JPH05318757A - Ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet recording apparatus

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Publication number
JPH05318757A
JPH05318757A JP12469692A JP12469692A JPH05318757A JP H05318757 A JPH05318757 A JP H05318757A JP 12469692 A JP12469692 A JP 12469692A JP 12469692 A JP12469692 A JP 12469692A JP H05318757 A JPH05318757 A JP H05318757A
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JP
Japan
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ink
recording apparatus
head
jet recording
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP12469692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Nobuhiko Umezawa
信彦 梅澤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05318757A publication Critical patent/JPH05318757A/en
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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect the residual amount of ink so as to be capable of avoiding the stopping of a printer when the residual amount of ink is reduced as much as possible. CONSTITUTION:An ink jet recording apparatus is equipped with a head part 11 injecting ink 22 to a material to be recorded and the ink supply part 26 connected to the head part 11 to supply the ink 22. An ink residual amount detection means 30 detecting the presence of the ink 22 is positioned between the head part 11 and the ink supply part 26 not only to make it possible to detect an ink near end at least in such a state the ink 22 yet remains in the head part 11 but also to take correspondence such as the supply of ink before printing becomes perfectly impossible and the stopping of a printer can be avoided as much as possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インク残量検出機能を
持たせたインクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus having an ink remaining amount detecting function.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種記録法の内でノンインパクト
記録法は、記録時の騒音発生が無視し得る程度に小さい
点でオフィス等の静寂な環境用として注目されている。
その内、高速記録可能で、いわゆる普通紙に特別の定着
処理を要せず記録できる、いわゆるインクジェット記録
法は極めて有力な方法であり、従来より種々の方式が提
案ないしは実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, among various recording methods, the non-impact recording method has attracted attention for quiet environments such as offices because noise generation during recording is so small that it can be ignored.
Among them, the so-called inkjet recording method, which is capable of high-speed recording and can be recorded on so-called plain paper without requiring a special fixing process, is an extremely effective method, and various methods have been proposed or put into practical use.

【0003】このようなインクジェット記録法は、いわ
ゆる「インク」と称される記録液体の小滴を飛翔させ、
被記録体に付着させて記録を行うもので、記録液体の小
滴の発生法及び小滴の飛翔方向を制御するための制御法
により、幾つかの方式に分類されているが、少なくと
も、記録液体であるインクを使用する点で共通する。
In such an ink jet recording method, small droplets of a recording liquid, so-called "ink", are ejected,
Recording is performed by adhering to a recording medium, and is classified into several methods according to the method of generating recording liquid droplets and the control method for controlling the flight direction of droplets. It is common to use ink that is a liquid.

【0004】従って、自動車におけるガソリンのように
インクを液体のままで貯蔵しておかなくてはならず、さ
らに、飛散すれば周囲を汚すことになるので、振動や衝
撃があってもインクが漏出しないようにインク容器内に
貯蔵しておかなくてはならない。また、物理特性(即
ち、表面張力、粘性等)が一定でなければならず、イン
クの構成成分の蒸発を極力防止し得ることも必要であ
る。さらに、インクを加圧することなく必要な時だけ電
圧を印加することにより、インクを吐出させるタイプの
インクジェットプリンタの場合には、インク液面を一定
に保ち、かつ、大気と同じ圧力に保つようにすることも
必要である。
Therefore, the ink must be stored in a liquid state like gasoline in automobiles, and if scattered, it will pollute the surroundings, so that the ink leaks even if there is vibration or shock. It must be stored in the ink container to prevent this. In addition, physical properties (that is, surface tension, viscosity, etc.) must be constant, and it is also necessary to prevent evaporation of constituent components of the ink as much as possible. Further, in the case of an ink jet printer of a type that ejects ink by applying a voltage only when necessary without pressurizing the ink, the ink surface should be kept constant and at the same pressure as the atmosphere. It is also necessary to do.

【0005】何れにしても、インク容器内のインク残量
が少なくなった場合には、印字に必要な量を追加補充し
なければならないので、インク残量に関する表示を行
い、又は、少なくとも残量が少なくなった時点で警告を
発するようにし、常に良好な印字ができるようにしなけ
ればならない。
In any case, when the remaining amount of ink in the ink container is low, the amount necessary for printing must be supplemented, so that the remaining amount of ink is displayed, or at least the remaining amount is printed. A warning should be issued when the number is low, and good printing should always be possible.

【0006】このような観点から、従来では、インク容
器内のインク残量を検出するために図16に示すような
ものが用いられている。図16(a)に示す機構は、イン
ク容器1の側路2に磁石内蔵の浮き3を浮遊させて設
け、さらに、側路2に対向させてリードスイッチ4を設
けたものである。これにより、インク容器1内のインク
5が少なくなると側路2内の浮き3はインク5の液面に
応じて下降しリードスイッチ4を作動させて、インク残
量の表示を行うものである。
From such a point of view, conventionally, the one shown in FIG. 16 is used to detect the remaining amount of ink in the ink container. In the mechanism shown in FIG. 16A, a float 3 with a built-in magnet is provided in a floating manner on a side path 2 of an ink container 1, and a reed switch 4 is provided facing the side path 2. As a result, when the amount of ink 5 in the ink container 1 becomes low, the float 3 in the side passage 2 descends according to the liquid level of the ink 5 and activates the reed switch 4 to display the remaining amount of ink.

【0007】また、同図(b)に示すようにリードスイッ
チ4に代えて、側路2を挾む形で発光素子6と受光素子
7とを対向配置させ、インク残量を検出させるようにし
たものもある。即ち、不透明なインク5が減少して所定
レベル以下になると、受光素子7が発光素子6からの光
を受光可能となり、インク残量が少なくなったことを検
出し得るようにしたものである。
Further, as shown in FIG. 1B, instead of the reed switch 4, the light emitting element 6 and the light receiving element 7 are arranged to face each other so as to sandwich the side path 2 so that the remaining ink amount can be detected. Some have been done. That is, when the amount of the opaque ink 5 decreases to a predetermined level or less, the light receiving element 7 can receive the light from the light emitting element 6, and it is possible to detect that the amount of remaining ink is low.

【0008】さらに、特公昭63−44548号公報に
よれば、インク収納袋に歪ゲージを付設し、インク残量
に応じて変形するインク収納袋の歪を歪ゲージで検出す
る方法が提案されている。
Further, Japanese Patent Publication No. 63-44548 proposes a method in which a strain gauge is attached to the ink containing bag and the strain gauge detects the strain of the ink containing bag which is deformed according to the remaining amount of ink. There is.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、何れの方式
による場合も、インク有無を検出する時点が適正とはい
えず、インク容器内にわずかながらでも残っている時点
でインクエンドとしてしまい、無駄を生じ得るととも
に、無駄を避けるためにその後の使用を許容するとなる
と本当のインクエンド時点が不明なため、空印写等のト
ラブルを招き得るものとなってしまう。つまり、インク
エンド検出としてあまり役に立たないものといえる。
However, whichever method is used, the time at which the presence or absence of the ink is detected cannot be said to be proper, and the ink is exhausted when it remains in the ink container even though it is a little. If it is allowed to be used thereafter in order to avoid waste, the actual ink end point is unknown, which may cause troubles such as blank printing. That is, it can be said that it is not very useful for detecting the ink end.

【0010】加えて、図16(a)に示したような浮き3
による方法は、インク5内における浮き3の動きがスム
ーズでないことによる検出精度の不足が問題となる。
In addition, the float 3 as shown in FIG.
The method described in (1) has a problem in that the detection accuracy is insufficient because the movement of the float 3 in the ink 5 is not smooth.

【0011】また、同図(b)に示したような光学的検出
手段による方法は、インク染料の付着に伴い、長期間使
用すると側路2の透光性が損なわれ、検出精度が劣化し
てしまう問題点がある。
Further, in the method using the optical detecting means as shown in FIG. 2B, the transparency of the side passage 2 is impaired and the detection accuracy is deteriorated when it is used for a long time due to the adhesion of the ink dye. There is a problem that ends up.

【0012】さらに、歪ゲージ方法による場合、インク
収納袋の変形が必ずしもインク残量に比例したものとな
らず、このため、上記方式のものと検出精度において大
差がなく、あまり実用的な方法とはいえない。
Further, in the case of the strain gauge method, the deformation of the ink containing bag is not necessarily proportional to the remaining amount of ink, and therefore there is no great difference in detection accuracy from that of the above method, which is a very practical method. I can't say.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、インクを被記録体に向けて噴射するヘッド部とこの
ヘッド部に接続されてインクを供給するインク供給部と
を備えたインクジェット記録装置において、前記ヘッド
部と前記インク供給部との間に位置させてインクの有無
を検出するインク残量検出手段を設けた。
According to another aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording provided with a head portion for ejecting ink toward a recording medium and an ink supply portion connected to the head portion for supplying ink. In the apparatus, an ink remaining amount detecting means for detecting the presence or absence of ink is provided between the head portion and the ink supply portion.

【0014】この際、請求項2記載の発明では、インク
残量検出手段を、電気‐機械変換体を有するものとし
た。
In this case, according to the second aspect of the invention, the remaining ink amount detecting means has an electro-mechanical converter.

【0015】さらには、請求項3記載の発明では、イン
ク残量検出手段を、ヘッド部より上流側に位置する電気
‐機械変換体からみた機械インピーダンスの変化に基づ
き前記ヘッド部より上流側におけるインクの有無を検出
する検出部を備えたものとした。
Further, according to the third aspect of the present invention, the ink remaining amount detecting means is configured so that the ink in the upstream side of the head portion is based on the change in mechanical impedance as seen from the electro-mechanical converter located upstream of the head portion. A detector is provided to detect the presence or absence of.

【0016】また、請求項4記載の発明では、電気‐機
械変換体を、金属、ガラス又はセラミックス材料を介し
てインク又はインクのなくなった空洞領域に振動を加え
る加振構造のものとした。
Further, in the fourth aspect of the invention, the electro-mechanical converter has a vibrating structure for applying vibration to the ink or the hollow region where the ink is absent via the metal, glass or ceramic material.

【0017】さらに、請求項5記載の発明では、インク
を被記録体に向けて噴射するヘッド部とこのヘッド部に
接続されてインクを供給するインク供給部とを備えたイ
ンクジェット記録装置において、前記インク供給部を大
気に連通されたインク貯蔵部と前記ヘッド部に対する接
続部とにより形成し、前記接続部途中に配置されてイン
ク消費に伴う空洞領域の到達により前記ヘッド部より上
流側におけるインクエンドを検出するインク残量検出手
段を設けた。
Further, according to a fifth aspect of the invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising a head portion for ejecting ink toward a recording medium and an ink supply portion connected to the head portion for supplying ink. The ink supply unit is formed by an ink storage unit that is in communication with the atmosphere and a connection unit for the head unit, and is disposed in the middle of the connection unit and reaches a cavity region due to ink consumption, and the ink end on the upstream side of the head unit. Ink remaining amount detecting means for detecting is provided.

【0018】[0018]

【作用】請求項1及び5記載の発明によれば、インク残
量検出手段をヘッド部とインク供給部との間に設けてイ
ンクの有無を検出するので、ヘッド部には未だインクの
残っている状態でニヤエンドとしてインクエンドを検出
できるものとなり、完全に印写できなくなる前にインク
補給等の対応を採らせることができ、プリンタとしての
ダウンを極力回避できる。
According to the first and fifth aspects of the present invention, the remaining ink amount detecting means is provided between the head portion and the ink supply portion to detect the presence or absence of ink, so that there is still ink remaining in the head portion. The ink end can be detected as a near end when the printer is in a state of being in contact, and it is possible to take measures such as ink replenishment before printing cannot be completed completely, and it is possible to avoid the printer down as much as possible.

【0019】請求項2記載の発明によれば、インク残量
検出手段を、電気‐機械変換体を有するものとして構成
したので、インクに直接接しない検出方式となり、イン
クによる腐食を考慮しなくてよいとともに検出の信頼性
の高いものとなる。
According to the second aspect of the present invention, since the ink remaining amount detecting means is configured to have the electro-mechanical converter, the detection method does not come into direct contact with the ink, and corrosion due to the ink is not considered. Good and reliable detection.

【0020】請求項3記載の発明によれば、電気‐機械
変換体を用い、検出箇所にインクがないという空洞状況
をこの電気‐機械変換体からみた機械インピーダンスの
変化として検出するようにしたので、インクによる腐食
の心配のない信頼性の高い検出方式となる。また、光学
的手段によらず、かつ、検出手段に動的要素を持たない
ため、この点からも信頼性の高い検出が可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the electro-mechanical converter is used, and the hollow state in which there is no ink at the detection location is detected as a change in mechanical impedance seen from the electro-mechanical converter. , A highly reliable detection method that does not cause corrosion due to ink. In addition, since the detecting means does not have any dynamic element without using the optical means, highly reliable detection is possible also from this point.

【0021】請求項4記載の発明によれば、電気‐機械
変換体の振動をインク又は空洞領域に伝達する部分を金
属、ガラス又はセラミックス材料によるものとしたの
で、機械インピーダンス変化による検出を高精度に行う
ことができる。また、これらの材料はインク供給部材と
して耐腐食性にも優れたものとなる。
According to the fourth aspect of the invention, the portion for transmitting the vibration of the electro-mechanical transducer to the ink or the cavity region is made of metal, glass or ceramic material, so that the detection by the mechanical impedance change is highly accurate. Can be done. Further, these materials also have excellent corrosion resistance as an ink supply member.

【0022】[0022]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1ないし図8に基
づき説明する。本実施例は、インクジェットヘッドの一
つであるバブルジェットヘッドに適用したものであり、
その構成及び動作原理を図2ないし図5を参照して説明
する。このヘッドチップ(ヘッド部)11は図3に示す
ように発熱体基板12上に蓋基板13を重ねてなる。こ
こに、蓋基板13は図4(a)に示すように記録液体とな
るインクの流入口14が形成されているとともに、裏返
して示す図5のようにオリフィス15を形成するための
流路16が複数本形成されている。前記流入口14は流
路16に連なった液室17に連通している。また、発熱
体基板12上には図4(b)に示すように各オリフィス1
5に対応させた発熱体(ヒータ)18が複数個形成さ
れ、各々個別に制御電極19に接続されているとともに
共通電極20に共通接続されている。これらの電極19
の一端は発熱体基板12の端部まで引き出され、駆動信
号導入部となるボンディングパッド部21とされてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is applied to a bubble jet head which is one of inkjet heads,
The structure and operation principle will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the head chip (head portion) 11 is formed by stacking a lid substrate 13 on a heating element substrate 12. Here, the lid substrate 13 is provided with an ink inlet 14 for ink to be a recording liquid as shown in FIG. 4A, and a flow channel 16 for forming an orifice 15 as shown in FIG. Are formed. The inflow port 14 communicates with a liquid chamber 17 connected to the flow path 16. In addition, as shown in FIG. 4B, each orifice 1 is formed on the heating element substrate 12.
A plurality of heating elements (heaters) 18 corresponding to No. 5 are formed, and they are individually connected to the control electrode 19 and commonly connected to the common electrode 20. These electrodes 19
One end of is bonded to the end of the heating element substrate 12 and serves as a bonding pad section 21 serving as a drive signal introducing section.

【0023】このようなヘッドチップ11構成におい
て、バブルジェットによるインク噴射は図2に示すよう
なプロセスにより行われる。まず、定常状態では同図
(a)に示すような状態にあり、オリフィス面でインク2
2の表面張力と外圧とが平衡状態にある。ついで、ヒー
タ18が加熱され、その表面温度が急上昇し隣接インク
層に沸騰現象が起きるまで加熱されると同図(b)に示す
ように、微小な気泡23が点在する状態となる。さら
に、ヒータ18全面で急激に加熱された隣接インク層が
瞬時に気化し、沸騰膜を作り、同図(c)に示すように気
泡23が成長する。この時、ノズル内の圧力は、気泡2
3の成長した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧との
バランスが崩れ、オリフィス15よりインク柱24が成
長し始める。同図(d)は気泡23が最大に成長した状態
を示し、オリフィス面より気泡23の体積に相当する分
のインク22が押出される。この時、ヒータ18には既
に電流が流れていない状態にあり、ヒータ18の表面温
度は降下しつつある。気泡23の体積の最大値は電気パ
ルス印加のタイミングよりやや遅れたものとなる。やが
て、気泡23はインク22などにより冷却されて同図
(e)に示すように収縮し始める。インク柱24の先端部
では押出された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡
23の収縮に伴いノズル内圧の減少によってオリフィス
面からノズル内にインク22が逆流し、インク柱24基
部にくびれが生ずる。その後、同図(f)に示すように気
泡23がさらに収縮し、ヒータ18面にインク22が接
し、ヒータ18面がさらに冷却される。オリフィス面で
は外圧がノズル内圧より高い状態になるため、メニスカ
スが大きくノズル内に入り込んでくる。インク柱24の
先端部は液滴25となって記録紙(図示せず)の方向へ
5〜10m/secの速度で飛翔する。その後、同図(g)に
示すように毛細管現象によりオリフィス15にインク2
2が再び供給(リフィル)されて同図(a)の定常状態に
戻る過程で、気泡23は完全に消滅する。
In such a head chip 11 structure, ink ejection by a bubble jet is performed by a process as shown in FIG. First, in the steady state
In the state shown in (a), ink 2
The surface tension of 2 and the external pressure are in equilibrium. Next, when the heater 18 is heated and the surface temperature of the heater 18 rapidly rises until the boiling phenomenon occurs in the adjacent ink layer, minute bubbles 23 are scattered as shown in FIG. Further, the adjacent ink layer that is rapidly heated on the entire surface of the heater 18 is instantly vaporized to form a boiling film, and the bubble 23 grows as shown in FIG. At this time, the pressure in the nozzle is
3 rises, the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, and the ink column 24 begins to grow from the orifice 15. FIG. 6D shows a state in which the bubble 23 has grown to the maximum, and the ink 22 corresponding to the volume of the bubble 23 is extruded from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 18, and the surface temperature of the heater 18 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 23 is slightly behind the timing of applying the electric pulse. Eventually, the bubbles 23 are cooled by the ink 22 and the like,
It begins to contract as shown in (e). At the front end of the ink column 24, the ink 22 moves forward while maintaining the extruding speed, and at the rear end, the ink 22 flows back from the orifice surface into the nozzle due to the decrease of the nozzle internal pressure as the bubble 23 contracts, and the ink column 24 becomes narrowed at the base. Occurs. Thereafter, as shown in FIG. 6F, the bubble 23 further contracts, the ink 22 contacts the heater 18 surface, and the heater 18 surface is further cooled. At the orifice surface, the external pressure is higher than the internal pressure of the nozzle, so a large meniscus enters the nozzle. The tip portion of the ink column 24 becomes a droplet 25 and flies toward the recording paper (not shown) at a speed of 5 to 10 m / sec. After that, as shown in FIG. 7G, the ink 2 is discharged to the orifice 15 by the capillary phenomenon.
In the process in which 2 is supplied (refilled) again and returns to the steady state in FIG.

【0024】このようなヘッドチップ11に対してイン
ク22を供給するためのインク供給部26は図1に示す
ように構成されている。即ち、インク供給部26は前記
ヘッドチップ11より高い位置に位置してインク22を
貯蔵したインクタンク(インク貯蔵部)27と、このイ
ンクタンク27下部と前記ヘッドチップ11の流入口1
4とを結ぶインク供給管(接続部)28とにより構成さ
れている。ここに、前記インクタンク27の上部には大
気連通孔29が形成されている。しかして、前記インク
供給管28の途中(即ち、ヘッドチップ11より上流で
あって、ヘッドチップ11とインク供給部26との間)
には、インク残量検出手段として機能する電気‐機械変
換体、より具体的には、パイプ状の電歪振動子30がこ
のインク供給管28の外周を覆うような状態で設けられ
ている。
The ink supply section 26 for supplying the ink 22 to the head chip 11 is constructed as shown in FIG. That is, the ink supply unit 26 is located at a position higher than the head chip 11 and stores an ink 22 (ink storage unit) 27, a lower portion of the ink tank 27 and the inlet port 1 of the head chip 11.
4 and an ink supply pipe (connecting portion) 28 that connects the same. An atmosphere communication hole 29 is formed in the upper portion of the ink tank 27. Then, in the middle of the ink supply pipe 28 (that is, between the head chip 11 and the ink supply unit 26, which is upstream of the head chip 11).
Is provided with an electro-mechanical converter functioning as an ink remaining amount detecting means, more specifically, a pipe-shaped electrostrictive vibrator 30 in a state of covering the outer circumference of the ink supply pipe 28.

【0025】このような構成において、図1(a)はヘッ
ドチップ11上流にインク22が十分満たされている状
態を示し、同図(b)はインク消費に伴いインクタンク2
7で空気の占める領域が増加し、これに伴う空洞領域3
1が電歪振動子30による検出位置まで達し、インク2
2の残量があとわずかになっている状態を示す。本実施
例では、同図(a)に示すような状態から同図(b)に示す
ような状態になった時、即ち、インク22があとわずか
で完全になくなる状態になった時に、このことを、電歪
振動子30により検出して利用者に報知させるようにし
たものである。
In such a structure, FIG. 1A shows a state in which the ink 22 is sufficiently filled upstream of the head chip 11, and FIG. 1B shows the ink tank 2 as the ink is consumed.
The area occupied by air increases at 7 and the resulting cavity area 3
1 reaches the detection position by the electrostrictive vibrator 30, and the ink 2
2 shows a state in which the remaining amount is very small. In the present embodiment, when the state shown in FIG. 7A is changed to the state shown in FIG. 7B, that is, when the ink 22 is slightly and completely disappeared, Is detected by the electrostrictive vibrator 30 to notify the user.

【0026】いま、同図(a)(b)を対比すると、状態の
違いは、電歪振動子30箇所のインク供給管28中にイ
ンク22が満たされているか否かである。ここに、同図
(a)に示すようにインク22が満たされている場合と、
同図(b)に示すようにインク22が満たされず空洞領域
31となっている場合とでは、電歪振動子30からみた
機械インピーダンスが変化するため、この電歪振動子3
0にかかる電圧変化又は電流変化を検出することによ
り、インク供給管28にインク22が満たされているか
否かを検出することができる。
Now, comparing the figures (a) and (b) with each other, the difference in the states is whether or not the ink 22 is filled in the ink supply pipe 28 at the electrostrictive vibrator 30. Here, the same figure
When the ink 22 is full as shown in (a),
Since the mechanical impedance seen from the electrostrictive oscillator 30 changes when the ink 22 is not filled and the cavity region 31 is formed as shown in FIG.
By detecting the voltage change or the current change applied to 0, it is possible to detect whether or not the ink 22 is filled in the ink supply pipe 28.

【0027】ここに、本実施例では、電歪振動子30に
かかる電圧変化によりインク22の有無を検出するた
め、図6に示すような電歪振動子駆動回路32及び検出
回路33が構成されている。まず、駆動信号が入力され
るNANDゲート34の出力がベース入力されてエミッ
タ接地されたNPN形のトランジスタ35が設けられて
いる。このトランジスタ35のコレクタはNPN形のト
ランジスタ36のベースに接続されているとともに、抵
抗37を介して正の直流電源+に接続されている。前記
トランジスタ36のコレクタは正の直流電源+に接続さ
れ、エミッタ・接地間には抵抗38及び前記電歪振動子
30が直列に接続されている。また、電歪振動子30に
は抵抗39が並列に接続されている。これらにより電歪
振動子駆動回路32が構成されている。また、電歪振動
子30にはツェナダイオード40と可変抵抗41との直
列回路が並列に接続され、可変抵抗41の摺動子と接地
との間にはコンデンサ42と抵抗43とのフィルタを構
成する直列回路が接続され、その接続中点にはダイオー
ド44のアノードが接続されている。ダイオード44の
カソードはコンデンサ45と抵抗46との並列回路を介
して接地されているとともに、電圧比較器47の一方の
入力端子に接続されている。ここに、ダイオード44、
コンデンサ45及び抵抗46は整流回路を形成してい
る。また、正の直流電源+と接地との間に接続された可
変抵抗48が設けられ、その摺動子が前記電圧比較器4
7の他方の入力端子に接続されている。これらの電歪振
動子30の後段に接続された素子により検出回路33が
構成されている。
In this embodiment, since the presence or absence of the ink 22 is detected by the voltage change applied to the electrostrictive oscillator 30, the electrostrictive oscillator drive circuit 32 and the detection circuit 33 as shown in FIG. 6 are constructed. ing. First, an NPN type transistor 35 is provided in which the output of the NAND gate 34 to which a drive signal is input is input to the base and the emitter is grounded. The collector of the transistor 35 is connected to the base of an NPN type transistor 36, and is also connected to a positive DC power source + via a resistor 37. The collector of the transistor 36 is connected to the positive DC power source +, and the resistor 38 and the electrostrictive oscillator 30 are connected in series between the emitter and the ground. A resistor 39 is connected in parallel to the electrostrictive oscillator 30. The electrostrictive vibrator drive circuit 32 is configured by these. Further, a series circuit of a Zener diode 40 and a variable resistor 41 is connected in parallel to the electrostrictive oscillator 30, and a filter of a capacitor 42 and a resistor 43 is formed between the slider of the variable resistor 41 and the ground. Are connected in series, and the anode of the diode 44 is connected to the midpoint of the connection. The cathode of the diode 44 is grounded via the parallel circuit of the capacitor 45 and the resistor 46, and is connected to one input terminal of the voltage comparator 47. Here, the diode 44,
The capacitor 45 and the resistor 46 form a rectifying circuit. Further, a variable resistor 48 connected between the positive DC power source + and the ground is provided, and its slider is the voltage comparator 4
7 is connected to the other input terminal. The detection circuit 33 is configured by the elements connected to the subsequent stage of the electrostrictive oscillator 30.

【0028】このような構成において、所定のパルス幅
を持ったパルス電圧がNANDゲート34に加えられる
と、トランジスタ35がオフし、直流電源から抵抗37
を通して高電圧がトランジスタ36のベースに加えられ
る。これにより、トランジスタ36がオンし、このトラ
ンジスタ36、抵抗38を通して電歪振動子30に高電
圧がパルス電圧となって加わり、この電歪振動子30が
駆動される。
In such a structure, when a pulse voltage having a predetermined pulse width is applied to the NAND gate 34, the transistor 35 is turned off and the DC power source supplies the resistor 37.
A high voltage is applied to the base of transistor 36 through. As a result, the transistor 36 is turned on, a high voltage is applied as a pulse voltage to the electrostrictive oscillator 30 through the transistor 36 and the resistor 38, and the electrostrictive oscillator 30 is driven.

【0029】この時、電歪振動子30に加わるパルス電
圧の立上り時間及び立下り時間は、抵抗38,39と電
歪振動子30の持つ静電容量とよりほぼ決まり、そのパ
ルス波形は図7(a)に示すようになる。
At this time, the rise time and fall time of the pulse voltage applied to the electrostrictive oscillator 30 are substantially determined by the resistors 38 and 39 and the electrostatic capacitance of the electrostrictive oscillator 30, and the pulse waveform thereof is shown in FIG. As shown in (a).

【0030】パルス駆動された電歪振動子30は歪を生
じ、この歪によりインク供給管28もその管壁が湾曲す
る。そして、電歪振動子30の歪がなくなると、インク
供給管28の管壁も元に戻る。
The pulse-driven electrostrictive oscillator 30 causes a strain, and the strain causes the ink supply pipe 28 to have a curved wall. Then, when the strain of the electrostrictive oscillator 30 disappears, the tube wall of the ink supply tube 28 also returns to its original state.

【0031】ここに、インク供給管28内に気泡が存在
したりインク22が充填されていない時、従って、空洞
領域31が発生している時には、電歪振動子30、その
振動板及びインク供給管28からなる系の電歪振動子3
0からみたモーショナルインピーダンスがある周波数で
急激に変化し、周波数特性上にピークが存在するように
なる。このため、電歪振動子30はパルス駆動された時
に、ある周波数振動を起し、その両端電圧は図7(b)に
示すように駆動パルスに振動電圧が重畳した形のパルス
電圧となる。よって、この振動電圧を検出すれば、イン
ク供給管28の内部にインク22が満たされているか、
或いは、インク22がなくなって空洞領域31が発生し
た状態となっているかを検出することができる。
Here, when air bubbles are present in the ink supply pipe 28 or the ink 22 is not filled, that is, when the cavity region 31 is generated, the electrostrictive vibrator 30, its vibrating plate and ink supply. Electrostrictive oscillator 3 of system consisting of tube 28
The motional impedance viewed from 0 changes abruptly at a certain frequency, and a peak appears on the frequency characteristic. Therefore, when the electrostrictive oscillator 30 is pulse-driven, it causes a certain frequency oscillation, and the voltage across the frequency becomes a pulse voltage in which the oscillation voltage is superimposed on the drive pulse as shown in FIG. 7B. Therefore, if this vibration voltage is detected, whether the ink 22 is filled inside the ink supply pipe 28,
Alternatively, it can be detected whether the ink 22 is exhausted and the cavity region 31 is generated.

【0032】いま、図8(a)に示すように、電歪振動子
30の両端電圧に振動電圧が存在すると、この両端電圧
はツェナダイオード40によりそのツェナ電圧だけカッ
トされて可変抵抗41に加えられ、この可変抵抗41の
摺動子からの出力電圧は同図(b)に示すような波形とな
る。この出力電圧はコンデンサ42及び抵抗43による
フィルタを通すことにより同図(c)に示すような交流波
形となる。さらに、ダイオード44、コンデンサ45及
び抵抗46による整流回路を通すことにより同図(d)に
示すように整流されて電圧比較器47に加えられる。電
圧比較器47は可変抵抗48により比較電圧値を予め設
定しておけば、入力電圧がこの比較電圧よりも大きくな
った時に出力が高電位となる。従って、インク22を消
費してインク供給管28内に空洞領域31が形成される
状態となった時に、電圧比較器47の出力が高電位に立
上るように比較電圧値を設定すれば、高電位への立上り
を検出することにより、インク22の有無を検出でき
る。このような検出方式によれば、検出精度が高く、か
つ、経時的劣化も生じないものである。
As shown in FIG. 8A, when an oscillating voltage exists in the voltage across the electrostrictive oscillator 30, the voltage across the electrostrictive oscillator 30 is cut by the Zener diode 40 and added to the variable resistor 41. The output voltage from the slider of the variable resistor 41 has a waveform as shown in FIG. This output voltage becomes an AC waveform as shown in FIG. 7C by passing through a filter composed of the capacitor 42 and the resistor 43. Further, it is rectified by passing through a rectification circuit including a diode 44, a capacitor 45 and a resistor 46, and is rectified as shown in FIG. In the voltage comparator 47, if the comparison voltage value is preset by the variable resistor 48, the output becomes high potential when the input voltage becomes larger than this comparison voltage. Therefore, if the comparison voltage value is set so that the output of the voltage comparator 47 rises to a high potential when the ink 22 is consumed and the cavity region 31 is formed in the ink supply pipe 28, the high voltage is set. The presence or absence of the ink 22 can be detected by detecting the rise to the potential. According to such a detection method, detection accuracy is high and deterioration with time does not occur.

【0033】この結果、例えば電圧比較器47の出力に
より表示器ないしは報知器を駆動させればよい。即ち、
インク22がそろそろなくなる旨をLED発光、警告音
などにより知らせることで、インク22の残量が少なく
なってきたことを報知させることができる。よって、プ
リンタ利用者はこのような表示ないしは警告により、イ
ンク補給時期を適正に知ることができ、インクなし状態
での駆動を防止できる。特に、本実施例によれば、イン
ク有無検出を、ヘッドチップ11部分ではなくインク供
給部26との間、即ちヘッドチップ11より上流箇所で
行っているので、インク22が完全になくなる前にあと
少しでインク22がなくなる、というインクニヤエンド
検出が可能となり、印写できなくなる前にインク補給等
に対処が採れる。即ち、ヘッド部分に何らかのインク残
量検出手段を設ける方式によると、インクエンドの検
出、つまり、インクが完全になくなってもう印写できな
いという検出となり、プリンタがダウンするしかないも
のである。これに対して、本実施例によればニヤエンド
検出が可能なため、インク供給管28部分でインクなし
が検出された段階でも、ヘッドチップ11の液室17中
には未だインク22が存在するためしばらくは印写を継
続させることができ、必ずしも、プリンタをダウンさせ
る必要のないものとなる。
As a result, for example, the output of the voltage comparator 47 may drive the indicator or the alarm. That is,
It is possible to notify that the remaining amount of the ink 22 is low by notifying the fact that the ink 22 is almost exhausted by LED light emission, a warning sound, or the like. Therefore, the printer user can properly know the ink replenishment time by such a display or warning, and can prevent the driving in the ink-free state. In particular, according to the present embodiment, since the presence / absence of ink is detected not between the head chip 11 and the ink supply unit 26, that is, at a position upstream of the head chip 11, the ink 22 is detected before the ink 22 is completely consumed. It is possible to detect the ink near end that the ink 22 runs out in a little while, and it is possible to take measures such as ink replenishment before printing cannot be performed. That is, according to the method in which some kind of ink remaining amount detecting means is provided in the head portion, the ink end is detected, that is, the ink is completely exhausted and printing cannot be performed any more, and the printer must be down. On the other hand, according to the present embodiment, since the near end detection is possible, the ink 22 still exists in the liquid chamber 17 of the head chip 11 even at the stage when the ink supply pipe 28 is detected as having no ink. Printing can be continued for a while, and it is not always necessary to bring down the printer.

【0034】また、検出方式自体を検討すると、電歪振
動子30を利用したものであり、インク22に直接接す
ることがないので、インク22による腐食の心配がな
く、長期に渡って信頼性の高い検出が可能となる。ちな
みに、熱電対やサーミスタなどを発熱体の近傍ないしは
発熱体上に配置し、又は、これらと発熱体とを兼用する
構成として、発熱体に通電し、インク22がなくなった
場合には空炊き状態になることにより温度が高くなるの
で、この温度上昇を熱電対等により検出する、といった
方式も採り得るが、このような方式に比して、本実施例
によれば、加熱を伴なわいため、検出部が熱的に劣化す
るといった心配もなく、この面からも信頼性の高い検出
値が可能となる。さらには、電歪振動子30を利用した
方式によれば、浮き方式のように動く部分がなく(微視
的に見れば、振動という動きはするが)、かつ、光学的
方式によらないためインク染料付着による検出精度の低
下といった問題がなく、信頼性の高い検出が可能とな
る。
Further, considering the detection method itself, since the electrostrictive vibrator 30 is used and it does not come into direct contact with the ink 22, there is no fear of corrosion by the ink 22 and the reliability is maintained for a long time. High detection is possible. By the way, a thermocouple or thermistor is arranged near or on the heating element, or the heating element is energized when the ink 22 is exhausted by supplying electricity to the heating element. Since the temperature rises due to this, a method of detecting this temperature rise by a thermocouple or the like can be adopted, but in comparison with such a method, according to the present embodiment, since heating is not involved, There is no concern that the detection unit will be thermally deteriorated, and a highly reliable detection value can be obtained from this aspect as well. Further, according to the method using the electrostrictive oscillator 30, there is no moving part unlike the floating method (though microscopically, there is a movement of vibration), and it does not depend on the optical method. It is possible to perform highly reliable detection without the problem of deterioration of detection accuracy due to ink dye adhesion.

【0035】また、電圧比較器47の出力の利用例とし
て、このような表示・警告に限らず、例えば、ファクシ
ミリのプリンタ部に適用し、電圧比較器47の出力でプ
リンタ動作を停止させるようにしてもよい。即ち、夜間
無人運転するような場合において、無人の状態でファク
シミリ送信されてきたときにインクなしであれば、ファ
クシミリ情報は空印写となってしまい再現されないとい
ったトラブルが起り得るが、電圧比較器47から出力が
出た時にはプリンタ部動作を停止させる一方、送られて
くるファクシミリ情報は全てメモリに蓄積するように動
作切換えすれば、空印写を避けられるとともに、メモリ
蓄積させたファクシミリ情報は、利用者が翌朝インクを
補給した後でプリントアウトすればよく情報の欠落もな
いものとなる。
The output of the voltage comparator 47 is not limited to such display / warning, but is applied to, for example, a printer unit of a facsimile, and the output of the voltage comparator 47 stops the printer operation. May be. That is, in the case of unmanned operation at night, if there is no ink when a facsimile is sent in an unmanned state, there is a possibility that the facsimile information will be a blank copy and will not be reproduced. When the output from 47 is output, the operation of the printer unit is stopped, while the operation is switched so that all the facsimile information sent is stored in the memory, blank printing can be avoided and the facsimile information stored in the memory is If the user prints out after replenishing ink the next morning, there will be no missing information.

【0036】ところで、電歪振動子30が設けられる検
出部について詳細に説明する。検出部で重要なことは、
電歪振動子30の振動を効率よくインク供給管28内の
インク22ないしは空洞領域31を形成した空気に伝達
することである。また、電歪振動子30の歪に応じてイ
ンク供給管28の管壁も湾曲し、その後、歪がなくなっ
たら元に戻ることが必要であり、このため、弾性変形し
得る管壁であることが要求される。従って、インク供給
管28の材料として、軟らかくて自由に変形し得るよう
なポリエチレン等は不適であり、ステンレス等の金属、
ガラスないしはセラミックス等のように剛性があり、あ
る荷重がかかる領域までは弾性変形し得るものが好まし
い。また、電歪振動子30から発生する振動を効率よく
伝達できる材料、つまり、音響インピーダンスが少なく
とも1.0×107N・s/m3以上あるような金属、ガ
ラス又はセラミックス等の材料を用いる必要がある。ち
なみに、ゴムやプラスチックス材料のように音響インピ
ーダンスが0.3×107N・s/m3以下の材料による
場合には、逆に振動を吸収してしまうため、インク供給
管28の材料としては不適である。最も好ましい材料
は、ステンレススチールのように音響インピーダンスが
高く(4.57×107N・s/m3)、弾性的性質を示
し、さらに、耐インク腐食性に優れたものである。
Now, the detection section provided with the electrostrictive vibrator 30 will be described in detail. What is important in the detector is
The purpose is to efficiently transmit the vibration of the electrostrictive vibrator 30 to the ink 22 in the ink supply pipe 28 or the air in which the cavity region 31 is formed. Further, the tube wall of the ink supply tube 28 is also curved according to the strain of the electrostrictive oscillator 30, and then it is necessary to return to the original state when the strain disappears. Therefore, the tube wall is elastically deformable. Is required. Therefore, polyethylene or the like, which is soft and can be freely deformed, is not suitable as the material of the ink supply pipe 28, and metal such as stainless steel,
It is preferable that the material has rigidity such as glass or ceramics and can be elastically deformed up to a region where a certain load is applied. Further, a material capable of efficiently transmitting the vibration generated from the electrostrictive vibrator 30, that is, a material such as metal, glass or ceramics having an acoustic impedance of at least 1.0 × 10 7 N · s / m 3 is used. There is a need. By the way, when a material having an acoustic impedance of 0.3 × 10 7 N · s / m 3 or less, such as rubber or a plastics material, is used, the vibration is absorbed to the contrary. Is not suitable. The most preferable material is a material having high acoustic impedance (4.57 × 10 7 N · s / m 3 ), elastic properties, and excellent ink corrosion resistance, like stainless steel.

【0037】さらに、電歪振動子30の振動を効率よく
インク供給管28内のインク22又は空気に伝達するに
は、電歪振動子30がインク供給管28にしっかり固着
されている必要があり、本実施例では電歪振動子30は
インク供給管28外周にエポキシ系接着剤により接着固
定されている。
Further, in order to efficiently transmit the vibration of the electrostrictive oscillator 30 to the ink 22 or the air in the ink supply pipe 28, the electrostrictive oscillator 30 needs to be firmly fixed to the ink supply pipe 28. In the present embodiment, the electrostrictive vibrator 30 is adhered and fixed to the outer circumference of the ink supply tube 28 with an epoxy adhesive.

【0038】具体例を挙げて説明する。インク供給管2
8として、SUS304、パイレックスガラス、アルミ
ナ、炭化珪素によるものを用意して検出動作を行ったと
ころ、図1(a)(b)に示したように検出部にインク22
がある場合とない場合とでは電圧比較器47の出力に変
化がみられ、両者を区別してインクニヤエンドが検出で
きたものである。一方、インク供給管28として、軟質
ポリエチレンチューブ、ポリスチレンチューブ、シリコ
ンゴムチューブによるものを用意して検出動作を行った
ところ、図1(a)(b)に示したようなインク22の有無
による違いを識別できなかったものである。なお、この
具体例にあっては、何れも、チューブないしパイプ径と
して外径が2.4mm、内径が1.8mmであり、電歪振動
子30もチューブ状のもので外径が4.2mm、内径が
2.45mm、長さが10mmのものであり、両者間にはエ
ポキシ系接着剤が充填され硬化されて、両者がしっかり
固着されていたものである。
A specific example will be described. Ink supply pipe 2
8 was prepared by using SUS304, Pyrex glass, alumina, and silicon carbide, and the detection operation was performed. As a result, as shown in FIGS.
There is a change in the output of the voltage comparator 47 with and without the presence, and the ink end can be detected by distinguishing the two. On the other hand, when a soft polyethylene tube, a polystyrene tube, or a silicone rubber tube was prepared as the ink supply pipe 28 and the detection operation was performed, the difference depending on the presence or absence of the ink 22 as shown in FIGS. Could not be identified. In each of these specific examples, the tube or pipe has an outer diameter of 2.4 mm and an inner diameter of 1.8 mm, and the electrostrictive vibrator 30 is also tubular and has an outer diameter of 4.2 mm. The inner diameter was 2.45 mm and the length was 10 mm, and an epoxy adhesive was filled between them to cure them, and both were firmly fixed.

【0039】つづいて、本発明の第二の実施例を図9な
いし図12により説明する。前記実施例で示した部分と
同一部分は同一符号を用いて示す。前記実施例ではイン
ク供給管28内に空洞領域31が生じた時に、電歪振動
子30の振動電圧を検出することにより検出動作を行う
ようにしたが、本実施例では電歪振動子30の振動電流
を検出することにより検出動作を行うようにしたもので
ある。即ち、電歪振動子駆動回路32の後段に、電流・
電圧変換回路49が設けられている。まず、トランジス
タ36のエミッタ・接地間に接続された電歪振動子30
と抵抗38との接続中点が電圧比較器50の一方の入力
端子に接続されている。また、トランジスタ36のエミ
ッタ・接地間にはコンデンサ51と抵抗52との直列回
路が接続され、その接続中点が前記電圧比較器50の他
方の入力端子に接続されている。この電圧比較器50の
出力は図6の可変抵抗41の摺動子に代わる状態でコン
デンサ42以降の回路に接続されている。なお、前記コ
ンデンサ51の容量は、電歪振動子30の持つ静電容量
と同じ値に設定されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those shown in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals. In the above-described embodiment, the detection operation is performed by detecting the oscillating voltage of the electrostrictive vibrator 30 when the hollow region 31 is generated in the ink supply pipe 28, but in the present embodiment, the detection operation of the electrostrictive vibrator 30 is performed. The detection operation is performed by detecting the oscillating current. That is, the current
A voltage conversion circuit 49 is provided. First, the electrostrictive oscillator 30 connected between the emitter of the transistor 36 and the ground
The midpoint of connection between the resistor 38 and the resistor 38 is connected to one input terminal of the voltage comparator 50. A series circuit of a capacitor 51 and a resistor 52 is connected between the emitter of the transistor 36 and the ground, and the midpoint of the connection is connected to the other input terminal of the voltage comparator 50. The output of the voltage comparator 50 is connected to the circuit after the capacitor 42 in a state of replacing the slider of the variable resistor 41 of FIG. The capacity of the capacitor 51 is set to the same value as the electrostatic capacity of the electrostrictive vibrator 30.

【0040】このような構成において、今、電歪振動子
30が図10(a)に示すようなパルス電圧で駆動され、
インク供給管28内の空洞状況に応じて電歪振動子30
の電流が振動すると、抵抗38の両端電圧は同図(b)に
示すように振動する。一方、コンデンサ51及び抵抗5
2の直列回路も電歪振動子30及び抵抗38の直列回路
と同じパルス電圧の印加を受け、抵抗52の両端電圧は
同図(c)に示すような波形のものとなる。このような抵
抗38,52の各々の両端に生じた電圧は電圧比較器5
0により比較され、インク供給管28内の空洞状況によ
り生じた同図(d)に示すような振動分のみが電圧比較器
50から出力され、後は前記実施例の場合と同様に、電
圧比較器47等による処理に供され、検出動作が行われ
る。
In such a configuration, the electrostrictive oscillator 30 is now driven by the pulse voltage as shown in FIG.
The electrostrictive vibrator 30 is used depending on the state of the cavity inside the ink supply pipe 28.
When the current of (3) oscillates, the voltage across the resistor 38 oscillates as shown in FIG. On the other hand, the capacitor 51 and the resistor 5
The serial circuit of No. 2 receives the same pulse voltage as the series circuit of the electrostrictive oscillator 30 and the resistor 38, and the voltage across the resistor 52 has a waveform as shown in FIG. The voltage generated across each of the resistors 38 and 52 is applied to the voltage comparator 5
0, and only the vibration component as shown in FIG. 6 (d) caused by the hollow condition in the ink supply tube 28 is output from the voltage comparator 50. After that, the voltage comparison is performed as in the case of the above embodiment. The detection operation is performed by being subjected to processing by the container 47 and the like.

【0041】ここに、抵抗38の両端電圧の波形及び電
歪振動子30に加える駆動パルスについて詳細に観察し
たところ、図1(a)に示すようにインク22が未だ十分
にあり、インク供給管28内にもインク22が詰ってい
る場合には、図11に示すような状態であったのに対
し、インク22の消費が進み、図1(b)に示すようにイ
ンク供給管28内の検出部が空洞領域31となる状況で
は図12に示すような波形状態となったものである。こ
の結果、インク供給管28内が空洞状態になると大きな
振動電圧が生ずることが判る。図11、図12におい
て、(a)は抵抗38の両端電圧の波形を示し、(b)は電
歪振動子30に加える駆動パルス電圧を示す。
Here, when the waveform of the voltage across the resistor 38 and the drive pulse applied to the electrostrictive vibrator 30 are observed in detail, the ink 22 is still sufficient as shown in FIG. When the ink 22 is also clogged in 28, the state as shown in FIG. 11 is obtained, whereas the consumption of the ink 22 progresses, and as shown in FIG. In the situation where the detection portion is the cavity region 31, the waveform is as shown in FIG. As a result, it can be seen that a large oscillating voltage is generated when the inside of the ink supply tube 28 becomes hollow. 11 and 12, (a) shows the waveform of the voltage across the resistor 38, and (b) shows the drive pulse voltage applied to the electrostrictive oscillator 30.

【0042】なお、上述した説明では、インク有無検出
に関して、インク供給管28、電歪振動子30が共にチ
ユーブ状のものとして説明したが、形状的にこのような
もののに限られるものでなく、適宜形状のものでよい。
要は、インク残量検出手段がヘッドチップ11とインク
供給部26のインクタンク27との間に配置され、その
検出箇所では、インク22の消費に伴い空洞領域31が
形成されるような構造のものであればよい。また、電歪
振動子30側もインク供給管28側の形状に対応してそ
の外周に固着できるようなものであればよく、例えば平
板状のものであってもよい。
In the above description, the ink supply pipe 28 and the electrostrictive vibrator 30 are both tube-shaped for detecting the presence or absence of ink, but the shape is not limited to this. It may have an appropriate shape.
In short, the remaining ink amount detecting means is arranged between the head chip 11 and the ink tank 27 of the ink supply unit 26, and at the detection position, the hollow area 31 is formed as the ink 22 is consumed. Anything will do. Further, the electrostrictive oscillator 30 side may be fixed to the outer periphery thereof in accordance with the shape of the ink supply pipe 28 side, and may be, for example, a flat plate type.

【0043】変形例として、図13ないし図15に示す
ようなインクタンク一体型インクジェット記録ヘッドへ
の適用例について説明する。まず、インク供給部60を
構成する主要素としてインクタンク(インク貯蔵部)6
1が設けられており、このインクタンク61はタンク本
体62に天板63を接着することにより構成され、前記
インクタンク61にはヘッド部64が連結されている。
As a modified example, an application example to an ink jet recording head integrated with an ink tank as shown in FIGS. 13 to 15 will be described. First, an ink tank (ink storage unit) 6 is provided as a main element constituting the ink supply unit 60.
No. 1 is provided, the ink tank 61 is configured by adhering a top plate 63 to a tank body 62, and a head portion 64 is connected to the ink tank 61.

【0044】前記ヘッド部64は、インク22を液滴と
して吐出させる複数個のインク吐出口65が形成された
オリフィスプレート66と、このオリフィスプレート6
6が取付けられた記録ヘッド基板67とからなり、前記
オリフィスプレート66は、フォトエレクトロフォーミ
ングにより形成したNiプレート上にAuメッキを施す
ことにより形成されている。また、前記記録ヘッド基板
67には、外部より画像情報信号を受け取る電極部68
と、これらの電極部68が接続されたエネルギー作用部
69と、エネルギー作用部69からの熱エネルギーの作
用を受けたインクを液滴として吐出させるインク供給口
70とが形成されており、このインク供給口70は前記
インクタンク61に形成された断面矩形状のインク供給
口(接続部)71に連通されている。なお、前記記録ヘ
ッド基板67は、シリコンウエハ上に薄膜形成技術、フ
ォトリソ技術、及び、エッチング技術等のいわゆる半導
体プロセス技術を用いて前記熱エネルギー作用部69等
を形成したものである。また、前記インクタンク61内
にはインク22を含浸させるための吸収体72が収納さ
れており、さらに、前記インクタンク61内における前
記インク供給口71の入口部には矩形平板状のフィルタ
73が取付けられている。ここで、前記吸収体72は、
例えば、ポリウレタンフォームのような多孔質で弾力性
を有する材料で形成されている。また、前記インクタン
ク61の一部には大気連通孔74が形成されている。
The head portion 64 includes an orifice plate 66 having a plurality of ink ejection openings 65 for ejecting the ink 22 as liquid droplets, and the orifice plate 6
6 is attached to the recording head substrate 67, and the orifice plate 66 is formed by applying Au plating on a Ni plate formed by photoelectroforming. Further, the recording head substrate 67 has an electrode portion 68 for receiving an image information signal from the outside.
And an energy acting portion 69 to which these electrode portions 68 are connected, and an ink supply port 70 for ejecting ink, which has been subjected to the action of heat energy from the energy acting portion 69, as droplets. The supply port 70 communicates with an ink supply port (connection part) 71 formed in the ink tank 61 and having a rectangular cross section. The recording head substrate 67 is one in which the thermal energy acting portion 69 and the like are formed on a silicon wafer by using a so-called semiconductor process technique such as a thin film forming technique, a photolithography technique, and an etching technique. Further, an absorber 72 for impregnating the ink 22 is housed in the ink tank 61, and a rectangular flat plate-shaped filter 73 is provided at the inlet of the ink supply port 71 in the ink tank 61. Installed. Here, the absorber 72 is
For example, it is formed of a porous and elastic material such as polyurethane foam. An atmosphere communication hole 74 is formed in a part of the ink tank 61.

【0045】しかして、ヘッド部64とインクタンク6
1とを結ぶインク供給口71の外周の一部には電歪振動
子30が固着されており、前述した実施例に準じて、イ
ンク供給口71の検出領域におけるインク消費に伴う空
洞状態の発生検出が行われ、インク残量が少なくなった
ことを検出し得るように構成されている。
Then, the head portion 64 and the ink tank 6
The electrostrictive vibrator 30 is fixed to a part of the outer circumference of the ink supply port 71 connecting with No. 1, and a hollow state is generated in the detection region of the ink supply port 71 due to ink consumption according to the above-described embodiment. The detection is performed so that it can be detected that the remaining amount of ink is low.

【0046】なお、前述した実施例ではバブルジェット
タイプのインクジェットとしたが、必ずしもこの方式の
ものに限らず、例えば、ピエゾ素子を利用したインクジ
ェット記録方式のものでもよい。
Although the bubble jet type ink jet is used in the above-mentioned embodiment, the ink jet recording method using the piezo element is not limited to this type and may be the ink jet recording type.

【0047】[0047]

【発明の効果】請求項1及び5記載の発明によれば、イ
ンク残量検出手段をヘッド部とインク供給部との間、例
えば接続部途中に設けてインクの有無を検出するように
したので、少なくともヘッド部には未だインクの残って
いる状態でインクニヤエンドとして検出できるものとな
り、完全に印写できなくなる前にインク補給等の対応を
採らせることができ、プリンタとしてのダウンを極力回
避することができる。
According to the first and fifth aspects of the invention, the remaining ink amount detecting means is provided between the head portion and the ink supply portion, for example, in the middle of the connecting portion to detect the presence or absence of ink. , At least the ink can be detected as the ink near end in the state that the ink is still left in the head part, and it is possible to take measures such as ink replenishment before it can not be completely printed, and avoid downing as a printer as much as possible. can do.

【0048】請求項2記載の発明によれば、インク残量
検出手段を、電気‐機械変換体を有するものとして構成
したので、インクに直接接しない検出方式となり、イン
クによる腐食、さらには熱的影響を考慮しなくてよいと
ともに検出の信頼性の高いものとなる。
According to the second aspect of the present invention, since the ink remaining amount detecting means is configured to have the electro-mechanical converter, the detection method does not come into direct contact with the ink, which causes corrosion by the ink and further thermal The influence does not have to be taken into consideration and the detection becomes highly reliable.

【0049】請求項3記載の発明によれば、電気‐機械
変換体を用い、検出箇所にインクがないという空洞状況
をこの電気‐機械変換体からみた機械インピーダンスの
変化として検出するようにしたので、インクによる腐食
の心配のない信頼性の高い検出方式となり、また、光学
的手段によらず、かつ、検出手段に浮きのような動的要
素を持たないため、この点からもより信頼性の高い検出
を可能とすることができる。
According to the third aspect of the present invention, the electro-mechanical converter is used, and the hollow state in which there is no ink at the detection location is detected as a change in the mechanical impedance seen from the electro-mechanical converter. , A highly reliable detection method that does not cause corrosion due to ink, and because it does not rely on optical means and does not have a dynamic element such as floating in the detection means, it is more reliable from this point as well. High detection can be made possible.

【0050】請求項4記載の発明によれば、電気‐機械
変換体の振動をインク又は空洞領域に伝達する部分を金
属、ガラス又はセラミックス材料によるものとしたの
で、機械インピーダンス変化による検出を高精度に行う
ことができ、かつ、これらの材料はインク供給部材とし
て耐腐食性にも優れたものともなる。
According to the fourth aspect of the present invention, the portion for transmitting the vibration of the electro-mechanical transducer to the ink or the cavity region is made of metal, glass or ceramic material, so that detection by mechanical impedance change is highly accurate. In addition, these materials also have excellent corrosion resistance as an ink supply member.

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

【図1】本発明の第一の実施例を示し、(a)はインクの
十分な状態を示す縦断側面図、(b)はインクニヤエンド
状態を示す縦断側面図である。
1A and 1B show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a vertical sectional side view showing a sufficient state of ink, and FIG. 1B is a vertical sectional side view showing an ink near end state.

【図2】インク飛翔原理を順に示す縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical sectional side view showing the principle of ink flight in sequence.

【図3】チップヘッド構造を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a chip head structure.

【図4】その分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view thereof.

【図5】その蓋基板を裏返して示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the lid substrate by turning it over.

【図6】検出系の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a detection system.

【図7】その動作を示す電圧波形図である。FIG. 7 is a voltage waveform diagram showing the operation.

【図8】検出動作を順に説明するための電圧波形図であ
る。
FIG. 8 is a voltage waveform diagram for sequentially explaining a detection operation.

【図9】本発明の第二の実施例を示す検出系の回路図で
ある。
FIG. 9 is a circuit diagram of a detection system showing a second embodiment of the present invention.

【図10】検出動作を順に説明するための電圧波形図で
ある。
FIG. 10 is a voltage waveform diagram for sequentially explaining a detection operation.

【図11】インクが十分な状態の時の電圧波形図であ
る。
FIG. 11 is a voltage waveform diagram when the ink is in a sufficient state.

【図12】インクニヤエンド時の電圧波形図である。FIG. 12 is a voltage waveform diagram at the time of ink end.

【図13】変形例を示すインクタンク一体型ヘッドの縦
断側面図である。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional side view of an ink tank integrated head showing a modified example.

【図14】その斜視図である。FIG. 14 is a perspective view thereof.

【図15】その分解斜視図である。FIG. 15 is an exploded perspective view thereof.

【図16】従来例を示す概略縦断側面図である。FIG. 16 is a schematic vertical sectional side view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ヘッド部 22 インク 26 インク供給部 27 インク貯蔵部 28 接続部 30 電気‐機械変換体=インク残量検出手段 31 空洞領域 33 検出部 60 インク供給部 61 インク貯蔵部 64 ヘッド部 71 接続部 11 Head Part 22 Ink 26 Ink Supply Part 27 Ink Storage Part 28 Connection Part 30 Electro-Mechanical Converter = Ink Remaining Amount Detection Means 31 Cavity Area 33 Detection Part 60 Ink Supply Part 61 Ink Storage Part 64 Head Part 71 Connection Part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを被記録体に向けて噴射するヘッ
ド部とこのヘッド部に接続されてインクを供給するイン
ク供給部とを備えたインクジェット記録装置において、
前記ヘッド部と前記インク供給部との間に位置させてイ
ンクの有無を検出するインク残量検出手段を設けたこと
を特徴とするインクジェット記録装置。
1. An ink jet recording apparatus comprising a head section for ejecting ink toward a recording medium and an ink supply section connected to this head section for supplying ink.
An ink jet recording apparatus, characterized in that an ink remaining amount detecting means for detecting the presence or absence of ink is provided between the head portion and the ink supply portion.
【請求項2】 インク残量検出手段を、電気‐機械変換
体を有するものとしたことを特徴とする請求項1記載の
インクジェット記録装置。
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink remaining amount detecting means has an electro-mechanical converter.
【請求項3】 インク残量検出手段を、ヘッド部より上
流側に位置する電気‐機械変換体からみた機械インピー
ダンスの変化に基づき前記ヘッド部より上流側における
インクの有無を検出する検出部を備えたものとしたこと
を特徴とする請求項2記載のインクジェット記録装置。
3. The ink remaining amount detecting means is provided with a detecting section for detecting the presence or absence of ink on the upstream side of the head section based on a change in mechanical impedance viewed from an electro-mechanical converter located upstream of the head section. The inkjet recording apparatus according to claim 2, wherein the inkjet recording apparatus is provided.
【請求項4】 電気‐機械変換体を、金属、ガラス又は
セラミックス材料を介してインク又はインクのなくなっ
た空洞領域に振動を加える加振構造のものとしたことを
特徴とする請求項2記載のインクジェット記録装置。
4. The electro-mechanical transducer has a vibrating structure for applying a vibration to an ink or a hollow region where ink has run out through a metal, glass or ceramic material. Inkjet recording device.
【請求項5】 インクを被記録体に向けて噴射するヘッ
ド部とこのヘッド部に接続されてインクを供給するイン
ク供給部とを備えたインクジェット記録装置において、
前記インク供給部を大気に連通されたインク貯蔵部と前
記ヘッド部に対する接続部とにより形成し、前記接続部
途中に配置されてインク消費に伴う空洞領域の到達によ
り前記ヘッド部より上流側におけるインクエンドを検出
するインク残量検出手段を設けたことを特徴とするイン
クジェット記録装置。
5. An ink jet recording apparatus comprising a head section for ejecting ink toward a recording medium and an ink supply section connected to this head section for supplying ink.
The ink supply unit is formed by an ink storage unit that is in communication with the atmosphere and a connection unit for the head unit, and is disposed in the middle of the connection unit and reaches a cavity region associated with ink consumption, and ink on the upstream side of the head unit is reached. An ink jet recording apparatus comprising an ink remaining amount detecting means for detecting an end.
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