JP4826244B2 - Liquid container with liquid detection device - Google Patents
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Description
本発明は、液体検出装置を備えた液体容器に係わり、特に、液体噴射装置における液体残量の検出に適した液体検出装置を備えた液体容器に関するものである。
The present invention relates to a liquid container provided with a liquid detection device, and particularly relates to a liquid container provided with a liquid detection device suitable for detecting the liquid remaining amount in the liquid ejecting apparatus.
従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。 A typical example of a conventional liquid ejecting apparatus is an ink jet recording apparatus provided with an ink jet recording head for image recording. As other liquid ejecting apparatuses, for example, an apparatus having a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material (conductive paste) used for forming an electrode such as an organic EL display, a surface emitting display (FED), etc. ) An apparatus equipped with an ejection head, an apparatus equipped with a bioorganic matter ejection head used for biochip production, an apparatus equipped with a sample ejection head as a precision pipette, and the like.
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置においては、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、加圧されたインクをインク滴として射出するノズル開口と、を有するインクジェット記録ヘッドがキャリッジに搭載されている。 In an ink jet recording apparatus which is a typical example of a liquid ejecting apparatus, an ink jet recording head having a pressure generating means for pressurizing a pressure generating chamber and a nozzle opening for ejecting the pressurized ink as ink droplets is mounted on a carriage. Has been.
インクジェット式記録装置では、インク容器内のインクが流路を介して記録ヘッドに供給され続けることにより、印刷を継続可能に構成されている。インク容器は、例えばインクが消費された時点でユーザが簡単に交換できる、着脱可能なカートリッジとして構成されている。 The ink jet recording apparatus is configured to be able to continue printing by continuously supplying ink in an ink container to a recording head via a flow path. The ink container is configured as a detachable cartridge that can be easily replaced by the user when the ink is consumed, for example.
従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法としては、記録ヘッドでのインク滴の射出数やメンテナンスにより吸引されたインク量をソフトウェアにより積算してインク消費を計算により管理する方法や、インクカートリッジに液面検出用の電極を取付けることにより実際にインクが所定量消費された時点を管理する方法などがある。 Conventionally, the ink consumption management method of the ink cartridge includes a method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplets ejected from the recording head and the amount of ink sucked by maintenance, and calculating the ink consumption in the ink cartridge. There is a method of managing a point in time when a predetermined amount of ink is actually consumed by attaching a surface detection electrode.
しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数やインク量を積算してインク消費を計算上管理する方法には、次のような問題がある。ヘッドの中には吐出インク滴に重量バラツキを有するものがある。このインク滴の重量バラツキは画質には影響を与えないが、バラツキによるインク消費量の誤差が累積した場合を考慮して、マージンを持たせた量のインクをインクカートリッジに充填してある。従って、個体によってはマージン分だけインクが余るという問題が生ずる。 However, the method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplet ejections and the amount of ink by software has the following problems. Some heads have variations in weight of ejected ink droplets. Although the weight variation of the ink droplets does not affect the image quality, the ink cartridge is filled with an amount of ink with a margin in consideration of the accumulation of errors in the ink consumption due to the variation. Therefore, depending on the individual, there is a problem that ink is left by the margin.
一方、電極によりインクが消費された時点を管理する方法は、インクの実量を検出できるので、インク残量を高い信頼性で管理できる。しかしながら、インクの液面の検出をインクの導電性に頼ることになるので、検出可能なインクの種類が限定されてしまったり、電極のシール構造が複雑化してしまうという欠点がある。また、電極の材料としては、通常は導電性が良く耐腐食性も高い貴金属が使用されるので、インクカートリッジの製造コストがかさむ。さらに、2本の電極を装着する必要があるため、製造工程が多くなり、結果として製造コストがかさんでしまう。 On the other hand, the method for managing the point in time when ink is consumed by the electrode can detect the actual amount of ink, so that the remaining amount of ink can be managed with high reliability. However, since the detection of the ink level depends on the conductivity of the ink, there are disadvantages that the types of ink that can be detected are limited and the electrode sealing structure is complicated. In addition, as a material for the electrode, a noble metal having high conductivity and high corrosion resistance is usually used, which increases the manufacturing cost of the ink cartridge. Furthermore, since it is necessary to mount two electrodes, the number of manufacturing steps increases, resulting in an increase in manufacturing cost.
上記の課題を解決すべく開発された装置が、特開2001−146024号に圧電装置として開示されている。この圧電装置は、液体残量を正確に検出でき、かつ複雑なシール構造を不要としたものであり、液体容器に装着して使用することができる。 An apparatus developed to solve the above problems is disclosed as a piezoelectric apparatus in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-146024. This piezoelectric device can accurately detect the remaining amount of liquid and does not require a complicated seal structure, and can be used by being mounted on a liquid container.
即ち、特開2001−146024号に記載の圧電装置によれば、圧電装置の振動部に対向する空間にインクが存在する場合とインクが存在しない場合とで、駆動パルスにより強制的に振動させた後の圧電装置の振動部の残留振動(自由振動)に起因して発生する残留振動信号の共振周波数が変化することを利用して、インクカートリッジ内のインク残量を監視することができる。 That is, according to the piezoelectric device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-146024, the drive pulse forcibly oscillates when ink is present in the space facing the vibrating portion of the piezoelectric device and when ink is not present. The remaining amount of ink in the ink cartridge can be monitored by using the fact that the resonance frequency of the residual vibration signal generated due to the residual vibration (free vibration) of the vibration unit of the piezoelectric device later changes.
図12は、上述した従来の圧電装置を構成するアクチュエータ106を示している。このアクチュエータ106は、ほぼ中央に円形状の開口161を有する基板178と、開口161を被覆するように基板178の一方の面(以下、「表面」という。)に配置される振動板176と、振動板176の表面の側に配置される圧電層160と、圧電層160を両方からはさみこむ上部電極164および下部電極166と、上部電極164と電気的に結合する上部電極端子168と、下部電極166と電気的に結合する下部電極端子170と、上部電極164および上部電極端子168の間に配設され両者を電気的に結合する補助電極172と、を有する。
FIG. 12 shows an
圧電層160、上部電極164および下部電極166は、それぞれの本体部としての円形部分を有する。そして、圧電層160、上部電極164および下部電極166のそれぞれの円形部分が、圧電素子を形成している。
The
振動板176は、基板178の表面に、開口161を覆うように形成される。振動板176のうち実際に振動する振動領域は、開口161によって決定される。キャビティ162は、開口161と面する振動板176の部分と基板(キャビティ形成部材)178の開口161とによって形成される。圧電素子とは反対側の基板178の面(以下、「裏面」という。)は、インク容器内方に面している。これにより、キャビティ162は液体(インク)と接触するように構成されている。なお、キャビティ162内に液体が入っても基板178の表面側に液体が漏れないように、振動板176は基板178に対して液密に取り付けられている。
The
そして、上述した従来の技術におけるアクチュエータ106では、圧電素子に駆動パルスを印加して振動部を強制的に振動させた後に生じる振動部の残留振動(自由振動)が、同じ圧電素子によって逆起電力として検出される。そして、インク容器内の液面がアクチュエータ106の設置位置(厳密にはキャビティ162の位置)を通過する前後で振動部の残留振動状態が変化することを利用して、インク容器内のインク残量を検出することができる。
上述した従来のアクチュエータ(圧電装置)106は、図13に示したようにインクカートリッジ180の容器本体181の容器壁に装着され、検出対象のインクを受け入れるキャビティ162をインクカートリッジ180内部のインク貯留空間に露出させるように構成されている。
The conventional actuator (piezoelectric device) 106 described above is mounted on the container wall of the container
ところが、上述した従来のアクチュエータ(圧電装置)106においては、上記の如くインクカートリッジ180内部のインク貯留空間にキャビティ162を露出させるように構成されていたため、振動等によってインクカートリッジ180内部のインクが泡立つと、アクチュエータ106のキャビティ162内に気泡が容易に進入してしまう。このようにキャビティ162に気泡が進入してそこに滞留すると、インクカートリッジ180のインク残量が十分であるにもかかわらず、アクチュエータ106により検出される残留振動の共振周波数が速くなり、液面がアクチュエータ106の位置を通過してインク残量が少なくなったものと誤判定するという問題があった。
However, since the conventional actuator (piezoelectric device) 106 described above is configured to expose the
また、上記アクチュエータ106では、インクカートリッジ180内部のインク貯留空間にキャビティ162を露出させるように構成されているため、アクチュエータ106の振動板176や圧電層160に対してインク貯留空間のインクの圧力が直接的に影響してしまうため、例えばオンキャリッジのインクカートリッジ180等においては、印字動作中のキャリッジの往復運動によってインク貯留空間内のインクが激しく振動し、この振動で発生したインクの圧力が直接的にアクチュエータ106に影響して誤判定するという問題があった。
In addition, since the
さらに、アクチュエータ106と面する位置にインクの振動や波を防ぐ防波壁等を形成することも検討されているが、アクチュエータ106周辺の空間構造が複雑になり、アクチュエータ106により検出される残留振動の振動モードもそれだけ複雑化し、センシングしにくくなって検出感度を鈍らせることになりかねない。
Furthermore, it is also considered to form a wave barrier or the like for preventing ink vibration and waves at a position facing the
また、液面の通過タイミングを精度良く検出するためにアクチュエータ106のキャビティ162の寸法を小さくすると、キャビティ162内にインクのメニスカスが形成されやすくなる。このため、インクの消費により液面がキャビティ162の位置を通過したにもかかわらず、キャビティ162の内部にインクが残留することにより、液面がアクチュエータ106の位置を通過しておらずインク残量が十分にあるものと誤判定するという問題があった。
Further, if the dimension of the
本発明は、上述した事情を考慮して成されたものであって、振動モードを単純にして検出感度を高めるとともに、液体から受ける振動の影響を低減することにより、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置および同装置を備えた液体容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. The detection mode is improved by simplifying the vibration mode, and the presence or absence of liquid is reliably determined by reducing the influence of vibration received from the liquid. It is an object of the present invention to provide a liquid detection device that can be used and a liquid container including the same.
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されていることを要旨とする。
In order to solve the above problems, a liquid detection device according to the present invention has a first surface and a second surface that face each other, and a cavity for receiving a medium to be detected opens to the first surface side. A vibration cavity forming base formed so that the bottom surface of the cavity can be vibrated, and
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A flow path formed by laminating on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity. With a forming base,
The flow path formed including the cavity, the liquid supply path, and the liquid discharge path is formed symmetrically with respect to the center of the cavity existing in a region sandwiched between the liquid supply path and the liquid discharge path. And
すなわち、本発明の液体検出装置は、振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、液体検出装置を検出対象とする液体の容器等に装着する際には、検出対象とする液体の収容空間に液体検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して液体をキャビティに供給することができる。 That is, the liquid detection device of the present invention is laminated on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying the liquid to be detected to the cavity, and a liquid for discharging the liquid to be detected from the cavity. Since a flow path forming base formed with a discharge path is provided, the liquid is supplied to the cavity through the liquid supply path, and the liquid is discharged from the cavity through the liquid discharge path. When mounting the liquid detection device on a liquid container or the like to be detected, the liquid is supplied to the cavity via the liquid supply path without exposing the cavity of the liquid detection device to the liquid storage space to be detected. Can be supplied.
このように、液体の消費時に液体検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができ、検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。 In this manner, by configuring the liquid to flow inside the liquid supply path and the liquid discharge path of the liquid detection device when the liquid is consumed, even if air bubbles enter the cavity, Bubbles are pushed out from inside. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to air bubbles remaining in the cavity, improving detection accuracy, reducing the amount of liquid remaining, and reducing industrial waste.
また、キャビティを液体の収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による液体検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。 In addition, since it is not necessary to expose the cavity to the liquid storage space, it is possible to prevent a meniscus from being formed in the cavity when the liquid surface passes. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to liquid remaining in the cavity. Moreover, since the cavity is not a space exposed toward the liquid storage space but a space partitioned from the storage space by the flow path forming base, the bottom surface of the cavity is changed depending on the change in the liquid level or the presence or absence of liquid. The difference in residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity when forced vibration is increased, the detection sensitivity is increased, the detection accuracy can be increased, and erroneous detection can be prevented.
また、上記キャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。 Further, the flow path formed including the cavity, the liquid supply path and the liquid discharge path is formed symmetrically with respect to the center of the cavity existing in the region sandwiched between the liquid supply path and the liquid discharge path. Further, the spatial shape of the flow path formed including the cavity, the liquid supply path, and the liquid discharge path, which is a space through which vibration of the cavity bottom surface propagates, is simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the cavity bottom surface is also simplified. This makes it easier to simulate residual vibration when the cavity bottom is forced to vibrate, reducing the gap between design and actuality, reducing adjustment work, and improving detection accuracy. It becomes.
本発明において、上記キャビティが実質的に円筒形である場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティの空間形状がより単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。 In the present invention, when the cavity is substantially cylindrical, the space shape of the cavity, which is the space through which the vibration of the cavity bottom surface propagates, is further simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the cavity bottom surface is also simplified. . Further, it becomes extremely easy to simulate residual vibration when the cavity bottom surface is forcibly vibrated, and the difference between the design and the actual is reduced, so that the adjustment work can be reduced and the detection accuracy can be improved.
本発明において、上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている場合には、液体供給路および液体排出路に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ底面の振動によって発生するキャビティ内の圧力変動が両バッファ室に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。 In the present invention, the liquid supply path and the liquid discharge path each have a flow path area narrowed with respect to the cavity, and when the length is set so that the fluid mass of the liquid exists inside, the liquid supply path and the liquid discharge path Appropriate flow path resistance is generated in the supply path and the liquid discharge path, so that pressure fluctuations in the cavity caused by vibration at the bottom of the cavity are prevented from diffusing into both buffer chambers, and appropriate residual vibration is generated. It becomes possible to improve and secure the detection accuracy.
本発明において、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた場合には、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、検出対象とする液体の貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体の貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。 In the present invention, when a supply-side buffer chamber communicating with the liquid supply path and a discharge-side buffer chamber communicating with the liquid discharge path are provided, the liquid supply path and the liquid discharge path through which liquid enters and exits the cavity Since the paths open to the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber, respectively, and do not directly open to the liquid storage space to be detected, bubbles are generated in the liquid storage space due to vibration of the liquid or the like. Even if the bubbles are generated, the bubbles are once trapped in the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber and are less likely to enter the cavity. Accordingly, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to air bubbles remaining in the cavity.
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、液体の貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体の貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。 Further, the liquid supply path and the liquid discharge path through which the liquid enters and exits the cavity do not open directly to the liquid storage space, but open to the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber, respectively. Therefore, since the pressure of the liquid generated in the liquid storage space does not directly act on the cavity, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to the influence of pressure due to vibration of the liquid or the like.
本発明において、上記供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。 In the present invention, when the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber are formed symmetrically with respect to the center of the cavity, both the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber are made symmetric. The shape of the members constituting the buffer chamber is simplified, the manufacture is facilitated, and the members can be miniaturized.
本発明において、上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも10倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が液体検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。 In the present invention, when the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber each have a capacity of at least 10 times the capacity of the cavity, the pressure fluctuation of the liquid generated in the liquid storage space in the liquid container However, the sensor characteristics of the liquid detection device are hardly affected, and erroneous detection of the liquid detection device due to the influence of pressure due to vibration of the liquid or the like can be prevented. Furthermore, since the pressure in the buffer chambers does not increase due to vibrations at the bottom surfaces of the cavities, excess vibrations are not generated, and the vibration mode of residual vibrations remaining on the bottom surfaces of the cavities can be simplified and detection accuracy can be improved. .
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に装着された液体検出装置とを備え、
上記液体検出装置は、
互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成され、
上記容器本体の内部の液体が、上記液体検出装置の上記液体供給路を介して上記キャビティに供給され、上記液体排出路を介して上記キャビティから排出されるように構成されたことを要旨とする。
In order to solve the above problems, a liquid container according to the present invention includes a container main body having a liquid delivery port for delivering the liquid stored inside to the outside,
A liquid detection device mounted on the container body,
The liquid detection device is
A cavity having a first surface and a second surface facing each other and receiving a medium to be detected is formed so as to open to the first surface side, and a bottom surface of the cavity is formed so as to be able to vibrate. A vibration cavity forming base,
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A flow path formed by laminating on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity. With a forming base,
The flow path formed including the cavity, the liquid supply path and the liquid discharge path is formed symmetrically with respect to the center of the cavity existing in the region sandwiched between the liquid supply path and the liquid discharge path,
The gist is that the liquid inside the container body is supplied to the cavity through the liquid supply path of the liquid detection device and discharged from the cavity through the liquid discharge path. .
すなわち、本発明の液体容器は、振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、液体容器に液体検出装置を装着する際には、液体容器の容器本体内の液体収容空間に液体検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して容器本体内の液体をキャビティに供給することができる。 That is, the liquid container of the present invention is laminated on the first surface side of the vibration cavity forming base, and a liquid supply path for supplying the liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge for discharging the liquid to be detected from the cavity. Since the channel is formed with a flow path forming base, the liquid is supplied to the cavity through the liquid supply path, and the liquid is discharged from the cavity through the liquid discharge path. When mounting the liquid detection device on the liquid container, the liquid in the container body is supplied to the cavity via the liquid supply path without exposing the cavity of the liquid detection device in the liquid storage space in the container body of the liquid container. can do.
このように、液体容器内の液体の消費時に液体検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。 In this way, by configuring the liquid to flow through the liquid supply path and the liquid discharge path of the liquid detection device when the liquid in the liquid container is consumed, even if bubbles enter the cavity, the liquid Bubbles are pushed out of the cavity by the flow of. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to air bubbles remaining in the cavity.
また、キャビティを容器本体内の液体収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による液体検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。 In addition, since it is not necessary to expose the cavity to the liquid storage space in the container body, it is possible to prevent a meniscus from being formed in the cavity when the liquid level passes. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to liquid remaining in the cavity. Moreover, since the cavity is not a space exposed toward the liquid storage space but a space partitioned from the storage space by the flow path forming base, the bottom surface of the cavity is changed depending on the change in the liquid level or the presence or absence of liquid. The difference in residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity when forced vibration is increased, the detection sensitivity is increased, the detection accuracy can be increased, and erroneous detection can be prevented.
また、上記キャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。 Further, the flow path formed including the cavity, the liquid supply path and the liquid discharge path is formed symmetrically with respect to the center of the cavity existing in the region sandwiched between the liquid supply path and the liquid discharge path. Further, the spatial shape of the flow path formed including the cavity, the liquid supply path, and the liquid discharge path, which is a space through which vibration of the cavity bottom surface propagates, is simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the cavity bottom surface is also simplified. This makes it easier to simulate residual vibration when the cavity bottom is forced to vibrate, reducing the gap between design and actuality, reducing adjustment work, and improving detection accuracy. It becomes.
また、上記キャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される流路の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。 Further, the flow path formed including the cavity, the liquid supply path and the liquid discharge path is formed symmetrically with respect to the center of the cavity existing in the region sandwiched between the liquid supply path and the liquid discharge path. Further, the spatial shape of the flow path formed including the cavity, the liquid supply path, and the liquid discharge path, which is a space through which vibration of the cavity bottom surface propagates, is simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the cavity bottom surface is also simplified. This makes it easier to simulate residual vibration when the cavity bottom is forced to vibrate, reducing the gap between design and actuality, reducing adjustment work, and improving detection accuracy. It becomes.
本発明において、上記液体検出装置のキャビティが実質的に円筒形である場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティの空間形状がより単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。 In the present invention, when the cavity of the liquid detection device is substantially cylindrical, the spatial shape of the cavity, which is the space through which the vibration of the bottom surface of the cavity propagates, is further simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity. Also simplify. Further, it becomes extremely easy to simulate residual vibration when the cavity bottom surface is forcibly vibrated, and the difference between the design and the actual is reduced, so that the adjustment work can be reduced and the detection accuracy can be improved.
本発明において、上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている場合には、液体供給路および液体排出路に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ底面の振動によって発生するキャビティ内の圧力変動が両バッファ室に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。 In the present invention, the liquid supply path and the liquid discharge path each have a flow path area narrowed with respect to the cavity, and when the length is set so that the fluid mass of the liquid exists inside, the liquid supply path and the liquid discharge path Appropriate flow path resistance is generated in the supply path and the liquid discharge path, so that pressure fluctuations in the cavity caused by vibration at the bottom of the cavity are prevented from diffusing into both buffer chambers, and appropriate residual vibration is generated. It becomes possible to improve and secure the detection accuracy.
本発明において、上記液体検出装置に、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた場合には、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、容器本体の液体貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。この場合において、液体検出装置を液体容器の底部近傍に配置した場合には、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。 In the present invention, when the liquid detection device includes a supply-side buffer chamber that communicates with the liquid supply path and a discharge-side buffer chamber that communicates with the liquid discharge path, liquid enters and exits the cavity. The liquid supply path and the liquid discharge path open to the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber, respectively, and do not directly open to the liquid storage space of the container body. Even if air bubbles are generated by the above, the air bubbles are once trapped in the supply side buffer chamber or the discharge side buffer chamber and are difficult to enter the cavity. Accordingly, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to air bubbles remaining in the cavity. In this case, when the liquid detection device is disposed in the vicinity of the bottom of the liquid container, the effect of preventing the invasion of bubbles is further enhanced.
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、容器本体の液体貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。 In addition, the liquid supply path and the liquid discharge path through which liquid enters and exits the cavity do not open directly to the liquid storage space of the container body, but open to the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber, respectively. Therefore, since the pressure of the liquid generated in the liquid storage space in the liquid container does not directly act on the cavity, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device due to the influence of pressure due to vibration of the liquid or the like.
本発明において、上記液体検出装置の供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。 In the present invention, when the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber of the liquid detection device are formed symmetrically with respect to the center of the cavity, the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber are made symmetrical. This simplifies the shape of the members constituting both the buffer chambers, facilitates manufacturing, and allows the members to be miniaturized.
本発明において、上記液体検出装置の上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも10倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が液体検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。 In the present invention, when the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber of the liquid detection device have a capacity of at least 10 times the capacity of the cavity, they are generated in the liquid storage space in the liquid container. The fluctuation in the pressure of the liquid hardly affects the sensor characteristics of the liquid detection device, and erroneous detection of the liquid detection device due to the influence of pressure due to vibration of the liquid or the like can be prevented. Furthermore, since the pressure in the buffer chambers does not increase due to vibrations at the bottom surfaces of the cavities, excess vibrations are not generated, and the vibration mode of residual vibrations remaining on the bottom surfaces of the cavities can be simplified and detection accuracy can be improved. .
本発明において、上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口に連通する液体送出空間に連通している場合には、上記容器本体の液体貯留室に貯留された液体が、液体検出装置の上記供給側バッファ室の入口から流入して排出側バッファ室の出口から排出されて上記容器本体の液体送出口に送られるとともに、上記容器本体の上記液体送出口に送られる液体の全量が事前に上記液体検出装置の上記供給側バッファ室,キャビティおよび排出側バッファ室を通過するため、液体の消費を確実に検知することができる。 In the present invention, the supply-side buffer chamber communicates with a liquid storage chamber that constitutes a main portion of the internal space of the container body and stores liquid, and the discharge-side buffer chamber is an interior of the container body. When the liquid stored in the space communicates with the liquid delivery space communicating with the liquid delivery port for delivering the liquid to the outside, the liquid stored in the liquid storage chamber of the container body is While flowing from the inlet of the supply side buffer chamber and discharged from the outlet of the discharge side buffer chamber, it is sent to the liquid delivery port of the container body, and the total amount of liquid sent to the liquid delivery port of the container body is Since the liquid detection apparatus passes through the supply side buffer chamber, the cavity, and the discharge side buffer chamber, the consumption of the liquid can be reliably detected.
以下、本発明の一実施形態による液体検出装置およびこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ(液体容器)ついて図面を参照して説明する。 Hereinafter, a liquid detection device according to an embodiment of the present invention and an ink cartridge (liquid container) including the liquid detection device will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例によるインクカートリッジが使用されるインクジェット式記録装置(液体噴射装置)の概略構成を示し、図1中符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2により駆動されるタイミングベルト3を介し、ガイド部材4に案内されてプラテン5の軸方向に往復移動されるように構成されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus) in which an ink cartridge according to the present embodiment is used.
キャリッジ1の記録用紙6に対向する側にはインクジェット式記録ヘッド12が搭載され、またその上部には記録ヘッド12にインクを供給するインクカートリッジ7が着脱可能に装着されている。
An ink
この記録装置の非印字領域であるホームポジション(図中、右側)にはキャップ部材31が配置されており、このキャップ部材31はキャリッジ1に搭載された記録ヘッド12がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド12のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材31の下方には、キャップ部材31により形成された密閉空間に負圧を与えてクリーニング等を実施するためのポンプユニット10が配置されている。
A
そして、キャップ部材31における印字領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段11が記録ヘッド12の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ1がキャップ部材31側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド12のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
In the vicinity of the print region side of the
つぎに、本発明の液体検出装置およびそれを備えたインクカートリッジについて説明する。 Next, the liquid detection device of the present invention and the ink cartridge including the same will be described.
図2は本発明の液体検出装置60示す断面図である。また、図3は上記液体検出装置60を構成する検出部13を示す図であり、図4は上記液体検出装置60を構成するバッファ部14を示す図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
この液体検出装置60は、キャビティ43を有する検出部13と、上記キャビティ43に連通する供給側バッファ室15および排出側バッファ室16を有するバッファ部14とを備えて構成されている。
The
上記検出部13は、キャビティ板41に振動板42を積層して構成されて、互いに対向する第1面40aおよび第2面40bを有した振動キャビティ形成基部40と、上記振動キャビティ形成基部40の第2面40b側に積層された圧電素子17と、上記振動キャビティ形成基部40の第1面40a側に積層された流路形成板(流路形成基部)18とを備えてなる。
The
振動キャビティ形成基部40には、検出対象の媒体(インク)を受け入れるための円筒形の空間形状を呈するキャビティ43が、第1面40a側に開口するようにして形成されており、キャビティ43の底面部43aが振動板42にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板42全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ43によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部40の第2面40b側の両端には、下部電極端子44および上部電極端子45が形成されている。
A
振動キャビティ形成基部40の第2面40bには下部電極(第1電極)46が形成されており、この下部電極46は、略円形の本体部46aと、この本体部46aから下部電極端子44の方向に延出して下部電極端子44に接続された延出部46bとを有する。下部電極46の略円形の本体部46aの中心はキャビティ43の中心軸Cと一致している。
A lower electrode (first electrode) 46 is formed on the
下部電極46の略円形の本体部46aは、円形のキャビティ43よりも大径に形成され、キャビティ43に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極46の略円形の本体部46aは、キャビティ43の周縁43bに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部46cを含んでいる。
The substantially circular
下部電極46の上には圧電層47が積層されており、この圧電層47は、キャビティ43よりも小径に形成された円形の本体部47aと、キャビティ43に対応する領域の範囲内において本体部47aから突出した突出部47bとを有する。図2から分かるように、圧電層47はその全体がキャビティ43に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層47は、キャビティ43の周縁43bに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
A
圧電層47の本体部47aの中心はキャビティ43の中心軸Cと一致しており、圧電層47の本体部47aは、下部電極46の切欠き部46cに対応する部分を除いてその略全体が下部電極46に積層されている。
The center of the
振動キャビティ形成基部40の第2面40b側には補助電極48が形成されている。この補助電極48は、キャビティ43に対応する領域の外側から、キャビティ43の周縁43bに対応する位置を越えてキャビティ43に対応する領域の内部まで延在する。補助電極48の一部は、下部電極(第1電極)46の切欠き部46cの内部に位置して圧電層47の突出部47bおよびその近傍を振動キャビティ形成基部40の第2面40b側から支持している。この補助電極48は、好ましくは、下部電極46と同じ材質でかつ同じ厚さを有している。このように補助電極48によって圧電層47の突出部47bおよびその近傍を振動キャビティ形成基部40の第2面40b側から支持することによって、圧電層47に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
An
圧電層47には、上部電極(第2電極)49の円形の本体部49aが積層されており、この上部電極49は、圧電層47の本体部47aよりも小径に形成されている。また、上部電極49は、本体部49aから延出して補助電極48に接続された延出部49bを有している。図2から分かるように、上部電極49の延出部49bと補助電極48との接続が始まる位置Pは、キャビティ43に対応する領域の範囲内に位置している。
A circular
下部電極46、圧電層47、および上部電極49のそれぞれの本体部によって圧電素子17が形成されている。
The
図3から分かるように、上部電極49は補助電極48を介して上部電極端子45に電気的に接続されている。このように補助電極48を介して上部電極49を上部電極端子45に接続することによって、圧電層47および下部電極46の合計の厚さから生じる段差を、上部電極49と補助電極48との両方によって吸収することができる。このため、上部電極49に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
As can be seen from FIG. 3, the
上部電極49の本体部49aは円形を成しており、その中心はキャビティ43の中心軸Cと一致している。上部電極49の本体部49aは、圧電層47の本体部47aおよびキャビティ43のいずれよりも小径に形成されている。
The
このように、圧電層47の本体部47aは、上部電極49の本体部49aと下部電極46の本体部46aとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層47は効果的に変形駆動され得る。
Thus, the
なお、圧電層47と電気的に接続された下部電極46の本体部46aおよび上部電極49の本体部49aのうち、上部電極49の本体部49aの方が小径に形成されている。従って、上部電極49の本体部49aが、圧電層47のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
Of the
圧電層47の本体部47a、上部電極49の本体部49a、および下部電極46の本体部46aは、それらの中心がキャビティ43の中心軸Cと一致している。また、振動板42の振動可能な部分を決定する円筒形状のキャビティ43の中心軸Cは、液体検出装置60の全体の中心に位置している。
The centers of the
キャビティ43によって規定される振動板42の振動可能な部分、下部電極46の本体部46aのうちのキャビティ43に対応する部分、圧電層47の本体部47aおよび突出部47b、並びに上部電極49の本体部49aおよび延出部49bのキャビティ43に対応する部分は、液体検出装置60の振動部61を構成する。そして、この液体検出装置60の振動部61の中心は、液体検出装置60の中心と一致する。
The portion of the
さらに、圧電層47の本体部47a、上部電極49の本体部49a、下部電極46の本体部46a、および振動板42の振動可能な部分(即ちキャビティ43の底面部43aに対応する部分)が円形形状を有しており、しかも、圧電層47の全体、即ち圧電層47の本体部47aおよび突出部47bがキャビティ43に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置60の振動部61は液体検出装置60の中心に対して略対称な形状である。
Further, the
さらに、本実施例による液体検出装置60は、振動キャビティ形成基部40の第1面40aに積層され接合された流路形成板(流路形成基部)18を備えている。
Furthermore, the
上記流路形成板18には、キャビティ43に検出対象のインクを供給するインク供給路(液体供給路)19と、キャビティ43から検出対象のインクを排出するインク排出路(液体排出路)20とが形成されている。インク供給路19とインク排出路20は、同じ大きさ形状に形成され、いずれも円筒形の空間形状を呈している。
The flow
上記流路形成板18に形成されたインク供給路19とインク排出路20は、いずれも上記円形のキャビティ43に対応する領域内に形成されており、かつインク供給路19とインク排出路20はキャビティ43の中心軸Cに対して対称に配置されている。これにより、上記キャビティ43,インク供給路19およびインク排出路20を含んで形成される空間は、インク供給路19とインク排出路20に挟まれた領域に存在するキャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。
The
また、上記インク供給路19およびインク排出路20は、それぞれキャビティ43に対して流路面積が絞られている。すなわち、この例では、1つのキャビティ43に対してインク供給路19とインク排出路20が1つずつ形成されているが、一方の流路(インク供給路19またはインク排出路20)の流路面積は、キャビティ43の面積の少なくとも半分より小さくなるように設定されている。また、上記インク供給路19およびインク排出路20は、内部に液体の流体的質量が存在するよう、ある程度の長さが設定されており、好ましくはインク供給路19およびインク排出路20の流路長さは、それぞれ流路径の2倍以上になるよう設定される。
In addition, the
一方、上記液体検出装置60は、上記インク供給路19に連通する供給側バッファ室15と、上記インク排出路20に連通する排出側バッファ室16とを有するバッファ部14を備えている。
On the other hand, the
上記バッファ部14は、この例では平面視で上記液体検出装置60よりも一回り大きな長方形を呈し、全体として直方体状に形成されている。上記バッファ部14の内部は、中央部に配置された1枚の仕切壁21により同じ大きさ形状の2つの空間(流路)に2分されており、一方が供給側バッファ室15に、他方が排出側バッファ室16になっている。
In this example, the
上記バッファ部14の検出部13が接合される面と反対側の部分には、供給側バッファ室15にインクを流入させる流入開口22と、排出側バッファ室16のインクを流出させる流出開口23とが形成されている。また、上記バッファ部14の検出部13が接合される面には、供給側バッファ室15に流入したインクをインク供給路19を介してキャビティ43に供給する流入流路24と、キャビティ43のインクをインク排出路20を介して供給側バッファ室15に流出させる流出流路25とが形成されている。
An
上記流入流路24および流出流路25は、実質的に円柱状の流路空間に形成されており、同じ大きさ形状に形成されている。また、流入流路24および流出流路25の開口は、それぞれインク供給路19およびインク排出路20の開口と一致しており、この例では、インク供給路19と流入流路24で本発明の液体供給路を形成し、インク排出路20と流出流路25とで本発明の液体排出路を形成している。
The
そして、上記液体検出装置60の供給側バッファ室15と排出側バッファ室16は、上記キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。さらに言い換えると、キャビティ43、インク供給路19、インク排出路20、流入流路24、流出流路25、供給側バッファ室15、排出側バッファ室16によって形成される空間が、上記キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。
The supply-
また、上記液体検出装置60の上記供給側バッファ室15および排出側バッファ室16の容量は、それぞれキャビティ43の容量の少なくとも10倍以上の容量を有するように設定されている。
Further, the capacities of the supply-
このような構成により、上記検出対象となるカートリッジ内部のインクは、流入開口22から供給側バッファ室15に流入して流入流路24およびインク供給路19を介してキャビティ43に供給される。そして、キャビティ43に供給されたインクは、上記インク排出路20および流出流路25を介して排出側バッファ室16に排出され、さらに排出側バッファ室16から流出開口23を介して排出される。
With such a configuration, the ink inside the cartridge to be detected flows into the supply-
上記液体検出装置60に含まれる部材、特にキャビティ板41、振動板42、流路形成板18は、同一材質で形成されるとともに互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置60の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
The members included in the
圧電層47の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)、または、鉛を使用しない鉛レス圧電膜、を用いることが好ましい。キャビティ板41の材料としては、ジルコニアまたはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板42には、キャビティ板41と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極49、下部電極46、上部電極端子45および下部電極端子44は、導電性を有する材料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニッケルなどの金属を用いることができる。
As a material of the
図5は上記液体検出装置を備えた本発明のインクカートリッジ70を示す図であり、図6はインクカートリッジ70に対する液体検出装置の取り付け部分の一例を示す図である。
FIG. 5 is a view showing an
図5は、上述した液体検出装置60が装着されたインクカートリッジ(液体容器)70を示しており、このインクカートリッジ70は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口(液体送出口)71を有する容器本体72を備えている。
FIG. 5 shows an ink cartridge (liquid container) 70 to which the above-described
図6に示すように、液体検出装置60はその全体が容器本体72に装着されており、容器本体72の壁面27に形成された長方形状の開口26に、バッファ部14が接着剤28等によって液密状に取り付けられている。このとき、液体検出装置60の検出部13が容器本体72の外側に配置され、バッファ部14の流入開口22および流出開口23が容器本体72の内側に開口するよう配置されている。
As shown in FIG. 6, the entire
そして、容器本体72の内部は(図5に戻る)、容器本体72の内部空間全体のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室(液体貯留室)75と、この主貯留室75よりも小さな容積を有する副貯留室(液体送出空間)76とに区画されており、主貯留室75と副貯留室76とは互いに分離されている。副貯留室76は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室75よりもインク送出口71に近い側に位置している。
The inside of the container main body 72 (returning to FIG. 5) constitutes a main portion of the entire internal space of the container
上記液体検出装置60の流入開口22は上記主貯留室75に連通する位置に開口し、流出開口23は上記液体送出空間である副貯留室76に開口するよう配置されている。これにより、上記供給側バッファ室15は、上記容器本体72の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する主貯留室75に連通し、上記排出側バッファ室16は、上記容器本体72の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出するインク送出口71に連通する液体送出空間に連通するようになっている。
The
主貯留室75の内部には、密閉された補助流路77が形成されており、この補助流路77の下端側には補助流路入口77aが形成されている。補助流路入口77aは、主貯留室75の内部の下端に位置している。また、補助流路77の上端部に、液体検出装置60の流入開口22が連通しており、この流入開口22が補助流路77の出口を構成している。
A sealed
上述したように、液体検出装置60の流入開口22が補助流路77を介して主貯留室75に連通し、流出開口23が副貯留室76を介してインク送出口71に連通している。これにより、主貯留室75に貯留されたインクは、補助流路77を経て流入開口22から供給側バッファ室15に流入して流入流路24およびインク供給路19を介してキャビティ43に供給される。そして、キャビティ43に供給されたインクは、上記インク排出路20および流出流路25を介して排出側バッファ室16に排出され、さらに排出側バッファ室16から流出開口23、副貯留室76を経てインク送出口71から排出され、記録ヘッド12に供給される。
As described above, the
このように本実施例においては、副貯留室76を通ってインク送出口71に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置60のインク供給路19およびインク排出路20を通過するように構成されている。
As described above, in this embodiment, the entire amount of ink sent to the
つぎに、上記液体容器において液体を検出する動作について説明する。 Next, the operation for detecting the liquid in the liquid container will be described.
上述した液体検出装置60を備えたインクカートリッジ70においては、容器本体72にインクが十分に残っており、副貯留室76の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ43内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ7の容器本体72内の液体が消費され、主貯留室75内のインクがなくなると、副貯留室76内の液面が低下し、液体検出装置60のキャビティ43の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ43内にインクが存在しない状態となる。
In the
そこで、液体検出装置60は、この状態の変化に起因する音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、液体検出装置60は、容器本体72にインクが十分に残っている状態であるか、あるいは、ある一定以上のインクが消費された状態であるか、を検知することができる。
Therefore, the
より具体的には、液体検出装置60において、上部電極端子45および下部電極端子44を介して上部電極49と下部電極46との間に電圧を印加する。すると、圧電層47のうち、上部電極49および下部電極46に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層47が変形する。圧電層47が変形することによって、振動板42のうちの振動領域(キャビティ43の底面部43aに対応する領域)に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層47を強制的に変形させた後、電圧の印加を解除すると、しばらくは、たわみ振動が液体検出装置60の振動部61に残留する。
More specifically, in the
この残留振動は、液体検出装置60の振動部61とキャビティ43内の媒体との自由振動である。従って、圧電層47に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後の振動部61と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置60の振動部61の振動であり、圧電層47の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層47は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極49、下部電極46、上部電極端子45および下部電極端子44を介して検出される。このようにして検出された逆起電力によって共振周波数が特定できるので、この共振周波数に基づいてインクカートリッジ7の容器本体72内のインクの有無を検出することができる。
This residual vibration is free vibration between the
図7(a)、(b)は、液体検出装置60に駆動信号を供給して振動部61を強制的に振動させた場合における、液体検出装置60の振動部61の残留振動(自由振動)の波形と残留振動の測定方法とを示している。図7(a)は、液体検出装置60のキャビティ43内にインクがあるときの波形であり、一方、図7(b)は液体検出装置60のキャビティ43内にインクがないときの波形である。
7A and 7B show residual vibrations (free vibration) of the
図7(a)、(b)において、縦軸は液体検出装置60に加えられる駆動パルスおよび液体検出装置60の振動部61の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横軸は経過時間を示す。液体検出装置60の振動部61の残留振動によって、電圧のアナログ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号の周波数に対応するデジタル数値に変換(二値化)する。図7に示した例においては、アナログ信号の4パルス目から8パルス目までの4個のパルスが生じる時間を計測している。
7A and 7B, the vertical axis indicates the drive pulse applied to the
より詳細には、液体検出装置60に駆動パルスを印加して振動部61を強制的に振動させた後、残留振動による電圧波形が、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そして、4カウントから8カウントまでの間をHighとしたデジタル信号を生成し、所定のクロックパルスによって4カウントから8カウントまでの時間を計測する。
More specifically, after a drive pulse is applied to the
図7(a)と図7(b)とを比較すると、図7(a)の方が図7(b)よりも4カウントから8カウントまでの時間が長いことがわかる。換言すると、液体検出装置60のキャビティ43におけるインクの有無によって4カウントから8カウントまでの所要時間が異なる。この所要時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出することができる。
Comparing FIG. 7A and FIG. 7B, it can be seen that the time from 4 to 8 counts is longer in FIG. 7A than in FIG. 7B. In other words, the required time from 4 counts to 8 counts varies depending on the presence or absence of ink in the
アナログ波形の4カウント目から数えるのは、液体検出装置60の残留振動(自由振動)が安定してから計測をはじめるためである。4カウント目からとしたのは単なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。ここでは、4カウント目から8カウント目までの信号を検出し、所定のクロックパルスによって4カウント目から8カウント目までの時間を測定している。この時間に基いて、共振周波数を求めることができる。クロックパルスは、8カウント目までの時間を測定する必要は無く、任意のカウントまで数えてもよい。
The reason for counting from the fourth count of the analog waveform is to start measurement after the residual vibration (free vibration) of the
図7においては、4カウント目から8カウント目までの時間を測定しているが、周波数を検出する回路構成にしたがって、異なったカウント間隔内の時間を検出してもよい。例えば、インクの品質が安定していてピークの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げるために4カウント目から6カウント目までの時間を検出することにより共振周波数を求めてもよい。また、インクの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合には、残留振動を正確に検出するために4カウント目から12カウント目までの時間を検出してもよい。 In FIG. 7, the time from the 4th count to the 8th count is measured, but the time within different count intervals may be detected according to the circuit configuration for detecting the frequency. For example, when the ink quality is stable and the fluctuation of the peak amplitude is small, the resonance frequency may be obtained by detecting the time from the 4th count to the 6th count in order to increase the detection speed. . When the ink quality is unstable and the fluctuation of the pulse amplitude is large, the time from the 4th count to the 12th count may be detected in order to accurately detect the residual vibration.
このように本実施例による液体検出装置60においては、液体検出装置60の装着位置レベル(厳密にはキャビティ43の位置)を液面が通過したか否かについて、液体検出装置60の振動部61を強制的に振動させた後の残留振動の周波数の変化や振幅の変化によって検出することができる。
As described above, in the
図8は、上記のような液体検出装置60の振動部61の振動を近似してシミュレーションしうる等価回路図である。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram that can be simulated by approximating the vibration of the
この図では、振動部61(Sensor Chip)のイナータンス(Mc)、インク供給路19およびインク排出路20(Hole)のイナータンス(Ms1,Ms2)をコイルで、振動部61(Sensor Chip)のコンプライアンス(Cc)、インクのコンプライアンス(Ci)をコンデンサで、インク供給路19およびインク排出路20(Hole)の抵抗(Rs1,Rs2)を抵抗で、インク供給路19およびインク排出路20が連通する供給側バッファ室15および排出側バッファ室16をグランドで、それぞれ表している。
In this figure, the inertance (Mc) of the vibration part 61 (Sensor Chip), the inertances (Ms1, Ms2) of the
そして、振動部61のコンプライアンス(Cc)は構造有限要素法で求める。また、振動部61のイナータンス(Mc)は、イナータンスとコンプライアンスの直列系で近似し、つぎの近似式で近似値を計算できる。
Mc=1/(4π2)×1/(f2)×1/Cc
ここで、fは振動部61の固有周期であり、構造有限要素法もしくは実測で求めることができる。
And the compliance (Cc) of the
Mc = 1 / (4π 2 ) × 1 / (f 2 ) × 1 / Cc
Here, f is a natural period of the
また、インクのコンプライアンス(Ci)は、下記の式で求めることができる。
Ci=C×Vi
ここで、Cはインクの圧縮率、Viはインクの体積である。水の圧縮率は4.5e−10/Paである。
The ink compliance (Ci) can be obtained by the following equation.
Ci = C × Vi
Here, C is the ink compression ratio, and Vi is the ink volume. The compressibility of water is 4.5e-10 / Pa.
また、インク供給路19,インク排出路20(Hole)のイナータンス(Ms)は、流体有限要素法で求めるか、もしくは流路(Hole)が円筒の場合は下記の簡易式で求めることができる。
Ms=ρ×L/π/r2
ここで、ρはインクの粘度、Lは流路(Hole)の長さ、rは流路(Hole)の半径である。
Further, the inertance (Ms) of the
Ms = ρ × L / π / r 2
Here, ρ is the viscosity of the ink, L is the length of the flow path (Hole), and r is the radius of the flow path (Hole).
上記のようにして求めた値を使用し、図8の等価回路で近似して振動部61の振動をシミュレーションすることができる。
By using the value obtained as described above, the vibration of the
このような等価回路で振動部61の振動をシミュレーションした結果、Ms1とMs2、Rs1とRs2はそれぞれ略等しいほうが振動がシンプルで余計な振動モードが発生しないことがわかる。したがって、本発明では、キャビティ43とインク供給路19,インク排出路20で形成される空間をキャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成したのである。
As a result of simulating the vibration of the
また、供給側バッファ室15および排出側バッファ室16がバッファとして機能する要件は、振動部61の振動によって各バッファ室15,16内の圧力がほとんど高くならないようにするために、バッファ室15,16のコンプライアンスを振動部61のコンプライアンス(Cc)の10倍以上とするのが好ましい。また、余計な振動を発生させないために、バッファ室15,16のイナータンスを流路(Hole)のイナータンス(Ms)の1/10以下とするのが好ましい。
In addition, the requirement that the supply
以上に述べたように、本実施例による液体検出装置60およびインクカートリッジ70によれば、上記キャビティ43にインクを供給するインク供給路19と、上記キャビティ43からインクを排出するインク排出路20とが形成された振動キャビティ形成基部40を備えているため、キャビティ43へのインクの供給がインク供給路19を介して行われ、キャビティ43からのインクの排出がインク排出路20を介して行われるので、液体検出装置60をインクカートリッジ70等に装着する際には、インクの収容空間に液体検出装置60のキャビティ43を直接露出させることなく、インク供給路19を介してインクをキャビティ43に供給することができる。
As described above, according to the
このように、インクの消費時に液体検出装置60のインク供給路19およびインク排出路20の内部をインクが流れるように構成することによって、もし仮にキャビティ43の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ43内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ43内に気泡が滞留することによる液体検出装置60の誤検出を防止することができる。このように、液体検出装置60の検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。
As described above, by configuring the ink to flow through the
また、キャビティ43をインクの収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ43内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ43内でのインクの残留による液体検出装置60の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティ43がインクの収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成板18により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、インク液面の変化やインクの有無等によって、振動部61を強制振動させたときの振動部61に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
Further, since it is not necessary to expose the
また、上記キャビティ43,インク供給路19およびインク排出路20を含んで形成される流路(空間)が、インク供給路19とインク排出路20に挟まれた領域に存在するキャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されているため、キャビティ43底面の振動が伝播する空間であるキャビティ43,インク供給路19およびインク排出路20を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ43底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ43底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
The flow path (space) formed including the
また、上記キャビティ43を形成する空間は実質的に円筒形であるため、キャビティ43底面の振動が伝播する空間であるキャビティ43の空間形状がより単純化し、キャビティ43底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ43底面を強制振動させたときの残留振動のシミュレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
Further, since the space forming the
さらに、上記インク供給路19およびインク排出路20は、それぞれキャビティ43に対して流路面積が絞られるとともに、内部にインクの流体的質量が存在するよう長さが設定されているため、インク供給路19およびインク排出路20に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ43底面の振動によって発生するキャビティ43内の圧力変動が両バッファ室15,16に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。特に、インク供給路19およびインク排出路20の流路長さを、それぞれ流路径の2倍以上になるよう設定することにより当該効果が顕著となる。
Further, the
また、上記液体検出装置60に、上記インク供給路19に連通する供給側バッファ室15と、上記インク排出路20に連通する排出側バッファ室16とを備えているため、キャビティ43に対してインクが出入するインク供給路19およびインク排出路20が、それぞれ供給側バッファ室15と排出側バッファ室16に対して開口し、容器本体72のインク貯留空間に対して直接開口するのではないため、インク貯留空間においてインクの振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室15や排出側バッファ室16に一旦トラップされてキャビティ43に侵入しにくくなる。したがって、キャビティ43内に気泡が滞留することによる液体検出装置60の誤検出を防止することができる。また、液体検出装置60をインクカートリッジ70の底部近傍に配置しているため、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。
In addition, since the
また、キャビティ43に対してインクが出入するインク供給路19およびインク排出路20が、容器本体72のインク貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室15と排出側バッファ室16に対して開口しているため、インクカートリッジ70内のインク貯留空間に発生したインクの圧力が直接キャビティ43に作用しないため、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置60の誤検出を防止することができる。
Further, the
さらに、上記液体検出装置60の供給側バッファ室15と排出側バッファ室16は、上記キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されているため、供給側バッファ室15と排出側バッファ室16とを対称とすることにより両バッファ室15,16を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
Furthermore, since the supply
しかも、上記液体検出装置60の上記供給側バッファ室15および排出側バッファ室16は、それぞれキャビティ43の容量の少なくとも10倍以上の容量を有するものとすることにより、インクカートリッジ70内のインク貯留空間に発生したインクの圧力変動が液体検出装置60のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置60の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ43底面の振動によって両バッファ室15,16内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ43底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
Moreover, the supply-
さらに、上記供給側バッファ室15は、上記容器本体72の内部空間のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室75に連通し、上記排出側バッファ室16は、上記容器本体72の内部空間のうち内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口71に連通する液体送出空間である副貯留室76に連通しているため、上記容器本体72の主貯留室75に貯留されたインクが、液体検出装置60の上記供給側バッファ室15の入口から流入して排出側バッファ室16の出口から排出されて上記容器本体72のインク送出口71に送られるとともに、上記容器本体72の上記インク送出口71に送られるインクの全量が事前に上記液体検出装置60の上記供給側バッファ室15,キャビティ43および排出側バッファ室16を通過するため、インクの消費を確実に検知することができる。
Further, the supply-
また、上記液体検出装置60によれば、インク排出路20がキャビティ43に対応する領域に合わせて形成されているので、キャビティ43内に進入した気泡を確実に排出することができる。
Further, according to the
また、上記インクカートリッジ70では、容器本体72の内部を、互いに分離された主貯留室75と副貯留室76とに区画すると共に、液体検出装置60の流入開口22および流出開口23を介して主貯留室75と副貯留室76とを連絡し、液体検出装置60のキャビティ43を副貯留室76の上端部に配置するようにした。
Further, in the
このため、主貯留室75内のインクが無くなった時点を液体検出装置60によって確実に検出することができるので、ユーザにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室76内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザに知らせることが可能であり、1ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
For this reason, the time when the ink in the
また、上記インクカートリッジ70によれば、密閉された補助流路77を主貯留室75の内部に形成し、補助流路77の補助流路入口77aを主貯留室75の下端に位置させると共に、補助流路77の上端部に液体検出装置60の流入開口22を連通させるようにした。このため、主貯留室75内で発生した気泡は補助流路77の内部に進入し難く、液体検出装置60のキャビティ43への気泡の進入を防止することができる。
Further, according to the
さらに、上記インクカートリッジ70によれば、主貯留室75内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室76の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ70に振動が加えられた場合でも、主貯留室75内にインクが残っている限りは副貯留室76内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置60が誤検出を起こすことを防止することができる。
Furthermore, according to the
また、上記液体検出装置60によれば、振動部61とインクとが接触する範囲が、キャビティ43が存在する範囲に限られているので、インクの検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
Further, according to the
また、キャビティ43に対応する領域の略全体を下部電極46の本体部46aで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置60の振動部61が液体検出装置60の中心に対して対称な形状であるので、この振動部61の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
In addition, since the substantially entire region corresponding to the
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置60の振動部61における残留振動の共振周波数の検出精度が向上するとともに、振動部61の残留振動の検出が容易になる。
For this reason, generation | occurrence | production of the unnecessary vibration which may arise from the asymmetry of a structure is suppressed, and the output fall of the counter electromotive force by the difference in the deformation mode between the time of forced vibration and free vibration is prevented. Thereby, the detection accuracy of the resonance frequency of the residual vibration in the
また、キャビティ43に対応する領域の略全体をキャビティ43よりも大径の下部電極46の本体部46aで覆うようにしたので、製造時における下部電極46の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
In addition, since substantially the entire region corresponding to the
また、硬いが脆弱な圧電層47の全体がキャビティ43に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ43の周縁43bに対応する位置には圧電層47が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
Further, the entire hard but fragile
図9は、本発明のインクカートリッジの第2実施例である。 FIG. 9 shows a second embodiment of the ink cartridge of the present invention.
このインクカートリッジ70Aは、容器本体72の内部に形成された副貯留室76の上部に、上方に突出した突出部76aが形成されている。そして、液体検出装置60の流出開口23は、上記突出部76aに対応する位置に配置されて当該副貯留室76の突出部76aに連通している。それ以外は上記第1実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施例でも上記第1実施例と同様の作用効果を奏する。
In the
図10および図11は、本発明の液体検出装置60Aの第3実施例である。
10 and 11 show a third embodiment of the
この液体検出装置60Aは、振動キャビティ形成基部40の第1面40aに積層され接合された流路形成基部50が、流路板51と出入口板52とを積層し接合して形成されている。
In the
流路形成基部50の流路板51には、キャビティ43に検出対象のインクを供給するインク供給路(液体供給路)19Aと、キャビティ43から検出対象のインクを排出するインク排出路(液体排出路)20Aとが形成されている。そして、出入口板52には、インク供給路19Aの入口53bおよびインク排出路20Aの出口54bが形成されている。そして、インク供給路19Aの入口53bとインク排出路20Aの出口54bは、キャビティ43に対応する領域を外して配置されている。
In the
この実施例によれば、インク排出路20Aの出口54bが、キャビティ43を間に挟んでインク供給路20Aの入口53bと反対側の位置に配置されて入口53bと出口54bとの間隔を大きく取ることができるため、液体検出装置60Aをインクカートリッジ70の容器本体72の所定位置に装着する際の作業が容易になり、インクカートリッジ70の設計の自由度も向上する。それ以外は上記第1実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施例でも上記第1実施例と同様の作用効果を奏する。
According to this embodiment, the
1:キャリッジ 2:キャリッジモータ 3:タイミングベルト4:ガイド部材 5:プラテン 6:記録用紙 7:インクカートリッジ10:ポンプユニット 11:ワイピング手段 12:記録ヘッド 13 検出部14:バッファ部 15:供給側バッファ室 16:排出側バッファ室17:圧電素子 18:流路形成板 19:インク供給路 19A インク供給路20:インク排出路 20A:インク排出路 21:仕切壁 22:流入開口23:流出開口 24:流入流路 25:流出流路 26:開口 27:壁面28:接着剤 31:キャップ部材 40:振動キャビティ形成基部40a:第1面 40b:第2面 41:キャビティ板 42:振動板43:キャビティ 43a:底面部 43b:周縁 44:下部電極端子45:上部電極端子 46:下部電極 46a:本体部 46b:延出部46c:切欠き部 47:圧電層 47a:本体部 47b:突出部48:補助電極 49:上部電極 49a:本体部 49b 延出部50:流路形成基部 51:流路板 52:出入口板 53b:入口54b:出口 60:液体検出装置 60A:液体検出装置 61:振動部70:インクカートリッジ 70A:インクカートリッジ 71:インク送出口72:容器本体 75:主貯留室 76:副貯留室 76a:突出部77:補助流路 77a:補助流路入口 106:アクチュエータ160:圧電層 161:開口 162:キャビティ 164:上部電極166:下部電極 168:上部電極端子 170:下部電極端子172:補助電極 176:振動板 178:基板180:インクカートリッジ 181:容器本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Carriage 2: Carriage motor 3: Timing belt 4: Guide member 5: Platen 6: Recording paper 7: Ink cartridge 10: Pump unit 11: Wiping means 12: Recording head 13 Detection part 14: Buffer part 15: Supply side buffer Chamber 16: Discharge-side buffer chamber 17: Piezoelectric element 18: Flow path forming plate 19: Ink supply path 19A Ink supply path 20: Ink discharge path 20A: Ink discharge path 21: Partition wall 22: Inflow opening 23: Outflow opening 24: Inflow channel 25: Outflow channel 26: Opening 27: Wall surface 28: Adhesive 31: Cap member 40: Vibration cavity forming base 40a: First surface 40b: Second surface 41: Cavity plate 42: Vibration plate 43: Cavity 43a : Bottom part 43b: peripheral edge 44: lower electrode terminal 45: upper electrode terminal 46: lower electrode 46 : Main body part 46b: Extension part 46c: Notch part 47: Piezoelectric layer 47a: Main body part 47b: Protrusion part 48: Auxiliary electrode 49: Upper electrode 49a: Main body part 49b Extension part 50: Flow path forming base 51: Flow Road plate 52: Entrance / exit plate 53b: Inlet 54b: Outlet 60: Liquid detection device 60A: Liquid detection device 61: Vibration unit 70: Ink cartridge 70A: Ink cartridge 71: Ink delivery port 72: Container main body 75: Main storage chamber 76: Auxiliary storage chamber 76a: protrusion 77: auxiliary channel 77a: auxiliary channel inlet 106: actuator 160: piezoelectric layer 161: opening 162: cavity 164: upper electrode 166: lower electrode 168: upper electrode terminal 170: lower electrode terminal 172 : Auxiliary electrode 176: Diaphragm 178: Substrate 180: Ink cartridge 181: Container body
Claims (4)
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、
上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部と、
上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、
上記液体排出路に連通する排出側バッファ室と、を備える液体検出装置と、
上記液体検出装置が装着され、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有するとともに、内部の上記液体が上記液体検出装置の上記液体供給路を介して上記キャビティに供給され、上記液体排出路を介して上記キャビティから排出されるように構成された容器本体と、を備え、
上記液体検出装置における上記キャビティ,液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されており、上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち上記液体送出口に連通する液体送出空間に連通していることを特徴とする液体容器。 A cavity having a first surface and a second surface facing each other and receiving a medium to be detected is formed so as to open to the first surface side, and a bottom surface of the cavity is formed so as to be able to vibrate. A vibration cavity forming base,
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A liquid supply path that is stacked on the first surface side of the vibration cavity forming base and supplies a liquid to be detected to the cavity;
A flow path forming base formed with a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity ;
A supply-side buffer chamber communicating with the liquid supply path;
And a discharge side buffer chamber communicating with the liquid discharge passage, and the liquid detection device Ru provided with,
The liquid detection device is mounted and has a liquid delivery port for delivering the liquid stored inside to the outside, and the liquid inside is supplied to the cavity via the liquid supply path of the liquid detection device. A container body configured to be discharged from the cavity through a discharge path,
The space formed by including the cavity, the liquid supply path and the liquid discharge path in the liquid detection device is formed symmetrically with respect to the center of the cavity existing in the region sandwiched between the liquid supply path and the liquid discharge path. The supply-side buffer chamber constitutes a main portion of the internal space of the container body and communicates with a liquid storage chamber for storing liquid, and the discharge-side buffer chamber is formed in the internal space of the container body. A liquid container characterized in that the liquid container communicates with a liquid delivery space communicating with the liquid delivery port .
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