JPS595570Y2 - ink droplet ejector - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案はプリンタ等に使用されるインク滴噴射装置に関
する。[Detailed Description of the Invention] (Technical Field) The present invention relates to an ink droplet ejecting device used in printers and the like.

（従来技術） 従来、インク滴噴射装置にはパルスで電歪振動子を駆動
してその歪み現象によりインク滴噴射ヘッド内のインク
室の体積を変化させることによってインク室内のインク
に圧力を加えてノズルより噴射させるものがある。(Prior Art) Conventionally, ink droplet ejecting devices apply pressure to the ink in the ink chamber by driving an electrostrictive vibrator with pulses and changing the volume of the ink chamber in the ink droplet ejecting head due to the distortion phenomenon. There are things that are sprayed from a nozzle.

しかし、このようなインク滴噴射装置にあってはインク
室内に気泡が存在したり、インク室にインクが充填され
ていない部分がある場合にはインク滴噴射効率が著しく
低下し、又インク滴噴射機能が停止することがある。However, in such an ink droplet ejection device, if there are air bubbles in the ink chamber or if there are parts of the ink chamber that are not filled with ink, the ink droplet ejection efficiency will be significantly reduced, and the ink droplet ejection efficiency will be significantly reduced. Functions may stop.

このため例えばプリンタに用いられた場合には入力情報
を全部プリントすることができなくなってプリントミス
を生じ、このプリントミスに気付かないことも多い。For this reason, when used in a printer, for example, it becomes impossible to print all of the input information, resulting in printing errors, which often go unnoticed.

（目 的） 本考案はこのような点に鑑み、インク室内の気泡及びイ
ンク末充填を検出することができる構成としたインク滴
噴射装置を提供しようとするものである。(Objective) In view of these points, the present invention provides an ink droplet ejecting device configured to be able to detect air bubbles and ink powder filling in an ink chamber.

（構 或） 以下図面を参照しながら本考案の一実施例について説明
する。(Structure) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図に示すように、インク滴噴射ヘッド１１は内部に
インク室１２が形成され、このインク室１２は管１３に
よりインク供給源に結合される。As shown in FIG. 1, an ink droplet ejection head 11 has an ink chamber 12 formed therein, which ink chamber 12 is connected to an ink supply source by a tube 13. As shown in FIG.

インク滴噴射ヘッド１１の前面側中央部分にはノズル１
４が形威され、このノズル１４はインク室１２に結合さ
れる。A nozzle 1 is located at the center of the front side of the ink droplet ejecting head 11.
4 is formed, and this nozzle 14 is connected to the ink chamber 12.

インク滴噴射ヘッド１１の後部は振動板１５で構成され
てこの振動板１５がインク室１２の後部壁を形威し、電
歪振動子１６が振動板１５に接着される。The rear part of the ink droplet ejecting head 11 is composed of a diaphragm 15, which forms the rear wall of the ink chamber 12, and an electrostrictive vibrator 16 is bonded to the diaphragm 15.

又、第２図に示すように、ナントゲート１７の出力端子
がＮＰＮ形トランジスタ１８のベースに接続され、この
トランジスタ１８のエミッタが接地される。Further, as shown in FIG. 2, the output terminal of the Nandt gate 17 is connected to the base of an NPN transistor 18, and the emitter of this transistor 18 is grounded.

トランジスタ１８のコレクタはＮＰＮ形トランジスタ１
９のベースに接続されると共に抵抗２０を介して正の直
流電源に接続される。The collector of transistor 18 is NPN transistor 1
9 and to a positive DC power source via a resistor 20.

トランジスタ１９のコレクタは正の直流電源に接続され
、トランジスタ１９のエミッタと接地点との間に抵抗２
１及び電歪振動子１６が直列に接続される。The collector of transistor 19 is connected to a positive DC power supply, and a resistor 2 is connected between the emitter of transistor 19 and ground.
1 and an electrostrictive vibrator 16 are connected in series.

又、抵抗２２が抵抗２１及び電歪振動子１６の直列回路
と並列に接続され、これらのナントゲート１７、トラン
ジスタ１Ｂ、 １９、抵抗２０〜２２により駆動回路が
構成される。Further, a resistor 22 is connected in parallel with the series circuit of the resistor 21 and the electrostrictive vibrator 16, and a drive circuit is constituted by these Nant gates 17, transistors 1B and 19, and resistors 20 to 22.

又、ツェナーダイオード２３及び可変抵抗２４の直列回
路が電歪振動子１６と並列に接続され、可変抵抗２４の
摺動子と接地点との間にコンデンサ２５及び抵抗２６が
直列に接続される。Further, a series circuit of a Zener diode 23 and a variable resistor 24 is connected in parallel with the electrostrictive vibrator 16, and a capacitor 25 and a resistor 26 are connected in series between the slider of the variable resistor 24 and the ground point.

このコンデンサ２５及び抵抗２６はフィルタを構成する
もので、その接続点がダイオード２７の陽極に接続され
る。The capacitor 25 and resistor 26 constitute a filter, and their connection point is connected to the anode of the diode 27.

ダイオード２７の陰極はコンテ゛ンサ２Ｂ及び抵抗２９
を並列に介して接地されると共に電圧比較器３０の一方
の入力端子に接続され、ダイオード２７、コンテ゛ンサ
２８、抵抗２９により整流回路が構成される。The cathode of the diode 27 is connected to the capacitor 2B and the resistor 29.
are grounded in parallel and connected to one input terminal of the voltage comparator 30, and the diode 27, the capacitor 28, and the resistor 29 constitute a rectifier circuit.

又、可変抵抗３１が正の直流電源と接地点との間に接続
されこの可変抵抗３１の摺動子が電圧比較器３０の他方
の入力端子に接続され、ツェナーダイオード２３、可変
抵抗２４．３１．抵抗２Ｂ、 ２９、ダイオード２７、
コンテ゛ンサ２５．２Ｂ、電圧比較器３０により検出回
路が構成される。Further, a variable resistor 31 is connected between the positive DC power supply and the ground point, a slider of this variable resistor 31 is connected to the other input terminal of the voltage comparator 30, and a Zener diode 23 and a variable resistor 24.31 ．． Resistor 2B, 29, diode 27,
The capacitor 25.2B and the voltage comparator 30 constitute a detection circuit.

上述のように構成されたインク滴噴射装置において、所
定のパルス幅をもったパルス電圧がナントゲート１７に
加えられると、トランジスタ１８がオフとなり、高電圧
が直流電源から抵抗２０を通してトランジスタ１９のベ
ースに加わる。In the ink droplet ejecting device configured as described above, when a pulse voltage having a predetermined pulse width is applied to the Nant gate 17, the transistor 18 is turned off, and a high voltage is applied from the DC power supply through the resistor 20 to the base of the transistor 19. join.

したがってトランジスタ１９がオンとなり、高電圧がト
ランジスタ１９及び抵抗２１を通して電歪振動子１６に
パルス電圧となって加わり電歪振動子１６が駆動される
。Therefore, the transistor 19 is turned on, and a high voltage is applied as a pulse voltage to the electrostrictive vibrator 16 through the transistor 19 and the resistor 21, thereby driving the electrostrictive vibrator 16.

このとき、電歪振動子１６に加わるパルス電圧の立上り
時間立下り時間は抵抗２１．２２と電歪振動子１６の静
電容量とでほぼ定まり、そのパルス波形は第３図に示す
ようになる。At this time, the rise and fall times of the pulse voltage applied to the electrostrictive vibrator 16 are approximately determined by the resistor 21, 22 and the capacitance of the electrostrictive vibrator 16, and the pulse waveform becomes as shown in FIG. .

パルス駆動された電歪振動子１６は歪みを生じこの歪み
により振動板１５が彎曲してインク室１２の体積が減少
し、このためインク室１２内のインクに圧力が加わって
ノズル１４よりインク滴となって噴射される。The pulse-driven electrostrictive vibrator 16 is distorted, and this distortion causes the diaphragm 15 to bend, reducing the volume of the ink chamber 12. As a result, pressure is applied to the ink in the ink chamber 12, causing ink droplets to flow from the nozzle 14. and is injected.

電歪振動子１６の歪みがなくなると１．インク室１２０
体積がもとに戻り、インク供給源から管１３を通してイ
ンク室１２内にインクが補給されてインク室１２にイン
クが゛充填される。When the distortion of the electrostrictive vibrator 16 disappears, 1. Ink chamber 120
The volume returns to its original state, and ink is replenished into the ink chamber 12 from the ink supply source through the tube 13, so that the ink chamber 12 is filled with ink.

ここに、インク室１２内に気泡が存在したりインク室１
２にインクが充填されていないときには電歪振動子１６
、振動板１５、及びインク室１２からなる系の電歪振動
子１６が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。Here, if air bubbles exist in the ink chamber 12 or the ink chamber 1
When 2 is not filled with ink, the electrostrictive vibrator 16
, the diaphragm 15, and the ink chamber 12, the motional impedance of the electrostrictive vibrator 16 changes rapidly at a certain frequency, and a peak appears on the frequency characteristics.

このため、電歪振動子１６はパルス駆動されたときにあ
る周波数振動を起し、その両端電圧は第４図に示すよう
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。Therefore, when the electrostrictive vibrator 16 is driven by a pulse, it causes vibration at a certain frequency, and the voltage across the vibrator becomes a pulse voltage in which a vibration voltage is superimposed on a drive pulse, as shown in FIG.

この振動電圧を検出すればインク室１２内に気泡が存在
すること及びインク未充填を検知することができる。By detecting this oscillating voltage, it is possible to detect the presence of air bubbles in the ink chamber 12 and the fact that the ink chamber 12 is not filled with ink.

今、第５図に示すように、電歪振動子１６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ーダイオ
ード２３によりそのツェナー電圧だけカットされて可変
抵抗２４に加えられ可変抵抗２４の摺動子からの出力電
圧は第６図に示すような波形となる。Now, as shown in FIG. 5, when an oscillating voltage exists across the voltage across the electrostrictive vibrator 16, this voltage across the electrostrictive vibrator 16 is cut off by the Zener voltage by the Zener diode 23 and applied to the variable resistor 24. The output voltage from the slider has a waveform as shown in FIG.

この出力電圧はコンテ゛ンサ２５及び抵抗２６よりなる
フィルタを通って第７図に示すような交流波形となり、
ダイオード２７、コンテ゛ンサ２８、抵抗２９よりなる
整流回路で第８図に示すように整流されて電圧比較器３
０に加えられる。This output voltage passes through a filter consisting of a capacitor 25 and a resistor 26 and becomes an AC waveform as shown in FIG.
It is rectified by a rectifier circuit consisting of a diode 27, a capacitor 28, and a resistor 29 as shown in FIG.
Added to 0.

電圧比較器３０は可変抵抗３１によって比較電圧値を予
め設定しておけば入力電圧がこの比較電圧値より大きく
なったときに出力が高電位となる。In the voltage comparator 30, if a comparative voltage value is set in advance by a variable resistor 31, the output becomes a high potential when the input voltage becomes larger than this comparative voltage value.

したがってインク室１２内に気泡が生じてインク滴噴射
機能の効率がある許容値に落ちたときに電圧比較器３０
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
インク室１２に気泡が生じたりインクが充填されていな
いときに電圧比較器３０の出力が高電位となる。Therefore, when air bubbles are formed in the ink chamber 12 and the efficiency of the ink droplet ejection function falls to a certain tolerance value, the voltage comparator 30
If the comparison voltage value is set so that the output of the voltage comparator 30 rises to a high potential, the output of the voltage comparator 30 becomes a high potential when bubbles occur in the ink chamber 12 or when the ink chamber 12 is not filled with ink.

この電圧比較器３０の出力により表示器を駆動すれば気
泡及びインク未充填が生じたときにそれを表示すること
ができる。If a display is driven by the output of the voltage comparator 30, it is possible to display the occurrence of air bubbles or ink unfilling.

又、プリンタ等に用いられた場合にその動作を電圧比較
器３０の出力で停止させることもできる。Furthermore, when used in a printer or the like, the operation can be stopped by the output of the voltage comparator 30.

第９図は本考案の他の実施例であり、インク室内の気泡
及びインク未充填による電歪振動子の振動電流を検出す
るようにしたものである。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention, in which the oscillating current of the electrostrictive vibrator due to air bubbles in the ink chamber and unfilled ink is detected.

すなわち、前記実施例において、トランジスタ１９のエ
ミッタと接地点との間に電歪振動子１６及び抵抗２１が
直列に接続され、この電歪振動子１６及び抵抗２１の接
続点に電圧比較器３２の一方の入力端子が接続される。That is, in the embodiment described above, the electrostrictive vibrator 16 and the resistor 21 are connected in series between the emitter of the transistor 19 and the ground point, and the voltage comparator 32 is connected to the connection point of the electrostrictive vibrator 16 and the resistor 21. One input terminal is connected.

又トランジスタ１９のエミッタと接地点との間にコンテ
゛ンサ３３及び抵抗３４が直列に接続され、このコンデ
ンサ３３及び抵抗３４の接続点が電圧比較器３２の他方
の入力端子に接続される。A capacitor 33 and a resistor 34 are connected in series between the emitter of the transistor 19 and the ground point, and a connection point between the capacitor 33 and the resistor 34 is connected to the other input terminal of the voltage comparator 32.

電圧比較器３２の出力端子は前述の可変抵抗２４の摺動
子の代りにコンデンサ２５に接続される。The output terminal of the voltage comparator 32 is connected to a capacitor 25 instead of the slider of the variable resistor 24 described above.

なお、コンデンサ３３は電歪振動子１６の静電容量と同
じ値に設定される。Note that the capacitor 33 is set to the same value as the capacitance of the electrostrictive vibrator 16.

今、電歪振動子１６が第１０図に示すようなパルス電圧
で駆動され、インク室１２内の気泡又はインク未充填に
より電歪振動子１６の電流が振動すると、抵抗２１の両
端間電圧は第１１図に示すように振動する。Now, when the electrostrictive vibrator 16 is driven with a pulse voltage as shown in FIG. It vibrates as shown in FIG.

一方、コンデンサ３３及び抵抗３４の直列回路が電歪振
動子１６及び抵抗２１の直列回路と同じパルス電圧が印
加され、抵抗映の両端間に第１２図に示すような波形の
電圧が生ずる。On the other hand, the same pulse voltage is applied to the series circuit of capacitor 33 and resistor 34 as to the series circuit of electrostrictive vibrator 16 and resistor 21, and a voltage having a waveform as shown in FIG. 12 is generated across the resistor.

この抵抗２１、３４の各両端間に生じた電圧は電圧比較
器３２で比較され、インク室内の気泡、インク未充填に
より生じた第１３図に示すような振動分のみが電圧比較
器３２より出力されて前記実施例と同様に処理される。The voltages generated across each of the resistors 21 and 34 are compared by a voltage comparator 32, and only the vibration component shown in FIG. 13 caused by air bubbles in the ink chamber or unfilled ink is output from the voltage comparator 32 and processed in the same manner as in the previous embodiment.

抵抗２１の両端間電圧波形及び電歪振動子１６駆動パル
スについて観測したところ、インク室１２内に気泡がな
く、かつインクが充填されている場合には第１４図に示
すようになり、インク室１２内にインクが充填されてい
るが、気泡が存在する場合には第１５図に示すようにな
り、インク室１２内にインクが無い場合には第１６図に
示すようになった。When we observed the voltage waveform across the resistor 21 and the driving pulse of the electrostrictive vibrator 16, we found that when there are no bubbles in the ink chamber 12 and the ink is filled, the ink chamber 12 becomes as shown in FIG. If the ink chamber 12 is filled with ink but there are bubbles, the result will be as shown in FIG. 15, and if there is no ink in the ink chamber 12, the result will be as shown in FIG. 16.

この結果から、インク室１２内に気泡がある場合、イン
クが未充填の場合には大きな振動電圧を生ずることがわ
かる。From this result, it can be seen that when there are bubbles in the ink chamber 12, a large oscillating voltage is generated when the ink chamber 12 is not filled with ink.

（効 果） 以上のように本考案によるインク滴噴射装置によれば電
歪振動子のインピーダンス変化による振動分を検出する
ようにしたので、インク室内の気泡及びインク未充填を
検出することができてインク滴噴射機能の効率低下及び
停止を検出することができ、プリンタ等に用いられた場
合にプリントミス等の誤動作の防止に極めて有効である
。(Effects) As described above, the ink droplet ejecting device according to the present invention detects the vibration component caused by the impedance change of the electrostrictive vibrator, so it is possible to detect air bubbles in the ink chamber and unfilled ink. It is possible to detect a decrease in efficiency or a stoppage of the ink droplet jetting function, and when used in a printer or the like, it is extremely effective in preventing malfunctions such as printing mistakes.

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

第１図は本考案の一実施例におけるインク滴噴射機構を
示す断面図、第２図は同実施例の回路図、第３図〜第８
図は第２図における各部の信号波形を示す波形図、第９
図は本考案の他の実施例の一部を示す回路図、第１０図
〜第１６図は第９図における各部の信号波形を示す波形
図である。 １６・・・電歪振動子、２３・・・ツェナーダイオード
、２４゜３１・・・可変抵抗、２５．２８．３３・・・
コンデンサ、２６．２９゜２１、３４・・・抵抗、２７
・・・ダイオード、３０．３２・・・電圧比較器。FIG. 1 is a sectional view showing an ink droplet jetting mechanism in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the same embodiment, and FIGS.
The figure is a waveform diagram showing the signal waveform of each part in Figure 2,
The figure is a circuit diagram showing a part of another embodiment of the present invention, and FIGS. 10 to 16 are waveform diagrams showing signal waveforms at various parts in FIG. 9. 16... Electrostrictive vibrator, 23... Zener diode, 24°31... Variable resistor, 25.28.33...
Capacitor, 26.29°21, 34... Resistor, 27
...Diode, 30.32...Voltage comparator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 １ 電歪振動子を有するインク噴射ヘッドと、入力パル
スにより前記インク噴射ヘッドを駆動してインク滴を噴
射させる駆動回路と、前記電歪振動子のインピーダンス
変化による前記入力パルスの周波数より高い所定周波数
の振動分を検出する振動分検出手段と、この振動分検出
手段の出力を整流する整流回路とを備えたインク滴噴射
装置。 ２ 電歪振動子の両端電圧における所定周波数の振動分
をフィルタで検出するようにした実用新案登録請求の範
囲第１項記載のインク滴噴射装置。 ３ 電歪振動子と直列に接続された抵抗と、電歪振動子
と並列に接続され駆動回路の出力パルスが印加される時
定数回路と、この時定数回路の出力電圧と前記抵抗の電
圧とを比較する電圧比較器と、この電圧比較器の出力よ
り所定周波数の振動分を検出するフィルタとを備えた実
用新案登録請求の範囲第１項記載のインク滴噴射装置。[Claims for Utility Model Registration] 1. An ink ejecting head having an electrostrictive vibrator, a drive circuit that drives the ink ejecting head with an input pulse to eject ink droplets, and An ink droplet ejecting device comprising: a vibration component detection means for detecting a vibration component having a predetermined frequency higher than the frequency of an input pulse; and a rectification circuit that rectifies the output of the vibration component detection means. 2. The ink droplet ejecting device according to claim 1, wherein the vibration component of a predetermined frequency in the voltage across the electrostrictive vibrator is detected by a filter. 3. A resistor connected in series with the electrostrictive vibrator, a time constant circuit connected in parallel with the electrostrictive vibrator to which the output pulse of the drive circuit is applied, and an output voltage of this time constant circuit and a voltage of the resistor. The ink droplet ejecting device according to claim 1, which is a registered utility model and comprises a voltage comparator for comparing the voltage comparator, and a filter for detecting a vibration component of a predetermined frequency from the output of the voltage comparator.