CN101112822A - 液体收容体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高储存在液体收容体中的液体量的检测精度的液体收容体。由连通路(11)及检测器(12)形成的振动系统的振动特性能够通过连通路(11)的声感抗(Ms1、Ms2)及检测器(12)的声感抗(Mact)、墨水的柔度(Ci)及检测器(12)的柔度(Cact)来模拟。本实施例的连通路(11)的尺寸设定为，墨水存在于连通路(11)中的情况下的振动系统的固有振动频率小于噪声产生源所引起的噪声频率例如50kHz。

Description

液体收容体

技术领域

本发明涉及对液体消耗装置中使用的液体进行收容的液体收容体。

背景技术

公知有在消耗液体的液体消耗装置中，用于管理液体消耗量的技术。作为液体消耗装置，例如公知如下的印刷装置，即，安装一个或多个墨盒，使用墨水执行印刷处理。作为管理该印刷装置中的墨水剩余量的技术，公知的是如下的技术，即，关于墨盒中收容的墨水量是否在规定墨水量以下，使用压电元件传感器来判断。

在使用压电元件传感器的技术中，基于墨盒中收容的墨水量在规定量以下时从压电元件传感器输出的检测信号的频率(Empty频率)、和墨盒中收容的墨水量比规定量多时从压电元件传感器输出的检测信号的频率(Full频率)的差异，来判断墨盒中收容的墨水量是否在规定墨水量以下(例如，专利文献1)。

专利文献1：特开2003-39707号公报

但是，在使用压电元件传感器的技术中，利用了墨水未包含在振动系统中的情况下的振动系统的固有振动频率和墨水包含在振动系统中的情况下的振动系统的固有振动频率的差异，通常两固有振动频率有所不同。因而，与一方的固有振动频率匹配的频率的驱动信号无法检测另一方的固有振动频率(共振频率)，为了分别检测Empty频率的检测信号和Full频率的检测信号，需要分别使用Empty频率的驱动信号和Full频率的检测信号。

在墨水不包含在振动系统中的情况下，还考虑如下的对策，即，通过只检测墨水包含在振动系统中的情况下的任一方，来判定墨盒中收容的墨水量是否在规定量以下，但是存在判定精度低的问题。例如，在使用Full频率的检测信号的情况下，有时因噪声等，虽然墨盒中收容的墨水量在规定量以下，但是仍然获得Full频率的检测信号。此时，存在执行空打(空撃ち)从而损害印刷头之患。

发明内容

本发明正是为了解决所述问题而作出的，其目的在于使用单一的驱动信号来判定液体收容体中的液体量是否在规定量以下。

为了解决所述问题的至少一部分，本发明第一方案提供一种液体收容体。本发明第一方案的液体收容体具备：液体收容部，其收容液体；检测部，其用于检测所述液体收容部的液体量，接受驱动信号的输入，并输出频率比驱动信号的频率低的检测信号。

本发明第一方案的液体收容体由于接受驱动信号的输入，并输出频率比驱动信号的频率低的检测信号，因此能够使用单一的驱动信号来判定液体收容体的液体量是否在规定量以下。

在本发明第一方案的液体收容体中，也可以使所述检测部输出与所述液体收容部的液体量对应的频率的检测信号，在所述液体收容部的液体量比规定量多的情况下输出频率比所述驱动信号的频率低的检测信号。另外，也可以使所述检测部在所述液体收容部的液体量是规定量以下的情况下输出频率比所述驱动信号的频率高的检测信号。此时，能够使用单一的驱动信号来判定液体收容体的液体量是否在规定量以下。

在本发明第一方案的液体收容体中，也可以使所述检测部具备：连通路，其与所述液体收容部连通，在所述液体收容部的液体量比规定量多的情况下由所述液体充满，在所述液体收容部的液体量是规定量以下的情况下不由所述液体充满；振动检测器，其配置在所述连通路上，根据检测到的振动输出检测信号，

由液体充满所述连通路的情况下的所述连通路及所述振动检测器所形成的振动部的固有振动频率比所述驱动信号的频率低。此时，能够使用单一的驱动信号来判定液体收容体的液体量是否在规定量以下。

在本发明第一方案的液体收容体中，也可以使液体充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率为所述驱动信号的频率的0.75倍以上且小于1倍。另外，也可以使液体未充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率包含在高于所述驱动信号的频率的1倍且1.25倍以下的范围内。若在该范围内，则能够使用单一的驱动信号获得对液体量的判定充分的检测信号。

在本发明第一方案的液体收容体中，也可以使所述驱动信号的频率高于液体充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率，且低于液体未充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率。此时，能够激励液体充满连通路的情况、未充满的情况下的振动部的共振，从而获得充分大小的检测信号。

在本发明第一方案的液体收容体中，也可以使所述液体是用于印刷的印刷用墨水，所述液体收容部是墨水收容部，所述液体收容体是墨盒。此时，能够判定墨盒中的墨水量。

本发明第二方案提供一种液体收容体。本发明第二方案的液体收容体具备：液体收容部，其收容液体；输出部，其接受驱动信号的输入，输出表示所述液体的余量比规定量多的情况的、频率低于所述驱动信号的频率的信号。本发明第二方案的液体收容体由于接受驱动信号的输入，并输出表示液体的余量比规定量多的情况的、频率低于驱动信号的频率的信号，因此能够使用单一的驱动信号来判定液体收容体的液体量是否在规定量以下。

本发明也可以作为能够装卸地安装本发明第一方案的墨盒的印刷装置而实现。该印刷装置具备：搭载部，其用于搭载所述墨盒；驱动信号输出部，其用于对所述墨盒输出所述驱动信号；判定部，其基于来自所述墨盒的检测信号来判定所述墨盒收容部中的印刷墨水量是否比规定量多；印刷部，其使用所述墨盒中收容的印刷用墨水来执行印刷处理。

附图说明

图1是第一实施例的墨盒的侧视图。

图2是第一实施例的墨盒的主视图。

图3是第二实施例的墨盒的侧视图。

图4是第二实施例的墨盒的主视图。

图5是本实施例所使用的检测器的俯视图。

图6是用图5中的6-6线切断的本实施例所使用的检测器的剖面图。

图7是详细表示本实施例所使用的检测器的连通路的说明图。

图8是构成本实施例所使用的检测器的腔形成板的俯视图。

图9是构成本实施例所使用的检测器的连接流路形成板的俯视图。

图10是表示仿照电路表示本实施例的振动系统的声学管路的等效电路的说明图。

图11是安装并使用第一或第二实施例的墨盒的印刷装置的概略构成图。

图12是示意地表示本实施例的墨盒安装在滑架上的状态的说明图。

图13是表示本实施例的基板上的各端子的电路结构的说明图。

符号说明

10…检测部

11…连通路

12…检测器

121…上侧电极

122…压电元件体

123…下侧电极

131…第一电极

132…第二电极

14…振动板

15…腔形成板

16…连接流路形成板

161…第一连接流路

162…第二连接流路

17…缓冲部

171…供给侧缓冲室

172…排出侧缓冲室

173…缓冲供给路

174…缓冲排出路

175…墨水供给部

176…墨水排出部

201…墨水收容部

201a…第一墨水收容部

201b…第二墨水收容部

202…墨水供给部

203…连通路

20…基板

21…第一出盒检测端子

22…基准电位端子

23…第二出盒检测端子

24…第一墨水用完传感器驱动端子

25…第二墨水用完传感器驱动端子

26…数据端子

30…印刷装置

31…滑架

310…保持器

32…滑架电动机

33…压纸卷筒(platen)

34…滑动轴

35…驱动带

36…滑轮

37…送纸电动机

38…齿轮系(gear train)

39…操作面板

391…显示面板

392…操作键

395…存储卡插槽

396…输入输出端子

40…控制电路

401…第一出盒检测端子

402…基准电位端子

403…第二出盒检测端子

404…第一墨水用完传感器驱动端子

405…第二墨水用完传感器驱动端子

406…数据端子

3070…滑架电路

3071…第一出盒检测管脚

3072…基准电位管脚

3073…第二出盒检测管脚

3074…第一墨水用完传感器驱动管脚

3075…第二墨水用完传感器驱动管脚

3076…数据管脚

60…存储器

IH1～IH4…印刷头

CA、CA’、CA1～CA4…墨盒

具体实施方式

以下，参照附图并基于实施例来说明本发明的液体收容体。

·液体收容体的结构

以下，本实施例中，作为液体收容体，以收容墨水的墨盒为例进行说明。参照图1～图4说明本实施例的墨盒。图1是第一实施例的墨盒的侧视图。图2是第一实施例的墨盒的主视图。图3是第二实施例的墨盒的侧视图。图4是第二实施例的墨盒的主视图。

参照图1及图2说明第一实施例的墨盒CA的结构。如图1及图2中虚线所示，第一实施例的墨盒CA具备检测部10、第一墨水收容部201a、第二墨水收容部201b、基板20。

第一实施例的墨盒CA中，检测部10配置在墨盒CA的侧面。检测部10具备将第一墨水收容部201a和第二墨水收容部201b连通的连通路11、检测连通路11被墨水充满或者连通路中不存在墨水的检测器12。即，检测部10通过检测连通路11被墨水充满或者连通路11中不存在墨水，来检测墨盒CA中的墨水量是否在规定量以下。

连通路11是产生毛细管力的细通路，能够抑制或防止第一墨水收容部201a或第二墨水收容部201b中混入的气泡向连通路11侵入的情况。由此，能够抑制或防止如下的情况：虽然第一墨水收容部201a中仍然残存充分的墨水，但是由于在检测器12附近存在气泡，因此检测器12误检测墨水用完。另一方面，若第一墨水收容部201a的墨水用完，则由于连通路11中大量侵入气泡，因此通过检测器12检测出本来应检测出的墨水用完。

若第一墨水收容部201a中存在墨水，则连通路11由墨水充满，在第一墨水收容部201a中不存在墨水的情况下，严格地说，在墨水只存在于第二墨水收容部201b中的情况下，连通路11未由墨水充满。因而，本实施例中，规定量可以说是第二墨水收容部201b中的墨水收容量。还有，将在后面叙述连通路11中是否存在墨水的判断方法。

检测器12可以配置为与墨水直接接触，或者例如也可以经由能够改善检测特性的构件相对于墨水间接配置。作为检测器12，例如使用通过电压的施加而畸变的压电元件(piezo-electric element)。检测器12与基板20的端子电连接。

第一墨水收容部201a是主墨水收容部，其墨水收容量比第二墨水收容部201b的墨水收容量多。第一墨水收容部201a也可以具备为了促进向第二墨水收容部201b的墨水供给而调整内压的内压调整机构。

第二墨水收容部201b是副墨水收容部，如已经说明所述，收容规定量的墨水。因而，通过适宜调整第二墨水收容部201b的墨水收容量，能够确定在判断为墨水量在规定量以下之后，所谓墨水用完检出后能够印刷的页数(最后数据量)。此时，由于即使在墨水用完判定后，第二墨水收容部201b中仍然残存规定量的墨水，因此，能够防止空打。

第二墨水收容部201b与用于向印刷装置所具备的墨水供给口供给墨水的墨水供给部202连通。即，墨盒CA内的墨水从第一墨水收容部201a经过连通路11、第二墨水收容部201b、墨水供给部202向印刷装置供给。

基板20上配置有多个端子21～26。端子21～26如后所述，通过与印刷装置的滑架电路的端子接触而与控制电路电连接。基板20例如作为多个端子而具备第一出盒检测端子21、基准电位端子22、第二出盒检测端子23、第一检测器驱动端子24、第二检测器驱动端子25、数据端子26。

参照图3及图4说明第二实施例的墨盒CA’的结构。如图3及图4中虚线所示，第二实施例的墨盒CA’具备检测部10、墨水收容部201、基板20。

第二实施例的墨盒CA’的基本结构与第一实施例的墨盒CA的结构相同，因此对相同的结构标注与第一实施例所使用的符号相同的符号，以下以不同点为中心进行说明。

第二墨盒CA’与第一实施例的墨盒CA不同，不具备副墨水收容部201b。

第二实施例的墨盒CA’中，连通路11将墨水收容部201和墨水供给部202连通。第二实施例的墨盒CA’中，墨水收容部201中收容的墨水经由连通路11、墨水供给部202向印刷装置供给。

第二实施例的墨盒CA’中，检测部10配置在墨盒CA’的底面附近，检测器12配置在连通路11的上侧面。

检测部10的结构：

参照图5～图9说明本实施例的墨盒CA所使用的检测部的详细结构。图5是本实施例所使用的检测器12的俯视图。图6是用图5中的6-6线切断的本实施例所使用的检测器12的剖面图。图7是详细表示检测器12的连通路的说明图。图8是构成本实施例所使用的检测器12的腔形成板的俯视图。图9是构成本实施例所使用的检测器12的连接流路形成板的俯视图。

检测部10具备检测器12、振动板14、腔形成板15、连接流路形成板16、缓冲部17。图6中，在缓冲部17的上侧面上配置有连接流路形成板16，在连接流路形成板16的上侧面上配置有腔形成板15，在腔形成板15的上侧面上配置有振动板14，在振动板14的上侧面上配置有检测器12。这些各结构构件例如通过粘接剂相互接合。

检测部10作为墨水流动的空间或流路，在腔形成板15中具备腔151，在连接流路形成板16中具备第一连接流路161及第二连接流路162，在缓冲部17中具备供给侧缓冲室171、排出侧缓冲室172、缓冲供给路173、缓冲排出路174、墨水供给部175及墨水排出部176。腔151、第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174形成本实施例的连通路11。本实施例的连通路11是作为规定包含连通路11及检测器12的振动系统的振动特性的一个结构要素而发挥作用的空间，这些各流路对通过后述的声感抗(inertance)、柔度(compliance)定义的振动系统的振动特性产生影响。

检测器12具备上侧电极121、压电元件体122、下侧电极123。压电元件体122被上侧电极121和下侧电极123夹持。下侧电极123的表面积比压电元件体122的表面积大，压电元件体122的表面积比上侧电极121的表面积大。

压电元件体122是在电压的施加作用下变形(电致伸缩)，且根据外力输出电压(反电动势)的无源元件。作为压电元件体122，例如可以使用锆钛酸铅(PZT)、锆钛酸铅镧(PZTL)、不使用铅的无铅压电膜。

具备压电元件体122的检测器12担负对于振动系统赋予激励振动的激励器、及检测振动系统的振动频率的振动检测器这双方的作用。具体地，检测器12在矩形波驱动信号的施加作用下电致伸缩之后，停止驱动信号的施加，由此开始激励振动。使通过检测器12对振动系统赋予的激励振动频率、即相对于检测器12施加的驱动信号的频率与后述的包括检测器12的振动系统的固有振动频率匹配，由此，振动系统产生共振。检测器12在所产生的共振振动作用下变形，即，检测振动，并将根据所检测到的振动而变动的电压值即共振频率信号作为检测结果信号而输出。

检测器12的电致伸缩区域由表面积小的电极确定，因此，本实施例中，由上侧电极121确定。还有，上侧电极121的大小也可以是完全覆盖压电元件体122的大小，或者，也可以是从腔151的中心覆盖到第一及第二连接流路161、162的中心的大小，但是，为了防止上侧电极121和下侧电极123的短路，优选上侧电极121比压电元件体122小。

上侧电极121与第一电极131电连接，下侧电极123与第二电极132电连接。从图5明确可知，下侧电极123与第一电极131电绝缘。第一电极131及第二电极132分别与基板20的第一检测器驱动端子24及第二检测器驱动端子25连接。即，从外部装置例如印刷装置向第一检测器驱动端子24或第二检测器驱动端子25输入驱动信号，由此，驱动检测器12。

振动板14是用于搭载检测器12的各结构要素的基板，并且用于调整赋予振动系统的检测器12的特性。即，使通过检测器12和振动板14实现的刚性变化，由此能够提高或降低检测器12的频率。

腔形成板15是用于划分形成腔151的构件，由金属制或树脂制的板材形成。由腔形成板15形成的腔151如图5及图8所示，具有长方体形状，具有宽度2L、深度D、高度(厚度)H1的尺寸。腔151是墨盒CA中存在比规定量多的墨水时贮留墨水，墨盒CA中存在规定量以下的墨水时墨水为空的空间。腔151是直接承受由检测器12施加的激励的空间，其固有振动频率在墨水存在的情况和不存在的情况下不同。因而，通过利用墨水存在的情况和不存在的情况下的固有振动频率的不同，能够判定墨盒CA中收容的墨水量是否在规定量以下。

连接流路形成板16是用于形成第一连接流路161及第二连接流路162的构件，所述第一连接流路161及第二连接流路162用于连接腔形成板15和缓冲部17，所述连接流路形成板16由金属制或树脂制的板材形成。第一连接流路161及第二连接流路162如图6及图9所示，具有圆柱形状，具有半径r2、高度(厚度)H2的尺寸。第一连接流路161及第二连接流路162主要为了抑制、防止流入两缓冲室171、172中的气泡向腔151的流动而设置。因而，第一连接流路161及第二连接流路162为了抑制气泡的流动而成为具有十分狭小的流路截面的流路。

缓冲部17作为用于抑制、防止因第一墨水收容部201a中的墨水的摆动等引起的墨水用完(墨水量在规定值以下)的误检测的缓冲部而发挥功能。缓冲部17的供给侧缓冲室171通过墨水供给部175与第一墨水收容部201a连通，通过缓冲供给路173与第一连接流路161及腔151连通。缓冲部17的排出侧缓冲室172通过墨水排出部176与第二墨水收容部201b连通，通过缓冲排出路174与第二连接流路162及腔151连通。

检测部10配置在墨盒CA的侧面下方，在第一墨水收容部201a(或墨水收容部201)的墨水量比规定量多的情况下，连通路11由墨水充满。另一方面，检测部10配置在墨盒CA的侧面下方，在第一墨水收容部201a(或墨水收容部201)的墨水量是规定量以下的情况下，连通路11为空。

检测部10在墨盒CA’的底面以图6所示的上下状态配置时，供给侧缓冲室171的液面与第一墨水收容部201a(或墨水收容部201)的液面联动地变化。因而，若第一墨水收容部201a(或墨水收容部201)的液面比腔151低，则腔151不再由墨水充满。若至少第一墨水收容部201a(或墨水收容部201)的液面比墨水供给部175低，则连通路11中不再存在墨水。

·振动系统的特性：

如已经说明所述，腔151、第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174形成本实施例的连通路11。本实施例中，设计、构成振动系统，使得包括由墨水充满的连通路11的振动系统的振动特性和包括不存在墨水的连通路11的振动系统的振动特性具有以下说明的关系。参照图10说明该振动系统的特性。图10是表示仿照电路表示本实施例的振动系统的声学管路的等效电路的说明图。

本实施例的振动系统由连通路11及检测器12形成。声学管路可以仿照电路来考虑，可以作为电气等效电路来表示。图10中，连通路11的声感抗Ms1、Ms2及检测器12的声感抗Mact相当于电路中的线圈，墨水的柔度Ci及检测器12的柔度Cact相当于电路中的电容器。另外，供给侧缓冲室171及排出侧缓冲室172相当于电路中的接地。

具备图10所示的电路结构的振动系统中，与电路中的LC共振电路相同，能够求得以声感抗M和声学柔度C为参数的共振频率、即固有振动频率。还有，连通路11中，声感抗M是通过连通路11的形状而带来的特性，柔度C是通过充满连通路11的墨水而带来的特性。

还有，为了作为缓冲(接地)而发挥功能，要求缓冲功能部的柔度在检测器12的柔度Cact的10倍以上，缓冲功能部的声感抗在连通路11的声感抗Ms3、Mho＝(Ms1+Ms2)的1/10以下。前者是为了不使缓冲功能部的内压因检测器12的振动而上升的条件，后者是为了不产生多余振动的条件。另外，严格地讲，尽管连通路11中产生流动阻力，但是由于对振动系统的振动仿真赋予的影响微少，因此省略。

检测器12的柔度Cact使用有限元法(FEM)算出。检测器12的声感抗Mact可以使用以下的近似式作为近似值而获得。

【式1】

$M_{\mathrm{act}}=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2}\×\frac{1}{f^2}\×\frac{1}{C_{\mathrm{act}}}$ $C_{\mathrm{act}}=\frac{\mathrm{\ΔV}}{P}$

在此，f是检测器12的固有振动频率，可以通过有限元法或实际测量来求出。

墨水的柔度Ci可以用下式求出。

Ci＝C×Vi

在此，C是墨水的压缩率，Vi是连通路11全体中存在的墨水的体积。由于墨水成分的大部分是水，因此作为墨水的压缩率，可以使用水的压缩率4.5e^-10/Pa。另外，由于温度对压缩率赋予的影响微少，因此作为水的压缩率，使用室温(25℃)的值。

连通路11的声感抗Ms通过因连通路11的形状而不同的简式来求出。本实施例中，腔151具有长方体形状，第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174具有圆柱形状。还有，连通路11的柔度由于对振动系统的振动仿真赋予的影响微少，因此省略。

腔151即长方体形状的空间的声感抗Ms1用以下的式求出。

【式2】

$M_{s1}=\frac{\mathrm{\ρL}}{\mathrm{DH}1}$

在此，ρ是墨水的粘度，H1是腔151的高度，L是腔151的1/2长度，D是腔151的深度。

另一方面，圆柱形状的第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174的声感抗Ms2通过以下的式求出。还有，声感抗Mho是第一连接流路161及第二连接流路162的声感抗Ms1、及缓冲供给路173及缓冲排出路174的声感抗Ms2的和。还有，第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174的形状是长方体形状时，当然也能够使用相对于腔151适用的所述式来求出声感抗。另外，腔151是圆柱形状时，当然也能够使用第一连接流路161等中使用的以下式来求出声感抗。

【式3】

$M_{s1}\left(M_{s2}\right)=\frac{\mathrm{\ρH}}{{\mathrm{\πr}}^2}$

在此，ρ是墨水的粘度，H是各流路的高度(长度)，r是各流路的截面半径。就高度H而言，第一连接流路161及第二连接流路162是H2，缓冲供给路173及缓冲排出路174是H3。就半径r而言，第一连接流路161及第二连接流路162是r2，缓冲供给路173及缓冲排出路174是r3。

使用图10所示的等效电路时，第一连接流路161的声感抗和第二连接流路162的声感抗、缓冲供给路173的声感抗和缓冲排出路174的声感抗分别大致相等，但是根据仿真结果明确可知检测部10不产生多余的振动举动。因此，本实施例中，以关于腔151的中心轴对称的方式构成了连通路11。即，由腔151、第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174形成的空间相对于腔151的中心轴对称而形成。

连通路11中存在墨水的情况即墨盒CA中存在比规定量多的墨水的情况下的检测部10的固有振动频率(以下、称为“Full频率f1”。)，使用由所述各式求出的声感抗M、柔度C如下表示。

【式4】

$f_1=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{(M_{\mathrm{act}}+M_h+M_{\mathrm{cav}})\×(C_{\mathrm{act}}+\mathrm{Ci})}}$

及、

$M_h=\frac{M_{\mathrm{ho}}\×M_{\mathrm{ho}}}{M_{\mathrm{ho}}+M_{\mathrm{ho}}}=\frac{M_{\mathrm{ho}}}{2}$ $M_{\mathrm{cav}}=\frac{M_{s3}}{2}$

另一方面，连通路11中不存在墨水的情况即墨盒CA的墨水量在规定量以下的情况下的检测部10的固有振动频率(以下、称为“Empty频率f2”。)，使用由所述各式求出的声感抗M、柔度C如下表示。具体地，依赖于墨水的项即与连通路11相关的项成为“0”，只剩下与检测器12相关的项。

【式5】

$f_2=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{M_{\mathrm{act}}\×C_{\mathrm{act}}}}$

本实施例的振动系统设计、构成为至少Full频率f1满足以下的式(A)。即，相对于具有规定振动特性的检测器12，构成连通路11的腔151、第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174的三维尺寸确定为满足以下的式(A)。

0.75*fd≤f1＜fd    式(A)

fd：驱动信号频率

另外，优选除了Full频率f1之外，还设计、构成为Empty频率f2满足以下的式(B)。即，相对于具有规定振动特性的检测器12，构成连通路11的腔151、第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174的三维尺寸确定为满足以下的式(B)。还有，f1＜f2。

fd＜f2    式(B)

fd：驱动信号频率

实现所述设计的理由如下所述。

申请人发现，若所述振动系统的Full频率进入驱动信号频率fd的0.75倍～1.25倍的范围内，即，设计为驱动信号频率fd的±25％的频率区域，则检测器12能够输出具有充分振幅的检测结果信号。因而，为了获得充分振幅的Full频率f1，需要设计振动系统的三维尺寸，使得振动系统的Full频率f1满足下述的式(C)。

0.75*fd≤f1≤1.25*fd    式(C)

另一方面，Empty频率f2与Full频率f1相比，检测结果信号的振幅大，容易获得基于驱动信号频率fd的振动产生。因而，设计振动系统的三维尺寸时，不一定必须设计成满足式(C)。

在此，为了使用一种驱动信号，检测Full频率f1及Empty频率f2的双方，要求驱动信号频率fd比Full频率f1高且比Empty频率f2低。即，Full频率f1比驱动信号频率fd低，Empty频率f2比驱动信号频率fd高。

原因是，为了判别振动系统中是否存在墨水，需要能够识别Full频率f1及Empty频率f2。因此，设计振动系统的三维尺寸，使得Full频率f1满足式(A)，Empty频率f2满足式(B)。进而，若Full频率f1及Empty频率f2接近，则难以进行两频率f1、f2的判别，因此优选将Empty频率f2设定成下述的式(D)。

1.10*fd≤f2    式(D)

若参照式(A)和式(D)，则可知在Full频率f1和Empty频率f2之间，相对于驱动信号频率fd，设有1.10倍的间隔。申请人发现了该间隔，通过设置该间隔，能够充分识别两频率f1、f2。另外，Full频率f1设定为接近驱动信号频率的规定范围的频率，因此即使因制造误差而在各个墨盒CA的Full频率f1上产生偏差，也能够检测出Full频率f1，从而能够通过一种驱动信号频率，获得充分信号强度的Full频率f1和Empty频率f2。

在此，与Full频率f1比较，将Empty频率f2设定为远离驱动信号频率fd的频率的理由如已经所说明是因为，Empty频率f2与Full频率f1比较，检测结果信号的振幅大，容易获得相对于驱动信号的振动。

还有，为了在Empty频率f2中也使检测精度更好，更优选除了式(D)之外，还满足式(C)的右边(将f1置换为f2)而设定Empty频率f2。

通过以满足以上条件的方式设定振动系统即检测器12及连通路11的振动特性，能够通过一种Full驱动信号检测出墨盒CA中墨水比规定量多地剩余还是墨盒CA的墨水量在规定量以下。更详细地，通过相对于检测部10施加Full驱动信号，在墨盒CA的墨水量比规定量多时能够获得Full频率f1作为检测结果信号，在墨盒CA的墨水量是规定量以下时能够获得Empty频率f2作为检测结果信号。还有，检测部10也可以说是如下的输出部，即：输出表示墨盒CA的墨水量比规定量多的情况的、频率比驱动信号的频率低的信号。

如以上说明所述，本实施例的墨盒CA设计为，振动系统即构成连通路11的腔151、第一连接流路161、第二连接流路162、缓冲供给路173及缓冲排出路174的三维尺寸，关于Full频率f1满足所述式(A)及(C)，关于Empty频率f2满足(B)及(D)。因而，能够使用一种驱动信号频率fd，获得表示墨盒CA中的墨水量比规定量多的情况的检测结果信号(Full频率)及表示墨盒CA中的墨水量在规定量以下的情况的检测结果信号(Empty频率)。

另外，本实施例的墨盒CA中，振动系统设计为，成为离开能够识别Full频率f1和Empty频率f2的规定频率间隔的频率。因而，即使使用一种驱动信号频率的情况下，也能够抑制Full频率f1和Empty频率f2的误判定，提高检测精度。

·印刷装置：

参照图13，简单说明相对于本实施例的墨盒CA施加用于检测墨水量的驱动信号的印刷装置的结构。图13是安装所述实施例的墨盒CA而使用的印刷装置30的概略结构图。

本实施例中，作为液体消耗装置，以印刷装置30为例进行说明。印刷装置30具备：主扫描进给机构；副扫描进给机构；印刷头驱动机构；控制电路40，其驱动控制这些各机构，并且用于执行管理作为液体的墨水消耗量的各种程序功能。

主扫描进给机构具备：驱动滑架31的滑架电动机32、与压纸卷筒33的轴并行架设且可滑动地保持滑架31的滑动轴34、在与滑架电动机32之间伸张设置环状的驱动带35的滑轮36、检测滑架31的原点位置的位置传感器(未图示)。主扫描进给机构在滑架电动机32的作用下使滑架31沿压纸卷筒33的轴向(主扫描方向)往复运动。

滑架31具备保持器310、印刷头IH1～IH4、后述的滑架电路3070。保持器310配置在印刷头IH1～IH4的上表面，能安装多个墨盒CA1～CA4。图13所示的例中，保持器310上安装有四个墨盒CA1～CA4，例如，各安装一个收容有黑、黄、深红、蓝绿这四种颜色的墨水的墨盒CA1～CA4。印刷头IH1～IH4和墨盒CA1～CA4分别通过墨水供给部202、未图示的墨水供给针连通，墨盒CA1～CA4内的墨水经由墨水供给部202、墨水供给针向印刷头IH1～IH4供给。

副扫描进给机构具备纸进给电动机37、齿轮系38。副扫描进给机构经由齿轮系38将纸进给电动机37的旋转传递到压纸卷筒33，由此沿副扫描方向搬送印刷用纸P。

头驱动机构驱动搭载在滑架31上的印刷头IH1～IH4，控制墨水的喷出量、定时，在印刷介质上形成所希望的点图案。作为墨水驱动机构，例如可以使用对通过电压的施加而产生应变的压电元件的变形加以利用的驱动机构、对利用通过电压的施加而发热的加热器而在墨水内产生的气泡加以利用的驱动机构。

控制电路40经由信号线与滑架电动机32、纸进给电动机37、滑架电路3070及操作面板39连接。控制电路40还可经由信号线与存储卡插槽395、输入输出端子396连接，经由输入输出端子396与计算机或数码相机连接。控制电路40根据来自计算机、操作面板390的指示，或者，根据控制电路40中存储的各种程序，驱动滑架电动机32、纸进给电动机37、印刷头IH1～IH4。

操作面板39具备显示面板391、操作键392。显示面板391是通过规定的析像度的点矩阵显示来显示图像或包括与墨水量相关的信息的各种信息的彩色显示面板。显示面板391上分别条形图表状显示各墨盒CA1～CA4中残存的墨水量，另外，显示用于执行与印刷装置30的印刷相关的各种功能的用户界面(软键)。操作键392用于对控制电路40输入所希望的图像数据的选择输入及各种功能的选择/执行输入。还有，在显示面板391还作为输入面板而发挥功能的情况下，也可以经由显示面板391进行各种输入。

参照图12及图13说明基板20所具备的各端子21～26、及基板20的端子21～26和滑架电路3070的连接状态。图12是示意地表示本实施例的墨盒安装在滑架上的状态的说明图。图13是表示本实施例的基板上的各端子的电路结构的说明图。

滑架电路3070具备与基板20的各端子21～26接触的接触管脚3071～3076。接触管脚3071～3076与控制电路40的各端子401～406电连接。接触管脚3071～3076例如是第一出盒检测管脚3071、基准电位管脚3072、第二出盒检测管脚3073、第一墨水用完传感器驱动管脚3074、第二墨水用完传感器驱动管脚3075、数据管脚3076。控制电路40的各端子401～406例如是第一出盒检测端子401、基准电位端子402、第二出盒检测端子403、第一墨水用完传感器驱动端子404、第二墨水用完传感器驱动端子405、数据端子406。

接触管脚3071～3076的前端在墨盒CA的非安装时配置在比与墨盒CA的基板20的各端子21～26的接触位置更离开滑架电路3070的位置。因而，若墨盒CA安装在滑架31的保持器310上，则滑架电路3070的接触管脚3071～3076相对于基板20的各端子21～26被施力，从而各端子21～26和各接触管脚3071～3076电连接。

基板20中，第一出盒检测端子21和第二出盒检测端子23与基准电位端子22直接连接。第一墨水用完传感器驱动端子24和第二墨水用完传感器驱动端子25与检测器12连接。数据端子26与存储器60连接。

第一墨水用完传感器驱动端子404及第二墨水用完传感器驱动端子405中的任意之一，在判断第一墨水收容部201a的墨水量是否在规定值以下时，输入用于驱动检测器12的驱动电压。

控制电路40在对检测器12供给驱动电压之后，电性切断供给了驱动电压的线例如第一墨水用完传感器驱动端子404、第一墨水用完传感器驱动管脚3074及第一墨水用完传感器驱动端子24和驱动电压源。其结果是，充入到检测器12中的电荷被放电，检测器12振动。在供给了驱动电压的线中，被检测器12激励的具有振动系统的固有振动频率的检测结果信号(逆起电压信号)与第一墨水收容部201a内部的墨水量对应而展现。

控制电路40通过测定所输入的检测结果信号的频率即振动系统的固有振动频率，来判定墨水剩余量。如已经说明所述，检测结果信号的频率表示包括检测器12、连通路11及墨水的振动系统、检测器12的周围的结构体(筐体或墨水)的固有振动频率，对应于第一墨水收容部201a中残存的墨水量而变化。因而，能够基于检测结果信号的频率是与第一墨水收容部201a中充分残存墨水的情况下的固有振动频率同等的频率，或者是与第一墨水收容部201a中只残存规定量以下的墨水的情况下的固有振动频率同等的频率，来判定墨盒CA中是否残存充分量的墨水。

本实施例中使用的驱动信号如已经说明所述，具有比墨盒CA中储存的墨水量比规定值多的情况即连通路11由墨水充满的情况下的振动系统的固有振动频率高的频率。若该驱动信号施加于检测器12，则从检测器12输出具有小于驱动信号频率的频率的检测结果信号。

因而，若对于墨盒CA的第一墨水用完传感器驱动端子24或第二墨水用完传感器驱动端子25，输入与Full频率对应的驱动信号，停止驱动信号的施加，则Full频率或Empty频率中的任意之一作为检测结果信号而获得。此时获得的Full频率的检测结果信号是小于驱动信号频率的频率。

·其他实施例：

(1)所述各实施例中，缓冲部17和腔151经由第一连接流路161及第二连接流路162连接，但是，能够通过与第一连接流路161及第二连接流路162不同的机构，来抑制气泡从缓冲部17进入腔151时，也可以不具备第一连接流路161及第二连接流路162。

(2)所述各实施例中，缓冲部17具备缓冲供给路173及缓冲排出路174，考虑这些通路的声感抗M，但是这些通路的直径大时，或者，这些通路的高度(厚度)极小时，也可以忽略这些通路的声感抗M。

(3)所述实施例的连通路11的结构只不过是例示，除了第一连接流路161及第二连接流路162之外还可以具备更多的圆柱形状的通路(圆筒部)。此时，所追加的通路是否对Full频率f1赋予影响是通过通路的截面积和腔151的面积的比来确定的。通常，若所追加的通路的截面积是腔151的面积的四倍以上，则可以忽略所追加的通路的振动。

(4)所述实施例中，为了简化说明，印刷装置30只具备与一个墨盒CA对应的端子401～406，但是，在安装多个墨盒CA时，当然可以具备与墨盒的数量同数的端子401～406。

(5)另外，所述实施例中，墨盒CA及安装其的印刷装置30适用了本发明，但是，也可以适用于消耗液体的装置例如喷洒/喷射在盒中储存的涂料、叠层材料的液体喷雾装置。此时，也能够活用通过液体被消耗并管理被消耗的液体量而产生的优点。

以上，基于实施例、变形例说明了本发明，但是所述发明的实施方式只是为了容易理解本发明而作出的，并不是用于限定本发明。本发明能够在不脱离其中心意思及权利要求书的情况下进行变更、改良，并且本发明中也包括其等同物。

Claims (8)

1.一种液体收容体，其中，具备：

液体收容部，其收容液体；

检测部，其用于检测所述液体收容部的液体量，接受驱动信号的输入，并输出频率比驱动信号的频率低的检测信号。

2.如权利要求1所述的液体收容体，其中，

所述检测部输出与所述液体收容部的液体量对应的频率的检测信号，在所述液体收容部的液体量比规定量多的情况下输出频率比所述驱动信号的频率低的检测信号。

3.如权利要求2所述的液体收容体，其中，

所述检测部在所述液体收容部的液体量是规定量以下的情况下输出频率比所述驱动信号的频率高的检测信号。

4.如权利要求1所述的液体收容体，其中，

所述检测部具备：

连通路，其与所述液体收容部连通，在所述液体收容部的液体量比规定量多的情况下由所述液体充满，在所述液体收容部的液体量是规定量以下的情况下不由所述液体充满；和

振动检测器，其配置在所述连通路上，根据检测到的振动输出检测信号，

由液体充满所述连通路的情况下的所述连通路及所述振动检测器所形成的振动部的固有振动频率比所述驱动信号的频率低。

5.如权利要求4所述的液体收容体，其中，

液体充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率包含在所述驱动信号的频率的0.75倍以上且小于1倍的范围内。

6.如权利要求4所述的液体收容体，其中，

液体未充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率包含在高于所述驱动信号的频率的1倍且1.25倍以下的范围内。

7.如权利要求4所述的液体收容体，其中，

所述驱动信号的频率高于液体充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率，且低于液体未充满所述连通路的情况下的所述振动部的固有振动频率。

8.一种液体收容体，其中，具备：

液体收容部，其收容液体；

输出部，其接受驱动信号的输入，输出表示所述液体的余量比规定量多的情况的、频率比所述驱动信号的频率低的信号。

Images