ES2341272T3

ES2341272T3 - Dispositivo piezoelectrico de deteccion de liquido, deposito de liquido y modulo.

Info

Publication number: ES2341272T3
Application number: ES06025438T
Authority: ES
Inventors: Minoru Usui; Kenji Tsukada; Munehide Kanaya
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: CN101676108A; AU739784B2; CA2411295C; KR100523449B1; CN1495032A; TW509632B; US7325450B2; KR20000077352A; KR100541254B1; EP2036732A3; MY134812A; BR0007099A; CA2308958A1; EP1053878A1; KR20000077353A; KR20000077354A; CA2309073C; US6536861B1; EP2103437A2; AR058563A2

Abstract

Dispositivo de detección de líquido (106) para su fijación sobre un depósito de líquido (1) para detectar un estado de consumo de líquido del líquido contenido en el depósito de líquido, comprendiendo el dispositivo de detección de líquido (106): una sección de vibración una capa piezoeléctrica (160); un electrodo superior (164) dispuesto sobre una superficie superior de dicha capa piezoeléctrica (160); un electrodo inferior (166) dispuesto sobre una superficie inferior de dicha capa piezoeléctrica (160); conectándose eléctricamente los electrodos superior e inferior (164, 166) con dicha capa piezoeléctrica (160); y una placa de vibración (176) que tiene una superficie superior que entra en contacto con dicho electrodo inferior (166) y una superficie inferior, de la que una parte está dispuesta para entrar en contacto con el líquido contenido en el depósito de líquido (1); en donde al menos una parte de dicha capa piezoeléctrica (160), dicho electrodo superior (164), dicho electrodo inferior (166) y dicha placa de vibración (176) constituyen dicha sección de vibración; caracterizado porque en dicha sección de vibración, dicha capa piezoeléctrica (160) cubre dicho electrodo inferior (166), dicho electrodo superior (164) cubre dicha capa piezoeléctrica (160) y dicha capa piezoeléctrica (160) tiene un área mayor que dicho electrodo superior (164); comprendiendo además el dispositivo de detección de líquido (106) un elemento de base (178) que tiene una superficie superior que entra en contacto con dicha superficie inferior de dicha placa de vibración (176) y una superficie inferior dispuesta para entrar en contacto con el líquido contenido en el depósito de líquido (1), comprendiendo dicho elemento de base (178) una cavidad (162) dispuesta para entrar en contacto con el líquido contenido en el depósito de líquido (1) y teniendo dicha cavidad (162) un área mayor que dicho electrodo inferior (166).

Description

Dispositivo piezoeléctrico de detección de líquido, depósito de líquido y módulo.

La presente solicitud de patente reivindica prioridad de las solicitudes de patente japonesas n.^{os} H. 11-139683 presentada el 20 de mayo de 1999, H. 11-147538 presentada el 27 de mayo de 1999 y H. 11-256522 presentada el 10 de septiembre de 1999.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de detección de líquido, un depósito de líquido y un módulo equipado con un aparato piezoeléctrico en el mismo que detecta el estado de consumo de líquido dentro de un depósito de líquido que aloja el líquido, por medio de la detección de un cambio del nivel de la impedancia acústica, detectando especialmente el cambio de la frecuencia resonante. Más particularmente, la presente invención se refiere al aparato piezoeléctrico que detecta el consumo de tinta en un cartucho de tinta y un elemento de módulo de montaje del mismo, que están previstos en el cartucho de tinta para su uso con un aparato de registro de chorro de tinta. El aparato de registro de chorro de tinta realiza la operación de impresión descargando gotitas de tinta desde una abertura de boquilla, de una manera tal que la tinta en una cámara de generación de presión se comprime mediante un medio de generación de presión correspondiente a los datos de impresión.

2. Descripción de la técnica relacionada

El documento 4.984.449 A da a conocer un dispositivo de detección de líquido según el preámbulo de la reivindicación 1. Se toma un cartucho de tinta montado sobre un aparato de registro de tipo de chorro de tinta como ejemplo de un depósito de líquido y se describe a continuación. En general, un aparato de registro de chorro de tinta comprende: un carro equipado con un cabezal de registro de tipo de chorro de tinta compuesto por un medio de generación de presión que comprime una cámara de generación de presión y una abertura de boquilla que descarga la tinta comprimida desde una abertura de boquilla en forma de gotitas de tinta; y un tanque de tinta que aloja tinta suministrada al cabezal de registro a través de un conducto, y está estructurado de manera que la operación de impresión pueda realizarse continuamente. En general, el tanque de tinta está estructurado como un cartucho que puede separarse del aparato de registro, de modo que un usuario puede sustituirlo fácilmente en el momento en el que la tinta está agotada.

Convencionalmente, como método de control del consumo de tinta del cartucho de tinta, se conoce un método de control del consumo de tinta por medio de un cálculo en el que el número contado de gotitas de tinta descargadas por el cabezal de registro y la cantidad de tinta sorbida en un proceso de mantenimiento del cabezal de impresión se integran mediante software, y otro método de control del consumo de tinta en el que se detecta el tiempo en el que se consume realmente la tinta montando directamente en el cartucho de tinta dos electrodos para su uso en la detección de la superficie del líquido, etc.

Sin embargo, en el método de control del consumo de tinta basado en el cálculo mediante la integración del número descargado de gotitas de tinta y la cantidad de tinta o similar mediante el software, la presión dentro del cartucho de tinta y la viscosidad de la tinta cambian dependiendo del entorno de uso tal como la temperatura ambiente y la humedad, el tiempo transcurrido una vez que se ha abierto un cartucho de tinta para su uso y la frecuencia de uso por parte de un usuario. Por tanto, surge un problema en el que se produce un error considerable entre el consumo de tinta calculado y el consumo de tinta real. Además, surge otro problema en el que se desconoce la cantidad real de tinta que queda porque una vez que se extrae el mismo cartucho y luego se monta de nuevo, se reinicia el valor contado integrado.

Por otra parte, en el método de control mediante electrodos del tiempo en el que se consume la tinta, la cantidad de tinta que queda puede controlarse con alta fiabilidad puesto que puede detectarse el consumo de tinta real en un punto. Sin embargo, con el fin de que pueda detectarse la superficie del líquido de tinta, es necesario que la tinta sea conductora, por lo que los tipos de tinta adecuados para su uso son muy limitados. Además, surge un problema porque una estructura estanca a los fluidos entre los electrodos y el cartucho podría ser complicada. Además, dado que habitualmente se usa un metal precioso como material del electrodo, que es altamente conductor y erosivo, los costes de fabricación del cartucho de tinta aumentan por ese motivo. Además, dado que es necesario unir los dos electrodos a dos posiciones separadas del cartucho de tinta, el proceso de fabricación aumenta, provocando así un problema que aumenta los costes de fabricación.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de detección de líquido que puede detectar de manera fiable un estado de consumo de líquido. Es todavía otro objeto de la presente invención proporcionar un módulo de montaje para su uso en la detección de líquido, que puede detectar de manera fiable un estado de consumo de líquido y que puede prescindir de una estructura de sellado complicada. Es todavía otro objeto de la presente invención proporcionar un depósito de líquido que puede detectar de manera fiable un estado de consumo de líquido y que puede prescindir de una estructura de sellado complicada. Estos objetos se logran mediante combinaciones descritas en la reivindicación independiente. Las reivindicaciones dependientes definen combinaciones ventajosas y a modo de ejemplo adicionales de la presente invención.

Según la presente invención, se proporciona un dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1.

Además, es preferible que la sección de vibración del dispositivo piezoeléctrico sea de una forma sustancialmente circular. Además, es preferible que las partes principales respectivas de la capa piezoeléctrica sean concéntricamente circulares de manera aproximada con la sección de vibración.

Es preferible que la cavidad sea concéntricamente circular de manera aproximada con la sección de vibración. Además, es preferible que la deformación de la placa de vibración debida a una vibración residual sea mayor que la de la placa de base. Un borde de vibración de la sección de vibración se ubica en las proximidades de una periferia exterior de la cavidad. Es preferible que el dispositivo de detección de líquido comprenda además un elemento de montaje que tiene una superficie superior que entra en contacto con la superficie inferior del elemento de base y una superficie inferior orientada hacia el interior del depósito de líquido, y el elemento de montaje tiene una abertura correspondiente al centro de la sección de vibración.

Según otro aspecto de la presente invención; un módulo comprende está constituido tal como se indica en la reivindicación 27.

La estructura de montaje puede incluir una parte proyectada que se proyecta hacia el interior del depósito de líquido, y un centro de la sección de vibración puede estar dispuesto sobre una línea central de la parte proyectada. Además, la parte proyectada puede ser de una forma circular. Puede comprender además un terminal que proporciona una señal de accionamiento al electrodo superior y el electrodo inferior del dispositivo piezoeléctrico. Además, se prefiere el depósito de líquido en el que se monta el módulo anterior. Además, el depósito de líquido puede ser un cartucho de tinta que aloja tinta suministrada a un aparato de registro de chorro de tinta. El electrodo superior cubre al electrodo inferior y por tanto la capa piezoeléctrica sobresale del electrodo superior.

Con respecto al dispositivo de detección de líquido según la invención, es preferible que la adaptabilidad de la placa de vibración debida a la vibración residual sea mayor que la de la placa de base. El área de una parte de capa piezoeléctrica que genera el efecto piezoeléctrico puede ser aproximadamente la misma que la del electrodo inferior. Las partes principales respectivas del electrodo superior, la capa piezoeléctrica y el electrodo inferior son preferiblemente rectangulares. Las partes principales respectivas del electrodo superior, la capa piezoeléctrica y el electrodo inferior pueden ser circulares. Es preferible que la cavidad sea sustancialmente circular y que la razón de un radio de la cavidad con respecto a una profundidad de la misma sea mayor que 3\pi/8. Es preferible que el dispositivo de detección de líquido detecte el estado de consumo de líquido dentro del depósito de líquido mediante la detección del cambio en la impedancia acústica en las proximidades de la sección de vibración. En el dispositivo de detección de líquido, es preferible que se genere una fuerza contraelectromotriz mediante la vibración residual producida por la vibración de la capa piezoeléctrica y que se detecte el estado de consumo de líquido en el depósito de líquido mediante la detección de un cambio en la impedancia acústica. Además, se prefiere el depósito de líquido en el que se monta el dispositivo de detección de líquido anterior.

Según la invención, se proporciona un depósito de líquido tal como se indica en la reivindicación 20. El dispositivo de detección de líquido incluye un elemento piezoeléctrico y el elemento piezoeléctrico emite una señal correspondiente al estado de consumo de líquido mediante la conversión entre energía eléctrica y energía de vibración. El elemento piezoeléctrico está formado sobre un elemento de base. En particular, una cavidad con abertura está prevista en el elemento de base. La cavidad con abertura está prevista en una posición contraria al elemento piezoeléctrico de manera que comunica con una parte interior del depósito de líquido. Es preferible que la cavidad con abertura esté prevista en una posición dirigida hacia la parte interior del depósito de tinta de manera que comunique con la parte interior del depósito de tinta.

En el estado en el que todavía no ha avanzado el consumo de líquido, el interior y el exterior de la cavidad con abertura están llenos con el líquido. Por otra parte, cuando el consumo de líquido avanza, se reduce la superficie del líquido y entonces se expone la cavidad con abertura. Entonces, una cantidad aproximadamente fija del líquido queda en la cavidad con abertura. Utilizando el hecho de que las señales de salida del elemento piezoeléctrico difieren en esos dos estados, puede detectarse adecuadamente el estado de consumo de líquido.

Según la presente invención, puede diseñarse una realización de la misma de modo que pueda evitarse la detección errónea debida a la onda de líquido ondulada producida al proporcionar la cavidad.

Además, según la presente invención, al proporcionar la cavidad puede reducirse el número de elementos que va a colocarse entre el elemento piezoeléctrico y el líquido, o puede reducirse el espesor de tales elementos, de modo que puede detectarse de manera más fiable el estado de consumo de líquido.

Además, según la presente invención, al proporcionar la cavidad con abertura localmente, puede obtenerse un estado de sellado del líquido apropiado utilizando un elemento de base circundante del mismo. De ese modo, puede evitarse la exposición del elemento piezoeléctrico al líquido. Esto es particularmente eficaz para el líquido de tipo conductor tal como la tinta.

Preferiblemente, utilizando el elemento piezoeléctrico, se detecta el estado de consumo de líquido basándose en el cambio en la impedancia acústica correspondiente al estado de consumo de líquido. Preferiblemente, el elemento piezoeléctrico emite una señal que indica el estado de vibración residual tras aplicar la vibración. La vibración residual del elemento piezoeléctrico cambia dependiendo del líquido circundante. Por ejemplo, los estados de vibración residuales difieren entre cuando está presente una gran cantidad de líquido y cuando está presente una pequeña cantidad de líquido. Esto se basa en el cambio en la impedancia acústica según el estado de consumo de líquido. Por tanto, el estado de consumo de líquido se detecta utilizando el hecho de que el estado de vibración residual cambia según el estado de consumo de líquido.

Aquí, debe observarse que una cantidad limitada de líquido en la proximidad cercana del elemento piezoeléctrico es una que afecta sustancialmente a la vibración residual. Según la presente invención, al proporcionar la cavidad con abertura puede reducirse el número de elementos intermedios que va a colocarse entre el elemento piezoeléctrico y el líquido, o puede reducirse el espesor de tales elementos. Por tanto, la cantidad limitada de líquido que afecta a la vibración residual se aproxima o entra en contacto con el elemento piezoeléctrico. De ese modo, el cambio de la vibración residual correspondiente al estado de consumo de líquido se vuelve más claro, de modo que puede detectarse de manera más fiable el estado de consumo de líquido.

Además, el elemento piezoeléctrico no sólo puede generar la onda elástica a través de la cavidad con abertura, sino también emitir una señal correspondiente a la onda reflejada que se refleja de nuevo a través de la cavidad con abertura. También en este caso, dado que la vibración se transfiere satisfactoriamente entremedias del elemento piezoeléctrico y el líquido al proporcionar la cavidad con abertura, puede mejorarse la capacidad de detección. Puede determinarse cómo desempeña su papel el elemento piezoeléctrico en el transcurso de la detección del estado de consumo de líquido según las especificaciones del depósito de líquido y una exactitud de la medición requerida.

El dispositivo de detección de líquido según la presente invención, puede generar una señal de detección que indica el estado de vibración residual correspondiente al líquido dentro de la cavidad con abertura cuando el líquido alcanza un estado de mantenerse dentro de la cavidad con abertura en un estado de consumo de líquido predeterminado dirigido por la detección.

La cavidad con abertura es preferiblemente de una forma que mantiene el líquido en un estado de líquido predeterminado. La cavidad con abertura es preferiblemente de una forma que todavía mantiene el líquido en el estado de consumo de líquido predeterminado dirigido por la detección.

La cavidad con abertura puede penetrar en el elemento de base. Una placa de vibración está prevista entre el elemento piezoeléctrico y el elemento de base. La placa de vibración forma una pared de la cavidad con abertura y vibra junto con el elemento piezoeléctrico.

El elemento piezoeléctrico incluye un electrodo inferior, una capa piezoeléctrica formada sobre el electrodo inferior y un electrodo superior formado sobre la capa piezoeléctrica. Se fija un área de abertura de la cavidad con abertura en el lado de elemento piezoeléctrico para que sea mayor que la de la parte superpuesta de la capa piezoeléctrica y el electrodo inferior.

Preferiblemente, se fija la profundidad de la cavidad para que sea menor que la anchura más estrecha de una abertura de la cavidad. Preferiblemente, la profundidad de la cavidad es menos de un tercio de la anchura más estrecha de la cavidad. Si la cavidad es de una forma circular, la anchura más estrecha de la abertura será una dimensión de la abertura (diámetro de la abertura).

Preferiblemente, la cavidad con abertura tiene una forma sustancialmente simétrica alrededor del centro del elemento piezoeléctrico. Preferiblemente, la cavidad con abertura es de una forma sustancialmente circular.

Preferiblemente, se fija un área de abertura de la cavidad con abertura dentro del depósito para que sea mayor que la del lado de elemento piezoeléctrico. La dimensión de la abertura en el lado de elemento piezoeléctrico es preferiblemente mayor que la de dentro del depósito. Configurada de esta manera, la cavidad con abertura es de una forma que irradia hacia dentro hacia el interior del depósito. La superficie periférica de la cavidad con abertura puede ser de una forma cónica. La superficie periférica de la cavidad con abertura puede ser de una forma escalonada.

Puede proporcionarse una ranura de comunicación que comunica con la cavidad con abertura en el elemento de base. La ranura de comunicación que está prevista en el elemento de base está prevista en una parte orientada hacia el interior del depósito. La ranura de comunicación puede proporcionarse a lo largo de una dirección hacia un acceso de suministro mediante el cual el depósito de líquido suministra el líquido al exterior del mismo.

El dispositivo de detección de líquido puede formarse de manera solidaria con la estructura de montaje para el montaje en el depósito de líquido. Se construye un módulo integrando el dispositivo de detección de líquido con la estructura de montaje.

Todavía otra realización de la presente invención es un depósito de líquido equipado con el dispositivo de detección de líquido descrito anteriormente. El depósito de líquido puede ser un cartucho de tinta montado en el aparato de registro de chorro de tinta.

Todavía otra realización de la presente invención es un módulo para su uso en la detección del líquido. Este módulo incluye el depósito de líquido descrito anteriormente y una estructura de montaje. El dispositivo de detección de líquido se usa para detectar el estado de consumo del líquido contenido en el depósito de líquido. La estructura de montaje está integrada con el dispositivo de detección de líquido y el dispositivo de detección de líquido se monta en el depósito de líquido.

Este resumen de la invención no describe necesariamente todas las características necesarias de la presente invención. La presente invención también puede ser una subcombinación de las características descritas anteriormente. Las características y ventajas anteriores y otras de la presente invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción de las realizaciones tomadas junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un ejemplo de un cartucho de tinta para su uso con un único color, por ejemplo, la tinta negra.

La figura 2 muestra un ejemplo del cartucho de tinta que aloja una pluralidad de tipos de tintas.

La figura 3 muestra un aparato de registro de chorro de tinta adecuado para los cartuchos de tinta mostrados en la figura 1 y en la figura 2.

La figura 4 es una vista en sección transversal detallada de una unidad de subtanque 33.

Las figuras 5(I) - 5(V) muestran métodos de fabricación para medios de generación de ondas elásticas 3, 15, 16 y 17.

La figura 6 muestra otro ejemplo de los medios de generación de ondas elásticas 3 mostrados en la figura 5.

La figura 7 muestra un cartucho de tinta según otro ejemplo.

La figura 8 muestra un cartucho de tinta según todavía otro ejemplo.

La figura 9 muestra un cartucho de tinta según todavía otro ejemplo.

La figura 10 muestra un cartucho de tinta según todavía otro ejemplo.

La figura 11 muestra un cartucho de tinta según todavía otro ejemplo.

La figura 12A y la figura 12B muestran otros ejemplos del cartucho de tinta mostrado en la figura 11.

La figura 13A y la figura 13B muestran cartuchos de tinta según todavía otro ejemplo.

Las figuras 14A, 14B y 14C muestran vistas en planta del orificio pasante 1c según otro ejemplo.

Las figuras 15A y 15B muestran secciones transversales del aparato de registro de chorro de tinta según todavía otro ejemplo.

Las figuras 16A y 16B muestran un ejemplo del cartucho de tinta adecuado para el aparato de registro mostrado en las figuras 15A y 15B.

La figura 17 muestra un cartucho de tinta 272 según todavía otro ejemplo.

La figura 18 muestra un cartucho de tinta 272 y un aparato de registro de chorro de tinta según todavía otro ejemplo.

La figura 19 muestra todavía otro ejemplo del cartucho de tinta 272 mostrado en la figura 16.

Las figuras 20A, 20B y 20C muestran detalles de un actuador 106, es decir un dispositivo de detección de líquido según la invención.

Las figuras 21A, 21B, 21C, 21D, 21E y 21F muestran la periferia y circuitos equivalentes del actuador 106.

Las figuras 22A y 22B muestran la relación entre la densidad de la tinta y la frecuencia resonante de la tinta detectada por el actuador 106.

Las figuras 23A y 23B muestran formas de onda de la fuerza contraelectromotriz del actuador 106.

La figura 24 muestra otra realización del actuador 106.

La figura 25 muestra una sección transversal de una parte del actuador 106 mostrado en la figura 24.

La figura 26 muestra una sección transversal de todo el actuador 106 mostrado en la figura 24.

La figura 27 muestra un método de fabricación del actuador 106 mostrado en la figura 24.

Las figuras 28A, 28B y 28C muestran un cartucho de tinta según todavía otra realización.

Las figuras 29A, 29B y 29C muestran otra realización del orificio pasante 1c.

La figura 30 muestra un actuador 660 según otra realización.

Las figuras 31A y 31B muestran un actuador 670 según todavía otra realización.

La figura 32 es una vista en perspectiva que muestra un módulo 100.

La figura 33 es una vista en despiece ordenado que muestra la estructura del módulo 100 mostrado en la figura 32.

La figura 34 muestra otra realización del módulo 100.

La figura 35 es una vista en despiece ordenado que muestra la estructura del módulo 100 mostrado en la figura 34.

La figura 36 muestra todavía otra realización del módulo 100.

La figura 37 muestra una sección transversal a modo de ejemplo del módulo 100 mostrado en la figura 32 en el que el módulo 100 se monta en el depósito de tinta.

Las figuras 38A y 38B muestran todavía otra realización del módulo 100.

Las figuras 39A, 39B y 39C muestran todavía otra realización y ejemplo del módulo 100.

La figura 40 muestra una realización de un cartucho de tinta que usa el actuador 106 mostrado en la figura 20 y la figura 21 y un aparato de registro de chorro de tinta del mismo.

La figura 41 muestra un detalle del aparato de registro de chorro de tinta.

Las figuras 42A y 42B muestran otras realizaciones del cartucho de tinta 180 mostrado en la figura 40.

Las figuras 43A, 43B y 43C muestran todavía otra realización del cartucho de tinta 180.

Las figuras 44A, 44B y 44C muestran todavía otra realización del cartucho de tinta 180.

Las figuras 45A, 45B, 45C y 45D muestran todavía otra realización del cartucho de tinta 180.

Las figuras 46A, 46B y 46C muestran otras realizaciones del cartucho de tinta 180 mostrado en la figura 45C.

Las figuras 47A, 47B, 47C y 47D muestran todavía otra realización del cartucho de tinta que usa el módulo 100.

La figura 48 muestra un ejemplo en el que la cavidad con abertura está compuesta por una parte cóncava del elemento de base.

La figura 49 muestra una cavidad con abertura a modo de ejemplo compuesta por una parte cóncava prevista en una sección de pared del cartucho de tinta.

Las figuras 50A y 50B ilustran aspectos ventajosos obtenidos cuando las cavidades con abertura son de una forma cónica y de una forma escalonada, respectivamente.

La figura 51 muestra una ranura de comunicación a modo de ejemplo prevista adecuadamente en la periferia de la cavidad.

La figura 52 muestra una ranura de comunicación a modo de ejemplo prevista adecuadamente en la periferia de la cavidad.

La figura 53 muestra una estructura a modo de ejemplo en la que el módulo está insertado en el orificio pasante del cartucho de tinta de una manera estrechamente acoplada.

Las figuras 54A y 54B muestran estructuras a modo de ejemplo en las que la cavidad está prevista en la proximidad cercana del elemento de absorción.

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La figura 55 muestra una estructura a modo de ejemplo en la que el elemento de absorción está previsto dentro de la cavidad.

La figura 56 muestra una estructura en la que el dispositivo piezoeléctrico se monta rompiendo a través de una parte delgada de la pared del depósito.

La figura 57 muestra una estructura en la que el elemento de absorción está dispuesto dentro de la cavidad.

La figura 58 muestra una estructura a modo de ejemplo de un caso en el que se implementa la presente invención para un cartucho de tinta de tipo exterior al carro.

Descripción de las realizaciones preferidas

La invención se describirá ahora basándose en realizaciones preferidas, que no pretenden limitar el alcance de la presente invención, sino mostrar a modo de ejemplo la invención. Todas las características y las combinaciones de las mismas descritas en la realización no son necesariamente esenciales para la invención.

El concepto básico de la presente invención es detectar un estado del líquido dentro de un depósito de líquido utilizando los fenómenos de vibración. El estado del líquido incluye si el depósito de líquido está vacío de líquido o no, la cantidad del líquido, el nivel del líquido, los tipos del líquido y la combinación de líquidos. Se consideran varios métodos específicos que realizan la detección del estado del líquido dentro del depósito de líquido utilizando fenómenos de vibración. Por ejemplo, se considera un método en el que se detectan el medio y el cambio de su estado dentro del depósito de líquido de tal manera que un medio de generación de ondas elásticas genera una onda elástica dentro del depósito de líquido, y entonces se captura la onda reflejada que por tanto se refleja mediante la superficie del líquido o una pared dispuesta contraria a la misma. Hay otro método en el que se detecta un cambio de impedancia acústica mediante las características de vibración de un objeto que vibra. Como método que utiliza el cambio de la impedancia acústica, se hace vibrar una parte de vibración de un dispositivo piezoeléctrico o un actuador que tiene un elemento piezoeléctrico en el mismo. Después, se detecta una frecuencia resonante o una amplitud de la forma de onda de fuerza contraelectromotriz midiendo la fuerza contraelectromotriz que se produce por la vibración residual que queda en la parte de vibración, de manera que se detecta el cambio de la impedancia acústica. Como otro método que utiliza el cambio de la impedancia acústica, se mide la característica de impedancia o la característica de admitancia del líquido mediante un aparato de medición tal como un analizador de impedancia y un circuito de transmisión, de modo que se mide el cambio de un valor de corriente o de un valor de voltaje, o el cambio del valor de corriente o el valor de voltaje debido a la frecuencia producida por la vibración proporcionada al líquido. Los principios de funcionamiento de los medios de generación de ondas elásticas y el dispositivo piezoeléctrico o actuador se describirán en una etapa posterior.

En la presente realización, la presente invención se aplica a la tecnología en la que detectar el estado de consumo de tinta dentro del depósito de tinta. El estado de consumo de la tinta se detecta mediante el elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico emite una señal correspondiente al estado de consumo de tina, mediante la conversión entre energía eléctrica y energía de vibración.

Como principio de detección, se utiliza la impedancia acústica. Preferiblemente, se detecta y se obtiene un estado de vibración residual después de que el elemento piezoeléctrico genera vibración, a partir de una señal de salida del elemento piezoeléctrico. La vibración residual cambia dependiendo de la cantidad de tinta en su periferia. Esto se basa en el cambio de la impedancia acústica correspondiente al estado de consumo de tinta. Por tanto, el estado de consumo se detecta utilizando el hecho de que el estado de vibración residual cambia dependiendo del estado de consumo de tinta.

Según otro principio de detección, el elemento piezoeléctrico genera la onda elástica a través de una abertura de la cavidad y emite una señal en respuesta a la onda reflejada que se refleja a través de la cavidad con abertura. Por tanto, se detecta el cambio de la onda reflejada según el estado de consumo de tinta. Puede determinarse cómo desempeña su papel el elemento piezoeléctrico en el transcurso de la detección del estado de consumo de tinta según las especificaciones del cartucho de tinta y una exactitud de la medición requerida.

El elemento piezoeléctrico está previsto en una posición del líquido en un estado de consumo de tinta predeterminado dirigido por la detección. De ese modo, puede detectarse si la tinta ha pasado o no la posición del líquido.

El elemento piezoeléctrico está formado sobre un elemento de base. En la presente realización, la cavidad con abertura está prevista, en particular, en el elemento de base. La cavidad con abertura está prevista en una posición contraria al elemento piezoeléctrico y está dirigida hacia una parte interior del cartucho de tinta de manera que comunica con la parte interior del cartucho de tinta. En un ejemplo, un módulo de montaje está estructurado por el dispositivo piezoeléctrico y una estructura de montaje. En particular, está prevista la cavidad con abertura en la estructura de montaje. La cavidad con abertura está dispuesta, con el módulo en el estado de montarse, en una posición dirigida hacia la parte interior del depósito de tinta de manera que comunica con la parte interior del depósito de tinta. La cavidad con abertura está colocada contraria al dispositivo piezoeléctrico, particularmente su parte de vibración. En todavía otro ejemplo, la cavidad con abertura está prevista particularmente en el depósito de tinta. La cavidad con abertura está formada de manera que la cavidad con abertura está prevista en la posición contraria al dispositivo piezoeléctrico de manera que comunica con la parte interior del depósito. La cavidad con abertura está prevista en una posición dirigida hacia la parte interior del depósito desde el dispositivo piezoeléctrico. La cavidad con abertura está colocada contraria al dispositivo piezoeléctrico, particularmente su parte de vibración.

Al proporcionar la cavidad con abertura, se obtienen las siguientes ventajas. En el estado en el que todavía no ha comenzado el consumo de tinta, la superficie del líquido de tinta es alta y, por tanto, el interior y el exterior de la cavidad con abertura se llenan con tinta. Por otra parte, cuando el consumo de tinta avanza, se reduce la superficie del líquido y entonces se expone la cavidad con abertura. Entonces, una cantidad aproximadamente constante de tinta queda en la cavidad con abertura. Dada la impedancia acústica mencionada anteriormente, el estado del dispositivo piezoeléctrico o similar difiere en estos dos estados, las señales de salida desde el elemento piezoeléctrico también difieren. Utilizando este fenómeno puede detectarse adecuadamente el estado de consumo de tinta.

Es preferible que se registre de antemano una característica detectada en el momento en que se mantiene una pequeña cantidad de tinta en la cavidad. Alternativamente, puede registrarse de antemano la característica detectada en el momento en el que la tinta está dentro y fuera de la cavidad. Naturalmente, pueden registrarse los dos estados anteriores.

Según la presente realización, tal como se describirá más adelante en detalle, la realización puede diseñarse de modo que pueda evitarse la detección errónea debida a la onda de tinta ondulada producida al proporcionar la cavidad.

Además, según la presente realización, al proporcionar la cavidad con abertura, puede reducirse el número de elementos que van a ocuparse e insertarse entre los elementos piezoeléctricos y la tinta, o puede reducirse el espesor de tales elementos, de modo que puede detectarse de manera más fiable el estado de consumo de tinta.

Por ejemplo, considerando el principio de detección que utiliza la vibración residual, debe observarse que una cantidad limitada de tinta en las proximidades del elemento piezoeléctrico es una que afecta realmente a la vibración residual. Al proporcionar esta cavidad con abertura, esta cantidad limitada de tinta se aproxima más o entra en contacto con el elemento piezoeléctrico. De ese modo, se aclara adicionalmente el cambio de la vibración residual con respecto al estado de consumo de tinta y puede detectarse el estado de consumo de tinta con fiabilidad aumentada.

En los casos que utilizan la onda elástica y la onda reflejada, proporcionar la cavidad con abertura da como resultado la transmisión favorable de la vibración entre el elemento piezoeléctrico y la tinta, de modo que puede mejorarse la capacidad de detección de tinta.

Además, según las presentes realizaciones, se usa el elemento de base en el que está prevista localmente la cavidad, por lo que la tinta puede sellarse de manera segura utilizando una forma propia del elemento de base. De ese modo, puede protegerse el elemento piezoeléctrico de la tinta. Puede evitarse eficazmente un posible daño en el estado de aislamiento del elemento piezoeléctrico mediante la tinta que tiene conductividad en la misma.

A continuación en el presente documento se describirán las presentes realizaciones en detalle con referencia a los dibujos. En primer lugar, se describirá un elemento fundamental de tecnología que detecta el consumo de tinta basándose en la vibración usando el elemento piezoeléctrico, y le seguirán diversas aplicaciones de una tecnología de detección de este tipo. Durante el transcurso de la descripción de las mismas, se describirá un dispositivo de detección con cavidad que caracteriza la presente realización junto con otra variación del mismo. Las figuras 28A - 28C muestran un ejemplo típico del cartucho de tinta con la cavidad. Además, a modo de dispositivo de detección de líquido, se muestran un actuador (mostrado normalmente en las figuras 20A - 20C, número de referencia 106) y un medio de generación de ondas elásticas (mostrado normalmente en la figura 1, número de referencia 3). Sin embargo, éstas son simplemente unas de las realizaciones para el dispositivo de detección de líquido. Por ejemplo, el dispositivo de detección de líquido puede estructurarse de manera que se implementen otros componentes además del actuador, o que se extraigan algunos de los componentes del actuador.

La figura 1 es una vista en sección transversal de un ejemplo de un cartucho de tinta para su uso con un único color, por ejemplo, la tinta negra. En el cartucho de tinta mostrado en la figura 1, el método de detección implementado se basa en un método, entre los métodos descritos anteriormente, en el que se detecta la posición de la superficie del líquido en el depósito de líquido y si el líquido está vacío o no recibiendo la onda reflejada de la onda elástica. Como medio para generar y recibir la onda elástica, se utiliza un medio de generación de ondas elásticas 3. Un acceso de suministro de tinta 2 que entra en contacto con una aguja de suministro de tinta del aparato de registro de una manera sellada está previsto en un depósito 1 que aloja la tinta. En una parte exterior de una cara inferior 1a del depósito 1, se monta el medio de generación de ondas elásticas 3 de manera que la onda elástica puede comunicarse, a través del depósito, con la tinta dentro del depósito. Con el fin de que en una fase en la que la tinta K está casi agotada, es decir en el momento en el que la tinta llega a un estado de tinta acabada, la transferencia de la onda elástica pueda cambiar del líquido al gas, el medio de generación de ondas elásticas 3 está previsto en una posición ligeramente ascendente desde el acceso de suministro de tinta 2. Además, puede estar previsto en cambio de manera separada un medio de recepción de ondas elásticas, de modo que el medio de generación de ondas elásticas 3 se usa únicamente como un medio de generación de ondas elásticas.

Un anillo de empaquetadura 4 y un cuerpo de válvula 6 están previstos en el acceso de suministro de tinta 2. En referencia a la figura 3, el anillo de empaquetadura 4 está acoplado con la aguja de suministro de tinta 32 que comunica con un cabezal de registro 31, de una manera estanca a los fluidos. El cuerpo de válvula 6 está en contacto de manera constante y elástica contra el anillo de empaquetadura 4 a modo de un muelle 5. Cuando se inserta la aguja de suministro de tinta 32, el cuerpo de válvula 6 se presiona mediante la aguja de suministro de tinta 32 de manera que se abre un conducto de tinta, de modo que se suministra tinta dentro del depósito 1 al cabezal de registro 31 a través del acceso de suministro de tinta 2 y la aguja de suministro de tinta 32. Sobre una pared superior del depósito 1, se monta un medio de memoria de semiconductor 7 que almacena datos sobre la tinta dentro del cartucho de tinta.

La figura 2 es una vista en perspectiva del cartucho de tinta que almacena diversos tipos de tintas, observado desde un lado trasero del mismo. Un depósito 8 está dividido mediante paredes de división en tres cámaras de tinta 9, 10 y 11. Los accesos de suministro de tinta 12, 13 y 14 están formados por las respectivas cámaras de tinta. En una cara inferior 8a de las respectivas cámaras de tinta 9, 10 y 11, se montan los respectivos medios de generación de ondas elásticas 15, 16 y 17 de modo que pueden transferirse las ondas elásticas a la tinta alojada en cada cámara de tinta a través del depósito.

La figura 3 es una vista en sección transversal que muestra un ejemplo de una parte principal del aparato de registro de chorro de tinta adecuado para el cartucho de tinta mostrado en la figura 1 y la figura 2. Un carro 30 que puede realizar un movimiento de vaivén en la dirección de la anchura del papel de registro está equipado con una unidad de subtanque 33, mientras que el cabezal de registro 31 está previsto en una cara inferior de la unidad de subtanque 33. Además, la aguja de suministro de tinta 32 está prevista en un lado de cara de montaje del cartucho de tinta de la unidad de subtanque 33.

La figura 4 es una vista en sección transversal detallada de una unidad de subtanque 33. La unidad de subtanque 33 comprende la aguja de suministro de tinta 32, la cámara de tinta 34, una válvula flexible 36 y un filtro 37. En la cámara de tinta 34, se aloja la tinta que se suministra desde el cartucho de tinta a través de la aguja de suministro de tinta 32. La válvula flexible 36 está diseñada de modo que la válvula flexible 36 se abra y se cierre por medio de la diferencia de presión entre la cámara de tinta 34 y el conducto de suministro de tinta 35. La unidad de subtanque 33 está construida de modo que el conducto de suministro de tinta 35 comunica con el cabezal de registro 31 de modo que la tinta puede suministrarse hasta el cabezal de registro 31.

En referencia a la figura 3, cuando el acceso de suministro de tinta 2 del depósito 1 se inserta a través de la aguja de suministro de tinta 32 de la unidad de subtanque 33, el cuerpo de válvula 6 se retira contra el muelle 5, de modo que se forma un conducto de tinta y la tinta dentro del depósito 1 fluye hacia la cámara de tinta 34. En una fase en la que la cámara de tinta 34 está llena de tinta, se aplica una presión negativa a una abertura de boquilla del cabezal de registro 31 de manera que se llena el cabezal de registro con tinta. Después, se realiza la operación de registro.

Cuando la tinta se consume en el cabezal de registro 31 mediante la operación de registro, disminuye la presión aguas abajo de la válvula flexible 36. Entonces, la válvula flexible 36 se coloca lejos de un cuerpo de válvula 38 de manera que se abre. Cuando se abre la válvula flexible 36, la tinta en la cámara de tinta 34 fluye hacia el cabezal de registro 31 a través del conducto de tinta 35. Acompañada por la tinta que ha fluido hacia el cabezal de registro 31, la tinta en el depósito 1 fluye hacia la unidad de subtanque 33 a través de la aguja de suministro de tinta 32.

Mientras que el aparato de registro está funcionando, se suministra una señal de accionamiento al medio de generación de ondas elásticas 3 en un momento de detección que se fija de antemano, por ejemplo, en un cierto periodo de tiempo. La onda elástica generada por el medio de generación de ondas elásticas 3 se transfiere a la tinta propagándose a través de la cara inferior 1a del depósito 1 de manera que se propaga hasta la tinta.

Mediante la adhesión del medio de generación de ondas elásticas 3 al depósito 1, al propio cartucho de tinta se le proporciona una capacidad de detección de la cantidad de tinta que queda. Según el presente ejemplo, dado que un proceso de incrustar electrodos para su uso en la detección de la superficie del líquido es innecesario en el transcurso de la formación del depósito 1, puede simplificarse un proceso de moldeo por inyección y puede evitarse la fuga del líquido de un lugar en el que los electrodos están incrustados supuestamente, mejorando así la fiabilidad del cartucho de tinta.

Las figuras 5(I) - 5(V) muestran métodos de fabricación de los medios de generación de ondas elásticas 3, 15, 16 y 17. Una placa de base 20 está formada por material tal como la cerámica resistente a la cocción. En referencia a la figura 5(I), en primer lugar, una capa de material conductor 21 que se convierte en un electrodo en un lado está formada sobre la placa de base 20. A continuación, en referencia a la figura 5(II), una lámina en bruto 22 que sirve como material piezoeléctrico está colocada sobre la capa de material conductor 21. A continuación, en referencia a la figura 5(III), la lámina en bruto 22 está formada con una forma predeterminada mediante un procesamiento de prensa o similar y se le da la forma de un vibrador y se seca al aire. Después, se realiza la cocción sobre la lámina en bruto 22 a una temperatura de cocción de, por ejemplo, 1200ºC. A continuación, en referencia a la figura 5(IV), se forma una capa de material conductor 23 que sirve como otro electrodo sobre la superficie de la lámina en bruto 22 de manera que se polariza de una manera oscilable-de flexión. Finalmente, en referencia a la figura 5(V), la placa de base 20 se corta a lo largo de cada elemento. Mediante la fijación de la placa de base 20 en una cara predeterminada del depósito 1 mediante el uso de adhesivo o similar, puede fijarse el medio de generación de ondas elásticas 3 sobre la cara predeterminada del depósito y se completa el cartucho de tinta que tiene una función incorporada que detecta la cantidad de tinta que queda.

La figura 6 muestra otro ejemplo del medio de generación de ondas elásticas 3 mostrado en la figura 5. En el ejemplo mostrado en la figura 5, la capa de material conductor 21 se usa como un electrodo de conexión. Por otra parte, en el ejemplo mostrado en la figura 6, se forman terminales de conexión 21a y 23a mediante una soldadura en una posición superior a la de la superficie de la capa de material piezoeléctrico compuesta por la lámina en bruto 22. Al proporcionar los terminales de conexión 21a y 23a, el medio de generación de ondas elásticas 3 puede montarse directamente en la placa de circuito, de modo que puede evitarse la conexión ineficaz tal como una mediante hilos conductores.

Ahora, la onda elástica es un tipo de onda que puede propagarse a través de gas, líquido y sólido como medio. Por tanto, la longitud de onda, la amplitud, la fase, la frecuencia, la dirección de propagación y la velocidad de propagación de la onda elástica cambian basándose en el cambio del medio en cuestión. Por otra parte, el estado y la característica de la onda reflejada de la onda elástica cambian según el cambio del medio. Por tanto, utilizando la onda reflejada que cambia basándose en el cambio del medio a través del cual se propaga la onda elástica, puede observarse el estado del medio. En un caso en el que tiene que detectarse el estado del líquido dentro del depósito de líquido mediante este método, se usará por ejemplo un transmisor-receptor de ondas elásticas. Esto va a explicarse haciendo referencia a los ejemplos mostrados en las figuras 1 - 3. En primer lugar, el transmisor-receptor emite la onda elástica al medio, por ejemplo, el líquido o el depósito de líquido. Entonces, la onda elástica se propaga a través del medio y llega a la superficie del líquido. Dado que se forma un límite entre el líquido y el gas sobre la superficie del líquido, la onda reflejada se devuelve al transmisor-receptor. El transmisor-receptor recibe la onda reflejada. Puede medirse una distancia entre la superficie del líquido y un transmisor o receptor basándose en un tiempo de desplazamiento global de la onda reflejada, o en un factor de amortiguación de las amplitudes de la onda elástica generada por el transmisor y la onda reflejada reflejada sobre la superficie del líquido, etc. Utilizando esto, puede detectarse el estado del líquido dentro del depósito de líquido. El medio de generación de ondas elásticas 3 puede usarse como una unidad única del transmisor-receptor en el método que utiliza la onda reflejada basándose en el cambio del medio a través del cual se propaga la onda elástica, o puede montarse en el mismo un receptor proporcionado por separado.

Tal como se describió anteriormente, en la onda elástica, generada por el medio de generación de ondas elásticas 3, que se propaga a través del líquido de tinta, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada que se produce sobre la superficie del líquido de tinta hasta llegar al medio de generación de ondas elásticas 3 varía dependiendo de la densidad del líquido de tinta y el nivel de líquido. Por tanto, si se fija la composición de la tinta, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada que se produce en la superficie del líquido de tinta varía dependiendo de la cantidad de tinta. Por tanto, puede detectarse la cantidad de tinta mediante la detección del periodo de tiempo durante el que el medio de generación de ondas elásticas 3 genera la onda elástica y luego la onda reflejada desde la superficie de la tinta llega al medio de generación de ondas elásticas 3. Además, la onda elástica hace vibrar las partículas contenidas en la tinta. Por tanto, en un caso de uso de tinta de tipo pigmento que usa pigmento como agente colorante, la onda elástica contribuye a evitar la precipitación del pigmento o similar.

Al proporcionar el medio de generación de ondas elásticas 3 en el depósito 1, cuando la tinta del cartucho de tinta se aproxima (disminuye hasta) un estado de tinta acabada y el medio de generación de ondas elásticas 3 ya no puede recibir la onda reflejada, se evalúa como tinta casi acabada y, por tanto, puede dar la indicación de sustituir el cartucho.

La figura 7 muestra un cartucho de tinta según otro ejemplo. Diversos medios de generación de ondas elásticas 41 - 44 están previstos en la pared lateral del depósito 1, espaciados a un intervalo variable entre sí en la dirección vertical. En el cartucho de tinta mostrado en la figura 7, puede detectarse si está presente o no la tinta a los niveles de montaje de los respectivos medios de generación de ondas elásticas 41 - 44 mediante si está presente o no la tinta en posiciones respectivas de los medios de generación de ondas elásticas 41 - 44. Por ejemplo, supongamos que el nivel de líquido de tinta está en un punto entre los medios de generación de ondas elásticas 44 y 43. Entonces, el medio de generación de ondas elásticas 44 detecta y evalúa que la tinta está vacía mientras que los medios de generación de ondas elásticas 41, 42 y 43 detectan y evalúan respectivamente que la tinta está presente. Por tanto, puede saberse que el nivel de líquido de tinta se encuentra en un nivel entre los medios de generación de ondas elásticas 44 y 43. Por tanto, al proporcionar los diversos medios de generación de ondas elásticas 41 - 44 se hace posible detectar la cantidad de tinta que queda de una manera paso a paso.

La figura 8 y la figura 9 muestran cartuchos de tinta según todavía otros ejemplos. En un ejemplo mostrado en la figura 8, se monta un medio de generación de ondas elásticas 65 en una cara inferior 1a formada inclinada en la dirección vertical. En una realización mostrada en la figura 9, un medio de generación de ondas elásticas 66 de una forma alargada en la dirección vertical está previsto en las proximidades de la cara inferior de una pared lateral 1b.

Según los ejemplos mostrados en la figura 8 y la figura 9, cuando parte de los medios de generación de ondas elásticas 65 y 66 quedan expuestos desde la superficie del líquido, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada y la impedancia acústica de las ondas elásticas generadas por el medio de generación de ondas elásticas 65 cambian continuamente correspondiendo al cambio (\Deltah1, \Deltah2) de la superficie del líquido. Por tanto, puede detectarse con exactitud el proceso desde el estado de tinta casi acabada hasta el estado de tinta acabada de la cantidad de tinta que queda mediante la detección del grado de cambio en el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada o la impedancia acústica de las ondas elásticas.

En los ejemplos anteriores, se ha realizado la descripción mostrando a modo de ejemplo el cartucho de tinta de un tipo en el que la tinta se almacena directamente en el depósito de líquido. Como todavía otro ejemplo del cartucho de tinta, los medios de generación de ondas elásticas descritos anteriormente pueden montarse sobre un cartucho de tinta de otro tipo en el que el depósito 1 se carga con un elemento elástico poroso y el elemento elástico poroso se impregna con la tinta líquida. Aunque en los ejemplos anteriores se usa un vibrador piezoeléctrico de tipo oscilante-de flexión de manera que suprime el aumento de tamaño del cartucho, también puede usarse un vibrador piezoeléctrico del tipo que vibra verticalmente. En los ejemplos anteriores, la onda elástica se transmite y se recibe mediante un mismo medio de generación de ondas elásticas. En todavía otro ejemplo, los medios de generación de ondas elásticas pueden proporcionarse por separado tal como uno para su uso para transmitir la onda elástica y otro para recibir la onda elástica, de manera que se detecte la cantidad de tinta que queda.

La figura 10 muestra un cartucho de tinta según todavía otro ejemplo. Diversos medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c sobre la cara inferior 1a formada inclinada en la dirección vertical separados a un intervalo están previstos en el depósito 1. Según el presente ejemplo, el tiempo de llegada (tiempo de desplazamiento) de las ondas reflejadas de las ondas elásticas a los respectivos medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c en las posiciones de montaje respectivas de los medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c difiere dependiendo de si está presente o no la tinta en las posiciones respectivas de los diversos medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c. Por tanto, puede detectarse si está presente o no la tinta en los niveles de posición montados respectivos de los medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c mediante la exploración de cada medio de generación elástico (65a, 65b y 65c) y mediante la detección del tiempo de desplazamiento de la onda reflejada de la onda elástica en los medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c. Por consiguiente, puede detectarse la cantidad de tinta que queda de una manera paso a paso. Por ejemplo, supongamos que el nivel de líquido de tinta está en un punto entre los medios de generación de ondas elásticas 65b y 65c. Entonces, el medio de generación de ondas elásticas 65c detecta y evalúa que la tinta está vacía mientras que los medios de generación de ondas elásticas 65a y 65b detectan y evalúan respectivamente que la tinta está presente. Mediante la evaluación global de estos resultados, llega a saberse que el nivel de líquido de tinta se encuentra en un nivel entre los medios de generación de ondas elásticas 65b
y 65c.

La figura 11 muestra un cartucho de tinta según todavía otro ejemplo. En el cartucho de tinta mostrado en la figura 11, una placa de flotamiento 67 unida a un flotador 68 cubre la superficie del líquido de tinta con el fin de aumentar la intensidad de la onda reflejada desde la superficie del líquido. La placa de flotamiento 67 está formada por material que tiene alta impedancia acústica en el mismo y es resistente a la tinta, tal como una placa de cerámica.

La figura 12A y la figura 12B muestran otros ejemplos del cartucho de tinta mostrado en la figura 11. En el cartucho de tinta mostrado en las figuras 12A y 12b, similar al mostrado en la figura 11, una placa de flotamiento 67 unida a un flotador 68 cubre la superficie del líquido de tinta con el fin de aumentar la intensidad de la onda reflejada desde la superficie del líquido. En referencia a la figura 12A, el medio de generación de ondas elásticas 65 se fija sobre la cara inferior 1a formada inclinada en la dirección vertical. Cuando la cantidad de tinta que queda se vuelve escasa y, por tanto, el medio de generación de ondas elásticas 65 se queda expuesto desde la superficie del líquido, cambia el tiempo de llegada de la onda reflejada de las ondas elásticas generadas por el medio de generación de ondas elásticas 65 al medio de generación de ondas elásticas 65, por lo que puede detectarse si la tinta está presente o no en los niveles de posición de montaje del medio de generación de ondas elásticas 65. Dado que el medio de generación de ondas elásticas 65 se monta en la cara inferior 1a formada inclinada en la dirección vertical, todavía queda una pequeña cantidad de tinta incluso una vez que el medio de generación de ondas elásticas 65 detecta y evalúa que la tinta está vacía. Por tanto, puede detectarse la cantidad de tinta que queda en un punto de tinta casi acabada.

En referencia a la figura 12B, diversos medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c sobre la cara inferior 1a formada inclinada en la dirección vertical separados a un intervalo están previstos en el depósito 1. Según el presente ejemplo mostrado en la figura 12B, el tiempo de llegada (tiempo de desplazamiento) de las ondas reflejadas de las ondas elásticas en los respectivos medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c en las posiciones de montaje respectivas de los medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c difiere dependiendo de si la tinta está presente o no en las posiciones respectivas de los diversos medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c. Por tanto, puede detectarse si la tinta está presente o no en los niveles de posición montados respectivos de los medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c mediante la exploración de cada medio de generación elástico (65a, 65b y 65c) y mediante la detección del tiempo de desplazamiento de la onda reflejada de la onda elástica en los medios de generación de ondas elásticas 65a, 65b y 65c. Por ejemplo, supongamos que el nivel de líquido de tinta está en un punto entre los medios de generación de ondas elásticas 65b y 65c. Entonces, el medio de generación de ondas elásticas 65c detecta y evalúa que la tinta está vacía mientras que los medios de generación de ondas elásticas 65a y 65b detectan y evalúan respectivamente que la tinta está presente. Mediante la evaluación global de estos resultados, llega a saberse que el nivel de líquido de tinta se encuentra en un nivel entre los medios de generación de ondas elásticas 65b y 65c.

La figura 13A y la figura 13B muestran cartuchos de tinta según todavía otro ejemplo. En el cartucho de tinta mostrado en la figura 13A, un elemento de absorción de tinta 74 está dispuesto de una manera tal que al menos parte del elemento de absorción de tinta 74 está dispuesto contrario a un orificio pasante 1c previsto dentro del depósito 1. Un medio de generación de ondas elásticas 70 se fija a la cara inferior 1a del depósito 1 de manera que el medio de generación de ondas elásticas 70 está colocado contrario al orificio pasante 1c. En el cartucho de tinta mostrado en la figura 13B, un elemento de absorción de tinta 75 está dispuesto de una manera tal que el elemento de absorción de tinta 75 está dispuesto contrario a una ranura 1h formada de manera que comunica con el orificio pasante 1c.

Según el presente ejemplo mostrado en las figuras 13A y 13B, cuando la tinta se ha consumido y entonces los elementos de absorción de tinta 74 y 75 quedan expuestos desde la tinta, la tinta en los elementos de absorción de tinta 74 y 75 fluye hacia el exterior mediante su peso muerto, de modo que la tinta se suministra al cabezal de registro 31. Cuando la tinta está agotada, los elementos de absorción de tinta 74 y 75 absorben la tinta que queda en el orificio pasante 1c, de modo que la tinta se descarga completamente de una parte cóncava del orificio pasante 1c. De ese modo, el estado de la onda reflejada de la onda elástica generada por el medio de generación de ondas elásticas 70 cambia en el momento del estado de tinta acabada, por lo que puede detectarse adicionalmente de manera fiable el estado de tinta acabada.

Las figuras 14A, 14B y 14C muestran vistas en planta del orificio pasante 1c según otro ejemplo. Tal como se muestra respectivamente en las figuras 14A, 14B y 14C, la forma plana del orificio pasante 1c puede ser de formas arbitrarias siempre que los medios de generación de ondas elásticas puedan montarse en el mismo.

Las figuras 15A y 15B muestran secciones transversales del aparato de registro de chorro de tinta según todavía otro ejemplo. La figura 15A muestra una sección transversal del aparato de registro de chorro de tinta solo. La figura 15B es una sección transversal del aparato de registro de chorro de tinta en el que se monta el cartucho de tinta 272. Un carro 250 que puede realizar un movimiento de vaivén en la dirección de la anchura del papel de registro de chorro de tinta incluye un cabezal de registro 252 en una cara inferior del mismo. El carro 250 incluye una unidad de subtanque 256 en una cara superior del cabezal de registro 252. La unidad de subtanque 256 tiene una estructura similar a la mostrada en la figura 6. La unidad de subtanque 256 tiene una aguja de suministro de tinta 254 orientada hacia un lado de montaje del cartucho de tinta 272. En el carro 250, está prevista una parte convexa 258 de una manera tal que la parte convexa 258 está dispuesta contraria a una parte inferior del cartucho de tinta 272 y en una zona sobre la que el cartucho de tinta 272 va a montarse. La parte convexa 258 incluye un medio de generación de ondas elásticas 260 tal como el vibrador piezoeléctrico.

Las figuras 16A y 16B muestran un ejemplo del cartucho de tinta adecuado para el aparato de registro mostrado en las figuras 15A y 15B. La figura 16A muestra una realización del cartucho de tinta para su uso con un único color, por ejemplo, el color negro. El cartucho de tinta 272 según el presente ejemplo, comprende un depósito que aloja tinta y un acceso de suministro de tinta 276 que entra en contacto con una aguja de suministro de tinta 254 del aparato de registro de una manera sellada. En el depósito 274, se proporciona la parte cóncava 278, colocada en una cara inferior 274a, que va a acoplarse con la parte convexa 258. La parte cóncava 278 aloja material de transferencia de ultrasonidos tal como material gelificado.

El acceso de suministro de tinta 276 incluye un anillo de empaquetadura 282, un cuerpo de válvula 286 y un muelle 284. El anillo de empaquetadura 282 está acoplado con la aguja de suministro de tinta 254 de una manera estanca a los fluidos. El cuerpo de válvula 286 está en contacto de manera constante y elástica contra el anillo de empaquetadura 282 a modo del muelle 284. Cuando se inserta la aguja de suministro de tinta 254 en el acceso de suministro de tinta 276, el cuerpo de válvula 286 se presiona mediante la aguja de suministro de tinta 254 de manera que se abre un conducto de tinta. Sobre una pared superior del depósito 274, hay montado un medio de memoria de semiconductor 288 que almacena datos sobre la tinta dentro del cartucho de tinta etc.

La figura 16B muestra un ejemplo del cartucho de tinta que aloja diversos tipos de tinta. Un depósito 290 está dividido mediante paredes de división en diversas zonas, que son, tres cámaras de tinta 292, 294 y 296. Las cámaras de tinta 292, 294 y 296 tienen accesos de suministro de tinta 298, 300 y 302, respectivamente. En la zona contraria a las cámaras de tinta 292, 294 y 296 respectivas en la cara inferior 290a del depósito 290, el material gelificado 304 y 306 para propagar las ondas elásticas generadas por el medio de generación de ondas elásticas 260 está alojado en partes cóncavas con forma cilíndrica 310, 312 y 314.

En referencia a la figura 15B, cuando el acceso de suministro de tinta 276 del cartucho de tinta 272 se inserta a través de la aguja de suministro de tinta 254 de la unidad de subtanque 256, el cuerpo de válvula 286 se retira contra el muelle 284, de modo que se forma un conducto de tinta y la tinta dentro del cartucho de tinta 272 fluye hacia el interior de la cámara de tinta 262. En una fase en la que la cámara de tinta 262 está llena de tinta, se aplica una presión negativa a una abertura de boquilla del cabezal de registro 252 de manera que se llena el cabezal de registro con tinta. Después, se realiza la operación de registro. Cuando se consume la tinta en el cabezal de registro 252 mediante la operación de registro, disminuye la presión aguas abajo de una válvula flexible 266. Entonces, la válvula flexible 266 se coloca lejos de un cuerpo de válvula 270 de manera que se abre. Cuando se abre la válvula flexible 36, la tinta en la cámara de tinta 262 fluye hacia el cabezal de registro 252 a través del conducto de tinta 35. Acompañada por la tinta que ha fluido hacia el cabezal de registro 252, la tinta en el cartucho de tinta 272 fluye hacia la unidad de subtanque 256.

Mientras el aparato de registro está funcionando, se suministra una señal de accionamiento al medio de generación de ondas elásticas 260 en un momento de detección que se fija de antemano, por ejemplo, en un cierto periodo de tiempo. La onda elástica generada por el medio de generación de ondas elásticas 260 se irradia desde la parte convexa 258 y se transfiere a la tinta dentro del cartucho de tinta 272 propagándose a través del material gelificado 280 en la cara inferior 274a del cartucho de tinta 272. Aunque el medio de generación de ondas elásticas 260 está previsto en el carro 250 en la figuras 15A y 15B, el medio de generación de ondas elásticas 260 puede estar previsto dentro de la unidad de subtanque 256.

Dado que la onda elástica generada por el medio de generación de ondas elásticas 260 se propaga a través del líquido de tinta, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada que se produce sobre la superficie del líquido de tinta hasta llegar al medio de generación de ondas elásticas 260 varía dependiendo de la densidad del líquido de tinta y el nivel de líquido. Por tanto, si se fija la composición de tinta, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada que se produce en la superficie del líquido de tinta varía dependiendo de la cantidad de tinta. Por tanto, puede detectarse la cantidad de tinta mediante la detección de la duración de tiempo durante la cual llega la onda reflejada al medio de generación de ondas elásticas 260 desde la superficie del líquido de tinta cuando se excita la superficie del líquido de tinta por el medio de generación de ondas elásticas 260. Además, la onda elástica generada por el medio de generación de ondas elásticas 260 hace vibrar las partículas contenidas en la tinta. Por tanto, en un caso de uso de tinta de tipo pigmento que usa pigmento como agente colorante, la onda elástica contribuye a evitar la precipitación del pigmento o similar.

Tras la operación de impresión y la operación de mantenimiento o similar y cuando la tinta del cartucho de tinta se aproxima (disminuye hasta) un estado de tinta acabada y el medio de generación de ondas elásticas 260 ya no puede recibir la onda reflejada incluso después de que el medio de generación de ondas elásticas envía la onda elástica, se evalúa que la tinta está en un estado de tinta casi acabada y por tanto esta evaluación puede dar una indicación para sustituir el cartucho de nuevo. Además, cuando el cartucho de tinta 272 no está montado de manera apropiada en el carro 250, la forma de la onda elástica desde el medio de generación elástico 260 cambia de una manera extrema. Usando esto, puede emitirse una alerta a un usuario en el caso de que se detecte el cambio extremo en la onda elástica, de manera que se induzca al usuario para que compruebe el cartucho de tinta 272.

El tiempo de desplazamiento de la onda reflejada de la onda elástica generada por el medio de generación de ondas elásticas 260 se ve afectado por la densidad de tinta alojada en el depósito 274. Dado que la densidad de tinta puede diferir por el tipo de tinta usado, se almacenan datos sobre los tipos de tinta en un medio de memoria de semiconductor 288, de modo que puede fijarse una secuencia de detección basándose en los datos y por tanto puede detectarse con mayor exactitud la cantidad de tinta que queda.

La figura 17 muestra un cartucho de tinta 272 según todavía otro ejemplo. En el cartucho de tinta 272 mostrado en la figura 17, la cara inferior 274a se forma como una pendiente en la dirección vertical.

En el cartucho de tinta 272 mostrado en la figura 17, cuando la cantidad de tinta que queda se vuelve baja y parte de un área de irradiación del medio de generación de ondas elásticas 260 queda expuesta desde la superficie del líquido, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada de las ondas elásticas generadas por el medio de generación de ondas elásticas 260 cambia continuamente correspondiendo al cambio \Deltah1 de la superficie del líquido. \Deltah1 indica un cambio de la altura de la cara inferior 274a en ambos extremos del material gelificado 280. Por tanto, el proceso desde el estado de tinta casi acabada hasta el estado de tinta acabada de la cantidad de tinta que queda puede detectarse con exactitud mediante la detección del grado de cambio en el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada del medio de generación de ondas elásticas 260.

La figura 18 muestra un cartucho de tinta 272 y un aparato de registro de chorro de tinta según todavía otro ejemplo. El aparato de registro de chorro de tinta mostrado en la figura 18 incluye una parte convexa 258' en una cara lateral 274b en un lado de acceso de suministro de tinta 276 del cartucho de tinta 272. La parte convexa 258' incluye un medio de generación de ondas elásticas 260'. Está previsto material gelificado 280' en la cara lateral 274b del cartucho de tinta 272 de manera que se acopla con la parte convexa 258'. Según el cartucho de tinta 272 mostrado en la figura 18, cuando la cantidad de tinta que queda está volviéndose baja y parte de un área de irradiación del medio de generación de ondas elásticas 260' queda expuesta desde la superficie del líquido, el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada de las ondas elásticas generadas por el medio de generación de ondas elásticas 260' y la impedancia acústica cambia continuamente correspondiendo con el cambio \Deltah2 de la superficie del líquido. \Deltah2 indica una diferencia en la altura de ambos extremos del material gelificado 280'. Por tanto, el proceso desde el estado de tinta casi acabada hasta el estado de tinta acabada de la cantidad de tinta que queda puede detectarse con exactitud mediante la detección del grado de cambio en el tiempo de desplazamiento de la onda reflejada del medio de generación de ondas elásticas 260 o el cambio en la impedancia acústica.

En los ejemplos anteriores, se ha realizado la descripción mostrando a modo de ejemplo el cartucho de tinta de un tipo en el que la tinta se almacena directamente en el depósito de líquido 274. Como todavía otro ejemplo del cartucho de tinta, puede aplicarse el medio de generación de ondas elásticas 260 descrito anteriormente a un cartucho de tinta de otro tipo en el que el depósito 274 se carga con un elemento elástico poroso y el elemento elástico poroso se impregna con la tinta. En los ejemplos anteriores, la onda elástica se transmite y se recibe por el mismo medio de generación de ondas elásticas 260 y 260' en el que se detecta la cantidad de tinta que queda basándose en la onda reflejada en la superficie del líquido. Como todavía otro ejemplo, el medio de generación de ondas elásticas 260 puede proporcionarse por separado como uno para su uso en la transmisión de la onda elástica y otro para recibir la onda elástica, de manera que se detecta la cantidad de tinta que queda.

La figura 19 muestra todavía otro ejemplo del cartucho de tinta 272 mostrado en la figura 16. Una placa de flotamiento 316 unida a un flotador 318 cubre el líquido de tinta con el fin de aumentar la intensidad de la onda reflejada desde la superficie del líquido de tinta. La placa de flotamiento 316 está formada preferiblemente por un material que tiene alta impedancia acústica y es resistente a la tinta, tal como cerámica o similar.

La figura 20 y la figura 21 muestran un detalle y un circuito equivalente de un actuador 106, que es una realización del dispositivo de detección de líquido de la presente invención. El actuador explicado en el presente documento se usa al menos para el método que detecta el estado de consumo de líquido en el depósito de líquido mediante la detección de un cambio en la impedancia acústica. Especialmente, el actuador se usa para el método que detecta el estado de consumo de líquido en el depósito de líquido detectando al menos el cambio en la impedancia acústica mediante la detección de la frecuencia resonante de vibración residual. La figura 20(A) es una vista en planta ampliada del actuador 106. La figura 20(B) muestra una sección transversal B-B del actuador 106. La figura 20(C) muestra una sección transversal C-C del actuador 106. La figura 21(A) y la figura 21(B) muestran un circuito equivalente del actuador 106. Cada una de la figura 21(C) y la figura 21(D) muestra el actuador 106 y alrededor del actuador 106, y el circuito equivalente del actuador 106 cuando el cartucho de tinta está lleno con una tinta. La figura 21(E) y la figura 21(F) muestran el actuador 106 y alrededor del actuador 106, y el circuito equivalente del actuador 106 cuando no hay tinta en el cartucho de tinta.

El actuador 106 incluye una placa de base 178, una placa de vibración 176, una capa piezoeléctrica 160, un electrodo superior 164 y un electrodo inferior 166, un terminal de electrodo superior 168, un terminal de electrodo inferior 170 y un electrodo suplementario 172. La placa de base 178 tiene una abertura con forma circular 161 aproximadamente en su centro. La placa de vibración 176 está prevista en una de las caras, que se denomina "lado derecho" a continuación, de la placa de base 178 tal como para cubrir la abertura 161. La capa piezoeléctrica 160 está dispuesta en el lado derecho de la superficie de la placa de vibración 176. El electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 cubren la capa piezoeléctrica 160 desde ambos lados. El terminal de electrodo superior 168 se conecta de manera eléctrica con el electrodo superior 164. El terminal de electrodo inferior 170 se conecta de manera eléctrica con el electrodo inferior 166. El electrodo suplementario 172 se dispone entre el electrodo superior 164 y el terminal de electrodo superior 168 y se conecta tanto con el electrodo superior 164 como con el terminal de electrodo superior 168. Cada uno de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 tiene una parte circular en su parte principal. Cada una de la parte circular de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 forma un elemento piezoeléctrico.

La placa de vibración 176 se forma sobre el lado derecho de la superficie de la placa de base 178 para cubrir la abertura 161. La cavidad 162 se forma por la parte de la placa de vibración 176 que está orientada hacia la abertura 161, y la abertura 161 en la superficie de la placa de base 178. La cara de la placa de base 178 que es opuesta al lado del elemento piezoeléctrico, denominado "lado posterior" a continuación, está orientada hacia el lado del depósito de líquido. La cavidad 162 se construye de manera que la cavidad 162 entra en contacto con el líquido. La placa de vibración 176 se monta sobre la placa de base 178 de manera que el líquido no se fuga al lado derecho de la superficie de la placa de base 178 aunque el líquido entre dentro de la cavidad 162.

El electrodo inferior 166 está situado en el lado derecho de la placa de vibración 176, es decir, el lado opuesto al depósito de líquido. El electrodo inferior 166 está previsto en la placa de vibración 176 de manera que el centro de la parte circular del electrodo inferior 166, que es la parte principal del electrodo inferior 166, y el centro de la abertura 161 corresponden sustancialmente. El área de la parte circular del electrodo inferior 166 se fija para que sea menor que el área de la abertura 161. La capa piezoeléctrica 160 se forma sobre el lado derecho de la superficie del electrodo inferior 166 de manera que el centro de la parte circular y el centro de la abertura 161 corresponden sustancialmente. El área de la parte circular de la capa piezoeléctrica 160 se fija para que sea menor que el área de la abertura 161 y mayor que el área de la parte circular del electrodo inferior 166.

El electrodo superior 164 se forma sobre el lado derecho de la superficie de la capa piezoeléctrica 160 de manera que el centro de la parte circular, que es una capa piezoeléctrica 160, y el centro de la abertura 161 corresponden sustancialmente. El área de la parte circular del electrodo superior 164 se fija para que sea menor que el área de la parte circular de la abertura 161 y la capa piezoeléctrica 160 y mayor que el área de la parte circular del electrodo inferior 166.

Por tanto, la parte principal de la capa piezoeléctrica 160 tiene una estructura que va a cubrirse por la parte principal del electrodo superior 164 y la parte principal del electrodo inferior cada uno desde la cara lateral derecha y la cara lateral trasera, y por tanto la parte principal de la capa piezoeléctrica 160 puede accionar eficazmente y deformar la capa piezoeléctrica 160. La parte circular, que es una parte principal de cada uno de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166, forma el elemento piezoeléctrico en el actuador 106. Tal como se explicó anteriormente, el elemento eléctrico entra en contacto con la placa de vibración. De la parte circular del electrodo superior 164, la parte circular de la capa piezoeléctrica 160, la parte circular del electrodo inferior y la abertura 161, la abertura 161 tiene el área más grande. Mediante esta estructura, la región de vibración que vibra realmente dentro de la placa de vibración se determina por la abertura 161. Además, cada una de la parte circular del electrodo superior 164 y la parte circular de la capa piezoeléctrica 160 y la parte circular del electrodo inferior tiene un área menor que el área de la abertura 161. La placa de vibración vibra fácilmente. Dentro de la parte circular del electrodo inferior 166 y la parte circular del electrodo superior 164 que conecta de manera eléctrica con la capa piezoeléctrica 160, la parte circular del electrodo inferior 166 es menor que la parte circular del electrodo superior 164. Por tanto, la parte circular del electrodo inferior 166 determina la parte que genera el efecto piezoeléctrico dentro de la capa piezoeléctrica 160.

El centro de la parte circular de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166, que forman el elemento piezoeléctrico, corresponden sustancialmente con el centro de la abertura 161. Además, el centro de la abertura con forma circular 161, que determina la sección de vibración de la placa de vibración 176, se proporciona aproximadamente en el centro del actuador 106. Por tanto, el centro de la sección de vibración del actuador 106 corresponde con el centro del actuador 106. Dado que la parte principal del elemento piezoeléctrico y la sección de vibración de la placa de vibración 176 tienen una forma circular, la sección de vibración del actuador 106 es simétrica alrededor del centro del actuador 106.

Dado que la sección de vibración es simétrica alrededor del centro del actuador 106, puede evitarse la excitación de la vibración innecesaria producida debido a la estructura asimétrica. Por tanto, aumenta la exactitud de la detección de la frecuencia resonante. Además, dado que la sección de vibración es simétrica alrededor del centro del actuador 106, el actuador 106 es fácil de fabricar, y por tanto puede reducirse la irregularidad de la forma para cada elemento piezoeléctrico. Por tanto, se reduce la irregularidad de la frecuencia resonante para cada elemento piezoeléctrico 174. Además, dado que la sección de vibración tiene una forma isotrópica, es difícil que la sección de vibración se vea influenciada por la irregularidad de la fijación durante el proceso de unión. Es decir, la sección de vibración se une al depósito de líquido de manera uniforme. Por tanto, el actuador 106 es fácil de montar en el depósito de líquido.

Además, dado que la sección de vibración de la placa de vibración 176 tiene una forma circular, el modo resonante inferior, por ejemplo, el modo resonante primario domina sobre el modo resonante de la vibración residual de la capa piezoeléctrica 160, y por tanto aparece el pico único en el modo resonante. Por tanto, pueden distinguirse claramente el pico y el ruido de modo que puede detectarse claramente la frecuencia resonante. Además, la exactitud de la detección de la frecuencia resonante puede aumentarse adicionalmente ampliando el área de la sección de vibración de la placa de vibración de forma circular 176 dado que la diferencia de la amplitud de la fuerza contraelectromotriz y la diferencia de la amplitud de la frecuencia resonante producida por si existe líquido dentro del depósito de líquido aumentan.

El desplazamiento generado por la vibración de la placa de vibración 176 es mayor que el desplazamiento generado por la vibración de la placa de base 178. El actuador 106 tiene una estructura de dos capas que está constituida por la placa de base 178 que tiene poca adaptabilidad lo que significa que es difícil que se desplace por la vibración, y la placa de vibración 176 que tiene una gran adaptabilidad lo que significa que es fácil que se desplace por la vibración. Mediante esta estructura de dos capas, el actuador 106 puede fijarse de manera fiable al depósito de líquido mediante la placa de base 178 y al mismo tiempo puede aumentarse el desplazamiento de la placa de vibración 176 por la vibración. Por tanto, aumentan la diferencia de la amplitud de la fuerza contraelectromotriz y la diferencia de la amplitud de la frecuencia resonante que dependen de si existe líquido dentro del depósito de líquido, y por tanto aumenta la exactitud de la detección de la frecuencia resonante. Además, dado que la adaptabilidad de la placa de vibración 176 es grande, la atenuación de la vibración disminuye de modo que aumenta la exactitud de la detección de la frecuencia resonante. El nodo de la vibración del actuador 106 se ubica en la periferia de la cavidad 162, es decir, alrededor del margen de la abertura 161.

El terminal de electrodo superior 168 está formado sobre el lado derecho de la superficie de la placa de vibración 176 para conectarse eléctricamente al electrodo superior 164 a través del electrodo suplementario 172. El terminal de electrodo inferior 170 está formado sobre el lado derecho de la superficie de la placa de vibración 176 para conectarse eléctricamente al electrodo inferior 166. Dado que el electrodo superior 164 está formado sobre el lado derecho de la capa piezoeléctrica 160, hay una diferencia de profundidad que es igual a la suma del espesor de la capa piezoeléctrica 160 y el espesor del electrodo inferior 166 entre el electrodo superior 164 y el terminal de electrodo superior 168. Es difícil llenar esta diferencia de profundidad sólo mediante el electrodo superior 164, e incluso es posible llenar la diferencia de profundidad mediante el electrodo superior 164, la conexión entre el electrodo superior 164 y el terminal de electrodo superior 168 se vuelve débil de modo que el electrodo superior 164 se cortará. Por tanto, esta realización usa el electrodo suplementario 172 como elemento de soporte para conectar el electrodo superior 164 y el terminal de electrodo superior 168. Mediante este electrodo suplementario 172, tanto la capa piezoeléctrica 160 como el electrodo superior 164 están soportados por el electrodo suplementario 172, y por tanto el electrodo superior 164 puede tener la resistencia mecánica deseada, y también pueden conectarse firmemente el electrodo superior 164 y el terminal de electrodo superior 168.

El elemento piezoeléctrico y la sección de vibración que está orientada hacia el elemento piezoeléctrico dentro de la placa de vibración 176 constituyen la sección de vibración que vibra realmente en el actuador 106. Además, es preferible formar el actuador 106 en una pieza cociendo juntos el elemento incluido en el actuador 106. Formando el actuador 106 como una pieza, el actuador 106 se vuelve fácil de manejar. Además, aumenta la característica de vibración aumentando la resistencia de la placa de base 178. Es decir, aumentando la resistencia de la placa de base 178, sólo vibra la sección de vibración del actuador 106, y la parte distinta de la sección de vibración del actuador 106 no vibra. Además, puede lograrse evitar la vibración de la parte distinta de la sección de vibración del actuador 106 aumentando la resistencia de la placa de base 178 y al mismo tiempo formando el actuador 106 lo más delgado y pequeño posible y formando la placa de vibración 176 lo más delgada posible.

Es preferible usar titanato-circonato de plomo (PZT), titanato-circonato de plomo y lantano (PLZT) o membrana piezoeléctrica que no usa plomo como material para la capa piezoeléctrica 160. Es preferible usar circona o aluminio como material de la placa de base 178. Además, es preferible usar el mismo material que la placa de base 178 para el material de placa de vibración 176. Puede usarse metal tal como oro, plata, cobre, platino, aluminio y níquel que tiene una conductividad eléctrica para el material del electrodo superior 164, el electrodo inferior 166, el terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170.

El actuador 106 construido tal como se explicó anteriormente puede aplicarse al depósito que contiene líquido. Por ejemplo, el actuador 106 puede montarse en un cartucho de tinta usado para el aparato de registro de chorro de tinta, un tanque de tinta o un depósito que contiene líquido de lavado para lavar el cabezal de registro.

El actuador 106 mostrado en la figura 20 y la figura 21 se monta en la posición predeterminada en el depósito de líquido de modo que la cavidad 162 puede entrar en contacto con el líquido contenido dentro el depósito de líquido. Cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, el interior y el exterior de la cavidad 162 está lleno de líquido. Por otra parte, si se consume el líquido dentro de depósito de líquido y el nivel de líquido disminuye por debajo de la posición de montaje del actuador, hay estados en los que no sale líquido dentro de la cavidad 162 o sólo queda líquido en la cavidad 162 y sale aire al exterior de la cavidad 162. El actuador 106 detecta al menos la diferencia en la impedancia acústica producida por este cambio en el estado. Mediante esta detección de la diferencia en impedancia acústica, el actuador 106 puede detectar si el líquido llena suficientemente el depósito de líquido o se consume líquido más de un nivel predeterminado. Además, el actuador 106 puede detectar el tipo del líquido dentro del depósito de líquido.

Se explicará el principio de la detección del nivel de líquido por el actuador.

Para detectar la impedancia acústica de un medio, se mide una característica de impedancia o una característica de admitancia. Para medir la característica de impedancia o la característica de admitancia, por ejemplo, puede usarse un circuito de transmisión. El circuito de transmisión aplica un voltaje constante sobre el medio y mide un flujo de corriente a través del medio con cambios de una frecuencia. El circuito de transmisión proporciona una corriente constante al medio y mide un voltaje aplicado sobre el medio con cambios de una frecuencia. El cambio en el valor de la corriente y el valor del voltaje medido en el circuito de transmisión muestra el cambio en la impedancia acústica. Además, el cambio en una frecuencia fm, que es una frecuencia cuando el valor de la corriente o el valor del voltaje se vuelven máximo o mínimo, también muestra el cambio en la impedancia acústica.

Además del método mostrado anteriormente, el actuador puede detectar el cambio en la impedancia acústica del líquido usando sólo el cambio en la frecuencia resonante. El elemento piezoeléctrico, por ejemplo, puede usarse en caso de usar el método de detección de la frecuencia resonante midiendo la fuerza contraelectromotriz generada por la vibración residual, que queda en la sección de vibración tras la vibración de la sección de vibración del actuador, como método de usar el cambio en la impedancia acústica del líquido. El elemento piezoeléctrico es un elemento que genera la fuerza contraelectromotriz mediante vibración residual que queda en la sección de vibración del actuador. La magnitud de la fuerza contraelectromotriz cambia con la amplitud de la sección de vibración del actuador. Por tanto, cuanto mayor es la amplitud de la sección de vibración del actuador, más fácil es detectar la frecuencia resonante. Además, dependiendo de la frecuencia de la vibración residual en la sección de vibración del actuador, cambia el periodo, en el que cambia la magnitud de la fuerza contraelectromotriz. Por tanto, la frecuencia de la sección de vibración del actuador corresponde a la frecuencia de la fuerza contraelectromotriz. Aquí, la frecuencia resonante significa la frecuencia cuando la sección de vibración del actuador y el medio, que entra en contacto con la sección de vibración, están en un estado de resonancia.

Para obtener la frecuencia resonante fs, se aplica la transformada de Fourier a la forma de onda obtenida midiendo la fuerza contraelectromotriz cuando la sección de vibración y el medio están en un estado de resonancia. Dado que la vibración del actuador no es un desplazamiento sólo para una dirección, sino que la vibración implica la deformación tal como curvatura y extensión, la vibración tiene diversas clases de frecuencia incluyendo la frecuencia resonante fs. Por tanto, la frecuencia resonante fs se evalúa aplicando la transformada de Fourier a la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz cuando el elemento piezoeléctrico y el medio están en el estado de resonancia y después especificando los componentes de frecuencia más dominantes.

La frecuencia fm es una frecuencia cuando la admitancia del medio es máxima o la impedancia es mínima. La frecuencia fm es diferente de la frecuencia resonante fs con un valor pequeño debido a la pérdida dieléctrica y la pérdida mecánica. Sin embargo, la frecuencia fm se usa generalmente como sustitución para la frecuencia resonante porque necesita tiempo para derivar la frecuencia resonante fs de la frecuencia fm que se mide realmente. Introduciendo la salida del actuador 106 al circuito de transmisión, el actuador 106 puede detectar al menos la impedancia
acústica.

Mediante el experimento se demuestra que casi no hay diferencias con la frecuencia resonante obtenida por el método que mide la frecuencia fm midiendo la característica de impedancia y la característica de admitancia del medio, y el método que mide la frecuencia resonante fs midiendo la fuerza contraelectromotriz generada por la vibración residual en la sección de vibración del actuador.

La región de vibración del actuador 106 es una parte que constituye la cavidad 162 que se determina mediante la abertura 161 dentro de la placa de vibración 176. Cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, se llena líquido en la cavidad 162, y la región de vibración entra en contacto con líquido dentro del depósito de líquido. Cuando no existe suficiente líquido en el depósito de líquido, la región de vibración entra en contacto con el líquido que queda en la cavidad dentro del depósito de líquido, o la región de vibración no entra en contacto con el líquido sino que entra en contacto con el gas o el vacío.

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La cavidad 162 está prevista en el actuador 106 de la presente invención, y puede diseñarse que el líquido dentro del depósito de líquido permanezca en la región de vibración del actuador 106 mediante la cavidad 162. El motivo se explicará tal como sigue.

Dependiendo de la posición de montaje y el ángulo de montaje del actuador 106 en el depósito de líquido, hay un caso en el que el líquido se une a la región de vibración del actuador aunque el nivel de líquido en el depósito de líquido sea menor que la posición de montaje del actuador. Cuando el actuador detecta la existencia del líquido sólo a partir de la existencia del líquido en la región de vibración, el líquido unido a la región de vibración del actuador evita la detección con exactitud de la existencia del líquido. Por ejemplo, si el nivel de líquido es menor que la posición de montaje del actuador, y la caída del líquido se une a la región de vibración mediante la ondulación del líquido provocada por la sacudida del depósito de líquido provocada por el movimiento del carro, el actuador 106 evaluará erróneamente que hay suficiente líquido en el depósito de líquido. De esta manera, puede evitarse el funcionamiento incorrecto usando el actuador que tiene cavidad.

Además, tal como se muestra en la figura 21(E), el caso en el que el líquido no sale en el depósito de líquido y el líquido del depósito de líquido se queda en la cavidad 162 del actuador 106 se fija como un valor umbral de la existencia del líquido. Es decir, si el líquido no sale alrededor de la cavidad 162, y la cantidad del líquido en la cavidad es menor que este valor umbral, se evalúa que no hay tinta en el depósito de líquido. Si existe líquido alrededor de la cavidad 162, y la cantidad del líquido es mayor que este valor umbral, se evalúa que hay tinta en el depósito de líquido. Por ejemplo, cuando el actuador 106 se monta sobre la pared lateral del depósito de líquido, se evalúa que no hay tinta en el depósito de líquido cuando el nivel de líquido dentro del depósito de líquido es menor que la posición de montaje del actuador 106, y se evalúa que hay tinta dentro del depósito de líquido cuando el nivel de líquido dentro del depósito de líquido es mayor que la posición de montaje del actuador 106. Fijando el valor umbral de esta manera, el actuador 106 puede evaluar que no hay tinta en el depósito de líquido aunque se seque y desaparezca la tinta en la cavidad. Además, el actuador 106 puede evaluar que no hay tinta en el depósito de líquido aunque vuelva a unirse la tinta a la cavidad sacudiendo el carro tras desaparecer la tinta en la cavidad porque la cantidad de la tinta que vuelve a unirse a la cavidad no supera el valor umbral.

El funcionamiento y el principio de detectar el estado del líquido del depósito de líquido a partir de la frecuencia resonante del medio y la sección de vibración del actuador 106 obtenida midiendo la fuerza contraelectromotriz se explicará con referencia a la figura 20 y la figura 21. Se aplica un voltaje a cada uno del electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 a través del terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170. El campo eléctrico se genera en la parte de la capa piezoeléctrica 160 en la que la capa piezoeléctrica 160 está cubierta por el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166. Mediante este campo eléctrico la capa piezoeléctrica 160 se deforma. Mediante la deformación de la capa piezoeléctrica 160, la región de vibración dentro de la placa de vibración 176 se curva y vibra. Durante cierto periodo tras la deformación de la capa piezoeléctrica 160, queda vibración con curvatura en la sección de vibración del actuador 106.

La vibración residual es una oscilación libre de la sección de vibración del actuador 106 y el medio. Por tanto, puede obtenerse fácilmente el estado de resonancia entre la sección de vibración y el medio aplicando el voltaje de una onda pulsada o una onda rectangular sobre la capa piezoeléctrica 160. Dado que la vibración residual hace vibrar la sección de vibración del actuador 106, la vibración residual también deforma la capa piezoeléctrica 160. Por tanto, la capa piezoeléctrica 160 genera la fuerza contraelectromotriz. Esta fuerza contraelectromotriz se detecta a través del electrodo superior 164, el electrodo inferior 166, el terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170. Dado que la frecuencia resonante puede especificarse mediante esta fuerza contraelectromotriz detectada, puede detectarse el estado de consumo de líquido en el depósito de líquido.

Generalmente, la frecuencia resonante fs puede expresarse tal como sigue.

(1)fs = 1/(2*\pi*(M*Cact)^{1/2}

en la que M indica la suma de una inertancia de la sección de vibración Mact y una inertancia adicional M'; Cact indica una adaptabilidad de la sección de vibración.

La figura 20(C) muestra una sección transversal del actuador 106 cuando no existe tinta en la cavidad en la presente realización. La figura 21(A) y la figura 21(B) muestran el circuito equivalente de la sección de vibración del actuador 106 y la cavidad 162 cuando no existe tinta en la cavidad.

Mact se obtiene dividiendo el producto del espesor de la sección de vibración y la densidad de la sección de vibración entre el área de la sección de vibración. Además, tal como se muestra en la figura 21(A), Mact puede expresarse tal como sigue en detalle.

(2)Mact = Mpzt + Melectrodo1 + Melectrodo2 + Mvib

Aquí, Mpzt se obtiene dividiendo el producto del espesor de la capa piezoeléctrica 160 en la sección de vibración y la densidad de la capa piezoeléctrica 160 entre el área de la capa piezoeléctrica 160. Melectrodo1 se obtiene dividiendo el producto del espesor del electrodo superior 164 en la sección de vibración y la densidad del electrodo superior 164 entre el área del electrodo superior 164. Melectrodo2 se obtiene dividiendo el producto del espesor del electrodo inferior 166 en la sección de vibración y la densidad del electrodo inferior 166 entre el área del electrodo inferior 166. Mvib se obtiene dividiendo el producto del espesor de la placa de vibración 176 en la sección de vibración y la densidad de la placa de vibración 176 entre el área de la región de vibración de la placa de vibración 176. Sin embargo cada uno del tamaño del área de la región de vibración de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164, el electrodo inferior 166 y la placa de vibración 176 tienen una relación tal como se mostró anteriormente, se prefiere que la diferencia entre cada área de la región de vibración sea microscópica para permitir el cálculo de Mact a partir del espesor, la densidad y el área como un todo de la sección de vibración. Además, es preferible que la parte distinta de la parte circular que es una parte principal de cada uno de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166, sea microscópica de modo que puede ignorarse en comparación con la parte principal. Por tanto, Mact es la suma de la inertancia de cada uno de la región de vibración del electrodo superior 164, el electrodo inferior 166, la capa piezoeléctrica 160 y la placa de vibración 176 en el actuador 106. Además, la adaptabilidad Cact es una adaptabilidad de la parte formada por cada uno de la región de vibración del electrodo superior 164, el electrodo inferior 166, la capa piezoeléctrica 160 y la placa de vibración 176.

La figura 21(A), figura 21(B), figura 21(D) y figura 21(F) muestran el circuito equivalente de la sección de vibración del actuador 106 y la cavidad 162. En estos circuitos equivalentes, Cact muestra una adaptabilidad de la sección de vibración del actuador 106. Cada uno de Cpzt, Celectrodo1, Celectrodo2 y Cvib muestra la adaptabilidad de la sección de vibración de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164, el electrodo inferior 166 y la placa de vibración 176. Cact puede mostrarse como la siguiente ecuación.

(3)1(Cact = (1/Cpzt) + (1/Celectrodo1) + (1/Celectrodo2) + (1/Cvib)

A partir de la ecuación (2) y (3), la figura 21(A) puede expresarse como la figura 21(B).

La adaptabilidad Cact muestra el volumen que puede aceptarse en el medio mediante la deformación generada mediante la aplicación de la presión sobre el área unitaria de la sección de vibración. En otras palabras, la adaptabilidad Cact muestra la facilidad para deformarse.

La figura 21(C) muestra la sección transversal del actuador 106 cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, y la periferia de la región de vibración del actuador 106 se llena con el líquido. M'max mostrado en la figura 21(C) muestra el valor máximo de la inertancia adicional cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, y la periferia de la región de vibración del actuador 106 se llena con el líquido. M'max puede expresarse como

(4)M'max = (\pi*\rho/(2*k^{3}))*(2*(2*k*a)^{3}/(3*\pi))/(\pi*a^{2})^{2}

en la que a indica el radio de la sección de vibración; \rho indica la densidad del medio; y k indica el número de onda. La ecuación (4) se aplica cuando la región de vibración del actuador 106 es una forma circular que tiene el radio de "a". La inertancia adicional M' muestra la cantidad que aumenta prácticamente la masa de la sección de vibración mediante el efecto del medio que existe alrededor de la sección de vibración.

Tal como se muestra en la ecuación (4), M'max puede cambiar significativamente mediante el radio de la sección de vibración "a" y la densidad del medio \rho.

El número de onda k puede expresarse mediante la siguiente ecuación

(5)k = 2*\pi*fact/c

en la que fact indica la frecuencia resonante de la sección de vibración cuando el líquido no entra en contacto con la sección de vibración; y c indica la velocidad a la que se propaga el sonido a través del medio.

La figura 21(D) muestra un circuito equivalente de la sección de vibración del actuador 106 y la cavidad 162 como en el caso de la figura 21(C) cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, y la periferia de la región de vibración del actuador 106 se llena con el líquido.

La figura 21(E) muestra la sección transversal del actuador 106 cuando se consume el líquido en el depósito de líquido, y no hay líquido alrededor de la región de vibración del actuador 106, y queda líquido en la cavidad 162 del actuador 106. La ecuación (4) muestra la inertancia máxima M'max determinada mediante la densidad de tinta \rho cuando el depósito de líquido está lleno de líquido. Por otra parte, si se consume el líquido en el depósito de líquido y el líquido que existía alrededor de la sección de vibración del actuador 106 se vuelve gas o vacío con el líquido que queda en la cavidad 162, M' puede expresarse mediante la siguiente ecuación

(6)M' = \rho*t/s

en la que t indica el espesor del medio relacionado con la vibración; S indica el área de la región de vibración del actuador 106. Si esta región de vibración es de forma circular que tiene un radio de "a", S puede mostrarse como S = \pi*a^{2}. Por tanto, la inertancia adicional M' sigue la ecuación (4) cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, y la periferia de la región de vibración del actuador 106 se llena con el líquido. La inertancia adicional M' sigue la ecuación (6) cuando se consume el líquido en el depósito de líquido, y no hay líquido que sale alrededor de la región de vibración del actuador 106, y queda líquido en la cavidad 162.

Aquí, tal como se muestra en la figura 21(E), se deja la inertancia adicional M', cuando se consume el líquido en el depósito de líquido y no hay líquido que sale alrededor de la región de vibración del actuador 106 y queda líquido en la cavidad 162, como M'cav para distinguirla de la inertancia adicional M'max, que es la inertancia adicional cuando la periferia de la región de vibración del actuador 106 se llena con el líquido.

La figura 21(F) muestra un circuito equivalente de la sección de vibración del actuador 106 y la cavidad 162 en el caso de la figura 21(E) cuando se consume el líquido en el depósito de líquido y no hay líquido alrededor de la región de vibración del actuador 106 y queda líquido en la cavidad 162 del actuador 106.

Aquí, los parámetros relacionados con el estado del medio son la densidad del medio \rho y el espesor del medio t en la ecuación (6). Cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera suficiente, el líquido entra en contacto con la sección de vibración del actuador 106. Cuando el depósito de líquido está lleno de líquido de manera insuficiente, el líquido que queda en la cavidad, o el gas o vacío entra en contacto con la sección de vibración del actuador 106. Suponiendo la inertancia adicional durante el proceso de cambio desde M'max de la figura 21(C) hasta M'var de la figura 21(E) cuando se consume el líquido alrededor del actuador 106, debido a que el espesor del medio t cambia según el estado de contenido del líquido en el depósito de líquido, la inertancia adicional M'var cambia, y la frecuencia resonante también cambia. Por tanto, puede detectarse la existencia del líquido en el depósito de líquido especificando la frecuencia resonante. Aquí, supongamos t = d, tal como se muestra en la figura 21(E) y usando la ecuación (6) para expresar m'cav, puede obtenerse la ecuación (7) sustituyendo "t" por el espesor de la cavidad "d" en la ecuación (6).

(7)M'cav = \rho*d/S

Además, si el medio son diferentes tipos de líquido entre sí, la inertancia adicional M' cambia y frecuencia resonante fs también cambia dado que la densidad \rho es diferente según la diferencia de la composición. Por tanto, los tipos del líquido pueden detectarse especificando la frecuencia resonante fs. Además, cuando sólo uno de la tinta o el aire entra en contacto con la sección de vibración del actuador 106, y no existen tinta y aire juntos, puede detectarse la diferencia de M' calculando la ecuación (4).

La figura 22(A) es una gráfica que muestra la relación entre la cantidad de tinta dentro del tanque de tinta y la frecuencia resonante fs de la tinta y la sección de vibración. Aquí, se explicará el caso para la tinta como un ejemplo del líquido. El eje vertical muestra la frecuencia resonante fs, y el eje horizontal muestra la cantidad de tinta. Cuando la composición de tinta es constante, la frecuencia resonante aumenta según disminuye la cantidad de tinta.

Cuando el depósito de tinta está lleno de tinta de manera suficiente, y se llena tinta alrededor de la región de vibración del actuador 106, la inertancia adicional máxima M'max se vuelve el valor mostrado en la ecuación (4). Cuando se consume la tinta, y no hay tinta alrededor de la región de vibración del actuador 106, y queda tinta en la cavidad 162, la inertancia adicional M'var se calcula mediante la ecuación (6) basándose en el espesor del medio t. Dado que el "t" usado en la ecuación (6) es el espesor del medio relacionado con la vibración, el proceso durante el cual se consume la tinta gradualmente puede detectarse formando el "d" (véase la figura 20(B)) de la cavidad 162 del actuador 106 lo más pequeño posible, es decir, formando el espesor de la placa de base 178 lo más suficientemente delgado posible (véase la figura 21(C)). Aquí, supongamos que t-tinta es el espesor de la tinta implicado en la vibración, y t-tinta-max es el t-tinta cuando la inertancia adicional es M'max. Por ejemplo, el actuador 106 se monta sobre la parte inferior del cartucho de tinta de manera horizontal a la superficie de la tinta. Si se consume la tinta, y el nivel de tinta se vuelve menor que la altura t-tinta-max desde el actuador 106, M'var cambia gradualmente según la ecuación (6), y la frecuencia resonante fs cambia gradualmente según la ecuación (1). Por tanto, hasta que el nivel de tinta está dentro del intervalo de "t", el actuador 106 puede detectar gradualmente el estado de consumo de
tinta.

Además, agrandando o alargando la sección de vibración del actuador 106 y disponiendo el actuador 106 a lo largo de una dirección longitudinal, "S" en la ecuación (6) cambia según el cambio del nivel de tinta con el consumo de tinta. Por tanto, el actuador 106 puede detectar el proceso mientras se consume gradualmente la tinta. Por ejemplo, el actuador 106 se monta sobre la pared lateral del cartucho de tinta de manera perpendicular a la superficie de la tinta. Cuando se consume la tinta y el nivel de tinta alcanza la región de vibración del actuador 106, dado que la inertancia adicional M' disminuye con la disminución del nivel de tinta, la frecuencia resonante fs aumenta gradualmente según la ecuación (1). Por tanto, a menos que el nivel de tinta esté dentro del intervalo del radio 2a de la cavidad 162 (véase la figura 21(C)), el actuador 106 puede detectar gradualmente el estado de consumo de tinta.

La curva X en la figura 22(A) muestra la relación entre la cantidad de tinta contenida dentro del tanque de tinta y la frecuencia resonante fs de la tinta y la sección de vibración cuando la región de vibración del actuador 106 se forma de manera suficientemente grande o larga. Puede entenderse que la frecuencia resonante fs de la tinta y la sección de vibración cambian gradualmente con la disminución de la cantidad de tinta dentro del tanque de tinta.

En detalle, el caso en el que el actuador 106 puede detectar el proceso del consumo gradual de la tinta es el caso en el que el líquido y el gas que tienen densidad diferente entre sí existen juntos y también están implicados en la vibración. Según el consumo gradual de la tinta, el líquido disminuye al aumentar el gas en el medio implicado en la vibración alrededor de la región de vibración del actuador 106. Por ejemplo, el caso en el que el actuador 106 se monta sobre el cartucho de tinta de manera horizontal a la superficie de la tinta, y t-tinta es menor que t-tinta-max, el medio implicado en la vibración del actuador 106 incluye tanto la tinta como el gas. Por tanto, la siguiente ecuación (8) puede obtenerse si se supone que el área de la región de vibración del actuador 106 es S y expresa el estado en el que la inertancia adicional es menor que M'max en la ecuación (4) mediante masa adicional de la tinta y el gas.

(8)M' = M'aire+M'tinta = \rhoaire*t-aire/S+\rhotinta*t-tinta/S

en la que M'max es una inertancia del aire; M'tinta es una inertancia de la tinta; \rhoaire es una densidad del aire; \rhotinta es una densidad de la tinta; t-aire es el espesor del aire implicado en la vibración; y t-tinta es el espesor de la tinta implicada en la vibración. En el caso en el que el actuador 106 se monta sobre el cartucho de tinta de manera aproximadamente horizontal a la superficie de la tinta, el t-aire aumenta y el t-tinta disminuye con el aumento del gas y la disminución de la tinta dentro del medio implicado en la vibración alrededor de la región de vibración del actuador 106. La inertancia adicional M' disminuye gradualmente, y la frecuencia resonante aumenta gradualmente mediante los cambios anteriores del t-aire y el t-tinta. Por tanto, puede detectarse la cantidad de tinta que queda dentro del tanque de tinta o la cantidad de consumo de tinta. La ecuación (7) sólo depende de la densidad del líquido debido a la suposición de que la densidad del aire es pequeña en comparación con la densidad del líquido de modo que la densidad del aire puede ignorarse.

Cuando el actuador 106 está previsto en el cartucho de tinta sustancialmente perpendicular a la superficie de la tinta, el estado puede expresarse como el circuito equivalente, no mostrado en la figura, en el que la región en la que el medio implicado en la vibración del actuador 106 es sólo tinta, y la región en la que el medio implicado en la vibración del actuador 106 es gas, pueden expresarse como un circuito paralelo. Supongamos que el área de la región en la que el medio implicado en la vibración del actuador 106 es sólo tinta es Stinta, y supongamos que el área de la región en la que el medio implicado en la vibración del actuador 106 es sólo gas es Saire, puede obtenerse la siguiente ecuación (9).

(9)1/M' = 1/M'aire + 1/M'tinta = Saire/(\rhoaire*t-aire) + Stinta/(\rhotinta*t-tinta)

La ecuación (9) puede aplicarse cuando la tinta no se mantiene en la cavidad del actuador 106. El caso en el que la tinta se mantiene en la cavidad puede calcularse usando la ecuación (7), (8) y (9).

En el caso en el que el espesor de la placa de base 178 es grueso, es decir, la profundidad de la cavidad 162 es profunda y d está comparativamente cerca del espesor del medio t-tinta-max, o en el caso en el que se usa un actuador que tiene una región de vibración muy pequeña en comparación con la altura del depósito de líquido, el actuador no detecta el proceso de la disminución gradual de la tinta sino que realmente detecta si el nivel de tinta es mayor o menor que la posición de montaje del actuador. En otras palabras, el actuador detecta la existencia de la tinta en la región de vibración del actuador. Por ejemplo, la curva Y en la figura 22(A) muestra la relación entre la cantidad de tinta en el tanque de tinta y la frecuencia resonante fs de la sección de vibración cuando la sección de vibración es una forma circular pequeña. La curva Y muestra que la frecuencia resonante fs de la tinta y la sección de vibración cambian extremadamente durante el intervalo de cambio de la cantidad de tinta Q, que corresponde al estado antes y después de que el nivel de tinta en el tanque de tinta pase la posición de montaje del actuador. Mediante estos cambios de la frecuencia resonante fs, puede detectarse si la cantidad de tinta que queda en el tanque de tinta es más que la cantidad predeterminada.

El método de usar el actuador 106 para detectar la existencia del líquido tiene más exactitud que el método que calcula la cantidad de consumo de tinta mediante el software porque el actuador 106 detecta la existencia de la tinta entrando en contacto directamente con el líquido. Además, el método que usa un electrodo para detectar la existencia de la tinta mediante conductividad se ve influenciado por la posición de montaje con respecto al depósito de líquido y el tipo de tinta, pero el método que usa el actuador 106 para detectar la existencia del líquido no se ve influenciado por la posición de montaje con respecto al depósito de líquido y el tipo de tinta. Además, dado que tanto la oscilación como la detección de la existencia del líquido pueden realizarse mediante un único actuador 106, el número de sensores montados en el depósito de líquido puede reducirse en comparación con el método que usa un sensor separado para la oscilación y la detección de la existencia del líquido. Por tanto, el depósito de líquido puede fabricarse a un precio bajo. Además, el sonido generado por el actuador 106 durante el funcionamiento del actuador 106 puede reducirse fijando la frecuencia de vibración de la capa piezoeléctrica 160 fuera de la frecuencia auditiva.

La figura 22(B) muestra la relación entre la densidad de la tinta y la frecuencia resonante fs de la tinta y la sección de vibración de la curva Y mostrada en la figura 22(A). Se usa tinta como ejemplo de líquido. Tal como se muestra en la figura 22(B), cuando aumenta la densidad de tinta, la frecuencia resonante fs disminuye dado que aumenta la inertancia adicional. En otras palabras, la frecuencia resonante fs es diferente con los tipos de tinta. Por tanto, midiendo la frecuencia resonante fs, puede confirmarse si se ha mezclado tinta de una densidad diferente durante el nuevo llenado de tinta en el tanque de tinta.

Por tanto, el actuador 106 puede distinguir el tanque de tinta que contiene el tipo diferente de tinta.

El estado en el que el actuador 106 puede detectar con exactitud el estado del líquido se explicará en detalle a continuación. En el caso se supone que el tamaño y la forma de la cavidad se diseñan de modo que puede quedar líquido en la cavidad 162 del actuador 106 incluso cuando el líquido dentro del depósito de líquido está vacío. El actuador 106 puede detectar el estado del líquido incluso cuando no se llena líquido en la cavidad 162 si el actuador 106 puede detectar el estado del líquido cuando se llena el líquido en la cavidad 162.

La frecuencia resonante fs es una función de la inertancia M. La inertancia M es una suma de la inertancia de la sección de vibración Mact y la inertancia adicional M'. Aquí, la inertancia adicional M' tiene una relación con el estado del líquido. La inertancia adicional M' es una cantidad de un aumento virtual de la masa de la sección de vibración mediante el efecto del medio que existía alrededor de la sección de vibración. En otras palabras, la inertancia adicional M' es la cantidad de aumento de la masa de la sección de vibración que aumenta mediante la vibración de la sección de vibración que absorbe prácticamente el medio.

Por tanto, cuando M'cav es mayor que M'max en la ecuación (4), todo el medio que se absorbe prácticamente es el líquido que queda en la cavidad 162. Por tanto, el estado en el que M'cav es mayor que M'max es el mismo que el estado en el que el depósito de líquido está lleno con líquido. La frecuencia resonante fs no cambia porque M' no cambia en este caso. Por tanto, el actuador 106 no puede detectar el estado del líquido en el depósito de líquido.

Por otra parte, si M'cav es menor que M'max en la ecuación (4), el medio que se absorbe prácticamente es el líquido que queda en la cavidad 162 y el gas o vacío en el depósito de líquido. En este caso, dado que M' cambia, que es diferente del caso en el que el depósito de líquido está lleno de líquido, la frecuencia resonante fs cambia. Por tanto, el actuador 106 puede detectar el estado del líquido en el depósito de líquido.

El estado en el que el actuador 106 puede detectar con exactitud el estado del líquido es que M'cav es menor que M'max cuando queda líquido en la cavidad 162 del actuador 106, y el depósito de líquido está vacío. El estado M'max > M'cav, en el que el actuador 106 puede detectar con exactitud el estado del líquido, no depende de la forma de la cavidad 162.

Aquí, M'cav es la masa del líquido del volumen que es sustancialmente igual al volumen de la cavidad 162. Por tanto, el estado en el que puede detectar el estado del líquido con exactitud puede expresarse como el estado del volumen de la cavidad 162 a partir de la desigualdad M'max > M'cav. Por ejemplo, supongamos que el radio de la abertura 161 de la cavidad con forma circular 162 es "a" y el espesor de la cavidad 162 es "d", entonces puede obtenerse la siguiente desigualdad

(10)M'max > \rho*d/\pia^{2}

Expandiendo la desigualdad (10), puede obtenerse el siguiente estado.

(11)a/d > 3*\pi/8

Las desigualdades (10) y (11) sólo son válidas cuando la forma de la cavidad 162 es circular. Usando la ecuación cuando M'max no es circular y sustituyendo el área \pia^{2} con este área, puede deducirse la relación entre la dimensión de la cavidad tal como una anchura y una longitud de la cavidad y la profundidad.

Por tanto, si el actuador 106 tiene la cavidad 162 que tiene el radio de la abertura 161 "a" y la profundidad de la cavidad "d" que satisfacen la condición mostrada en la desigualdad (11), el actuador 106 puede detectar el estado del líquido sin funcionamiento incorrecto incluso cuando el depósito de líquido está vacío y queda líquido en la cavidad 162.

Dado que la inertancia adicional influye sobre la característica de impedancia acústica, puede decirse que el método de medición de la fuerza contraelectromotriz generada en el actuador 106 por la vibración residual mide al menos el cambio de la impedancia acústica.

Además, según la presente realización, el actuador 106 genera la vibración, y el propio actuador 106 mide la fuerza contraelectromotriz en el actuador 106 que se genera por la vibración residual que queda tras la vibración del actuador 106. Sin embargo, no es necesario que la sección de vibración del actuador 106 proporcione la vibración al líquido mediante la vibración del propio actuador 106 que se genera por el voltaje de accionamiento. Aunque la propia sección de vibración no oscile, la capa piezoeléctrica 160 se curva y se deforma vibrando junto con el líquido, que entra en contacto con la sección de vibración con cierto intervalo. Esta vibración residual genera el voltaje de fuerza contraelectromotriz en la capa piezoeléctrica 160 y transfiere este voltaje de fuerza contraelectromotriz al electrodo superior 164 y al electrodo inferior 166. El estado del líquido puede detectarse usando este fenómeno. Por ejemplo, en el caso del aparato de registro de chorro de tinta, el estado del tanque de tinta o el contenido de tinta dentro del tanque de tinta puede detectarse usando la vibración alrededor de la sección de vibración del actuador que se genera por la vibración generada por el movimiento de vaivén del carro para realizar la exploración del cabezal de impresión durante la operación de impresión.

La figura 23(A) y la figura 23(B) muestran una forma de onda de la vibración residual del actuador 106 y el método de medición de la vibración residual. El cambio del nivel de tinta a nivel de la posición de montaje del actuador 106 en el cartucho de tinta puede detectarse mediante el cambio en la frecuencia o la amplitud de la vibración residual que queda tras la oscilación del actuador 106. En la figura 23(A) y la figura 23(B), el eje vertical muestra el voltaje de la fuerza contraelectromotriz generado por la vibración residual del actuador 106, y el eje horizontal muestra el tiempo. Mediante la vibración residual del actuador 106, se genera la forma de onda de la señal analógica del voltaje tal como se muestra en la figura 23(A) y la figura 23(B). Entonces, se convierte la señal analógica en un valor numérico digital correspondiente a la frecuencia de la señal.

En el ejemplo mostrado en la figura 23(A) y la figura 23(B), la existencia de la tinta se detecta midiendo el tiempo durante la generación de los cuatro números de pulsos desde el cuarto pulso hasta el octavo pulso de la señal analógica.

En detalle, después de que oscile el actuador 106, el número de veces que la señal analógica atraviesa el voltaje de referencia predeterminado desde el lado del voltaje bajo hasta el lado del voltaje alto. Se fija la señal digital para que sea alta mientras que la señal analógica pasa del cuarto recuento al octavo recuento, y el tiempo del cuarto recuento al octavo recuento se mide mediante un pulso de reloj predeterminado.

La figura 23(A) muestra la forma de onda cuando el nivel de tinta está por encima del nivel de la posición de montaje del actuador 106. La figura 23(B) muestra la forma de onda cuando el nivel de tinta está por debajo del nivel de la posición de montaje del actuador 106. Comparando la figura 23(A) y la figura 23(B), el tiempo de la figura 23(A) del cuarto recuento al octavo recuento es mayor que el tiempo de la figura 23(B). En otras palabras, dependiendo de la existencia de la tinta, el tiempo desde el cuarto recuento hasta el octavo recuento es diferente. Usando esta diferencia de tiempo, puede detectarse el estado de consumo de la tinta. El motivo para contar la señal analógica desde el cuarto recuento es comenzar la medición del tiempo después de que la vibración del actuador 106 se vuelva estable. Comenzar la medición desde el cuarto recuento sólo es un ejemplo, pero la medición puede comenzarse desde el recuento deseado.

Se detectan las señales desde el cuarto recuento hasta el octavo recuento, y se mide el tiempo desde el cuarto recuento hasta el octavo recuento mediante el pulso de reloj predeterminado. Mediante esta medición, puede obtenerse la frecuencia resonante. Se prefiere que el pulso de reloj sea un pulso que tiene un mismo reloj que el reloj para controlar tal como el dispositivo de memoria de semiconductor que se monta sobre el cartucho de tinta. No es necesario medir el tiempo hasta el octavo recuento, sino que puede medirse el tiempo hasta el recuento deseado. En la figura 23, se mide el tiempo desde el cuarto recuento hasta el octavo recuento, sin embargo, también puede detectarse el tiempo durante un intervalo de recuentos diferente según la configuración de circuito que detecta la frecuencia.

Por ejemplo, cuando la calidad de la tinta es estable y la fluctuación de la amplitud del pico es pequeña, la frecuencia resonante puede detectarse detectando el tiempo desde el cuarto recuento hasta el sexto recuento para aumentar la velocidad de detección. Además, cuando la calidad de la tinta es inestable y la fluctuación de la amplitud del pulso es grande, puede detectarse el tiempo desde el cuarto recuento hasta el decimosegundo recuento para detectar con exactitud la vibración residual.

Además, como otras realizaciones, puede contarse el número de onda de la forma de onda del voltaje de la fuerza contraelectromotriz durante el periodo predeterminado. Más específicamente, después de que oscile el actuador 106, se fija la señal digital para que sea alta durante el periodo predeterminado, y se cuenta el número de veces que la señal analógica atraviesa el voltaje de referencia predeterminado desde el lado de voltaje bajo hasta el lado de voltaje alto. Midiendo el número de recuentos, puede detectarse la existencia de la tinta.

Además, comparando la figura 23(A) con la figura 23(B), puede saberse que la amplitud de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz es diferente cuando el cartucho de tinta está lleno de tinta y cuando no existe tinta en el cartucho de tinta. Por tanto, puede detectarse el estado de consumo de tinta en el cartucho de tinta midiendo la amplitud de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz sin calcular la frecuencia resonante. Más específicamente, por ejemplo, se fija un voltaje de referencia entre el punto máximo de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz de la figura 23(A) y el punto máximo de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz de la figura 23(B). Entonces, después de que oscile el actuador 106, se fija la señal digital para que sea alta en el momento predeterminado. Entonces, si la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz atraviesa el voltaje de referencia, puede evaluarse que no hay tinta en el cartucho de tinta. Si la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz no atraviesa el voltaje de referencia, puede evaluarse que hay tinta en el cartucho de tinta.

La figura 24 muestra el método de fabricación del actuador 106. Se forma una pluralidad de actuadores 106, cuatro en el caso de la figura 24, en una pieza. El actuador 106 mostrado en la figura 25 se fabrica cortando la pluralidad de actuadores 106, que se forma en una pieza tal como se muestra en la figura 24, en cada uno de los actuadores 106. Si cada uno de los elementos piezoeléctricos de cada uno de la pluralidad de actuadores 106, que se forma en una pieza tal como se muestra en la figura 24, es de forma circular, el actuador 106 mostrado en la figura 20 puede fabricarse cortando el actuador 106, que se forma en una pieza, en cada uno de los actuadores 106. Formando una pluralidad de los actuadores 106 en una pieza, puede fabricarse una pluralidad de actuadores 106 de manera eficaz al mismo tiempo, y además el manejo durante el transporte se vuelve fácil.

El actuador 106 tiene una placa delgada o una placa de vibración 176, una placa de base 178, un dispositivo de generación de onda elástica o elemento piezoeléctrico 174, un elemento de formación terminal o un terminal de electrodo superior 168 y un elemento de formación terminal o un terminal de electrodo inferior 170. El elemento piezoeléctrico 174 incluye una placa de vibración piezoeléctrica o una capa piezoeléctrica 160, un electrodo superior 164 y un electrodo inferior 166. La placa de vibración 176 se forma sobre la superficie superior de la placa de base 178, y el electrodo inferior 166 se forma sobre la superficie superior de la placa de vibración 176. La capa piezoeléctrica 160 se forma sobre la superficie superior del electrodo inferior 166, y el electrodo superior 164 se forma sobre la superficie superior de la capa piezoeléctrica 160. Por tanto, la parte principal de la capa piezoeléctrica 160 está formada cubriendo la parte principal de la capa piezoeléctrica 160 con la parte principal del electrodo superior 164 y la parte principal del electrodo inferior 166 desde el lado superior y desde el lado inferior.

Se forma una pluralidad del elementos piezoeléctricos 174, en un número de cuatro en el caso de la figura 24, sobre la placa de vibración 176. El electrodo inferior 166 se forma sobre la superficie superior de la placa de vibración 176. La capa piezoeléctrica 160 se forma sobre la superficie superior del electrodo inferior 166, y el electrodo superior 164 se forma sobre la superficie superior de la capa piezoeléctrica 160. El terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 se forman sobre la parte de extremo del electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166. Los cuatro actuadores 106 se usan por separado cortando cada uno de los actuadores 106 por separado.

La figura 25 muestra una sección transversal de una parte del actuador 106 mostrado en la figura 25. El orificio pasante 178a se forma sobre la cara de la placa de base 178 que está orientada hacia el elemento piezoeléctrico 174. El orificio pasante 178a se sella mediante la placa de vibración 176. La placa de vibración 176 está formada por un material que tiene característica de aislamiento eléctrico tal como aluminio y óxido de circonio y también puede deformarse elásticamente. El elemento piezoeléctrico 174 se forma sobre la placa de vibración 176 para estar orientado hacia el orificio pasante 178a. El electrodo inferior 166 se forma sobre la superficie de la placa de vibración 176 de manera que se extiende en una dirección, la dirección izquierda en la figura 26, desde la región del orificio pasante 178a. El electrodo superior 164 se forma sobre la superficie de la capa piezoeléctrica 160 de manera que se extiende en la dirección opuesta del electrodo inferior 166, que es la dirección derecha en la figura 26, desde la región del orificio pasante 178a. Cada uno del terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 se forma sobre la superficie de cada uno del electrodo suplementario 172 y el electrodo inferior 166, respectivamente. El terminal de electrodo inferior 170 está en contacto eléctrico con el electrodo inferior 166, y el terminal de electrodo superior 168 está en contacto eléctrico con el electrodo superior 164 a través del electrodo suplementario 172 para suministrar una señal entre el elemento piezoeléctrico y el exterior del actuador 106. El terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 tiene una altura mayor que la altura del elemento piezoeléctrico que es la suma de la altura de los electrodos y la capa piezoeléctrica.

La figura 27 muestra el método de fabricación del actuador 106 mostrado en la figura 24. En primer lugar, se forma un orificio pasante 940a sobre una lámina en bruto 940 perforando la lámina en bruto 940 mediante un procesamiento en prensa o con láser. La lámina en bruto 940 se convierte en la placa de base 178 tras el proceso de cocción. La lámina en bruto 940 está formada por un material tal como material cerámico. Entonces, se lamina una lámina en bruto 941 sobre la superficie de la lámina en bruto 940. La lámina en bruto 941 se convierte en la placa de vibración 176 tras el proceso de cocción. La lámina en bruto 941 está formada por un material tal como óxido de circonio. Entonces, se forma secuencialmente una capa conductora 942, la capa piezoeléctrica 160 y una capa conductora 944 sobre la superficie de la lámina en bruto 941 mediante un método tal como impresión. La capa conductora 942 se convierte en el electrodo inferior 166, y la capa conductora 944 se convierte en el electrodo superior 164 tras el proceso de cocción. A continuación, se secan y se cuecen la lámina en bruto 940, la lámina en bruto 941, la capa conductora 942, la capa piezoeléctrica 160 y la capa conductora 944. El elemento espaciador 947 y 948 está previsto en la lámina en bruto 941 para aumentar la altura del terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 para que sea mayor que el elemento piezoeléctrico. El elemento espaciador 947 y 948 se forma imprimiendo el mismo material con la lámina en bruto 940 y 941 o laminando la lámina en bruto sobre la lámina en bruto 941. Mediante este elemento espaciador 947 y 948, puede reducirse la cantidad del material del terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170, que es un metal noble. Además, dado que el espesor del terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 puede reducirse, el terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 pueden imprimirse con exactitud para que tengan una altura estable.

Si se forman al mismo tiempo una parte de conexión 944', que está conectada con la capa conductora 944, y el elemento espaciador 947 y 948 cuando se forma la capa conductora 942, el terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 pueden formarse fácilmente y fijarse de manera firme. Finalmente, el terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 se forman en la región de extremo de la capa conductora 942 y la capa conductora 944. Durante la formación del terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170, el terminal de electrodo superior 168 y el terminal de electrodo inferior 170 se forman para conectarse eléctricamente con la capa piezoeléctrica 160.

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La figura 28 muestra otra realización adicional del cartucho de tinta de la presente invención. La figura 28(A) es una vista en sección transversal de la parte inferior del cartucho de tinta de la presente realización. El cartucho de tinta de la presente realización tiene un orificio pasante 1c en la cara inferior 1a del depósito 1, que contiene tinta. La parte inferior del orificio pasante 1c está cerrada por el actuador 650 y forma una parte de almacenamiento de tinta.

La figura 28(B) muestra una sección transversal detallada del actuador 650 y el orificio pasante 1c mostrados en la figura 28(A). La figura 28(C) muestra una vista en planta del actuador 650 y el orificio pasante 1c mostrados en la figura 28(B). El actuador 650 tiene una placa de vibración 72 y un elemento piezoeléctrico 73 que está fijado a la placa de vibración 72. El actuador 650 está fijado a la cara inferior del depósito 1 de manera que el elemento piezoeléctrico 73 puede orientarse hacia el orificio pasante 1c a través de la placa de vibración 72 y la placa de base 71. La placa de vibración 72 puede deformarse elásticamente y es resistente a la tinta.

La amplitud y la frecuencia de la fuerza contraelectromotriz generada por la vibración residual del elemento piezoeléctrico 73 y la placa de vibración 72 cambian con la cantidad de tinta en el depósito 1. El orificio pasante 1c se forma sobre la posición que está orientada hacia el actuador 650, y se asegura una cantidad constante mínima de tinta en el orificio pasante 1c. Por tanto, el estado de tinta acabada puede detectarse de manera fiable midiendo previamente la característica de vibración del actuador 650, que se determina mediante la cantidad de tinta asegurada en el orificio pasante 1c.

La figura 29 muestra otra realización del orificio pasante 1c. En cada una de las figuras 29(A), (B) y (C), el lado izquierdo de la figura muestra el estado en el que no hay tinta K en el orificio pasante 1c, y el lado derecho de la figura muestra el estado en el que queda tinta K en el orificio pasante 1c. En la realización de la figura 28, la cara lateral del orificio pasante 1c se forma como la pared vertical. En la figura 29(A), la cara lateral 1d del orificio pasante 1c está inclinada en la dirección vertical y se abre expandiéndose hacia el exterior. En la figura 29(B), una parte escalonada 1e y 1f se forma sobre la cara lateral del orificio pasante 1c. La parte escalonada 1f, que está prevista por encima de la parte escalonada 1e, es más ancha que la parte escalonada 1e. En la figura 29(C), el orificio pasante 1c tiene una ranura 1g que se extiende hacia la dirección en que se descarga fácilmente la tinta, es decir, la dirección hacia un acceso de suministro de tinta 2.

Según la forma del orificio pasante 1c mostrado en la figura 29(A) a (C), puede reducirse la cantidad de tinta K en la parte de almacenamiento de tinta. Por tanto, dado que M'cav puede ser menor que M'max tal como se explicó en la figura 20 y la figura 21, la característica de vibración del actuador 650 en el momento del estado de tinta acabada puede ser enormemente diferente de la característica de vibración cuando queda bastante cantidad de tinta K para imprimir en el depósito 1, y por tanto puede detectarse de manera fiable el estado de tinta acabada.

La figura 30 muestra una vista inclinada de la otra realización del actuador. El actuador 660 tiene una empaquetadura 76 sobre el exterior de la placa de base, que constituye el actuador 660, o el orificio pasante 1c de una placa de montaje 72. Se forman orificios de calafateo 77 sobre los alrededores del actuador 660. El actuador 660 se fija al depósito 1 a través del orificio de calafateo 77 con calafateo.

Las figuras 31(A) y (B) son una vista inclinada de la otra realización adicional del actuador. En esta realización, el actuador 670 comprende una placa de base que forma una parte cóncava 80 y un elemento piezoeléctrico 82. La parte cóncava 81 se forma sobre un lado de la cara de la placa de base que forma una parte cóncava 80 mediante técnicas tales como grabado, y el elemento piezoeléctrico 82 se monta sobre el otro lado de la cara de la placa de base que forma una parte cóncava 80. La parte inferior de la parte cóncava 81 funciona como una región de vibración dentro de la placa de base que forma una parte cóncava 80.

Por tanto, la región de vibración del actuador 670 se determina por la periferia de la parte cóncava 81. Además, el actuador 670 tiene una estructura similar a la estructura del actuador 106 mostrada en la figura 20, en el que la placa de base 178 y la placa de vibración 176 se forman en una pieza. Por tanto, puede reducirse el proceso de fabricación durante la fabricación de un cartucho de tinta, y el coste para la fabricación de un cartucho de tinta también puede reducirse. El actuador 670 tiene un tamaño que puede incrustarse dentro del orificio pasante 1c previsto en el depósito 1. Mediante este proceso de incrustación, la parte cóncava 81 puede funcionar como la cavidad. El actuador 106 mostrado en la figura 20 puede formarse para incrustarse dentro del orificio pasante 1c como el actuador 670 mostrado en la figura 31.

La figura 32 muestra una vista inclinada de la configuración que forma el actuador 106 en una pieza como un módulo de montaje 100. El módulo 100 se monta sobre la posición predeterminada del depósito 1 de un cartucho de tinta. El módulo 100 está constituido para detectar el estado de consumo de tinta en el depósito 1 detectando al menos el cambio de impedancia acústica del líquido de tinta. El módulo 100 de la presente realización tiene un elemento de montaje de depósito de líquido 101 para montar el actuador 106 en el depósito 1. El elemento de montaje de depósito de líquido 101 tiene una estructura que monta una parte cilíndrica 116 que contiene el actuador 106 que oscila mediante la señal de accionamiento en un montaje de base 102, cuya planta es sustancialmente rectangular. Dado que el módulo 100 se construye de modo que no puede entrar en contacto con el actuador 106 del módulo 100 desde el exterior cuando el módulo 100 se monta sobre el cartucho de tinta, el actuador 106 puede protegerse de un contacto con el exterior. El lado superior del borde de la parte cilíndrica 116 está achaflanado de modo que la parte cilíndrica 116 puede ajustarse fácilmente dentro del orificio que se forma en el cartucho de tinta.

La figura 33 muestra una vista en despiece ordenado del módulo 100 mostrado en la figura 32 para mostrar la estructura del módulo 100. El módulo 100 incluye un elemento de montaje de depósito de líquido 101 fabricado a partir de una resina y un elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 105 que tiene una placa 110 y una parte cóncava 113. Además, el módulo 100 tiene un hilo conductor 104a y 104b, un actuador 106 y una película 108. Preferiblemente, la placa 110 se fabrica a partir de un material que es difícil de oxidar tal como inoxidable o aleación inoxidable. La abertura 114 se forma sobre la parte central de la parte cilíndrica 116 y el montaje de base 102 que se incluyen en el elemento de montaje de depósito de líquido 101 de modo que la parte cilíndrica 116 y el montaje de base 102 pueden contener el hilo conductor 104a y 104b. La parte cóncava 113 se forma en la central parte de la parte cilíndrica 116 y el montaje de base 102 de modo que la parte cilíndrica 116 y el montaje de base 102 pueden contener el actuador 106, la película 108 y la placa 110. El actuador 106 se conecta a la placa 110 a través de la película 108, y la placa 110 y el actuador 106 se fijan al elemento de montaje de depósito de líquido 101. Por tanto, el hilo conductor 104a y 104b, el actuador 106, la película 108 y la placa 110 se montan en el elemento de montaje de depósito de líquido 101 como una pieza. Cada uno de los hilos conductores 104a y 104b transfieren una señal de accionamiento a la capa piezoeléctrica acoplándose con el electrodo superior y el electrodo inferior 166 del actuador 106, y también transfieren la señal de frecuencia resonante detectada por el actuador 106 al aparato de registro. El actuador 106 oscila temporalmente basándose en la señal de accionamiento transferida desde el hilo conductor 104a y 104b. El actuador 106 vibra de manera residual tras la oscilación y genera una fuerza contraelectromotriz mediante la vibración residual. Detectando el periodo de vibración de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz, puede detectarse la frecuencia resonante correspondiente al estado de consumo del líquido en el depósito de líquido. La película 108 une el actuador 106 y la placa 110 para sellar el actuador 106. La película 108 se forma preferiblemente de un material tal como poliolefina y une el actuador 106 y la placa 110 mediante termosellado. Uniendo el actuador 106 y la placa 110 con la película 108 cara a cara, disminuye la irregularidad de la unión en la ubicación, y por tanto la parte distinta de la placa de vibración no vibra. Por tanto, el cambio de la frecuencia resonante antes y después de unir el actuador 106 a la placa 110 es pequeño.

La placa 110 tiene forma circular, y la abertura 114 del montaje de base 102 está formada en forma cilíndrica. El actuador 106 y la película 108 se forman de forma rectangular. El hilo conductor 104, el actuador 106, la película 108 y la placa 110 pueden unirse al, y retirarse del, montaje de base 102. Cada uno del montaje de base 102, el hilo conductor 104, el actuador 106, la película 108 y la placa 110 están dispuestos simétricos con respecto al eje central del módulo 100. Además, cada uno de los centros del montaje de base 102, el actuador 106, la película 108 y la placa 110 están dispuestos sustancialmente sobre el eje central del módulo 100.

La abertura 114 del montaje de base 102 se forma de manera que el área de la abertura 114 es mayor que el área de la región de vibración del actuador 106. El orificio pasante 112 se forma sobre el centro de la placa 110 hacia la que está orientada la sección de vibración del actuador 106. Tal como se muestra en la figura 20 y la figura 21, la cavidad 162 se forma sobre el actuador 106, y tanto el orificio pasante 112 como la cavidad 162 forman la parte de almacenamiento de tinta. El espesor de la placa 110 es preferiblemente menor que el diámetro del orificio pasante 112 para reducir la influencia de la tinta residual. Por ejemplo, la profundidad del orificio pasante 112 es preferiblemente menor que un tercio del diámetro del orificio pasante 112. La forma del orificio pasante 112 es un círculo sustancialmente centrado y simétrico con respecto al eje central del módulo 100. Además, el área del orificio pasante 112 es mayor que el área de abertura de la cavidad 162 del actuador 106. La periferia de la forma de la sección transversal del orificio pasante 112 puede ser de una forma cónica o de una forma escalonada. El módulo 100 se monta sobre el lado, la parte superior o la parte inferior del depósito 1 de manera que el orificio pasante 112 está orientado hacia el interior del depósito 1. Cuando se consume la tinta, y se agota la tinta alrededor del actuador 106, la frecuencia resonante del actuador 106 cambia enormemente. Por tanto puede detectarse el cambio del nivel de tinta.

La figura 34 muestra la vista inclinada de otras realizaciones del módulo. El elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 405 se forma sobre el elemento de montaje de depósito de líquido 101 en el módulo 400 de la presente realización. La parte cilíndrica 403, que tiene una forma cilíndrica, se forma sobre el montaje de base 102, que tiene una planta con forma cuadrada, cuyos bordes son redondeados, en el elemento de montaje de depósito de líquido 401. Además, el elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 405 incluye un elemento con forma de placa 405, que se ajusta sobre la parte cilíndrica 403, y una parte cóncava 413. El actuador 106 está dispuesto sobre la parte cóncava 413 prevista en la cara lateral del elemento con forma de placa 406. El extremo superior del elemento con forma de placa 406 está achaflanado en un ángulo predeterminado de modo que el elemento con forma de placa es fácil de ajustar dentro del orificio formado en el cartucho de tinta cuando se monta el actuador 106 en el cartucho de tinta.

La figura 35 muestra una vista en despiece ordenado del módulo 400 mostrado en la figura 34 para mostrar la estructura del módulo 400. Como el módulo 100 mostrado en la figura 32, el módulo 400 incluye un elemento de montaje de depósito de líquido 401 y un elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 405. El elemento de montaje de depósito de líquido 401 tiene el montaje de base 402 y la parte cilíndrica 403, y el elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 405 tiene el elemento con forma de placa 406 y la parte cóncava 413. El actuador 106 está conectado a la placa 410 y fijado a la parte cóncava 413. El módulo 400 tiene un hilo conductor 404a y 404b, un actuador 106 y una película 408.

Según la presente realización, la placa 410 tiene forma rectangular, y la abertura 414 prevista en el elemento con forma de placa 406 se forma con forma rectangular. El hilo conductor 404a y 404b, el actuador 106, la película 408 y la placa 410 pueden unirse al, y retirarse del, montaje de base 402. Cada uno del actuador 106, la película 408 y la placa 410 se disponen simétricos con respecto al eje central que se extiende hacia la dirección perpendicular con respecto al plano de la abertura 414 y también pasa a través del centro de la abertura 414. Además, cada uno de los centros del actuador 106, la película 408 y la placa 410 están dispuestos sustancialmente en el eje central de la abertura 414.

El orificio pasante 412 previsto en el centro de la placa 410 se forma de manera que el área del orificio pasante 412 es mayor que el área de la abertura de la cavidad 162 del actuador 106. La cavidad 162 del actuador 106 y el orificio pasante 412 forman juntos una parte de almacenamiento de tinta. El espesor de la placa 410 es preferiblemente menor que el diámetro del orificio pasante 412. Por ejemplo, el espesor de la placa 410 es menor que un tercio del diámetro del orificio pasante 412. La forma del orificio pasante 412 es un círculo sustancialmente centrado y simétrico con respecto al eje central del módulo 400. La forma de la sección transversal de la periferia del orificio pasante 112 puede ser una forma cónica o una forma escalonada. El módulo 400 puede montarse sobre la parte inferior del depósito 1 de manera que el orificio pasante 412 se dispone dentro del depósito 1. Dado que el actuador 106 se dispone dentro del depósito 1 de manera que el actuador 106 se extiende en la dirección vertical, el ajuste del momento en el que se acaba la tinta puede cambiarse fácilmente cambiando la altura de la posición de montaje del actuador 106 en el depósito 1 cambiando la altura del montaje de base 402.

La figura 36 muestra la otra realización adicional del módulo. Como el módulo 100 mostrado en la figura 32, el módulo 500 de la figura 36 incluye un elemento de montaje de depósito de líquido 501 que tiene un montaje de base 502 y una parte cilíndrica 503. Además, el módulo 500 tiene además un hilo conductor 504a y 504b, un actuador 106, una película 508 y una placa 510. La abertura 514 se forma sobre el centro del montaje de base 502, que se incluye en el elemento de montaje de depósito de líquido 501, de modo que el montaje de base 502 puede contener el hilo conductor 504a y 504b. La parte cóncava 513 se forma sobre la parte cilíndrica 503 de modo que la parte cilíndrica 503 puede contener el actuador 106, la película 508 y la placa 510. El actuador 106 se fija al elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 505 a través de la placa 510. Por tanto, el hilo conductor 504a y 504b, el actuador 106, la película 508 y la placa 510 se montan en el elemento de montaje de depósito de líquido 501 como una pieza. La parte cilíndrica 503, cuya cara superior está inclinada en la dirección vertical, se forma sobre el montaje de base que tiene una planta de forma cuadrada y cuyos bordes están redondeados. El actuador 106 se dispone en la parte cóncava 513 que está prevista en la superficie superior de la parte cilíndrica 503 que está inclinada en la dirección vertical.

El extremo superior del módulo 500 está inclinado y el actuador 106 se monta sobre esta superficie inclinada. Por tanto, si el módulo 500 se monta sobre la parte inferior o el lado del depósito 1, el actuador 106 se inclina en la dirección vertical del depósito 1. El ángulo de inclinación del extremo superior del módulo 500 es sustancialmente de entre 30 grados y 60 grados considerando el rendimiento de detección.

El módulo 500 se monta sobre la parte inferior o el lado del depósito 1 de modo que el actuador 106 puede disponerse dentro del depósito 1. Cuando el módulo 500 se monta sobre el lado del depósito 1, el actuador 106 se monta sobre el depósito 1 de manera que el actuador 106 está orientado hacia arriba, hacia abajo o hacia el lado del depósito 1 con inclinación. Cuando el módulo 500 está montado sobre la parte inferior del depósito 1, es preferible que el actuador 106 se monte en el depósito 1 de manera que el actuador 106 esté orientado hacia el lado de acceso de suministro de tinta del depósito 1 con inclinación.

La figura 37 muestra una vista en sección transversal alrededor de la parte inferior del depósito 1 cuando el módulo 100 mostrado en la figura 32 se monta sobre el depósito 1. El módulo 100 se monta sobre el depósito 1 de modo que el módulo 100 penetra a través de la pared lateral del depósito 1. La junta tórica 365 está prevista en la cara de conexión entre la pared lateral del depósito 1 y el módulo 100 para sellar entre el módulo 100 y el depósito 1. Es preferible que el módulo 100 incluya la parte cilíndrica tal como se explicó en la figura 32 de modo que el módulo 100 puede sellarse mediante la junta tórica. Insertando el extremo superior del módulo 100 dentro del depósito 1, la tinta en el depósito 1 entra en contacto con el actuador 106 a través del orificio pasante 112 de la placa 110. Dado que la frecuencia resonante de la vibración residual del actuador 106 es diferente dependiendo de si la circunferencia de la sección de vibración del actuador 106 tiene líquido o gas, puede detectarse el estado de consumo de tinta usando el módulo 100. Además, no sólo puede montarse el módulo 100 en el depósito 1 y detectar la existencia de tinta, sino que también pueden montarse el módulo 400 mostrado en la figura 34, el módulo 500 mostrado en la figura 36 o el módulo 700A y 700B mostrado en la figura 38, y una estructura de molde 600 en el depósito 1 y detectar la existencia de la tinta.

La figura 38(A) muestra otra realización adicional del módulo 100. El módulo 750A mostrado en la figura 38(A) tiene el actuador 106' y un elemento de montaje de depósito de líquido 360. El módulo 750A está montado sobre el depósito 1 de manera que la cara frontal del módulo 750A se convierte en la misma cara que la superficie interior de la pared lateral del depósito 1. El actuador 106' incluye la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164, el electrodo inferior 166 y la placa de vibración 176. El electrodo inferior 166 se forma sobre la cara superior de la placa de vibración 176. La capa piezoeléctrica 160 se forma sobre la cara superior del electrodo inferior 166, y el electrodo superior 164 se forma sobre la cara superior de la capa piezoeléctrica 160. Por tanto, la capa piezoeléctrica 160 está cubierta por el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 desde la parte superior y la parte inferior. La capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 forman un elemento piezoeléctrico. La región de vibración del elemento piezoeléctrico y la placa de vibración 176 constituyen la sección de vibración, sobre la cual vibra realmente el actuador 106'. Un orificio pasante 385 está previsto en la pared lateral del depósito 1. Por tanto, la tinta entra en contacto con la placa de vibración 176 a través del orificio pasante 385 del depósito 1.

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A continuación, se explicará el funcionamiento del módulo 750A mostrado en la figura 38(A). El electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 transmiten una señal de accionamiento a la capa piezoeléctrica 160 y transmiten la señal de la frecuencia resonante detectada por la capa piezoeléctrica 160 al aparato de registro. La capa piezoeléctrica 160 oscila mediante la señal de accionamiento transmitida por el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 y vibra de manera residual. Mediante esta vibración residual, la capa piezoeléctrica 160 genera una fuerza contraelectromotriz. La existencia de tinta puede detectarse contando el periodo de vibración de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz y detectando la frecuencia resonante en el momento del recuento. El módulo 750A se monta sobre el depósito 1 de manera que la cara opuesta del lado de elemento piezoeléctrico de la sección de vibración del actuador 106', es decir, sólo la placa de vibración 176 en la figura 38(A), entra en contacto con la tinta dentro del depósito de tinta 1. No es necesario que el módulo 750A mostrado en la figura 38(A) tenga incrustado un electrodo tal como el hilo conductor 104a, 104b, 404a, 404b, 504a y 504b mostrado en la figura 32 a la figura 36 dentro del módulo 100. Por tanto, el proceso de formación se vuelve sencillo. Además, se vuelve posible el cambio del módulo 750A de modo que se vuelve posible el reciclado del módulo 750A. Además, el elemento de montaje de depósito de líquido 360 puede proteger al actuador 106' del contacto con el exterior.

La figura 38(B) muestra otra realización adicional del módulo 100. El módulo 750B mostrado en la figura 38(B) tiene el actuador 106' y un elemento de montaje de depósito de líquido 360. El módulo 750B se monta sobre el depósito 1 de manera que la cara frontal del módulo 750B se convierte en la misma cara que la superficie interior de la pared lateral del depósito 1. El actuador 106' incluye la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164, el electrodo inferior 166 y la placa de vibración 176. El electrodo inferior 166 se forma sobre la cara superior de la placa de vibración 176. La capa piezoeléctrica 160 se forma sobre la cara superior del electrodo inferior 166 y el electrodo superior 164 se forma sobre la cara superior de la capa piezoeléctrica 160. Por tanto, la capa piezoeléctrica 160 está cubierta por el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 desde la parte superior y la parte inferior. La capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 forman un elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico se forma sobre la placa de vibración 176. La región de vibración del elemento piezoeléctrico y la placa de vibración 176 constituyen la sección de vibración, sobre la cual vibra realmente el actuador 106'. Una parte de pared delgada 380 está prevista en la pared lateral del depósito 1. El módulo 750B se monta sobre el depósito 1 de manera que la cara opuesta del lado de elemento piezoeléctrico de la sección de vibración del actuador 106', es decir, sólo la placa de vibración 176 en la figura 38(B) entra en contacto con la parte de pared delgada 380 del depósito de tinta 1. Por tanto, la sección de vibración del actuador 106 vibra de manera residual junto con la parte de pared delgada 380.

A continuación, se explicará el funcionamiento del módulo 750B mostrado en la figura 38(B). El electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 transmiten una señal de accionamiento a la capa piezoeléctrica 160 y transmiten la señal de la frecuencia resonante detectada por la capa piezoeléctrica 160 al aparato de registro. La capa piezoeléctrica 160 oscila mediante la señal de accionamiento transmitida por el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 y vibra de manera residual. Dado que la placa de vibración 176 entra en contacto con la parte de pared delgada 380 del depósito 1, la sección de vibración del actuador 106' vibra junto con la parte de pared delgada 380. Dado que la cara de la parte de pared delgada 380, que está orientada hacia el interior del depósito 1, entra en contacto con la tinta, cuando el actuador 106' vibra de manera residual junto con la parte de pared delgada 380, la frecuencia resonante y la amplitud de esta vibración residual cambia con la cantidad residual de tinta. Mediante esta vibración residual, la capa piezoeléctrica 160 genera una fuerza contraelectromotriz. La cantidad residual de tinta puede detectarse contando el periodo de vibración de la forma de onda de la fuerza contraelectromotriz y detectando la frecuencia resonante en el momento del recuento.

El módulo 750B mostrado en la figura 38(B) no necesita tener incrustado un electrodo tal como el hilo conductor 104a, 104b, 404a, 404b, 504a y 504b mostrado en la figura 32 a la figura 36 dentro del módulo 100. Por tanto, el proceso de formación se vuelve sencillo. Además, se vuelve posible el cambio del módulo 750B de modo que se vuelve posible el reciclado del módulo 750B. Además, el elemento de montaje de depósito de líquido 360 puede proteger al actuador 106 del contacto con el exterior.

La figura 39(A) muestra la sección transversal del depósito de tinta cuando se monta el módulo 700B en el depósito 1. La presente realización usa un módulo 700B como un ejemplo de una estructura de montaje. El módulo 700B se monta sobre el depósito 1 de manera que el elemento de montaje de depósito de líquido 360 sobresale hacia el interior. Un orificio pasante 370 se forma en la placa de montaje 350 y el orificio pasante 370 está orientado hacia la sección de vibración del actuador 106. Además, un orificio 382 se forma sobre la pared inferior del módulo 700B y se forma un elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 363. El actuador 106 se dispone para cerrar una de las caras del orificio 382. Por tanto, la tinta entra en contacto con la placa de vibración 176 a través del orificio 382 del elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 363 y el orificio pasante 370 de la placa de montaje 350. El orificio 382 del elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 363 y el orificio pasante 370 de la placa de montaje 350 forman juntos una parte de almacenamiento de tinta. El elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico 363 y el actuador 106 se fijan mediante la placa de montaje 350 y el material de película. La estructura sellante 372 está prevista sobre la parte de conexión del elemento de montaje de depósito de líquido 360 y el depósito 1. La estructura sellante 372 puede formarse mediante un material plástico tal como resina sintética o junta tórica. En la figura 39(A), el módulo 700B y el depósito 1 son piezas separadas, sin embargo, el elemento de montaje de dispositivo piezoeléctrico puede estar constituido por una parte del depósito 1 tal como se muestra en la figura 39(B).

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No es necesario que el módulo 700B mostrado en la figura 39 tenga incrustado el hilo conductor dentro del módulo tal como se muestra en la figura 32 a la figura 36. Por tanto, el proceso de formación se vuelve sencillo. Además, se vuelve posible el cambio del módulo 700B de modo que se vuelve posible el reciclado del módulo 700B.

Es posible que el actuador 106 funcione mal por el contacto de la tinta que cae de una cara superior a una cara lateral del depósito 1 con el actuador 106, tinta que está unida a la cara superior o la cara lateral del depósito 1 cuando se sacude el cartucho de tinta. Sin embargo, dado que el elemento de montaje de depósito de líquido 360 del módulo 700B sobresale hacia el interior del depósito 1, el actuador 106 no funciona mal por la tinta que cae desde la cara superior o la cara lateral del depósito 1.

Además, el módulo 700B se monta sobre el depósito 1 de modo que sólo parte de la placa de vibración 176 y la placa de montaje 350 están en contacto con la tinta dentro del depósito 1 en la realización de la figura 39(A). La incrustación del electrodo del hilo conductor 104a, 104b, 404a, 404b, 504a y 504 mostrado en la figura 32 a la figura 36 en el módulo se vuelve innecesario para la realización mostrada en la figura 39(A). Por tanto, el proceso de formación se vuelve más sencillo. Además, se vuelve posible el intercambio del actuador 106 de modo que también se vuelve posible el reciclado del actuador 106.

La figura 39(B) muestra la sección transversal del depósito de tinta cuando se monta el actuador 106 sobre el depósito 1. Un elemento de protección 361 se monta sobre el depósito 1 por separado con el actuador 106 en el cartucho de tinta de la realización mostrada en la figura 39(B). Por tanto, el elemento de protección 361 y el actuador 106 no es una pieza como un módulo, y el elemento de protección 361 puede proteger así el actuador 106 para que no entre en contacto con el usuario. Un orificio 380 que está previsto en la cara frontal del actuador 106 está dispuesto en la pared lateral del depósito 1. El actuador 106 incluye la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164, el electrodo inferior 166, la placa de vibración 176 y la placa de montaje 350. La placa de vibración 176 está formada sobre la placa de montaje 350, y el electrodo inferior 166 está formado sobre la placa de vibración 176. La capa piezoeléctrica 160 está formada sobre la cara superior del electrodo inferior 166, y el electrodo superior 164 está formado sobre la cara superior de la capa piezoeléctrica 160. Por tanto, la parte principal de la capa piezoeléctrica 160 está formada cubriendo la parte principal de la capa piezoeléctrica 160 por la parte principal del electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166 desde la parte superior y la parte inferior. La parte circular, que es una parte principal de cada uno de la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166, forma un elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico está formado sobre la placa de vibración 176. La región de vibración del elemento piezoeléctrico y la placa de vibración 176 constituyen la sección de vibración, sobre la que vibra realmente el actuador 106. Un orificio pasante 370 está previsto en la placa de montaje 350. Además, un orificio 380 está formado en la pared lateral del depósito 1. Por tanto, la tinta entra en contacto con la placa de vibración 176 a través del orificio 380 del depósito 1 y el orificio pasante 370 de la placa de montaje 350. El orificio 380 del depósito 1 y el orificio pasante 370 de la placa de montaje 350 forman juntos una parte de almacenamiento de tinta. Además, dado que el actuador 106 está protegido por el elemento de protección 361, el actuador 106 puede protegerse frente al contacto con el exterior. La placa de base 178 mostrada en la figura 20 puede usarse en lugar de la placa de montaje 350 en la realización mostrada en las figuras 39(A) y (B).

La figura 39(C) muestra un ejemplo que comprende una estructura de molde 600 que incluye el actuador 106'. En la presente realización, se usa una estructura de molde 600 como ejemplo de la estructura de montaje. La estructura de molde 600 tiene el actuador 106' y un elemento de molde 364. El actuador 106' y el elemento de molde 364 están formados en una pieza. El elemento de molde 364 está formado por un material plástico tal como resina de silicona. El elemento de molde 364 incluye un hilo conductor 362 en su interior. El elemento de molde 364 está formado de modo que el elemento de molde 364 tiene dos tramos que se extienden desde el actuador 106'. El extremo de los dos tramos del elemento de molde 364 está formado en forma de hemisferio para fijar de manera estanca a los líquidos el elemento de molde 364 con el depósito 1. El elemento de molde 364 está montado sobre el depósito 1 de manera que el actuador 106' sobresale hacia el interior del depósito 1, y la sección de vibración del actuador 106' entra en contacto con la tinta dentro del depósito 1. El electrodo superior 164, la capa piezoeléctrica 160 y el electrodo inferior 166 del actuador 106' están protegidos de la tinta por el elemento de molde 364.

Dado que la estructura de molde 600 mostrada en la figura 39 no requiere la estructura de sellado 372 entre el elemento de molde 364 y el depósito 1, pueden reducirse las fugas de tinta desde el depósito 1. Además, dado que la estructura de molde 600 tiene una forma tal que la estructura de molde 600 no sobresale desde el exterior del depósito 1, la estructura de molde 600 puede proteger el actuador 106' frente al contacto con el exterior. Existe la posibilidad de que el actuador 106' funcione incorrectamente por el contacto de la tinta que se cae desde una cara superior o una cara lateral del depósito 1 con el actuador 106', cuya tinta está adherida a la cara superior o la cara lateral del depósito 1 cuando se sacude el cartucho de tinta. Dado que el elemento de molde 364 de la estructura de molde 600 sobresale hacia el interior del depósito 1, el actuador 106' no funciona incorrectamente por la tinta que se cae desde la cara superior o la cara lateral del depósito 1.

La figura 40 muestra una realización de un cartucho de tinta y un aparato de registro de chorro de tinta que usan el actuador 106 mostrado en la figura 20. Una pluralidad de cartuchos de tinta 180 está montada sobre el aparato de registro de chorro de tinta que tiene una pluralidad de elementos de introducción de tinta 182 y un soporte 184 que corresponden cada uno a cada uno de los cartuchos de tinta 180, respectivamente. Cada uno de la pluralidad de cartuchos de tinta 180 contiene diferentes tipos de tinta, por ejemplo, diferente color de tinta. El actuador 106, que detecta al menos impedancia acústica, está montado sobre cada una de las partes inferiores de la pluralidad de cartuchos de tinta 180. La cantidad residual de tinta en el cartucho de tinta 180 puede detectarse montando el actuador 106 sobre el cartucho de tinta 180.

La figura 41 muestra un detalle alrededor del elemento de cabezal del aparato de registro de chorro de tinta. El aparato de registro de chorro de tinta tiene un elemento de introducción de tinta 182, un soporte 184, una placa de cabezal 186 y una placa de boquillas 188. Una pluralidad de boquillas 190, que expulsan a chorro la tinta, está formada sobre la placa de boquillas 188. El elemento de introducción de tinta 182 tiene un orificio de suministro de aire 181 y una entrada de introducción de tinta 183. El orificio de suministro de aire 181 suministra aire al cartucho de tinta 180. La entrada de introducción de tinta 183 introduce tinta desde el cartucho de tinta 180. El cartucho de tinta 180 tiene una entrada de introducción de aire 185 y un acceso de suministro de tinta 187. La entrada de introducción de aire 185 introduce aire desde el orificio de suministro de aire 181 del elemento de introducción de tinta 182. El acceso de suministro de tinta 187 suministra tinta a la entrada de introducción de tinta 183 del elemento de introducción de tinta 182. Al introducir aire desde el elemento de introducción de tinta 182 en el cartucho de tinta 180, el cartucho de tinta 180 acelera el suministro de tinta desde el cartucho de tinta 180 al elemento de introducción de tinta 182. El soporte 184 comunica la tinta suministrada desde el cartucho de tinta 180 a través del elemento de introducción de tinta 182 a la placa de cabezal 186.

La figura 42 muestra otra realización del cartucho de tinta 180 mostrado en la figura 41. El actuador 106 está montado sobre la cara inferior 194a, que está formada para inclinarse en dirección vertical, del cartucho de tinta 180A mostrado en la figura 42(A). Una pared que evita la formación de ondas 192 está prevista en la posición en la que tiene la altura predeterminada desde la cara inferior del interior del depósito de tinta 194 y también está orientada hacia el actuador 106 dentro del depósito de tinta 194 del cartucho de tinta 180. Dado que el actuador 106 está montado sobre el depósito de tinta 194 inclinado en dirección vertical, puede mejorarse el drenaje de la tinta.

Un hueco, que está lleno de tinta, está formado entre el actuador 106 y la pared que evita la formación de ondas 192. El espacio entre la pared que evita la formación de ondas 192 y el actuador 106 tiene un espacio de manera que el espacio no contiene tinta por fuerza capilar. Cuando se desplaza el depósito de tinta 194, se genera una onda de tinta dentro del depósito de tinta 194 por el balanceo, y existe la posibilidad de que el actuador 106 funcione incorrectamente detectando una burbuja de aire o gas producida por el choque de la onda de tinta. Proporcionando la pared que evita la formación de ondas 192, puede evitarse la onda de tinta alrededor del actuador 106 de modo que puede evitarse el funcionamiento incorrecto del actuador 106.

El actuador 106 del cartucho de tinta 180B mostrado en la figura 42 está montado sobre la pared lateral del acceso de suministro del depósito de tinta 194. El actuador 106 puede estar montado sobre la pared lateral o la cara inferior del depósito de tinta 194 si el actuador 106 está montado cerca del acceso de suministro de tinta 187. El actuador 106 está montado preferiblemente sobre el centro de la dirección de anchura del depósito de tinta 194. Dado que se suministra tinta al exterior a través del acceso de suministro de tinta 187, la tinta y el actuador 106 entran en contacto de manera fiable hasta el momento en el que casi se ha acabado la tinta proporcionando el actuador 106 cerca del acceso de suministro de tinta 187. Por tanto, el actuador 106 puede detectar de manera fiable el momento en el que casi se ha acabado la tinta.

Además, proporcionando el actuador 106 cerca del acceso de suministro de tinta 187, la posición de ajuste del actuador 106 hasta el punto de conexión sobre el carro sobre el depósito de tinta se vuelve fiable durante el montaje del depósito de tinta sobre el soporte de cartucho del carro. Esto es debido a que la fiabilidad del acoplamiento entre el acceso de suministro de tinta con la aguja de suministro de tinta es lo más importante durante el acoplamiento del depósito de tinta y el carro. Si hay un hueco aunque sea pequeño, se dañará la punta de la aguja de suministro de tinta o se verá dañada una estructura de sellado tal como una junta tórica de modo que habrá una fuga de tinta. Para evitar esta clase de problemas, la impresora de chorro de tinta tiene habitualmente una estructura especial que puede colocar con exactitud el depósito de tinta durante el montaje del depósito de tinta sobre el carro. Por tanto, la colocación del actuador 106 se vuelve fiable disponiendo el actuador cerca del acceso de suministro de tinta. Además, el actuador 106 puede colocarse de manera fiable adicionalmente montando el actuador 106 en el centro de la dirección de anchura del depósito de tinta 194. Esto es debido a que el menor balanceo se da cuando el depósito de tinta se desplaza a lo largo de un eje,
cuyo centro es la línea central de la dirección de anchura, durante el montaje del depósito de tinta sobre el soporte.

La figura 43 muestra otra realización adicional del cartucho de tinta 180. La figura 43(A) muestra una sección transversal de un cartucho de tinta 180C, y la figura 43(B) muestra una sección transversal que amplía la pared lateral 194b de un cartucho de tinta 180C mostrado en la figura 43(A). La figura 43(C) muestra una vista en perspectiva desde la parte frontal de la pared lateral 194b del cartucho de tinta 180C. El dispositivo de memoria de semiconductor 7 y el actuador 106 están formados sobre la misma placa de circuito 610 en el cartucho de tinta 180C. Tal como se muestra en la figura 43(B) y (C), el dispositivo de memoria de semiconductor 7 está formado en el lado superior de la placa de circuito 610, y el actuador 106 está formado en el lado inferior del dispositivo de memoria de semiconductor 7 sobre la misma placa de circuito 610. Una junta tórica de distinto tipo 614 está montada sobre la pared lateral 194b de manera que la junta tórica de distinto tipo 614 rodea el actuador 106. Una pluralidad de partes de calafateo 616 están formadas sobre la pared lateral 194b para acoplar la placa de circuito 610 con el depósito de tinta 194. Mediante el acoplamiento de la placa de circuito 610 con el depósito de tinta 194 usando la parte de calafateo 616 y empujando la junta tórica de distinto tipo 614 contra la placa de circuito 610, la región de vibración del actuador 106 puede entrar en contacto con la tinta, y al mismo tiempo, el interior del cartucho de tinta queda sellado con respecto al exterior del cartucho de tinta.

Están formados terminales 612 sobre el dispositivo de memoria de semiconductor 7 y alrededor del dispositivo de memoria de semiconductor 7. Los terminales 612 transfieren la señal entre el dispositivo de memoria de semiconductor 7 y el exterior del aparato de registro de chorro de tinta. El dispositivo de memoria de semiconductor 7 puede estar constituido por una memoria de semiconductor que puede reescribirse, tal como EEPROM. Dado que el dispositivo de memoria de semiconductor 7 y el actuador 106 están formados sobre la misma placa de circuito 610, puede terminarse el proceso de montaje de una vez durante el montaje del dispositivo de memoria de semiconductor 7 y el actuador 106 sobre el cartucho de tinta 180C. Además, pueden simplificarse el proceso de trabajo durante la fabricación del cartucho de tinta 180C y el reciclado del cartucho de tinta 180C. Además, puede reducirse el coste de fabricación del cartucho de tinta 180C dado que puede reducirse el número de partes.

El actuador 106 detecta el estado de consumo de tinta dentro del depósito de tinta 194. El dispositivo de memoria de semiconductor 7 almacena información de tinta tal como la cantidad residual de tinta detectada por el actuador 106. Es decir, el dispositivo de memoria de semiconductor 7 almacena la información relacionada con el parámetro característico tal como la característica de la tinta y el cartucho de tinta usados para el actuador 106 cuando se detecta el estado de consumo de tinta. El dispositivo de memoria de semiconductor 7 almacena previamente la frecuencia resonante de cuando la tinta dentro del depósito de tinta 194 está completa, es decir, cuando el depósito de tinta 194 está lleno de tinta de manera suficiente, o cuando se acaba la tinta en el depósito de tinta 194, es decir, se consume la tinta en el depósito de tinta 194, como uno de los parámetros característicos. La frecuencia resonante cuando la tinta dentro del depósito de tinta 194 está en el estado completo o en el estado acabado puede almacenarse cuando el depósito de tinta se monta sobre el aparato de registro de chorro de tinta por primera vez. Además, la frecuencia resonante cuando la tinta dentro del depósito de tinta 194 está en el estado completo o el estado acabado puede almacenarse durante la fabricación del depósito de tinta 194. Dado que la irregularidad de la detección de la cantidad residual de tinta puede compensarse almacenando previamente la frecuencia resonante cuando la tinta dentro del depósito de tinta 194 está en el estado completo o el estado acabado en el dispositivo de memoria de semiconductor 7 y tomando una lectura de los datos de la frecuencia resonante en el lado del aparato de registro de chorro de tinta, puede detectarse con exactitud que la cantidad residual de tinta disminuye hasta el valor de referencia.

La figura 44 muestra otra realización adicional del cartucho de tinta 180. Una pluralidad de actuadores 106 está montada sobre la pared lateral 194b del depósito de tinta 194 en el cartucho de tinta 180D mostrado en la figura 44(A). Es preferible usar la pluralidad de los actuadores 106 que está formada en una pieza tal como se muestra en la figura 24 para esta pluralidad de actuadores 106. La pluralidad de actuadores 106 está dispuesta sobre la pared lateral 194b con intervalos en la dirección vertical. Disponiendo la pluralidad de actuadores 106 sobre la pared lateral 194b con intervalos en la dirección vertical, puede detectarse por etapas la cantidad residual de tinta.

El cartucho de tinta 180E mostrado en la figura 44(B) tiene montado un actuador 606 que es largo en la dirección vertical sobre la pared lateral 194b del depósito de tinta 194. El cambio de la cantidad residual de tinta dentro del depósito de tinta 194 puede detectarse de manera continua por el actuador 606 que es largo en la dirección vertical. La longitud del actuador 606 es preferiblemente más larga que la mitad de la altura de la pared lateral 194b. En la figura 44(B), el actuador 606 tiene la longitud desde sustancialmente el extremo superior hasta el extremo inferior de la pared lateral 194b.

El cartucho de tinta 180F mostrado en la figura 44(C) tiene montada una pluralidad de actuadores 106 sobre la pared lateral 194b del depósito de tinta 194 como el cartucho de tinta 180D mostrado en la figura 44(A). El cartucho de tinta 180F comprende además la pared que evita la formación de ondas 192, que es larga en la dirección vertical, a lo largo de la pared lateral 194b con un espacio predeterminado con la pared lateral 194b de manera que la pared que evita la formación de ondas 192 está orientada directamente hacia la pluralidad de actuadores 106. Es preferible usar una pluralidad de los actuadores 106 que está formada en una pieza tal como se muestra en la figura 24 para esta pluralidad de actuadores 106. Un hueco, que está lleno de tinta, está formado entre el actuador 106 y la pared que evita la formación de ondas 192. Además, el hueco entre la pared que evita la formación de ondas 192 y el actuador 106 tiene un espacio de manera que el hueco no contiene tinta por fuerza capilar. Cuando se desplaza el depósito de tinta 194, se genera una onda de tinta dentro del depósito de tinta 194 por el balanceo, y existe la posibilidad de que el actuador 106 funcione incorrectamente detectando una burbuja de aire o gas producida por el choque de la onda de tinta. Proporcionando la pared que evita la formación de ondas 192, puede evitarse la onda de tinta alrededor del actuador 106 de modo que puede evitarse el funcionamiento incorrecto del actuador 106. La pared que evita la formación de ondas 192 también evita las burbujas de aire generadas por el balanceo de la tinta al entrar en el actuador 106.

La figura 45 muestra otra realización adicional del cartucho de tinta 180. El cartucho de tinta 180G mostrado en la figura 45(A) tiene una pluralidad de paredes de separación 212, extendiéndose cada una de las cuales hacia abajo desde la cara superior 194c del depósito de tinta 194. Dado que cada uno del extremo inferior de las paredes de separación 212 y la cara inferior del depósito de tinta 194 tiene un hueco predeterminado, la parte inferior del depósito de tinta 194 está en comunicación consigo misma. El cartucho de tinta 180G tiene una pluralidad de cámaras de contención 213 divididas por cada una de la pluralidad de paredes de separación 212. La parte inferior de la pluralidad de las cámaras de contención 213 está en comunicación entre sí. En cada una de la pluralidad de las cámaras de contención 213, el actuador 106 está montado sobre la cara superior 194c del depósito de tinta 194. Es preferible usar una pluralidad de los actuadores 106 que está formada en una pieza tal como se muestra en la figura 24 para esta pluralidad de actuadores 106. El actuador 106 está dispuesto sustancialmente sobre el centro de la cara superior 194c de la cámara de contención 213 del depósito de tinta 194. El volumen de la cámara de contención 213 está dispuesto de manera que el volumen de la cámara de contención 213 del acceso de suministro de tinta 187 sea el mayor, y el volumen de la cámara de contención 213 disminuya gradualmente a medida que aumenta la distancia desde el acceso de suministro de tinta 187 hasta la parte interna del cartucho de tinta 180G. Por tanto, el espacio más amplio entre cada uno de los actuadores 106 está en el lado del acceso de suministro de tinta 187 y se vuelve más estrecho a medida que aumenta la distancia desde el acceso de suministro de tinta 187 hasta la parte interna del cartucho de tinta 180G. Dado que se drena tinta desde el acceso de suministro de tinta 187, y entra aire desde la entrada de introducción de aire 185, se consume tinta desde la cámara de contención 213 del lado del acceso de suministro de tinta 187 hasta la cámara de contención 213 de la parte interna del cartucho de tinta 180G. Por ejemplo, se consume la tinta en la cámara de contención 213 que está más cerca del acceso de suministro de tinta 187, y durante el tiempo en que disminuye el nivel de tinta de la cámara de contención 213 que está más cerca del acceso de suministro de tinta 187, las otras cámaras de contención 213 se llenan de tinta. Cuando se consume totalmente la tinta en la cámara de contención 213 que está más cerca del acceso de suministro de tinta 187, entra aire en la cámara de contención 213 que es la segunda contando desde el acceso de suministro de tinta 187, entonces la tinta en la segunda cámara de contención 213 empieza a consumirse de modo que empieza a disminuir el nivel de tinta de la segunda cámara de contención 213. En este momento, se llena de tinta la cámara de contención 213 que es la tercera o más de la tercera contando desde el acceso de suministro de tinta 187. De esta manera, se consume tinta desde la cámara de contención 213 que está más cerca del acceso de suministro de tinta 187 hasta la cámara de contención 213 que está alejada del acceso de suministro de tinta 187 en orden.

Tal como se mostró anteriormente, dado que el actuador 106 está dispuesto sobre la cara superior 194c del depósito de tinta 194 con intervalos para cada una de las cámaras de contención 213, el actuador 106 puede detectar la disminución de la cantidad de tinta por etapas. Además, dado que el volumen de la cámara de contención 213 disminuye desde el acceso de suministro de tinta 187 hasta la parte interna de la cámara de contención 213 gradualmente, disminuye gradualmente el intervalo de tiempo en el que el actuador 106 detecta la disminución de la cantidad de tinta. Por tanto, puede aumentarse la frecuencia de detección de la cantidad de tinta a medida que se va agotando la tinta.

El cartucho de tinta 180H mostrado en la figura 45(B) tiene una pared de separación 212 que se extiende hacia abajo desde la cara superior 194c del depósito de tinta 194. Dado que el extremo inferior de las paredes de separación 212 y la cara inferior del depósito de tinta 194 tienen un espacio predeterminado, la parte inferior del depósito de tinta 194 está en comunicación consigo misma. El cartucho de tinta 180H tiene dos cámaras de contención 213a y 213b divididas por la pared de separación 212. Las partes inferiores de las cámaras de contención 213a y 213b están en comunicación entre sí. El volumen de la cámara de contención 213a del lado del acceso de suministro de tinta 187 es mayor que el volumen de la cámara de contención 213b que está ubicada en una parte interna del cartucho de tinta 180H alejada del acceso de suministro de tinta 187. El volumen de la cámara de contención 213b es preferiblemente menor que la mitad del volumen de la cámara de contención 213a.

El actuador 106 está montado sobre la cara superior 194c de la cámara de contención 213B. Además, un amortiguador 214, que es una ranura para atrapar la burbuja de aire que entra en el cartucho de tinta 180H durante la fabricación del cartucho de tinta 180H, está formado sobre la cámara de contención 213b. En la figura 45(B), el amortiguador 214 está formado como una ranura que se extiende hacia arriba desde la pared lateral 194b del depósito de tinta 194. Dado que el amortiguador 214 atrapa la burbuja de aire que entra dentro de la cámara de contención 213b, puede evitarse el funcionamiento incorrecto del actuador 106 detectando que se acaba la tinta cuando se atrapa la burbuja de aire. Además, proporcionando el actuador 106 sobre la cara superior 194c de la cámara de contención 213b, puede consumirse por completo la tinta compensando la cantidad de tinta, que se mide desde la detección de que se acaba la tinta hasta el consumo completo de la tinta, calculándose el estado de consumo de tinta correspondiente de la cámara de contención 213a a partir del contador de puntos. Además, ajustando el volumen de la cámara de contención 213b cambiando la longitud o el intervalo de la pared de separación 212, puede cambiarse la cantidad de tinta que puede consumirse tras la detección de que se acaba la tinta.

El cartucho de tinta 180I mostrado en la figura 45(C) llena un elemento poroso 216 en la cámara de contención 213b del cartucho de tinta 180H mostrado en la figura 45(B). El elemento poroso 216 se llena dentro de la cámara de contención 213b desde la cara superior hasta la cara inferior del elemento poroso 216b. El elemento poroso 216 entra en contacto con el actuador 106. Existe una posibilidad de que el actuador 106 funcione incorrectamente debido a la entrada de una burbuja de aire dentro de la cámara de contención 213b cuando se cae el depósito de tinta o cuando la cámara de contención 213b se mueve hacia atrás y hacia delante con el carro. Si el elemento poroso 216 está previsto en la cámara de contención 213b, el elemento poroso 216 captura aire para evitar la entrada de aire en el actuador 106. Además, dado que el elemento poroso 216 contiene tinta, el elemento poroso 216 puede evitar que el actuador 106 funcione incorrectamente detectando el estado de tinta acabada como estado de que existe tinta que está provocado por la adherencia de la tinta sobre el actuador 106 cuando se sacude el depósito de tinta. Es preferible que el elemento poroso 216 esté previsto en la cámara de contención 213 que tiene el menor volumen. Además, proporcionando el actuador 106 sobre la cara superior 194c de la cámara de contención 213b, puede consumirse tinta hasta que se acabe compensando la cantidad de tinta que se mide desde la detección de tinta acabada hasta el consumo completo de la tinta. Además, puede cambiarse la cantidad de tinta que puede consumirse tras la detección de tinta casi acabada ajustando el volumen de la cámara de contención 213b cambiando la longitud y el intervalo de la pared de separación 212.

La figura 45(D) muestra un cartucho de tinta 180J, cuyo elemento poroso 216 está constituido por dos clases de elementos porosos 216A y 216B que tienen un diámetro de orificio diferente entre sí. El elemento poroso 216A está ubicado sobre el lado superior del elemento poroso 216B. El diámetro de orificio del elemento poroso 216A que está ubicado en el lado superior de la cámara de contención 213b es mayor que el diámetro de orificio del elemento poroso 216B que está ubicado en el lado inferior de la cámara de contención 213B. El elemento poroso 216A puede estar formado por un elemento que tiene una menor afinidad por líquido que la afinidad por líquido del elemento que forma el elemento poroso 216B. Dado que la fuerza capilar del elemento poroso 216B, que tiene un diámetro de orificio pequeño, es mayor que la fuerza capilar del elemento poroso 216A, que tiene un diámetro de orificio grande, la tinta en la cámara de contención 213b se recoge en el elemento poroso 216B ubicado en el lado inferior de la cámara de contención 213B y la contiene el elemento poroso 216B. Por tanto, una vez que el aire alcanza el actuador 106, y el actuador 106 detecta el estado sin tinta, la tinta no alcanza el actuador 106 de nuevo, de modo que el actuador 106 no funciona incorrectamente para detectar el estado de que existe tinta. Además, dado que el elemento poroso 216B que está alejado del actuador 106 absorbe tinta, mejora el drenaje de tinta alrededor del actuador 106, y aumenta la cantidad de cambio de la impedancia acústica durante la detección de la existencia de tinta. Además, proporcionando el actuador 106 sobre la cara superior 194c de la cámara de contención 213b, puede consumirse tinta hasta que se acaba compensando la cantidad de tinta que se mide desde la detección de la tinta casi acabada hasta el consumo completo de la tinta. Además, puede cambiarse la cantidad de tinta que puede consumirse tras la detección de la tinta casi acabada ajustando el volumen de la cámara de contención 213b cambiando la longitud y el intervalo de la pared de separación 212.

La figura 46 muestra una sección transversal de un cartucho de tinta 180K que es otra realización adicional del cartucho de tinta 180I mostrado en la figura 45(C). El elemento poroso 216 en el cartucho de tinta 180K mostrado en la figura 46 está diseñado de manera que el área de la sección transversal sobre el plano horizontal de la parte inferior del elemento poroso 216 se comprime para disminuir gradualmente hacia la dirección a la cara inferior del depósito de tinta 194. Por tanto, el diámetro de orificio del elemento poroso 216 disminuye gradualmente hacia la dirección a la cara inferior del depósito de tinta 194. El cartucho de tinta 180K mostrado en la figura 46(A) tiene una nervadura que está prevista en la pared lateral del depósito de tinta 194 para comprimir la parte inferior del elemento poroso 216 para reducir el diámetro de orificio de la parte inferior del elemento poroso 216. Dado que el diámetro de orificio de la parte inferior del elemento poroso 216 se redujo por la compresión, se recoge la tinta y la contiene la parte inferior del elemento poroso 216. Dado que la parte inferior del elemento poroso 216 que está alejada del actuador 106 absorbe tinta, mejora el drenaje de tinta alrededor del actuador 106, y aumenta la cantidad de cambio de la impedancia acústica durante la detección de la existencia de tinta. Por tanto, puede evitarse el error de que el actuador 106 detecta el estado sin tinta como el estado en el que existe tinta por la adherencia de la tinta sobre el actuador 106 montado sobre la cara superior del cartucho de tinta 180K por el balanceo de la tinta.

En el cartucho de tinta 180L mostrado en la figura 46(B) y la figura 46(C), para comprimir y disminuir el área de la sección transversal sobre el plano horizontal de la parte inferior del elemento poroso 216 gradualmente hacia la dirección a la cara inferior del depósito de tinta 194, el área de la sección transversal sobre el plano horizontal de la cámara de contención disminuye gradualmente hacia la dirección a la cara inferior del depósito de tinta 194. Dado que el diámetro de orificio de la parte inferior del elemento poroso 216 se redujo por la compresión, se recoge la tinta y la contiene la parte inferior del elemento poroso 216. Dado que la parte inferior del elemento poroso 216B que está alejada del actuador 106 absorbe tinta, mejora el drenaje de tinta alrededor del actuador 106, y aumenta la cantidad de cambio de la impedancia acústica durante la detección de la existencia de tinta. Por tanto, puede evitarse el error de que el actuador 106 detecta el estado sin tinta como el estado en el que existe tinta por la adherencia de la tinta sobre el actuador 106 montado sobre la cara superior del cartucho de tinta 180L por el balanceo de la tinta.

La figura 47 muestra otra realización del cartucho de tinta que usa el actuador 106. El cartucho de tinta 220A mostrado en la figura 47(A) tiene una primera pared de separación 222 prevista de manera que se extiende hacia abajo desde la cara superior del cartucho de tinta 220A. Dado que existe un espacio predeterminado entre el extremo inferior de la primera pared de separación 222 y la cara inferior del cartucho de tinta 220A, puede fluir tinta hacia el acceso de suministro de tinta 230 a través de la cara inferior del cartucho de tinta 220A. Una segunda pared de separación 224 está formada de manera que la segunda pared de separación 224 se extiende hacia arriba desde la cara inferior del cartucho de tinta 220A más hacia el lado del acceso de suministro de tinta de la primera pared de separación 222. Dado que existe un espacio predeterminado entre el extremo superior de la segunda pared de separación 224 y la cara superior del cartucho de tinta 220A, puede fluir tinta hacia el acceso de suministro de tinta 230 a través de la cara superior del cartucho de tinta 220A.

Una primera cámara de contención 225a está formada sobre la parte interna de la primera pared de separación 222, vista desde el acceso de suministro de tinta 230, por la primera pared de separación 222. Por otra parte, una segunda cámara de contención 225b está formada en el lado frontal de la segunda pared de separación 224, vista desde el acceso de suministro de tinta 230, por la segunda pared de separación 224. El volumen de la primera cámara de contención 225a es mayor que el volumen de la segunda cámara de contención 225b. Un conducto capilar 227 está formado proporcionando un espacio, que puede generar el fenómeno capilar, entre la primera pared de separación 222 y la segunda pared de separación 224. Por tanto, la tinta en la primera cámara de contención 225a se recoge en el conducto capilar 227 por la fuerza capilar del conducto capilar 227. Por tanto, el conducto capilar 227 puede evitar que entre el aire o la burbuja de aire en la segunda cámara de contención 225b. Además, el nivel de tinta en la segunda cámara de contención 225b puede disminuir uniforme y gradualmente. Dado que la primera cámara de contención 225a está formada en una parte más interna de la segunda cámara de contención 225b, vista desde el acceso de suministro de tinta 230, se consume la tinta en la segunda cámara de contención 225b tras consumirse la tinta en la primera cámara de contención 225a.

El actuador 106 está montado sobre la pared lateral del cartucho de tinta 220A del lado del acceso de suministro de tinta 230, es decir, la pared lateral de la segunda cámara de contención 225b del lado del acceso de suministro de tinta 230. El actuador 106 detecta el estado de consumo de tinta dentro de la segunda cámara de contención 225b. La cantidad residual de tinta en el momento próximo a la tinta casi acabada puede detectarse de manera estable montando el actuador 106 sobre la pared lateral de la segunda cámara de contención 225b. Además, cambiando la altura de la posición de montaje del actuador 106 sobre la pared lateral de la segunda cámara de contención 225b, puede fijarse libremente el momento para determinar qué cantidad residual de tinta como que la tinta se acaba. Dado que se suministra tinta desde la primera cámara de contención 225a hasta la segunda cámara de contención 225b mediante el conducto capilar 227, el actuador 106 no se ve influenciado por el balanceo de la tinta provocado por el desplazamiento del cartucho de tinta 220A, y por tanto, el actuador 106 puede medir de manera fiable la cantidad residual de tinta. Además, dado que el conducto capilar 227 contiene tinta, el conducto capilar 227 puede evitar que fluya tinta hacia atrás desde la segunda cámara de contención 225b hasta la primera cámara de contención 225a.

Una válvula de retención 228 está prevista en la cara superior del cartucho de tinta 220A. Mediante la válvula de retención 228 pueden evitarse las fugas de tinta hacia fuera del cartucho de tinta 220A provocadas por el desplazamiento del cartucho de tinta 220A. Además, puede evitarse la evaporación de tinta desde el cartucho de tinta 220A proporcionando la válvula de retención 228 sobre la cara superior del cartucho de tinta 220A. Si se consume tinta en el cartucho de tinta 220A, y la presión negativa dentro del cartucho de tinta 220A supera la presión de la válvula de retención 228, la válvula de retención 228 se abre e introduce aire en el cartucho de tinta 220A. Entonces, se cierra la válvula de retención 228 para mantener la presión dentro del cartucho de tinta 220A de modo que sea estable.

Las figuras 47(C) y (D) muestran una sección transversal detallada de la válvula de retención 228. La válvula de retención 228 mostrada en la figura 47(C) tiene una válvula 232 que incluye una brida 232a formada por caucho. Un orificio de aire 233, que comunica aire entre el interior y el exterior del cartucho de tinta 220, está previsto en el cartucho de tinta 220 de manera que el orificio de aire 233 está orientado hacia la brida 232a. El orificio de aire 233 lo abre y lo cierra la brida 232a. La válvula de retención 228 abre la brida 232a hacia dentro el cartucho de tinta 220 cuando la presión negativa en el cartucho de tinta 220 supera la presión de la válvula de retención 228 por la disminución de tinta dentro del cartucho de tinta 220A, y por tanto, el aire fuera del cartucho de tinta 220 se introduce en el cartucho de tinta 220. La válvula de retención 228 mostrada en la figura 47(D) tiene una válvula 232 formada por caucho y un muelle 235. Si la presión negativa dentro del cartucho de tinta 220 supera la presión de la válvula de retención 228, la válvula 232 presiona y abre el muelle 235 para introducir el aire exterior en el cartucho de tinta 220 y luego lo cierra para mantener la presión negativa dentro del cartucho de tinta 220 de modo que sea estable.

El cartucho de tinta 220B mostrado en la figura 47(B) tiene un elemento poroso 242 en la primera cámara de contención 225a en lugar de proporcionar la válvula de retención 228 sobre el cartucho de tinta 220A tal como se muestra en la figura 47. El elemento poroso 242 mantiene la tinta dentro del cartucho de tinta 220B y también evita que se escape la tinta al exterior del cartucho de tinta 220B durante el desplazamiento del cartucho de tinta 220B.

La realización en la que el actuador 106 está montado sobre un cartucho de tinta o un carro, en la que el cartucho de tinta es una pieza separada con el carro y está montado sobre el carro, se ha explicado anteriormente. Sin embargo, el actuador 106 puede montarse sobre el tanque de tinta que está montado sobre el aparato de registro de chorro de tinta junto con un carro y formado junto con un carro como una pieza. Además, el actuador 106 puede montarse sobre el tanque de tinta del tipo exterior al carro. El tanque de tinta del tipo exterior al carro es una pieza separada con un carro y suministra tinta al carro a través de, por ejemplo, un tubo. Además, el actuador de la presente realización puede montarse sobre el cartucho de tinta 180 constituido de modo que un cabezal de registro y un depósito de tinta están formados como una pieza y es posible intercambiarlos.

"La estructura y la ventaja de un dispositivo de detección de líquido con una cavidad"

Se explican anteriormente las diversas clases de cartuchos de tinta que tienen una función de detección del consumo de tinta de la presente realización. En estos cartuchos de tinta, se usa un elemento piezoeléctrico para detectar el consumo de tinta. En esta configuración, se ha mostrado un actuador que es un aparato para detectar líquido con cavidad. Se muestra la configuración típica, por ejemplo, en la figura 20. Además, un módulo de montaje, en el que un dispositivo piezoeléctrico y una estructura de montaje están formados como una pieza, se mostró en otra realización. Se muestra el ejemplo representativo, por ejemplo, en la figura 32. Tal como se mostró anteriormente, el dispositivo piezoeléctrico puede protegerse usando un módulo de montaje. Además, el montaje del dispositivo piezoeléctrico se vuelve más fácil mediante el módulo de montaje. En la presente realización, especialmente se ha mostrado el módulo de montaje con una cavidad. Además, se ha usado el dispositivo piezoeléctrico para detectar el consumo de tinta en estos cartuchos de tinta. En estas configuraciones, se mostraron los cartuchos de tinta con una cavidad. Se muestra la configuración típica de esta realización en la figura 28, por ejemplo. Las ventajas mostradas a continuación pueden obtenerse proporcionando una cavidad con abertura. Pueden obtenerse las siguientes ventajas mediante estos tipos de dispositivo de detección de líquido.

(1) Haciendo referencia de nuevo a la figura 20, el actuador 106 tiene una placa de base 178 como elemento de base. El elemento piezoeléctrico (160, 164, 166) está formado sobre la placa de base 178. La cavidad 162 de la placa de base 178 está prevista en la posición que está orientada con el elemento piezoeléctrico. Se transfiere una vibración entre el elemento piezoeléctrico y el interior del depósito a través de la cavidad 162. Por otra parte, la figura 32 muestra el módulo 100 durante el ensamblaje del módulo 100, y la figura 33 muestra el módulo 100 cuando se desmonta el módulo 100 para otra realización. El actuador 106 (dispositivo piezoeléctrico) y la estructura de montaje están formados en una pieza. El módulo de montaje 100 está montado sobre el cartucho de tinta. Un orificio pasante 112 está previsto en una placa 110, que es una parte de la estructura de montaje. El orificio pasante 112 corresponde a la cavidad con abertura de la presente invención (el orificio pasante 112 se denominará cavidad con abertura en lo que sigue en el momento adecuado). El orificio pasante 112 está orientado hacia el actuador 106, y el orificio pasante 112 también está dispuesto en la posición que está orientada hacia la dirección interior del cartucho de tinta 180 desde el actuador 106. La vibración se transmite entre el dispositivo piezoeléctrico y el interior del depósito a través de la cavidad 112. Si el consumo de tinta avanza, el nivel de líquido disminuye, y queda expuesto el orificio pasante 112. En este momento, queda una cantidad de tinta sustancialmente constante y se mantiene en el orificio pasante 112. Además, en la otra realización mostrada en la figura 28, el depósito 1 del cartucho de tinta tiene una cara inferior 1a. El actuador 650 como dispositivo piezoeléctrico está montado sobre la parte inferior de la cara inferior 1a. El depósito 1 tiene un orificio pasante 1c, denominado cavidad en lo que sigue, en la posición que está orientada hacia el elemento piezoeléctrico 73 del actuador 650. Es decir, la cavidad 1c está formada sobre la posición en la que está orientada hacia el interior del depósito desde el elemento piezoeléctrico 73 y comunica con el interior del depósito. La vibración se transmite entre el dispositivo piezoeléctrico y el interior del depósito a través de la cavidad. Cuando el consumo de tinta avanza, el nivel de líquido disminuye, y queda expuesta la cavidad 162. En este momento, queda una cantidad de tinta sustancialmente constante y se mantiene dentro de la cavidad 162. La cantidad de tinta contenida en la cavidad 162 está determinada por la forma y el ángulo de ajuste de la cavidad 162 y la viscosidad de la tinta en la cavidad 162. Puede obtenerse previamente mediante medición la impedancia acústica que corresponde a esta cantidad constante de tinta. Puede resultar posible obtener el consumo de tinta de manera fiable evaluando si se detecta o no esta clase de impedancia acústica.

Tal como se explicó anteriormente, puede usarse el estado de vibración residual del elemento piezoeléctrico para detectar el consumo de tinta. El elemento piezoeléctrico entra en el estado de vibración residual tras la oscilación. El estado de vibración residual, especialmente, su frecuencia resonante corresponde al cambio de la impedancia acústica y el estado de consumo de tinta. El estado de consumo de tinta puede detectarse de manera fiable evaluando si se detecta o no el estado de vibración residual cuando se mantiene la cantidad de tinta pequeña en la cavidad 162. Además, el consumo de tinta puede detectarse de manera fiable evaluando si se detecta o no el estado de vibración residual cuando se mantiene la cantidad de tinta pequeña en el orificio pasante 112. Además, según la presente realización, tal como se explicó anteriormente, puede evitarse la función incorrecta provocada por la onda de tinta proporcionando la cavidad sobre el actuador. Dado que se adhiere tinta sobre la cavidad de antemano, no se produce ninguna diferencia por la adherencia de tinta sobre la cavidad por la onda de tinta, y por tanto, los resultados de la detección no se ven influenciados por la adherencia de tinta sobre la cavidad.

Además, la distancia entre el elemento piezoeléctrico y la tinta se reduce proporcionando la cavidad 162 sobre el actuador de la presente realización. Concretamente, la placa de vibración 176 prevista entre el elemento piezoeléctrico 174 y la tinta es extremadamente más delgada que la placa de base 178. En este caso, el elemento que influye principalmente en la vibración residual del elemento piezoeléctrico es sólo la pequeña cantidad de tinta cerca del elemento piezoeléctrico. Esta pequeña cantidad de tinta existe cerca del elemento piezoeléctrico y entra en contacto con la placa de vibración proporcionando la cavidad 162 sobre el actuador. Dado que el cambio de la vibración residual que supone el consumo de tinta se vuelve notable, puede detectarse de manera fiable el consumo de tinta.

Además, la distancia entre el actuador 106 y la tinta se reduce proporcionando la cavidad sobre el actuador. Por tanto, la vibración se transmite entre el actuador 106 y la tinta sin hacerlo a través de la placa 110. En este caso, el elemento que influye principalmente en la vibración residual del dispositivo piezoeléctrico es sólo la pequeña cantidad de tinta cerca del dispositivo piezoeléctrico. Esta pequeña cantidad de tinta existe cerca del dispositivo piezoeléctrico y entra en contacto con dispositivo piezoeléctrico proporcionando la cavidad 162 sobre el dispositivo piezoeléctrico. Dado que el cambio de la vibración residual que supone el consumo de tinta se vuelve notable, puede detectarse de manera fiable el consumo de tinta.

La cavidad no tiene que penetrar a través de la placa 110. En este caso, la cavidad está constituida por la parte cóncava de la placa 110.

Además, la cavidad está prevista en la parte limitada del actuador, y se sella la tinta por el elemento previsto alrededor de la cavidad. El actuador 106, especialmente el elemento piezoeléctrico del actuador 106, está protegido eficazmente de la tinta que tiene una conductividad.

La distancia entre el actuador 650, especialmente el elemento piezoeléctrico 73, y la tinta se reduce proporcionando el orificio pasante 1c sobre el actuador 106. En el ejemplo mostrado en la figura 28, la pared del depósito no existe entre el actuador 650 y la tinta. La placa de vibración 72 es más delgada que las placas de base 71 y la pared del depósito.

En este caso, se explica la detección de consumo de tinta basada en la impedancia acústica, especialmente la detección usando la vibración residual. Sin embargo, el consumo de tinta puede detectarse mediante la onda elástica y la onda reflejada usando el actuador 106. Puede medirse el tiempo hasta que vuelve la onda reflejada. También puede aplicarse otro principio. La explicación anterior también se aplica a la explicación que se explicará a continuación.

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(2) La cavidad tiene una forma que mantiene la tinta en el estado líquido predeterminado. La forma de la cavidad está determinada de manera que la cavidad puede contener la tinta incluso en el estado de consumo de tinta en el objetivo de detección. Usando la vibración residual que corresponde a la cantidad de tinta en el estado de consumo de tinta en el objetivo de detección como valor de referencia, puede detectarse si la tinta se consume o no.

En este caso, puede considerarse que en el caso en el que no queda tinta en la cavidad, es mucho más fácil detectar el consumo de tinta. Sin embargo, se producirá el problema de la adherencia de la tinta explicado anteriormente. Si queda o no queda tinta en la cavidad, es decir, si existe irregularidad en el estado de tinta que queda, esta irregularidad can puede ser la causa del error de detección. En este caso, es preferible que la cavidad contenga tinta tal como se explicó anteriormente. Para lograr esto, la cavidad puede tener una profundidad predeterminada que puede evitar que fluya hacia fuera toda la tinta. Dado que la placa de base de la presente realización tiene suficiente espesor, puede proporcionarse la profundidad necesaria a la cavidad.

(3) En la presente realización, la cavidad 162 penetra a través de la placa de base 178, que se proporciona como un elemento de base. En la realización mostrada en la figura 28, la cavidad 1c penetra a través de la pared del depósito en la cara inferior 1c. Mediante la penetración a través de la pared del depósito por la cavidad 162, el estado de la tinta se transmite de manera fiable adicionalmente al elemento piezoeléctrico. Además, una placa de vibración 72 está prevista entre el elemento piezoeléctrico 73 y la pared del depósito como un elemento intermedio. La placa de vibración 72 vibra junto con el dispositivo piezoeléctrico y también sella la cavidad 1c. Una placa de vibración 176 está prevista entre el elemento piezoeléctrico y la placa de base 178 como un elemento intermedio. La placa de vibración 176 vibra junto con el elemento piezoeléctrico y también sella la cavidad 162. Por tanto, la presente realización puede garantizar la condición de sellado de la tinta y también detecta el estado de consumo de tinta de manera fiable.

Como una variación de la presente realización, la cavidad puede no penetrar a través de la placa de base. En otras palabras, la cavidad está compuesta por la parte cóncava sobre la placa de base. En este caso, existe la ventaja de que es más fácil garantizar el sellado. Además, dado que la placa de vibración no es necesaria si se forma la región de vibración formando el espesor de la parte cóncava de la placa de base más delgado, la estructura del actuador se vuelve más sencilla, y la fabricación del actuador se vuelve fácil. La figura 48 muestra un ejemplo de la configuración mostrada anteriormente.

En un ejemplo que usa la presente invención para un módulo, dado que la placa del módulo tiene un espesor adecuado, se proporciona la profundidad necesaria a la cavidad.

Tal como se muestra en la figura 49 como ejemplo, una cavidad 800 no tiene que penetrar a través de una pared de depósito 802 como una variación de la presente realización. En otras palabras, la cavidad 800 está compuesta por la parte cóncava de la pared del depósito. Un dispositivo piezoeléctrico 804 está dispuesto de manera que el dispositivo piezoeléctrico está orientado hacia la parte cóncava. En este caso, existe la ventaja de que el garantizar el sellado se vuelve fácil. Además, si se forma la región de vibración formando el espesor de la parte cóncava de la placa de base más delgado, la placa de vibración y la placa de base se vuelven innecesarias. Por tanto, la estructura del módulo se vuelve sencilla, y la fabricación del módulo se vuelve fácil.

También se muestra una configuración similar a la de la figura 49 en la figura 31. En este caso, una parte cóncava 81, que funciona como una cavidad, está formada sobre la placa de base 80 del actuador 670. Esta placa de base 80 se ajusta en el orificio pasante previsto en la cara inferior 1a del depósito 1, y como resultado, se obtiene una configuración similar a la de la figura 49. También es relativamente fácil fabricar el actuador que tiene esta configuración.

(4) Haciendo referencia de nuevo a la figura 20, el elemento piezoeléctrico está compuesto por la capa piezoeléctrica 160, el electrodo superior 164 y el electrodo inferior 166. El electrodo inferior 166 está formado sobre la placa de base, y la capa piezoeléctrica 160 está formada sobre el electrodo inferior 166, y el electrodo superior 164 está formado además sobre la capa piezoeléctrica 160. En otra realización, el actuador 106, o dispositivo piezoeléctrico, del módulo de montaje 100 incluye un elemento piezoeléctrico. Como una de las características de la presente realización, el área de la cavidad se fija para que sea mayor que el área del electrodo inferior. En detalle, el área del lado del elemento piezoeléctrico de la cavidad con abertura se fija para que sea mayor que el área de la parte solapada de la capa piezoeléctrica y el electrodo inferior. Pueden obtenerse las siguientes ventajas mediante esta configuración.

En la configuración mostrada en la figura 20, el electrodo inferior 166 es el más próximo a la cavidad y también el elemento más pequeño en el elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico vibra dentro del alcance que está cubierto por el electrodo inferior 166. La magnitud de la región de vibración es sustancialmente equivalente a la del electrodo inferior 166. Además, la característica de vibración del elemento piezoeléctrico puede ajustarse cambiando el tamaño del electrodo inferior 166. La forma de la cavidad se fija para que corresponda con este electrodo inferior 166 en la presente realización. Es decir, el área de la cavidad 162 se fija para que sea mayor que el área del electrodo inferior 166. El elemento piezoeléctrico puede vibrar en condiciones adecuadas mediante esta configuración.

(5) A continuación, se explicará adicionalmente la relación adecuada entre la profundidad de la cavidad y el tamaño de la abertura de la cavidad. La profundidad de la cavidad es el tamaño de la placa de base en la dirección del espesor en la figura 20 y la figura 48. Cuando la cavidad penetra a través de la placa de base, la profundidad de la cavidad es igual al espesor de la placa de base. El tamaño de la abertura de la cavidad es el tamaño que es la dirección perpendicular a la profundidad de la cavidad, es decir, el tamaño de la abertura sobre la placa de base. La relación adecuada entre la profundidad de la cavidad y el tamaño de la abertura de la cavidad se explica adicionalmente para la realización del módulo. En la figura 33, la profundidad de la cavidad es el tamaño de la cavidad en la dirección del eje central del módulo 100. En la figura 33, dado que la cavidad 112 penetra a través de la placa 110, la profundidad de la cavidad es igual a la suma del espesor de la placa y el espesor de la placa de base. El tamaño de la abertura de la cavidad es el tamaño en la dirección perpendicular a la profundidad de la cavidad, y también el tamaño de la abertura sobre la placa. Además, se explicará la relación adecuada entre la profundidad de la cavidad y el tamaño de la abertura de la cavidad en la realización del depósito de líquido. En la figura 28, la profundidad de la cavidad es el tamaño de la cavidad en la dirección que penetra a través de la pared del depósito. Dado que el orificio pasante 1c penetra a través de la pared del depósito en la figura 28, la profundidad de la cavidad es igual a la suma del espesor de la pared y el espesor de la placa de base. El tamaño de la abertura de la cavidad es el tamaño que es perpendicular a la dirección de la profundidad de la cavidad, y también el tamaño del orificio de la pared del depósito.

En la presente realización, la profundidad de la cavidad se fija para que sea menor que el tamaño de la abertura. Por tanto, la cavidad tiene una forma ancha y poco profunda. Se obtendrá la siguiente ventaja a partir de esta forma de la cavidad.

Dado que la cavidad es ancha y poco profunda, la cantidad de tinta que queda en la cavidad cuando disminuye la tinta es poca. Por tanto, el cambio de la vibración residual por el consumo de tinta se vuelve grande de modo que mejora la exactitud de detección.

Además, si la cavidad tiene una forma estrecha y profunda, existe una posibilidad de que la vibración no se transmita apropiadamente desde la cavidad hasta el depósito. Sin embargo, según la presente realización, dado que la cavidad es ancha y poco profunda, la vibración se transmite apropiadamente para detectar el cambio de la vibración residual.

Según la investigación de los inventores, es preferible que la profundidad de la cavidad sea un tercio o menos de un tercio del tamaño de la abertura. El cambio de la vibración residual aparece de modo notable mediante esta configuración.

En la explicación anterior, se trata principalmente una cavidad que tiene una forma circular. Sin embargo, la cavidad puede tener varias clases de formas dentro del alcance de la presente invención. Si se considera la forma de la cavidad, la profundidad de la cavidad puede fijarse para ser menor que la anchura mínima de la abertura de la cavidad. Preferiblemente, la profundidad de la cavidad es un tercio o menos de un tercio de la anchura mínima de la abertura de la cavidad. Por ejemplo, si la cavidad tiene una forma rectangular, el tamaño del lado más corto se fija para que sea mayor que la profundidad de la cavidad.

(6) Además, como una de las características de la presente realización, la cavidad con abertura tiene una forma sustancialmente simétrica alrededor del centro del elemento piezoeléctrico. Preferiblemente, la cavidad tiene una forma circular. Además, como otra característica de la realización, la cavidad con abertura tiene una forma sustancialmente simétrica alrededor del centro del centro de vibración, o centro del elemento piezoeléctrico, del dispositivo de detección de líquido. Preferiblemente, la cavidad tiene una forma circular.

Según esta configuración, puede obtenerse la característica de frecuencia en la que aparece el único pico en el nivel inferior. Predomina el modo de vibración primario en la capa piezoeléctrica, y aumenta la relación señal-ruido. También aumenta la amplitud de la vibración residual. Por tanto, la capacidad de detección es buena. Además, puede reducirse la influencia de la fijación del sensor sobre la exactitud de detección adoptando la forma isotrópica. Por ejemplo, se considera el caso en que se usa una adhesivo epoxídico para fijar el sensor. Esta clase de adhesivo produce contracción durante el curado. Por tanto, si la forma de la cavidad no es simétrica, se generará una deformación por la influencia de la contracción, y por tanto, la característica de vibración se vuelve diferente dependiendo de la ubicación alrededor de la cavidad.

Por otra parte, la forma de la cavidad es simétrica en la presente realización. Por tanto, dado que es difícil que el sensor se vea influenciado por la deformación incluso si la placa se fija usando el adhesivo, puede obtenerse una característica de vibración uniforme alrededor de la totalidad de la cavidad. Además, dado que es difícil que el sensor se vea influenciado por la deformación incluso si se fija el sensor mediante el adhesivo normal, puede obtenerse una característica de vibración uniforme alrededor de la totalidad de la cavidad. Tal como se muestra en este ejemplo, dado que puede reducirse la influencia de la fijación del sensor según la presente realización, el sensor puede montarse de manera fiable sobre el cartucho de tinta. También puede adoptarse un método de montaje relativamente sencillo. Por tanto, la fabricación del elemento piezoeléctrico y el cartucho de tinta se vuelve fácil.

Especialmente, según la presente realización, puede obtenerse una alta uniformidad formando la cavidad en forma circular. Dado que aumenta la capacidad de detección, las ventajas explicadas anteriormente se vuelven notables adicionalmente. Además, pueden obtenerse las ventajas de que la cavidad puede formarse mediante, por ejemplo, perforación usando un punzón adoptando la forma circular de la cavidad de modo que la fabricación del sensor se vuelve fácil.

(7) Un dispositivo de detección de líquido, o actuador, está montado sobre la posición del nivel de líquido que se corresponde con el estado de consumo de líquido predeterminado del objetivo de detección. En otra realización, el módulo de montaje 100 y el dispositivo piezoeléctrico, o actuador 106, está montado sobre la posición del nivel de líquido que se corresponde con el estado de consumo de líquido predeterminado del objetivo de detección. Si el nivel de líquido pasa a través del dispositivo de detección, queda tinta en la cavidad y la contiene la cavidad. El dispositivo de detección de líquido, especialmente, la forma de la cavidad se construye de modo que el dispositivo de detección de líquido genera la señal de detección que indica el estado de vibración residual que corresponde a la tinta en la cavidad con abertura en el momento en el que el nivel de líquido pasa a través del dispositivo de detección.

Tal como se explicó anteriormente, cuando la profundidad de la cavidad "t" y el radio de la abertura de la cavidad "a" satisfacen la condición mostrada a continuación,

(a/t) > (3*\pi/8)

en la que la cavidad es de forma sustancialmente circular, el estado de consumo de tinta puede detectarse en la condición en la que queda tinta en la cavidad.

(8) Como otro ejemplo aplicado adecuado de la presente realización, el área de la abertura, o el tamaño, del lado del interior del depósito de la cavidad se fija para que sea mayor que el área de la abertura, o el tamaño, del lado del elemento piezoeléctrico. Mediante esta configuración, se proporciona a la cavidad una forma que se ensancha hacia el interior del depósito. Dado que esta configuración puede evitar que quede tinta innecesaria en la cavidad, puede mejorarse la capacidad de detección.

Véanse la figura 50(a) y la figura 50(b). La figura 50(a) muestra una cavidad que tiene una forma cónica. La figura 50(b) muestra una cavidad que tiene una forma escalonada. Ambas cavidades se ensanchan hacia el interior del depósito de tinta. Mediante estas formas de cavidad, es difícil que quede tinta innecesaria alrededor de la cavidad. Es decir, dado que sólo queda una cantidad de tinta aproximadamente constante en la cavidad, se vuelve posible una detección que tiene una alta fiabilidad, y puede mejorarse la exactitud de detección. Si la cavidad no tiene una forma cónica o forma escalonada, existe la posibilidad de que quede tinta innecesaria alrededor de la cavidad por la influencia de la tensión superficial. En este caso, existe una irregularidad en la cantidad de contención de tinta de la cavidad. La irregularidad de la cantidad de contención de tinta provoca una detección no fiable. La presente realización puede evitar estas situaciones y detectar el consumo de tinta de manera fiable.

(9) Como ejemplo aplicado adecuado de la presente realización, puede estar prevista en el actuador una ranura de comunicación que comunica con la cavidad y que se extiende desde la cavidad. La figura 51 muestra un ejemplo de la ranura de comunicación. La ranura de comunicación G está prevista en la parte que está orientada hacia el interior del cartucho sobre la placa de base 178. La ranura de comunicación parte de la cavidad 162 y se extiende hasta la mitad de la placa de base 178. Proporcionando la ranura de comunicación, se vuelve fácil que la tinta dentro de la cavidad fluya al exterior, y disminuye la cantidad de tinta que queda dentro de la cavidad. Por tanto, la cantidad de tinta innecesaria que queda alrededor de la cavidad por la influencia de la tensión superficial puede reducirse eficazmente de modo que la cantidad de contención de tinta se vuelve estable. Dado que el cambio de la vibración residual provocado por si el nivel de líquido pasa a través de la cavidad, es decir, si se consume o no la tinta, se vuelve incluso notable, puede detectarse de manera fiable adicionalmente el consumo de tinta, y por tanto, puede mejorarse la exactitud de detección. Es preferible formar la ranura de comunicación de manera que pueda fluir mucha más tinta fuera de la cavidad. Además, es preferible proporcionar la ranura de comunicación hacia el acceso de suministro del cartucho de tinta. La ranura de comunicación se extiende a lo largo de la dirección desde la cavidad hacia el acceso de suministro. Mediante esta configuración, la tinta dentro de la cavidad puede introducirse en el acceso de suministro de manera suave.

(10) Preferiblemente, el dispositivo de detección de líquido, o actuador, está montado sobre el cartucho de tinta como en una forma de módulo de montaje formado junto con la estructura de montaje en una pieza tal como se muestra en la figura 32 y otra pluralidad de figuras. Mediante esta configuración, el dispositivo de detección de líquido puede protegerse del exterior.

(11) Además, como ejemplo aplicado adecuado de la presente realización, está prevista una ranura de comunicación, que comunica con la cavidad, de manera que se extiende desde la cavidad en la ubicación que está orientada hacia el interior del cartucho. En la figura 52 se muestra un ejemplo de la ranura de comunicación. La ranura de comunicación G parte de la cavidad 112 y continúa hasta la mitad de la placa 110. Proporcionando la ranura de comunicación, se vuelve fácil que la tinta dentro de la cavidad fluya al exterior, y disminuye la cantidad de tinta que queda dentro de la cavidad. Por tanto, la cantidad de tinta innecesaria que queda alrededor de la cavidad por la influencia de la tensión superficial puede reducirse de manera eficaz de modo que la cantidad de contención de tinta se vuelve estable. Dado que el cambio de la vibración residual provocada por si el nivel de líquido pasa a través de la cavidad, es decir, si se consume o no tinta se vuelve incluso notable, puede detectarse de manera fiable adicionalmente el consumo de tinta, y por tanto, puede mejorarse la precisión de detección. Es preferible formar la ranura de comunicación de manera que pueda fluir mucha más tinta fuera de la cavidad. Además, es preferible proporcionar la ranura de comunicación hacia el acceso de suministro del cartucho de tinta. La ranura de comunicación se extiende a lo largo de la dirección desde la cavidad hacia el acceso de suministro. Mediante esta configuración, la tinta dentro de la cavidad puede introducirse en el acceso de suministro de manera suave.

(12) Como una característica de la presente realización, se ajusta una estructura de montaje del módulo en el orificio pasante previsto en el cartucho de tinta. Haciendo referencia a la figura 53, un módulo 100 mostrado en la figura 32 está montado sobre el orificio pasante de la pared del cartucho. El cuerpo principal del módulo 100 y el orificio sobre la pared del cartucho tienen la misma forma de modo que el módulo 100 puede ajustarse en el orificio pasante 112 sin hueco. Además, se garantiza el sellado mediante una brida prevista en la parte de extremo del módulo 100. Adoptando esta estructura, el módulo puede ensamblarse fácilmente, y también puede disponerse un elemento de sensor que tiene una cavidad en una posición adecuada.

(13) Además, una parte cóncava, que comunica con la cavidad con abertura de una estructura de montaje, está formada sobre el dispositivo piezoeléctrico, o actuador, en la presente realización. Esta parte cóncava es un orificio pasante 112 previsto en la placa de base del actuador y funciona como, o es parte de, una cavidad con abertura. Mediante esta configuración, la cavidad con abertura está dispuesta cerca de la sección de vibración del dispositivo piezoeléctrico, como en referencia a la figura 38.

(14) Como una realización adecuada, una cavidad con abertura está prevista cerca de un elemento de absorción de líquido que absorbe tinta dentro de la cavidad. El elemento de absorción de líquido está compuesto por un material tal como un elemento poroso, en resumen, un elemento de tipo esponja.

La figura 54(a) y la figura 54(b) muestran un ejemplo de la estructura en la que una cavidad 800 y un elemento de absorción 802 están formados cerca. En un primer caso, el elemento de absorción 802 está orientado directamente hacia la cavidad 800. En un último caso, el elemento de absorción 802 está orientado hacia la ranura de comunicación G que se extiende desde la cavidad 800.

Mediante estas configuraciones, puede absorberse la tinta innecesaria dentro de la cavidad y hacer que salga de la cavidad. Por tanto, esta configuración puede evitar que el estado en que queda tinta sea inestable por la influencia de la tensión superficial. Es decir, disminuye la irregularidad de la cantidad de contención de tinta en la cavidad. La tinta dentro de la cavidad puede absorberse por completo. Dado que disminuye el error de detección provocado por la irregularidad de la cantidad de contención de tinta, mejora la exactitud de detección.

(15) Como otra realización adecuada, un elemento de absorción de líquido, que contiene tinta, está previsto en la cavidad con abertura. Es decir, el elemento de absorción está previsto no en el exterior de la cavidad sino en el interior de la cavidad. En este caso además, el elemento de absorción de líquido está constituido, por ejemplo, por un elemento poroso, en resumen, un elemento de tipo esponja. La figura 55 muestra un ejemplo de la configuración que proporciona el elemento de absorción 804 en la cavidad 800.

En esta configuración, se mantiene verdaderamente la tinta dentro de la cavidad. La cantidad de contención de tinta está determinada por la estructura y la forma del elemento de absorción. Si el elemento de absorción llena la cavidad tal como se muestra en la figura, la cantidad de contención de tinta está determinada por la forma de la cavidad. La irregularidad de la cantidad de contención de tinta dentro de la cavidad puede reducirse también mediante esta realización. Dado que disminuye el error de detección provocado por la irregularidad de la cantidad de contención de tinta, puede mejorarse la exactitud de detección.

(16) Preferiblemente, el módulo de montaje está montado sobre el cartucho de tinta de manera que el módulo de montaje puede unirse al, y retirarse del, cartucho de tinta. Dado que el sensor puede montarse sobre el cartucho de tinta en forma del módulo de montaje, el montaje del sensor se vuelve fácil. Dado que puede retirarse el sensor retirando el módulo de montaje, el reciclado del cartucho de tinta se vuelve fácil.

(17) El dispositivo piezoeléctrico puede ajustarse en el orificio pasante que está previsto en el depósito de líquido. El montaje del dispositivo piezoeléctrico es fácil. Como ejemplo aplicado adecuado, el orificio pasante se forma cuando se monta el dispositivo piezoeléctrico. En este momento, el dispositivo piezoeléctrico se rompe a través de una parte delgada que está formada sobre la posición de montaje del dispositivo piezoeléctrico sobre la pared del
depósito.

La figura 56 muestra un estado antes de montar un módulo de montaje 810 con un dispositivo piezoeléctrico. Una parte delgada 814 está prevista en la pared del depósito 812. La parte delgada 814 está prevista en la posición de montaje del módulo de montaje 810. Si se empuja el módulo de montaje hacia la pared del depósito 812 para montar el módulo de montaje, o dispositivo piezoeléctrico, el módulo de montaje 810 se rompe a través de la parte delgada 814. Mediante este proceso se forma un orificio pasante. El módulo de montaje 810 tiene una estrecha adhesión al orificio pasante. Tal como se mostró anteriormente, según la presente realización, el montaje del módulo de montaje se vuelve fácil, y puede obtenerse una buena condición de sellado entre el módulo de montaje 810 y la pared del depósito 812.

(18) Como una realización adecuada, una cavidad con abertura está prevista cerca de un elemento de absorción de líquido que absorbe tinta dentro de la cavidad. El cuerpo líquido está constituido, por ejemplo, por un elemento poroso, en resumen, un elemento de tipo esponja.

La figura 13 muestra un ejemplo de una estructura en la que una cavidad y un elemento de absorción están dispuestos cerca. En un primer caso, el elemento de absorción 74 está orientado directamente hacia el orificio pasante 1c. En un último caso, el elemento de absorción 75 está orientado hacia la ranura de comunicación 1h que se extiende desde la cavidad 1c.

Mediante esta configuración, puede absorberse la tinta innecesaria y hacer que salga de la cavidad. Por tanto, esta configuración puede evitar que el estado en que queda tinta se vuelva inestable por la influencia de, por ejemplo, la tensión superficial. Es decir, se reduce la irregularidad de la cantidad de contención de tinta dentro de la cavidad. Puede absorberse por completo la tinta y hacer que salga de la cavidad. Dado que disminuye el error de detección provocado por la irregularidad de la cantidad de contención de tinta, puede mejorarse la exactitud de detección.

(19) Como otra realización adecuada, se proporciona un elemento de absorción de líquido, que mantiene el líquido dentro de de la cavidad con abertura. Es decir, el elemento de absorción está previsto en el interior de la cavidad y no en el exterior de la cavidad. En este caso también, el elemento de absorción de líquido está constituido, por ejemplo, por un elemento poroso, en resumen, un elemento de tipo esponja. La figura 57 muestra un ejemplo de la configuración que proporciona el elemento de absorción 800 en la cavidad 1c.

(20) Como una realización adecuada, un dispositivo piezoeléctrico incluye un elemento piezoeléctrico y un elemento de base, o placa de base, sobre el que está formado el elemento piezoeléctrico, y la cavidad con abertura está formada sobre el elemento de base. Esta clase de dispositivo piezoeléctrico se muestra, por ejemplo, en la figura 20, como un ejemplo. Dado que la cavidad está prevista directamente cerca de la sección de vibración, puede obtenerse la ventaja de la presente realización de una manera notable. Tal como se muestra en la figura 28, la cavidad puede estar prevista tanto en el elemento de base como la pared del depósito.

(21) Tal como se muestra en la figura 32, el dispositivo piezoeléctrico puede montarse usando un módulo de montaje. El módulo de montaje incluye una estructura de montaje, que se formará junto con el dispositivo piezoeléctrico en una pieza. La estructura de montaje tiene una estructura que monta el dispositivo piezoeléctrico sobre el depósito de tinta. El módulo de montaje está montado sobre el depósito de tinta en una condición de una pieza con el dispositivo piezoeléctrico. La cavidad está prevista en el lado frontal del módulo de montaje, y la cavidad está orientada hacia el interior del depósito cuando el módulo de montaje está montado sobre el depósito de tinta. Mediante esta configuración de uso del módulo de montaje, la cavidad puede disponerse dentro del depósito. El dispositivo piezoeléctrico y la cavidad pueden disponerse en la posición en la que puede detectarse apropiadamente el estado de consumo de líquido y también puede protegerse del exterior del depósito.

(22) El depósito de líquido era un cartucho de tinta en la presente realización. Un cartucho de tinta es un ejemplo de la forma de un depósito de tinta y un tanque de tinta. Tal como se explicará a continuación, el tanque de tinta no se limita al tipo del cartucho que se ha mostrado anteriormente.

Existen un tanque de tinta de tipo sobre carro y un tanque de tinta de tipo exterior al carro como el tanque de tinta del aparato de registro de chorro de tinta. En la realización mostrada anteriormente, el cartucho de tinta de tipo sobre carro se ha explicado principalmente en las realizaciones anteriores. En el caso del cartucho de tinta de tipo sobre carro, el cartucho se monta sobre un carro. Sin embargo, la presente invención también puede aplicarse a un cartucho de tinta de tipo exterior al carro, de manera similar. En este caso, el cartucho como tanque de tinta está previsto en la parte fijada, tal como un alojamiento, del aparato de registro de chorro de tinta. Un cartucho y un cabezal de registro están conectados mediante, por ejemplo, un tubo. El dispositivo piezoeléctrico está previsto en este cartucho fijado.

La figura 58 muestra un ejemplo de cartucho de tinta de tipo exterior al carro. Un cabezal 832 está montado sobre el carro 830. El cabezal 832 está conectado a un cartucho de tinta 836 a través de un tubo 834. El cartucho de tinta 836 está fijado a una posición de montaje adecuada en el aparato de registro de chorro de tinta, no mostrado en la figura. La posición de montaje puede ser móvil. El cartucho de tinta 836 comprende el dispositivo piezoeléctrico 838 y tiene además una cavidad con abertura que está orientada hacia el dispositivo piezoeléctrico 838.

Además, en la realización explicada anteriormente, un subtanque está previsto cerca del cabezal de registro, y el subtanque está en comunicación con el cartucho de tinta que es posible intercambiar. El subtanque se muestra en la figura 3 y la figura 4 con el número de referencia 33. Este subtanque también funciona como tanque de tinta. Por tanto, el dispositivo piezoeléctrico puede montarse sobre el subtanque. Una cavidad con abertura está prevista en el dispositivo piezoeléctrico. Esta variación puede aplicarse a ambas configuraciones tanto del tipo sobre carro como del tipo exterior al carro.

(23) Además, el tanque de tinta incluye un elemento de separación que divide el interior del tanque en una pluralidad de cámaras, y puede estar prevista una pluralidad de dispositivos piezoeléctricos en cada una de esta pluralidad de cámaras. Esta realización se muestra, por ejemplo, en la figura 2 y es adecuada para una impresora a color. Puede detectarse individualmente el estado de consumo de tinta para una pluralidad de colores de tinta, cada uno de los cuales se llena en cada una de una pluralidad de cámaras. Una cavidad con abertura está prevista en el dispositivo piezoeléctrico correspondiente de cada cámara.

Aunque se ha descrito la presente invención con referencia a realizaciones específicas, el alcance de la presente invención sólo está limitado por las reivindicaciones adjuntas.

Por ejemplo, el depósito de líquido no se limita a un cartucho de tinta. La presente invención puede aplicarse a un tanque de tinta para impresora distinto de un cartucho de tinta. Además, la presente invención también puede aplicarse a un depósito que contiene líquido distinto de tinta.

Además, el dispositivo de detección de líquido no tiene que generar una vibración por sí mismo. Es decir, el dispositivo de detección de líquido no tiene que realizar tanto la oscilación como la salida del estado de vibración residual. Por ejemplo, después de que el otro actuador genere la vibración, se detecta el estado de vibración del dispositivo de detección de líquido. Como otra realización, si el elemento piezoeléctrico vibra por la vibración generada en el cartucho de tinta provocada por el movimiento del carro, se detecta la vibración del elemento piezoeléctrico. Es decir, se detecta el consumo de tinta sin generar verdaderamente la vibración sino usando la vibración generada de manera natural por el funcionamiento de la impresora. Por otra parte, en oposición al ejemplo variado anteriormente, el dispositivo de detección de líquido puede sólo activar la vibración. En este caso, puede obtenerse el estado de vibración de otro sensor.

El ejemplo variado anteriormente puede aplicarse de manera similar a la otra función de detección que usa un elemento piezoeléctrico, por ejemplo, la función de detección que usa una onda elástica y una onda reflejada. Es decir, el elemento piezoeléctrico puede usarse para una cualquiera de o bien la generación de vibración o bien la detección.

Tal como se explicó anteriormente, según la presente invención, puede mejorarse la capacidad de detección del estado de consumo de líquido proporcionando la cavidad con abertura en el dispositivo de detección de líquido. Además, según la presente invención, puede mejorarse la capacidad de detección del estado de consumo de líquido proporcionando la cavidad con abertura sobre el módulo de montaje que es para el montaje del dispositivo piezoeléctrico sobre el depósito de líquido. Además, según la presente invención, puede mejorarse la capacidad de detección del estado de consumo de líquido proporcionando la cavidad con abertura sobre el depósito de líquido sobre el que se monta el dispositivo piezoeléctrico.

Claims

1. Dispositivo de detección de líquido (106) para su fijación sobre un depósito de líquido (1) para detectar un estado de consumo de líquido del líquido contenido en el depósito de líquido, comprendiendo el dispositivo de detección de líquido (106):

una sección de vibración

una capa piezoeléctrica (160);

un electrodo superior (164) dispuesto sobre una superficie superior de dicha capa piezoeléctrica (160);

un electrodo inferior (166) dispuesto sobre una superficie inferior de dicha capa piezoeléctrica (160);

conectándose eléctricamente los electrodos superior e inferior (164, 166) con dicha capa piezoeléctrica (160); y

una placa de vibración (176) que tiene una superficie superior que entra en contacto con dicho electrodo inferior (166) y una superficie inferior, de la que una parte está dispuesta para entrar en contacto con el líquido contenido en el depósito de líquido (1);

en donde al menos una parte de dicha capa piezoeléctrica (160), dicho electrodo superior (164), dicho electrodo inferior (166) y dicha placa de vibración (176) constituyen dicha sección de vibración;

caracterizado porque

en dicha sección de vibración, dicha capa piezoeléctrica (160) cubre dicho electrodo inferior (166), dicho electrodo superior (164) cubre dicha capa piezoeléctrica (160) y dicha capa piezoeléctrica (160) tiene un área mayor que dicho electrodo superior (164);

comprendiendo además el dispositivo de detección de líquido (106) un elemento de base (178) que tiene una superficie superior que entra en contacto con dicha superficie inferior de dicha placa de vibración (176) y una superficie inferior dispuesta para entrar en contacto con el líquido contenido en el depósito de líquido (1), comprendiendo dicho elemento de base (178) una cavidad (162) dispuesta para entrar en contacto con el líquido contenido en el depósito de líquido (1) y teniendo dicha cavidad (162) un área mayor que dicho electrodo inferior (166).

2. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que dicha sección de vibración es sustancialmente circular.

3. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 2, en el que dicha capa piezoeléctrica (160), dicho electrodo superior (164) y dicho electrodo inferior (166) comprenden cada uno una parte principal que es circular concéntrica con dicha sección de vibración.

4. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que dicha cavidad (162) es circular concéntrica con dicha sección de vibración.

5. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que la adaptabilidad de dicha placa de vibración (176) es mucho mayor que la de dicho elemento de base (178).

6. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que un nodo de vibración de dicha sección de vibración se ubica en las proximidades de una periferia de dicha cavidad (162).

7. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 3, que comprende además un elemento de montaje (101) que tiene una superficie superior que entra en contacto con dicha superficie inferior de dicho elemento de base (178) y una superficie inferior que está dispuesta para orientarse dentro del depósito de líquido (1), comprendiendo dicho elemento de montaje (101) una abertura (114) que corresponde a un centro de dicha sección de vibración.

8. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de detección de líquido comprende medios para detectar un estado de consumo de líquido partiendo de la base de un cambio en una impedancia acústica alrededor de dicha sección de vibración.

9. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de detección de líquido comprende medios para detectar un estado de consumo de líquido partiendo de la base de un cambio en una vibración residual alrededor de dicha sección de vibración.

10. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de detección de líquido comprende medios para detectar un estado de consumo de líquido partiendo de la base de un cambio en una frecuencia resonante alrededor de dicha sección de vibración.

11. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que un área de una parte de dicha capa piezoeléctrica (160) que genera un efecto piezoeléctrico es sustancialmente la misma que un área de dicho electrodo inferior (166).

12. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que una relación entre un radio de dicha cavidad con respecto a una profundidad de la misma es mayor que 3\pi/8.

13. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que dicha placa de vibración (176) forma una pared de dicha cavidad (162) opuesta a una abertura de dicha cavidad.

14. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que la profundidad (d) de dicha cavidad (162) es menor que la anchura más estrecha (2a) de dicha cavidad.

15. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 14, en el que la profundidad (d) de dicha cavidad (162) es menos de un tercio de la anchura más estrecha (2a) de dicha cavidad.

16. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que la superficie periférica de dicha cavidad es cónica.

17. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que la superficie periférica de dicha cavidad es escalonada.

18. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, que comprende además una ranura (G) formada en dicho elemento de base (178), estando conectada dicha ranura a dicha cavidad.

19. Dispositivo de detección de líquido según la reivindicación 1, en el que dicha cavidad (162) está formada en una posición orientada hacia dicha sección de vibración.

20. Depósito de líquido que comprende:

un alojamiento (1) que contiene líquido en el mismo;

una abertura de suministro de líquido (2) formada en dicho alojamiento (1); y

un dispositivo de detección de líquido (106) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.

21. Depósito de líquido según la reivindicación 20, en el que dicho dispositivo de detección de líquido (106) está dispuesto en las proximidades de dicha abertura de suministro de líquido (2).

22. Depósito de líquido según la reivindicación 20, en el que dicho dispositivo de detección de líquido (106) está dispuesto sustancialmente en un centro en la dirección a lo ancho de dicho alojamiento.

23. Depósito de líquido según la reivindicación 20, en el que cuando el depósito de líquido se usa en un aparato de impresión, al menos dicha sección de vibración de dicho dispositivo de detección de líquido (160) está dispuesta en un plano que está inclinado con respecto al nivel de líquido contenido en dicho alojamiento.

24. Depósito de líquido según la reivindicación 23, en el que cuando el depósito de líquido se usa en un aparato de impresión, el ángulo inclinado está dentro de un intervalo de 30 a 60 grados.

25. Depósito de líquido según la reivindicación 20, en el que dicho dispositivo de detección de líquido (106) está dispuesto en una parte de esquina de dicho alojamiento.

26. Depósito de líquido según la reivindicación 25, en el que cuando el depósito de líquido se usa en un aparato de impresión, dicha parte de esquina de dicho alojamiento está inclinada con respecto al nivel de líquido contenido en dicho alojamiento.

27. Módulo (100) para detectar un estado de consumo de líquido de un líquido contenido en un depósito de líquido (1), que comprende:

un dispositivo de detección de líquido (106) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19; y

una estructura de montaje (101) formada de manera solidaria con dicho dispositivo de detección de líquido (106) para montar dicho dispositivo de detección de líquido sobre el depósito de líquido (1).