
量を検知できる。
When the thermistor 36 is in the air (that is, when it is not in contact with liquid ink), the heat capacity of air is small, so the amount of heat supplied from the air in the ink tank is small, and the equilibrium temperature is low. When the thermistor 36 is in liquid ink, the heat capacity of the liquid ink is greater than that of air;
The amount of heat supplied by the liquid ink in the ink tank is greater than the amount of heat supplied by air, and the equilibrium temperature is higher than if it were in air. For example, if the thermistor 36 is an element whose electrical resistance decreases exponentially with temperature, the resistance of the thermistor 36 is large in air, so the detection voltage is small, and in liquid, the resistance of the thermistor is small, so the detection voltage is large and the detection voltage is large. This change is detected by the voltage detection means 31, and it can be determined whether the thermistor 36 is in the air or in the liquid. Therefore, the amount of ink in the ink tank can be detected.

第4図に熱遮蔽部材の一実施例を示す。第1図に示した
通り、印字中、インクタンク14はキャリッジとともに
往復運動している。このため、インクタンク14内のイ
ンク16の液面の振動による波打ちで、フタ9に高温の
インクが触れ、放熱器32の効率が低下して気中と液中
との温度差が少なくなりインク45の有無を検出するの
に時間がかかる可能性がある。そこで、第4図ではイン
クタンク14とフタ9との間に熱遮蔽板42を設けてい
る。熱遮蔽板42を設けることにより、振動した高温イ
ンク16が直接フタ9に触れることがなくなる。したが
って、放熱器32の効率が低下することはなくなり、サ
ーミスタ36の検出速度を大きくすることができる。熱
遮蔽板42は、金属に比べて熱伝導率の低いプラスチッ
ク等の材質を用いる。
FIG. 4 shows an embodiment of the heat shielding member. As shown in FIG. 1, during printing, the ink tank 14 is reciprocating with the carriage. For this reason, the high temperature ink comes into contact with the lid 9 due to the vibration of the surface of the ink 16 in the ink tank 14, reducing the efficiency of the radiator 32 and reducing the temperature difference between the air and the liquid. It may take time to detect the presence or absence of 45. Therefore, in FIG. 4, a heat shielding plate 42 is provided between the ink tank 14 and the lid 9. By providing the heat shield plate 42, the vibrated high-temperature ink 16 does not come into direct contact with the lid 9. Therefore, the efficiency of the heat radiator 32 does not decrease, and the detection speed of the thermistor 36 can be increased. The heat shield plate 42 is made of a material such as plastic, which has a lower thermal conductivity than metal.

第5図にインク液面振動防止機構の一実施例を示す。イ
ンク16の液面の振動を防止するために、ここではイン
クタンク14内に2枚の板状部材54を、サーミスタ3
6を囲むようにして取り付けている。板状部材54を取
り付けることにより、高温インク16の振動が小さくな
る。したがって、放熱器32の効率が低下することはな
くなり、サーミスタ36の検出速度を大きくすることが
できる。
FIG. 5 shows an embodiment of the ink level vibration prevention mechanism. In order to prevent the liquid level of the ink 16 from vibrating, two plate members 54 are installed inside the ink tank 14, and a thermistor 3 is installed here.
It is attached so as to surround 6. By attaching the plate member 54, the vibration of the high temperature ink 16 is reduced. Therefore, the efficiency of the heat radiator 32 does not decrease, and the detection speed of the thermistor 36 can be increased.

なお第4図と第5図に示される実施例は両方同時に行っ
てもよい。
Note that both the embodiments shown in FIGS. 4 and 5 may be performed simultaneously.

[発明の効果] 上に述べたように本発明は、温度センサーに放熱部材を
設けたので、インク液面の上下動による温度センサーへ
の影響を少なくすることができ、これによってインク量
の検出精度を向上させることができる。また、検出時間
を短くしてスループットを向上させることができる。ま
た、放熱部材とインク液面との間に熱遮閉部材を設けた
場合や、インクの液面振動を防止する機構を設けた場合
には、−層検出誤差が小さく、かつ検出速度が大きくな
り、インク量検知によるスループットの低下が少なくな
るため、実効印字速度が向上するという効果を有する。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, since the temperature sensor is provided with a heat dissipation member, it is possible to reduce the influence of vertical movement of the ink liquid level on the temperature sensor, thereby making it possible to detect the amount of ink. Accuracy can be improved. Furthermore, the detection time can be shortened and the throughput can be improved. In addition, if a heat shielding member is provided between the heat dissipation member and the ink liquid surface, or if a mechanism is provided to prevent ink liquid level vibration, the negative layer detection error will be small and the detection speed will be large. This has the effect of improving the effective printing speed because the throughput is less reduced due to ink amount detection.

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

第1図はインクジェット記録装置のヘッド部の構成を示
す図。 第2図はインクジェットヘッドの断面図。 第3図はインクジェットヘッドに用いられるインク量検
知装置の構成を示す図。 第4図は本発明のインクジェットヘッドのインク熱遮蔽
部材の一実施例を示す図。 第5図は本発明のインクジェットヘッドのインク液面振
動防止機構の一実施例を示す図。  3 16 4 8 6 2 1 2 4 インクジェットへツ インク フタ インクタンク インク量検知装置 サーミスタ 放熱器 電圧検知手段 熱遮蔽板 板状部材 以上
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a head section of an inkjet recording apparatus. FIG. 2 is a sectional view of the inkjet head. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an ink amount detection device used in an inkjet head. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the ink heat shielding member of the inkjet head of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the ink liquid level vibration prevention mechanism of the inkjet head of the present invention. 3 16 4 8 6 2 1 2 4 To the inkjet Twin cup lid Ink tank Ink amount detection device Thermistor Radiator Voltage detection means Heat shield plate Plate member or more

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)常温で固体、高温で液体のホットメルトインクを用
いて、キャリッジ上のインクタンク内の収納インク量を
検出する手段として温度センサーを用いるインクジェッ
トヘッドにおいて、 温度センサーに放熱部材を設けたことを特徴とするイン
クジェットヘッド。 2)放熱部材とインク液面との間に熱遮蔽部材を設けた
ことを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド
。 3)インクタンク内に温度センサーの少なくとも1部を
囲む板状部材を設けたことを特徴とする請求項1または
2記載のインクジェットヘッド。
[Claims] 1) In an inkjet head that uses hot melt ink that is solid at room temperature and liquid at high temperature and uses a temperature sensor as a means to detect the amount of ink stored in an ink tank on a carriage, heat is radiated to the temperature sensor. An inkjet head characterized by being provided with a member. 2) The inkjet head according to claim 1, further comprising a heat shielding member provided between the heat radiation member and the ink liquid surface. 3) The inkjet head according to claim 1 or 2, further comprising a plate-shaped member surrounding at least a portion of the temperature sensor within the ink tank.
JP33185289A 1989-12-21 1989-12-21 Ink jet head Pending JPH03190748A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104802517A (en) * 2015-04-30 2015-07-29 青岛尤尼科技有限公司 Digital spray printing equipment and ink liquid level detection device and method thereof
EP4059605A3 (en) * 2021-03-18 2022-12-21 Funai Electric Co., Ltd. Pipette-fillable cartridge fluid detection

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