JP2006315302A - Container with liquid detection function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特にインクジェット式記録装置等の液体噴射装置に適用される液体検出機能(主にインク残量検出機能)付きの容器に関する。 The present invention relates to a container having a liquid detection function (mainly an ink remaining amount detection function) applied to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus.
従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレイ、面発光ディスプレイ(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。 A typical example of a conventional liquid ejecting apparatus is an ink jet recording apparatus provided with an ink jet recording head for image recording. Other liquid ejecting apparatuses include, for example, an electrode material (conductive paste) used for electrode formation such as an apparatus provided with a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and a surface emitting display (FED). ) An apparatus equipped with an ejection head, an apparatus equipped with a bioorganic matter ejection head used for biochip production, an apparatus equipped with a sample ejection head as a precision pipette, and the like.
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置においては、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と加圧されたインクをインク滴として射出するノズル開口とを有するインクジェット記録ヘッドが、キャリッジに搭載されており、インク容器内のインクが流路を介して記録ヘッドに供給され続けることにより、印刷を継続可能に構成されている。インク容器は、例えばインクが消費された時点でユーザーが簡単に交換できる、着脱可能なカートリッジとして構成されている。 In an ink jet recording apparatus which is a typical example of a liquid ejecting apparatus, an ink jet recording head having a pressure generating means for pressurizing a pressure generating chamber and a nozzle opening for ejecting pressurized ink as ink droplets is mounted on a carriage. The ink in the ink container is continuously supplied to the recording head via the flow path, so that printing can be continued. The ink container is configured as a detachable cartridge that can be easily replaced by the user when the ink is consumed, for example.
従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法としては、記録ヘッドでのインク滴の射出数やメンテナンスにより吸引されたインク量をソフトウエアにより積算してインク消費を計算により管理する方法や、インクカートリッジに液面検出用の電極を取付けることにより実際にインクが所定量消費された時点を管理する方法などがある。 Conventionally, the ink consumption management method of the ink cartridge includes a method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplets ejected from the recording head and the amount of ink sucked by the maintenance by software, or an ink cartridge. There is a method of managing a point in time when a predetermined amount of ink is actually consumed by attaching an electrode for detecting a liquid level.
しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数やインク量を積算してインク消費を計算上管理する方法には、次のような問題がある。ヘッドの中には吐出インク滴に重量バラツキを有するものがある。このインク滴の重量バラツキは画質には影響を与えないが、バラツキによるインク消費量の誤差が累積した場合を考慮して、マージンを持たせた量のインクをインクカートリッジに充填してある。従って、個体によってはマージン分だけインクが余るという問題が生ずる。 However, the method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplet ejections and the amount of ink by software has the following problems. Some heads have variations in weight of ejected ink droplets. Although the weight variation of the ink droplets does not affect the image quality, the ink cartridge is filled with an amount of ink with a margin in consideration of the accumulation of errors in the ink consumption due to the variation. Therefore, depending on the individual, there is a problem that ink is left by the margin.
一方、電極によりインクが消費された時点を管理する方法は、インクの実量を検出できるので、インク残量を高い信頼性で管理できる。しかしながら、インクの液面の検出をインクの導電性に頼ることになるので、検出可能なインクの種類が限定されてしまったり、電極のシール構造が複雑化してしまうという欠点がある。また、電極の材料としては、通常は導電性が良く耐腐食性も高い貴金属が使用されるので、インクカートリッジの製造コストがかさむ。さらに、2本の電極を装着する必要があるため、製造工程が多くなり、結果として製造コストがかさんでしまう。 On the other hand, the method for managing the point in time when ink is consumed by the electrode can detect the actual amount of ink, so the remaining amount of ink can be managed with high reliability. However, since the detection of the ink level depends on the conductivity of the ink, there are disadvantages that the types of ink that can be detected are limited and the electrode sealing structure is complicated. In addition, as a material for the electrode, a noble metal having high conductivity and high corrosion resistance is usually used, which increases the manufacturing cost of the ink cartridge. Furthermore, since it is necessary to mount two electrodes, the number of manufacturing steps increases, resulting in an increase in manufacturing cost.
そこで、上記の課題を解決すべく開発された装置が、特許文献1に圧電装置(ここでは、センサユニットと言う)として開示されている。このセンサユニットは、圧電素子が積層された振動板に対向するキャビティの内部に、インクが存在する場合とインクが存在しない場合とで、強制振動後の振動板の残留振動(自由振動)に起因する残留振動信号の共振周波数が変化することを利用して、インクカートリッジ内のインク残量を監視するというものである。
ところで、上記のセンサユニットを液体容器に装着して使用する場合、センサの性能を決定づける主要素である圧電素子は、厳密に保護されていなければならない。この点、上述の特許文献1の技術では、圧電素子を設けた部分に直接外力が加わらないような構造を採用しているものの、最近のインクジェットプリンタのように非常に細かいインク滴を印刷媒体に噴射する方式のものに適用した場合には、別の観点から問題を生じる可能性があった。 By the way, when the above sensor unit is used by being mounted on a liquid container, the piezoelectric element which is a main element that determines the performance of the sensor must be strictly protected. In this regard, although the technique disclosed in Patent Document 1 employs a structure in which an external force is not directly applied to the portion where the piezoelectric element is provided, very fine ink droplets are applied to the print medium as in a recent inkjet printer. When applied to the jetting type, there is a possibility of causing a problem from another viewpoint.
即ち、最近のインクジェットプリンタは、非常に細かいインク滴を噴射する方式であるので、プリンタの筐体内に極微のインクミストが浮遊していることがあり、このインクミストがセンサユニットを収容している部分に侵入すると、例えばインクミストが圧電素子に付着することによって、圧電素子の静電破壊をもたらす可能性があった。なお、センサユニットには外部から電気接続する必要性があるので、その関係から単純にセンサユニットを封止するだけでは問題の解決にならなかった。 That is, since a recent ink jet printer is a system that ejects very fine ink droplets, a very small ink mist may float in the printer casing, and this ink mist contains a sensor unit. When entering the portion, for example, ink mist may adhere to the piezoelectric element, which may cause electrostatic breakdown of the piezoelectric element. Since the sensor unit needs to be electrically connected from the outside, simply sealing the sensor unit from the relationship did not solve the problem.
本発明は、上記事情を考慮し、センサユニットを、インクミストのような微細な物質が付着しないように保護することができ、しかも、センサユニットに対して外部から容易に電気接続できるようにした、液体検出機能を備えた容器を提供することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, the present invention can protect the sensor unit from the adhesion of fine substances such as ink mist, and can be easily electrically connected to the sensor unit from the outside. An object of the present invention is to provide a container having a liquid detection function.
(1) 内部に液体の貯留部を有すると共に、貯留した液体を外部に送出する送出通路を有する容器本体と、
前記送出通路の終端付近に位置させて前記容器本体に設けられ、該容器本体の外面に挿入用開口を有するセンサ収容凹部と、
前記挿入用開口を通してセンサ収容凹部の内部に収容され、圧電素子の発する振動を利用して前記容器本体内の液体を検出するセンサユニットと、
該センサユニットを収容した状態で前記センサ収容凹部の挿入用開口を封止する蓋体と、を具備したことを特徴とする容器。
(2) (1)に記載の容器であって、
前記蓋体の外面に、前記挿入用開口を封止した状態で前記センサユニット側の端子と導通する接点が設けられていることを特徴とする容器。
(3) (2)に記載の液体検出機能を備えた容器であって、
前記蓋体の少なくとも一部が、電子回路を備えた回路基板で構成されており、該回路基板の内面に、前記センサユニット側の端子と接触導通する内側接点が設けられ、前記回路基板の外面に、前記内側接点と直接導通または前記電子回路を通して導通し且つ外部機器と電気接続するための外側接点が設けられていることを特徴とする容器。
(4) (3)に記載の容器であって、
前記蓋体が、前記センサ収容凹部の挿入用開口を封止する大きさの封止カバーと、該封止カバーと別体に形成され封止カバーの内側に嵌め込み固定された前記回路基板とで構成されていることを特徴とする容器。
(5) (1)〜(4)の何れか一項に記載の容器であって、
前記容器本体に設けられ、センサ受壁を介して前記センサ収容凹部と隣接すると共に、前記送出通路の上流側と下流側に連通することで前記送出通路に直列に介在されたバッファ室と、
前記センサユニットと前記センサ受壁との間をシールする弾性を有した環状のシール部材と、
前記センサ収容凹部内に前記センサユニットと共に収容され、センサユニットを前記センサ受壁に向けて押圧することで、前記シール部材を潰しながら、該シール部材とセンサユニット及びセンサ受壁との間に、シールに必要なだけの面圧を付与する押圧バネと、を具備し、
前記センサユニットは、
検出対象の液体を受け入れるセンサキャビティを有し、且つ、該センサキャビティの下面を液体の受け入れを可能とするために開放し、上面を振動板で塞いで、該振動板の上面に前記圧電素子を配した構成をなすセンサチップと、
該センサチップを載置固定する金属製のセンサベースと、
該センサベースを載置固定すると共に、前記センサ収容部にセンサユニットを装着した際に、下面が前記シール部材を介して前記センサ受壁に対面する樹脂製のユニットベースと、を有しており、
前記センサベース及びユニットベースには、前記センサキャビティに連通する液溜まり空間が形成されると共に、前記センサ受壁には、前記環状のシール部材の内側で、前記液溜まり空間と前記バッファ室とを連通する流路が設けられていることを特徴とする容器。
(6) (5)に記載の容器であって、
前記押圧バネが円筒形の圧縮コイルバネにより構成されており、前記蓋体の内面に、前記押圧バネの外周面を側方から支持する半円筒面状のバネ支持部と、前記押圧バネを両側から挟む位置にあり且つ前記蓋体を容器本体に係合させる一対の係合アームとが形成されていることを特徴とする容器。
(7) (5)または(6)に記載の容器であって、
前記容器本体が、一対の広幅側面と一対の狭幅側面と天面と底面とを有し、底面の一部に液体の排出口を有する略直方体形状のカートリッジケースよりなり、前記センサ収容凹部の挿入用開口が前記一対の狭幅側面のうちの一方の狭幅側面に設けられ、前記押圧バネとセンサユニットが、前記天面と底面に直交する方向に並べて前記センサ収容凹部内に収容されていることを特徴とする容器。
(8) (5)または(6)に記載の容器であって、
前記容器本体が、一対の広幅側面と一対の狭幅側面と天面と底面とを有し、底面の一部に液体の排出口を有する略直方体形状のカートリッジケースよりなり、前記センサ収容凹部の挿入用開口が前記一対の狭幅側面のうちの一方の狭幅側面に設けられ、前記押圧バネとセンサユニットが、前記広幅側面と直交する方向に並べて前記センサ収容凹部内に収容されていることを特徴とする液体検出機能を備えた容器。
(9) (1)〜(8)の何れか一項に記載の容器であって、
前記容器がインクジェットプリンタのインクカートリッジであり、
前記センサユニットがインク残量を検出するものであることを特徴とする容器。
(1) A container body having a liquid storage portion inside and a delivery passage for sending the stored liquid to the outside;
A sensor receiving recess provided in the container body, positioned near the end of the delivery passage, and having an insertion opening on the outer surface of the container body;
A sensor unit that is housed in a sensor housing recess through the insertion opening and detects liquid in the container body using vibrations generated by a piezoelectric element;
And a lid that seals the insertion opening of the sensor housing recess in a state in which the sensor unit is housed.
(2) The container according to (1),
A container characterized in that a contact point that is electrically connected to a terminal on the sensor unit side in a state where the insertion opening is sealed is provided on the outer surface of the lid.
(3) A container having the liquid detection function according to (2),
At least a part of the lid is formed of a circuit board provided with an electronic circuit, and an inner contact that is in contact with the terminal on the sensor unit side is provided on the inner surface of the circuit board, and the outer surface of the circuit board Further, an outer contact is provided for direct connection with the inner contact or through the electronic circuit and for electrical connection with an external device.
(4) The container according to (3),
A sealing cover sized to seal the insertion opening of the sensor housing recess, and the circuit board formed separately from the sealing cover and fitted and fixed inside the sealing cover; A container characterized by being configured.
(5) The container according to any one of (1) to (4),
A buffer chamber provided in the container body, adjacent to the sensor receiving recess through a sensor receiving wall, and in series with the delivery passage by communicating with the upstream side and the downstream side of the delivery passage;
An annular sealing member having elasticity for sealing between the sensor unit and the sensor receiving wall;
The sensor unit is housed together with the sensor unit in the sensor housing recess, and by pressing the sensor unit toward the sensor receiving wall, while crushing the seal member, between the seal member and the sensor unit and the sensor receiving wall, A pressing spring that applies a surface pressure necessary for sealing, and
The sensor unit is
A sensor cavity for receiving the liquid to be detected; and the lower surface of the sensor cavity is opened to allow the liquid to be received, the upper surface is closed with a diaphragm, and the piezoelectric element is placed on the upper surface of the diaphragm. A sensor chip having a configuration arranged,
A metal sensor base for mounting and fixing the sensor chip;
The sensor base is mounted and fixed, and has a resin unit base whose bottom surface faces the sensor receiving wall via the seal member when the sensor unit is mounted in the sensor housing portion. ,
The sensor base and the unit base are formed with a liquid pool space communicating with the sensor cavity, and the sensor receiving wall includes the liquid pool space and the buffer chamber inside the annular seal member. A container characterized in that a communication channel is provided.
(6) The container according to (5),
The pressing spring is constituted by a cylindrical compression coil spring, a semi-cylindrical spring support portion for supporting the outer peripheral surface of the pressing spring from the side on the inner surface of the lid, and the pressing spring from both sides. A container characterized in that a pair of engagement arms are formed to be sandwiched and engage the lid body with the container body.
(7) The container according to (5) or (6),
The container body includes a substantially rectangular parallelepiped cartridge case having a pair of wide side surfaces, a pair of narrow side surfaces, a top surface, and a bottom surface, and having a liquid discharge port at a part of the bottom surface. An insertion opening is provided on one narrow side surface of the pair of narrow side surfaces, and the pressing spring and the sensor unit are accommodated in the sensor accommodating recess side by side in a direction perpendicular to the top surface and the bottom surface. A container characterized by being.
(8) The container according to (5) or (6),
The container body includes a substantially rectangular parallelepiped cartridge case having a pair of wide side surfaces, a pair of narrow side surfaces, a top surface, and a bottom surface, and having a liquid discharge port at a part of the bottom surface. An insertion opening is provided on one narrow side surface of the pair of narrow side surfaces, and the pressing spring and the sensor unit are housed in the sensor housing recess side by side in a direction orthogonal to the wide side surface. A container having a liquid detection function characterized by
(9) The container according to any one of (1) to (8),
The container is an ink cartridge of an inkjet printer;
The container, wherein the sensor unit detects a remaining amount of ink.
本発明によれば、センサユニットを収容するセンサ収容凹部を蓋体で確実に封止するので、中のセンサユニットを保護することができ、信頼性及び安全性を向上させることができる。特に、センサ収容凹部へのインクミスト(液体のミスト)の侵入を蓋体によって防ぐことができるので、圧電素子にインクミストが付着する可能性を無くすことができる。また、センサ収容凹部内に外の気流が入らないので、気流の乱れによる影響を受けずに液体の検出を行うことができる。また、容器をたとえ落とした場合にも、センサユニットに直接衝撃が及ばないようにすることができるので、繊細な圧電素子の周辺構造を保護することができる。また、蓋体の外面にセンサユニット側の端子と導通する接点を設けたので、この接点を介して、センサユニットと外部との間で電気接続を容易に行うことができる。 According to the present invention, since the sensor housing recess for housing the sensor unit is reliably sealed with the lid, the inside sensor unit can be protected, and the reliability and safety can be improved. In particular, since it is possible to prevent the ink mist (liquid mist) from entering the sensor housing recess by the lid, it is possible to eliminate the possibility of the ink mist adhering to the piezoelectric element. Moreover, since no external airflow enters the sensor housing recess, the liquid can be detected without being affected by the turbulence of the airflow. In addition, even if the container is dropped, the sensor unit can be prevented from being directly impacted, so that the peripheral structure of the delicate piezoelectric element can be protected. In addition, since the contact point that is electrically connected to the terminal on the sensor unit side is provided on the outer surface of the lid, electrical connection can be easily made between the sensor unit and the outside via this contact point.
また、本発明によれば、蓋体の少なくとも一部を回路基板で構成したので、回路基板上に接点を設けるだけで、センサユニットと外部との電気接続を容易に行うことができる。また、回路基板には適当な電子部品、例えばメモリを搭載することも容易にできるので、容器に関する情報や内容液に関する情報等を記録しておくこともできる。 In addition, according to the present invention, since at least a part of the lid is configured by the circuit board, the sensor unit and the outside can be easily electrically connected only by providing a contact point on the circuit board. In addition, since it is possible to easily mount an appropriate electronic component such as a memory on the circuit board, it is possible to record information about the container, information about the content liquid, and the like.
また、本発明によれば、回路基板を後から封止カバーに取り付けることができるので、封止カバーを共通部品とし、回路基板だけを、仕様等に応じて交換可能な個別部品とすることができる。 In addition, according to the present invention, the circuit board can be attached to the sealing cover later, so that the sealing cover is a common component, and only the circuit board is an individual component that can be replaced according to the specifications. it can.
また、本発明によれば、次の原理により、例えば液体の消費を検出することができる。即ち、液体が消費される際には、貯留された液体は、バッファ室を通り、センサユニットのセンサキャビティを経由して外部へ送り出される。この際、容器本体内に液体が十分に残っている段階では、センサキャビティ内は液体で満たされている。一方、液体の残量が少なくなると、センサキャビティ内に液体が存在しない状態となる。そこで、センサユニットは、この状態の変化に起因する音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、液体が十分に残っている状態であるか、あるいは、ある一定以上の液体が消費されて残量が少なくなった状態であるか、を検知することができる。 Further, according to the present invention, for example, liquid consumption can be detected by the following principle. That is, when the liquid is consumed, the stored liquid passes through the buffer chamber and is sent to the outside via the sensor cavity of the sensor unit. At this time, the sensor cavity is filled with the liquid when the liquid remains sufficiently in the container body. On the other hand, when the remaining amount of liquid decreases, there is no liquid in the sensor cavity. Therefore, the sensor unit detects a difference in acoustic impedance caused by the change in this state. As a result, it is possible to detect whether there is a sufficient amount of liquid remaining, or whether a certain amount of liquid has been consumed and the remaining amount has been reduced.
具体的には、圧電素子に電圧を印加すると、圧電素子の変形に伴い振動板が変形する。圧電素子を強制的に変形させた後、電圧の印加を解除すると、しばらくは、たわみ振動が振動板に残留する。この残留振動は、振動板とセンサキャビティ内の媒体との自由振動である。従って、圧電素子に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後の振動板と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、振動板の振動であり、圧電素子の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電素子は逆起電力を発生する。この逆起電力を外部で検出することにより、液体の消費を知ることができる。 Specifically, when a voltage is applied to the piezoelectric element, the diaphragm is deformed along with the deformation of the piezoelectric element. When the application of voltage is canceled after forcibly deforming the piezoelectric element, flexural vibration remains on the diaphragm for a while. This residual vibration is free vibration between the diaphragm and the medium in the sensor cavity. Accordingly, by setting the voltage applied to the piezoelectric element to a pulse waveform or a rectangular wave, the resonance state between the diaphragm and the medium after the voltage is applied can be easily obtained. This residual vibration is vibration of the diaphragm, and is accompanied by deformation of the piezoelectric element. For this reason, the piezoelectric element generates a counter electromotive force with the residual vibration. By detecting this counter electromotive force externally, the consumption of the liquid can be known.
また、本発明によれば、蓋体の内面に設けたバネ支持部と係合アームにより押圧バネを支えることができるので、押圧バネの位置ずれを防ぐことができると共に、押圧バネの組付が容易にできるようになる。 In addition, according to the present invention, the pressing spring can be supported by the spring support portion and the engaging arm provided on the inner surface of the lid, so that the pressing spring can be prevented from being displaced and the pressing spring can be assembled. It will be easy.
また、本発明によれば、押圧バネとセンサユニットを、直方体形状のカートリッジケースの高さ方向(天面と底面に直交する方向)に並べて組み込むので、押圧バネの反力をカートリッジケースの高さ方向の壁で受けることができる。カートリッジケースは高さ方向に寸法を大きくとるのが普通なので、押圧バネのバネ力を強くした場合にも、余裕を持った強さで押圧バネの力を受けることができる。また、カートリッジケースの狭幅側面にセンサ収容凹部の挿入用開口を設け、そこに接点を外面に有する蓋体を配置するので、狭幅側面上に存在する接点で外部との電気接続を行うことができ、従って、広幅側面を隣り合わせて多数のカートリッジケースをコンパクトに配列した場合に、各カートリッジケースの狭幅側面上の接点を、全て外部に面するように並べることができて、外部との接続が容易にできるようになる。 Further, according to the present invention, since the pressing spring and the sensor unit are arranged side by side in the height direction of the rectangular parallelepiped cartridge case (direction perpendicular to the top surface and the bottom surface), the reaction force of the pressing spring is increased by the height of the cartridge case. Can be received on the direction wall. Since the cartridge case usually has a large size in the height direction, even when the spring force of the pressing spring is increased, the force of the pressing spring can be received with a sufficient strength. In addition, an opening for insertion of the sensor receiving recess is provided on the narrow side surface of the cartridge case, and a lid having a contact point on the outer surface is arranged there, so that the electrical connection with the outside is performed by the contact point existing on the narrow side surface. Therefore, when a large number of cartridge cases are arranged compactly with the wide side surfaces next to each other, the contacts on the narrow side surfaces of each cartridge case can all be arranged so as to face the outside. Connection can be made easily.
また、本発明によれば、押圧バネとセンサユニットを、直方体形状のカートリッジケースの厚さ方向(広幅側面と直交する方向)に並べて組み込むので、センサユニットと押圧バネを足した寸法に応じて、カートリッジケースの厚さを薄くすることができる。また、カートリッジケースの狭幅側面にセンサ収容凹部の挿入用開口を設け、そこに接点を外面に有する蓋体を配置するので、狭幅側面上に存在する接点で外部との電気接続を行うことができ、従って、広幅側面を隣り合わせて多数のカートリッジケースをコンパクトに配列した場合に、各カートリッジケースの狭幅側面上の接点を、全て外部に面するように並べることができて、外部との接続が容易にできるようになる。 In addition, according to the present invention, since the pressing spring and the sensor unit are assembled side by side in the thickness direction of the rectangular parallelepiped cartridge case (direction orthogonal to the wide side surface), depending on the dimension obtained by adding the sensor unit and the pressing spring, The thickness of the cartridge case can be reduced. In addition, an opening for insertion of the sensor receiving recess is provided on the narrow side surface of the cartridge case, and a lid having a contact point on the outer surface is arranged there, so that the electrical connection with the outside is performed by the contact point existing on the narrow side surface. Therefore, when a large number of cartridge cases are arranged compactly with the wide side surfaces next to each other, the contacts on the narrow side surfaces of each cartridge case can all be arranged so as to face the outside. Connection can be made easily.
また、本発明によれば、インクジェットプリンタのインクカートリッジとして構成したので、インクミストによる問題を解消することができ、信頼性と安全性を高めることができる。 In addition, according to the present invention, since it is configured as an ink cartridge for an ink jet printer, problems due to ink mist can be solved, and reliability and safety can be improved.
以下、本発明の実施形態の液体検出機能付きのインクカートリッジ(液体検出機能を備えた容器)について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an ink cartridge with a liquid detection function (a container having a liquid detection function) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のインクカートリッジが使用されるインクジェット式記録装置(液体噴射装置)の概略構成を示す。図1中符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1は、キャリッジモータ2により駆動されるタイミングベルト3を介して、ガイド部材4に案内されてプラテン5の軸方向に往復移動されるように構成されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus) in which the ink cartridge of this embodiment is used. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage. The carriage 1 is guided by a guide member 4 via a
キャリッジ1の記録用紙6に対向する側にはインクジェット式記録ヘッド12が搭載され、またその上部には記録ヘッド12にインクを供給するインクカートリッジ100が着脱可能に装着されている。
An ink
この記録装置の非印字領域であるホームポジション(図中、右側)にはキャップ部材13が配置されており、このキャップ部材13はキャリッジ1に搭載された記録ヘッド12がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド12のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材13の下方には、キャップ部材13により形成された密閉空間に負圧を与えてクリーニング等を実施するためのポンプユニット10が配置されている。
A
また、キャップ部材13における印字領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段11が記録ヘッド12の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ1がキャップ部材13側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド12のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
Further, in the vicinity of the printing area side of the
図2は、インクカートリッジ100の概略構成を示す斜視図である。このインクカートリッジ100には、本実施形態の液体検出装置であるセンサユニット200が内蔵されている。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the
インクカートリッジ100は、内部にインク貯留部を備える樹脂製のカートリッジケース(容器本体)101と、カートリッジケース101の下端面を覆うように装着された樹脂製のカバー102とを有する。カバー102は、カートリッジケース101の下端面に貼られた各種の封止フィルムを保護するために設けられている。カートリッジケース101の下端面にはインク送出部103が突設され、インク送出部103の下端面には、インク送出口(液体の排出口、図示略)を保護するためのカバーフィルム104が貼られている。
The
カートリッジケース101は、一対の広幅側面101aと、一対の狭幅側面101bと、天面101cと、底面101dとを有する厚さ(奥行)の薄い略直方体形状のもので、カートリッジケース101の一方の狭幅側面101b側の下部には、センサユニット200を収容するためのセンサ収容凹部110が設けられ、そのセンサ収容凹部110の内部には、センサユニット200とスプリング(押圧バネ)300とが収容されている。
The
このスプリング300は、後述するが、センサユニット200を、センサ収容凹部110内底部のセンサ受壁120(図7参照)に押し付けてシールリング270を押し潰すことにより、センサユニット200とカートリッジケース101との間のシール性の確保を行うものである。
As will be described later, the
この場合のスプリング300としては、円筒形状の圧縮コイルバネが使用されており、このスプリング300とセンサユニット200とが、カートリッジケース101の天面101cと底面101dに直交する方向、即ち、カートリッジケース101の高さ方向に並べて、且つ、センサユニット200をセンサ受壁120の上側、スプリング300をその更に上側に位置させて、センサ収容凹部110内に収容されている。
A cylindrical compression coil spring is used as the
センサ収容凹部110は、カートリッジケース101の狭幅側面1bに挿入用開口を有しており、その挿入用開口からセンサユニット200とスプリング300とが挿入されている。そして、センサ収容凹部110の挿入用開口は、センサユニット200及びスプリング300を内部に収納した状態で、外側から蓋体150で封止されている。この蓋体150は、後で詳しく述べるが、センサ収容凹部110の挿入用開口を封止する大きさの封止カバー400と、封止カバー400と別体に形成され封止カバー400の内側に嵌め込み固定された回路基板500とで構成されている。
The
図3及び図4は、センサユニット200と、スプリング300と、封止カバー400と、回路基板500の各構成を示す分解斜視図である。また、図5はセンサユニット200の分解斜視図、図6は別の角度から見たセンサユニット200の分解斜視図、図7はインクカートリッジ100のセンサユニット収容部分の縦断面図である。また、図8はセンサユニット200の要部の断面図、図9は図8のIX−IX矢視断面図である。
3 and 4 are exploded perspective views showing the configurations of the
図7に示すように、カートリッジケース101のセンサ収容凹部110の内底部には、センサユニット200の下端を受けるためのセンサ受壁120が設けられている。センサ受壁120は、その上面にセンサユニット200が載り、スプリング300の弾性力で、センサユニット200の下端のシールリング270が圧接する部分である。
As shown in FIG. 7, a
このセンサ受壁120の下側には、隔壁127を挟んで互いに区分された上流側と下流側の一対のセンサバッファ室122、123が設けられ、センサ受壁120には、センサバッファ室122、123に対応させて一対の連通口132、133が設けられている。
Below the
カートリッジケース101の内部には、特に図示しないが、貯留したインクを外部に送出するための送出通路が設けられており、送出通路の終端付近(インク送出口付近)に位置させてセンサ収容凹部110が設けられ、そのセンサ収容凹部110内にセンサユニット200が配設されている。この場合、上流側センサバッファ室122は、連絡孔124を介して上流側の送出通路に連通され、下流側センサバッファ室123は、連絡孔125を介して、インク送出口に近い下流側の送出通路に連通されている。
Although not particularly shown, the
また、センサバッファ室122、123の下面は、剛性壁で封じられていても構わないが、この実施形態では開口しており、その開口が樹脂製の薄い封止フィルム105によって覆われている。
The lower surfaces of the
センサユニット200は、図5及び図6に示すように、上面に凹所211を有する樹脂製でプレート状のユニットベース210と、ユニットベース210の上面の凹所211に収容された金属製でプレート状のセンサベース220と、センサベース220の上面に載置固定されたセンサチップ230と、センサベース220とユニットベース210を固着する接着フィルム240と、ユニットベース210の上側に配された一対の端子プレート250と、端子プレート250の押さえとセンサチップ230の保護を行うプレート状の押さえカバー260と、ユニットベース210の下面に配されたゴム製のシールリング270と、から構成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
各部品の詳細を述べると、ユニットベース210は、図6に示すように、上面中央にセンサベース220の嵌まる凹所211を有すると共に、凹所211の周囲の上面壁214の外側に、上面壁214よりも一段高く設定された取付壁215を有する。取付壁215は凹所211を挟んで対向するように一対設けられており、取付壁215上に位置させて、ユニットベース210の上面の四隅には4つの支持ピン216が立設されている。また、凹所211の底壁には、円形の貫通孔よりなる入側流路212と出側流路213(液溜まり空間)が設けられている。また、ユニットベース210の下面には、図5に示すようにシールリング217の嵌まる長円形の凸部217が設けられ、前記入側流路212と出側流路213はこの凸部217上に位置している。なお、シールリング217は、ゴム製のリングパッキンよりなり、下面に断面半円状の環状凸部271を有している。
Referring to details of each component, the
センサベース220は、センサの音響特性の向上を図る目的で、樹脂よりも剛性の高いステンレス等の金属プレートによって構成されている。センサベース220は、四つの角を面取りした矩形板状をなし、ユニットベース210の入側流路212及び出側流路213に対応した、2つの貫通孔よりなる入側流路222及び出側流路223(液溜まり空間)を有している。
The
このセンサベース220の上面には、例えば両面接着フィルムの貼り付けや接着剤の塗布などによって接着層242が形成されており、この接着層242の上に、センサチップ230が搭載され固着されている。
An
センサチップ230は、検出対象のインク(液体)を受け入れるセンサキャビティ232を有しており、センサキャビティ232の下面をインクの受け入れを可能とするために開放し、上面を振動板233で塞いで、振動板233の上面に圧電素子234を配した構成をなしている。
The
具体的に述べると、センサチップ230は、図7及び図8に示すように、円形開口よりなるセンサキャビティ232を中心に有するセラミック製のチップ本体231と、チップ本体231の上面に積層され、センサキャビティ232の底面壁を構成する振動板233と、振動板233の上に積層された圧電素子234と、チップ本体231の上に積層された端子235、236とで構成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the
圧電素子234は、具体的に図示しないが、前記各端子235、236に接続された上下の電極層と、上下の電極層の間に積層された圧電層とからなるものであり、例えば、センサキャビティ232内のインクの有無による電気特性の違いでインクエンドを判断する機能を果たす。圧電層の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)、または、鉛を使用しない鉛レス圧電膜、等を用いることができる。
Although not specifically shown, the
センサチップ230は、チップ本体231の下面をセンサベース220の上面中央部に載せることにより、前記接着層242によってセンサベース220に一体に固着されており、その接着層242によって同時に、センサベース220とセンサチップ230間がシールされている。そして、センサベース220及びユニットベース210の入側流路222、212と出側流路223、213(液溜まり空間)は、センサチップ230のセンサキャビティ232に連通している。この構成により、インクは、入側流路212、222を介してセンサキャビティ232に入り、出側流路223、213を介してセンサキャビティ232から排出されるようになる。
The
このようにセンサチップ230が搭載された金属製のセンサベース220は、ユニットベース210の上面の凹所211に収容されている。そして、その上から樹脂製の接着フィルム240を被せることにより、センサベース220とユニットベース210が一体に接着されている。
Thus, the
即ち、接着フィルム240は、中央に開口241を有しており、センサベース220をユニットベース210の上面の凹所211に収容した状態でその上から被せることにより、中央の開口241からセンサチップ230を露出させている。また、接着フィルム240の内周側を、センサベース220の上面に接着層242を介して接着させ、且つ、外周側をユニットベース210の凹所211の周囲の上面壁214に接着させることにより、つまり、接着フィルム240を2部品(センサベース220とユニットベース210)の上面に跨って貼り付けることにより、センサベース220とユニットベース210間を互いに固着すると同時にシールしている。
That is, the
この場合、センサベース220の上面は、ユニットベース210の凹所211より上側に突出しており、接着フィルム240は、ユニットベース210の凹所211の周囲の上面壁214に対する接着位置よりも高い位置で、センサベース220の上面に接着されている。このように、センサベース220に対するフィルム接着面の高さを、ユニットベース210に対するフィルム接着面の高さよりも上の位置に設定したことにより、段差をもってセンサベース220を接着フィルム240で押え付けることができ、ユニットベース210に対するセンサベース220の固着力の強化を図ることができる。また、ガタツキのない取付も可能となる。
In this case, the upper surface of the
また、各端子プレート250は、帯状の基板部251と、基板部251の側縁に突設されたバネ片252と、基板部251の両側に形成された取付孔253と、基板部251の両端に形成された折曲片254とを有するもので、それぞれ取付孔253に支持ピン216を通して位置決めした状態で、ユニットベース210の取付壁215の上面に配置されている。そして、その上から押さえカバー260を載せることで、ユニットベース210と押さえカバー260とにより挟持され、その状態で、各バネ片252が、センサチップ230の上面の端子235、236に接触導通している。
Each
押さえカバー260は、端子プレート250の基板部251を挟みながらユニットベース210の取付壁215の上面に載る平板部261と、平板部261の四隅に配され、ユニットベース210の支持ピン216に嵌まる4つの取付孔262と、平板部261の中央上面に設けられた立壁263と、立壁263に設けられたスプリング受座264と、平板部261の下面に設けられ、端子プレート250のバネ片252の逃げを作る凹部265とを有し、端子プレート250を上から押さえ付けながらユニットベース210の上面に載せられることで、ユニットベース210の上面の凹所211に収容されたセンサプレート220及びセンサチップ230を保護している。
The holding
以上の部品によりセンサユニット200を組み立てるには、まず、センサベース220の上面全面に接着層242を形成し、その接着層242の上にセンサチップ230を載置することで、センサチップ230とセンサベース220間を接着層242によって一体に固着すると共にシールする。
In order to assemble the
次いで、そのセンサチップ230と一体になったセンサベース220を、ユニットベース210の上面の凹所211に収容し、その状態で、上方から接着フィルム240を被せることで、接着フィルム240の内周側をセンサベース220の上面に接着層242を介して接着させ、外周側をユニットベース210の凹所211の周囲の上面壁214に接着させる。それにより、センサベース220とユニットベース210間を、接着フィルム240によって一体に固着すると共にシールすることができる。
Next, the
次に、端子プレート250を、取付孔253をユニットベース210の支持ピン216に嵌めながら、ユニットベース210の上に配設し、その上から押さえカバー260を配置する。また、任意の段階で、ユニットベース210の下面の凸部217にシールリング270を嵌めておく。以上により、センサユニット200を組み立てることができる。
Next, the
センサユニット200は、以上のように構成されており、カートリッジケース100のセンサ収容凹所110に、スプリング300と一緒に収容されている。そして収容された状態で、図7に示すように、スプリング300が押さえカバー260を下向きに押圧することにより、センサユニット200の下面に設けたシールリング270が潰れながら、センサ収容凹所110内のセンサ受壁120に圧接し、これにより、センサユニット200とカートリッジケース101の間のシール性が確保されている。
The
このような組み付けが行われることにより、シール性が確保された条件の下で、カートリッジケース101内の上流側バッファ室122が、センサ受壁120の連通孔132を介してセンサユニット200内の入側流路212、222に連通され、カートリッジケース101内の下流側バッファ室123が、センサ受壁120の連通孔133を介してセンサユニット200内の出側流路213、223に連通される。そして、入側流路212、222、センサキャビティ232、出側流路213、223は、この順に上流側から並ぶように、カートリッジケース101内の送出流路に直列に介在することになる。
As a result of such assembly, the
ここで、センサキャビティ232につながる上流側の流路は、流路断面の大きな上流側バッファ室122、連通口132、及び、流路断面の小さなセンサユニット200内の入側流路212、222(上流側狭小流路)で構成される。また、センサキャビティ232につながる下流側の流路は、流路断面の大きな下流側バッファ室123、連通口133、及び、流路断面の小さなセンサユニット200内ので出側流路213、223(下流側狭小流路)で構成される。
Here, the upstream flow path connected to the
また、センサ収容凹所110の側面開口を塞ぐ封止カバー400は、図3及び図4に示すように、板状のカバー本体401の外面に回路基板500の嵌まる凹部402を設け、その凹部402の底壁に、各端子プレート250の折曲片254の露出する2つの開口403と、回路基板500の位置決め用のピン406、407とを設け、更にカバー本体401の内面に、スプリング300の外周面を側方から支持する円筒面状のバネ支持部409と、センサ収容凹所110内の所定部位に係止する一対の係合アーム405とを設けた構成を有している。一対の係合アーム405は、スプリング300を左右両側から挟むような位置に設けられている。また、封止カバー400には、センサ収容凹所110の周囲壁に突設された上下一対の位置決めピン101p、101bに嵌まる位置決め孔411、412が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the sealing
また、回路基板500は、カバー本体401の凹部402にちょうど嵌合する大きさの絶縁基板501の外面と内面に、それぞれ接点501A、501Bを形成すると共に、必要に応じて、メモリ等の電子部品を含んだ電子回路(図示略)を形成したものである。また、絶縁基板501には、封止カバー400側の位置決め用のピン406、407と係合する切欠506や孔507が設けられている。
In addition, the
この場合の回路基板500の内面に露出した内側接点501Bは、蓋体150でセンサ収容凹部110を塞いだときに、センサユニット200側の端子プレート250の折曲片254と接触導通する接点であり、また、外側接点501Aは、内側接点501Bと直接導通するか、または、前記電子回路を通して導通するものであり、外部の機器と電気接続するための接点である。
In this case, the
この封止カバー400及び回路基板500よりなる蓋体150は、センサユニット200及びスプリング300をセンサ収容凹所110の内部に収容した上で、カートリッジケース101に取り付けられており、その状態で、回路基板500の外面の接点501Aが端子プレート250と導通している。
The
次に、センサユニット200によるインクの検出原理について説明する。
インクカートリッジ101内のインクが消費される際には、貯留されたインクは、センサユニット200のセンサキャビティ232を経由して、インク送出部103からインクジェット式記録装置の記録ヘッド12へ送られる。
Next, the principle of ink detection by the
When the ink in the
この際、インクカートリッジ100内にインクが十分に残っている段階では、センサキャビティ232内はインクで満たされている。一方、インクカートリッジ100内のインク残量が少なくなると、センサキャビティ232内にインクが存在しない状態となる。
At this time, the
そこで、センサユニット200は、この状態の変化に起因する音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、インクが十分に残っている状態であるか、あるいは、ある一定以上のインクが消費されて残量が少なくなった状態であるか、を検知することができる。
Therefore, the
具体的には、圧電素子234に電圧を印加すると、圧電素子234の変形に伴い振動板233が変形する。圧電素子234を強制的に変形させた後、電圧の印加を解除すると、しばらくは、たわみ振動が振動板233に残留する。この残留振動は、振動板233とキャビティ232内の媒体との自由振動である。従って、圧電素子234に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後の振動板233と媒体との共振状態を容易に得ることができる。
Specifically, when a voltage is applied to the
この残留振動は、振動板233の振動であり、圧電素子234の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電素子7は逆起電力を発生する。この逆起電力は、端子プレート250を介して外部で検出される。
This residual vibration is vibration of the
このようにして検出された逆起電力によって共振周波数が特定できるので、この共振周波数に基づいてインクカートリッジ100内のインクの有無を検出することができる。
Since the resonance frequency can be specified by the back electromotive force detected in this way, the presence or absence of ink in the
以上の実施形態によれば、センサユニット200を収容するセンサ収容凹部110を蓋体150で確実に封止しているので、中のセンサユニット200を保護することができ、信頼性及び安全性を向上させることができる。特に、センサ収容凹部110へのインクミスト(液体のミスト)の侵入を蓋体150によって防ぐことができるので、圧電素子234にインクミストが付着する可能性を無くすことができる。また、センサ収容凹部110内に外の気流が入らなくなるので、気流の乱れによる影響を受けずにインク残量の検出を行うことができる。
According to the above embodiment, since the
また、インクカートリッジ100をたとえ落とした場合にも、センサユニット200に直接衝撃が及ばないようにすることができるので、繊細な圧電素子234及びその周辺の構造を保護することができる。また、蓋体150の外面にセンサユニット200側の端子プレート250と導通する接点501Aを設けているので、この接点501Aを介して、センサユニット200と外部との間で電気接続を容易に行うことができる。
Further, even if the
また、蓋体150の一部を回路基板500で構成しているので、回路基板500上に接点501A、501Bを設けるだけで、センサユニット200と外部との電気接続を容易に行うことができる。また、回路基板500には適当な電子部品、例えばメモリを搭載することも容易にできるので、インクカートリッジ100に関する情報やインクに関する情報等を記録しておくことも可能である。
In addition, since a part of the
また、回路基板500は封止カバー400と別に製作してあり、後から封止カバー400に自由に取り付けられるようになっているので、封止カバー400だけを共通部品とし、回路基板500を仕様等に応じて交換可能な個別部品として揃えることもできる。
Since the
また、封止カバー400の内面に設けたバネ支持部409と係合アーム405によってスプリング300を支えることができるので、スプリング300の位置ずれを防ぐことができると共に、スプリング300の組付も容易にできるようになる。
In addition, since the
また、本実施形態では、スプリング300とセンサユニット200を、直方体形状のカートリッジケース101の高さ方向(天面101cと底面101dに直交する方向)に並べて組み込んでいるので、スプリング300の反力をカートリッジケース101の高さ方向の壁面(センサ収容凹部110の上壁面)で受けることができる。ここで、カートリッジケース101は高さ方向に寸法を大きくとるのが普通なので、スプリング300のバネ力を強くした場合であっても、余裕を持った強さでスプリング300の力を前記高さ方向の壁面(センサ収容凹部110の上壁面)で受けることができる。
In the present embodiment, the
また、カートリッジケース101の狭幅側面101bにセンサ収容凹部110の挿入用開口110hを設け、そこに接点501Aを外面に有する蓋体150を配置するので、狭幅側面101b上に存在する接点501Aで、外部との電気接続を行うことができる。従って、広幅側面101aを隣り合わせて多数のカートリッジケース101をコンパクトに配列した場合に、各カートリッジケース101の狭幅側面101b上の接点501Aを、全て外部に面するように並べることができて、外部との接続が容易にできるようになる。
Further, since the
また、本実施形態によれば、ユニットベース210に対して、上方から、センサチップ230を搭載したセンサベース220を組み込み、その状態で、並んだ2部品の上面と上面、つまり、センサベース220とユニットベース210の両上面に跨って接着フィルム240を貼り付けるだけで、異なる材料でできた2部品(金属製のセンサベース220と樹脂製のユニットベース210)間の固着とシールを同時に行うことができる。従って、組立作業性がきわめてよい。また、接着フィルム240を2部品に跨って貼るだけであるから、各部品の寸法精度の影響をあまり受けずに、部品間のシールを行うことができる。また、例えば接着フィルム240を量産機械によって加熱・加圧して溶着する場合には、量産機械による温度と圧力を管理するだけで、シール性能を高めることができるので、量産時の安定化を図ることができる。さらに、シール性を左右する接着フィルム240は、装着が容易である上にスペース効率がよいため、センサユニット200の小型化が図れる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、センサベース220及びユニットベース210に、センサキャビティ232に対する入側流路212、222及び出側流路213、223をそれぞれ形成し、インクが入側流路212、222を介してセンサキャビティ232に流れ込み、出側流路213、223を介して排出されるように構成しているので、あくまでセンサキャビティ232をインクが流れるようになり、センサキャビティ232に液体や気泡が滞留することによる誤検出を防止することができる。
In addition, the
また、ユニットベース210に対する接着フィルム240の接着面の高さを、センサベース220に対する接着面の高さよりも下の位置に設定しているので、段差をもってセンサベース220を接着フィルム240で押え付けることができ、ユニットベース210に対するセンサベース220の固着力の強化を図ることができる。また、ガタツキのない取付が可能となる。
Further, since the height of the adhesive surface of the
また、カートリッジケース101内の送出流路の終端付近にセンサユニット200を配置し、センサユニット200の入側流路212、222、センサキャビティ232、出側流路213、223が、この順に上流側から並ぶように送出流路に直列に介在されているので、インクカートリッジ100内の残液量を正確に検出することができる。
Further, the
なお、上記実施形態では、センサ収容凹部110の下側にセンサ受壁120を設け、その下側に、カートリッジケース101の下面に開口する2つのセンサバッファ室122、123を設け、スプリング300とセンサユニット200を上下に並べてセンサ収容凹部110内に配置し、スプリング300の加圧方向がセンサ受壁120に向けて下向きに作用するように構成した場合を示したが、図10〜図12に示すインクカートリッジ100Bのように構成してもよい。
In the above embodiment, the
即ち、この実施形態のインクカートリッジ100Bでは、前記実施形態と外形的には同様に構成されたカートリッジケース101Bの狭幅側面101bにセンサ収容凹部110を設けるところまでは一緒であるが、センサ受壁120を、センサ収容凹部110の下側にではなく、側方つまり広幅側面101a側に向けて設け、そのセンサ受壁120の更に広幅側面101a側に、当該広幅側面101aに開口する2つのセンサバッファ室122、123を設け、スプリング300とセンサユニット200を、広幅側面101aと直交する左右方向に並べてセンサ収容凹部110内に配置し、スプリング300の加圧方向が側方のセンサ受壁120に向けて横向きに作用するように構成している。
That is, the
つまり、前記実施形態の場合と直交する方向に向けてセンサバッファ室122、123を設け、それに合わせてセンサユニット200やスプリング300を横向きに配置しているのである。向きを異ならせた以外は、すべて同じ構成であるので、同一構成要素に同一符号を付して説明を省略する。封止カバー4005お回路基板400よりなる蓋体150でセンサ収容凹部110の挿入用開口101hを塞ぐ点も同様である。
That is, the
このようにスプリング300とセンサユニット200を、直方体形状のカートリッジケース101Bの厚さ方向(広幅側面101aと直交する方向)に並べて組み込んだ構成とすることにより、センサユニット200とスプリング300の寸法に応じて、カートリッジケース101Bの厚さを薄くすることができる。その他の効果は、前記実施形態と同様である。
As described above, the
100,100B インクカートリッジ(液体検出機能を備えた容器)
101,101B カートリッジケース(容器本体)
101a 広幅側面
101b 狭幅側面
101c 天面
101d 底面
103 インク送出部
110 センサ収容凹部(センサ収容部)
110h 挿入用開口
120 センサ受壁
122 上流側センサバッファ室
123 下流側センサバッファ室
132,133 連通孔(流路)
150 蓋体
200 センサユニット
210 ユニットベース
212 入側流路(液溜まり空間)
213 出側流路(液溜まり空間)
220 センサベース
222 入側流路(液溜まり空間)
223 出側流路(液溜まり空間)
230 センサチップ
232 センサキャビティ
233 振動板
234 圧電素子
250 端子プレート
270 シールリング(環状のシール部材)
400 封止カバー
405 係合アーム
409 センサ支持部
500 回路基板
501A 外側接点
501B 内側接点
100, 100B ink cartridge (container with liquid detection function)
101,101B Cartridge case (container body)
101a
150
213 Outlet channel (Liquid pool space)
220
223 Outlet channel (Liquid pool space)
230
400
Claims (9)
前記送出通路の終端付近に位置させて前記容器本体に設けられ、該容器本体の外面に挿入用開口を有するセンサ収容凹部と、
前記挿入用開口を通してセンサ収容凹部の内部に収容され、圧電素子の発する振動を利用して前記容器本体内の液体を検出するセンサユニットと、
該センサユニットを収容した状態で前記センサ収容凹部の挿入用開口を封止する蓋体と、を具備したことを特徴とする容器。 A container body having a liquid storage portion inside and a delivery passage for delivering the stored liquid to the outside;
A sensor receiving recess provided in the container body, positioned near the end of the delivery passage, and having an insertion opening on the outer surface of the container body;
A sensor unit that is housed in a sensor housing recess through the insertion opening and detects liquid in the container body using vibrations generated by a piezoelectric element;
And a lid that seals the insertion opening of the sensor housing recess in a state in which the sensor unit is housed.
前記蓋体の外面に、前記挿入用開口を封止した状態で前記センサユニット側の端子と導通する接点が設けられていることを特徴とする容器。 The container according to claim 1,
A container characterized in that a contact point that is electrically connected to a terminal on the sensor unit side in a state where the insertion opening is sealed is provided on the outer surface of the lid.
前記蓋体の少なくとも一部が、電子回路を備えた回路基板で構成されており、該回路基板の内面に、前記センサユニット側の端子と接触導通する内側接点が設けられ、前記回路基板の外面に、前記内側接点と直接導通または前記電子回路を通して導通し且つ外部機器と電気接続するための外側接点が設けられていることを特徴とする容器。 A container having the liquid detection function according to claim 2,
At least a part of the lid is formed of a circuit board provided with an electronic circuit, and an inner contact that is in contact with the terminal on the sensor unit side is provided on the inner surface of the circuit board, and the outer surface of the circuit board Further, an outer contact is provided for direct connection with the inner contact or through the electronic circuit and for electrical connection with an external device.
前記蓋体が、前記センサ収容凹部の挿入用開口を封止する大きさの封止カバーと、該封止カバーと別体に形成され封止カバーの内側に嵌め込み固定された前記回路基板とで構成されていることを特徴とする容器。 A container according to claim 3,
A sealing cover sized to seal the insertion opening of the sensor housing recess, and the circuit board formed separately from the sealing cover and fitted and fixed inside the sealing cover; A container characterized by being configured.
前記容器本体に設けられ、センサ受壁を介して前記センサ収容凹部と隣接すると共に、前記送出通路の上流側と下流側に連通することで前記送出通路に直列に介在されたバッファ室と、
前記センサユニットと前記センサ受壁との間をシールする弾性を有した環状のシール部材と、
前記センサ収容凹部内に前記センサユニットと共に収容され、センサユニットを前記センサ受壁に向けて押圧することで、前記シール部材を潰しながら、該シール部材とセンサユニット及びセンサ受壁との間に、シールに必要なだけの面圧を付与する押圧バネと、を具備し、
前記センサユニットは、
検出対象の液体を受け入れるセンサキャビティを有し、且つ、該センサキャビティの下面を液体の受け入れを可能とするために開放し、上面を振動板で塞いで、該振動板の上面に前記圧電素子を配した構成をなすセンサチップと、
該センサチップを載置固定する金属製のセンサベースと、
該センサベースを載置固定すると共に、前記センサ収容部にセンサユニットを装着した際に、下面が前記シール部材を介して前記センサ受壁に対面する樹脂製のユニットベースと、を有しており、
前記センサベース及びユニットベースには、前記センサキャビティに連通する液溜まり空間が形成されると共に、前記センサ受壁には、前記環状のシール部材の内側で、前記液溜まり空間と前記バッファ室とを連通する流路が設けられていることを特徴とする容器。 The container according to any one of claims 1 to 4,
A buffer chamber provided in the container body, adjacent to the sensor receiving recess through a sensor receiving wall, and in series with the delivery passage by communicating with the upstream side and the downstream side of the delivery passage;
An annular sealing member having elasticity for sealing between the sensor unit and the sensor receiving wall;
The sensor unit is housed together with the sensor unit in the sensor housing recess, and by pressing the sensor unit toward the sensor receiving wall, while crushing the seal member, between the seal member and the sensor unit and the sensor receiving wall, A pressing spring that applies a surface pressure necessary for sealing, and
The sensor unit is
A sensor cavity for receiving the liquid to be detected; and the lower surface of the sensor cavity is opened to allow the liquid to be received, the upper surface is closed with a diaphragm, and the piezoelectric element is placed on the upper surface of the diaphragm. A sensor chip having a configuration arranged,
A metal sensor base for mounting and fixing the sensor chip;
The sensor base is mounted and fixed, and has a resin unit base whose bottom surface faces the sensor receiving wall via the seal member when the sensor unit is mounted in the sensor housing portion. ,
The sensor base and the unit base are formed with a liquid pool space communicating with the sensor cavity, and the sensor receiving wall includes the liquid pool space and the buffer chamber inside the annular seal member. A container characterized in that a communication channel is provided.
前記押圧バネが円筒形の圧縮コイルバネにより構成されており、前記蓋体の内面に、前記押圧バネの外周面を側方から支持する半円筒面状のバネ支持部と、前記押圧バネを両側から挟む位置にあり且つ前記蓋体を容器本体に係合させる一対の係合アームとが形成されていることを特徴とする容器。 The container according to claim 5,
The pressing spring is constituted by a cylindrical compression coil spring, a semi-cylindrical spring support portion for supporting the outer peripheral surface of the pressing spring from the side on the inner surface of the lid, and the pressing spring from both sides. A container characterized in that a pair of engagement arms are formed to be sandwiched and engage the lid body with the container body.
前記容器本体が、一対の広幅側面と一対の狭幅側面と天面と底面とを有し、底面の一部に液体の排出口を有する略直方体形状のカートリッジケースよりなり、前記センサ収容凹部の挿入用開口が前記一対の狭幅側面のうちの一方の狭幅側面に設けられ、前記押圧バネとセンサユニットが、前記天面と底面に直交する方向に並べて前記センサ収容凹部内に収容されていることを特徴とする容器。 The container according to claim 5 or 6,
The container body includes a substantially rectangular parallelepiped cartridge case having a pair of wide side surfaces, a pair of narrow side surfaces, a top surface, and a bottom surface, and having a liquid discharge port at a part of the bottom surface. An insertion opening is provided on one narrow side surface of the pair of narrow side surfaces, and the pressing spring and the sensor unit are accommodated in the sensor accommodating recess side by side in a direction perpendicular to the top surface and the bottom surface. A container characterized by being.
前記容器本体が、一対の広幅側面と一対の狭幅側面と天面と底面とを有し、底面の一部に液体の排出口を有する略直方体形状のカートリッジケースよりなり、前記センサ収容凹部の挿入用開口が前記一対の狭幅側面のうちの一方の狭幅側面に設けられ、前記押圧バネとセンサユニットが、前記広幅側面と直交する方向に並べて前記センサ収容凹部内に収容されていることを特徴とする容器。 The container according to claim 5 or 6,
The container body includes a substantially rectangular parallelepiped cartridge case having a pair of wide side surfaces, a pair of narrow side surfaces, a top surface, and a bottom surface, and having a liquid discharge port at a part of the bottom surface. An insertion opening is provided on one narrow side surface of the pair of narrow side surfaces, and the pressing spring and the sensor unit are housed in the sensor housing recess side by side in a direction orthogonal to the wide side surface. A container characterized by.
前記容器がインクジェットプリンタのインクカートリッジであり、
前記センサユニットがインク残量を検出するものであることを特徴とする容器。 A container according to any one of claims 1 to 8,
The container is an ink cartridge of an inkjet printer;
The container, wherein the sensor unit detects a remaining amount of ink.
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