JPS6260654A - Residual ink detector of ink jet printer - Google Patents

Residual ink detector of ink jet printer

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JPS6260654A
JPS6260654A JP20116385A JP20116385A JPS6260654A JP S6260654 A JPS6260654 A JP S6260654A JP 20116385 A JP20116385 A JP 20116385A JP 20116385 A JP20116385 A JP 20116385A JP S6260654 A JPS6260654 A JP S6260654A
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JP
Japan
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ink
pulse
amount
volume
consumption
Prior art date
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Application number
JP20116385A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Mizobuchi
溝渕　勇雄
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6260654A publication Critical patent/JPS6260654A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17566—Ink level or ink residue control

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an residual ink detector capable of increasing detection accuracy at low price by controlling ink injection with a pulse signal and calculating ink consumption electrically from the product of pulse count and a single ink injection volume. CONSTITUTION:When a pulse signal is applied to a piezoelectric element 41 from a head drive 5, the piezoelectric element 41 is deformed by a piezoelectric effect, changing the form of a vibrator 42, many of which are overlapped and installed, in the ink storage direction. As a result, a constant volume of a signal drop of ink 43 is injected from a nozzle 44. Ink consumption can be calculated from the product of a single injection volume and an injection frequency of ink, i.e. the cumulative pulse count of pulse signal. Therefore, a pulse counter for pulse calculation 2 is provided. In addition, an alarm setting means 4 and an alarm indicator 3 are provided for estimating a residual ink from the difference between the ink consumption and the initial volume in an ink container.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 インクジェットプリンタのインク残量検知装置であって
、駆動部からのパルス信号によりオンデマンド形ヘッド
１を動作させ、インク滴を噴射させる該パルス信号の回
数と、インク滴の一回噴射量との積からインク消耗量を
算出し、初期の搭載インク量との差から正確にインクの
残量検知を可能とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] This is an ink remaining amount detection device for an inkjet printer, which operates an on-demand type head 1 by a pulse signal from a drive unit, and detects the number of pulse signals to eject ink droplets; The amount of ink consumption is calculated from the product of the amount of ink droplets ejected once, and the remaining amount of ink can be accurately detected from the difference from the initial amount of installed ink.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、インクジェットプリンタのインク残量検知に
関するものである。The present invention relates to detecting the remaining amount of ink in an inkjet printer.

電子計算装置の出力装置として普及しているインクジェ
ットプリンタは、印刷出力中にインクが消耗しつくすと
、印刷不能となり出力装置としての機能が失われる。そ
こでこの機能障害を防ぐ為にインクが消耗しつ（す前に
ニアエンプティ）にアラーム信号を発信し、インクの補
充を指示するインク残量検知装置が知られている。Inkjet printers, which are popular as output devices for electronic computing devices, become unable to print and lose their function as an output device when the ink runs out during printing. In order to prevent this malfunction, there is a known ink level detection device that sends an alarm signal when the ink is about to run out (nearly empty) and instructs to replenish the ink.

特に、電子計算装置による画像図形処理の発展により、
カラー印刷出力の必要性が高まり、種々のカラー出力装
置が開発されてきたが、インクジェットプリンタによる
カラー印刷出力は、カラー印刷品質に優れ、また量産に
よる装置価格の低下と共に画像図形処理の分野に多用さ
れて、必須の装置構成品となっている。In particular, with the development of image graphic processing using electronic computing devices,
The need for color print output has increased, and various color output devices have been developed. Color print output by inkjet printers has excellent color print quality, and as equipment costs have declined due to mass production, it has become widely used in the field of image graphic processing. It has become an essential equipment component.

しかし、カラー印刷出力は、３原色と黒色との合計４色
の方式が一般に用いられ、４色の内、１色のインクが消
耗し尽きても、減色のまま印刷され、画像図形処理の入
力データとはかけ離れたカラー印刷物が出力されること
になる。However, color printing output generally uses a total of four colors (three primary colors and black), and even if the ink of one of the four colors is used up, the reduced color remains printed, and the input for image graphic processing Color prints that are far different from the data will be output.

このために、種々のインクの残量検知装置が、提案され
ているが、検知機能が正確でしかも機械的な外部要因に
よる影苦を受けず、かつ安価なインクの残量検知装置が
要望されている。For this purpose, various ink remaining amount detection devices have been proposed, but there is a need for an inexpensive ink remaining amount detection device that has an accurate detection function, is not affected by external mechanical factors, and is not affected by mechanical external factors. ing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来は、特殊なインクを用いて、インクの電気抵抗値で
インクの残量を検知したり、或いは、インクの消耗量と
初期の総インク量から質量差を求め、検知する次のよう
なインクの残量検知装置が用いられてきた。Conventionally, special ink was used to detect the remaining amount of ink based on the electrical resistance value of the ink, or by determining the mass difference from the amount of ink consumption and the initial total amount of ink. Remaining amount detection devices have been used.

（１）　　インクの電気抵抗値を利用した検知装置は、
インクに導電性物質を混入し、特定の固有抵抗を有する
特殊インクを用い、該特殊インクを両側面に電極を取り
つけた容器に注入すると、該電極間の電気抵抗値が、イ
ンク量と逆比例の関係になるのを利用する。(1) A detection device that uses the electrical resistance value of ink is
When a special ink is mixed with a conductive substance and has a specific resistivity, and the special ink is poured into a container with electrodes attached to both sides, the electrical resistance between the electrodes is inversely proportional to the amount of ink. Take advantage of the relationship between

即ちインク量が多い場合は電気抵抗値が低く、反対にイ
ンク量が少ない場合には電気抵抗値が高くなる関係があ
るので、この電気抵抗値の差を利用してインクの残量を
アナログ的に検知する。In other words, when the amount of ink is large, the electrical resistance value is low, and when the amount of ink is small, the electrical resistance value is high, so this difference in electrical resistance value can be used to measure the remaining amount of ink in an analog way. to be detected.

（２）質量差による検知装置は、インク容器の設置台に
付設したバネ材に加わる力が、設置台に置かれたインク
の質量と正比例の関係になるのを利用する。(2) A detection device based on mass difference utilizes the fact that the force applied to the spring material attached to the ink container installation stand is in direct proportion to the mass of the ink placed on the installation stand.

即ち、インクの量が少なくなるとハネ材に加わる力が弱
まり、該バネ材と連動したスイッチが動作し、インクの
残量をディジタル的に検知する。That is, when the amount of ink decreases, the force applied to the spring material becomes weaker, and a switch linked to the spring material operates to digitally detect the remaining amount of ink.

以上のインク残量検知装置のうち（１）項の電気抵抗値
による検知装置に比べ、（２）項の質量による検知装置
は、低価格で製作できる特徴があり一般に使用されてい
る。Among the remaining ink level detection devices described above, compared to the detection device based on electric resistance value in item (1), the detection device based on mass in item (2) is generally used because it can be manufactured at a low cost.

しかし、以上に述べたインク残量検知装置はいずれも、
正確さが不十分であるだけでなく、技術的にも問題点が
残されており、信頼性が低いという欠点がある。However, all of the remaining ink level detection devices described above
In addition to insufficient accuracy, there are still technical problems and low reliability.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上のように従来の技術では、インク残量検知の正確さ
、及び技術的にも次の問題点を有しており、その改善が
必要である。As described above, the conventional technology has the following problems in terms of accuracy in detecting the amount of remaining ink and in terms of technology, and it is necessary to improve these problems.

（１）項の電気抵抗値による検知装置は、導電性物質を
混入した特殊インクを用いるが、該特殊インクの特性の
うち、固有抵抗値、抵抗温度特性の許容誤差範囲が、該
検知装置の正確さを決定する要素であり、正確さを高め
るにはインク特性の許容誤差範囲を狭める必要があるが
、技術的にも限界があり、またインクが高価格となる。The detection device based on the electrical resistance value in item (1) uses a special ink mixed with a conductive substance, but among the characteristics of the special ink, the tolerance range of the specific resistance value and resistance temperature characteristic is This is a factor that determines accuracy, and to increase accuracy it is necessary to narrow the tolerance range of ink characteristics, but there are technical limits and ink becomes expensive.

また、アラーム信号の発信は、インクが完全に消耗する
事前の電気抵抗値と、インク容器にインクが充満してい
た初期電気抵抗値との差を検出して行うので、上記のイ
ンクの特性からアラーム信号の発信に必要な電気抵抗測
定値のスライスレベル設定が正確さを維持する上からは
難しく、これもインク残量検知の正確さを損なう要因と
なっている。In addition, the alarm signal is sent by detecting the difference between the electrical resistance value before the ink is completely consumed and the initial electrical resistance value when the ink container is full of ink. It is difficult to maintain accuracy in setting the slice level of the electrical resistance measurement value required to send an alarm signal, and this is also a factor that impairs the accuracy of remaining ink level detection.

（２）項の質量差による検知は、低価格で目的を達成で
きる特徴があり、一般に普及し利用されているが、約６
０ｃｃの初期搭載インク量と消耗時点の質量差を利用し
、バネ材と連動したスイッチを動作させる構造から僅か
な振動、衝撃により誤動作を起こす欠点がある。この欠
点の排除機構を設けると高価格となり、上記の特徴が失
われる。Detection based on the mass difference described in item (2) has the characteristic that it can achieve its purpose at a low cost, and is widely used and used.
The structure utilizes the difference in mass between the initially installed ink amount of 0 cc and the point of consumption to operate a switch linked to a spring material, which has the drawback of causing malfunctions due to slight vibrations or shocks. Providing a mechanism to eliminate this drawback would result in high costs and the above characteristics would be lost.

また、該検知装置のインク容器は、極めて軽狙にする必
要があり、ビニール材にアルミニウム蒸着を施したバリ
アメタルシートの袋を使用している。従って、インク容
器の交換時の取り扱いに際し、破れてインクが漏れる危
険があった。Furthermore, the ink container of the detection device needs to be extremely lightweight, and a bag made of a barrier metal sheet made of vinyl material with aluminum vapor deposition is used. Therefore, when handling the ink container when replacing it, there was a risk that the ink container would break and the ink would leak.

本発明は、このような欠点を解決し、しかも従来のイン
ク残量検知装置に比べ、低価格で正確さを高めることを
可能とした全く新規な原理に基づき創作されたインク残
量検知装置を提供するものである。The present invention solves these drawbacks and provides an ink remaining amount detection device created based on a completely new principle that can improve accuracy at a lower cost than conventional ink remaining amount detection devices. This is what we provide.

〔問題点を解決するための手段〕 本発明はインクジェットプリンタのインク噴射が、パル
ス信号によって制御されており、インクの噴射回数が該
パルス信号のパルス数と比例関係にある点に着目し、該
パルス数と１回のインク噴射量との積から消耗量を電気
的に算出するという原理で、インクの残量を検知する。[Means for Solving the Problems] The present invention focuses on the fact that the ink jet printer's ink jetting is controlled by a pulse signal, and the number of ink jets is proportional to the number of pulses of the pulse signal. The remaining amount of ink is detected based on the principle that the amount of consumption is electrically calculated from the product of the number of pulses and the amount of ink ejected once.

第２図はオンデマンド形ヘッド１のインク噴射の動作原
理図を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of operation of ink ejection by the on-demand head 1. As shown in FIG.

同図（ａｌを参照してオンデマンド形ヘッドＩの動作を
説明する、圧電素子４１に、ヘッド駆動部５からパルス
信号が印加されると、圧電気効果により圧電素子４１は
変形し、重ね合わせて取りつけである振動子４２をイン
ク収容部の方向に変形させ、これにより定量の１滴のイ
ンク４３がノズル４４から噴射される。なお同図（ｂ）
はパルス信号入力が消え、圧電素子４１の形状が元に復
帰し、噴射されたインクと等量のインクが、該ヘッド内
にインク補充口４５より補充された状態を示す。The operation of the on-demand head I will be explained with reference to FIG. The attached vibrator 42 is deformed in the direction of the ink storage section, and as a result, a fixed amount of one drop of ink 43 is ejected from the nozzle 44. FIG.
shows a state in which the pulse signal input disappears, the piezoelectric element 41 returns to its original shape, and the head is replenished with the same amount of ink from the ink replenishment port 45 as the ejected ink.

このオンデマンド形ヘッドの構造より、インクの噴射量
と補充量は物理的に常に一定であることが知られている
。It is known that due to the structure of this on-demand head, the amount of ink ejected and the amount of replenishment are physically always constant.

また、該ノズル４４から噴射され粒状となって飛翔する
インクの滑は、近イ以的に球の体積に置換して求めるこ
とができ、実験的にも確認されており、１回の噴射量は
容易に算出できる。In addition, the slippage of the ink ejected from the nozzle 44 and flying in the form of particles can be calculated by replacing it with the volume of a sphere, which has been experimentally confirmed, and the amount of ink ejected once. can be easily calculated.

従って、インクの消耗量は、−回の噴射量とインクの噴
射回数、即ちパルス信号の累積パルス数の積から算出で
きるので、第１図に示すようにそのパルスを計数するパ
ルスカウンタ２を設ける。Therefore, since the amount of ink consumption can be calculated from the product of the -times of ejection and the number of ink ejections, that is, the cumulative number of pulses of the pulse signal, a pulse counter 2 is provided to count the pulses as shown in FIG. .

そして、この消耗量とインク容器内の初期量との差値か
ら残量を把握するため第１図に示すアラームセント手段
４とアラーム表示器３を設ける。In order to determine the remaining amount from the difference between this consumed amount and the initial amount in the ink container, an alarm centering means 4 and an alarm display 3 shown in FIG. 1 are provided.

〔作用〕[Effect]

オンデマンド形ヘッド１の圧電素子４１に加えられたパ
ルス信号のパルス数を、パルスカウンタ２で累計する。The number of pulses of the pulse signal applied to the piezoelectric element 41 of the on-demand head 1 is accumulated by a pulse counter 2.

この累計パルス数が、予めアラームセント手段４で設定
した数値に達したらアラーム信号を発生し、アラーム表
示器３で表示する、なおセット数値は、インクが容器に
充満している初期量と、インク容器の交換時の余裕イン
ク残量を任意に設定して求めることができる。When this cumulative number of pulses reaches a value preset by the alarm cent means 4, an alarm signal is generated and displayed on the alarm display 3.The set value is the initial amount of ink filled in the container and the ink The remaining amount of ink at the time of container replacement can be arbitrarily set and determined.

〔実施例〕〔Example〕

第３図は本発明の実施例であって、パルスカウンタ２は
プリセッタブルカウンタからなり、ヘッド駆動部５から
オンデマンド形ヘッド１に送られたパルス信号をカウン
トする。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which the pulse counter 2 is a presettable counter and counts pulse signals sent from the head drive section 5 to the on-demand head 1.

また、アラームセット手段４は、前記カウンタ２の累積
パルス数が、第５図のインク容器５１がニアエンプティ
となるインク消費量に対応する数値に達したらアラーム
信号を当該カウンタから発生させるべくその数値をカウ
ンタ２に入力（セット）するものである。Further, the alarm setting means 4 is configured to generate an alarm signal from the counter when the cumulative number of pulses of the counter 2 reaches a value corresponding to the amount of ink consumption at which the ink container 51 of FIG. 5 becomes near empty. is input (set) to the counter 2.

該アラーム信号は同時に制御部７にも送り、インクが消
耗すると装置全体の動作を停止させる。The alarm signal is also sent to the control section 7 at the same time, and when the ink is consumed, the operation of the entire apparatus is stopped.

アラーム信号を発生させるために、パルスカウンタ２に
セットする最適の数値は、以下の式で求める。The optimum value to be set in the pulse counter 2 in order to generate an alarm signal is determined by the following formula.

インク１滴の体積は、次の球体積の公式から求める。The volume of one ink droplet is determined from the following sphere volume formula.

Ｔ＝４π／３Ｘ（Ｄ／２　　）” Ｔはインク１滴の体積、Ｄは粒状インクの直径。T=4π/3X(D/2)” T is the volume of one drop of ink, and D is the diameter of the granular ink.

インクの消耗１ｓは、５＝ＴＸＮとなる、パルス信号の
累積回数Ｎと、上記インク１滴の体積Ｔとの積がインク
の消耗１ｓとなる。1 s of ink consumption is the product of the cumulative number of pulse signals N, where 5=TXN, and the volume T of one ink droplet.

インク残量Ｚは、Ｚ＝Ｗ−Ｓとなる、Ｗはインク容器内
のインク初期量で既知の値、Ｓは上記のインクの消耗量
である。The remaining ink amount Z is Z=W-S, where W is the initial amount of ink in the ink container and is a known value, and S is the above-mentioned amount of ink consumption.

この関係からＺの最適値を決めると、アラーム信号を発
生させる数値Ｘは次式より求められる。When the optimum value of Z is determined from this relationship, the numerical value X for generating an alarm signal can be obtained from the following equation.

Ｘ−（Ｗ−Ｚ）／Ｔ この数値Ｘをパルスカウンタ２のアラームセント手段４
にセットする。X-(W-Z)/T This value X is sent to the alarm cent means 4 of the pulse counter 2.
Set to .

オンデマンド形ヘッド１に送られるパルス信号の累計カ
ウント数が、上記のセント数値Ｘに達すると、インク容
器の交換を知らせるアラーム信号が発せられる。When the cumulative count of pulse signals sent to the on-demand head 1 reaches the above-mentioned cent value X, an alarm signal is issued to notify that the ink container needs to be replaced.

なお、オンデマンド形ヘッド１は、定期または不定期に
、該ヘッド内の気泡、ノズルの目詰まりを除去する目的
からパージ（インクの大量噴射）を行う。Note that the on-demand head 1 performs purging (a large amount of ink is ejected) periodically or irregularly for the purpose of removing air bubbles in the head and clogging of nozzles.

このパージを指令するパージパルス信号はパージパルス
カウンタ６で、パージパルス数と、実験的に求めたパー
ジ量の係数にとの積を演算し、パルスカウンタ２に送ら
れ加算する構成とし、これによりパージを行いインクを
大量に噴射してもアラーム信号発生時の誤差を生じない
工夫を施している。The purge pulse signal that commands this purge is configured such that the purge pulse counter 6 calculates the product of the number of purge pulses and the coefficient of the purge amount determined experimentally, and the product is sent to the pulse counter 2 and added. Even if a large amount of ink is ejected, there will be no error when an alarm signal is generated.

第４図はインク容器交換の動作順序を示す図であり、ア
ラーム表示が出てインク容器を除去すると、制御部７が
動作ロックされ、再びインクの充満した新規のインク容
器をセットするまで、操作中の誤動作を予防する、イン
ク容器の搭載が終わると、リセットスイッチを押下し、
アラーム表示器３の表示とパルスカウンタ２の累計カウ
ント数とがクリアされ、インクジェットプリンタの動作
が再開する。FIG. 4 is a diagram showing the sequence of operations for replacing an ink container. When an alarm is displayed and an ink container is removed, the control section 7 is locked and operations are continued until a new ink container filled with ink is set. After loading the ink container, press the reset switch to prevent malfunctions inside.
The display on the alarm display 3 and the cumulative count on the pulse counter 2 are cleared, and the operation of the inkjet printer is restarted.

第５図はインク容器検出器の一例の構成図であり、これ
はインク容器５１の着脱に応じ、上記の制御部７の動作
ロックと解除を行うための信号を発生する光センサ−５
２を用いて構成される。FIG. 5 is a configuration diagram of an example of an ink container detector, which is an optical sensor 5 that generates a signal for locking and releasing the operation of the control section 7 in response to attachment and detachment of the ink container 51.
2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、従来の装置が有する欠点
である振動、衝撃のような外部要因による誤動作、およ
び構造からくる不正確さが全て排除され正確さが向上す
る。As described above, according to the present invention, the drawbacks of conventional devices, such as malfunctions caused by external factors such as vibration and shock, and inaccuracies caused by the structure, are all eliminated, and accuracy is improved.

マタ、本発明はＩＣ，ＬＳＩで小型化が可能であり、か
つ低価格にして信頼性の高い装置が実現でき、インクジ
ェットプリンタのインク残量検知装置としては極めて有
効である。In fact, the present invention can be miniaturized using IC and LSI, and a highly reliable device can be realized at a low cost, making it extremely effective as an ink remaining amount detection device for an inkjet printer.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のブロック図、 第２図はインク噴射の動作原理図、 第３図、は本発明の実施例図、 第４図はインク容器交換の動作順序図、第５図はインク
容器検出器構成側図である。 図において、 ■はオンデマンド形ヘッド、 ２はパルスカウンタ、 ３はアラーム表示器、 ４はアラームセット、 ５はヘッド駆動部を示す。 ＠　１　図 （ｂ） イエフ４射ｎ６＜Ｆｍｍ 第　２　図 第　３　図 イン７事項ト支Ｊ気内１戸イ搬ｐｒ図 第　４　図 ィ〉７轄痺剌婦Ｐ＜’ｔｆ’Ｊ閏 第５図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a diagram of the operating principle of ink jetting, Fig. 3 is a diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is an operational sequence of ink container replacement. FIG. 5 is a side view of the configuration of the ink container detector. In the figure, 2 is an on-demand head, 2 is a pulse counter, 3 is an alarm display, 4 is an alarm set, and 5 is a head drive unit. @ 1 Figure (b) 4 shots n6<Fmm Figure 2 Figure 3 Figure in 7 matters Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] オンデマンド形ヘッド（１）をそなえたインクジェット
プリンタにおいて、同ヘッド（１）を駆動すべく印加さ
れるパルス信号を計数し、その累計カウント数が予め設
定された数値に達したとき、インクのニアエンプティを
アラームするインクジェットプリンタのインク残量検知
装置。In an inkjet printer equipped with an on-demand head (1), the pulse signals applied to drive the head (1) are counted, and when the cumulative count reaches a preset value, the ink near Inkjet printer's remaining ink level detection device that alarms when empty.
JP20116385A 1985-09-10 1985-09-10 Residual ink detector of ink jet printer Pending JPS6260654A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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