JP4655283B2 - Liquid consumption state detector - Google Patents

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Description

本発明は、音響インピーダンスの変化を検出することで、とりわけ、共振周波数の変化を検出することで、インク等の液体の消費状態を検知することができる液体消費状態検出器に関するものである。   The present invention relates to a liquid consumption state detector capable of detecting a consumption state of a liquid such as ink by detecting a change in acoustic impedance, and in particular, detecting a change in resonance frequency.

インクジェット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吐出するノズル開口と、を有するインクジェット記録ヘッドが、キャリッジに搭載されている。   In an ink jet recording apparatus, an ink jet recording head having a pressure generating means for pressurizing a pressure generating chamber and a nozzle opening for ejecting the pressurized ink as ink droplets is mounted on a carriage.

インクジェット記録装置では、インクタンク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。インクタンクは、例えばインクが消費された時点でユーザが簡単に交換できる、着脱可能なカートリッジとして構成されている。   The ink jet recording apparatus is configured to be able to continue printing by continuously supplying ink in the ink tank to the recording head via the flow path. The ink tank is configured as a detachable cartridge that can be easily replaced by the user when 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吐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 discharged 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。画質には影響を与えないが、累積した場合を考慮して、マージンを持たせて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 image quality is not affected, the ink cartridge is filled with a margin in consideration of accumulation. 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。このため、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ので、検出可能なインクの種類が限定されたり、電極のシール構造が複雑化し得る。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 of managing the time when ink is consumed by the electrode can detect the actual amount of ink. For this reason, 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, the types of ink that can be detected may be limited, and the electrode seal structure may be 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.

特願2000−147052号は、上記の課題を解決すべく、液体残量を正確に検出でき、かつ、複雑なシール構造を不要とした、液体容器に装着される圧電装置及びモジュール体を開示している。また、特願2000−146966号は、そのような圧電装置及びモジュール体に利用され得る検出制御回路を開示している。   Japanese Patent Application No. 2000-147052 discloses a piezoelectric device and a module body mounted on a liquid container that can accurately detect the remaining amount of liquid and eliminate the need for a complicated seal structure in order to solve the above-mentioned problems. ing. Japanese Patent Application No. 2000-146966 discloses a detection control circuit that can be used for such a piezoelectric device and a module body.

本件発明者は、ノイズの影響が存在する場合、特願2000−146966号による検出制御回路では誤った液体残量検出がなされてしまうということを知見した。   The inventor of the present invention has found that when the influence of noise exists, the detection control circuit according to Japanese Patent Application No. 2000-146966 makes an erroneous detection of the remaining amount of liquid.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ノイズの影響を抑制して、誤った液体残量検出を回避することができる液体消費状態検出器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a liquid consumption state detector that can suppress the influence of noise and avoid erroneous detection of the remaining amount of liquid. To do.

本発明は、液体を収容する収容空間に少なくとも一部が露出すると共に、当該収容空間に対して振動可能な振動部と、駆動信号に基づいて振動部を振動させることが可能であると共に、振動部の振動によって逆起電力信号を発生させる圧電素子と、圧電素子からの逆起電力信号に基づいて液体消費状態を検出する液体消費状態検出部と、を備え、液体消費状態検出部は、逆起電力信号に基づくデジタル信号を生成するデジタル信号生成回路部と、デジタル信号に基づいて液体消費状態を検出するクロック信号を有する検出回路部と、を有することを特徴とする液体消費状態検出器である。   According to the present invention, at least a part is exposed in the storage space for storing the liquid, the vibration unit that can vibrate with respect to the storage space, and the vibration unit can be vibrated based on the drive signal. A piezoelectric element that generates a back electromotive force signal by vibration of the part, and a liquid consumption state detection unit that detects a liquid consumption state based on the back electromotive force signal from the piezoelectric element. A liquid consumption state detector comprising: a digital signal generation circuit unit that generates a digital signal based on an electromotive force signal; and a detection circuit unit that includes a clock signal that detects a liquid consumption state based on the digital signal. is there.

本発明によれば、デジタル信号生成回路部が逆起電力信号に基づくデジタル信号を生成し、検出回路部は当該デジタル信号に基づいて液体消費状態を検出するため、検出回路部における信号処理はデジタル処理となって、ノイズによる影響を受けにくい。   According to the present invention, since the digital signal generation circuit unit generates a digital signal based on the back electromotive force signal, and the detection circuit unit detects the liquid consumption state based on the digital signal, the signal processing in the detection circuit unit is digital. It becomes processing and is not easily affected by noise.

特に、デジタル信号生成回路部が圧電素子の近傍に設けられていて、クロック信号を用いない場合、アナログ信号である逆起電力信号が直ちにデジタル信号に変換され得るため、ノイズによる影響をより一層受けにくい。   In particular, when the digital signal generation circuit unit is provided in the vicinity of the piezoelectric element and the clock signal is not used, the back electromotive force signal, which is an analog signal, can be immediately converted into a digital signal, and thus is further affected by noise. Hateful.

デジタル信号生成回路部は、例えば、逆起電力信号に基づいて、逆起電力信号と略同一周波数のパルス信号をデジタル信号として生成するようになっている。
より具体的には、デジタル信号生成回路部は、基準電圧を生成する電圧生成部と、逆起電力信号を基準電圧を中心として増幅する増幅部と、増幅部にて増幅された信号が基準電圧に対してHighであるかLowであるかを比較し、比較結果をパルス信号として出力する比較部と、を有し得る。
For example, the digital signal generation circuit unit is configured to generate a pulse signal having substantially the same frequency as the counter electromotive force signal as a digital signal based on the counter electromotive force signal.
More specifically, the digital signal generation circuit unit includes a voltage generation unit that generates a reference voltage, an amplification unit that amplifies the back electromotive force signal around the reference voltage, and a signal amplified by the amplification unit is a reference voltage. And a comparison unit that compares High and Low and outputs a comparison result as a pulse signal.

あるいは、デジタル信号生成回路部は、第1基準電圧と第1基準電圧より高い第2基準電圧とを生成する電圧生成部と、逆起電力信号を第1基準電圧を中心として増幅する増幅部と、増幅部にて増幅された信号が第2基準電圧に対してHighであるかLowであるかを比較し、比較結果をパルス信号として出力する比較部と、
を有し得る。この場合、駆動信号に基づいて振動部を振動させる前の状態において、比較部の出力がLowで一定であればノイズの影響は小さいと判別し、比較部の出力が一定で無ければノイズの影響は大きいと判別することができる。
Alternatively, the digital signal generation circuit unit includes a voltage generation unit that generates the first reference voltage and a second reference voltage that is higher than the first reference voltage, and an amplification unit that amplifies the back electromotive force signal around the first reference voltage. A comparison unit that compares whether the signal amplified by the amplification unit is High or Low with respect to the second reference voltage, and outputs a comparison result as a pulse signal;
Can have. In this case, if the output of the comparison unit is low and constant before the vibration unit is vibrated based on the drive signal, it is determined that the influence of the noise is small. If the output of the comparison unit is not constant, the influence of the noise is determined. Can be determined to be large.

あるいは、デジタル信号生成回路部は、第1基準電圧と第1基準電圧より低い第2基準電圧とを生成する電圧生成部と、逆起電力信号を第1基準電圧を中心として増幅する増幅部と、増幅部にて増幅された信号が第2基準電圧に対してHighであるかLowであるかを比較し、比較結果をパルス信号として出力する比較部と、
を有し得る。この場合、駆動信号に基づいて振動部を振動させる前の状態において、比較部の出力がHighで一定であればノイズの影響は小さいと判別し、比較部の出力が一定で無ければノイズの影響は大きいと判別することができる。
Alternatively, the digital signal generation circuit unit includes a voltage generation unit that generates a first reference voltage and a second reference voltage lower than the first reference voltage, and an amplification unit that amplifies the back electromotive force signal around the first reference voltage. A comparison unit that compares whether the signal amplified by the amplification unit is High or Low with respect to the second reference voltage, and outputs a comparison result as a pulse signal;
Can have. In this case, in the state before the vibration unit is vibrated based on the drive signal, if the output of the comparison unit is high and constant, it is determined that the influence of noise is small, and if the output of the comparison unit is not constant, the influence of noise. Can be determined to be large.

検出回路部は、例えば、デジタル信号生成回路部によって生成されたパルス信号に基づいて、逆起電力信号の周波数を測定するようになっている。逆起電力信号の周波数は、収容空間内の物質の共振周波数に対応するため、これによって液体消費状態を簡易かつ正確に検出することができる。   For example, the detection circuit unit measures the frequency of the back electromotive force signal based on the pulse signal generated by the digital signal generation circuit unit. Since the frequency of the counter electromotive force signal corresponds to the resonance frequency of the substance in the accommodation space, the liquid consumption state can be detected easily and accurately.

具体的には、検出回路部は、パルス信号の所定時間の振動回数を計測するカウンタを有しており、当該カウンタにより計測された数値に基づいて、逆起電力信号の周波数を測定するようになっている。   Specifically, the detection circuit unit has a counter that measures the number of vibrations of the pulse signal for a predetermined time, and measures the frequency of the back electromotive force signal based on the value measured by the counter. It has become.

あるいは、検出回路部は、パルス信号が所定回数だけ振動する間の時間を計測するためのクロックカウンタを有しており、当該クロックカウンタにより計測された時間に基づいて、逆起電力信号の周波数を測定するようになっている。   Alternatively, the detection circuit unit has a clock counter for measuring the time during which the pulse signal vibrates a predetermined number of times, and based on the time measured by the clock counter, the frequency of the back electromotive force signal is determined. It comes to measure.

その他、好ましくは、振動部の液体収容空間に対して露出する部分は、液体収容空間側から見て対称な形状となっている。そして、圧電素子は、好ましくは、振動部の液体収容空間に対して露出する部分の略中心の位置で、当該振動部の液体収容空間側とは反対側に固定されている。   In addition, preferably, the portion of the vibrating portion exposed to the liquid storage space has a symmetrical shape when viewed from the liquid storage space side. The piezoelectric element is preferably fixed on the opposite side of the vibrating part from the liquid containing space at a position substantially at the center of the part exposed to the liquid containing space of the vibrating part.

特に好ましくは、振動部の液体収容空間に対して露出する部分は、液体容器内面側から見て円形となっている。   Particularly preferably, the portion of the vibrating portion exposed to the liquid storage space has a circular shape when viewed from the inner surface side of the liquid container.

また、好ましくは、圧電素子の振動方向は、振動部の液体収容空間に対して露出する部分に対して略垂直となっている。   Preferably, the vibration direction of the piezoelectric element is substantially perpendicular to the portion of the vibration portion exposed to the liquid storage space.

なお、以上のような特徴のいずれかを有する液体消費状態検出器と、液体を収容するための収容空間を区画する壁部と、を備えた液体容器(例えばインクカートリッジ)も、本件の保護対象である。   Note that a liquid container (for example, an ink cartridge) including a liquid consumption state detector having any of the above-described features and a wall portion that divides a storage space for storing the liquid is also subject to protection in this case. It is.

この場合、液体容器は、液体消費状態検出器によって検出された液体消費状態を記憶する記憶部を更に備えることが好ましい。   In this case, it is preferable that the liquid container further includes a storage unit that stores the liquid consumption state detected by the liquid consumption state detector.

さらに、以上のような特徴を有する液体容器と、液体容器に接続され液体容器内に収容されている液体を消費する液体消費本体部と、を備えた液体消費装置(例えばインクジェット記録装置)も、本件の保護対象である。   Furthermore, a liquid consuming apparatus (for example, an ink jet recording apparatus) including a liquid container having the above-described features and a liquid consuming main body unit that is connected to the liquid container and consumes the liquid contained in the liquid container, This is a subject of protection.

あるいは、液体を収容する収容空間に少なくとも一部が露出すると共に、当該収容空間に対して振動可能な振動部と、駆動信号に基づいて振動部を振動させることが可能であると共に、振動部の振動によって逆起電力信号を発生させる圧電素子と、液体を収容するための収容空間を区画する壁部と、を有する液体容器と、圧電素子からの逆起電力信号に基づいて液体消費状態を検出する液体消費状態検出部と、液体容器に接続され、液体容器内に収容されている液体を消費する液体消費本体部と、を備え、液体消費状態検出部は、逆起電力信号に基づくデジタル信号を生成するデジタル信号生成回路部と、デジタル信号に基づいて液体消費状態を検出するクロック信号を有する検出回路部と、を有することを特徴とする液体消費装置も、本件の保護対象である。   Alternatively, at least a portion is exposed in the storage space for storing the liquid, and the vibration unit that can vibrate with respect to the storage space and the vibration unit can be vibrated based on the drive signal. A liquid container having a piezoelectric element that generates a back electromotive force signal by vibration, a wall section that divides a storage space for storing liquid, and a liquid consumption state is detected based on the back electromotive force signal from the piezoelectric element A liquid consumption state detection unit, and a liquid consumption main body unit that is connected to the liquid container and consumes the liquid contained in the liquid container. The liquid consumption state detection unit is a digital signal based on a back electromotive force signal. A liquid consumption apparatus comprising: a digital signal generation circuit unit for generating a liquid crystal; and a detection circuit unit having a clock signal for detecting a liquid consumption state based on the digital signal. To be protected.

この場合、デジタル信号生成回路部は、圧電素子の近傍位置で液体容器に設置されていることが好ましい。   In this case, the digital signal generation circuit unit is preferably installed in the liquid container at a position near the piezoelectric element.

また、液体消費装置は、液体消費状態検出部によって検出された液体容器の液体消費状態に基づいて、液体消費本体部における液体の消費動作を制御する制御回路部を更に備えることが好ましい。   The liquid consuming device preferably further includes a control circuit unit that controls the liquid consuming operation in the liquid consuming main body unit based on the liquid consuming state of the liquid container detected by the liquid consuming state detecting unit.

あるいは、液体消費装置は、液体消費状態検出器によって検出された液体消費状態を記憶する記憶部と、記憶部によって記憶された液体容器の液体消費状態に基づいて、液体消費本体部における液体の消費動作を制御する制御回路部と、を更に備えることが好ましい。   Alternatively, the liquid consuming device may use a storage unit that stores the liquid consumption state detected by the liquid consumption state detector, and the liquid consumption in the liquid consumption main body unit based on the liquid consumption state of the liquid container stored by the storage unit. It is preferable to further include a control circuit unit that controls the operation.

さらに、以上のような特徴のいずれかを有する液体消費状態検出器を制御する制御装置であって、圧電素子に駆動信号を与え、液体消費状態検出部に液体消費状態を検出させることを特徴とする制御装置も、本件の保護対象である。   Further, a control device for controlling a liquid consumption state detector having any of the above features, characterized in that a drive signal is given to a piezoelectric element and a liquid consumption state detection unit is detected. The control device is also subject to protection in this case.

前記の制御装置あるいは制御装置の各要素手段は、コンピュータシステムによって実現され得る。   The control device or each element means of the control device can be realized by a computer system.

また、コンピュータシステムに各装置または各手段を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本件の保護対象である。   Further, a program for causing a computer system to implement each device or each means and a computer-readable recording medium recording the program are also subject to protection in this case.

ここで、記録媒体とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。   Here, the recording medium includes not only a floppy disk or the like that can be recognized as a single unit, but also a network that propagates various signals.

本発明によれば、デジタル信号生成回路部が逆起電力信号に基づくデジタル信号を生成し、検出回路部は当該デジタル信号に基づいて液体消費状態を検出するため、検出回路部における信号処理はデジタル処理となって、ノイズによる影響を受けにくい。   According to the present invention, since the digital signal generation circuit unit generates a digital signal based on the back electromotive force signal, and the detection circuit unit detects the liquid consumption state based on the digital signal, the signal processing in the detection circuit unit is digital. It becomes processing and is not easily affected by noise.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を詳細に説明する。以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments of the invention. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solving means of the invention.

本発明の基本的概念は、振動現象を利用することで、液体容器内の液体の状態(液体容器内の液体の有無、液体の量、液体の水位、液体の種類、液体の組成を含む)を検出することである。   The basic concept of the present invention is to use the vibration phenomenon to determine the state of the liquid in the liquid container (including the presence or absence of the liquid in the liquid container, the amount of the liquid, the level of the liquid, the type of the liquid, and the composition of the liquid). Is to detect.

振動現象を利用した液体容器内の液体の状態の具体的な検出方法としてはいくつかの方法が考えられる。例えば、弾性波発生手段により液体容器の内部に対して弾性波を発生し、液面あるいは対向する壁によって反射する反射波を受波することで、液体容器内の媒体およびその状態の変化を検出する方法がある。また、振動する物体の振動特性から音響インピーダンスの変化を検知する方法もある。   As a specific method for detecting the state of the liquid in the liquid container using the vibration phenomenon, several methods are conceivable. For example, an elastic wave is generated inside the liquid container by the elastic wave generating means, and a reflected wave reflected by the liquid surface or the opposite wall is received to detect a medium in the liquid container and a change in its state. There is a way to do it. There is also a method for detecting a change in acoustic impedance from the vibration characteristics of a vibrating object.

音響インピーダンスの変化を利用する方法としては、圧電素子を有する圧電装置またはアクチュエータの振動部を振動させ、その後、振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することによって、共振周波数または逆起電力波形の振幅を検出することで音響インピーダンスの変化を検知する方法がある。
あるいは、測定機、例えば伝送回路等のインピーダンスアナライザによって、液体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定し、電流値や電圧値の変化、または、振動を液体に与えたときの電流値や電圧値の周波数による変化を測定する方法がある。
As a method of using a change in acoustic impedance, a vibration part of a piezoelectric device or an actuator having a piezoelectric element is vibrated, and then a counter electromotive force generated by residual vibration remaining in the vibration part is measured, whereby a resonance frequency or an inverse is obtained. There is a method for detecting a change in acoustic impedance by detecting the amplitude of an electromotive force waveform.
Alternatively, measure the impedance characteristics or admittance characteristics of the liquid with an impedance analyzer such as a transmission circuit, and change the current value or voltage value, or the frequency of the current value or voltage value when vibration is applied to the liquid. There is a method to measure changes due to.

以下、圧電装置またはアクチュエータの動作原理の詳細について説明する。図1および図2は、圧電装置の一実施形態であるアクチュエータ106の詳細および等価回路を示す。   The details of the operation principle of the piezoelectric device or actuator will be described below. 1 and 2 show details and an equivalent circuit of an actuator 106 that is an embodiment of the piezoelectric device.

このアクチュエータ106は、少なくとも音響インピーダンスの変化を検知して、液体容器内の液体の消費状態を検出する方法に用いられる。特には、残留振動により共振周波数を検出することで音響インピーダンスの変化を検知して、液体容器内の液体の消費状態を検出する方法に用いられる。   The actuator 106 is used in a method for detecting a consumption state of a liquid in a liquid container by detecting at least a change in acoustic impedance. In particular, it is used in a method of detecting a change in acoustic impedance by detecting a resonance frequency by residual vibration and detecting a consumption state of liquid in a liquid container.

図1(A)は、アクチュエータ106の拡大平面図である。図1(B)は、アクチュエータ106のB−B断面を示す。図1(C)は、アクチュエータ106のC−C断面を示す。さらに図2(A)および図2(B)は、アクチュエータ106の等価回路を示す。また、図2(C)および図2(D)は、それぞれインクカートリッジ内にインクが満たされているときのアクチュエータ106を含む周辺およびその等価回路を示し、図2(E)および図2(F)は、それぞれインクカートリッジ内にインクが無いときのアクチュエータ106を含む周辺およびその等価回路を示す。   FIG. 1A is an enlarged plan view of the actuator 106. FIG. 1B shows a BB cross section of the actuator 106. FIG. 1C shows a CC cross section of the actuator 106. 2A and 2B show an equivalent circuit of the actuator 106. FIG. 2C and 2D show the periphery including the actuator 106 and its equivalent circuit when the ink is filled in the ink cartridge, respectively, and FIGS. 2E and 2F. ) Shows the periphery including the actuator 106 and its equivalent circuit when there is no ink in the ink cartridge.

アクチュエータ106は、ほぼ中央に円形状の開口161を有する基板178と、開口161を被覆するように基板178の一方の面(以下、表面という)に配置される振動板176と、振動板176の表面の側に配置される圧電層160と、圧電層160を両方からはさみこむ上部電極164および下部電極166と、上部電極164と電気的に結合する上部電極端子168と、下部電極166と電気的に結合する下部電極端子170と、上部電極164および上部電極端子168の間に配設され両者を電気的に結合する補助電極172と、を有する。   The actuator 106 includes a substrate 178 having a circular opening 161 at substantially the center, a diaphragm 176 disposed on one surface (hereinafter referred to as a surface) of the substrate 178 so as to cover the opening 161, and the diaphragm 176. The piezoelectric layer 160 disposed on the surface side, the upper electrode 164 and the lower electrode 166 sandwiching the piezoelectric layer 160 from both sides, the upper electrode terminal 168 electrically coupled to the upper electrode 164, and the lower electrode 166 electrically A lower electrode terminal 170 to be coupled, and an auxiliary electrode 172 disposed between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 to electrically couple both are provided.

圧電層160、上部電極164および下部電極166は、それぞれの主要部としての円形部分を有する。そして、圧電層160、上部電極164および下部電極166のそれぞれの円形部分が、圧電素子を形成している。   The piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 have circular portions as their main parts. The circular portions of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element.

振動板176は、基板178の表面に、開口161を覆うように形成される。   The diaphragm 176 is formed on the surface of the substrate 178 so as to cover the opening 161.

キャビティ162は、開口161と面する振動板176の部分と基板178の開口161とによって形成される。圧電素子とは反対側の基板178の面(以下、裏面という)は、液体容器内方に面している。これにより、キャビティ162は液体と接触するように構成されている。なお、キャビティ162内に液体が入っても基板178の表面側に液体が漏れないように、振動板176は基板178に対して液密に取り付けられている。 The cavity 162 is formed by the portion of the diaphragm 176 that faces the opening 161 and the opening 161 of the substrate 178. The surface of the substrate 178 opposite to the piezoelectric element (hereinafter referred to as the back surface) faces the inside of the liquid container. Thereby, the cavity 162 is configured to come into contact with the liquid. Note that the diaphragm 176 is liquid-tightly attached to the substrate 178 so that the liquid does not leak to the surface side of the substrate 178 even if the liquid enters the cavity 162.

下部電極166は、振動板176の表面(液体容器とは反対側の面)に位置している。下部電極166の主要部である円形部分の中心と開口161の中心とは、ほぼ一致するように取り付けられている。なお、下部電極166の円形部分の面積は、開口161の面積よりも小さくなるように設定されている。   The lower electrode 166 is located on the surface of the diaphragm 176 (the surface on the side opposite to the liquid container). The center of the circular portion which is the main part of the lower electrode 166 and the center of the opening 161 are attached so as to substantially coincide. The area of the circular portion of the lower electrode 166 is set to be smaller than the area of the opening 161.

一方、下部電極166の表面側には、圧電層160が、その円形部分の中心と開口161の中心とがほぼ一致するように配置(形成)されている。この場合、圧電層160の円形部分の面積は、開口161の面積よりも小さく、かつ、下部電極166の円形部分の面積よりも大きくなるように設定されている。   On the other hand, on the surface side of the lower electrode 166, the piezoelectric layer 160 is arranged (formed) so that the center of the circular portion and the center of the opening 161 substantially coincide. In this case, the area of the circular portion of the piezoelectric layer 160 is set to be smaller than the area of the opening 161 and larger than the area of the circular portion of the lower electrode 166.

一方、圧電層160の表面側には、上部電極164が、その主要部である円形部分の中心と開口161の中心とがほぼ一致するように配置(形成)されている。上部電極164の円形部分の面積は、開口161および圧電層160の円形部分の面積よりも小さく、かつ、下部電極166の円形部分の面積よりも大きくなるよう設定されている。   On the other hand, on the surface side of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164 is arranged (formed) so that the center of the circular portion, which is the main portion thereof, and the center of the opening 161 substantially coincide. The area of the circular portion of the upper electrode 164 is set to be smaller than the area of the circular portion of the opening 161 and the piezoelectric layer 160 and larger than the area of the circular portion of the lower electrode 166.

したがって、圧電層160の主要部は、上部電極164の主要部と下部電極166の主要部とによって、それぞれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層160は効果的に変形駆動され得る。圧電層160、上部電極164および下部電極166のそれぞれの主要部である円形部分が、アクチュエータ106における圧電素子を形成する。   Therefore, the main part of the piezoelectric layer 160 has a structure sandwiched between the main part of the upper electrode 164 and the main part of the lower electrode 166 from the front surface side and the back surface side, respectively. Thereby, the piezoelectric layer 160 can be effectively deformed and driven. The circular portions that are the main parts of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element in the actuator 106.

上述のように、このような圧電素子は振動板176に接している。また、上部電極164の円形部分、圧電層160の円形部分、下部電極166の円形部分および開口161のうちで、面積が最も大きいのは開口161である。このような構造のために、振動板176のうち実際に振動する振動領域は、開口161によって決定される。   As described above, such a piezoelectric element is in contact with the diaphragm 176. Of the circular portion of the upper electrode 164, the circular portion of the piezoelectric layer 160, the circular portion of the lower electrode 166, and the opening 161, the opening 161 has the largest area. Due to such a structure, the vibration region of the diaphragm 176 that actually vibrates is determined by the opening 161.

また、上部電極164の円形部分、圧電層160の円形部分および下部電極166の円形部分の各面積が、開口161の面積より小さいことにより、振動板176がより振動しやすくなっている。   Further, since the areas of the circular portion of the upper electrode 164, the circular portion of the piezoelectric layer 160, and the circular portion of the lower electrode 166 are smaller than the area of the opening 161, the vibration plate 176 is more likely to vibrate.

さらに、圧電層160と電気的に接続する下部電極166の円形部分および上部電極164の円形部分のうち、下部電極166の円形部分の方が小さい。従って、下部端子166の円形部分が、圧電層160のうちで圧電効果を発生する部分を決定する。   Furthermore, of the circular portion of the lower electrode 166 and the circular portion of the upper electrode 164 that are electrically connected to the piezoelectric layer 160, the circular portion of the lower electrode 166 is smaller. Accordingly, the circular portion of the lower terminal 166 determines a portion of the piezoelectric layer 160 that generates a piezoelectric effect.

圧電素子を形成する圧電層160、上部電極164、及び下部電極166の円形部分は、その中心が、開口部161の中心とほぼ一致している。また、振動板176の振動部分を決定する円形状の開口部161の中心は、アクチュエータ106の全体のほぼ中心に位置している。したがって、アクチュエータ106の振動部の中心は、アクチュエータの中心とほぼ一致する。   The centers of the circular portions of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 that form the piezoelectric element substantially coincide with the center of the opening 161. In addition, the center of the circular opening 161 that determines the vibration portion of the diaphragm 176 is located substantially at the center of the entire actuator 106. Therefore, the center of the vibration part of the actuator 106 substantially matches the center of the actuator.

更に、圧電素子の主部及び振動板176の振動部分が、円形な形状を有するので、アクチュエータ106の振動部は、アクチュエータ106の中心に対して対称な形状である。   Furthermore, since the main part of the piezoelectric element and the vibration part of the diaphragm 176 have a circular shape, the vibration part of the actuator 106 has a symmetrical shape with respect to the center of the actuator 106.

振動部が、アクチュエータ106の中心に対して対称な形状であるので、構造の非対称性から生じ得る不要な振動を励起することがない。このため、共振周波数の検出精度が向上する。   Since the vibration part has a symmetrical shape with respect to the center of the actuator 106, unnecessary vibration that may be caused by the asymmetry of the structure is not excited. For this reason, the detection accuracy of the resonance frequency is improved.

更に、振動部が、アクチュエータ106の中心に対して対称な形状であるので、製造が容易であり、圧電素子ごとの形状のばらつきを小さくできる。したがって、圧電素子ごとの共振周波数のばらつきが小さくなる。   Furthermore, since the vibrating portion has a symmetrical shape with respect to the center of the actuator 106, the manufacturing is easy, and the variation in shape of each piezoelectric element can be reduced. Therefore, the variation in the resonance frequency for each piezoelectric element is reduced.

また、振動部が等方的な形状であるので、接着の際に固定のばらつきの影響を受けにくく、液体容器に均等に接着され得る。すなわち、アクチュエータ106の液体容器への実装性がよい。   In addition, since the vibrating part has an isotropic shape, it is less susceptible to variations in fixation during bonding and can be evenly bonded to the liquid container. That is, the mountability of the actuator 106 on the liquid container is good.

更に、振動板176の振動部分が円形な形状を有するので、圧電層160の残留振動の共振モードにおいて、低次、例えば一次の共振モードが支配的となる。
すなわち、残留振動の共振モードにおいて、単一のピークが出現する。そのため、ピークとノイズとを、明確に区別することができるので、共振周波数を明確に検出することができる。
Further, since the vibration portion of the diaphragm 176 has a circular shape, a low-order, for example, primary resonance mode is dominant in the resonance mode of the residual vibration of the piezoelectric layer 160.
That is, a single peak appears in the resonance mode of residual vibration. Therefore, since the peak and the noise can be clearly distinguished, the resonance frequency can be clearly detected.

また、円形形状の振動板176の振動部分の面積を大きくすることによって、逆起電力波形の振幅及び液体の有無による共振周波数の振幅の差が大きくなり、共振周波数の検出の精度を更に向上できる。   In addition, by increasing the area of the vibration part of the circular diaphragm 176, the difference between the amplitude of the back electromotive force waveform and the resonance frequency due to the presence or absence of liquid increases, and the accuracy of detection of the resonance frequency can be further improved. .

振動板176の振動による変位は、基板178の振動による変位よりもはるかに大きい。すなわち、アクチュエータ106は、コンプライアンスの小さい(振動によって変位しにくい)基板178と、コンプライアンスの大きい(振動によって変位しやすい)振動板176との2層構造を有する。この2層構造によって、基板178によって液体容器に確実に固定されながら、かつ、振動板176の変位を大きくできる。このため、逆起電力波形の振幅及び液体の有無による共振周波数の振幅の差が大きくなり、共振周波数の検出の精度が向上できる。   The displacement due to the vibration of the diaphragm 176 is much larger than the displacement due to the vibration of the substrate 178. That is, the actuator 106 has a two-layer structure of a substrate 178 with small compliance (not easily displaced by vibration) and a diaphragm 176 with large compliance (easy to be displaced by vibration). With this two-layer structure, the displacement of the diaphragm 176 can be increased while being securely fixed to the liquid container by the substrate 178. For this reason, the difference between the amplitude of the back electromotive force waveform and the amplitude of the resonance frequency due to the presence or absence of liquid increases, and the accuracy of detection of the resonance frequency can be improved.

更に、振動板176のコンプライアンスが大きいので、振動の減衰が小さくなり、共振周波数の検出の精度が向上できる。   Furthermore, since the compliance of the diaphragm 176 is large, the attenuation of vibration is reduced, and the accuracy of detecting the resonance frequency can be improved.

また、アクチュエータ106の振動の節は、キャビティ162の外周部、すなわち、開口部161の縁付近に位置する。   The vibration node of the actuator 106 is located in the outer peripheral portion of the cavity 162, that is, in the vicinity of the edge of the opening 161.

上部電極端子168は、補助電極172を介して上部電極164と電気的に接続するように、振動板176の表面側に形成されている。一方、下部電極端子170は、下部電極166に電気的に接続するように、振動板176の表面側に形成されている。上部電極164は、圧電層160の表面側に形成されるため、上部電極端子168と接続する途中において、圧電層160の厚さと下部電極166の厚さとの和に等しい段差を有する必要がある。上部電極164だけでこの段差を形成することは難しい。かりに上部電極164だけで段差を形成することが可能であったとしても、上部電極164と上部電極端子168との接続状態が弱くなってしまい、切断してしまう危険がある。そこで、補助電極172を補助部材として用いて、上部電極164と上部電極端子168とを接続させている。このようにすることで、圧電層160も上部電極164も補助電極172に支持された構造となり、所望の機械的強度を得ることができ、また、上部電極164と上部電極端子168との接続を確実にすることが可能となる。   The upper electrode terminal 168 is formed on the surface side of the diaphragm 176 so as to be electrically connected to the upper electrode 164 through the auxiliary electrode 172. On the other hand, the lower electrode terminal 170 is formed on the surface side of the diaphragm 176 so as to be electrically connected to the lower electrode 166. Since the upper electrode 164 is formed on the surface side of the piezoelectric layer 160, it is necessary to have a step equal to the sum of the thickness of the piezoelectric layer 160 and the thickness of the lower electrode 166 in the middle of connection with the upper electrode terminal 168. It is difficult to form this step with the upper electrode 164 alone. Even if it is possible to form a step with only the upper electrode 164, the connection state between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 is weakened and there is a risk of disconnection. Therefore, the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 are connected using the auxiliary electrode 172 as an auxiliary member. By doing so, the piezoelectric layer 160 and the upper electrode 164 are both supported by the auxiliary electrode 172, so that a desired mechanical strength can be obtained, and the connection between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 can be achieved. It is possible to ensure.

なお、圧電素子と振動板176のうちの圧電素子に直面する振動領域とが、アクチュエータ106において実際に振動する振動部である。また、アクチュエータ106に含まれる部材は、互いに焼成されることによって、一体的に形成されていることが好ましい。アクチュエータ106を一体的に形成することによって、アクチュエータ106の取り扱いが容易になる。   The vibration region facing the piezoelectric element in the piezoelectric element and the diaphragm 176 is a vibration part that actually vibrates in the actuator 106. Moreover, it is preferable that the members included in the actuator 106 are integrally formed by firing each other. By integrally forming the actuator 106, the handling of the actuator 106 becomes easy.

さらに、基板178の強度を高めることによって、振動特性が向上し得る。即ち、基板178の強度を高めることによって、アクチュエータ106の振動部のみが振動し、アクチュエータ106のうち振動部以外の部分が振動しない。また、アクチュエータ106の振動部以外の部分が振動しないためには、基板178の強度を高めることに加えて、アクチュエータ106の圧電素子を薄くかつ小さくすると共に、振動板176を薄くすることも有効である。   Further, the vibration characteristics can be improved by increasing the strength of the substrate 178. That is, by increasing the strength of the substrate 178, only the vibration portion of the actuator 106 vibrates, and portions other than the vibration portion of the actuator 106 do not vibrate. In order not to vibrate parts other than the vibration part of the actuator 106, in addition to increasing the strength of the substrate 178, it is also effective to make the piezoelectric element of the actuator 106 thinner and smaller and to make the diaphragm 176 thinner. is there.

圧電層160の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)、または、鉛を使用しない鉛レス圧電膜、を用いることが好ましい。基板178の材料としては、ジルコニアまたはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板176には、基板178と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極164、下部電極166、上部電極端子168および下部電極端子170は、導電性を有する材料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニッケルなどの金属を用いることができる。   As a material of the piezoelectric layer 160, it is preferable to use lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), or a lead-less piezoelectric film that does not use lead. As a material for the substrate 178, zirconia or alumina is preferably used. Further, it is preferable to use the same material as the substrate 178 for the diaphragm 176. For the upper electrode 164, the lower electrode 166, the upper electrode terminal 168, and the lower electrode terminal 170, a conductive material, for example, a metal such as gold, silver, copper, platinum, aluminum, or nickel can be used.

上述したように構成されるアクチュエータ106は、液体を収容する容器に適用することができる。例えば、インクジェット記録装置に用いられるインクカートリッジやインクタンク、あるいは、記録ヘッドを洗浄するための洗浄液を収容した容器、などに装着することができる。   The actuator 106 configured as described above can be applied to a container that contains a liquid. For example, it can be mounted on an ink cartridge or an ink tank used in an ink jet recording apparatus, or a container containing a cleaning liquid for cleaning the recording head.

図1および図2に示されるアクチュエータ106は、液体容器の所定の場所に、キャビティ162が液体容器内に収容される液体と接触するように装着される。液体容器に液体が十分に収容されている場合には、キャビティ162内およびその外側は液体によって満たされている。   The actuator 106 shown in FIGS. 1 and 2 is mounted at a predetermined position of the liquid container so that the cavity 162 contacts the liquid contained in the liquid container. When the liquid is sufficiently contained in the liquid container, the inside of the cavity 162 and the outside thereof are filled with the liquid.

一方、液体容器の液体が消費され、アクチュエータの装着位置以下まで液面が降下すると、キャビティ162内に液体が存在しない状態となる、あるいは、キャビティ162内にのみ液体が残存されその外側には気体が存在する状態となる。   On the other hand, when the liquid in the liquid container is consumed and the liquid level drops below the mounting position of the actuator, there is no liquid in the cavity 162, or the liquid remains only in the cavity 162 and gas is present outside the cavity 162. Exists.

アクチュエータ106は、この状態の変化に起因する、少なくとも音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、アクチュエータ106は、液体容器に液体が十分に収容され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た状態であるか、を検知することができる。さらに、アクチュエータ106は、液体容器内の液体の種類も検出することが可能である。   The actuator 106 detects at least a difference in acoustic impedance caused by the change in the state. Thereby, the actuator 106 can detect whether the liquid is sufficiently contained in the liquid container or whether a certain amount of liquid is consumed. Furthermore, the actuator 106 can also detect the type of liquid in the liquid container.

ここで、アクチュエータによる液面検出の原理について説明する。
媒体の音響インピーダンスの変化を検出するためには、媒体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定する。インピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定する場合には、例えば伝送回路を利用することができる。伝送回路は、媒体に一定振幅の周期電圧を印加し、その周波数を変えて媒体に流れる電流を測定する。あるいは、伝送回路は、媒体に一定振幅の周期電流を供給し、その周波数を変えて媒体の電圧を測定する。伝送回路で測定された電流値または電圧値の変化が、音響インピーダンスの変化を示す。また、電流値または電圧値が極大または極小となる周波数fmの変化も、音響インピーダンスの変化を示す。
Here, the principle of the liquid level detection by the actuator will be described.
In order to detect a change in the acoustic impedance of the medium, the impedance characteristic or admittance characteristic of the medium is measured. When measuring impedance characteristics or admittance characteristics, for example, a transmission circuit can be used. The transmission circuit applies a periodic voltage having a constant amplitude to the medium, changes the frequency, and measures the current flowing through the medium. Alternatively, the transmission circuit supplies a periodic current having a constant amplitude to the medium, and changes the frequency to measure the voltage of the medium. A change in current value or voltage value measured in the transmission circuit indicates a change in acoustic impedance. In addition, a change in the frequency fm at which the current value or voltage value is maximized or minimized also indicates a change in acoustic impedance.

上記の方法とは別に、アクチュエータ106は、液体の音響インピーダンスの変化を共振周波数の変化を用いて検出することができる。共振周波数は、例えばアクチュエータの振動部が振動した後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することによって、検出することができる。この場合、例えば前記のような圧電素子を利用することができる。   Apart from the above method, the actuator 106 can detect the change in the acoustic impedance of the liquid using the change in the resonance frequency. The resonance frequency can be detected, for example, by measuring a counter electromotive force generated by residual vibration remaining in the vibration part after the vibration part of the actuator vibrates. In this case, for example, the piezoelectric element as described above can be used.

前記の圧電素子は、アクチュエータの振動部に残留する残留振動により逆起電力を発生する。逆起電力の大きさは、アクチュエータの振動部の振幅によって変化する。従って、アクチュエータの振動部の振幅が大きいほど、検出が容易である。また、アクチュエータの振動部における残留振動の周波数によって、逆起電力の大きさが変化する周期が変わる。すなわち、アクチュエータの振動部の周波数は、逆起電力の周波数に対応する。ここで、共振周波数は、アクチュエータの振動部と振動部に接する媒体との共振状態における周波数をいう。   The piezoelectric element generates a counter electromotive force due to residual vibration remaining in the vibration portion of the actuator. The magnitude of the back electromotive force varies depending on the amplitude of the vibration part of the actuator. Therefore, the larger the amplitude of the vibration part of the actuator, the easier the detection. Further, the period in which the magnitude of the back electromotive force changes depends on the frequency of residual vibration in the vibration part of the actuator. That is, the frequency of the vibration part of the actuator corresponds to the frequency of the counter electromotive force. Here, the resonance frequency is a frequency in a resonance state between the vibration part of the actuator and the medium in contact with the vibration part.

共振周波数fsを得るために、振動部と媒体とが共振状態であるときの逆起電力測定によって得られた波形を、フーリエ変換する。アクチュエータの振動は、一方向だけの変形ではなく、たわみや伸長等様々な変形をともなうので、共振周波数fsを含め様々な周波数を有する。よって、圧電素子(振動部)と媒体とが共振状態であるときの逆起電力の波形をフーリエ変換し、最も支配的な周波数成分を特定することで、共振周波数fsを判断する。   In order to obtain the resonance frequency fs, the waveform obtained by measuring the counter electromotive force when the vibration part and the medium are in the resonance state is subjected to Fourier transform. The vibration of the actuator is not only deformed in one direction but is accompanied by various deformations such as deflection and extension, and therefore has various frequencies including the resonance frequency fs. Therefore, the resonance frequency fs is determined by Fourier-transforming the back electromotive force waveform when the piezoelectric element (vibrating unit) and the medium are in a resonance state and specifying the most dominant frequency component.

媒体のアドミッタンスが極大またはインピーダンスが極小であるときの周波数fmは、媒体の誘電損失または機械的損失などによって、共振周波数fsに対しわずかに異なる。しかし、実測される周波数fmから共振周波数fsを導出することは手間がかかるため、一般には、周波数fmを共振周波数fsの代わりに使用する。ここで、アクチュエータ106の出力を伝送回路に入力することで、アクチュエータ106は少なくとも音響インピーダンスを検出することができる。   The frequency fm when the admittance of the medium is maximum or the impedance is minimum is slightly different from the resonance frequency fs due to dielectric loss or mechanical loss of the medium. However, since it takes time to derive the resonance frequency fs from the actually measured frequency fm, the frequency fm is generally used instead of the resonance frequency fs. Here, by inputting the output of the actuator 106 to the transmission circuit, the actuator 106 can detect at least the acoustic impedance.

なお、媒体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定して周波数fmを測定する方法と、アクチュエータの振動部における残留振動振動によって生ずる逆起電力を測定することによって共振周波数fsを測定する方法と、によって特定される共振周波数には、差がほとんど無いことが実験によって証明されている。   It is specified by the method of measuring the frequency fm by measuring the impedance characteristic or admittance characteristic of the medium, and the method of measuring the resonance frequency fs by measuring the counter electromotive force generated by the residual vibration vibration in the vibration part of the actuator. Experiments have proved that there is almost no difference in the resonance frequency.

アクチュエータ106の振動領域は、振動板176のうち開口161によって決定されるキャビティ162を構成する部分である。液体容器内に液体が充分に収容されている場合には、キャビティ162内には、液体が満たされ、振動領域は液体容器内の液体と接触している。一方で、液体容器内に液体が充分にない場合には、振動領域は液体容器内のキャビティに残った液体と接するか、あるいは、液体と接触せず、気体または真空と接触する。   The vibration region of the actuator 106 is a portion constituting the cavity 162 determined by the opening 161 of the vibration plate 176. When the liquid is sufficiently stored in the liquid container, the cavity 162 is filled with the liquid, and the vibration region is in contact with the liquid in the liquid container. On the other hand, when there is not enough liquid in the liquid container, the vibration region is in contact with the liquid remaining in the cavity in the liquid container, or is not in contact with the liquid but is in contact with gas or vacuum.

本発明のアクチュエータ106には、キャビティ162が設けられている。これにより、アクチュエータ106の振動領域に液体容器内の液体が残るように設計することができる。その理由は次の通りである。   The actuator 106 of the present invention is provided with a cavity 162. Thereby, it can design so that the liquid in a liquid container may remain in the vibration area | region of the actuator 106. FIG. The reason is as follows.

アクチュエータ106の液体容器への取り付け位置や取り付け角度によっては、液体容器内の液体の液面がアクチュエータの装着位置よりも下方にあるにもかかわらず、アクチュエータの振動領域に液体が付着してしまう場合がある。振動領域における液体の有無だけから液体の有無を検出する場合には、このようにアクチュエータの振動領域に付着する液体が液体の有無の正確な検出を妨げる。   Depending on the mounting position and mounting angle of the actuator 106 to the liquid container, the liquid may adhere to the vibration region of the actuator even though the liquid level of the liquid in the liquid container is below the mounting position of the actuator There is. When detecting the presence / absence of liquid only from the presence / absence of liquid in the vibration region, the liquid adhering to the vibration region of the actuator in this way prevents accurate detection of the presence / absence of the liquid.

たとえば、液面がアクチュエータの装着位置よりも下方にある状態のとき、キャリッジの往復移動などにより液体容器が揺動して液体が波うち、振動領域に液滴が付着してしまうと、アクチュエータは液体容器内に液体が充分にあるとの誤った判断をしてしまう。   For example, when the liquid level is below the mounting position of the actuator, if the liquid container is swung due to the reciprocating movement of the carriage, etc. An erroneous determination is made that there is sufficient liquid in the liquid container.

そこで、アクチュエータ106では、振動領域に液体が残存している場合であっても液体の有無を正確に検出するようにキャビティを積極的に設けることで、液体容器が揺動して液面が波立ったとしても、アクチュエータの誤動作を防止することができる。このように、キャビティを有するアクチュエータを用いることで、誤動作を防ぐことができる。   Therefore, in the actuator 106, even if the liquid remains in the vibration region, the cavity is positively provided so as to accurately detect the presence or absence of the liquid, so that the liquid container is swung and the liquid surface is waved. Even if it stands, the malfunction of the actuator can be prevented. In this manner, malfunctions can be prevented by using an actuator having a cavity.

また、図2(E)に示すように、液体容器内に液体が無く、アクチュエータ106のキャビティ162に液体が残っている場合を、液体の有無の閾値とする。
すなわち、キャビティ162の周辺に液体が無く、この閾値よりキャビティ内の液体が少ない場合は、インク無しと判断し、キャビティ162の周辺に液体が有り、この閾値より液体が多い場合は、インク有りと判断する。
Further, as shown in FIG. 2E, the case where there is no liquid in the liquid container and the liquid remains in the cavity 162 of the actuator 106 is set as a threshold value for the presence or absence of the liquid.
That is, if there is no liquid around the cavity 162 and there is less liquid in the cavity than this threshold, it is determined that there is no ink. If there is liquid around the cavity 162 and there is more liquid than this threshold, ink is present. to decide.

例えば、アクチュエータ106を液体容器の側壁に装着した場合、液体容器内の液体がアクチュエータの装着位置よりも下にある場合をインク無しと判断し、液体容器内の液体がアクチュエータの装着位置より上にある場合をインク有りと判断する。   For example, when the actuator 106 is mounted on the side wall of the liquid container, it is determined that there is no ink when the liquid in the liquid container is below the mounting position of the actuator, and the liquid in the liquid container is above the mounting position of the actuator. In some cases, it is determined that ink is present.

このように閾値を設定することによって、キャビティ内のインクが乾燥してインクが無くなったときであってもインク無しと判断することができ、キャビティ内のインクが無くなったところにキャリッジの揺れなどで再度インクがキャビティに付着しても(閾値を越えないので)インク無しと判断することができる。   By setting the threshold in this way, it can be determined that there is no ink even when the ink in the cavity has dried and the ink has run out. Even if ink adheres to the cavity again (because the threshold value is not exceeded), it can be determined that there is no ink.

ここで、図1および図2を参照しながら、逆起電力の測定により得られる媒体とアクチュエータ106の振動部との共振周波数から、液体容器内の液体の状態を検出する動作および原理について説明する。   Here, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the operation and principle of detecting the state of the liquid in the liquid container from the resonance frequency of the medium obtained by measuring the back electromotive force and the vibration part of the actuator 106 will be described. .

アクチュエータ106において、上部電極端子168および下部電極端子170を介して、それぞれ上部電極164および下部電極166に電圧を印加する。
このため、圧電層160のうち、上部電極164および下部電極166に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって、圧電層160は変形する。圧電層160が変形することによって、振動板176のうちの振動領域がたわみ振動する。圧電層160が変形した後しばらくは、たわみ振動がアクチュエータ106の振動部に残留する。
In the actuator 106, a voltage is applied to the upper electrode 164 and the lower electrode 166 via the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170, respectively.
For this reason, an electric field is generated in a portion of the piezoelectric layer 160 sandwiched between the upper electrode 164 and the lower electrode 166. The piezoelectric layer 160 is deformed by this electric field. When the piezoelectric layer 160 is deformed, the vibration region of the vibration plate 176 is flexibly vibrated. For a while after the piezoelectric layer 160 is deformed, the flexural vibration remains in the vibration portion of the actuator 106.

残留振動は、アクチュエータ106の振動部と媒体との自由振動である。従って、圧電層160に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後の振動部と媒体との共振状態を容易に得ることができる。残留振動は、アクチュエータ106の振動部の振動であり、圧電層160の変形を伴う。このため、圧電層160は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極164、下部電極166、上部電極端子168および下部電極端子170を介して検出される。検出された逆起電力によって、共振周波数が特定できる。この共振周波数に基いて、液体容器内の液体の状態を検出することができる。   The residual vibration is free vibration between the vibration part of the actuator 106 and the medium. Therefore, by setting the voltage applied to the piezoelectric layer 160 to a pulse waveform or a rectangular wave, it is possible to easily obtain a resonance state between the vibrating portion and the medium after the voltage is applied. Residual vibration is vibration of the vibration part of the actuator 106 and is accompanied by deformation of the piezoelectric layer 160. For this reason, the piezoelectric layer 160 generates a counter electromotive force. This counter electromotive force is detected through the upper electrode 164, the lower electrode 166, the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170. The resonance frequency can be specified by the detected back electromotive force. Based on this resonance frequency, the state of the liquid in the liquid container can be detected.

一般に、共振周波数fsは、
fs=1/(2×π×(M×Cact)1/2) (式1)
で表される。ここで、Mは振動部のイナータンスMactと付加イナータンスM’との和である。Cactは振動部のコンプライアンスである。
In general, the resonant frequency fs is
fs = 1 / (2 × π × (M × Cact) 1/2 ) (Formula 1)
It is represented by Here, M is the sum of the inertance Mact and the additional inertance M ′ of the vibration part. Cact is the compliance of the vibration part.

図1(C)は、本実施例において、キャビティ162にインクが残存していないときのアクチュエータ106の断面図である。図2(A)および図2(B)は、キャビティにインクが残存していないときのアクチュエータ106の振動部およびキャビティ162の等価回路である。   FIG. 1C is a cross-sectional view of the actuator 106 when no ink remains in the cavity 162 in this embodiment. FIGS. 2A and 2B are equivalent circuits of the vibrating portion of the actuator 106 and the cavity 162 when no ink remains in the cavity.

Mactは、振動部の厚さと振動部の密度との積を振動部の面積で除したものであり、詳細には、図2(A)に示すように、
Mact=Mpzt+Melectrode1+Melectrode2+Mvib (式2)
と表される。
Mact is obtained by dividing the product of the thickness of the vibration part and the density of the vibration part by the area of the vibration part. Specifically, as shown in FIG.
Mact = Mpzt + Melectrode1 + Melectrode2 + Mvib (Formula 2)
It is expressed.

ここで、Mpztは、振動部における圧電層160の厚さと圧電層160の密度との積を圧電層160の面積で除したものである。Melectrode1は、振動部における上部電極164の厚さと上部電極164の密度との積を上部電極164の面積で除したものである。Melectrode2は、振動部における下部電極166の厚さと下部電極166の密度との積を下部電極166の面積で除したものである。Mvibは、振動部における振動板176の厚さと振動板176の密度との積を振動板176の振動領域の面積で除したものである。   Here, Mpzt is obtained by dividing the product of the thickness of the piezoelectric layer 160 and the density of the piezoelectric layer 160 in the vibrating portion by the area of the piezoelectric layer 160. Melectrode1 is obtained by dividing the product of the thickness of the upper electrode 164 and the density of the upper electrode 164 in the vibrating portion by the area of the upper electrode 164. Melectrode2 is obtained by dividing the product of the thickness of the lower electrode 166 and the density of the lower electrode 166 in the vibrating portion by the area of the lower electrode 166. Mvib is obtained by dividing the product of the thickness of the diaphragm 176 and the density of the diaphragm 176 in the vibration section by the area of the vibration region of the diaphragm 176.

ただし、Mactを振動部全体としての厚さ、密度および面積から算出することができるように、圧電層160、上部電極164、下部電極166および振動板176の振動領域のそれぞれの面積は、上述のような大小関係を有するものの、相互の面積の差は微小であることが好ましい。   However, the area of each of the vibration regions of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, the lower electrode 166, and the diaphragm 176 can be calculated so that Mact can be calculated from the thickness, density, and area of the entire vibration part. Although having such a magnitude relationship, the difference in mutual area is preferably small.

また、本実施例において、圧電層160、上部電極164および下部電極166においては、それらの主要部である円形部分以外の部分は、主要部に対して無視できるほど微小であることが好ましい。従って、アクチュエータ106において、Mactは、上部電極164、下部電極166、圧電層160および振動板176のうちの振動領域のそれぞれのイナータンスの和である。また、コンプライアンスCactは、上部電極164、下部電極166、圧電層160および振動板176のうちの振動領域によって形成される部分のコンプライアンスである。   In the present embodiment, in the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166, it is preferable that portions other than the circular portion, which is the main portion thereof, are so small as to be negligible with respect to the main portion. Accordingly, in the actuator 106, Mact is the sum of the inertances of the vibration regions of the upper electrode 164, the lower electrode 166, the piezoelectric layer 160 and the vibration plate 176. The compliance Cact is a compliance of a portion formed by the vibration region of the upper electrode 164, the lower electrode 166, the piezoelectric layer 160, and the vibration plate 176.

尚、図2(A)、図2(B)、図2(D)、図2(F)は、アクチュエータ106の振動部およびキャビティ162の等価回路を示すが、これらの等価回路において、Cactはアクチュエータ106の振動部のコンプライアンスを示す。Cpzt、Celectrode1、Celectrode2およびCvibは、それぞれ、振動部における圧電層160、上部電極164、下部電極166および振動板176のコンプライアンスを示す。Cactは、以下の式3で表される。
1/Cact=(1/Cpzt)+(1/Celectrode1)+(1/Celectrode2)
+(1/Cvib) (式3)
式2および式3より、図2(A)は、図2(B)のように表すこともできる。
2A, FIG. 2B, FIG. 2D, and FIG. 2F show equivalent circuits of the vibrating portion of the actuator 106 and the cavity 162. In these equivalent circuits, Cact is The compliance of the vibration part of the actuator 106 is shown. Cpzt, Celectrode1, Celectrode2, and Cvib indicate the compliance of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, the lower electrode 166, and the diaphragm 176 in the vibrating part, respectively. Cact is expressed by Equation 3 below.
1 / Cact = (1 / Cpzt) + (1 / Celectrode1) + (1 / Celectrode2)
+ (1 / Cvib) (Formula 3)
From Equation 2 and Equation 3, FIG. 2A can also be expressed as FIG.

コンプライアンスCactは、単位面積に圧力をかけたときの変形によって受容できる媒体の体積を表す。すなわち、コンプライアンスCactは、変形のし易さを表す。   The compliance Cact represents the volume of the medium that can be received by deformation when pressure is applied to the unit area. That is, the compliance Cact represents the ease of deformation.

図2(C)は、液体容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が満たされている場合のアクチュエータ106の断面図を示す。図2(C)のM’maxは、液体容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が満たされている場合の付加イナータンス(付加質量(振動領域の振動に影響を及ぼす質量)を面積の2乗で除したもの)の最大値を表す。M’maxは、
M’max=(π×ρ/(2×k3))×(2×(2×k×a)3/(3×π))/(π×a2)2 (式4)(aは振動部の半径、ρは媒体の密度、kは波数である。)
で表される。
FIG. 2C shows a cross-sectional view of the actuator 106 when the liquid is sufficiently contained in the liquid container and the liquid is filled around the vibration region of the actuator 106. M′max in FIG. 2C is an additional inertance (additional mass (which affects the vibration in the vibration region) when the liquid is sufficiently contained in the liquid container and the periphery of the vibration region of the actuator 106 is filled with the liquid. Mass)) divided by the square of the area). M'max is
M′max = (π × ρ / (2 × k 3 )) × (2 × (2 × k × a) 3 / (3 × π)) / (π × a 2 ) 2 (Formula 4) (a is (The radius of the vibration part, ρ is the density of the medium, and k is the wave number.)
It is represented by

尚、式4は、アクチュエータ106の振動領域が半径aの円形である場合に成立する。付加イナータンスM’は、振動部の付近にある媒体によって、振動部の質量が見かけ上増加していることを示す量である。式4からわかるように、M’maxは、振動部の半径aと媒体の密度ρとによって、大きく変化する。   Equation 4 is established when the vibration region of the actuator 106 is a circle having a radius a. The additional inertance M ′ is an amount indicating that the mass of the vibration part is apparently increased by the medium in the vicinity of the vibration part. As can be seen from Equation 4, M′max varies greatly depending on the radius a of the vibrating part and the density ρ of the medium.

波数k は、
k=2×π×fact/c (式5)
(factは、振動部の共振周波数である。c は、媒体中を伝播する音響の速度である。)
で表される。
Wave number k is
k = 2 × π × fact / c (Formula 5)
(Fact is the resonance frequency of the vibration part. C is the speed of sound propagating in the medium.)
It is represented by

図2(D)は、液体容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が満たされている図2(C)の場合のアクチュエータ106の振動部およびキャビティ162の等価回路を示す。   FIG. 2D shows an equivalent circuit of the vibration part of the actuator 106 and the cavity 162 in the case of FIG. 2C where the liquid is sufficiently contained in the liquid container and the liquid is filled around the vibration region of the actuator 106. Indicates.

図2(E)は、液体容器の液体が消費され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が無いものの、アクチュエータ106のキャビティ162内には液体が残存している場合のアクチュエータ106の断面図を示す。   FIG. 2E is a cross-sectional view of the actuator 106 when the liquid in the liquid container is consumed and there is no liquid around the vibration region of the actuator 106, but the liquid remains in the cavity 162 of the actuator 106. Show.

式4は、液体容器に液体が満たされている場合に、インクの密度ρなどから決定される最大のイナータンスM’maxを表す式である。一方、液体容器内の液体が消費され、キャビティ162内に液体が残留しつつアクチュエータ106の振動領域の周辺にある液体が気体または真空に置換された場合等の付加イナータンスM’は、一般的に、
M’=ρ×t/S (式6)
と表せる(より詳しくは、後述の式8参照)。ここで、tは振動にかかわる媒体の厚さである。Sは、アクチュエータ106の振動領域の面積である。振動領域が半径aの円形の場合は、S=π×a2 である。
Equation 4 represents the maximum inertance M′max determined from the ink density ρ and the like when the liquid container is filled with liquid. On the other hand, when the liquid in the liquid container is consumed and the liquid remaining in the cavity 162 and the liquid around the vibration region of the actuator 106 is replaced with gas or vacuum, the additional inertance M ′ is generally ,
M ′ = ρ × t / S (Formula 6)
(For more details, see Equation 8 below.) Here, t is the thickness of the medium involved in vibration. S is the area of the vibration region of the actuator 106. When the vibration region is a circle having a radius a, S = π × a 2 .

従って、付加イナータンスM’は、液体容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が満たされている場合には、式4に従う。一方で、液体が消費され、キャビティ162内に液体が残留しつつアクチュエータ106の振動領域の周辺にある液体が気体または真空に置換された場合には、式6に従う。   Therefore, the additional inertance M ′ is based on Equation 4 when the liquid is sufficiently contained in the liquid container and the liquid is filled around the vibration region of the actuator 106. On the other hand, when the liquid is consumed and the liquid around the vibration region of the actuator 106 is replaced with gas or vacuum while the liquid remains in the cavity 162, Equation 6 is satisfied.

ここで、図2(E)のように、液体容器の液体が消費され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が無いものの、アクチュエータ106のキャビティ162内には液体が残存している場合の付加イナータンスM’を、便宜的にM’cavとし、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が満たされている場合の付加イナータンスM’maxと区別する。   Here, as shown in FIG. 2E, the liquid in the liquid container is consumed and there is no liquid around the vibration region of the actuator 106, but the liquid remains in the cavity 162 of the actuator 106. The inertance M ′ is referred to as M′cav for the sake of convenience, and is distinguished from the additional inertance M′max when the periphery of the vibration region of the actuator 106 is filled with liquid.

図2(F)は、液体容器の液体が消費され、アクチュエータ106の振動領域の周辺に液体が無いものの、アクチュエータ106のキャビティ162内には液体が残存している図2(E)の場合のアクチュエータ106の振動部およびキャビティ162の等価回路を示す。   FIG. 2F shows the case of FIG. 2E in which the liquid in the liquid container is consumed and there is no liquid around the vibration region of the actuator 106, but the liquid remains in the cavity 162 of the actuator 106. 3 shows an equivalent circuit of the vibrating portion of the actuator 106 and the cavity 162.

ここで、媒体の状態に関係するパラメータは、式6において、媒体の密度ρおよび媒体の厚さtである。液体容器内に液体が充分に収容されている場合は、アクチュエータ106の振動部に液体が接触する。一方、液体容器内に液体が充分に収容されていない場合は、キャビティ内部に液体が残存するか、もしくは、アクチュエータ106の振動部に気体または真空が接触する。アクチュエータ106の周辺の液体が消費され、図2(C)のM’maxから図2(E)のM’cavへ移行する過程における付加イナータンスM’varは、液体容器内の液体の収容状態によって媒体の密度ρや媒体の厚さtが変化することに伴って変化する。これにより、共振周波数fsも変化する。従って、共振周波数fsを特定することによって、液体容器内の液体の収容状態(有無)を検出することができる。   Here, the parameters related to the state of the medium are the density ρ of the medium and the thickness t of the medium in Equation 6. When the liquid is sufficiently stored in the liquid container, the liquid comes into contact with the vibrating portion of the actuator 106. On the other hand, when the liquid is not sufficiently stored in the liquid container, the liquid remains in the cavity, or gas or vacuum contacts the vibrating portion of the actuator 106. The additional inertance M′var in the process of shifting from M′max in FIG. 2C to M′cav in FIG. 2E is consumed depending on the liquid accommodation state in the liquid container. It changes as the density ρ of the medium and the thickness t of the medium change. Thereby, the resonance frequency fs also changes. Therefore, by specifying the resonance frequency fs, it is possible to detect the storage state (presence / absence) of the liquid in the liquid container.

ここで、図2(E)に示すようにt=dとした場合、式6を用いてM’cavを表すと、式6のtにキャビティの深さdを代入し、
M’cav=ρ×d/S (式7)
となる。
Here, when t = d as shown in FIG. 2 (E), when M′cav is expressed using Equation 6, the cavity depth d is substituted for t in Equation 6,
M′cav = ρ × d / S (Formula 7)
It becomes.

また、媒体が互いに種類の異なる液体であれば、組成の違いによって密度ρが異なるため、付加イナータンスM´及び共振周波数fsが異なる。従って、共振周波数fsを特定することで、液体の種類を検出できる。   Further, if the medium is a different type of liquid, the density ρ varies depending on the composition, and therefore the additional inertance M ′ and the resonance frequency fs are different. Therefore, the type of liquid can be detected by specifying the resonance frequency fs.

図3(A)は、インクタンク内のインクの量とインクおよび振動部の共振周波数fsとの関係を示すグラフである。ここでは液体の1例としてインクについて説明する。縦軸は、共振周波数fsを示し、横軸は、インク量を示す。インク組成が一定であるとき、インク残量の低下に伴い、共振周波数fsは、上昇する。   FIG. 3A is a graph showing the relationship between the amount of ink in the ink tank and the resonance frequency fs of the ink and the vibration part. Here, ink will be described as an example of liquid. The vertical axis represents the resonance frequency fs, and the horizontal axis represents the ink amount. When the ink composition is constant, the resonance frequency fs increases as the remaining ink amount decreases.

インク容器にインクが十分に収容され、アクチュエータ106の振動領域の周辺にインクが満たされている場合には、その最大付加イナータンスM’maxは、式4に表わされる値となる。一方で、インクが消費され、キャビティ162内に液体が残留しつつアクチュエータ106の振動領域の周辺にインクが満たされていないときには、付加イナータンスM’var は、媒体の厚さtに基づいて式6によって算出される。式6中のtは、振動にかかわる媒体の厚さであるから、液体が残留するアクチュエータ106のキャビティ162のd(図1(B)参照)を小さく、即ち、基板178を十分に薄くすることによって、インクが徐々に消費されていく過程を検出することもできる(図2(C)参照)。ここで、tinkは振動にかかわるインクの厚さとし、tink−maxはM’maxにおけるtinkとする。   When ink is sufficiently contained in the ink container and the ink is filled around the vibration region of the actuator 106, the maximum additional inertance M'max is a value expressed by Equation 4. On the other hand, when the ink is consumed and the liquid remains in the cavity 162, but the ink is not filled around the vibration region of the actuator 106, the additional inertance M′var is expressed by Equation 6 based on the thickness t of the medium. Is calculated by Since t in Equation 6 is the thickness of the medium involved in the vibration, d (see FIG. 1B) of the cavity 162 of the actuator 106 where the liquid remains is made small, that is, the substrate 178 is made sufficiently thin. Thus, it is possible to detect a process in which the ink is gradually consumed (see FIG. 2C). Here, tink is the thickness of ink involved in vibration, and tink-max is the tink at M'max.

例えば、アクチュエータ106は、インクカートリッジの底面にインクの液面に対してほぼ水平に配置される。この場合、インクが消費され、インクの液面がアクチュエータ106からtink-maxの高さ以下になると、式6によりM’varが徐々に変化し、式1により共振周波数fsが徐々に変化する。従って、インクの液面がtの範囲内にある限り、アクチュエータ106はインクの消費状態を徐々に検出することができる。   For example, the actuator 106 is disposed substantially horizontally with respect to the ink level on the bottom surface of the ink cartridge. In this case, when the ink is consumed and the liquid level of the ink falls below the height of tink-max from the actuator 106, M'var gradually changes according to Equation 6, and the resonance frequency fs gradually changes according to Equation 1. Therefore, as long as the ink level is within the range t, the actuator 106 can gradually detect the ink consumption state.

あるいは、インクカートリッジの側壁に、アクチュエータ106はインクの液面に対してほぼ垂直に配備され得る。この場合、インクが消費され、インクの液面がアクチュエータ106の振動領域に達すると、水位の低下に伴い付加イナータンスM’が減少する。これにより、式1により共振周波数fsが徐々に増加する。従って、インクの液面がキャビティ162の直径2a(図2(C)参照)の範囲内にある限り、アクチュエータ106はインクの消費状態を徐々に検出することができる。   Alternatively, the actuator 106 may be disposed on the side wall of the ink cartridge substantially perpendicular to the ink level. In this case, when the ink is consumed and the ink level reaches the vibration region of the actuator 106, the additional inertance M 'decreases as the water level decreases. As a result, the resonance frequency fs gradually increases according to Equation 1. Therefore, as long as the ink level is within the range of the diameter 2a of the cavity 162 (see FIG. 2C), the actuator 106 can gradually detect the ink consumption state.

図3(A)の曲線Xは、底面に配置されたアクチュエータ106のキャビティ162を十分に浅くした場合や、側壁に配置されたアクチュエータ106の振動領域を十分に大きくまたは長くした場合の、インクタンク内に収容されたインクの量とインクおよび振動部の共振周波数fsとの関係を表わしている。インクタンク内のインクの量が減少するとともに、インクおよび振動部の共振周波数fsが徐々に変化していく様子が理解できる。   A curve X in FIG. 3A shows an ink tank when the cavity 162 of the actuator 106 disposed on the bottom surface is sufficiently shallow, or when the vibration region of the actuator 106 disposed on the side wall is sufficiently large or long. The relationship between the amount of ink accommodated in the ink and the resonance frequency fs of the ink and the vibration part is shown. It can be understood that the amount of ink in the ink tank decreases and the resonance frequency fs of the ink and the vibration part gradually changes.

より詳細には、インクが徐々に消費されていく過程を検出することができる場合とは、アクチュエータ106の振動領域の周辺において、互いに密度が異なる液体と気体とがともに存在しかつ振動にかかわる場合である。インクが徐々に消費されていくに従って、アクチュエータ106の振動領域周辺において振動にかかわる媒体は、液体が減少する一方で気体が増加する。   More specifically, the case where the process in which ink is gradually consumed can be detected refers to the case where both liquid and gas having different densities exist around the vibration region of the actuator 106 and are involved in vibration. It is. As the ink is gradually consumed, the medium involved in the vibration around the vibration region of the actuator 106 increases the gas while decreasing the liquid.

例えば、アクチュエータ106をインクの液面に対して水平に配備した場合であって、tink がtink−maxより小さいときには、アクチュエータ106の振動にかかわる媒体はインクと気体との両方を含む。したがって、アクチュエータ106の振動領域の面積Sを用いて、式4のM’max以下になった状態をインクと気体の付加質量で表すと、
M’=M’air+M’ink= ρair×tair/S+ρink×tink/S (式8)となる。ここで、M’airは空気のイナータンスであり、M’inkはインクのイナータンスである。ρairは空気の密度であり、ρinkはインクの密度である。tairは振動にかかわる空気の厚さであり、tinkは振動にかかわるインクの厚さである。
For example, when the actuator 106 is disposed horizontally with respect to the ink surface and when tink is smaller than tink-max, the medium involved in the vibration of the actuator 106 includes both ink and gas. Therefore, using the area S of the vibration region of the actuator 106, the state of M′max or less in Equation 4 is expressed by the added mass of ink and gas.
M ′ = M′air + M′ink = ρair × tair / S + ρink × tink / S (Equation 8) Here, M′air is an inertance of air, and M′ink is an inertance of ink. ρair is the density of air, and ρink is the density of ink. tair is the thickness of air involved in vibration, and tink is the thickness of ink involved in vibration.

アクチュエータ106の振動領域周辺における振動にかかわる媒体のうち、液体が減少して気体が増加するに従い、アクチュエータ106がインクの液面に対しほぼ水平に配備されている場合には、tairが増加し、tinkが減少する。それによって、M’varが徐々に減少し、共振周波数が徐々に増加する。よって、インクタンク内に残存しているインクの量またはインクの消費量を検出することができる。尚、式7において液体の密度のみの式となっているのは、液体の密度に対して、空気の密度が無視できるほど小さい場合を想定しているからである。   Among the media involved in vibration around the vibration region of the actuator 106, as the liquid decreases and the gas increases, the tair increases when the actuator 106 is arranged substantially horizontally with respect to the ink surface. Tink decreases. Thereby, M′var gradually decreases and the resonance frequency gradually increases. Therefore, it is possible to detect the amount of ink remaining in the ink tank or the amount of ink consumed. The reason why only the liquid density is calculated in Expression 7 is that it is assumed that the air density is negligibly small relative to the liquid density.

アクチュエータ106がインクの液面に対しほぼ垂直に配備されている場合には、アクチュエータ106の振動領域のうち、アクチュエータ106の振動にかかわる媒体がインクのみの領域と、アクチュエータ106の振動にかかわる媒体が気体のみの領域との並列の等価回路(図示せず)と考えられる。アクチュエータ106の振動にかかわる媒体がインクのみの領域の面積をSinkとし、アクチュエータ106の振動にかかわる媒体が気体のみの領域の面積をSairとすると、
1/M’=1/M’air+1/M’ink=Sair/(ρair×tair)+Sink/(ρink×tink)
(式9)
となる。
In the case where the actuator 106 is disposed substantially perpendicular to the ink liquid level, the medium that is involved in the vibration of the actuator 106 is the ink only area and the medium that is involved in the vibration of the actuator 106 in the vibration area of the actuator 106. It is considered as an equivalent circuit (not shown) in parallel with the gas-only region. If the medium related to the vibration of the actuator 106 is Sink and the area of the medium only related to the vibration of the actuator 106 is Sair, then Sair.
1 / M ′ = 1 / M′air + 1 / M′ink = Sair / (ρair × tair) + Sink / (ρink × tink)
(Formula 9)
It becomes.

尚、式9は、アクチュエータ106のキャビティにインクが保持されない場合に適用される。アクチュエータ106のキャビティにインクが保持される場合の付加イナータンスについては、式9によるM’と式7のM’cav との和によって計算することができる。   Equation 9 is applied when ink is not held in the cavity of the actuator 106. The additional inertance when ink is held in the cavity of the actuator 106 can be calculated by the sum of M ′ according to Equation 9 and M′cav according to Equation 7.

アクチュエータ106の振動は、tink−maxの深さからインクの残留する深さ(d)まで変化するので、インクの残留する深さがtink−maxよりわずかに小さい程度でアクチュエータ106が底面に配置されている場合には、インクが徐々に減少する過程を検出することは出来ない。この場合、tink−maxから残留する深さdまでのわずかなインク量変化におけるアクチュエータの振動変化から、インク量が変化したことを検出する。また、側面に配置され、開口部(キャビティ)の径が小さい場合は、開口部を通過する間のアクチュエータの振動変化は微量なので、通過過程のインク量を検出することは難しく、インク液面が開口部より上か下かを検出する。   Since the vibration of the actuator 106 changes from the depth of tink-max to the depth (d) where ink remains, the actuator 106 is arranged on the bottom surface so that the ink remaining depth is slightly smaller than tink-max. If this is the case, it is not possible to detect a process in which the ink gradually decreases. In this case, it is detected that the ink amount has changed from the vibration change of the actuator due to a slight change in the ink amount from tink-max to the remaining depth d. Also, when the diameter of the opening (cavity) is small, the vibration change of the actuator while passing through the opening is small, so it is difficult to detect the ink amount in the passing process, and the ink liquid level is Detect whether it is above or below the opening.

例えば、図3(A)の曲線Yは、小さい円形の振動領域の場合におけるインクタンク内のインクの量とインクおよび振動部の共振周波数fsとの関係を示す。インクタンク内のインクの液面がアクチュエータの装着位置を通過する前後におけるインク量の差Qの間で、インクおよび振動部の共振周波数fsが激しく変化している様子が示される。このことから、インクタンク内にインクが所定量残存しているか否かを2値的に検出することができる。   For example, the curve Y in FIG. 3A shows the relationship between the amount of ink in the ink tank and the resonance frequency fs of the ink and the vibration part in the case of a small circular vibration region. A state is shown in which the resonance frequency fs of the ink and the vibration part changes drastically between the difference Q of the ink amount before and after the ink level in the ink tank passes through the mounting position of the actuator. From this, it is possible to binaryly detect whether or not a predetermined amount of ink remains in the ink tank.

アクチュエータ106を用いて液体の有無を検出する方法は、振動板176が液体と直接接触することでインクの有無を検出するので、インクの消費量をソフトウェアによって計算する方法に比べ、検出精度が高い。更に、電極を用いて導電性によりインクの有無を検出する方法は、液体容器への電極の取付位置及びインクの種類によって影響され得るが、アクチュエータ106を用いて液体の有無を検出する方法は、液体容器へのアクチュエータ106の取付位置及びインクの種類によって影響され難い。   The method of detecting the presence / absence of liquid using the actuator 106 detects the presence / absence of ink by the diaphragm 176 coming into direct contact with the liquid, and therefore has higher detection accuracy than the method of calculating the ink consumption by software. . Furthermore, the method of detecting the presence or absence of ink by conductivity using an electrode can be affected by the position of the electrode attached to the liquid container and the type of ink, but the method of detecting the presence or absence of liquid using the actuator 106 is It is hard to be influenced by the attachment position of the actuator 106 to the liquid container and the type of ink.

更に、単一のアクチュエータ106を用いて発振と液体の有無の検出との双方を実施することができるので、発振と液体の有無の検出とを異なったセンサを用いて実施する方法と比較して、液体容器に取付けるセンサの数を減少することができる。したがって、液体容器を安価に製造できる。なお、圧電層160の振動周波数を非可聴領域に設定することで、アクチュエータ106の動作中に発生する音を静かにすることが好ましい。   Furthermore, since both oscillation and detection of the presence / absence of liquid can be performed using a single actuator 106, compared with a method in which oscillation and detection of the presence / absence of liquid are performed using different sensors. The number of sensors attached to the liquid container can be reduced. Therefore, the liquid container can be manufactured at a low cost. In addition, it is preferable that the sound generated during the operation of the actuator 106 is made quiet by setting the vibration frequency of the piezoelectric layer 160 in a non-audible region.

図3(B)は、インクの密度とインクおよび振動部の共振周波数fsとの関係の一例を示す。ここでは、液体の例としてインクについて説明しており、「インク満」と「インク空」とは相対的な2状態を意味し、いわゆるインクフル状態とインクエンド状態とを意味するものではない。図3(B)に示すように、インク密度が高い場合、付加イナータンスが大きくなるので共振周波数fsが低下する。すなわち、インクの種類によって共振周波数fsが異なる。したがって、共振周波数fsを測定することによって、インクを再充填する際に、密度の異なったインクが混入されていないか確認することができる。つまり、互いに種類の異なるインクを収容するインクタンクを識別できる。   FIG. 3B shows an example of the relationship between the ink density and the resonance frequency fs of the ink and the vibration part. Here, ink is described as an example of the liquid, and “ink full” and “ink empty” mean two relative states, and do not mean a so-called ink full state and an ink end state. As shown in FIG. 3B, when the ink density is high, the added inertance increases, and therefore the resonance frequency fs decreases. That is, the resonance frequency fs varies depending on the type of ink. Therefore, by measuring the resonance frequency fs, it is possible to confirm whether or not inks having different densities are mixed when refilling the ink. That is, it is possible to identify ink tanks containing different types of ink.

続いて、液体容器内の液体が空の状態であってもアクチュエータ106のキャビティ162内に液体が残存するようにキャビティのサイズと形状を設定した時において、液体の状態を正確に検出できる条件を詳述する。アクチュエータ106は、キャビティ162内に液体が満たされている場合に液体の状態を検出できれば、キャビティ162内に液体が満たされていない場合であっても液体の状態を検出できる。   Subsequently, when the size and shape of the cavity are set so that the liquid remains in the cavity 162 of the actuator 106 even when the liquid in the liquid container is empty, the condition for accurately detecting the liquid state is set. Detailed description. If the actuator 106 can detect the liquid state when the cavity 162 is filled with the liquid, the actuator 106 can detect the liquid state even when the cavity 162 is not filled with the liquid.

共振周波数fsは、イナータンスMの関数である。イナータンスMは、振動部のイナータンスMactと付加イナータンスM’との和である。ここで、付加イナータンスM’が液体の状態と関係する。付加イナータンスM’は、振動部の付近にある媒体によって振動部の質量が見かけ上増加していることを示す量である。
即ち、振動部の振動によって見かけ上媒体を吸収する(振動に関わるイナータンスが増加する)ことによる振動部の質量の増加分をいう。
The resonance frequency fs is a function of the inertance M. The inertance M is the sum of the inertance Mact and the additional inertance M ′ of the vibration part. Here, the additional inertance M ′ is related to the liquid state. The additional inertance M ′ is an amount indicating that the mass of the vibration part is apparently increased by the medium in the vicinity of the vibration part.
That is, it means an increase in the mass of the vibration part due to apparent absorption of the medium by the vibration of the vibration part (inertance related to vibration increases).

従って、M’cav が式4におけるM’max よりも大きい場合には、見かけ上吸収する媒体は全てキャビティ162内に残存する液体である。よって、液体容器内に液体が満たされている状態と同じである。この場合、振動に関わる媒体はM’max よりも小さくならないので、インクが消費されても変化を検出することが出来ない。   Accordingly, when M ′ cav is larger than M ′ max in Equation 4, all of the apparently absorbing medium is the liquid remaining in the cavity 162. Therefore, it is the same as the state where the liquid container is filled with the liquid. In this case, since the medium related to vibration does not become smaller than M'max, a change cannot be detected even if ink is consumed.

一方、M’cavが式4におけるM’ maxよりも小さい場合には、見かけ上吸収する媒体はキャビティ162内に残存する液体および液体容器内の気体または真空である。このときには液体容器内に液体が満たされている状態とは異なりM’が変化するので、共振周波数fsが変化する。従って、アクチュエータ106は、液体容器内の液体の状態を検出できる。   On the other hand, when M ′ cav is smaller than M ′ max in Equation 4, the apparently absorbing medium is the liquid remaining in the cavity 162 and the gas or vacuum in the liquid container. At this time, unlike the state where the liquid container is filled with the liquid, M ′ changes, so the resonance frequency fs changes. Therefore, the actuator 106 can detect the state of the liquid in the liquid container.

即ち、液体容器内の液体が空の状態で、アクチュエータ106のキャビティ162内に液体が残存する場合に、アクチュエータ106が液体の状態を正確に検出できる条件は、M’cavがM’maxよりも小さいことである。尚、アクチュエータ106が液体の状態を正確に検出できる条件M’max>M’cavは、キャビティ162の形状にかかわらない。   That is, when the liquid in the liquid container is empty and the liquid remains in the cavity 162 of the actuator 106, the condition under which the actuator 106 can accurately detect the liquid state is that M′cav is higher than M′max. It is small. The condition M′max> M′cav that allows the actuator 106 to accurately detect the liquid state is not related to the shape of the cavity 162.

ここで、M’cav は、キャビティ162の容量とほぼ等しい容量の液体の質量イナータンスである。従って、M’max >M’cav の不等式から、アクチュエータ106が液体の状態を正確に検出できる条件は、キャビティ162の容量の条件として表すことができる。例えば、円形状のキャビティ162の開口161の半径をaとし、およびキャビティ162の深さをdとすると、
M’max>ρ×d/πa (式10)
である。式10を展開すると
a/d>3×π/8 (式11)
という条件が求められる。従って、式11を満たす開口161の半径aおよびキャビティ162の深さdであるキャビティ162を有するアクチュエータ106であれば、液体容器内の液体が空の状態であって、かつ、キャビティ162内に液体が残存する場合であっても、誤作動することなく液体の状態を検出できる。
Here, M′cav is the mass inertance of the liquid having a volume approximately equal to the volume of the cavity 162. Therefore, from the inequality of M′max> M′cav, the condition under which the actuator 106 can accurately detect the liquid state can be expressed as the condition of the capacity of the cavity 162. For example, when the radius of the opening 161 of the circular cavity 162 is a and the depth of the cavity 162 is d,
M′max> ρ × d / πa 2 (Formula 10)
It is. When Expression 10 is expanded, a / d> 3 × π / 8 (Expression 11)
This condition is required. Therefore, if the actuator 106 has the cavity 162 having the radius a of the opening 161 and the depth d of the cavity 162 satisfying Expression 11, the liquid in the liquid container is in an empty state, and the liquid is contained in the cavity 162. Even if it remains, the liquid state can be detected without malfunction.

尚、式10、式11は、キャビティ162の形状が円形の場合に限り成立する。キャビティ162の形状が円形でない場合、対応するM’maxの式を用い、式10中のπaをその面積と置き換えて計算すれば、キャビティの幅および長さ等のディメンジョンと深さの関係が導き出せる。 Expressions 10 and 11 are valid only when the shape of the cavity 162 is circular. If the shape of the cavity 162 is not circular, the corresponding relationship between the dimensions such as the width and length of the cavity and the depth can be obtained by calculating the corresponding M′max equation and replacing πa 2 in Equation 10 with the area. Can be derived.

なお、付加イナータンスM’は音響インピーダンス特性にも影響するので、残留振動によりアクチュエータ106に発生する逆起電力を測定する方法は、少なくとも音響インピーダンスの変化を検出しているともいえる。   Since the additional inertance M ′ also affects the acoustic impedance characteristics, it can be said that the method of measuring the counter electromotive force generated in the actuator 106 due to residual vibration detects at least a change in acoustic impedance.

また、本実施例によれば、アクチュエータ106が振動を発生して、その後の残留振動によりアクチュエータ106に発生する逆起電力を測定している。しかし、アクチュエータ106の振動部が駆動電圧による自らの振動によって液体に振動を与えることは必ずしも必要ではない。即ち、振動部が自ら発振しなくても、それと接触しているある範囲の液体と共に振動すれば、圧電層160はたわみ変形する。このたわみ変形が逆起電力電圧を発生させ、上部電極164および下部電極166にその逆起電力電圧を伝達する。この現象を利用することで媒体の状態を検出してもよい。例えば、インクジェット記録装置において、印字時における印字ヘッドの走査によるキャリッジの往復運動に伴って発生するアクチュエータの振動部の周囲の振動を利用して、インクタンクまたはその内部のインクの状態を検出してもよい。   Further, according to this embodiment, the actuator 106 generates vibration, and the back electromotive force generated in the actuator 106 due to the subsequent residual vibration is measured. However, it is not always necessary for the vibrating portion of the actuator 106 to vibrate the liquid by its own vibration caused by the drive voltage. That is, even if the vibration part does not oscillate by itself, the piezoelectric layer 160 bends and deforms if it vibrates with a certain range of liquid in contact therewith. This deflection deformation generates a counter electromotive force voltage and transmits the counter electromotive force voltage to the upper electrode 164 and the lower electrode 166. The state of the medium may be detected by using this phenomenon. For example, in an ink jet recording apparatus, the state of the ink tank or the ink in the ink tank is detected by using the vibration around the vibration part of the actuator that occurs as the carriage reciprocates by scanning the print head during printing. Also good.

図4(A) 、図4(B)及び図4(C)は、アクチュエータ106を振動させた後の、アクチュエータ106の残留振動の波形と残留振動の測定方法とを示す。インクカートリッジ内のアクチュエータ106の装着位置レベルにおけるインク水位の上下は、アクチュエータ106が発振した後の残留振動の周波数変化や、振幅の変化によって検出することができる。図4(A) 乃至図4(C)において、縦軸はアクチュエータ106の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横軸は時間を示す。アクチュエータ106の残留振動によって、図4(A) 乃至図4(C)に示すように電圧のアナログ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号の周波数に対応するデジタル数値に変換する。図4(A)乃至図4(C)に示した例においては、アナログ信号の4パルス目から8パルス目までの4個のパルスが生じる時間を計測している。   4 (A), 4 (B), and 4 (C) show the residual vibration waveform of the actuator 106 and the method for measuring the residual vibration after the actuator 106 is vibrated. The upper and lower levels of the ink water level at the mounting position level of the actuator 106 in the ink cartridge can be detected by a change in the frequency or amplitude of the residual vibration after the actuator 106 oscillates. 4A to 4C, the vertical axis represents the voltage of the counter electromotive force generated by the residual vibration of the actuator 106, and the horizontal axis represents time. The residual vibration of the actuator 106 generates a voltage analog signal waveform as shown in FIGS. Next, the analog signal is converted into a digital numerical value corresponding to the frequency of the signal. In the example shown in FIGS. 4A to 4C, the time for generating four pulses from the fourth pulse to the eighth pulse of the analog signal is measured.

より詳細には、アクチュエータ106が発振した後、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そして、4カウントから8カウントまでの間をHighとしたデジタル信号を生成し、所定のクロックパルスによって4カウントから8カウントまでの時間を計測する。   More specifically, after the actuator 106 oscillates, the number of times that a predetermined reference voltage set in advance is crossed from the low voltage side to the high voltage side is counted. Then, a digital signal is generated with High between 4 counts and 8 counts, and the time from 4 counts to 8 counts is measured by a predetermined clock pulse.

図4(A)は、アクチュエータ106の装着位置レベルよりも上位にインク液面があるときの波形である。一方、図4(B)はアクチュエータ106の装着位置レベルにおいてインクが無いときの波形である。図4(A)と図4(B)とを比較すると、図4(A)の方が図4(B)よりも4カウントから8カウントまでの時間が長いことがわかる。換言すると、インクの有無によって4カウントから8カウントまでの時間が異なる。この時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出することができる。   FIG. 4A shows a waveform when the ink liquid level is higher than the mounting position level of the actuator 106. On the other hand, FIG. 4B shows a waveform when there is no ink at the mounting position level of the actuator 106. Comparing FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B), it can be seen that FIG. 4 (A) has a longer time from 4 to 8 counts than FIG. 4 (B). In other words, the time from 4 counts to 8 counts varies depending on the presence or absence of ink. By using this time difference, it is possible to detect the ink consumption state.

アナログ波形の4カウント目から数えるのは、アクチュエータ106の振動が安定してから計測をはじめるためである。4カウント目からとしたのは単なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。ここでは、4カウント目から8カウント目までの信号を検出し、所定のクロックパルスによって4カウント目から8カウント目までの時間を測定している。この時間に基いて、共振周波数を求めることができる。例えばクロックパルスは、インクカートリッジに取り付けられる半導体記憶装置等を制御するためのクロックと等しいクロックのパルスである。また、8カウント目までの時間を測定する必要は無く、任意のカウントまで数えてもよい。図4においては、4カウント目から8カウント目までの時間を測定しているが、周波数を検出する回路構成にしたがって、異なったカウント間隔内の時間を検出してもよい。   The reason for counting from the fourth count of the analog waveform is to start measurement after the vibration of the actuator 106 is stabilized. The count from the fourth count is merely an example, and the count may be counted from an arbitrary count. Here, signals from the 4th count to the 8th count are detected, and the time from the 4th count to the 8th count is measured by a predetermined clock pulse. Based on this time, the resonance frequency can be determined. For example, the clock pulse is a pulse of a clock equal to a clock for controlling a semiconductor memory device or the like attached to the ink cartridge. Further, it is not necessary to measure the time up to the eighth count, and it may be counted up to an arbitrary count. In FIG. 4, the time from the 4th count to the 8th count is measured, but the time within different count intervals may be detected according to the circuit configuration for detecting the frequency.

例えば、インクの品質が安定していてピークの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げるために4カウント目から6カウント目までの時間を検出することにより共振周波数を求めてもよい。また、インクの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合には、残留振動を正確に検出するために4カウント目から12カウント目までの時間を検出してもよい。   For example, when the ink quality is stable and the fluctuation of the peak amplitude is small, the resonance frequency may be obtained by detecting the time from the 4th count to the 6th count in order to increase the detection speed. . When the ink quality is unstable and the fluctuation of the pulse amplitude is large, the time from the 4th count to the 12th count may be detected in order to accurately detect the residual vibration.

また、他の実施例として、所定期間内における逆起電力の電圧波形の波数を数えてもよい(図示せず)。この方法によっても共振周波数を求めることができる。より詳細には、アクチュエータ106が発振した後、所定期間だけHighであるデジタル信号を生成し、当該所定期間において所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そのカウント数を計測することによってインクの有無を検出できる。   As another example, the wave number of the voltage waveform of the counter electromotive force within a predetermined period may be counted (not shown). The resonance frequency can also be obtained by this method. More specifically, after the actuator 106 oscillates, a digital signal that is High for a predetermined period is generated, and the number of times the predetermined reference voltage is crossed from the low voltage side to the high voltage side in the predetermined period is counted. The presence or absence of ink can be detected by measuring the count number.

さらに、図4(A)および図4(B)を比較して分かるように、インクがインクカートリッジ内に満たされている場合とインクがインクカートリッジ内に無い場合とでは、逆起電力波形の振幅が異なる。従って、共振周波数を求めることなく、逆起電力波形の振幅を測定することによって、インクカートリッジ内のインクの消費状態を検出してもよい。   Further, as can be seen by comparing FIG. 4A and FIG. 4B, the amplitude of the back electromotive force waveform between when the ink is filled in the ink cartridge and when the ink is not inside the ink cartridge. Is different. Therefore, the ink consumption state in the ink cartridge may be detected by measuring the amplitude of the back electromotive force waveform without obtaining the resonance frequency.

より詳細には、例えば、図4(A)の逆起電力波形の頂点と図4(B) の逆起電力波形の頂点との間に基準電圧を設定する。アクチュエータ106が発振した後、所定期間だけHighであるデジタル信号を生成し、逆起電力波形が基準電圧を横切った場合には、インクが無いと判断する。逆起電力波形が基準電圧を横切らない場合には、インクが有ると判断する。   More specifically, for example, a reference voltage is set between the peak of the counter electromotive force waveform in FIG. 4A and the peak of the counter electromotive force waveform in FIG. After the actuator 106 oscillates, a digital signal that is High for a predetermined period is generated, and when the back electromotive force waveform crosses the reference voltage, it is determined that there is no ink. If the back electromotive force waveform does not cross the reference voltage, it is determined that ink is present.

図4(C)は、所定のクロックパルスを用いて図4(A)に示したパルス波形の4カウント目から8カウント目までの時間を測定した例を示す。この図において、4カウント目から8カウント目までの間にクロックパルスが5カウント分出現している(実際には、100カウントから200カウント分のクロックパルスが出現するが、ここでは説明を簡単にするために少ないクロックパルスで説明する)。クロックパルスは、一定の周期を有するパルスであるので、クロックパルスの個数をカウントすることにより時間を測定することができる。4カウント目から8カウント目までの間の時間を測定することによって、共振周波数を求めることができる。クロックパルスは、逆起電力波形の周期より短い周期を有することが好ましく、例えば共振周波数が400kHz程度ならば、16MHz等の周波数が高いクロックパルスであることが好ましい。   FIG. 4C shows an example in which the time from the 4th count to the 8th count of the pulse waveform shown in FIG. 4A is measured using a predetermined clock pulse. In this figure, clock pulses appear for 5 counts from the 4th count to the 8th count (actually, clock pulses for 100 count to 200 counts appear. In order to do this, we will explain with less clock pulses) Since the clock pulse is a pulse having a certain period, the time can be measured by counting the number of clock pulses. The resonance frequency can be obtained by measuring the time from the 4th count to the 8th count. The clock pulse preferably has a period shorter than the period of the back electromotive force waveform. For example, if the resonance frequency is about 400 kHz, the clock pulse is preferably a clock pulse having a high frequency such as 16 MHz.

図5は、アクチュエータ106が音響インピーダンスの変化を検知することで液体容器1内の液体の消費状態を検出し、検出した結果に基づいてインクジェット記録装置を制御するための記録装置制御部2000の構成を示す。   FIG. 5 shows a configuration of a recording apparatus control unit 2000 for detecting the consumption state of the liquid in the liquid container 1 by the actuator 106 detecting a change in acoustic impedance and controlling the ink jet recording apparatus based on the detected result. Indicates.

記録装置制御部2000は、液体容器1に装着されたアクチュエータ106に対してアクチュエータ106を駆動する電圧を与え、その結果アクチュエータ106が検知する音響インピーダンスの変化から液体の消費状態を検出する液体消費状態検出部1200と、液体消費状態検出部1200が出力する液体有無の検出結果に基づいて記録装置を制御する制御回路部1500と、を備える。   The recording apparatus control unit 2000 applies a voltage for driving the actuator 106 to the actuator 106 mounted on the liquid container 1, and as a result, detects a liquid consumption state from a change in acoustic impedance detected by the actuator 106. A detection unit 1200; and a control circuit unit 1500 that controls the recording apparatus based on the liquid presence / absence detection result output by the liquid consumption state detection unit 1200.

制御回路部1500は、液体消費状態検出部1200が出力する液体有無の検出結果に基づいて記録装置動作制御部1402を制御する制御部1400と、制御部1400の指示に基づいて記録装置の動作を制御する記録装置動作制御部1402とを更に備える。制御回路部1500は、記録装置動作制御部1402によりその動作が制御される提示処理部1404、印刷動作制御部1406、インク補充処理部1408、カートリッジ交換処理部1410、印刷データ記憶処理部1412、及び印字データ記憶部1414を更に備える。   The control circuit unit 1500 controls the recording apparatus operation control unit 1402 based on the liquid presence / absence detection result output from the liquid consumption state detection unit 1200, and controls the operation of the recording apparatus based on an instruction from the control unit 1400. And a recording apparatus operation control unit 1402 for controlling. The control circuit unit 1500 includes a presentation processing unit 1404 whose operation is controlled by the recording device operation control unit 1402, a printing operation control unit 1406, an ink supplement processing unit 1408, a cartridge replacement processing unit 1410, a print data storage processing unit 1412, and A print data storage unit 1414 is further provided.

記録装置制御部2000は、インクジェット記録装置の内部に設けられてもよいが、記録装置制御部2000の一部の機能が外部に設けられてもよい。例えば、制御回路部1500の機能が、記録装置に接続されたコンピュータ等の外部装置に与えられてもよい。さらに、記録装置制御部2000の一部の機能が、プログラムとして記録媒体に格納され供給されてもよい。記録装置制御部2000の一部の機能を記録媒体に格納されたプログラムとして記録装置に接続されたコンピュータに供給することにより、記録装置制御部2000の一部の機能が後日改良された場合、容易に最新の機能を実行するプログラムをコンピュータの記憶媒体に格納し、常に最新の機能を用いて記録装置の動作を制御することができる。   The recording apparatus control unit 2000 may be provided inside the ink jet recording apparatus, but some functions of the recording apparatus control unit 2000 may be provided outside. For example, the function of the control circuit unit 1500 may be given to an external device such as a computer connected to the recording device. Furthermore, some functions of the recording apparatus control unit 2000 may be stored and supplied as a program in a recording medium. When a part of the functions of the recording device control unit 2000 is improved at a later date by supplying a part of the functions of the recording device control unit 2000 to a computer connected to the recording device as a program stored in a recording medium, it is easy. A program for executing the latest function can be stored in a storage medium of a computer, and the operation of the recording apparatus can be controlled using the latest function at all times.

また、記録装置制御部2000の一部の機能は、プログラムとして、サーバ等の情報処理装置から電気通信回線を介して、記録装置に接続されるコンピュータ等の端末に送信されてもよい。この場合、最新の機能を、容易に電気通信回線を介してサーバから入手してコンピュータの記憶装置に格納することができ、これにより記録装置は常に最新の機能を実行することができる。   Also, some functions of the recording apparatus control unit 2000 may be transmitted as a program from an information processing apparatus such as a server to a terminal such as a computer connected to the recording apparatus via an electric communication line. In this case, the latest function can be easily obtained from the server via the telecommunication line and stored in the storage device of the computer, whereby the recording device can always execute the latest function.

液体消費状態検出部1200は、アクチュエータ106を駆動し、音響インピーダンスの変化から液体容器1内の液体の有無を検出する。例えば、液体消費状態検出部1200は、アクチュエータ106が残留振動により発生した逆起電力例えば電圧値を測定する測定回路部800と、測定回路部800が測定した逆起電力に基いて液体容器1内の液体の有無を表す信号を出力する検出回路部1100と、を有する。   The liquid consumption state detection unit 1200 drives the actuator 106 to detect the presence or absence of liquid in the liquid container 1 from the change in acoustic impedance. For example, the liquid consumption state detection unit 1200 includes a measurement circuit unit 800 that measures a counter electromotive force generated by the residual vibration of the actuator 106, for example, a voltage value, and a back electromotive force measured by the measurement circuit unit 800. And a detection circuit unit 1100 that outputs a signal indicating the presence or absence of the liquid.

測定回路部800は、液体容器1においてアクチュエータ106の近傍に配置され、アクチュエータ106を駆動する駆動電圧を生成する駆動電圧生成部850を有する。駆動電圧生成部850によって生成される駆動電圧によって、液体容器1に装着されたアクチュエータ106が駆動し発振される。アクチュエータ106は駆動発振後も振動し続ける。この残留振動によって、アクチュエータ106自身が逆起電力を発生させる。測定回路部800は、アクチュエータ106が発生した逆起電力の波形のアナログ信号を、同一の周波数を有するデジタル信号に変換してデジタル回路部900に出力する。   The measurement circuit unit 800 includes a drive voltage generation unit 850 that is disposed in the vicinity of the actuator 106 in the liquid container 1 and generates a drive voltage for driving the actuator 106. The actuator 106 attached to the liquid container 1 is driven and oscillated by the drive voltage generated by the drive voltage generator 850. The actuator 106 continues to vibrate after the drive oscillation. Due to this residual vibration, the actuator 106 itself generates a counter electromotive force. The measurement circuit unit 800 converts the analog signal of the back electromotive force waveform generated by the actuator 106 into a digital signal having the same frequency and outputs the digital signal to the digital circuit unit 900.

測定回路部800がアクチュエータ106の近傍に配置されていることにより、アクチュエータ106が発生する逆起電力信号(アナログ信号)が測定回路部800にまで伝送される距離・時間は短い。すなわち、アナログ信号である逆起電力信号がノイズを受ける距離・時間は短い。また、測定回路部800にて変換された後のデジタル信号は、アナログ信号と比較してノイズに対して顕著に強い。以上により、逆起電力信号に対するノイズの影響を顕著に軽減することができる。さらには、測定回路部800以後の配線の自由度が高められ得る。   Since the measurement circuit unit 800 is disposed in the vicinity of the actuator 106, the distance and time for transmitting the back electromotive force signal (analog signal) generated by the actuator 106 to the measurement circuit unit 800 is short. That is, the distance and time at which the back electromotive force signal, which is an analog signal, receives noise is short. Further, the digital signal after being converted by the measurement circuit unit 800 is significantly more resistant to noise than the analog signal. As described above, the influence of noise on the back electromotive force signal can be significantly reduced. Furthermore, the degree of freedom of wiring after the measurement circuit unit 800 can be increased.

検出回路部1100は、測定回路部800が出力したデジタル信号の所定パルス数の振動に費やされる時間を測定するデジタル回路部900と、デジタル回路部900がカウントした時間に基づいて液体の有無を判定する液体有無判定部1000と、を有する。   The detection circuit unit 1100 determines the presence / absence of liquid based on the digital circuit unit 900 that measures the time spent oscillating a predetermined number of pulses of the digital signal output from the measurement circuit unit 800 and the time counted by the digital circuit unit 900. And a liquid presence / absence determination unit 1000.

本実施例においては、デジタル回路部900は、図4(A)及び図4(B)に示すように、測定回路部800が出力したパルス波形中の4カウント目から8カウント目までがHighの信号を出力する。更に、図4(C)に示すように、デジタル回路部900は、上記デジタル信号中の4カウント目から8カウント目までのHighである期間において、所定のクロックパルス(逆起電力波形の周期より短い周期を有する)のパルス数をカウントする。一定の周期を有するクロックパルスのパルス数をカウントすることで、4カウント目から8カウント目までの時間を測定することができる。例えば図4(C)では、クロックパルスが5カウント分存在し、5カウントをクロックパルスの周期と掛け合わせることで時間を算出することができる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the digital circuit unit 900 is high in the 4th to 8th counts in the pulse waveform output by the measurement circuit unit 800. Output a signal. Further, as shown in FIG. 4 (C), the digital circuit section 900 has a predetermined clock pulse (from the cycle of the back electromotive force waveform) in the period from the fourth count to the eighth count in the digital signal. Count the number of pulses (with a short period). By counting the number of clock pulses having a certain period, the time from the 4th count to the 8th count can be measured. For example, in FIG. 4C, there are 5 counts of clock pulses, and the time can be calculated by multiplying 5 counts with the cycle of the clock pulses.

ここでは、説明を簡単にするために低い周波数のクロックパルスを例にして説明しているが、実際には16MHz等の周波数が高いクロックパルスが使用される。液体有無判定部1000は、デジタル回路部900が出力したカウント値に基づいて、液体容器1内の液体の有無を判定し、判定結果を制御回路部1500へ出力する。   Here, in order to simplify the description, a low-frequency clock pulse is described as an example, but a clock pulse having a high frequency such as 16 MHz is actually used. The liquid presence / absence determination unit 1000 determines the presence / absence of liquid in the liquid container 1 based on the count value output by the digital circuit unit 900 and outputs the determination result to the control circuit unit 1500.

なお、高周波数のクロックパルスは、アナログ信号である逆起電力信号に影響を与え得る(ノイズとして信号に「乗る」場合がある)。従って、高周波のクロックパルス源からデジタル回路部900を含む高周波回線部分は、アクチュエータ106から測定回路部800までのアナログ回線部分からできるだけ離れていることが好ましい。例えば、後者のアナログ回線部分が液体容器1に設けられる場合、前者の高周波回線部分は、液体容器1外の記録装置本体部またはキャリッジ部等に設けられ得る。   Note that high frequency clock pulses can affect the back electromotive force signal, which is an analog signal (the signal may be “ridden” as noise). Therefore, it is preferable that the high frequency line portion including the digital circuit unit 900 from the high frequency clock pulse source is as far as possible from the analog line portion from the actuator 106 to the measurement circuit unit 800. For example, when the latter analog line portion is provided in the liquid container 1, the former high-frequency line portion can be provided in a recording apparatus main body portion or a carriage portion outside the liquid container 1.

液体消費状態検出部1200が液体無しの判定結果を出力した場合、制御部1400は、記録装置動作制御部1402を制御して所定の低インク量対応処理を行う。低インク量対応処理とは、インクが残り少なくなったことを考慮して、不適切な印刷等の記録装置の動作を禁止または抑制する処理である。記録装置動作制御部1402は、制御部1400の指示に基づいて、提示処理部1404、印刷動作制御部1406、インク補充処理部1408、カートリッジ交換処理部1410、あるいは印刷データ記憶処理部1412の動作を制御して、低インク量対応処理を実行する。   When the liquid consumption state detection unit 1200 outputs a determination result indicating no liquid, the control unit 1400 controls the printing apparatus operation control unit 1402 to perform a predetermined low ink amount handling process. The low ink amount handling process is a process for prohibiting or suppressing the operation of the recording apparatus such as improper printing in consideration of the fact that the ink is low. The recording apparatus operation control unit 1402 performs operations of the presentation processing unit 1404, the printing operation control unit 1406, the ink replenishment processing unit 1408, the cartridge replacement processing unit 1410, or the print data storage processing unit 1412 based on an instruction from the control unit 1400. To control the low ink amount.

提示処理部1404は、アクチュエータ106により検知される液体容器1内の液体の有無に対応する情報を提示する。情報の提示には、ディスプレイ1416による表示およびスピーカ1418による発報がある。ディスプレイ1416は、例えば記録装置の表示パネルや、記録装置に接続されたコンピュータの画面である。あるいは、提示処理部1404がスピーカ1418と接続されて、アクチュエータ106が液体無しを検出すると、報知音がスピーカ1418から出力される。スピーカ1418は、記録装置のスピーカでもよく、記録装置に接続されたコンピュータ等の外部装置のスピーカでもよい。また、報知音として音声信号を用いることも好適であり、音声合成処理によりインク消費状態を示す合成音声が生成されてもよい。   The presentation processing unit 1404 presents information corresponding to the presence or absence of liquid in the liquid container 1 detected by the actuator 106. Information presentation includes display on the display 1416 and notification by the speaker 1418. The display 1416 is, for example, a display panel of a recording apparatus or a computer screen connected to the recording apparatus. Alternatively, when the presentation processing unit 1404 is connected to the speaker 1418 and the actuator 106 detects that there is no liquid, a notification sound is output from the speaker 1418. The speaker 1418 may be a speaker of a recording device or a speaker of an external device such as a computer connected to the recording device. It is also preferable to use an audio signal as the notification sound, and a synthesized voice indicating the ink consumption state may be generated by voice synthesis processing.

印刷動作制御部1406は、印刷動作部1420を制御して、記録装置の印刷動作を停止させる。印刷動作の停止により、インクが無くなった後の印刷動作が回避される。また、印刷動作制御部1406は、低インク量対応処理の他の例として、ある印刷処理を終了してから次の印刷処理に移ることを禁止してもよい。
このような印刷処理の禁止により、ひとつの印刷処理、たとえば一連の文章の印刷途中で印刷が停止するのを回避できる。また、印刷処理の禁止の例として、1ページ印刷している途中で印刷処理が停止するのを防ぐために、改ページ終了後の印刷処理を禁止することも好ましい。
The printing operation control unit 1406 controls the printing operation unit 1420 to stop the printing operation of the recording apparatus. By stopping the printing operation, the printing operation after the ink runs out is avoided. Further, as another example of the low ink amount handling process, the printing operation control unit 1406 may prohibit a certain printing process from moving to the next printing process.
By prohibiting such printing processing, it is possible to avoid stopping printing during one printing processing, for example, printing a series of sentences. In addition, as an example of prohibition of the printing process, it is also preferable to prohibit the printing process after the end of the page break in order to prevent the printing process from stopping during the printing of one page.

インク補充処理部1408は、インク補充装置1422を制御してインクカートリッジにインクを自動的に補充する。このインクの補充により、印刷を継続することができる。   The ink replenishment processing unit 1408 controls the ink replenishing device 1422 to automatically replenish ink into the ink cartridge. Printing can be continued by replenishing the ink.

カートリッジ交換処理部1410は、カートリッジ交換装置1424を制御してインクカートリッジを自動的に交換する。このような対応処理によって、ユーザの手をわずらわせることなく印刷動作を継続することができる。   The cartridge replacement processing unit 1410 controls the cartridge replacement device 1424 to automatically replace the ink cartridge. With such handling processing, the printing operation can be continued without disturbing the user's hand.

印刷データ記憶処理部1412は、低インク量対応処理として、印刷完了前の印字データを印字データ記憶部1414に格納する。この印字データは、インクエンド検出後に記録装置に送られてくる印字データである。この印字データの格納により、印刷前の印字データが失われることを回避できる。   The print data storage processing unit 1412 stores the print data before completion of printing in the print data storage unit 1414 as the low ink amount handling process. This print data is print data sent to the recording apparatus after the ink end is detected. By storing the print data, it is possible to avoid the loss of print data before printing.

構成要素1404〜1412については、これらの全てが記録装置制御部2000に設けられる必要はない。また、全ての構成要素1404〜1412において低インク量対応処理が行われる必要はなく、少なくともひとつの低インク量対応処理が行われればよい。例えば、インク補充処理部1408またはカートリッジ交換処理部1410が処理を行うのであれば、印刷動作制御部1406は印刷動作の停止処理を行わなくてもよい。   All of the components 1404 to 1412 need not be provided in the printing apparatus control unit 2000. Further, it is not necessary for all the components 1404 to 1412 to perform the low ink amount handling process, and it is sufficient that at least one low ink quantity handling process is performed. For example, if the ink replenishment processing unit 1408 or the cartridge replacement processing unit 1410 performs processing, the printing operation control unit 1406 may not perform the printing operation stop processing.

なお、上記に例示した以外の、低インク量対応処理を行う構成すなわちインク不足による不適切な動作を回避する構成、が設けられてもよい。また、上記の低インク量対応処理は、アクチュエータ106がその装着位置において「液体無し」を検知してから「所定の余裕量」分の印刷が行われた後に実行されることが好適である。「所定の余裕量」は、アクチュエータ106の「液体無し」検知後に全インクを消費してしまうまでの印刷量より少ない適当な値に設定される。   In addition, the structure which performs the low ink amount corresponding | compatible process except the example illustrated above, ie, the structure which avoids the inappropriate operation | movement by ink shortage, may be provided. Further, it is preferable that the low ink amount handling process is executed after the actuator 106 detects “no liquid” at the mounting position and then performs printing for a “predetermined margin”. The “predetermined margin” is set to an appropriate value smaller than the printing amount until all the ink is consumed after the actuator 106 detects “no liquid”.

図6は、他の実施形態の記録装置制御部2002を示すブロック図である。本実施形態では、液体容器1に3つのアクチュエータ106A,106B,及び106Cが装着されている。3つのアクチュエータ106A,106B,及び106Cは、液体消費による液面低下方向に沿って異なる位置に設置されている。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a recording apparatus control unit 2002 according to another embodiment. In the present embodiment, three actuators 106A, 106B, and 106C are attached to the liquid container 1. The three actuators 106A, 106B, and 106C are installed at different positions along the liquid level lowering direction due to liquid consumption.

図6に示す例では、液体容器1に装着された3つのアクチュエータ106A,106B,及び106Cに対して、アクチュエータを駆動する電圧をそれぞれ与える駆動電圧生成部850A,850B及び850Cを有する測定回路部800A、800B及び800Cが、それぞれの近傍位置に配置されている。検出回路部1102内のデジタル回路部902は、アクチュエータ106A,106B,及び106Cが発生する逆起電力信号から測定回路部800A、800B及び800Cによって生成されるデジタル信号を受容し、それぞれのデジタル信号(逆起電力信号に対応)の所定時間内のパルス数をカウントする。更に、液体有無判定部1002は、デジタル回路部902が出力したそれぞれの逆起電力信号のカウント値に基づいて、液体容器1内の液体の有無を判定する。   In the example shown in FIG. 6, a measurement circuit unit 800A having drive voltage generation units 850A, 850B, and 850C that respectively supply voltages for driving the actuators to the three actuators 106A, 106B, and 106C attached to the liquid container 1. , 800B and 800C are disposed in the vicinity of each. The digital circuit unit 902 in the detection circuit unit 1102 receives the digital signals generated by the measurement circuit units 800A, 800B, and 800C from the back electromotive force signals generated by the actuators 106A, 106B, and 106C, and receives the respective digital signals ( The number of pulses within a predetermined time (corresponding to the back electromotive force signal) is counted. Further, the liquid presence / absence determination unit 1002 determines the presence / absence of liquid in the liquid container 1 based on the count value of each back electromotive force signal output from the digital circuit unit 902.

本実施例においては、複数のアクチュエータ106A〜106Cが液面低下方向の異なる位置にそれぞれ装着されているので、それぞれのアクチュエータの装着位置における液体の消費状態を段階的に検出することができる。記録装置制御部2002の液体消費状態検出部1202以外の構成は、図5の記録装置制御部2000と同様の構成であるので説明を省略する。   In this embodiment, since the plurality of actuators 106A to 106C are mounted at different positions in the liquid level lowering direction, it is possible to detect in stages the liquid consumption state at each actuator mounting position. Since the configuration other than the liquid consumption state detection unit 1202 of the recording device control unit 2002 is the same as the configuration of the recording device control unit 2000 of FIG.

液面が各アクチュエータの取付位置レベルより高いか否かによって、各アクチュエータの出力信号は異なる。例えば、検出される逆起電力の周波数や振幅が大きく変化すれば、それに伴って検出信号が変化する。液体消費状態検出部1202は、各検出信号に基づいて、液体の液面が各アクチュエータ106A,106B,及び106Cの取付位置レベルを通過したか否かを判定できる。検出処理は、例えば予め定められたタイミングで定期的に行われる。   The output signal of each actuator varies depending on whether the liquid level is higher than the mounting position level of each actuator. For example, if the frequency or amplitude of the detected back electromotive force changes greatly, the detection signal changes accordingly. The liquid consumption state detection unit 1202 can determine whether or not the liquid level of the liquid has passed the mounting position level of each actuator 106A, 106B, and 106C based on each detection signal. The detection process is periodically performed, for example, at a predetermined timing.

ここで、液面がアクチュエータの取付位置より低い状態を「液体無し状態」とし、液面がアクチュエータより高い状態を「液体有り状態」とする。液面がアクチュエータを通過すると、「液体有り状態」から「液体無し状態」へ検出結果が変化する。本実施の形態では、液面通過の検知とは、このような検出結果の変化を示す。   Here, the state in which the liquid level is lower than the mounting position of the actuator is referred to as “no liquid state”, and the state in which the liquid level is higher than the actuator is referred to as “liquid present state”. When the liquid level passes through the actuator, the detection result changes from the “liquid present state” to the “no liquid state”. In the present embodiment, detection of passing through the liquid level indicates such a change in detection result.

本実施形態の特徴として、制御部1400は、インピーダンスの検出に用いるアクチュエータを、液体消費の進行に応じて液体の液面の低下方向に沿って切り換える。詳述すると、液体容器1の装着直後すなわち液体フル状態では、アクチュエータ106Aのみが使用される。液体が消費され液面がアクチュエータ106Aを通過すると、アクチュエータ106Aは液体無し状態を検出する。これに応えて、制御部1400は、液体検出位置を中段に切り換える、すなわち、アクチュェータ106Bのみを用いて液体の消費が検出される。同様にして、アクチュエータ106Bが液体無し状態を検出すると、検出位置が最下段のアクチュエータ106Cへと切り換えられる。   As a feature of the present embodiment, the control unit 1400 switches the actuator used for impedance detection along the liquid level lowering direction according to the progress of liquid consumption. More specifically, just after the mounting of the liquid container 1, that is, in the liquid full state, only the actuator 106A is used. When the liquid is consumed and the liquid level passes through the actuator 106A, the actuator 106A detects the absence of liquid. In response to this, the control unit 1400 switches the liquid detection position to the middle stage, that is, the consumption of the liquid is detected using only the actuator 106B. Similarly, when the actuator 106B detects the absence of liquid, the detection position is switched to the lowermost actuator 106C.

本実施の形態によれば、検出位置を順次下方に切り換えていくので、全てのアクチュエータが常に動作しなくてもよくい。すなわち、アクチュエータの動作の頻度が少ない。したがって、制御部1400におけるデータ処理量を抑制することができる。この結果、検出動作が印刷動作のスループットを低下させることはない。   According to the present embodiment, the detection positions are sequentially switched downward, so that all the actuators do not always have to operate. That is, the frequency of operation of the actuator is low. Therefore, the data processing amount in the control unit 1400 can be suppressed. As a result, the detection operation does not reduce the throughput of the printing operation.

本実施の形態においては、アクチュエータの数が3つであった。しかしながら、アクチュエータの数は3つ以上であればいくつでもよい。また、アクチュエータの間隔は一定でなくてもよい。たとえば、液面が低くなるほどアクチュエータの間隔を狭くすることが好適である。こうした変形は、以下の他の実施形態においても同様に適用可能である。   In the present embodiment, the number of actuators is three. However, the number of actuators is not limited as long as it is three or more. Further, the distance between the actuators may not be constant. For example, it is preferable to narrow the actuator interval as the liquid level becomes lower. Such a modification can be similarly applied to other embodiments described below.

図7は、図5に示した記録装置制御部2000を変形した実施形態を示す。図7の液体容器1は、液体容器1内の液体を記録紙等の記録媒体に吐出して印字するためのヘッド部1300に連通するように、キャリッジ上に装着されている。
ヘッド部1300は、ヘッド駆動部1440によって駆動されるようになっている。また、図7の記録装置は、ヘッド部1300から液体を吸引してヘッド部1300のノズルを清掃するクリーニング部1436を有している。クリーニング駆動部1432がポンプ1434を駆動することにより、クリーニング部1436はヘッド部1300から液体を吸引するようになっている。
FIG. 7 shows an embodiment in which the recording apparatus control unit 2000 shown in FIG. 5 is modified. The liquid container 1 in FIG. 7 is mounted on a carriage so as to communicate with a head unit 1300 for discharging and printing the liquid in the liquid container 1 onto a recording medium such as recording paper.
The head unit 1300 is driven by a head driving unit 1440. 7 includes a cleaning unit 1436 that sucks liquid from the head unit 1300 to clean the nozzles of the head unit 1300. When the cleaning drive unit 1432 drives the pump 1434, the cleaning unit 1436 sucks liquid from the head unit 1300.

図7に示す記録装置制御部2004の制御回路部1502は、図5に示した記録装置制御部2000が有する要素に加えて、ヘッド部1300が吐出したインク滴の数を数える液体吐出カウンタ(ドットカウンタ)1450と、液体吐出カウンタ1450が数えたインク滴の数に基づいてインク消費量を算出する液体消費量算出部1452と、液体消費状態検出部1210が検出したインク消費状態に基づいてクリーニング駆動部1432を制御するクリーニング制御部1442と、を更に有している。また、検出回路部1104は、液体吐出カウンタ1450がカウントしたヘッド部1300のインク滴の吐出数を、アクチュエータ106を用いて検出したインクの消費状態に基づいて補正する液体消費状態補正部1010を有する。   7 includes a liquid discharge counter (dot) that counts the number of ink droplets ejected by the head unit 1300 in addition to the elements of the recording device control unit 2000 shown in FIG. Counter) 1450, a liquid consumption calculation unit 1452 that calculates the ink consumption based on the number of ink droplets counted by the liquid ejection counter 1450, and a cleaning drive based on the ink consumption state detected by the liquid consumption state detection unit 1210. And a cleaning control unit 1442 for controlling the unit 1432. The detection circuit unit 1104 also includes a liquid consumption state correction unit 1010 that corrects the number of ink droplets discharged from the head unit 1300 counted by the liquid discharge counter 1450 based on the ink consumption state detected using the actuator 106. .

次に、図7において新たに加わった要素についての動作を説明する。液体吐出カウンタ1450は、印字時にヘッド部1300から吐出されるインク滴の数をカウントし、液体消費量算出部1452へ出力する。液体消費量算出部1452は、液体吐出カウンタ1450のカウント値に基づいて、ヘッド部から吐出されたインク量を算出する。   Next, the operation for the newly added elements in FIG. 7 will be described. The liquid ejection counter 1450 counts the number of ink droplets ejected from the head unit 1300 during printing, and outputs the counted number to the liquid consumption calculation unit 1452. The liquid consumption amount calculation unit 1452 calculates the amount of ink ejected from the head unit based on the count value of the liquid ejection counter 1450.

また、印刷とは関係のない駆動信号を印字ヘッドに印加してインク滴を空吐出させることにより、ヘッド部1300のノズル開口近傍の不揃いのメニスカスを回復させたり、ノズル開口におけるインクの目詰まりを防止すること(フラッシング操作)によっても、インクが消費される。したがって、液体吐出カウンタ1450は、フラッシング操作によるインク滴吐出数についてもカウントして、液体消費量算出部1452へ出力する。   In addition, by applying a drive signal unrelated to printing to the print head to cause ink droplets to be ejected idle, uneven meniscus in the vicinity of the nozzle opening of the head portion 1300 can be recovered, or ink clogging at the nozzle opening can be prevented. Inhibiting (flushing operation) also consumes ink. Therefore, the liquid discharge counter 1450 also counts the number of ink droplets discharged by the flushing operation, and outputs it to the liquid consumption calculation unit 1452.

液体消費量算出部1452は、印字操作及びフラッシング操作におけるヘッド部1300からのインクの吐出数から、インクの消費量を算出して、算出したインク消費量を液体消費状態補正部1010へ出力する。液体消費量算出部1452によって算出されたインク量は、提示処理部1404のディスプレイ1416によって表示される。   The liquid consumption calculation unit 1452 calculates the ink consumption from the number of ink ejections from the head unit 1300 in the printing operation and the flushing operation, and outputs the calculated ink consumption to the liquid consumption state correction unit 1010. The ink amount calculated by the liquid consumption amount calculation unit 1452 is displayed on the display 1416 of the presentation processing unit 1404.

更に、ヘッド部1300をクリーニング部1436によって清掃する(クリーニング操作)際にも、ヘッド部1300内のインクが吸引されることで液体容器1内のインクが消費される。したがって、液体消費量算出部1452は、クリーニング制御部1442を介してクリーニング駆動部1432がポンプ1434を駆動した時間(例えばポンプ1434に通電した時間)とポンプ1434の時間当たりのインク吸収量とを掛けることによって、クリーニングによるインクの消費量を算出する。   Further, when the head unit 1300 is cleaned by the cleaning unit 1436 (cleaning operation), the ink in the liquid container 1 is consumed by sucking the ink in the head unit 1300. Accordingly, the liquid consumption calculation unit 1452 multiplies the time (for example, the time when the pump 1434 is energized) by the cleaning drive unit 1432 via the cleaning control unit 1442 and the ink absorption amount per hour of the pump 1434. Thus, the amount of ink consumed for cleaning is calculated.

したがって、液体消費量算出部1452は、液体吐出カウンタ1450とクリーニング制御部1442とによって、消費されたインク量を算出する。液体消費状態補正部1010は、液体消費量算出部1452の算出値を、液体有無判定部1000の判定結果に基づいて補正する。   Accordingly, the liquid consumption amount calculation unit 1452 calculates the amount of ink consumed by the liquid ejection counter 1450 and the cleaning control unit 1442. The liquid consumption state correction unit 1010 corrects the calculated value of the liquid consumption amount calculation unit 1452 based on the determination result of the liquid presence / absence determination unit 1000.

インク消費状態の検出に、液体有無判定部1000及び液体消費量算出部1452の2つの出力を用いる理由を次に述べる。   The reason why the two outputs of the liquid presence / absence determining unit 1000 and the liquid consumption calculating unit 1452 are used for detecting the ink consumption state will be described below.

液体有無判定部1000の出力は、液体の液面をアクチュエータ106によって実際に測定した情報である。一方、液体消費量算出部1452の出力は、液体吐出カウンタ1450がカウントしたインク滴の数及びポンプの駆動時間から算出された推定のインク消費量である。   The output of the liquid presence / absence determination unit 1000 is information obtained by actually measuring the liquid level by the actuator 106. On the other hand, the output of the liquid consumption calculation unit 1452 is an estimated ink consumption calculated from the number of ink droplets counted by the liquid ejection counter 1450 and the driving time of the pump.

この算出値は、ユーザサイドで設定される印刷形態や使用環境により、例えば室温が極端に高いまたは低い場合、あるいは、インクカートリッジの開封後の経過時間が長い場合、インクカートリッジ内の圧力やインクの粘度が変化することによって誤差を生じることがある。   This calculated value depends on the printing mode and usage environment set by the user, for example, when the room temperature is extremely high or low, or when the elapsed time after opening the ink cartridge is long, the pressure in the ink cartridge or the ink Errors may occur due to changes in viscosity.

そこで、液体消費状態補正部1010は、液体消費量算出部1452によって算出されたインク消費量を、液体有無判定部1000から出力されたインク有無の判定結果に基づいて補正する。更に、液体消費状態補正部1010は、液体有無判定部1000から出力されたインク有無の判定結果に基づいて、液体消費量算出部1452がインク消費量を算出するのに用いる算出式のパラメータを補正する。このように算出式のパラメータを補正することによって、当該算出式をインクカートリッジが使用されている環境に適合させることができる。これにより、算出式によって得られた値が、実際に使用した値により近似するようになる。   Therefore, the liquid consumption state correction unit 1010 corrects the ink consumption calculated by the liquid consumption calculation unit 1452 based on the ink presence / absence determination result output from the liquid presence / absence determination unit 1000. Further, the liquid consumption state correction unit 1010 corrects the parameters of the calculation formula used by the liquid consumption amount calculation unit 1452 to calculate the ink consumption amount based on the ink presence / absence determination result output from the liquid presence / absence determination unit 1000. To do. By correcting the parameters of the calculation formula in this way, the calculation formula can be adapted to the environment in which the ink cartridge is used. As a result, the value obtained by the calculation formula is approximated by the actually used value.

アクチュエータ106が装着位置において「インク無し」を検知した場合、記録装置動作制御部1402に制御される印刷動作制御部1406、インク補充処理部1408、カートリッジ交換処理部1410、印刷データ記憶処理部1412及びクリーニング制御部1442は、所定の低インク量対応処理を行う。   When the actuator 106 detects “no ink” at the mounting position, the printing operation control unit 1406, the ink supplement processing unit 1408, the cartridge replacement processing unit 1410, the print data storage processing unit 1412, and the like controlled by the recording device operation control unit 1402 The cleaning control unit 1442 performs a predetermined low ink amount handling process.

印刷動作制御部1406は、ヘッド駆動部1440を制御して、ヘッド部1300におけるインクの吐出を停止したり、インクの吐出量を減少させる。これにより、インクが無くなった後の印刷動作が回避される。   The printing operation control unit 1406 controls the head driving unit 1440 to stop ink ejection from the head unit 1300 or reduce the ink ejection amount. Thereby, the printing operation after the ink runs out is avoided.

クリーニング制御部1442は、低インク対応処理として、クリーニング部1436によるヘッド部1300のクリーニング動作を禁止したり、クリーニングの回数を減少したり、ポンプ1434の吸引力を弱めたりして、インクの吸引量を減少させる。ヘッド部1300のクリーニングの際に、比較的多くのインクがヘッド部1300から吸引される。したがって、低インクとなったときにクリーニング動作を禁止することにより、残り少ないインクがクリーニングのためにヘッド部1300から吸引されることを回避でき、クリーニングのためにインクが不足するという事態を回避できる。あるいは、前述のように、クリーニングの回数を減少したり、ポンプ1434の吸引力を弱めてもよい。制御部1400が、液体容器1内のインク残量に基づいて、印刷動作制御部1406及びクリーニング制御部1442がどのような低インク処理を実行するかを選択する。   As the low ink handling process, the cleaning control unit 1442 prohibits the cleaning operation of the head unit 1300 by the cleaning unit 1436, reduces the number of times of cleaning, weakens the suction force of the pump 1434, and reduces the ink suction amount. Decrease. When cleaning the head unit 1300, a relatively large amount of ink is sucked from the head unit 1300. Therefore, by prohibiting the cleaning operation when the ink becomes low, it is possible to prevent the remaining ink from being sucked from the head unit 1300 for cleaning, and it is possible to avoid a situation where the ink is insufficient for cleaning. Alternatively, as described above, the number of cleanings may be reduced, or the suction force of the pump 1434 may be weakened. The control unit 1400 selects what kind of low ink processing the printing operation control unit 1406 and the cleaning control unit 1442 execute based on the remaining amount of ink in the liquid container 1.

図8は、図7に示した記録装置制御部2004を変形した実施形態を示す。この実施例では、半導体記憶手段7が液体容器1に装着され、記録装置制御部2006が情報記憶制御回路部1444を有している。その他は、図7に示した記録装置制御部2004と同様の構成である。したがって、半導体記憶手段7及び情報記憶制御手段1444と関係ない要素についてはその説明を省略する。   FIG. 8 shows an embodiment in which the recording device control unit 2004 shown in FIG. 7 is modified. In this embodiment, the semiconductor storage means 7 is mounted on the liquid container 1, and the recording device control unit 2006 has an information storage control circuit unit 1444. The rest of the configuration is the same as that of the recording apparatus control unit 2004 shown in FIG. Therefore, description of elements not related to the semiconductor storage unit 7 and the information storage control unit 1444 is omitted.

本実施の形態の液体容器1は、アクチュエータ106及び半導体記憶手段7を有する。半導体記憶手段7は、例えば、EEPROM等の書き換え可能なメモリである。制御回路部1506は、情報記憶制御回路部1444を有する。   The liquid container 1 according to the present embodiment includes an actuator 106 and semiconductor storage means 7. The semiconductor memory means 7 is a rewritable memory such as an EEPROM, for example. The control circuit unit 1506 includes an information storage control circuit unit 1444.

液体消費状態検出部1210は、アクチュエータ106を制御して液体容器1内の液体の消費状態を検出し、アクチュエータ106を用いた液体消費状態の検出に関連する消費関連情報を制御回路部1506へ出力する。   The liquid consumption state detection unit 1210 controls the actuator 106 to detect the consumption state of the liquid in the liquid container 1, and outputs consumption related information related to the detection of the liquid consumption state using the actuator 106 to the control circuit unit 1506. To do.

制御部1400は、情報記憶制御回路部1444を介して、消費関連情報を半導体記憶手段7に書き込む。更に、情報記憶制御回路部1444は、消費関連情報を半導体記憶手段7から読み出して、制御部1400へ出力する。   The control unit 1400 writes consumption related information in the semiconductor storage means 7 via the information storage control circuit unit 1444. Further, the information storage control circuit unit 1444 reads consumption-related information from the semiconductor storage unit 7 and outputs it to the control unit 1400.

次に、半導体記憶手段7について詳細に説明する。半導体記憶手段7は、アクチュエータ106を用いた液体の消費状態の検出に関連する消費関連情報を記憶する。消費関連情報は、検出された液体の消費状態の情報を含む。情報記憶制御回路部1444は、アクチュエータ106を用いて得られた消費状態情報を半導体記憶手段7に書き込む。そして、この消費状態情報が読み出され、記録装置制御部2006において使用される。   Next, the semiconductor memory means 7 will be described in detail. The semiconductor storage means 7 stores consumption related information related to detection of the liquid consumption state using the actuator 106. The consumption related information includes information on the consumption state of the detected liquid. The information storage control circuit unit 1444 writes consumption state information obtained by using the actuator 106 in the semiconductor storage means 7. The consumption state information is read out and used in the recording device control unit 2006.

消費状態情報を半導体記憶手段7に記憶することは、特に液体容器1を脱着する場合において有利である。例えば、液体が途中まで消費された状態で、液体容器1がインクジェット記録装置から取り外されたとする。この時、液体消費状態を記憶した半導体記億手段7が常に液体容器1と共にある。液体容器1は、再度同じインクジェット記録装置に装着されるか、あるいは他のインクジェット記録装置に装着される。この時、半導体記憶手段7から液体消費状態が読み出され、その液体消費状態に基づいて記録装置制御部2006が動作する。例えば、液体が空または液体残量が少ない液体容器1が装着された場合でも、その旨がユーザに伝えられる。このように、液体容器1を脱着する場合であっても、液体容器1の以前の消費状態情報を確実に利用できる。   Storing the consumption state information in the semiconductor storage means 7 is advantageous particularly when the liquid container 1 is detached. For example, it is assumed that the liquid container 1 is removed from the ink jet recording apparatus while the liquid is consumed halfway. At this time, the semiconductor storage means 7 storing the liquid consumption state is always present together with the liquid container 1. The liquid container 1 is mounted again on the same ink jet recording apparatus, or is mounted on another ink jet recording apparatus. At this time, the liquid consumption state is read from the semiconductor storage means 7, and the recording apparatus control unit 2006 operates based on the liquid consumption state. For example, even when the liquid is empty or the liquid container 1 with a small amount of liquid is attached, the fact is notified to the user. Thus, even when the liquid container 1 is detached, the previous consumption state information of the liquid container 1 can be reliably used.

半導体記憶手段7は、さらに、液体吐出カウンタ1450がカウントしたインク滴の数に基づいて液体消費量算出部1452が算出した液体消費状態を記憶してもよい。アクチュエータ106は、アクチュエータ106の装着位置におけるインク液面の通過を確実に検出できるが、液面通過の前後のインク消費状態についての検出は困難である。従って、液面通過の前後のインク消費状態について、液体消費量算出部1452が算出した液体消費状態から推定し、当該推定値を半導体記憶手段7に格納することが好ましい。   The semiconductor storage unit 7 may further store the liquid consumption state calculated by the liquid consumption amount calculation unit 1452 based on the number of ink droplets counted by the liquid ejection counter 1450. The actuator 106 can reliably detect the passage of the ink liquid level at the mounting position of the actuator 106, but it is difficult to detect the ink consumption state before and after the liquid surface passage. Therefore, it is preferable to estimate the ink consumption state before and after passing through the liquid level from the liquid consumption state calculated by the liquid consumption amount calculation unit 1452 and store the estimated value in the semiconductor storage unit 7.

また、消費関連情報は、液体の消費状態に応じて検出されるべき検出特性情報を含む。本実施形態では、検出特性情報として、消費前検出特性情報および消費後検出特性情報が記憶される。消費前検出特性情報は、インクの消費が開始される前の検出特性、すなわち、インクフル状態における検出特性を示す。消費後検出特性情報は、インクが所定の検出目標まで消費されたときに検出される予定の検出特性、具体的には、インク液面がアクチュエータ106の取付位置レベルを下回ったときの検出特性を示す。   The consumption related information includes detection characteristic information to be detected in accordance with the liquid consumption state. In the present embodiment, pre-consumption detection characteristic information and post-consumption detection characteristic information are stored as detection characteristic information. The pre-consumption detection characteristic information indicates a detection characteristic before ink consumption is started, that is, a detection characteristic in an ink full state. The post-consumption detection characteristic information is a detection characteristic that is to be detected when the ink is consumed up to a predetermined detection target, specifically, a detection characteristic when the ink level is below the mounting position level of the actuator 106. Show.

情報記憶制御回路部1444は、半導体記憶手段7から検出特性情報を読み出し、液体消費状態検出部1210は、その検出特性情報に基づいてアクチュエータ106を用いて液体消費状態を検出する。消費前検出特性に対応する検出信号が得られた場合、インクの消費がまだ進んでおらず、インクの残量は多いと考えられる。少なくとも、インク液面がアクチュエータ106より上であることは確実に分かる。一方、消費後検出特性に対応する検出信号が得られたときは、インクの消費が進み、残量が少ないので、インク液面はアクチュエータ106を下回っていることが分かる。   The information storage control circuit unit 1444 reads the detection characteristic information from the semiconductor storage unit 7, and the liquid consumption state detection unit 1210 detects the liquid consumption state using the actuator 106 based on the detection characteristic information. When a detection signal corresponding to the pre-consumption detection characteristic is obtained, it is considered that ink consumption has not progressed yet and the remaining amount of ink is large. At least, it can be clearly seen that the ink level is above the actuator 106. On the other hand, when a detection signal corresponding to the detection characteristic after consumption is obtained, it is understood that the ink level is lower than the actuator 106 because the ink consumption progresses and the remaining amount is low.

検出特性情報を半導体記憶手段7に記憶することの利点の一つを説明する。   One advantage of storing the detection characteristic information in the semiconductor storage means 7 will be described.

検出特性情報は、液体容器1の形状、アクチュエータ106の仕様、インクの仕様、等の各種の要因によって決まる。従って、改良等の設計変更が行われたときには、検出特性も変化することがある。液体消費状態検出部1210が常に同じ検出特性情報を使用すると、こうした検出特性の変化への対処が困難である。
一方、本実施の形態では、検出特性情報が半導体記憶手段7に記憶され利用される。したがって、検出特性の変化に容易に対処できる。例えば、新しい仕様の液体容器1が提供されるときも、その液体容器1の検出特性情報を、記録装置制御部2006が容易に利用できるのである。
The detection characteristic information is determined by various factors such as the shape of the liquid container 1, the specifications of the actuator 106, the ink specifications, and the like. Accordingly, when a design change such as improvement is made, the detection characteristics may also change. If the liquid consumption state detection unit 1210 always uses the same detection characteristic information, it is difficult to cope with such a change in detection characteristic.
On the other hand, in the present embodiment, the detection characteristic information is stored and used in the semiconductor storage means 7. Therefore, it is possible to easily cope with changes in detection characteristics. For example, even when a liquid container 1 having a new specification is provided, the recording device control unit 2006 can easily use the detection characteristic information of the liquid container 1.

液体容器1の仕様が同じでも、製造ばらつきによって検出特性が異なることがある。例えば、液体容器1の形状や肉厚に応じて、検出特性が異なることもある。従って、さらに好ましくは、個々の液体容器1ごとの検出特性情報が測定されて半導体記億手段7に格納される。本実施の形態では、各液体容器1が半導体記憶手段7を有するので、その半導体記憶手段7に固有の検出特性情報を格納できる。これにより、製造ばらつきの検出への影響を低減でき、検出精度を向上できる。このように、本実施の形態は、個々の液体容器1の検出特性の相違に対応できて有利である。   Even if the specifications of the liquid container 1 are the same, the detection characteristics may differ due to manufacturing variations. For example, the detection characteristics may vary depending on the shape and thickness of the liquid container 1. Therefore, more preferably, the detection characteristic information for each individual liquid container 1 is measured and stored in the semiconductor storage means 7. In the present embodiment, since each liquid container 1 has the semiconductor storage means 7, the detection characteristic information unique to the semiconductor storage means 7 can be stored. Thereby, the influence on the detection of manufacturing variation can be reduced, and the detection accuracy can be improved. As described above, this embodiment is advantageous because it can cope with the difference in detection characteristics of the individual liquid containers 1.

図9は、図8に示した記録装置制御部2006の動作手順を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of the recording apparatus control unit 2006 shown in FIG.

まず、インクカートリッジが装着されたか否かが判定される(S10)。すなわち、新品のインクカートリッジまたは途中まで使用されたインクカートリッジが装着されたことが検出される。この処理には、インクジェット記録装置に備えられたスイッチ等(図示せず)が用いられる。   First, it is determined whether or not an ink cartridge is mounted (S10). That is, it is detected that a new ink cartridge or an ink cartridge that has been used halfway is installed. For this process, a switch or the like (not shown) provided in the ink jet recording apparatus is used.

インクカートリッジが装着されると、半導体記憶手段7から検出特性情報等を含む消費関連情報が読み出される(S12)。記録装置制御部2008の提示処理部1404、印刷動作制御部1406、インク補充処理部1408、カートリッジ交換処理部1410、印刷データ記憶処理部1412及びクリーニング制御部1442が、読み出された消費関連情報を利用する。例えば、読み出された消費関連情報により液体容器1内の液体残量が少ないことが分かると、ディスプレイ1416に液体残量が少ないことを表示したり、ヘッド部1300の動作を停止させる。   When the ink cartridge is mounted, consumption-related information including detection characteristic information and the like is read from the semiconductor storage unit 7 (S12). The presentation processing unit 1404, the printing operation control unit 1406, the ink replenishment processing unit 1408, the cartridge replacement processing unit 1410, the print data storage processing unit 1412, and the cleaning control unit 1442 of the recording device control unit 2008 display the read consumption related information. Use. For example, when it is found from the consumption-related information that has been read that the remaining amount of liquid in the liquid container 1 is small, the display 1416 displays that the remaining amount of liquid is low, or stops the operation of the head unit 1300.

液体消費状態検出部1210は、読み出された検出特性情報に基づいて、アクチュエータ106を用いて液体の消費状態を検出する(S14)。検出された液体消費状態に基づいて、液体容器1内の液体の有無が判定される(S16)。「液体無し」が検出された場合には、液体無し対応工程(S18)が実行される。
液体無し対応工程(S18)としては、印刷データ記憶処理部1412によって印字データを記憶するステップ(S24)、印刷動作制御部1406によって印刷動作を停止するステップ(S26)及び提示処理部1404によって液体無しを表示するステップ(S28)が含まれる。
The liquid consumption state detection unit 1210 detects the liquid consumption state using the actuator 106 based on the read detection characteristic information (S14). Based on the detected liquid consumption state, the presence or absence of the liquid in the liquid container 1 is determined (S16). If “no liquid” is detected, the liquid no-response process (S18) is executed.
In the liquid absence handling step (S18), the print data storage processing unit 1412 stores the print data (S24), the printing operation control unit 1406 stops the printing operation (S26), and the presentation processing unit 1404 supplies no liquid. Is included (S28).

この場合、液体無し表示ステップ(S28)の指示により、後述するようにユーザがインクカートリッジを交換することで、インクジェット記録装置にインクが補充される。   In this case, the ink is replenished to the ink jet recording apparatus by the user replacing the ink cartridge as will be described later according to the instruction of the no liquid display step (S28).

あるいは、液体無し対応工程(S18)として、カートリッジ交換処理部1410によって自動的にインクカートリッジを交換(S20)してもよいし、インク補充処理部1408によって自動的にインクを補充(S22)してもよい。この場合、インクは自動的にインクジェット記録装置に補充され、ユーザがインクカートリッジを交換する必要が無い。この場合、後述するカートリッジ交換判断ステップ(S32)を経ずに、液体消費情報読出しステップ(S12)に戻る。
なお、インク補充ステップ(S22)が実施される場合、インクが補充された後、どれだけの量のインクが記録装置に補充されたかの情報が半導体記憶手段7に格納される(S34)。
Alternatively, as the no-liquid handling step (S18), the ink cartridge may be automatically replaced (S20) by the cartridge replacement processing unit 1410, or ink may be automatically replenished (S22) by the ink replenishment processing unit 1408. Also good. In this case, the ink is automatically supplied to the ink jet recording apparatus, and the user does not need to replace the ink cartridge. In this case, the process returns to the liquid consumption information reading step (S12) without passing through a cartridge replacement determination step (S32) described later.
In the case where the ink replenishing step (S22) is performed, after the ink has been replenished, information on how much ink has been replenished to the recording apparatus is stored in the semiconductor storage means 7 (S34).

液体無し対応手段(S18)として、印字データ記憶ステップ(S24)、印刷動作停止ステップ(S26)及び液体無し表示ステップ(S28)が実行された後、検出された液体消費状態は半導体記憶手段7に格納される(S30)。インクカートリッジ内にインクがないことは、液体無し表示ステップ(S28)によってユーザに伝達されているので、ユーザが液体無し表示ステップ(S28)の指示に従ってインクカートリッジを交換する。この場合(S32,Y)、液体消費状態検出ステップ(S14)に戻る。一方、ユーザがインクカートリッジを交換しない場合、インクカートリッジを交換するよう更にユーザに促すような表示がディスプレイ又はスピーカにより提示されて、プロセスを終了する。   After the print data storage step (S24), the printing operation stop step (S26) and the no-liquid display step (S28) are executed as the no-liquid handling means (S18), the detected liquid consumption state is stored in the semiconductor storage means 7. Stored (S30). The fact that there is no ink in the ink cartridge is transmitted to the user by the no-liquid display step (S28), so the user replaces the ink cartridge according to the instruction of the no-liquid display step (S28). In this case (S32, Y), the process returns to the liquid consumption state detection step (S14). On the other hand, when the user does not replace the ink cartridge, a display for prompting the user to replace the ink cartridge is presented on the display or the speaker, and the process is terminated.

図10は、測定回路部800の回路構成を示す図である。測定回路部800は、駆動電圧生成部850、基準電位生成部816、ハイパスフィルタ824、増幅部860及び比較器836を有する。駆動電圧生成部850は、相補に並列にベースB同士及びエミッタE同士が接続されたNPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812の2個のバイポーラトランジスタを含む。NPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812は、アクチェエータ106を駆動するためのトランジスタである。アクチュエータ106は、一方の端子が、互いに接続されたNPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812のエミッタEに接続され、他方の端子が、グランドGNDに接続される。アクチュエータ106の他方の端子は、電源Vcc(5V)に接続されてもよい。   FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration of the measurement circuit unit 800. The measurement circuit unit 800 includes a drive voltage generation unit 850, a reference potential generation unit 816, a high-pass filter 824, an amplification unit 860, and a comparator 836. The driving voltage generation unit 850 includes two bipolar transistors, an NPN transistor 810 and a PNP transistor 812, whose bases B and emitters E are complementarily connected in parallel. The NPN transistor 810 and the PNP transistor 812 are transistors for driving the actuator 106. The actuator 106 has one terminal connected to the emitters E of the NPN transistor 810 and the PNP transistor 812 connected to each other, and the other terminal connected to the ground GND. The other terminal of the actuator 106 may be connected to a power supply Vcc (5 V).

端子840から駆動電圧生成部850に入力されるトリガ信号が、LowからHighとなると、互いに接続されたNPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812のベースBが立ち上がり、NPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812は入力されたトリガ信号の電流を増幅して、アクチュエータ106に与える。図10の場合、PNP型トランジスタ812のエミッタEとコレクタCとの間の電圧が、アクチュエータ106に与えられる。このため、アクチュエータ106は急激に充電されて発振する。更に、アクチュエータ106は、発振後に残留する振動により逆起電力を発生する。アクチュエータ106の残留振動により発生した逆起電力は、ハイパスフィルタ824を介して増幅部860に出力される。   When the trigger signal input from the terminal 840 to the drive voltage generation unit 850 changes from Low to High, the bases B of the NPN transistor 810 and the PNP transistor 812 connected to each other rise, and the NPN transistor 810 and the PNP transistor 812 are connected. Amplifies the current of the input trigger signal and supplies it to the actuator 106. In the case of FIG. 10, the voltage between the emitter E and the collector C of the PNP transistor 812 is applied to the actuator 106. For this reason, the actuator 106 is rapidly charged and oscillates. Further, the actuator 106 generates a counter electromotive force due to vibration remaining after oscillation. The back electromotive force generated by the residual vibration of the actuator 106 is output to the amplifying unit 860 via the high pass filter 824.

NPN型トランジスタ810(PNP型トランジスタ812も同様)のベースB及びエミッタE間はPN接合になっており、ベースBとエミッタEとの電位差が0.6V以下ではエミッタE側にほとんど電流が流れず、0.6Vを超えると大きく増幅された電流がエミッタEに流れる。すなわち、NPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812は、それぞれ0.6Vの不感帯又はバイアス電圧を有しており、NPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812は合計1.2V程度のバイアス電圧を有する。アクチュエータ106の逆起電力を含めた端子電位が不感帯の範囲内であれば、トランジスタが動作してエミッタEに電流が流れ込むことはなく、トランジスタの動作のためにアクチュエータ106の残留振動を抑えてしまうことがない。不感帯がないと、アクチュエータ106の電圧はトランジスタにより制御されて一定値となり、逆起電力を調べることができない。   A PN junction is formed between the base B and the emitter E of the NPN transistor 810 (the same applies to the PNP transistor 812). When the potential difference between the base B and the emitter E is 0.6 V or less, almost no current flows to the emitter E side. When 0.6V is exceeded, a greatly amplified current flows through the emitter E. That is, the NPN transistor 810 and the PNP transistor 812 each have a dead band or a bias voltage of 0.6V, and the NPN transistor 810 and the PNP transistor 812 have a bias voltage of about 1.2V in total. If the terminal potential including the back electromotive force of the actuator 106 is within the dead band range, the transistor operates and no current flows into the emitter E, and the residual vibration of the actuator 106 is suppressed for the operation of the transistor. There is nothing. Without the dead band, the voltage of the actuator 106 is controlled by the transistor to be a constant value, and the back electromotive force cannot be examined.

図10において、バイポーラトランジスタとしてNPN型トランジスタ810及びPNP型トランジスタ812が用いられているが、バイポーラトランジスタの代わりに電界効果トランジスタを用いてもよい。電界効果トランジスタを用いる場合、図10のNPN型トランジスタが配置されている位置にN型電界効果トランジスタを配置する。N型電界効果トランジスタのゲートをNPN型トランジスタ810のベースBの位置に配置し、ソースをエミッタEの位置に配置する。
また、PNP型トランジスタ812が配置されている位置にP型電界効果トランジスタを配置する。P型電界効果トランジスタのゲートをPNP型トランジスタ812のベースBの位置に配置し、ソースをエミッタEの位置に配置する。更に、P型電界効果トランジスタ及びN型電界効果トランジスタのゲート同士及びソース同士を接続する。アクチュエータ106は、一方の端子が互いに接続されたP型電界効果トランジスタ及びN型電界効果トランジスタのソースに接続され、他方の端子が電源Vcc又はグランドGNDに接続されることが好ましい。
In FIG. 10, an NPN transistor 810 and a PNP transistor 812 are used as bipolar transistors, but a field effect transistor may be used instead of the bipolar transistor. When a field effect transistor is used, the N type field effect transistor is arranged at a position where the NPN type transistor in FIG. 10 is arranged. The gate of the N-type field effect transistor is arranged at the position of the base B of the NPN-type transistor 810 and the source is arranged at the position of the emitter E.
Further, a P-type field effect transistor is disposed at a position where the PNP transistor 812 is disposed. The gate of the P-type field effect transistor is disposed at the position of the base B of the PNP transistor 812 and the source is disposed at the position of the emitter E. Furthermore, the gates and sources of the P-type field effect transistor and the N-type field effect transistor are connected. The actuator 106 is preferably connected to the sources of a P-type field effect transistor and an N-type field effect transistor whose one terminals are connected to each other, and the other terminal is connected to the power supply Vcc or the ground GND.

ハイパスフィルタ824は、コンデンサ826と抵抗器828とを有している。駆動電圧生成部850の出力は、このようなハイパスフィルタ824を介して増幅部860に出力される。ハイパスフィルタ824は、アクチュエータ106の出力のうち高周波成分を増幅部860へ出力する一方、低周波成分を取り除く。更に、ハイパスフィルタ824は、増幅部860の出力が基準電位を中心として0〜5Vの範囲に収まるように調整する役割がある。   The high pass filter 824 includes a capacitor 826 and a resistor 828. The output of the drive voltage generation unit 850 is output to the amplification unit 860 through such a high pass filter 824. The high pass filter 824 outputs a high frequency component of the output of the actuator 106 to the amplification unit 860, while removing a low frequency component. Further, the high-pass filter 824 has a role of adjusting the output of the amplifying unit 860 so that it falls within the range of 0 to 5 V with the reference potential as the center.

基準電位生成部816は、直列に接続された抵抗818及び820と、抵抗820に並列に接続されたコンデンサ822と、を有する。これにより、基準電位生成部816は、2〜3V程度の安定した直流電位を基準電位として生成し、ハイパスフィルタ824、増幅部860及び比較器836へ供給する。このため、ハイパスフィルタ824及び増幅部860が出力する信号波形の電圧は、基準電位を中心にして振動する。   The reference potential generation unit 816 includes resistors 818 and 820 connected in series, and a capacitor 822 connected in parallel to the resistor 820. As a result, the reference potential generation unit 816 generates a stable DC potential of about 2 to 3 V as the reference potential and supplies it to the high-pass filter 824, the amplification unit 860, and the comparator 836. For this reason, the voltage of the signal waveform output from the high-pass filter 824 and the amplification unit 860 oscillates around the reference potential.

増幅部860は、オペアンプ834と抵抗830及び832とを有する。オペアンプ834、抵抗830及び832は、入力信号を反転せずに増幅して出力する非反転増幅回路として構成されている。駆動電圧生成部850が出力した逆起電力信号が、ハイパスフィルタ824を介してオペアンプ834の+端子に入力される。オペアンプ834の−端子は、負帰還抵抗830を通して出力端子と接続する一方、抵抗832を通して基準電位と接続している。これにより、アクチュエータ106が出力した微弱な逆起電力信号が基準電位を中心として増幅され、比較器836へ出力される。このように増幅された逆起電力信号の波形は、図4に示したアナログ波形として表され得る。   The amplifier 860 includes an operational amplifier 834 and resistors 830 and 832. The operational amplifier 834 and the resistors 830 and 832 are configured as a non-inverting amplifier circuit that amplifies and outputs an input signal without inverting it. The back electromotive force signal output from the drive voltage generation unit 850 is input to the + terminal of the operational amplifier 834 via the high pass filter 824. The negative terminal of the operational amplifier 834 is connected to the output terminal through the negative feedback resistor 830, and is connected to the reference potential through the resistor 832. As a result, the weak counter electromotive force signal output from the actuator 106 is amplified around the reference potential and output to the comparator 836. The waveform of the back electromotive force signal thus amplified can be represented as the analog waveform shown in FIG.

比較器836には、増幅部860から出力された逆起電力信号の電圧と基準電位生成部816が生成した基準電位とが入力され、逆起電力信号の電圧が基準電位以上のときにHighの信号を、逆起電力信号の電圧が基準電位以下のときにLowの信号を出力する。これにより、デジタル波形の逆起電力信号が生成される。すなわち、オペアンプ834の出力が基準電位を中心に振動する一方、比較器836の−端子の電圧が基準電位と等しいので、比較器836は基準電位を基準にして逆起電力信号の電圧を比較して、デジタル波形の逆起電力信号を出力する。比較器836は、生成したデジタル波形の逆起電力信号を、端子844へ出力する。   The comparator 836 receives the voltage of the back electromotive force signal output from the amplifying unit 860 and the reference potential generated by the reference potential generating unit 816, and when the voltage of the back electromotive force signal is equal to or higher than the reference potential, A low signal is output when the voltage of the back electromotive force signal is equal to or lower than the reference potential. Thereby, a counter electromotive force signal having a digital waveform is generated. That is, while the output of the operational amplifier 834 oscillates around the reference potential, the voltage at the negative terminal of the comparator 836 is equal to the reference potential, so the comparator 836 compares the voltage of the back electromotive force signal with reference to the reference potential. To output a counter electromotive force signal having a digital waveform. The comparator 836 outputs the generated digital waveform back electromotive force signal to the terminal 844.

なお、前述のように、圧電素子への駆動電圧信号の供給は、端子840からのトリガ信号の入力によってなされる。このトリガ信号の入力は、制御装置840cによってなされ得る。制御装置840cは、例えば、液体容器が搭載されるインクジェット記録装置等の各種の液体消費装置に設けられ得る。   As described above, the drive voltage signal is supplied to the piezoelectric element by the input of the trigger signal from the terminal 840. This trigger signal can be input by the controller 840c. The control device 840c can be provided in various liquid consuming devices such as an ink jet recording device on which a liquid container is mounted.

ここで、測定回路部800の回路構成の他の例について、図11を用いて説明する。   Here, another example of the circuit configuration of the measurement circuit unit 800 will be described with reference to FIG.

この場合の基準電位生成部816は、直列に接続された抵抗817、818及び820と、抵抗820に並列に接続されたコンデンサ822と、を有する。この場合、抵抗817及び抵抗820は共に約5kΩ、抵抗818は約500Ωである。これにより、基準電位生成部816は、2〜3V程度の安定した2つの直流電位を基準電位A及びBとして生成し、ハイパスフィルタ824及び増幅部860と比較器836とにそれぞれ供給する。このため、ハイパスフィルタ824及び増幅部860が出力する信号波形の電圧は、基準電位Bを中心にして振動する。   In this case, the reference potential generation unit 816 includes resistors 817, 818, and 820 connected in series, and a capacitor 822 connected in parallel to the resistor 820. In this case, both the resistor 817 and the resistor 820 are about 5 kΩ, and the resistor 818 is about 500Ω. Accordingly, the reference potential generation unit 816 generates two stable DC potentials of about 2 to 3 V as the reference potentials A and B, and supplies them to the high-pass filter 824, the amplification unit 860, and the comparator 836, respectively. For this reason, the voltage of the signal waveform output from the high pass filter 824 and the amplifying unit 860 oscillates around the reference potential B.

ハイパスフィルタ824は、増幅部860の出力が基準電位B(後述)を中心として0〜5V(Vcc)の範囲に収まるように調整する役割を果たす。   The high-pass filter 824 plays a role of adjusting the output of the amplifying unit 860 so as to be within a range of 0 to 5 V (Vcc) with a reference potential B (described later) as a center.

増幅部860は、オペアンプ834と抵抗830及び832とを有する。オペアンプ834、抵抗830及び832は、入力信号を反転せずに増幅して出力する非反転増幅回路として構成されている。駆動電圧生成部850が出力した逆起電力信号が、ハイパスフィルタ824を介してオペアンプ834の+端子に入力される。オペアンプ834の−端子は、負帰還抵抗830を通して出力端子と接続する一方、抵抗832を通して基準電位Bと接続している。これにより、アクチュエータ106が出力した微弱な逆起電力信号が基準電位Bを中心として増幅され、比較器836へ出力される。このように増幅された逆起電力信号の波形は、図4に示したアナログ波形として表され得る。   The amplifier 860 includes an operational amplifier 834 and resistors 830 and 832. The operational amplifier 834 and the resistors 830 and 832 are configured as a non-inverting amplifier circuit that amplifies and outputs an input signal without inverting it. The back electromotive force signal output from the drive voltage generation unit 850 is input to the + terminal of the operational amplifier 834 via the high pass filter 824. The negative terminal of the operational amplifier 834 is connected to the output terminal through the negative feedback resistor 830, and is connected to the reference potential B through the resistor 832. As a result, the weak counter electromotive force signal output from the actuator 106 is amplified around the reference potential B and output to the comparator 836. The waveform of the back electromotive force signal thus amplified can be represented as the analog waveform shown in FIG.

比較器836には、増幅部860から出力された逆起電力信号の電圧と基準電位生成部816が生成した基準電位Aとが入力され、逆起電力信号の電圧が基準電位A以上のときにHighの信号を、逆起電力信号の電圧が基準電位A以下のときにLowの信号を出力する。これにより、デジタル波形の逆起電力信号が生成される。すなわち、オペアンプ834の出力が基準電位Bを中心に振動する一方、比較器836の−端子の電圧が基準電位Aと等しいので、比較器836は基準電位Aを基準にして逆起電力信号の電圧を比較して、デジタル波形の逆起電力信号を出力する。比較器836は、生成したデジタル波形の逆起電力信号を、端子844へ出力する。   The comparator 836 receives the voltage of the back electromotive force signal output from the amplifying unit 860 and the reference potential A generated by the reference potential generating unit 816, and when the voltage of the back electromotive force signal is equal to or higher than the reference potential A. A high signal is output when the voltage of the back electromotive force signal is equal to or lower than the reference potential A. Thereby, a counter electromotive force signal having a digital waveform is generated. That is, while the output of the operational amplifier 834 oscillates around the reference potential B, the voltage at the negative terminal of the comparator 836 is equal to the reference potential A. Therefore, the comparator 836 uses the voltage of the back electromotive force signal with reference to the reference potential A. Are compared, and a counter electromotive force signal having a digital waveform is output. The comparator 836 outputs the generated digital waveform back electromotive force signal to the terminal 844.

なお、基準電圧Aと基準電圧Bとの高低の関係は、逆であってもよい。   The level relationship between the reference voltage A and the reference voltage B may be reversed.

図11において、その他の回路構成は、図10に示す測定回路部800と略同様である。   In FIG. 11, other circuit configurations are substantially the same as those of the measurement circuit unit 800 shown in FIG.

図11に示す測定回路部800では、逆起電力が存在しない場合、オペアンプ834の出力が基準電位Bとなるので、比較器836の出力信号は常にLowであって変化しないはずである。このことを利用して、測定回路部800におけるノイズの影響の有無を判別することができる。   In the measurement circuit unit 800 shown in FIG. 11, when there is no back electromotive force, the output of the operational amplifier 834 becomes the reference potential B. Therefore, the output signal of the comparator 836 is always low and should not change. By utilizing this fact, it is possible to determine the presence or absence of the influence of noise in the measurement circuit unit 800.

例えば測定回路部800は、図11に示すように、ノイズ影響判別部880を有し得る。ノイズ影響判別部880は、例えば図12に示すようなフローに従って、逆起電力信号に対するノイズの影響を判別する。   For example, the measurement circuit unit 800 may include a noise influence determination unit 880 as illustrated in FIG. The noise influence determination unit 880 determines the influence of noise on the back electromotive force signal, for example, according to the flow shown in FIG.

この場合、ノイズ影響判別部880は、圧電素子に駆動電圧信号が与えられる前に、通常の共振周波数(逆起電力信号の周波数)測定(詳細は後述する)時に要する時間と同じ時間またはそれ以上の時間(規定時間とする)、比較器836からの出力を観測する(STEP1)。   In this case, the noise influence determination unit 880 is equal to or longer than the time required for normal resonance frequency (frequency of the back electromotive force signal) measurement (details will be described later) before the drive voltage signal is applied to the piezoelectric element. , The output from the comparator 836 is observed (STEP 1).

そして、当該規定時間の間に比較器836の出力が変化したか否かを判別する(STEP2)。   Then, it is determined whether or not the output of the comparator 836 has changed during the specified time (STEP 2).

出力の変化が無かった場合、ノイズの影響が小さいと判別し、圧電素子に駆動電圧信号が与えられて、検出回路部1100(図13及び図14を用いて後に詳述)による共振周波数の測定等が実施される(STEP3)。   When there is no change in output, it is determined that the influence of noise is small, a drive voltage signal is given to the piezoelectric element, and the resonance frequency is measured by the detection circuit unit 1100 (detailed later with reference to FIGS. 13 and 14). Etc. are implemented (STEP 3).

一方、出力の変化があった場合、ノイズの影響が大きいと判別し、現在の状態では検出回路部1100による共振周波数の測定が正確に実施できないことを示す情報が、図示しない表示画面等に出力される(STEP4)。   On the other hand, if there is a change in the output, it is determined that the influence of noise is large, and information indicating that the measurement of the resonance frequency by the detection circuit unit 1100 cannot be accurately performed in the current state is output on a display screen (not shown). (STEP 4).

以上のように、図12に示すフローチャートに従えば、ノイズの影響によって誤った共振周波数を測定してしまうことが回避され得る。   As described above, according to the flowchart shown in FIG. 12, it is possible to avoid measuring an erroneous resonance frequency due to the influence of noise.

また、ノイズ影響判別部880を別途の回路として構成する代わりに、デジタル回路部900を利用してノイズ影響判別部を構成してもよい。   Further, instead of configuring the noise effect determination unit 880 as a separate circuit, the noise effect determination unit may be configured using the digital circuit unit 900.

図13は、図5の検出回路部1100の回路構成を示す。検出回路部1100は、デジタル回路部900及び液体有無判定部1000を有する。デジタル回路部900は、フリップフロップ910及び918と、カウンタ912及び920と、NANDゲート914及び916と、を有する。カウンタ920は、最高値(1111、1111)まで数えたら、次にクロックパルスが入力されても(0000、0000)にならず、最高値を維持するものとする。   FIG. 13 shows a circuit configuration of the detection circuit unit 1100 of FIG. The detection circuit unit 1100 includes a digital circuit unit 900 and a liquid presence / absence determination unit 1000. The digital circuit unit 900 includes flip-flops 910 and 918, counters 912 and 920, and NAND gates 914 and 916. When the counter 920 counts up to the maximum value (1111, 1111), it does not become (0000, 0000) even if the next clock pulse is input, and maintains the maximum value.

トリガ信号が、端子842からフリップフロップ910のクロック入力ピンCLKに入力されると、フリップフロップ910は、カウンタ912に対して、測定回路部800から出力された逆起電力信号のパルス数の計測をカウンタ912が開始するよう制御する信号を出力する。更に、カウンタ912が逆起電力信号のパルスを8個数えると、NANDゲート916を介してフリップフロップ910がクリアされる。したがって、フリップフロップ910は、トリガ信号が入力されてから逆起電力信号が8パルス目までの間Highとなっている信号を、カウンタ912のカウントイネーブル端子ENPに供給する。   When the trigger signal is input from the terminal 842 to the clock input pin CLK of the flip-flop 910, the flip-flop 910 measures the number of pulses of the counter electromotive force signal output from the measurement circuit unit 800 to the counter 912. A signal for controlling the counter 912 to start is output. Further, when the counter 912 counts eight counter electromotive force signal pulses, the flip-flop 910 is cleared via the NAND gate 916. Therefore, the flip-flop 910 supplies a signal that is High during the period from the input of the trigger signal to the eighth pulse of the counter electromotive force signal to the count enable terminal ENP of the counter 912.

カウンタ912は、カウンタイネーブル端子ENPに入力される信号がHighのときのみ、クロックを計数する。カウンタ912は、トリガ信号がフリップフロップ910に入力されてから逆起電力信号のパルス数の計数を開始し、パルス数を8個数えた時点でカウントイネーブル端子ENPに入力される信号がLowになるのでパルス数のカウントを終了する。カウンタ912は、4パルス目から8パルス目までがHighとなっている信号を、出力ピンQCからフリップフロップ918の入力ピンDに出力する。   The counter 912 counts the clock only when the signal input to the counter enable terminal ENP is High. The counter 912 starts counting the number of pulses of the back electromotive force signal after the trigger signal is input to the flip-flop 910, and the signal input to the count enable terminal ENP becomes Low when the number of pulses reaches eight. Finish counting the number of pulses. The counter 912 outputs a signal in which the fourth to eighth pulses are High from the output pin QC to the input pin D of the flip-flop 918.

フリップフロップ918は、カウンタ912が出力した4パルス目から8パルス目までがHighとなっている信号を入力ピンDから受容し、端子846から入力した16MHzの周波数のクロックをクロック入力ピンCLKから受容して、入力ピンDから入力された信号を当該クロックに同期させて出力する。   The flip-flop 918 receives from the input pin D the signal from the fourth pulse to the eighth pulse output from the counter 912 from the input pin D, and receives the clock of 16 MHz frequency input from the terminal 846 from the clock input pin CLK. Then, the signal input from the input pin D is output in synchronization with the clock.

Figure 0004655283
Figure 0004655283

図13の回路では、逆起電力波形の4パルス目から8パルス目までの間に存在する16MHzのクロックパルスのパルス数をカウントしたが、カウンタ912の出力を用いる計数回路を追加して組み合わせることにより、8カウント目までの時間ばかりでなく任意のカウント目まで数えることもできる。すなわち、異なったカウント間隔内の時間を検出することができる。   In the circuit of FIG. 13, the number of 16 MHz clock pulses existing between the 4th pulse and the 8th pulse of the back electromotive force waveform is counted, but a counting circuit using the output of the counter 912 is added and combined. Thus, not only the time up to the eighth count but also the arbitrary count can be counted. That is, the time within different count intervals can be detected.

図13において、クロック信号である端子846の信号は、高い周波数の信号であり、デジタル回路部800に対してノイズを与え、誤動作を引き起こす可能性がある。従って、クロック信号を必要とするデジタル部から離して配置するか、回路をIC化する場合、アナログ部とデジタル部を別のICにすることが望ましい。その際、測定回路部800をインクカートリッジの近くにおき、検出回路部1100をメイン基板等に配置する。この場合、端子844の信号はデジタル信号でありノイズに強いから長い距離を引き回しても問題ない。あるいは、フリップフロップ910およびカウンタ912もカートリッジの近くに配置し、カウンタ912の出力QB、QCを引き回してもよい。さらに、NANDゲート914の入力の一方をフリップフロップ918の出力ではなく、カウンタ912のQCを反転させた信号にすれば、カウンタ912の出力QCのみを引き回すだけでよい。   In FIG. 13, the signal at the terminal 846 which is a clock signal is a high-frequency signal, which may give noise to the digital circuit portion 800 and cause malfunction. Therefore, when the clock signal is arranged away from the required digital part or the circuit is made into an IC, it is desirable to make the analog part and the digital part different ICs. At that time, the measurement circuit unit 800 is placed near the ink cartridge, and the detection circuit unit 1100 is disposed on the main board or the like. In this case, since the signal at the terminal 844 is a digital signal and is resistant to noise, there is no problem even if a long distance is routed. Alternatively, the flip-flop 910 and the counter 912 may also be disposed near the cartridge, and the outputs QB and QC of the counter 912 may be routed. Further, if one of the inputs of the NAND gate 914 is not the output of the flip-flop 918 but a signal obtained by inverting the QC of the counter 912, only the output QC of the counter 912 needs to be routed.

図14は、図13に示した液体有無判定部1000の詳細な回路構成を示す。
液体有無判定部1000は、カウンタ920が出力した逆起電力信号の4パルス目から8パルス目までの間に現れる16MHzのクロックパルス数のカウント値に基づいて、液体容器1内の液体の有無を判断する。液体有無判定部1000は、図14に示すように、上限値レジスタ1011と、下限値レジスタ1012と、比較部1014及び1016と、ANDゲート1018とを有する。上限値レジスタ1011にはカウント値の上限値が格納され、下限値レジスタ1012にはカウント値の下限値が格納されている。
FIG. 14 shows a detailed circuit configuration of the liquid presence / absence determining unit 1000 shown in FIG.
The liquid presence / absence determination unit 1000 determines the presence / absence of liquid in the liquid container 1 based on the count value of the number of clock pulses of 16 MHz appearing between the fourth pulse and the eighth pulse of the counter electromotive force signal output from the counter 920. to decide. As shown in FIG. 14, the liquid presence / absence determination unit 1000 includes an upper limit register 1011, a lower limit register 1012, comparison units 1014 and 1016, and an AND gate 1018. The upper limit value register 1011 stores the upper limit value of the count value, and the lower limit value register 1012 stores the lower limit value of the count value.

比較部1014は、デジタル回路部900が出力したカウント値をB端子から受容し、カウント値の上限値を上限値レジスタ1011からA端子を介して受容する。カウント値が上限値より小さい場合、比較部1014はHighの信号をアンドゲート1018に出力する。一方、カウント値が上限値以上の場合、比較部1014は、Lowの信号をアンドゲート1018に出力する。カウント値が上限値以上の場合は、逆起電力波形の周波数が下限値より低く、逆起電力波形が正常に測定されていないので、液体容器が記録装置に装着されていないかまたは確実に装着されていない可能性がある。   The comparison unit 1014 receives the count value output from the digital circuit unit 900 from the B terminal, and receives the upper limit value of the count value from the upper limit value register 1011 via the A terminal. When the count value is smaller than the upper limit value, the comparison unit 1014 outputs a High signal to the AND gate 1018. On the other hand, when the count value is equal to or greater than the upper limit value, the comparison unit 1014 outputs a Low signal to the AND gate 1018. If the count value is greater than or equal to the upper limit value, the frequency of the back electromotive force waveform is lower than the lower limit value and the back electromotive force waveform is not measured normally, so the liquid container is not attached to the recording device or is attached securely. It may not have been.

一方、比較部1016は、デジタル回路部900が出力したカウント値をA端子から受容し、カウント値の下限値を下限値レジスタ1012からB端子を介して受容する。カウント値が下限値より大きい場合、比較部1016はHighの信号をアンドゲート1018及び端子1022に出力する。一方、カウント値が下限値以下である場合、比較部1016はLowの信号をアンドゲート1018及び端子1022に出力する。カウント値が下限値以下である場合、液体容器1内の液体がアクチュエータ106の装着位置において存在しないことを意味する。   On the other hand, the comparison unit 1016 receives the count value output from the digital circuit unit 900 from the A terminal, and receives the lower limit value of the count value from the lower limit value register 1012 via the B terminal. When the count value is larger than the lower limit value, the comparison unit 1016 outputs a High signal to the AND gate 1018 and the terminal 1022. On the other hand, when the count value is equal to or lower than the lower limit value, the comparison unit 1016 outputs a Low signal to the AND gate 1018 and the terminal 1022. When the count value is equal to or lower than the lower limit value, it means that the liquid in the liquid container 1 does not exist at the mounting position of the actuator 106.

比較部1014及び1016の双方がHighの信号を出力した場合、すなわち、カウント値が上限値より小さく下限値より大きい場合、アンドゲート1018はHighの信号を出力する。この場合、逆起電力波形の周波数が上限値より低いので、液体容器1内の液体がアクチュエータ106の装着位置レベルにおいて存在する。しかも、逆起電力波形の周波数が下限値より高いので、液体容器1が記録装置に確実に装着されており、液体がアクチュエータ106の装着位置レベルにおいて存在することがわかる。すなわち、端子1020がHighの場合は、液体容器1が記録装置に確実に装着されており、液体がアクチュエータ106の装着位置レベルにおいて存在する正常な状態である。   When both the comparison units 1014 and 1016 output a High signal, that is, when the count value is smaller than the upper limit value and larger than the lower limit value, the AND gate 1018 outputs a High signal. In this case, since the frequency of the counter electromotive force waveform is lower than the upper limit value, the liquid in the liquid container 1 exists at the mounting position level of the actuator 106. Moreover, since the frequency of the back electromotive force waveform is higher than the lower limit value, it can be seen that the liquid container 1 is securely attached to the recording apparatus and the liquid exists at the attachment position level of the actuator 106. That is, when the terminal 1020 is High, the liquid container 1 is securely attached to the recording apparatus and the liquid is in a normal state where the liquid exists at the attachment position level of the actuator 106.

比較部1014がLowの信号を出力し、比較部1016がHighの信号を出力した場合、すなわち、カウント値が上限値以上で下限値より大きい場合、アンドゲート1018はLowの信号を出力する。また、端子1022には、Highの信号が入力される。この場合、端子1020がLowなので異常であり、端子1022がHighなので液体容器1が記録装置に装着されていないか又は確実に装着されていないと判定できる。   When the comparison unit 1014 outputs a Low signal and the comparison unit 1016 outputs a High signal, that is, when the count value is greater than or equal to the upper limit value and greater than the lower limit value, the AND gate 1018 outputs a Low signal. A high signal is input to the terminal 1022. In this case, it is abnormal because the terminal 1020 is Low, and since the terminal 1022 is High, it can be determined that the liquid container 1 is not attached to the recording apparatus or is not attached securely.

比較部1014がHighの信号を出力し、比較部1016がLowの信号を出力した場合、すなわち、カウント値が上限値より小さく下限値以下の場合、アンドゲート1018はLowの信号を出力する。この場合、端子1020がLowなので異常であり、端子1022がLowなので液体がアクチュエータ106の装着位置レベルにおいて無いことがわかる。   When the comparison unit 1014 outputs a High signal and the comparison unit 1016 outputs a Low signal, that is, when the count value is smaller than the upper limit value and less than or equal to the lower limit value, the AND gate 1018 outputs a Low signal. In this case, it is abnormal because the terminal 1020 is Low, and it can be seen that there is no liquid at the mounting position level of the actuator 106 because the terminal 1022 is Low.

図15は、アクチュエータ106の製造方法を示す。
図15では、複数のアクチュエータ106(図15の例では4個)が一体に形成されている。図15に示した複数のアクチュエータの一体成形物を、それぞれのアクチュエータ106において切断することにより、図16に示すアクチュエータ106を製造する。図15に示す一体成形された複数のアクチュエータ106のそれぞれの圧電素子が円形である場合、一体成形物をそれぞれのアクチュエータ106において切断することにより、図1に示すアクチュエータ106を製造することができる。複数のアクチュエータ106を一体に形成することにより、複数のアクチュエータ106を同時に効率良く製造することができ、運搬時の取り扱いが容易となる。
FIG. 15 shows a method for manufacturing the actuator 106.
In FIG. 15, a plurality of actuators 106 (four in the example of FIG. 15) are integrally formed. The actuator 106 shown in FIG. 16 is manufactured by cutting the integrally molded product of the plurality of actuators shown in FIG. 15 at each actuator 106. When each piezoelectric element of the plurality of integrally formed actuators 106 shown in FIG. 15 is circular, the actuator 106 shown in FIG. 1 can be manufactured by cutting the integrally formed product in each actuator 106. By integrally forming the plurality of actuators 106, the plurality of actuators 106 can be efficiently manufactured at the same time, and handling during transportation becomes easy.

アクチュエータ106は、薄板又は振動板176、基板178、弾性波発生手段又は圧電素子174、端子形成部材又は上部電極端子168、及び端子形成部材又は下部電極端子170を有する。   The actuator 106 includes a thin plate or vibration plate 176, a substrate 178, an elastic wave generating means or piezoelectric element 174, a terminal forming member or upper electrode terminal 168, and a terminal forming member or lower electrode terminal 170.

圧電素子174は、圧電振動板又は圧電層160、上部電極164及び下部電極166を含む。基板178の上面に振動板176が形成され、振動板176の上面に下部電極166が形成されている。下部電極166の上面には、圧電層160が形成され、圧電層160の上面に、上部電極164が形成されている。したがって、圧電層160の主要部は、上部電極164の主要部及び下部電極166の主要部によって、上下から挟まれるように形成されている。   The piezoelectric element 174 includes a piezoelectric diaphragm or piezoelectric layer 160, an upper electrode 164, and a lower electrode 166. A vibration plate 176 is formed on the upper surface of the substrate 178, and a lower electrode 166 is formed on the upper surface of the vibration plate 176. A piezoelectric layer 160 is formed on the upper surface of the lower electrode 166, and an upper electrode 164 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 160. Therefore, the main part of the piezoelectric layer 160 is formed so as to be sandwiched from above and below by the main part of the upper electrode 164 and the main part of the lower electrode 166.

図15に示す場合、振動板176上に、複数(図15の例では4個)の圧電素子174が形成されている。振動板176の表面に下部電極166が形成され、下部電極166の表面に圧電層160が形成され、圧電層160の上面に上部電極164が形成される。上部電極164及び下部電極166の端部に上部電極端子168及び下部電極端子170が形成される。そして、4個のアクチュエータ106が、それぞれ別々に切断されて個別に使用される。   In the case shown in FIG. 15, a plurality of (four in the example of FIG. 15) piezoelectric elements 174 are formed on the diaphragm 176. A lower electrode 166 is formed on the surface of the diaphragm 176, a piezoelectric layer 160 is formed on the surface of the lower electrode 166, and an upper electrode 164 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 160. Upper electrode terminals 168 and lower electrode terminals 170 are formed at the ends of the upper electrode 164 and the lower electrode 166. The four actuators 106 are cut separately and used individually.

図16は、圧電素子が矩形のアクチュエータ106の一部分の断面を示す。図17は、図16に示したアクチュエータ106の全体の断面を示す。   FIG. 16 shows a cross section of a part of the actuator 106 having a rectangular piezoelectric element. FIG. 17 shows an entire cross section of the actuator 106 shown in FIG.

図17に示すように、基板178の圧電素子174と対向する面には、貫通孔178aが形成されている。貫通孔178aは振動板176によって封止されている。振動板176は、アルミナや酸化ジルコニア等の、電気絶縁性を備えると共に弾性変形可能な材料によって形成されている。   As shown in FIG. 17, a through hole 178 a is formed on the surface of the substrate 178 facing the piezoelectric element 174. The through hole 178a is sealed by the vibration plate 176. The diaphragm 176 is made of an electrically insulating material that can be elastically deformed, such as alumina or zirconia oxide.

貫通孔178aに対応する位置に、圧電素子174が振動板176上に形成されている。下部電極166は貫通孔178aの領域から一方向、図17では左方に延びるように振動板176の表面に形成されている。上部電極164は貫通孔178aの領域から下部電極とは反対の方向、図17では右方に延びるように圧電層160の表面に形成されている。   A piezoelectric element 174 is formed on the vibration plate 176 at a position corresponding to the through hole 178a. The lower electrode 166 is formed on the surface of the diaphragm 176 so as to extend in one direction from the region of the through hole 178a, to the left in FIG. The upper electrode 164 is formed on the surface of the piezoelectric layer 160 so as to extend from the region of the through hole 178a in the direction opposite to the lower electrode, that is, rightward in FIG.

上部電極端子168及び下部電極端子170は、それぞれ補助電極172及び下部電極166の上面に形成されている。下部電極端子170は、下部電極166と電気的に接触し、上部電極端子168は、補助電極172を介して上部電極164と電気的に接触して、圧電素子とアクチュエータ106の外部との間の信号の受け渡しをする。上部電極端子168及び下部電極端子170は、電極164及び166と圧電層160とを合わせた圧電素子174の高さ以上の高さを有する。   The upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 are formed on the upper surfaces of the auxiliary electrode 172 and the lower electrode 166, respectively. The lower electrode terminal 170 is in electrical contact with the lower electrode 166, and the upper electrode terminal 168 is in electrical contact with the upper electrode 164 through the auxiliary electrode 172, and between the piezoelectric element and the outside of the actuator 106. Deliver signals. The upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 have a height equal to or higher than the height of the piezoelectric element 174 in which the electrodes 164 and 166 and the piezoelectric layer 160 are combined.

図18は、図15に示したアクチュエータ106の製造方法を示す。
まず、グリーンシート40に、プレスあるいはレーザー加工等を用いて貫通孔40aを穿孔する。グリーンシート40は、焼成後に基板178となるものである。グリーンシート40は、セラミック等の材料で形成される。
FIG. 18 shows a manufacturing method of the actuator 106 shown in FIG.
First, the through hole 40a is drilled in the green sheet 40 using a press or laser processing. The green sheet 40 becomes the substrate 178 after firing. The green sheet 40 is formed of a material such as ceramic.

次に、グリーンシート40の表面に別のグリーンシート41を積層する。グリーンシート41は、焼成後に振動板176となるものである。グリーンシート41は、酸化ジルコニア等の材料で形成される。   Next, another green sheet 41 is laminated on the surface of the green sheet 40. The green sheet 41 becomes the diaphragm 176 after firing. The green sheet 41 is formed of a material such as zirconia oxide.

次に、グリーンシート41の表面に、導電層42、圧電層160、導電層44を、圧膜印刷等の方法で順次形成する。導電層42は、後に下部電極166となるものであり、導電層44は、後に上部電極164となるものである。   Next, the conductive layer 42, the piezoelectric layer 160, and the conductive layer 44 are sequentially formed on the surface of the green sheet 41 by a method such as pressure film printing. The conductive layer 42 later becomes the lower electrode 166, and the conductive layer 44 later becomes the upper electrode 164.

次に、形成されたグリーンシート40、グリーンシート41、導電層42、圧電層160及び導電層44を、乾燥して焼成する。   Next, the formed green sheet 40, green sheet 41, conductive layer 42, piezoelectric layer 160, and conductive layer 44 are dried and fired.

スペーサ部材47、48は、上部電極端子168と下部電極端子170の高さを底上げして圧電素子より高くするための部材である。スペーサ部材47、48は、グリーンシート40、41と同材料を印刷するかあるいは積層して形成する。スペーサ部材47,48を用いることにより、貴金属である上部電極端子168及び下部電極端子170の材料が少なくて済む。また、上部電極端子168及び下部電極端子170の厚みを薄くできるので、上部電極端子168及び下部電極端子170を精度良く印刷でき、精度の良い高さとすることができる。   The spacer members 47 and 48 are members for raising the height of the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 to be higher than the piezoelectric element. The spacer members 47 and 48 are formed by printing or laminating the same material as the green sheets 40 and 41. By using the spacer members 47 and 48, the material of the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170, which are noble metals, can be reduced. In addition, since the thickness of the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 can be reduced, the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 can be printed with high accuracy, and the height can be increased with high accuracy.

導電層42の形成時に、導電層44との接続部44’及びスペーサ部材47及び48を同時に形成すると、上部電極端子168及び下部電極端子170を容易に形成したり、強固に固定することができる。最後に、導電層42及び導電層44の端部領域に、上部電極端子168及び下部電極端子170を形成する。上部電極端子168及び下部電極端子170を形成する際、上部電極端子168及び下部電極端子170が、圧電層160に電気的に接続されるように形成する。   When the conductive layer 42 is formed, the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 can be easily formed or firmly fixed by simultaneously forming the connection portion 44 ′ with the conductive layer 44 and the spacer members 47 and 48. . Finally, the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 are formed in the end regions of the conductive layer 42 and the conductive layer 44. When the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 are formed, the upper electrode terminal 168 and the lower electrode terminal 170 are formed so as to be electrically connected to the piezoelectric layer 160.

図19は、本発明が適用されるインクカートリッジのさらに他の実施形態を示す。図19(A)は、本実施形態によるインクカートリッジの底部の断面図である。本実施形態のインクカートリッジは、インクを収容する容器1の底面1aに貫通孔1cを有する。貫通孔1cの底部はアクチュエータ650によって塞がれ、インク溜部を形成する。   FIG. 19 shows still another embodiment of an ink cartridge to which the present invention is applied. FIG. 19A is a cross-sectional view of the bottom of the ink cartridge according to the present embodiment. The ink cartridge of the present embodiment has a through hole 1c on the bottom surface 1a of the container 1 that stores ink. The bottom of the through-hole 1c is closed by the actuator 650 to form an ink reservoir.

図19(B)は、図19(A)に示したアクチュエータ650及び貫通孔1cの詳細な断面を示す。図19(C)は、図19(B)に示したアクチュエータ650及び貫通孔1cの平面を示す。アクチュエータ650は、振動板72および振動板72に固定された圧電素子73を有する。圧電素子73が振動板72及び基板71を介して貫通孔1cに対向するように、アクチュエータ650は、容器1の底面に固定される。振動板72は、弾性変形可能で、耐インク性を備える。   FIG. 19 (B) shows a detailed cross section of the actuator 650 and the through hole 1c shown in FIG. 19 (A). FIG. 19C shows a plane of the actuator 650 and the through hole 1c shown in FIG. The actuator 650 has a diaphragm 72 and a piezoelectric element 73 fixed to the diaphragm 72. The actuator 650 is fixed to the bottom surface of the container 1 so that the piezoelectric element 73 faces the through hole 1 c via the vibration plate 72 and the substrate 71. The diaphragm 72 is elastically deformable and has ink resistance.

容器1のインク量に依存して、圧電素子73及び振動板72の残留振動によって発生する逆起電力の振幅及び周波数が変化する。アクチュエータ650に対向する位置に貫通孔1cが形成されているため、最小限の一定量のインクが貫通孔1cに確保される。したがって、貫通孔1cに確保されるインク量により決まるアクチュエータ650の振動の特性を予め測定しておくことにより、容器1のインクエンドを確実に検出することができる。   Depending on the amount of ink in the container 1, the amplitude and frequency of the counter electromotive force generated by the residual vibration of the piezoelectric element 73 and the diaphragm 72 change. Since the through hole 1c is formed at a position facing the actuator 650, a minimum amount of ink is secured in the through hole 1c. Therefore, the ink end of the container 1 can be reliably detected by measuring in advance the vibration characteristics of the actuator 650 determined by the amount of ink secured in the through hole 1c.

図20は、貫通孔1cの他の実施形態を示す。図20(A)、(B)、及び(C)のそれぞれにおいて、左側の図は、貫通孔1cにインクKが無い状態を示し、右側の図は、貫通孔1cにインクKが残った状態を示す。図19の実施形態においては、貫通孔1cの側面は垂直な壁として形成されている。図20(A)においては、貫通孔1cは、側面1dが上下方向に斜めであり外側に拡大して開いている。図20(B)においては、段差部1e及び1fが、貫通孔1cの側面に形成されており、上方の段差部1fが下方の段差部1eより広くなっている。図20(C)においては、貫通孔1cは、インクKを排出しやすい方向すなわちインク供給口2の方向へ延びる溝1gを有する。   FIG. 20 shows another embodiment of the through hole 1c. 20A, 20 </ b> B, and 20 </ b> C, the left diagram shows a state in which there is no ink K in the through hole 1 c, and the right diagram shows a state in which the ink K remains in the through hole 1 c. Indicates. In the embodiment of FIG. 19, the side surface of the through hole 1c is formed as a vertical wall. In FIG. 20A, the through-hole 1c has a side surface 1d that is slanted in the vertical direction and is open to the outside. In FIG. 20B, step portions 1e and 1f are formed on the side surface of the through hole 1c, and the upper step portion 1f is wider than the lower step portion 1e. In FIG. 20C, the through-hole 1c has a groove 1g extending in a direction in which the ink K is easily discharged, that is, in the direction of the ink supply port 2.

図20(A)〜(C)に示した貫通孔1cの形状によれば、インク溜部のインクKの量を少なくできる。従って、図1および図2で説明したM’cavを、M’maxと比較して小さくすることができる。このため、インクエンド時におけるアクチュエータ650の振動特性を、容器1に印刷可能な量のインクKが残存しているインク残存時と大きく異ならせることができ、インクエンドをより確実に検出することができる。   According to the shape of the through hole 1c shown in FIGS. 20A to 20C, the amount of ink K in the ink reservoir can be reduced. Therefore, M ′ cav described with reference to FIGS. 1 and 2 can be made smaller than M ′ max. For this reason, the vibration characteristic of the actuator 650 at the time of ink end can be greatly different from that at the time of ink remaining in an amount of ink K that can be printed on the container 1, and the ink end can be detected more reliably. it can.

図21は、アクチュエータの他の実施形態を示す斜視図である。アクチュエータ660は、アクチュエータ660を構成する振動板72の貫通孔1cよりも外側にパッキン76を有する。アクチュエータ660の外周には、カシメ孔77が形成されている。アクチュエータ660は、カシメ孔77を介して、カシメにより容器1に固定される。   FIG. 21 is a perspective view showing another embodiment of the actuator. The actuator 660 has a packing 76 outside the through-hole 1c of the diaphragm 72 constituting the actuator 660. A caulking hole 77 is formed on the outer periphery of the actuator 660. The actuator 660 is fixed to the container 1 by caulking through the caulking hole 77.

図22(A)、(B)は、アクチュエータの更に他の実施形態を示す斜視図である。本実施形態においては、アクチュエータ670は、凹部形成基板80および圧電素子82を備える。凹部形成基板80の一方の面には、凹部81がエッチング等の手法により形成され、他方の面に圧電素子82が取り付けられている。
凹部形成基板80のうち、凹部81の底部が振動領域として作用する。従って、アクチュエータ670の振動領域は、凹部81の周縁によって規定される。
FIGS. 22A and 22B are perspective views showing still another embodiment of the actuator. In the present embodiment, the actuator 670 includes a recess forming substrate 80 and a piezoelectric element 82. A recess 81 is formed on one surface of the recess forming substrate 80 by a technique such as etching, and a piezoelectric element 82 is attached to the other surface.
Of the recess forming substrate 80, the bottom of the recess 81 acts as a vibration region. Therefore, the vibration region of the actuator 670 is defined by the peripheral edge of the recess 81.

アクチュエータ670は、図1の実施例によるアクチュエータ106において、基板178および振動板176が一体として形成された構造と類似する。この場合、インクカートリッジを製造する際の製造工程を短縮することができ、コストが低減される。アクチュエータ670は、容器1に設けられた貫通孔1cに埋め込み可能なサイズであることが好ましい。それによって、凹部81がキャビティとしても作用することができる。尚、図1の実施例によるアクチュエータ106を、図22の実施例によるアクチュエータ670と同様に、貫通孔1cに埋め込み可能なように形成してもよい。   Actuator 670 is similar to the structure in which substrate 178 and diaphragm 176 are integrally formed in actuator 106 according to the embodiment of FIG. In this case, the manufacturing process when manufacturing the ink cartridge can be shortened, and the cost is reduced. The actuator 670 is preferably of a size that can be embedded in the through hole 1 c provided in the container 1. Thereby, the recess 81 can also act as a cavity. The actuator 106 according to the embodiment shown in FIG. 1 may be formed so as to be embedded in the through hole 1c, similarly to the actuator 670 according to the embodiment shown in FIG.

図23は、アクチュエータ106を取付モジュール体100として一体形成した構成を示す斜視図である。モジュール体100は、インクカートリッジの容器1の所定個所に装着される。モジュール体100は、インク液中の少なくとも音響インピーダンスの変化を検出することにより、容器1内の液体の消費状態を検知するように構成されている。   FIG. 23 is a perspective view showing a configuration in which the actuator 106 is integrally formed as the mounting module body 100. The module body 100 is attached to a predetermined portion of the container 1 of the ink cartridge. The module body 100 is configured to detect the consumption state of the liquid in the container 1 by detecting a change in at least the acoustic impedance in the ink liquid.

本実施形態のモジュール体100は、容器1にアクチュエータ106を取り付けるための液体容器取付部101を有する。液体容器取付部101は、平面がほぼ矩形の基台102と、駆動信号により発振するアクチュエータ106を収容する基台102上の円柱部116と、を有している。また、モジュール体100は、インクカートリッジに装着されたときに、モジュール体100のアクチュエータ106が外部から接触できないように構成されている。これにより、アクチュエータ106を外部の接触から保護することができる。なお、円柱部116の先端側エッジは丸みが付けられていて、インクカートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなっている。   The module body 100 of the present embodiment includes a liquid container mounting portion 101 for mounting the actuator 106 to the container 1. The liquid container mounting portion 101 includes a base 102 having a substantially rectangular plane, and a cylindrical portion 116 on the base 102 that houses an actuator 106 that oscillates in response to a drive signal. The module body 100 is configured such that the actuator 106 of the module body 100 cannot be contacted from the outside when the module body 100 is attached to the ink cartridge. Thereby, the actuator 106 can be protected from external contact. The leading edge of the cylindrical portion 116 is rounded so that it can be easily fitted into a hole formed in the ink cartridge.

図24は、図23に示したモジュール体100の分解図である。モジュール体100は、樹脂からなる液体容器取付部101と、プレート110および凹部113を有する圧電装置装着部105(図23参照)とを含む。さらに、モジュール体100は、リードワイヤ104a及び104b、アクチュエータ106及びフィルム108を有する。好ましくは、プレート110は、ステンレス又はステンレス合金等の錆びにくい材料から形成される。   24 is an exploded view of the module body 100 shown in FIG. The module body 100 includes a liquid container mounting portion 101 made of resin, and a piezoelectric device mounting portion 105 (see FIG. 23) having a plate 110 and a recess 113. Further, the module body 100 includes lead wires 104a and 104b, an actuator 106, and a film 108. Preferably, the plate 110 is made of a material that hardly rusts, such as stainless steel or a stainless alloy.

液体容器取付部101に含まれる円柱部116および基台102は、リードワイヤ104a及び104bを収容できるように中心部に開口部114が形成されると共に、アクチュエータ106、フィルム108、及びプレート110を収容できるように開口部114の周囲に凹部113が形成されている。   The cylindrical portion 116 and the base 102 included in the liquid container mounting portion 101 are formed with an opening 114 at the center so that the lead wires 104a and 104b can be accommodated, and accommodate the actuator 106, the film 108, and the plate 110. A recess 113 is formed around the opening 114 so that it can be formed.

アクチュエータ106は、プレート110にフィルム108を介して接合され、プレート110およびアクチュエータ106は凹部113(液体容器取付部101)に固定される。従って、リードワイヤ104a及び104b、アクチュエータ106、フィルム108及びプレート110は、液体容器取付部101に一体として取り付けられる。   The actuator 106 is joined to the plate 110 via the film 108, and the plate 110 and the actuator 106 are fixed to the recess 113 (the liquid container mounting portion 101). Therefore, the lead wires 104 a and 104 b, the actuator 106, the film 108, and the plate 110 are attached to the liquid container attaching portion 101 as a unit.

リードワイヤ104a及び104bは、それぞれアクチュエータ106の上部電極及び下部電極と結合して、圧電層に駆動信号を伝達する一方、アクチュエータ106が検出した共振周波数の信号を記録装置等へ伝達する。   The lead wires 104a and 104b are coupled to the upper electrode and the lower electrode of the actuator 106, respectively, and transmit a drive signal to the piezoelectric layer, while transmitting a resonance frequency signal detected by the actuator 106 to a recording device or the like.

アクチュエータ106は、リードワイヤ104a及び104bから伝達された駆動信号に基づいて、一時的に発振する。また、アクチュエータ106は、発振後に残留振動し、その振動によって逆起電力を発生させる。このとき、逆起電力波形の振動周期を検出することによって、液体容器内の液体の消費状態に対応した共振周波数を検出することができる。   The actuator 106 oscillates temporarily based on the drive signal transmitted from the lead wires 104a and 104b. Further, the actuator 106 vibrates residually after oscillation, and generates back electromotive force by the vibration. At this time, the resonance frequency corresponding to the liquid consumption state in the liquid container can be detected by detecting the vibration period of the counter electromotive force waveform.

フィルム108は、アクチュエータ106とプレート110とを接着して、アクチュエータを液密にする。フィルム108は、ポリオレフィン等によって形成し、熱融着で接着することが好ましい。アクチュエータ106とプレート110とをフィルム108によって面状に接着して固定することにより、接着の場所によるばらつきが無くなり、振動部以外の部分が振動しない。したがって、アクチュエータ106をプレート110に接着しても、アクチュエータ106の振動特性は変化しない。   The film 108 adheres the actuator 106 and the plate 110 to make the actuator liquid-tight. The film 108 is preferably formed of polyolefin or the like and bonded by heat fusion. When the actuator 106 and the plate 110 are bonded and fixed in a planar shape by the film 108, there is no variation depending on the bonding location, and portions other than the vibrating portion do not vibrate. Therefore, even if the actuator 106 is bonded to the plate 110, the vibration characteristics of the actuator 106 do not change.

なお、プレート110は円形状であり、基台102の開口部114は円筒状に形成されている。アクチュエータ106及びフィルム108は矩形状に形成されている。リードワイヤ104a及び104b、アクチュエータ106、フィルム108及びプレート110は、基台102に対して着脱可能としてもよい。基台102、リードワイヤ104a及び104b、アクチュエータ106、フィルム108及びプレート110は、モジュール体100の中心軸に対して対称に配置されている。また、基台102、アクチュエータ106、フィルム108及びプレート110の中心は、モジュール体100のほぼ中心軸上に配置されている。   The plate 110 has a circular shape, and the opening 114 of the base 102 is formed in a cylindrical shape. The actuator 106 and the film 108 are formed in a rectangular shape. The lead wires 104 a and 104 b, the actuator 106, the film 108, and the plate 110 may be detachable from the base 102. The base 102, the lead wires 104 a and 104 b, the actuator 106, the film 108, and the plate 110 are disposed symmetrically with respect to the central axis of the module body 100. The centers of the base 102, the actuator 106, the film 108, and the plate 110 are disposed on the substantially central axis of the module body 100.

また、基台102の開口部114の面積は、アクチュエータ106の振動領域の面積よりも大きく形成されている。プレート110の中心でアクチュエータ106の振動部に直面する位置には、貫通孔112が形成されている。図1および図2に示したように、アクチュエータ106にはキャビティ162が形成されており、貫通孔112とキャビティ162とが、共にインク溜部を形成する。プレート110の厚さは、残留インクの影響を少なくするために、貫通孔112の径に比べて小さいことが好ましい。例えば、貫通孔112の深さはその径の3分の1以下の大きさであることが好ましい。貫通孔112は、モジュール体100の中心軸に対して対称なほぼ真円の形状である。また、貫通孔112の面積は、アクチュエータ106のキャビティ162の開口面積よりも大きい。貫通孔112の断面の周縁は、テ-パ形状であっても良いし、ステップ形状であってもよい。
モジュール体100は、貫通孔112が容器1の内側へ向くように、容器1の側部、上部又は底部に装着される。インクが消費され、アクチュエータ106周辺のインクがなくなると、アクチュエータ106の共振周波数が大きく変化することに基いて、インクの水位変化を検出することができる。
Further, the area of the opening 114 of the base 102 is formed larger than the area of the vibration region of the actuator 106. A through hole 112 is formed at a position facing the vibration portion of the actuator 106 at the center of the plate 110. As shown in FIGS. 1 and 2, the actuator 106 has a cavity 162, and the through hole 112 and the cavity 162 together form an ink reservoir. The thickness of the plate 110 is preferably smaller than the diameter of the through hole 112 in order to reduce the influence of residual ink. For example, it is preferable that the depth of the through hole 112 is not more than one third of the diameter. The through-hole 112 has a substantially perfect circular shape that is symmetric with respect to the central axis of the module body 100. Further, the area of the through hole 112 is larger than the opening area of the cavity 162 of the actuator 106. The peripheral edge of the cross section of the through hole 112 may have a taper shape or a step shape.
The module body 100 is mounted on the side, top, or bottom of the container 1 so that the through hole 112 faces the inside of the container 1. When the ink is consumed and the ink around the actuator 106 is exhausted, a change in the ink level can be detected based on a large change in the resonance frequency of the actuator 106.

図25は、モジュール体の他の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のモジュール体400は、液体容器取付部401に圧電装置装着部405が形成されている。液体容器取付部401は、平面がほぼ角丸の正方形上の基台402と、基台402上の円柱状の円柱部403と、を有している。更に、圧電装置装着部405は、円柱部403上に立てられた板状要素406および凹部413を含む。板状要素406の側面に設けられた凹部413には、アクチュエータ106が縦向きに配置されている。なお、板状要素406の先端は所定角度に面取りされていて、インクカートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなっている。   FIG. 25 is a perspective view showing another embodiment of the module body. In the module body 400 of this embodiment, a piezoelectric device mounting portion 405 is formed in the liquid container mounting portion 401. The liquid container mounting portion 401 includes a base 402 on a square whose plane is substantially rounded, and a columnar cylindrical portion 403 on the base 402. Further, the piezoelectric device mounting portion 405 includes a plate-like element 406 and a concave portion 413 that stand on the cylindrical portion 403. In the recess 413 provided on the side surface of the plate-like element 406, the actuator 106 is arranged vertically. Note that the tip of the plate-like element 406 is chamfered at a predetermined angle so that it can be easily fitted into a hole formed in the ink cartridge.

図26は、図25に示したモジュール体400の分解斜視図である。図23に示したモジュール体100と同様に、モジュール体400は、液体容器取付部401および圧電装置装着部405を含む。液体容器取付部401は基台402および円柱部403を有し、圧電装置装着部405は板状要素406および凹部413を有する。アクチュエータ106は、プレート410に接合されて凹部413に固定される。モジュール体400は、リードワイヤ404a及び404b、アクチュエータ106、及びフィルム408をさらに有する。   26 is an exploded perspective view of the module body 400 shown in FIG. Similar to the module body 100 shown in FIG. 23, the module body 400 includes a liquid container mounting portion 401 and a piezoelectric device mounting portion 405. The liquid container mounting portion 401 has a base 402 and a cylindrical portion 403, and the piezoelectric device mounting portion 405 has a plate-like element 406 and a recess 413. The actuator 106 is joined to the plate 410 and fixed to the recess 413. The module body 400 further includes lead wires 404a and 404b, an actuator 106, and a film 408.

なお、本実施形態では、プレート410は矩形状であり、板状要素406に設けられた開口部414も矩形状に形成されている。リードワイヤ404a及び404b、アクチュエータ106、フィルム408、及びプレート410は、基台402に対して着脱可能として構成しても良い。アクチュエータ106、フィルム408及びプレート410は、開口部414の中心を通り開口部414の平面に対して鉛直方向に延びる中心軸に対して、対称に配置されている。更に、アクチュエータ406、フィルム408及びプレート410の中心は、開口部414のほぼ中心軸上に配置されている。   In the present embodiment, the plate 410 has a rectangular shape, and the opening 414 provided in the plate-like element 406 is also formed in a rectangular shape. The lead wires 404 a and 404 b, the actuator 106, the film 408, and the plate 410 may be configured to be detachable from the base 402. The actuator 106, the film 408, and the plate 410 are disposed symmetrically with respect to a central axis that passes through the center of the opening 414 and extends in the vertical direction with respect to the plane of the opening 414. Further, the centers of the actuator 406, the film 408, and the plate 410 are disposed on the substantially central axis of the opening 414.

プレート410の中心に設けられた貫通孔412の面積は、アクチュエータ106のキャビティ162の開口の面積よりも大きく形成されている。アクチュエータ106のキャビティ162と貫通孔412とは、共にインク溜部を形成する。プレート410の厚さは、貫通孔412の径に比べて小さく、例えば貫通孔412の径の3分の1以下の大きさに設定することが好ましい。貫通孔412は、モジュール体400の中心軸に対して対称なほぼ真円の形状である。貫通孔412の断面の周縁は、テ-パ形状であっても良いし、ステップ形状であってもよい。モジュール体400は、貫通孔412が容器1の内部に配置されるように、容器1の底部に装着することができる。アクチュエータ106が垂直方向に延びるように容器1内に配置されるので、基台402の高さを変えてアクチュエータ106が容器1内に配置される高さを変えることにより、インクエンドの時点の設定を容易に変えることができる。   The area of the through hole 412 provided at the center of the plate 410 is formed larger than the area of the opening of the cavity 162 of the actuator 106. The cavity 162 and the through hole 412 of the actuator 106 together form an ink reservoir. The thickness of the plate 410 is smaller than the diameter of the through hole 412, and is preferably set to a size equal to or less than one third of the diameter of the through hole 412, for example. The through hole 412 has a substantially perfect circular shape that is symmetric with respect to the central axis of the module body 400. The peripheral edge of the cross section of the through hole 412 may be a taper shape or a step shape. The module body 400 can be attached to the bottom of the container 1 such that the through hole 412 is disposed inside the container 1. Since the actuator 106 is disposed in the container 1 so as to extend in the vertical direction, the ink end point is set by changing the height at which the actuator 106 is disposed in the container 1 by changing the height of the base 402. Can be easily changed.

図27は、モジュール体の更に他の実施形態を示す。図23に示したモジュール体100と同様に、図27のモジュール体500は、基台502および円柱部503を有する液体容器取付部501を含む。また、モジュール体500は、リードワイヤ504a及び504b、アクチュエータ106、フィルム508、及びプレート510をさらに有する。液体容器取付部501に含まれる基台502は、リードワイヤ504a及び504bを収容できるように中心部に開口部514が形成され、アクチュエータ106、フィルム508、及びプレート510を収容できるように開口部514の周囲に凹部513が形成される。アクチュエータ106は、プレート510を介して、圧電装置装着部505に固定される。従って、リードワイヤ504a及び504b、アクチュエータ106、フィルム508及びプレート510は、液体容器取付部501に一体として取り付けられる。   FIG. 27 shows still another embodiment of the module body. Similar to the module body 100 shown in FIG. 23, the module body 500 of FIG. 27 includes a liquid container mounting portion 501 having a base 502 and a cylindrical portion 503. The module body 500 further includes lead wires 504a and 504b, an actuator 106, a film 508, and a plate 510. The base 502 included in the liquid container mounting portion 501 has an opening 514 at the center so that the lead wires 504a and 504b can be accommodated, and the opening 514 so that the actuator 106, the film 508, and the plate 510 can be accommodated. A recess 513 is formed around The actuator 106 is fixed to the piezoelectric device mounting portion 505 via the plate 510. Therefore, the lead wires 504a and 504b, the actuator 106, the film 508, and the plate 510 are integrally attached to the liquid container attachment portion 501.

本実施形態のモジュール体500は、平面がほぼ角丸の正方形状の基台502上に、上面が上下方向に斜めな円柱部503が形成されている。円柱部503の上面の上下方向に斜めに設けられた凹部513上に、アクチュエータ106が配置されている。   In the module body 500 of the present embodiment, a cylindrical portion 503 whose upper surface is slanted in the vertical direction is formed on a square base 502 having a substantially rounded plane. The actuator 106 is disposed on a concave portion 513 provided obliquely in the vertical direction on the upper surface of the cylindrical portion 503.

すなわち、モジュール体500の先端は傾斜しており、その傾斜面にアクチュエータ106が装着されている。このため、モジュール体500が容器1の底部又は側部に装着されると、アクチュエータ106が容器1の上下方向に対して傾斜するように配置される。モジュール体500の先端の傾斜角度は、検出性能を鑑みて、ほぼ30°から60°の間とすることが望ましい。   That is, the tip of the module body 500 is inclined, and the actuator 106 is mounted on the inclined surface. For this reason, when the module body 500 is mounted on the bottom or side of the container 1, the actuator 106 is disposed so as to be inclined with respect to the vertical direction of the container 1. The inclination angle of the tip of the module body 500 is preferably between approximately 30 ° and 60 ° in view of detection performance.

モジュール体500は、アクチュエータ106が容器1内に配置されるように容器1の底部又は側部に装着される。モジュール体500が容器1の側部に装着される場合には、アクチュエータ106が、傾斜しつつ、容器1の上側、下側、又は横側を向くように容器1に取り付けられる。一方、モジュール体500が、容器1の底部に装着される場合には、アクチュエータ106が、傾斜しつつ、容器1のインク供給口側を向くように容器1に取り付けられることが好ましい。   The module body 500 is mounted on the bottom or side of the container 1 so that the actuator 106 is disposed in the container 1. When the module body 500 is attached to the side portion of the container 1, the actuator 106 is attached to the container 1 so as to face the upper side, the lower side, or the lateral side of the container 1 while being inclined. On the other hand, when the module body 500 is mounted on the bottom of the container 1, it is preferable that the actuator 106 is attached to the container 1 so as to face the ink supply port side of the container 1 while being inclined.

図28は、図23に示したモジュール体100を容器1に装着したときの、インク容器の底部近傍の断面図である。モジュール体100は、容器1の側壁を貫通するように装着されている。容器1の側壁とモジュール体100との接合面には、Oリング365が設けられ、モジュール体100と容器1との液密を保っている。このようにOリングでシールが出来るために、モジュール体100は、図23で説明したような円柱部を備えることが好ましい。   FIG. 28 is a cross-sectional view of the vicinity of the bottom of the ink container when the module body 100 shown in FIG. The module body 100 is mounted so as to penetrate the side wall of the container 1. An O-ring 365 is provided on the joint surface between the side wall of the container 1 and the module body 100 to keep the module body 100 and the container 1 liquid-tight. Thus, in order to be able to seal with an O-ring, the module body 100 preferably includes a cylindrical portion as described with reference to FIG.

モジュール体100の先端が容器1の内部に挿入されることで、プレート110の貫通孔112を介して、容器1内のインクがアクチュエータ106と接触する。アクチュエータ106の振動部の周囲が液体か気体かによって、アクチュエータ106の残留振動の共振周波数が異なるので、モジュール体100を用いてインクの消費状態を検出することができる。   When the tip of the module body 100 is inserted into the container 1, the ink in the container 1 comes into contact with the actuator 106 through the through hole 112 of the plate 110. Since the resonance frequency of the residual vibration of the actuator 106 differs depending on whether the periphery of the vibration part of the actuator 106 is liquid or gas, the ink consumption state can be detected using the module body 100.

また、モジュール体100に限らず、図25に示したモジュール体400、図27に示したモジュール体500、又は図29及び図30に示すモジュール体700A、700B、750A、及び750B、及び、モールド構造体600を容器1に装着して、インクの有無を検出してもよい。   In addition to the module body 100, the module body 400 shown in FIG. 25, the module body 500 shown in FIG. 27, or the module bodies 700A, 700B, 750A, and 750B shown in FIG. 29 and FIG. The body 600 may be attached to the container 1 to detect the presence or absence of ink.

図29は、モジュール体100の更に他の実施形態を示す。図29(A)のモジュール体750Aは、アクチュエータ106bと基台部360とを有する。モジュール体750Aは、その前面が容器1の側壁の内面と略一体となるように、容器1に装着されている。アクチュエータ106bは、圧電層160、上部電極164、下部電極166、及び振動板176を含む。振動板176の上面に下部電極166が形成されている。下部電極166の上面には圧電層160が形成され、圧電層160の上面に上部電極164が形成されている。したがって、圧電層160は、上部電極164及び下部電極166によって上下から挟まれるように形成されている。圧電層160、上部電極164、及び下部電極166は、圧電素子を形成する。圧電素子は振動板176上に形成されている。圧電素子及び振動板176の振動領域は、アクチュエータが実際に振動する振動部である。容器1の側壁には貫通孔385が設けられている。したがって、インクは容器1の貫通孔385を介して、振動板176と接触する。   FIG. 29 shows still another embodiment of the module body 100. A module body 750A in FIG. 29A includes an actuator 106b and a base portion 360. The module body 750 </ b> A is attached to the container 1 so that the front surface thereof is substantially integrated with the inner surface of the side wall of the container 1. The actuator 106b includes a piezoelectric layer 160, an upper electrode 164, a lower electrode 166, and a diaphragm 176. A lower electrode 166 is formed on the upper surface of the diaphragm 176. A piezoelectric layer 160 is formed on the upper surface of the lower electrode 166, and an upper electrode 164 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 160. Accordingly, the piezoelectric layer 160 is formed so as to be sandwiched from above and below by the upper electrode 164 and the lower electrode 166. The piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element. The piezoelectric element is formed on the vibration plate 176. The vibration region of the piezoelectric element and the diaphragm 176 is a vibration part where the actuator actually vibrates. A through hole 385 is provided in the side wall of the container 1. Therefore, the ink comes into contact with the vibration plate 176 through the through hole 385 of the container 1.

次に図29(A)に示したモジュール体750Aの動作について説明する。上部電極164及び下部電極166は、圧電層160に駆動信号を伝達すると共に、圧電層160が検出する共振周波数の信号を記録装置に伝達する。圧電層160は、上部電極164及び下部電極166によって伝達された駆動信号により発振し、その後残留振動する。この残留振動により、圧電層160は逆起電力を発生する。そして、逆起電力波形の振動周期をカウントし、その時点での共振周波数を検出することで、インクの有無を検出できる。   Next, the operation of the module body 750A illustrated in FIG. 29A will be described. The upper electrode 164 and the lower electrode 166 transmit a drive signal to the piezoelectric layer 160 and a signal having a resonance frequency detected by the piezoelectric layer 160 to the recording device. The piezoelectric layer 160 oscillates by a drive signal transmitted by the upper electrode 164 and the lower electrode 166, and then oscillates residually. Due to this residual vibration, the piezoelectric layer 160 generates a counter electromotive force. The presence or absence of ink can be detected by counting the vibration period of the counter electromotive force waveform and detecting the resonance frequency at that time.

モジュール体750Aは、アクチュエータ106bの振動部の圧電素子側とは反対の面、すなわち、図29(A)に示すように、振動板176のみが、インク容器1内のインクと接触するようになっている。図29(A)のモジュール体750Aでは、図23から図27に示したリードワイヤ(104a、104b、404a、404b、504a及び504b)の電極のモジュール体への埋め込みが不要となる。このため、成形工程が簡素化される。更に、モジュール体750Aの交換やリサイクルが可能となる。また更に、アクチュエータ106bは基台部360により保護されているので、アクチュエータ106bを外部との接触から保護できる。   In the module body 750A, the surface opposite to the piezoelectric element side of the vibrating portion of the actuator 106b, that is, as shown in FIG. 29A, only the vibrating plate 176 comes into contact with the ink in the ink container 1. ing. In the module body 750A of FIG. 29A, it is not necessary to embed the electrodes of the lead wires (104a, 104b, 404a, 404b, 504a, and 504b) shown in FIGS. 23 to 27 in the module body. For this reason, a shaping | molding process is simplified. Furthermore, the module body 750A can be replaced or recycled. Furthermore, since the actuator 106b is protected by the base 360, the actuator 106b can be protected from contact with the outside.

図29(B)は、モジュール体の更に他の実施形態を示す。図29(B)のモジュール体750Bは、アクチュエータ106bと基台部360とを有する。モジュール体750Bは、その前面が容器1の側壁の内面と略一体となるように、容器1に装着されている。アクチュエータ106bは、圧電層160、上部電極164、下部電極166、及び振動板176を含む。振動板176の上面に下部電極166が形成されている。下部電極166の上面には圧電層160が形成され、圧電層160の上面に上部電極164が形成されている。したがって、圧電層160は、上部電極164及び下部電極166によって上下から挟まれるように形成されている。圧電層160、上部電極164、及び下部電極166は、圧電素子を形成する。圧電素子は振動板176上に形成されている。圧電素子及び振動板176の振動領域は、アクチュエータが実際に振動する振動部である。容器1の側壁には薄壁部380が設けられている。モジュール体750Bは、アクチュエータ106bの振動部の圧電素子側とは反対の面、すなわち、図29(B)に示すように、振動板176のみが、インク容器1の薄壁部380と接触するように容器1に装着される。したがって、アクチュエータ106bの振動部は、薄壁部380と共に残留振動する。   FIG. 29B shows still another embodiment of the module body. A module body 750B in FIG. 29B includes an actuator 106b and a base portion 360. The module body 750B is mounted on the container 1 so that the front surface thereof is substantially integrated with the inner surface of the side wall of the container 1. The actuator 106b includes a piezoelectric layer 160, an upper electrode 164, a lower electrode 166, and a diaphragm 176. A lower electrode 166 is formed on the upper surface of the diaphragm 176. A piezoelectric layer 160 is formed on the upper surface of the lower electrode 166, and an upper electrode 164 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 160. Accordingly, the piezoelectric layer 160 is formed so as to be sandwiched from above and below by the upper electrode 164 and the lower electrode 166. The piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element. The piezoelectric element is formed on the vibration plate 176. The vibration region of the piezoelectric element and the diaphragm 176 is a vibration part where the actuator actually vibrates. A thin wall portion 380 is provided on the side wall of the container 1. In the module body 750B, the surface opposite to the piezoelectric element side of the vibration portion of the actuator 106b, that is, as shown in FIG. 29B, only the vibration plate 176 is in contact with the thin wall portion 380 of the ink container 1. Is attached to the container 1. Therefore, the vibration part of the actuator 106b vibrates with the thin wall part 380.

次に図29(B)に示したモジュール体750Bの動作について説明する。上部電極164及び下部電極166は、圧電層160に駆動信号を伝達すると共に、圧電層160が検出する共振周波数の信号を記録装置に伝達する。圧電層160は、上部電極164及び下部電極166によって伝達された駆動信号により発振し、その後共振周期で振動する。振動板176が容器1の薄壁部380と接触しているので、アクチュエータ106bの振動部は、薄壁部380と共に残留振動する。薄壁部380の容器1の内面側は、インクと接触するので、アクチュエータ106bが薄壁部380と共に残留振動する際、この残留振動の共振周波数及び振幅は、インク残量により変化する。この残留振動により、圧電層160は逆起電力を発生する。そして、逆起電力波形の振動周期をカウントし、その時の共振周波数を検出することにより、インク残量を検出することができる。   Next, the operation of the module body 750B illustrated in FIG. 29B will be described. The upper electrode 164 and the lower electrode 166 transmit a drive signal to the piezoelectric layer 160 and a signal having a resonance frequency detected by the piezoelectric layer 160 to the recording device. The piezoelectric layer 160 oscillates by a drive signal transmitted by the upper electrode 164 and the lower electrode 166, and then oscillates at a resonance period. Since the vibration plate 176 is in contact with the thin wall portion 380 of the container 1, the vibration portion of the actuator 106 b vibrates with the thin wall portion 380. Since the inner surface side of the container 1 of the thin wall portion 380 is in contact with ink, when the actuator 106b vibrates with the thin wall portion 380, the resonance frequency and amplitude of the residual vibration change depending on the remaining amount of ink. Due to this residual vibration, the piezoelectric layer 160 generates a counter electromotive force. The remaining amount of ink can be detected by counting the vibration period of the counter electromotive force waveform and detecting the resonance frequency at that time.

図29(B)のモジュール体750Bでは、図23から図27に示したリードワイヤ(104a、104b、404a、404b、504a及び504b)の電極のモジュール体への埋め込みが不要となる。このため、成形工程が簡素化される。更に、モジュール体750Bの交換やリサイクルが可能となる。また更に、アクチュエータ106bは基台部360により保護されているので、アクチュエータ106bを外部との接触から保護できる。   In the module body 750B of FIG. 29B, it is not necessary to embed electrodes of the lead wires (104a, 104b, 404a, 404b, 504a, and 504b) shown in FIGS. 23 to 27 in the module body. For this reason, a shaping | molding process is simplified. Further, the module body 750B can be replaced or recycled. Furthermore, since the actuator 106b is protected by the base 360, the actuator 106b can be protected from contact with the outside.

図30(A)は、モジュール体700Bを容器1に装着したときのインク容器の断面図を示す。図30(A)の場合、取付構造体の1つとしてモジュール体700Bを使用する。モジュール体700Bは、その液体容器取付部360が容器1の内部に突出するようにして、容器1に装着されている。取付プレート350に貫通孔370が形成され、貫通孔370とアクチュエータ106bの振動部とが面している。更に、モジュール体700Bの底壁に孔382が形成され、圧電装置装着部363が形成されている。アクチュエータ106bは、孔382を塞ぐようにして配備される。   FIG. 30A shows a cross-sectional view of the ink container when the module body 700B is mounted on the container 1. FIG. In the case of FIG. 30A, the module body 700B is used as one of the mounting structures. The module body 700B is mounted on the container 1 such that the liquid container mounting portion 360 protrudes into the container 1. A through hole 370 is formed in the mounting plate 350, and the through hole 370 faces the vibration portion of the actuator 106b. Further, a hole 382 is formed in the bottom wall of the module body 700B, and a piezoelectric device mounting portion 363 is formed. The actuator 106b is provided so as to close the hole 382.

したがって、インクは、圧電装置装着部363の孔382及び取付プレート350の貫通孔370を介して、振動板176と接触する。圧電装置装着部363の孔382及び取付プレート350の貫通孔370は、共にインク溜部を形成する。圧電装置装着部363とアクチュエータ106bとは、取付プレート350及びフィルム部材によって固定されている。また、液体容器取付部360と容器1との接続部には、シーリング構造372が設けられている。シーリング構造372は、合成樹脂等の可塑性の材料により形成されてもよいし、Oリングにより形成されてもよい。図30(A)のモジュール体700Bと容器1とは別体であるが、図30(B)に示すように、モジュール体700Bの圧電装置装着部を容器1の一部で構成してもよい。   Therefore, the ink comes into contact with the vibration plate 176 through the hole 382 of the piezoelectric device mounting portion 363 and the through hole 370 of the mounting plate 350. The hole 382 of the piezoelectric device mounting portion 363 and the through hole 370 of the mounting plate 350 together form an ink reservoir. The piezoelectric device mounting portion 363 and the actuator 106b are fixed by a mounting plate 350 and a film member. Further, a sealing structure 372 is provided at a connection portion between the liquid container mounting portion 360 and the container 1. The sealing structure 372 may be formed of a plastic material such as a synthetic resin, or may be formed of an O-ring. Although the module body 700B and the container 1 in FIG. 30A are separate bodies, as shown in FIG. 30B, the piezoelectric device mounting portion of the module body 700B may be constituted by a part of the container 1. .

図30(A)のモジュール体700Bでは、図23から図27に示したリードワイヤのモジュール体への埋め込みが不要となる。このため、成形工程が簡素化される。更に、モジュール体700Bの交換が可能となり、リサイクルが可能となる。   In the module body 700B of FIG. 30A, the lead wires shown in FIGS. 23 to 27 need not be embedded in the module body. For this reason, a shaping | molding process is simplified. Furthermore, the module body 700B can be replaced and recycled.

インクカートリッジが揺れる際に、インクは容器1の上面あるいは側面に付着し得る。このようなインクは、容器1の上面あるいは側面から垂れてアクチュエータ106bに接触して、アクチュエータ106bを誤作動させる可能性がある。しかし、モジュール体700Bの液体容器取付部360が容器1の内部に突出している場合、容器1の上面や側面から垂れてきたインクによりアクチュエータ106bが誤作動することはない。   When the ink cartridge is shaken, the ink may adhere to the upper surface or the side surface of the container 1. Such ink may hang down from the upper surface or side surface of the container 1 and come into contact with the actuator 106b, causing the actuator 106b to malfunction. However, when the liquid container mounting portion 360 of the module 700B protrudes into the container 1, the actuator 106b does not malfunction due to ink dripping from the upper surface or side surface of the container 1.

また、図30(A)の例では、振動板176と取付プレート350の一部のみが、容器1内のインクと接触するように容器1に装着される。   In the example of FIG. 30A, only a part of the vibration plate 176 and the mounting plate 350 is attached to the container 1 so as to come into contact with the ink in the container 1.

図30(B)は、アクチュエータ106bを容器1に装着したときの他の例についてのインク容器の断面図を示す。図30(B)の例によるインクカートリッジでは、保護部材361が、アクチュエータ106bとは別体として容器1に取り付けられている。従って、保護部材361とアクチュエータ106bとはモジュールとして一体となっていない。しかしながら、保護部材361は、アクチュエータ106bをユーザーの手が触れないように保護することができる。アクチュエータ106bの前面に対応して、容器1の側壁に孔380が配設されている。   FIG. 30B is a cross-sectional view of the ink container for another example when the actuator 106 b is mounted on the container 1. In the ink cartridge according to the example of FIG. 30B, the protection member 361 is attached to the container 1 as a separate body from the actuator 106b. Therefore, the protection member 361 and the actuator 106b are not integrated as a module. However, the protection member 361 can protect the actuator 106b from being touched by the user's hand. A hole 380 is provided in the side wall of the container 1 corresponding to the front surface of the actuator 106b.

アクチュエータ106bは、圧電層160、上部電極164、下部電極166、振動板176及び取付プレート350を含んでいる。取付プレート350の上面に振動板176が形成され、振動板176の上面に下部電極166が形成されている。そして、下部電極166の上面に圧電層160が形成され、圧電層160の上面に上部電極164が形成されている。したがって、圧電層160の主要部は、上部電極164の主要部及び下部電極166の主要部によって上下から挟まれるように形成されている。圧電層160、上部電極164及び下部電極166のそれぞれの主要部である円形部分は、圧電素子を形成する。圧電素子は振動板176上に形成されている。圧電素子及び振動板176の振動領域は、アクチュエータが実際に振動する振動部である。取付プレート350には、貫通孔370が設けられている。したがって、インクは、容器1の孔380及び取付プレート350の貫通孔370を介して、振動板176と接触する。容器1の孔380及び取付プレート350の貫通孔370は、共にインク溜部を形成する。また、図30(B)の例では、アクチュエータ106bは、保護部材361により外部との接触から保護されている。   The actuator 106 b includes a piezoelectric layer 160, an upper electrode 164, a lower electrode 166, a vibration plate 176 and a mounting plate 350. A vibration plate 176 is formed on the upper surface of the mounting plate 350, and a lower electrode 166 is formed on the upper surface of the vibration plate 176. A piezoelectric layer 160 is formed on the upper surface of the lower electrode 166, and an upper electrode 164 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 160. Accordingly, the main part of the piezoelectric layer 160 is formed so as to be sandwiched from above and below by the main part of the upper electrode 164 and the main part of the lower electrode 166. The circular portions that are the main parts of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element. The piezoelectric element is formed on the vibration plate 176. The vibration region of the piezoelectric element and the diaphragm 176 is a vibration part where the actuator actually vibrates. A through hole 370 is provided in the mounting plate 350. Therefore, the ink contacts the vibration plate 176 through the hole 380 of the container 1 and the through hole 370 of the mounting plate 350. The hole 380 of the container 1 and the through hole 370 of the mounting plate 350 together form an ink reservoir. In the example of FIG. 30B, the actuator 106b is protected from contact with the outside by the protective member 361.

尚、図30(A)および(B)の例におけるアクチュエータ106b及び取付プレート350は、図1の基板178を有するアクチュエータ106で置換可能である。   Note that the actuator 106b and the mounting plate 350 in the examples of FIGS. 30A and 30B can be replaced with the actuator 106 having the substrate 178 of FIG.

図30(C)は、アクチュエータ106bを含むモールド構造体600を備える実施形態を示す。図30(c)の例では、取付構造体の1つとしてモールド構造体600を使用する。モールド構造体600は、アクチュエータ106bとモールド部364とを有する。アクチュエータ106bとモールド部364とは、一体に成形されている。モールド部364は、シリコン樹脂等の可塑性の材料によって成形される。モールド部364は、アクチュエータ106b側から延びる2本の足を有するように形成されている。モールド部364の足部は、内部にリードワイヤ362を有する。モールド部364は、モールド部364と容器1とを液密に固定するために、モールド部364の2本の足の端が容器1の外側で半球状に形成されている。モールド部364は、アクチュエータ106bが容器1の内部に突出するように容器1に装着される。これにより、アクチュエータ106bの振動部が容器1内のインクと接触する。モールド部364によって、アクチュエータ106bの上部電極164、圧電層160、及び下部電極166が、インクとの接触から保護されている。   FIG. 30C shows an embodiment including a mold structure 600 including an actuator 106b. In the example of FIG. 30C, a mold structure 600 is used as one of the attachment structures. The mold structure 600 includes an actuator 106b and a mold part 364. The actuator 106b and the mold part 364 are integrally formed. The mold part 364 is formed of a plastic material such as silicon resin. The mold part 364 is formed to have two legs extending from the actuator 106b side. The foot portion of the mold portion 364 has a lead wire 362 inside. The mold part 364 has two leg ends of the mold part 364 formed in a hemispherical shape outside the container 1 in order to fix the mold part 364 and the container 1 in a liquid-tight manner. The mold part 364 is attached to the container 1 so that the actuator 106 b protrudes into the container 1. As a result, the vibration part of the actuator 106 b comes into contact with the ink in the container 1. The mold part 364 protects the upper electrode 164, the piezoelectric layer 160, and the lower electrode 166 of the actuator 106b from contact with ink.

図30(C)のモールド構造体600は、モールド部364と容器1との間にシーリング構造372を必要としないで、インクが容器1から漏れにくい。また、容器1の外部からモールド構造体600が突出しない形態であるので、アクチュエータ106bを外部との接触から保護することができる。またモールド構造体600は、モールド部364が容器1の内部に突出しているので、容器1の上面や側面から垂れてきたインクにより、アクチュエータ106bが誤作動することがない。   The mold structure 600 in FIG. 30C does not require the sealing structure 372 between the mold part 364 and the container 1, and thus ink is difficult to leak from the container 1. Further, since the mold structure 600 does not protrude from the outside of the container 1, the actuator 106b can be protected from contact with the outside. In the mold structure 600, since the mold part 364 protrudes into the container 1, the actuator 106b does not malfunction due to ink dripping from the upper surface or side surface of the container 1.

図31は、図1に示したアクチュエータ106を用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録装置の実施形態を示す。複数のインクカートリッジ180は、それぞれのインクカートリッジ180に対応した複数のインク導入部182及びホルダー184を有するインクジェット記録装置に装着される。複数のインクカートリッジ180は、それぞれ異なった種類、例えば異なった色のインクを収容する。複数のインクカートリッジ180のそれぞれの底面には、少なくとも音響インピーダンスを検出する手段であるアクチュエータ106が装着されている。アクチュエータ106をインクカートリッジ180に装着することによって、インクカートリッジ180内のインク残量を検出することができる。   FIG. 31 shows an embodiment of an ink cartridge and an ink jet recording apparatus using the actuator 106 shown in FIG. The plurality of ink cartridges 180 are mounted on an ink jet recording apparatus having a plurality of ink introduction portions 182 and holders 184 corresponding to the respective ink cartridges 180. The plurality of ink cartridges 180 contain different types of ink, for example, different colors. On the bottom surface of each of the plurality of ink cartridges 180, an actuator 106 that is a means for detecting at least acoustic impedance is mounted. By mounting the actuator 106 on the ink cartridge 180, the remaining amount of ink in the ink cartridge 180 can be detected.

図32は、インクジェット記録装置のヘッド部周辺の詳細を示す。インクジェット記録装置は、インク導入部182、ホルダー184、ヘッドプレート186及びノズルプレート188を有する。インクを噴射するノズル190が、ノズルプレート188に複数形成されている。   FIG. 32 shows details of the vicinity of the head portion of the ink jet recording apparatus. The ink jet recording apparatus includes an ink introduction unit 182, a holder 184, a head plate 186, and a nozzle plate 188. A plurality of nozzles 190 that eject ink are formed on the nozzle plate 188.

インク導入部182は、空気供給口181とインク導入口183とを有する。
空気供給口181は、インクカートリッジ180に空気を供給する。インク導入口183には、インクカートリッジ180からインクが導入される。
The ink introduction part 182 has an air supply port 181 and an ink introduction port 183.
The air supply port 181 supplies air to the ink cartridge 180. Ink is introduced from the ink cartridge 180 into the ink inlet 183.

インクカートリッジ180は、空気導入口185とインク供給口187とを有する。空気導入口185には、インク導入部182の空気供給口181から空気が導入される。インク供給口187は、インク導入部182のインク導入口183にインクを供給する。インクカートリッジ180に空気導入口185から空気を導入することによって、インクカートリッジ180からインク導入部182へのインクの供給が促される。ホルダー184は、インクカートリッジ180からインク導入部182を介して供給されたインクをヘッドプレート186に連通するものである。   The ink cartridge 180 has an air introduction port 185 and an ink supply port 187. Air is introduced into the air introduction port 185 from the air supply port 181 of the ink introduction unit 182. The ink supply port 187 supplies ink to the ink introduction port 183 of the ink introduction unit 182. By introducing air into the ink cartridge 180 from the air introduction port 185, supply of ink from the ink cartridge 180 to the ink introduction unit 182 is promoted. The holder 184 communicates the ink supplied from the ink cartridge 180 via the ink introduction part 182 to the head plate 186.

図33は、図30に示したインクカートリッジ180の他の実施形態を示す。
図33(A)のインクカートリッジ180Aは、上下方向に斜めに形成された底面194aに、アクチュエータ106が装着されている。アクチュエータ106が、インク容器194の上下方向に対し斜めに装着されているので、インクの掃けが良好になる。
FIG. 33 shows another embodiment of the ink cartridge 180 shown in FIG.
In the ink cartridge 180A in FIG. 33A, the actuator 106 is mounted on a bottom surface 194a formed obliquely in the vertical direction. Since the actuator 106 is mounted obliquely with respect to the vertical direction of the ink container 194, the ink can be swept well.

インクカートリッジ180のインク容器194の内部には、インク容器194の内部底面から所定の高さに、アクチュエータ106と直面する位置に防波壁192が設けられている。アクチュエータ106と防波壁192との間には、インクで満たされた間隙が形成される。防波壁192とアクチュエータ106との間隔は、毛細管力によりインクが保持されない程度に空けられている。   Inside the ink container 194 of the ink cartridge 180, a wave preventing wall 192 is provided at a position facing the actuator 106 at a predetermined height from the inner bottom surface of the ink container 194. A gap filled with ink is formed between the actuator 106 and the wave barrier 192. The interval between the wave preventing wall 192 and the actuator 106 is set to such an extent that the ink is not retained by the capillary force.

インク容器194が横揺れしたときに、インク容器194内部にインクの波が発生し、その衝撃によって、気体や気泡がアクチュエータ106によって検出されてアクチュエータ106が誤作動する可能性がある。しかし、防波壁192を設けることによって、アクチュエータ106付近のインクの波を防いで、アクチュエータ106の誤作動を防ぐことができる。   When the ink container 194 rolls, an ink wave is generated inside the ink container 194. Due to the impact, gas or bubbles may be detected by the actuator 106 and the actuator 106 may malfunction. However, by providing the wave preventing wall 192, it is possible to prevent ink waves near the actuator 106 and prevent malfunction of the actuator 106.

図33(B)のインクカートリッジ180Bのアクチュエータ106は、インク容器194の供給口の側壁上に装着されている。インク供給口187の近傍であれば、アクチュエータ106は、インク容器194の側壁又は底面に装着されてもよい。また、アクチュエータ106は、インク容器194の幅方向の中心に装着されることが好ましい。   The actuator 106 of the ink cartridge 180B shown in FIG. 33B is mounted on the side wall of the supply port of the ink container 194. The actuator 106 may be mounted on the side wall or bottom surface of the ink container 194 as long as it is in the vicinity of the ink supply port 187. The actuator 106 is preferably attached to the center of the ink container 194 in the width direction.

インクは、インク供給口187を通過して外部に供給されるので、アクチュエータ106をインク供給口187の近傍に設けることにより、インクニアエンド時点までインクとアクチュエータ106とが確実に接触する。したがって、アクチュエータ106は、インクニアエンドの時点を確実に検出することができる。   Since the ink passes through the ink supply port 187 and is supplied to the outside, providing the actuator 106 in the vicinity of the ink supply port 187 ensures that the ink and the actuator 106 come into contact until the ink near end point. Therefore, the actuator 106 can reliably detect the time point of the ink near end.

更に、アクチュエータ106をインク供給口187の近傍に設けることで、インク容器をキャリッジ上のカートリッジホルダに装着する際に、インク容器上のアクチュエータ106とキャリッジ上の接点との位置決めが確実となる。その理由は、インク容器とキャリッジとの連結において最も重要なのは、インク供給口と供給針との確実な結合であるからである。これらの間に少しでもずれがあると、供給針の先端を痛めてしまったりあるいはOリングなどのシーリング構造にダメージを与えてしまい、インクが漏れ出してしまう。このような問題点を防ぐために、通常、インクジェットプリンタは、インク容器をキャリッジにマウントする時に正確な位置合わせができるような特別な構造を有している。従って、供給口近傍にアクチュエータを配置させることにより、アクチュエータの位置合わせをも同時に確実なものとなるのである。さらに、アクチュエータ106をインク容器194の幅方向の中心に装着することで、より確実な位置合わせが実現できる。インク容器が、ホルダへの装着時に、幅方向中心線を中心として軸揺動した場合に、もっともその揺れが少ないからである。   Further, by providing the actuator 106 in the vicinity of the ink supply port 187, the positioning of the actuator 106 on the ink container and the contact on the carriage is ensured when the ink container is mounted on the cartridge holder on the carriage. The reason for this is that the most important factor in the connection between the ink container and the carriage is a reliable connection between the ink supply port and the supply needle. If there is any deviation between them, the tip of the supply needle is damaged, or a sealing structure such as an O-ring is damaged, and ink leaks out. In order to prevent such a problem, the ink jet printer usually has a special structure that allows accurate alignment when the ink container is mounted on the carriage. Therefore, by arranging the actuator in the vicinity of the supply port, the alignment of the actuator can be ensured at the same time. Further, by mounting the actuator 106 at the center in the width direction of the ink container 194, more reliable alignment can be realized. This is because, when the ink container is mounted on the holder, when the shaft swings around the center line in the width direction, the vibration is the least.

図34は、インクカートリッジ180の更に他の実施形態を示す。図34(A)は、インクカートリッジ180Cの断面図、図34(B)は、図34(A)に示したインクカートリッジ180Cの側壁194bを拡大した断面図、及び、図34(C)は、その正面からの透視図である。   FIG. 34 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. 34A is a cross-sectional view of the ink cartridge 180C, FIG. 34B is an enlarged cross-sectional view of the side wall 194b of the ink cartridge 180C shown in FIG. 34A, and FIG. It is a perspective view from the front.

インクカートリッジ180Cは、半導体記憶手段7とアクチュエータ106とが、同一の回路基板610上に形成されている。図34(B)及び図34(C)に示すように、半導体記憶手段7は回路基板610の上方に形成され、アクチュエータ106は同一の回路基板610において半導体記憶手段7の下方に形成されている。   In the ink cartridge 180C, the semiconductor storage means 7 and the actuator 106 are formed on the same circuit board 610. As shown in FIGS. 34B and 34C, the semiconductor memory means 7 is formed above the circuit board 610, and the actuator 106 is formed below the semiconductor memory means 7 on the same circuit board 610. .

アクチュエータ106の周囲を囲むように、異型Oリング614が、側壁194bに装着される。側壁194bには、回路基板610をインク容器194に接合するためのカシメ部616が複数形成されている。カシメ部616を介して回路基板610をインク容器194に接合し、異型Oリング614を回路基板610に押しつけることで、アクチュエータ106の振動領域がインクと接触することをできるようにしつつ、インクカートリッジの外部と内部とを液密に保つ。   An odd-shaped O-ring 614 is attached to the side wall 194b so as to surround the periphery of the actuator 106. A plurality of crimping portions 616 for joining the circuit board 610 to the ink container 194 are formed on the side wall 194b. The circuit board 610 is joined to the ink container 194 via the crimping portion 616, and the atypical O-ring 614 is pressed against the circuit board 610, so that the vibration region of the actuator 106 can come into contact with the ink, and the ink cartridge Keep the exterior and interior fluid-tight.

半導体記憶手段7及び半導体記憶手段7付近には、端子612が形成されている。端子612は、半導体記憶手段7とインクジェット記憶装置等の外部との間の信号の受け渡しをする。半導体記憶手段7は、例えばEEPROMなどの書き換え可能な半導体メモリによって構成され得る。半導体記憶手段7とアクチュエータ106とが同一の回路基板610上に形成さているので、アクチュエータ106及び半導体記憶手段7をインクカートリッジ180Cに取付ける際に1回の取付け工程で済む。また、インクカートリッジ180Cの製造時及びリサイクル時の作業工程が簡素化される。更に、部品の点数が削減されるので、インクカートリッジ180Cの製造コストが低減できる。   Terminals 612 are formed in the semiconductor memory means 7 and in the vicinity of the semiconductor memory means 7. The terminal 612 exchanges signals between the semiconductor storage means 7 and the outside of the inkjet storage device or the like. The semiconductor memory means 7 can be constituted by a rewritable semiconductor memory such as an EEPROM. Since the semiconductor storage means 7 and the actuator 106 are formed on the same circuit board 610, a single attachment process is sufficient when the actuator 106 and the semiconductor storage means 7 are attached to the ink cartridge 180C. Further, the work process at the time of manufacturing and recycling the ink cartridge 180C is simplified. Furthermore, since the number of parts is reduced, the manufacturing cost of the ink cartridge 180C can be reduced.

アクチュエータ106は、インク容器194内のインクの消費状態を検知する。半導体記憶手段7は、アクチュエータ106が検出したインク残量などのインクの情報を格納する。また、半導体記憶手段7は、インク残量等を検出する際に用いられるインク及びインクカートリッジの特性等の特性パラメータに関する情報を格納する。   The actuator 106 detects the ink consumption state in the ink container 194. The semiconductor storage unit 7 stores ink information such as the remaining amount of ink detected by the actuator 106. In addition, the semiconductor storage unit 7 stores information on characteristic parameters such as the characteristics of ink and ink cartridges used when detecting the remaining amount of ink.

半導体記憶手段7は、予めインク容器194内のインクがフルの時すなわちインクがインク容器194内に満たされた時、又は、インクがエンドの時すなわちインク容器194内のインクが消費された時の共振周波数を、特性パラメータの一つとして格納する。インク容器194内のインクがフル又はエンド状態の共振周波数は、インク容器が初めてインクジェット記録装置に装着されたときに格納されてもよい。また、インク容器194内のインクがフル又はエンド状態の共振周波数は、インク容器194の製造中に格納されてもよい。   The semiconductor storage means 7 is used when the ink in the ink container 194 is full, that is, when the ink is filled in the ink container 194, or when the ink is at the end, that is, when the ink in the ink container 194 is consumed. The resonance frequency is stored as one of the characteristic parameters. The resonance frequency when the ink in the ink container 194 is full or in an end state may be stored when the ink container is first attached to the ink jet recording apparatus. Further, the resonance frequency when the ink in the ink container 194 is full or in an end state may be stored during the manufacture of the ink container 194.

半導体記憶手段7に予めインク容器194内のインクがフル又はエンドのときの共振周波数を格納し、インクジェット記録装置側で共振周波数のデータを読出すことにより、インク残量を検出する際のばらつきを補正できる。これにより、インク残量が基準値まで減少したことを正確に検出することができる。   The resonance frequency when the ink in the ink container 194 is full or end is stored in the semiconductor storage unit 7 in advance, and the resonance frequency data is read on the ink jet recording apparatus side, thereby detecting variations in the remaining ink amount. Can be corrected. As a result, it is possible to accurately detect that the remaining amount of ink has decreased to the reference value.

図35は、インクカートリッジ180の更に他の実施形態を示す。図35(A)に示すインクカートリッジ180Dは、インク容器194の側壁194bに複数のアクチュエータ106が装着されている。図15に示した一体成形された複数のアクチュエータ106を、これら複数のアクチュエータ106の各々として用いることが好ましい。複数のアクチュエータ106は、上下方向に間隔をおいて、側壁194bに配置されている。複数のアクチュエータ106を上下方向に間隔をおいて側壁194bに配置することによって、インク残量を段階的に検出することができる。   FIG. 35 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. In the ink cartridge 180D shown in FIG. 35A, a plurality of actuators 106 are mounted on the side wall 194b of the ink container 194. The plurality of integrally formed actuators 106 shown in FIG. 15 are preferably used as each of the plurality of actuators 106. The plurality of actuators 106 are arranged on the side wall 194b at intervals in the vertical direction. By disposing a plurality of actuators 106 on the side wall 194b at intervals in the vertical direction, the remaining amount of ink can be detected stepwise.

図35(B)に示すインクカートリッジ180Eは、インク容器194の側壁194bに上下方向に長いアクチュエータ606が装着されている。上下方向に長いアクチュエータ606によって、インク容器194内のインク残量の変化を連続的に検出することができる。アクチュエータ606の長さは、側壁194bの高さの半分以上の長さを有することが望ましい。図35(B)におけるアクチュエータ606は、側壁194bのほぼ上端からほぼ下端までの長さを有している。   In an ink cartridge 180E shown in FIG. 35B, an actuator 606 that is long in the vertical direction is mounted on the side wall 194b of the ink container 194. A change in the remaining amount of ink in the ink container 194 can be continuously detected by the actuator 606 that is long in the vertical direction. The length of the actuator 606 is desirably more than half the height of the side wall 194b. The actuator 606 in FIG. 35B has a length from the upper end to the lower end of the side wall 194b.

図35(C)に示すインクカートリッジ180Fは、図35(A)に示したインクカートリッジ180Dと同様に、インク容器194の側壁194bに複数のアクチュエータ106が装着されている。また、複数のアクチュエータ106の直面に所定の間隔をおいて、上下方向に長い防波壁192を備える。図15に示した一体成形された複数のアクチュエータ106を、これら複数のアクチュエータ106の各々として用いることが好ましい。   In the ink cartridge 180F shown in FIG. 35C, a plurality of actuators 106 are mounted on the side wall 194b of the ink container 194 in the same manner as the ink cartridge 180D shown in FIG. In addition, a wave barrier 192 that is long in the vertical direction is provided with a predetermined interval facing the plurality of actuators 106. The plurality of integrally formed actuators 106 shown in FIG. 15 are preferably used as each of the plurality of actuators 106.

アクチュエータ106と防波壁192との間には、インクで満たされた間隙が形成される。また、防波壁192とアクチュエータ106との間隔は、毛細管力によりインクが保持されない程度に空けられている。   A gap filled with ink is formed between the actuator 106 and the wave barrier 192. Further, the interval between the wave preventing wall 192 and the actuator 106 is set to such an extent that the ink is not retained by the capillary force.

インク容器194が横揺れしたときにインク容器194内部にインクの波が発生し、その衝撃によって気体や気泡がアクチュエータ106によって検出されてしまい、アクチュエータ106が誤作動する可能性がある。しかし、図35(c)のように防波壁192を設けることによって、アクチュエータ106付近のインクの波立ちを防いで、アクチュエータ106の誤作動を防ぐことができる。また、防波壁192は、インクが揺動することで発生した気泡がアクチュエータ106に侵入することを防ぐ。   When the ink container 194 rolls, an ink wave is generated inside the ink container 194. Due to the impact, gas or bubbles are detected by the actuator 106, and the actuator 106 may malfunction. However, by providing the wave preventing wall 192 as shown in FIG. 35C, it is possible to prevent the ink from flowing near the actuator 106 and to prevent the actuator 106 from malfunctioning. Further, the wave preventing wall 192 prevents bubbles generated by the ink swinging from entering the actuator 106.

図36は、インクカートリッジ180の更に他の実施形態を示す。図36(A)のインクカートリッジ180Gは、インク容器194の上面194cから下方に延びる複数の隔壁212を有する。それぞれの隔壁212の下端とインク容器194の底面とは所定の間隔が空けられており、インク容器194の底部は連通している。インクカートリッジ180Gは、複数の隔壁212のそれぞれによって区画された複数の収容室213を有する。複数の収容室213の底部は互いに連通する。   FIG. 36 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. The ink cartridge 180G in FIG. 36A includes a plurality of partition walls 212 extending downward from the upper surface 194c of the ink container 194. The lower end of each partition wall 212 and the bottom surface of the ink container 194 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the bottom part of the ink container 194 communicates. The ink cartridge 180G has a plurality of storage chambers 213 defined by a plurality of partition walls 212, respectively. The bottoms of the plurality of storage chambers 213 communicate with each other.

複数の収容室213のそれぞれにおいて、インク容器194の上面194cにアクチュエータ106が装着されている。図15に示した一体成形されたアクチュエータ106を、これら複数のアクチュエータ106の各々として用いることが好ましい。アクチュエータ106は、インク容器194の収容室213の上面194cのほぼ中央に配置される。   In each of the plurality of storage chambers 213, the actuator 106 is mounted on the upper surface 194c of the ink container 194. The integrally molded actuator 106 shown in FIG. 15 is preferably used as each of the plurality of actuators 106. The actuator 106 is disposed approximately at the center of the upper surface 194 c of the storage chamber 213 of the ink container 194.

収容室213の容量は、インク供給口187側が最も大きく、インク供給口187からインク容器194の奥へ遠ざかるにつれて徐々に小さくなっている。したがって、アクチュエータ106が配置される間隔も、インク供給口187側が広く、インク供給口187からインク容器194の奥へと遠ざかるにつれ、狭くなっている。   The capacity of the storage chamber 213 is the largest on the ink supply port 187 side, and gradually decreases as the ink supply port 187 moves away from the ink container 194. Therefore, the interval at which the actuator 106 is disposed is wider on the ink supply port 187 side and becomes narrower as the ink supply port 187 moves away from the ink container 194.

インクはインク供給口187から排出され、空気は空気導入口185から入る。このため、インク供給口187側の収容室213のインクから順にインクカートリッジ180Gの奥の方の収容室213のインクが消費される。例えば、インク供給口187に最も近い収容室213のインクが消費されて、インク供給口187に最も近い収容室213のインクの水位が下がっている間、他の収容室213にはインクが満たされている。インク供給口187に最も近い収容室213のインクが消費され尽くすと、空気が、インク供給口187から数えて2番目の収容室213に侵入し、2番目の収容室213内のインクが消費され始めて、2番目の収容室213のインクの水位が下がり始める。この時点で、インク供給室187から数えて3番目以降の収容室213には、インクが満たされている。このように、インク供給口187に近い収容室213から遠い収容室213へと順番にインクが消費される。   Ink is discharged from the ink supply port 187 and air enters from the air introduction port 185. For this reason, the ink in the storage chamber 213 at the back of the ink cartridge 180G is consumed in order from the ink in the storage chamber 213 on the ink supply port 187 side. For example, while the ink in the storage chamber 213 closest to the ink supply port 187 is consumed and the ink level in the storage chamber 213 closest to the ink supply port 187 is lowered, the other storage chamber 213 is filled with ink. ing. When the ink in the storage chamber 213 closest to the ink supply port 187 is consumed, air enters the second storage chamber 213 counted from the ink supply port 187 and the ink in the second storage chamber 213 is consumed. For the first time, the ink level in the second storage chamber 213 begins to drop. At this time, the third and subsequent storage chambers 213 counted from the ink supply chamber 187 are filled with ink. In this way, ink is consumed in order from the storage chamber 213 close to the ink supply port 187 to the storage chamber 213 far away.

このように、アクチュエータ106がそれぞれの収容室213ごとにインク容器194の上面194cに配置されているので、アクチュエータ106はインク量の減少を段階的に検出することができる。更に、収容室213の容量が、インク供給口187から奥へ向かって徐々に小さくなっているので、アクチュエータ106がインク量の減少を検出する時間間隔が徐々に小さくなり、インクエンドに近づくほど頻度を高く検出することができる。   As described above, the actuator 106 is disposed on the upper surface 194c of the ink container 194 for each of the storage chambers 213, so that the actuator 106 can detect a decrease in the ink amount in stages. Further, since the capacity of the storage chamber 213 gradually decreases from the ink supply port 187 toward the back, the time interval for the actuator 106 to detect the decrease in the ink amount gradually decreases, and the frequency approaches the ink end. Can be detected high.

図36(B)のインクカートリッジ180Hは、インク容器194の上面194cから下方に延びる一つの隔壁212を有する。隔壁212の下端とインク容器194の底面とは所定の間隔が空けられており、インク容器194の底部は連通している。インクカートリッジ180Hは、隔壁212によって区画された2室の収容室213a及び213bを有する。収容室213a及び213bの底部は互いに連通する。   The ink cartridge 180H of FIG. 36B has one partition wall 212 extending downward from the upper surface 194c of the ink container 194. The lower end of the partition wall 212 and the bottom surface of the ink container 194 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the bottom part of the ink container 194 communicates. The ink cartridge 180H has two storage chambers 213a and 213b that are partitioned by a partition wall 212. The bottoms of the storage chambers 213a and 213b communicate with each other.

インク供給口187側の収容室213aの容量は、インク供給口187から見て奥の方の収容室213bの容量より大きい。特に、収容室213bの容量は、収容室213aの容量の半分より小さいことが好ましい。   The capacity of the storage chamber 213a on the ink supply port 187 side is larger than the capacity of the storage chamber 213b at the back as viewed from the ink supply port 187. In particular, the capacity of the storage chamber 213b is preferably smaller than half of the capacity of the storage chamber 213a.

収容室213bの上面194cに、アクチュエータ106が装着される。更に、収容室213bには、インクカートリッジ180Hの製造時に入る気泡を捕らえる溝であるバッファ214が形成される。図36(B)においては、バッファ214は、インク容器194の側壁194bから上方に延びる溝として形成されている。バッファ214は、インク収容室213b内に侵入した気泡を捕らえる。このため、気泡によってアクチュエータ106がインクエンドを誤認識することを防止することができる。   The actuator 106 is mounted on the upper surface 194c of the storage chamber 213b. Further, the storage chamber 213b is formed with a buffer 214, which is a groove for catching air bubbles entering when the ink cartridge 180H is manufactured. In FIG. 36B, the buffer 214 is formed as a groove extending upward from the side wall 194 b of the ink container 194. The buffer 214 captures bubbles that have entered the ink storage chamber 213b. For this reason, it is possible to prevent the actuator 106 from erroneously recognizing the ink end due to bubbles.

なお、アクチュエータ106を収容室213bの上面194cに設けているため、インクニアエンドが検出されてから完全にインクエンド状態になるまでのインク量に対しては、ドットカウンタによって把握した収容室213aでのインクの消費状態に対応した補正をかけることで、最後までインクを消費することができる。更に、収容室213bの容量を隔壁212の長さや間隔を変えたりすることなどによって調節することにより、インクニアエンド検出後の消費可能インク量を変えることができる。   Since the actuator 106 is provided on the upper surface 194c of the storage chamber 213b, the ink amount from the detection of the ink near end to the complete ink end state in the storage chamber 213a ascertained by the dot counter. By applying correction corresponding to the ink consumption state, ink can be consumed to the end. Furthermore, by adjusting the capacity of the storage chamber 213b by changing the length or interval of the partition wall 212, the amount of ink that can be consumed after ink near-end detection can be changed.

図36(C)のインクカートリッジ180Iは、図36(B)のインクカートリッジ180Hの収容室213bに、多孔質部材216が充填されたものである。多孔質部材216は、収容室213b内の上面から下面までの全空間を埋めるように設置されており、アクチュエータ106と接触している。   An ink cartridge 180I in FIG. 36C is obtained by filling a porous member 216 in the accommodation chamber 213b of the ink cartridge 180H in FIG. The porous member 216 is installed so as to fill the entire space from the upper surface to the lower surface in the accommodation chamber 213b, and is in contact with the actuator.

インク容器が倒れた時やキャリッジ上での往復運動中に、空気がインク収容室213b内に侵入してしまい、これがアクチュエータ106の誤作動を引き起こす可能性がある。しかし、多孔質部材216が備えられていれば、多孔質部材21が空気を捕らえるため、アクチュエータ106と空気が接触することを防ぐことができる。また、多孔質部材216はインクをも保持するので、インク容器が揺れた場合等でも、インクがアクチュエータ106にかかってアクチュエータ106がインク無しをインク有りと誤検出するのを防ぐことができる。多孔質部材216は、最も容量が小さい収容室213に設置することが好ましい。   When the ink container falls down or during reciprocation on the carriage, air may enter the ink storage chamber 213b, which may cause the actuator 106 to malfunction. However, if the porous member 216 is provided, the porous member 21 captures air, so that the actuator 106 and the air can be prevented from contacting each other. Further, since the porous member 216 also holds ink, it is possible to prevent the ink from being applied to the actuator 106 and causing the actuator 106 to erroneously detect that there is no ink even when the ink container is shaken. The porous member 216 is preferably installed in the accommodation chamber 213 having the smallest capacity.

なお、アクチュエータ106を収容室213bの上面194cに設けているため、インクニアエンドが検出されてから完全にインクエンド状態になるまでのインク量に対しては、ドットカウンタによって把握した収容室213aでのインクの消費状態に対応した補正をかけることで、最後までインクを消費することができる。更に、収容室213bの容量を隔壁212の長さや間隔を変えたりすることなどによって調節することにより、インクニアエンド検出後の消費可能インク量を変えることができる。   Since the actuator 106 is provided on the upper surface 194c of the storage chamber 213b, the ink amount from the detection of the ink near end to the complete ink end state in the storage chamber 213a ascertained by the dot counter. By applying correction corresponding to the ink consumption state, ink can be consumed to the end. Furthermore, by adjusting the capacity of the storage chamber 213b by changing the length or interval of the partition wall 212, the amount of ink that can be consumed after ink near-end detection can be changed.

図36(D)のインクカートリッジ180Jは、図36(C)のインクカートリッジ180Iの多孔質部材216が、孔径の異なる2種類の多孔質部材216A及び216Bによって構成されたものである。多孔質部材216Aが、多孔質部材216Bの上方に配置されている。上側の多孔質部材216Aの孔径は、下側の多孔質部材216Bの孔径より大きい。あるいは、多孔質部材216Aは、多孔質部材216Bよりも液体親和性が低い部材で形成されてもよい。   An ink cartridge 180J shown in FIG. 36D is obtained by forming the porous member 216 of the ink cartridge 180I shown in FIG. 36C with two types of porous members 216A and 216B having different hole diameters. The porous member 216A is disposed above the porous member 216B. The hole diameter of the upper porous member 216A is larger than the hole diameter of the lower porous member 216B. Alternatively, the porous member 216A may be formed of a member having a lower liquid affinity than the porous member 216B.

孔径の小さい多孔質部材216Bの方が孔径の大きい多孔質部材216Aより毛細管力は大きいので、収容室213b内のインクは下側の多孔室部材216Bに集まり、保持される。したがって、一度空気がアクチュエータ106まで到達して、アクチュエータ106がインク無しを検出すると、インクが再度アクチュエータに到達してアクチュエータ106がインク有りと検出することが無い。更に、アクチュエータ106から遠い側の多孔質部材216Bにインクが吸収されるため、アクチュエータ106近傍のインクの捌けが良い。このため、インク有無を検出するときの音響インピーダンス変化の変化量が大きくなる。   Since the porous member 216B having a smaller pore diameter has a larger capillary force than the porous member 216A having a larger pore diameter, the ink in the storage chamber 213b is collected and held in the lower porous chamber member 216B. Therefore, once the air reaches the actuator 106 and the actuator 106 detects the absence of ink, the ink reaches the actuator again and the actuator 106 does not detect the presence of ink. Furthermore, since the ink is absorbed by the porous member 216 </ b> B far from the actuator 106, ink in the vicinity of the actuator 106 is good. For this reason, the amount of change in the acoustic impedance change when detecting the presence or absence of ink increases.

なお、アクチュエータ106を収容室213bの上面194cに設けているため、インクニアエンドが検出されてから完全にインクエンド状態になるまでのインク量に対しては、ドットカウンタによって把握した収容室213aでのインクの消費状態に対応した補正をかけることで、最後までインクを消費することができる。更に、収容室213bの容量を隔壁212の長さや間隔を変えたりすることなどによって調節することにより、インクニアエンド検出後の消費可能インク量を変えることができる。   Since the actuator 106 is provided on the upper surface 194c of the storage chamber 213b, the ink amount from the detection of the ink near end to the complete ink end state in the storage chamber 213a ascertained by the dot counter. By applying correction corresponding to the ink consumption state, ink can be consumed to the end. Furthermore, by adjusting the capacity of the storage chamber 213b by changing the length or interval of the partition wall 212, the amount of ink that can be consumed after ink near-end detection can be changed.

図37(A)は、図36(C)に示したインクカートリッジ180Iを変形した実施形態であるインクカートリッジ180Kを示す断面図である。図37(A)に示すインクカートリッジ180Kの多孔質部材216の下部は、インク容器194の底面の方向にむけて徐々に小さくなるように圧縮され、水平方向の断面積及び孔径が小さくなるように設計されている。図37(A)に示すように、インクカートリッジ180Kは、多孔質部材216の下部をその孔径が小さくなるように圧縮するために側壁にリブが設けられている。多孔質部材216下部の孔径は、圧縮されることにより小さくなっているので、インクは多孔質部材216下部へと集められ、保持される。アクチュエータ106から遠い多孔質部材216下部にインクが吸収されるため、アクチュエータ106近傍のインクの捌けが良い。このため、インク有無を検出するときの音響インピーダンス変化の変化量が大きくなる。したがって、インクが揺れることによってインクカートリッジ180K上面に装着されたアクチュエータ106にインクがかかっていしまい、アクチュエータ106がインク無しをインク有りと誤検出することを防止することができる。   FIG. 37A is a cross-sectional view showing an ink cartridge 180K that is an embodiment in which the ink cartridge 180I shown in FIG. 36C is modified. The lower part of the porous member 216 of the ink cartridge 180K shown in FIG. 37A is compressed so as to gradually decrease toward the bottom surface of the ink container 194 so that the horizontal sectional area and the hole diameter become small. Designed. As shown in FIG. 37A, the ink cartridge 180K is provided with ribs on the side walls in order to compress the lower part of the porous member 216 so that the hole diameter thereof becomes smaller. Since the pore diameter at the bottom of the porous member 216 is reduced by being compressed, the ink is collected and held at the bottom of the porous member 216. Since the ink is absorbed by the lower portion of the porous member 216 far from the actuator 106, the ink in the vicinity of the actuator 106 is good. For this reason, the amount of change in the acoustic impedance change when detecting the presence or absence of ink increases. Therefore, it is possible to prevent the ink from being applied to the actuator 106 mounted on the upper surface of the ink cartridge 180K due to the shaking of the ink, and the actuator 106 from erroneously detecting that there is no ink.

一方、図37(B)及び図37(C)のインクカートリッジ180Lは、多孔質部材216の下部が、インク容器194の幅方向においてインク容器194の底面にむけて徐々に小さくなるように圧縮され、水平方向の断面積及び孔径がインク容器194の底面の方向にむけて徐々に小さくなっている。多孔質部材216下部の孔径は、圧縮されることにより小さくなっているので、インクは多孔質部材216の下部へと集められ、保持される。アクチュエータ106から遠い多孔質部材216Bの下部にインクが吸収されるため、アクチュエータ106近傍のインクの捌けが良い。このため、インク有無を検出するときの音響インピーダンス変化の変化量が大きくなる。したがって、インクが揺れることによってインクカートリッジ180Lの上面に装着されたアクチュエータ106にインクがかかっていしまい、アクチュエータ106がインク無しをインク有りと誤検出することを防止することができる。   On the other hand, the ink cartridge 180L in FIGS. 37B and 37C is compressed so that the lower portion of the porous member 216 gradually decreases toward the bottom surface of the ink container 194 in the width direction of the ink container 194. The horizontal sectional area and the hole diameter gradually decrease toward the bottom surface of the ink container 194. Since the pore diameter at the bottom of the porous member 216 is reduced by being compressed, the ink is collected and held at the bottom of the porous member 216. Since the ink is absorbed by the lower portion of the porous member 216B far from the actuator 106, the ink in the vicinity of the actuator 106 is good. For this reason, the amount of change in the acoustic impedance change when detecting the presence or absence of ink increases. Accordingly, it is possible to prevent ink from being applied to the actuator 106 mounted on the upper surface of the ink cartridge 180L due to the shaking of the ink, and the actuator 106 from erroneously detecting that there is no ink.

図38(A)は、アクチュエータ106を用いたインクカートリッジの更に他の実施形態を示す。図38(A)のインクカートリッジ220Aは、インクカートリッジ220Aの上面から下方へと延びるように設けられた第1の隔壁222を有する。第1の隔壁222の下端とインクカートリッジ220Aの底面との間には所定の間隔が空けられており、インクは、インクカートリッジ220Aの底面を通じてインク供給口230へ流入できるようになっている。第1の隔壁222に対するインク供給口230側には、インクカートリッジ220Aの底面より上方に延びるように第2の隔壁224が形成されている。第2の隔壁224の上端とインクカートリッジ220A上面との間には所定の間隔が空けられており、インクは、インクカートリッジ220Aの上面を通じてインク供給口230へ流入できるようになっている。   FIG. 38A shows still another embodiment of the ink cartridge using the actuator 106. The ink cartridge 220A shown in FIG. 38A includes a first partition 222 provided so as to extend downward from the upper surface of the ink cartridge 220A. A predetermined gap is provided between the lower end of the first partition 222 and the bottom surface of the ink cartridge 220A so that ink can flow into the ink supply port 230 through the bottom surface of the ink cartridge 220A. A second partition 224 is formed on the ink supply port 230 side with respect to the first partition 222 so as to extend upward from the bottom surface of the ink cartridge 220A. A predetermined gap is provided between the upper end of the second partition 224 and the upper surface of the ink cartridge 220A, so that ink can flow into the ink supply port 230 through the upper surface of the ink cartridge 220A.

第1の隔壁222によって、インク供給口230から見て第1の隔壁222の奥の方に第1の収容室225aが形成される。一方、第2の隔壁224によって、インク供給口230から見て第2の隔壁224の手前側に第2の収容室225bが形成される。第1の収容室225aの容量は、第2の収容室225bの容量より大きい。第1の隔壁222及び第2の隔壁224の間には、毛管現象を起こせるだけの間隔が空けられる、すなわち、毛管路227が形成される。したがって、第1の収容室225aのインクは、毛管路227の毛細管力により毛管路227に集められる。このため、気体や気泡が第2の収容室225bへ混入することを防止することができる。また、第2の収容室225b内のインクの水位は、安定的に徐々に下降できる。インク供給口230から見て、第1の収容室225aは第2の収容室225bより奥に形成されているので、第1の収容室225aのインクが消費された後で、第2の収容室225bのインクが消費される。   A first storage chamber 225 a is formed in the back of the first partition 222 when viewed from the ink supply port 230 by the first partition 222. On the other hand, the second partition 224 forms a second storage chamber 225 b on the front side of the second partition 224 when viewed from the ink supply port 230. The capacity of the first storage chamber 225a is larger than the capacity of the second storage chamber 225b. Between the first partition wall 222 and the second partition wall 224, a space enough to cause capillary action is formed, that is, a capillary channel 227 is formed. Therefore, the ink in the first storage chamber 225 a is collected in the capillary passage 227 by the capillary force of the capillary passage 227. For this reason, it can prevent that gas and a bubble mix in the 2nd storage chamber 225b. Further, the water level of the ink in the second storage chamber 225b can be gradually and stably lowered. Since the first storage chamber 225a is formed behind the second storage chamber 225b when viewed from the ink supply port 230, after the ink in the first storage chamber 225a is consumed, the second storage chamber 225b of ink is consumed.

そして、インクカートリッジ220Aのインク供給口230側の側壁、すなわち、第2の収容室225bのインク供給口230側の側壁に、アクチュエータ106が装着されている。アクチュエータ106は、第2の収容室225b内のインクの消費状態を検知する。アクチュエータ106を第2の収容室225bの側壁に装着することによって、インクエンドにより近い時点でのインク残量を安定的に検出することができる。更に、アクチュエータ106を第2の収容室225bの側壁に装着する高さを変えることにより、どの時点でのインク残量をインクエンドとするかを、自由に設定することができる。   The actuator 106 is attached to the side wall on the ink supply port 230 side of the ink cartridge 220A, that is, the side wall on the ink supply port 230 side of the second storage chamber 225b. The actuator 106 detects the ink consumption state in the second storage chamber 225b. By mounting the actuator 106 on the side wall of the second storage chamber 225b, it is possible to stably detect the remaining amount of ink at a point closer to the ink end. Furthermore, by changing the height at which the actuator 106 is mounted on the side wall of the second storage chamber 225b, it is possible to freely set at which point the remaining amount of ink is used as the ink end.

毛管路227を介して第1の収容室225aから第2の収容室225bへインクが供給されるため、アクチュエータ106は、インクカートリッジ220Aの横揺れによるインクの横揺れの影響を受け難い。従って、アクチュエータ106はインク残量をより確実に測定できる。更に、毛管路227がインクを保持するので、インクが第2の収容室225bから第1の収容室225aへ逆流することが防止される。   Since ink is supplied from the first storage chamber 225a to the second storage chamber 225b via the capillary passage 227, the actuator 106 is hardly affected by the roll of the ink due to the roll of the ink cartridge 220A. Therefore, the actuator 106 can more reliably measure the remaining ink amount. Furthermore, since the capillary passage 227 holds the ink, the ink is prevented from flowing back from the second storage chamber 225b to the first storage chamber 225a.

また、インクカートリッジ220Aの上面には、逆止弁228が設けられている。逆止弁228は、インクカートリッジ220Aが横揺れしたときに、インクがインクカートリッジ220A外部に漏れることを防ぐ。更に、逆止弁228をインクカートリッジ220Aの上面に設置することで、インクのインクカートリッジ220Aからの蒸発をも防ぐことができる。インクカートリッジ220A内のインクが消費されて、インクカートリッジ220A内の負圧が逆止弁228の圧力を越えると、逆止弁228が開いて、インクカートリッジ220Aに空気を吸入する。これにより、インクカートリッジ220A内の圧力が略一定に保持される。   A check valve 228 is provided on the upper surface of the ink cartridge 220A. The check valve 228 prevents ink from leaking outside the ink cartridge 220A when the ink cartridge 220A rolls. Further, by installing the check valve 228 on the upper surface of the ink cartridge 220A, it is possible to prevent evaporation of the ink from the ink cartridge 220A. When the ink in the ink cartridge 220A is consumed and the negative pressure in the ink cartridge 220A exceeds the pressure of the check valve 228, the check valve 228 is opened and air is sucked into the ink cartridge 220A. Thereby, the pressure in the ink cartridge 220A is kept substantially constant.

図38(C)及び(D)は、逆止弁228の詳細の断面を示す図である。
図38(C)の逆止弁228は、ゴムにより形成された羽根232aを有する弁232を有する。羽根232aは、インクカートリッジ220の外部との通気孔233と対向している。羽根232aの変形によって、通気孔233が開閉される。すなわち、インクカートリッジ220内のインクが減少し、インクカートリッジ220内の負圧が逆止弁228の圧力を越えると、羽根232aがインクカートリッジ220の内側に変形して(開いて)、外部の空気がインクカートリッジ220内に取り入れられる。
FIGS. 38C and 38D are cross-sectional views showing details of the check valve 228.
The check valve 228 shown in FIG. 38C includes a valve 232 having a blade 232a formed of rubber. The blade 232 a faces the air hole 233 facing the outside of the ink cartridge 220. The ventilation hole 233 is opened and closed by the deformation of the blade 232a. That is, when the ink in the ink cartridge 220 decreases and the negative pressure in the ink cartridge 220 exceeds the pressure of the check valve 228, the blade 232a is deformed (opened) inside the ink cartridge 220, and the external air Is taken into the ink cartridge 220.

図38(D)の逆止弁228は、ゴムにより形成された弁232とバネ235とを有する。インクカートリッジ220内の負圧が逆止弁228の圧力を越えると、弁232がバネ235に抗して(押圧して)下降し(開いて)、外部の空気がインクカートリッジ220内に吸入される。   A check valve 228 in FIG. 38D includes a valve 232 and a spring 235 formed of rubber. When the negative pressure in the ink cartridge 220 exceeds the pressure of the check valve 228, the valve 232 descends (opens) against (presses) the spring 235 and external air is sucked into the ink cartridge 220. The

一方、図38(B)に示すインクカートリッジ220Bは、図38(A)のインクカートリッジ220Aにおいて、逆止弁228を設ける代わりに、第1の収容室225aに多孔質部材242を配置したものである。多孔質部材242は、インクカートリッジ220B内のインクを保持すると共に、インクカートリッジ220Bが横揺れしたときにインクがインクカートリッジ220Bの外部へ漏れことを防ぐ。   On the other hand, an ink cartridge 220B shown in FIG. 38 (B) is obtained by disposing a porous member 242 in the first storage chamber 225a instead of providing the check valve 228 in the ink cartridge 220A of FIG. 38 (A). is there. The porous member 242 holds the ink in the ink cartridge 220B and prevents the ink from leaking out of the ink cartridge 220B when the ink cartridge 220B rolls.

以上、キャリッジ及びキャリッジに装着されるキャリッジと別体のインクカートリッジに対して、当該インクカートリッジ又はキャリッジにアクチュエータ106を装着する場合について説明した。しかしながら、キャリッジと一体化され、キャリッジと共にインクジェット記録装置に装着されるインクタンクにアクチュエータ106を装着してもよい。更に、キャリッジと別体の、チューブ等を介してキャリッジにインクを供給するオフキャリッジ方式のインクタンクにアクチュエータ106を装着してもよい。また、記録ヘッドとインク容器とが一体となって交換可能に構成された部材のインクカートリッジ相当部分に、本発明のアクチュエータを装着してもよい。   The case where the actuator 106 is mounted on the carriage or the carriage mounted on the carriage has been described above. However, the actuator 106 may be attached to an ink tank that is integrated with the carriage and attached to the ink jet recording apparatus together with the carriage. Furthermore, the actuator 106 may be mounted on an off-carriage type ink tank that supplies ink to the carriage via a tube or the like that is separate from the carriage. In addition, the actuator of the present invention may be attached to a portion corresponding to an ink cartridge of a member that is configured so that the recording head and the ink container are integrated and replaceable.

なお、記録装置制御部2000、2002、2004、2006、それらの各要素及び制御装置840c(図10参照)は、コンピュータシステムによって構成され得る。ここで、コンピュータシステムにこれらの各要素を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体201(図5参照)も、本件の保護対象である。   The recording device control units 2000, 2002, 2004, 2006, their respective elements, and the control device 840c (see FIG. 10) can be configured by a computer system. Here, a program for realizing each of these elements in the computer system and a computer-readable recording medium 201 (see FIG. 5) in which the program is recorded are also subject to protection in this case.

さらに、前記の各要素が、コンピュータシステム上で動作するOS等のプログラムによって実現される場合、当該OS等のプログラムを制御する各種命令を含むプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体202も、本件の保護対象である。   Further, when each of the above elements is realized by a program such as an OS that operates on a computer system, a program including various instructions for controlling the program such as the OS and a recording medium 202 that records the program are also included in the present invention. It is a protection target.

ここで、記録媒体201、202とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。   Here, the recording media 201 and 202 include not only a floppy disk or the like that can be recognized as a single unit, but also a network that propagates various signals.

なお、液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア等が用いられ得る。   As an example of liquid, glue, nail polish or the like can be used in addition to ink.

以上、本発明を複数の実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using several embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

アクチュエータ106の詳細を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing details of an actuator 106. アクチュエータ106の周辺およびその等価回路を示す図である。It is a figure which shows the periphery of the actuator 106 and its equivalent circuit. インクの密度とアクチュエータ106によって検出されるインクの共振周波数との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between ink density and ink resonance frequency detected by an actuator. アクチュエータ106の逆起電力波形を示す図である。It is a figure which shows the back electromotive force waveform of the actuator. アクチュエータ106が音響インピーダンスの変化を検知することで液体容器1内の液体の消費状態を検出し、検出した結果に基づいてインクジェット記録装置を制御する記録装置制御部2000の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a recording apparatus control unit 2000 that detects a consumption state of a liquid in a liquid container 1 by an actuator 106 detecting a change in acoustic impedance and controls an ink jet recording apparatus based on the detection result. 他の実施の形態の記録装置制御部2002を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a recording apparatus control unit 2002 according to another embodiment. 図5に示した記録装置制御部2000の更に他の実施の形態を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating still another embodiment of the recording apparatus control unit 2000 illustrated in FIG. 5. 図7に示した記録装置制御部2004の更に他の実施の形態を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating still another embodiment of the recording apparatus control unit 2004 illustrated in FIG. 7. 図8に示した記録装置制御部2006の動作手順を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an operation procedure of the recording apparatus control unit 2006 shown in FIG. 測定回路部800の回路構成を示す図である。2 is a diagram showing a circuit configuration of a measurement circuit unit 800. FIG. 測定回路部800の回路構成の他の例を示す図である。6 is a diagram illustrating another example of the circuit configuration of the measurement circuit unit 800. FIG. ノイズ影響判別部880の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the noise influence determination part 880. 検出回路部1100の回路構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a detection circuit unit 1100. FIG. 図13に示した液体有無判定部1000の詳細な回路構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed circuit structure of the liquid presence determination part 1000 shown in FIG. アクチュエータ106の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the actuator. 図15に示したアクチュエータ106の一部分の断面を示す図である。FIG. 16 is a view showing a cross section of a part of the actuator shown in FIG. 図16に示したアクチュエータ106の全体の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the whole actuator 106 shown in FIG. 図15に示したアクチュエータ106の製造方法を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a manufacturing method of the actuator 106 shown in FIG. 15. 本発明のインクカートリッジの更に他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the ink cartridge of this invention. 貫通孔1cの他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the through-hole 1c. アクチュエータ660の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the actuator 660. FIG. アクチュエータ670の更に他の実施形態を示す図である。FIG. 38 is a diagram showing still another embodiment of the actuator 670. モジュール体100を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a module body 100. FIG. 図23に示したモジュール体100の構成を示す分解図である。FIG. 24 is an exploded view showing a configuration of the module body 100 shown in FIG. 23. モジュール体100の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the module body. 図25に示したモジュール体400の構成を示す分解図である。FIG. 26 is an exploded view showing a configuration of the module body 400 shown in FIG. 25. モジュール体100の更に他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the module body. 図23に示したモジュール体100をインク容器1に装着した断面の例を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a cross section in which the module body 100 illustrated in FIG. 23 is attached to the ink container 1. モジュール体100の更に他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the module body. モジュール体100の更に他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the module body. 図1および図2に示したアクチュエータ106を用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録装置の実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an ink cartridge and an ink jet recording apparatus using the actuator shown in FIGS. 1 and 2. インクジェット記録装置の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of an inkjet recording device. 図32に示したインクカートリッジ180の他の実施形態を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing another embodiment of the ink cartridge 180 shown in FIG. 32. インクカートリッジ180の更に他の実施形態を示す図である。FIG. 10 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge 180. インクカートリッジ180の更に他の実施形態を示す図である。FIG. 10 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge 180. インクカートリッジ180の更に他の実施形態を示す図である。FIG. 10 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge 180. 図36(C)に示したインクカートリッジ180の他の実施形態を示す図である。FIG. 37 is a view showing another embodiment of the ink cartridge 180 shown in FIG. モジュール体100を用いたインクカートリッジの更に他の実施形態を示す図である。FIG. 10 is a view showing still another embodiment of an ink cartridge using the module body 100.

符号の説明Explanation of symbols

1 容器
1a 底面
1b 側壁
1c、40a 貫通孔
1d 側面
1e、1f 段差部
1g、1h 溝
2 インク供給口
40、41 グリーンシート
42、44 導電層
44’ 接続部
47、48 スペーサ部材
67 板材
68 フロート
71 接着剤層
78、80、178 基板
73、82、圧電振動板
74、75 インク吸収体
76 パッキン
77 カシメ孔
81 凹部
100、400,500、700 モジュール体
101、401、501 液体容器取付部
102 基台
104、362 リードワイヤ
105、405、505 圧電装置装着部
106、106b、650、660、670 アクチュエータ
108 フィルム
110 プレート
112、412、370 貫通孔
113 凹部
114 開口部
116 円柱部
160 圧電層
162 キャビティ
164 上部電極
166 下部電極
168 上部電極端子
170 下部電極端子
172 補助電極
174 圧電素子
176 振動板
180 インクカートリッジ
181 空気供給口
182 インク導入部
183 インク導入口
184 ホルダー
185 空気導入口
186 ヘッドプレート
187 インク供給口
188 ノズルプレート
190 ノズル
192 防波壁
194 インク容器
194a 底面
194b 側壁
194c 上面
212 隔壁
213、213a、213b 収容室
214 バッファ
216、216a、216b 多孔質部材
220 インクカートリッジ
222 第1の隔壁
224 第2の隔壁
225a 第1の収容室
225b 第2の収容室
227 毛管路
228 逆止弁
230 インク供給口
232 弁
232a 羽根
233 通気孔
235 バネ
242 多孔質部材
250 キャリッジ
252 記録ヘッド
254 インク供給針
256 サブタンクユニット
258、258’ 凸部
260、260’ 弾性波発生手段
262 インク室
266 膜弁
270 弁体
272 インクカートリッジ
274 容器
274a 底面
274b 側面
276 インク供給口
278 凹部
280、280’ ゲル化材
282 パッキン
284 バネ
286 弁体
288 半導体記憶手段
290 容器
290a 底面
292、294、296 インク室
298、300、302 インク供給口
304、306、308 ゲル化材
310、312、314 凹部
316 板材
318 フロート
350 取付プレート
360 液体容器取付部
364 モールド部
372 シーリング構造
402、502 基台
403、503 円柱部
404、504 リードワイヤ
408、508 フィルム
410、510 プレート
413、513 凹部
414、514 開口部
600 モールド構造体
606 アクチュエータ
610 回路基板
612 端子
800、800A、800B、800C 測定回路部
810 NPN型トランジスタ
812 PNP型トランジスタ
816 基準電位生成部
817、818、820、828,830、832 抵抗
822、826 コンデンサ
824 ハイパスフィルタ
834、840、842、844、846 端子
836 比較器
840c 制御装置
850、850A、850B、850C 駆動電圧生成部
860 増幅部
880 ノイズ影響判別部
900、902 デジタル回路部
910、918 フリップフロップ
912、920 カウンタ
914,916 NANDゲート
1000、1002 液体有無判定部
1010 液体消費状態補正部
1011 上限値レジスタ
1012 下限値レジスタ
1014、1016 比較部
1018 ANDゲート
1020、1022 端子
1100、1102、1104 検出回路部
1200、1202、1210 液体消費状態検出部
1300 ヘッド部
1400 制御部
1402 記録装置動作制御部
1404 提示処理部
1406 印刷動作制御部
1408 インク補充処理部
1410 カートリッジ交換処理部
1412 印刷データ記憶処理部
1414 印字データ記憶部
1416 ディスプレイ
1418 スピーカ
1420 印刷動作部
1422 インク補充装置
1424 カートリッジ交換装置
1432 クリーニング駆動部
1434 ポンプ
1436 クリーニング部
1440 ヘッド駆動部
1442 クリーニング制御部
1444 情報記憶制御回路部
1450 液体吐出カウンタ
1452 液体消費量補正部
1500、1502、1506 制御回路部
2000、2002、2004、2006 記録装置制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 1a Bottom surface 1b Side wall 1c, 40a Through-hole 1d Side surface 1e, 1f Step part 1g, 1h Groove 2 Ink supply port 40, 41 Green sheet 42, 44 Conductive layer 44 'Connection part 47, 48 Spacer member 67 Plate material 68 Float 71 Adhesive layer 78, 80, 178 Substrate 73, 82, Piezoelectric vibration plate 74, 75 Ink absorber 76 Packing 77 Caulking hole 81 Recess 100, 400, 500, 700 Module body 101, 401, 501 Liquid container mounting portion 102 Base 104, 362 Lead wire 105, 405, 505 Piezoelectric device mounting part 106, 106b, 650, 660, 670 Actuator 108 Film 110 Plate 112, 412, 370 Through hole 113 Recessed part 114 Opening part 116 Column part 160 Piezoelectric layer 162 Cavity 164 Upper part Electrode 166 Lower electrode 168 Upper electrode terminal 170 Lower electrode terminal 172 Auxiliary electrode 174 Piezoelectric element 176 Vibration plate 180 Ink cartridge 181 Air supply port 182 Ink introduction port 183 Ink introduction port 184 Holder 185 Air introduction port 186 Head plate 187 Ink supply port 188 Nozzle plate 190 Nozzle 192 Wave barrier 194 Ink container 194a Bottom surface 194b Side wall 194c Top surface 212 Partition 213, 213a, 213b Storage chamber 214 Buffer 216, 216a, 216b Porous member 220 Ink cartridge 222 First partition 224 Second partition 225a First storage Chamber 225b Second storage chamber 227 Capillary passage 228 Check valve 230 Ink supply port 232 Valve 232a Blade 233 Vent hole 235 Spring 242 Porous member 250 Carriage 252 Recording head 25 Ink supply needle 256 Sub tank unit 258, 258 ′ Convex portion 260, 260 ′ Elastic wave generating means 262 Ink chamber 266 Membrane valve 270 Valve body 272 Ink cartridge 274 Container 274a Bottom surface 274b Side surface 276 Ink supply port 278 Concave portion 280, 280 ′ Gelation Material 282 Packing 284 Spring 286 Valve body 288 Semiconductor storage means 290 Container 290a Bottom surface 292, 294, 296 Ink chamber 298, 300, 302 Ink supply port 304, 306, 308 Gelling material 310, 312, 314 Recess 316 Plate material 318 Float 350 Mounting plate 360 Liquid container mounting portion 364 Mold portion 372 Sealing structure 402, 502 Base 403, 503 Cylindrical portion 404, 504 Lead wire 408, 508 Film 410, 510 Plate 413, 513 Recess 414, 514 Opening 600 Mold structure 606 Actuator 610 Circuit board 612 Terminal 800, 800A, 800B, 800C Measurement circuit part 810 NPN type transistor 812 PNP type transistor 816 Reference potential generation part 817, 818, 820, 828, 830, 832 Resistor 822, 826 Capacitor 824 High-pass filter 834, 840, 842, 844, 846 Terminal 836 Comparator 840c Control device 850, 850A, 850B, 850C Drive voltage generator 860 Amplifier 880 Noise influence determination unit 900, 902 Digital circuit unit 910, 918 Flip-flops 912, 920 Counters 914, 916 NAND gates 1000, 1002 Liquid presence / absence determination unit 1010 Liquid consumption state correction unit 1011 Upper limit value register 10 2 Lower limit register 1014, 1016 Comparison unit 1018 AND gate 1020, 1022 Terminal 1100, 1102, 1104 Detection circuit unit 1200, 1202, 1210 Liquid consumption state detection unit 1300 Head unit 1400 Control unit 1402 Recording device operation control unit 1404 Presentation processing unit 1406 Print Operation Control Unit 1408 Ink Replenishment Processing Unit 1410 Cartridge Replacement Processing Unit 1412 Print Data Storage Processing Unit 1414 Print Data Storage Unit 1416 Display 1418 Speaker 1420 Print Operation Unit 1422 Ink Replenishment Device 1424 Cartridge Replacement Device 1432 Cleaning Drive Unit 1434 Pump 1436 Cleaning Unit 1440 head drive unit 1442 cleaning control unit 1444 information storage control circuit unit 1450 liquid discharge counter 1452 liquid consumption Correction unit 1500,1502,1506 control circuit unit 2000,2002,2004,2006 recording apparatus control unit

Claims (1)

液体容器と、当該液体容器に接続され当該液体容器内に収容されている液体を消費する液体消費本体部と、を備え、
前記液体容器は、前記液体消費本体部のキャリッジに装着されて、前記液体消費本体部の記録ヘッド部に液体を連通させるようになっている
液体消費装置であって、
前記液体容器は、液体を収容するための収容空間を区画する壁部と、前記液体を収容する収容空間に少なくとも一部が露出すると共に当該収容空間に対して振動可能な振動部と、前記振動部の液体収容空間と反対側の面に配置された圧電素子と、デジタル信号生成回路部と、を有しており、
前記圧電素子は、駆動信号の印加に基づいて振動部を振動させることが可能であると共に駆動信号の印加による振動後の振動部の残留振動によって逆起電力信号を発生させるようになっており、
前記デジタル信号生成回路部は、前記逆起電力信号に基づいて、当該逆起電力信号の周波数を特定可能なデジタル信号を生成し当該デジタル信号を液体容器の外部に出力するようになっており、
前記液体消費本体部には、液体消費状態を検出する検出回路部が設けられており、
当該検出回路部は、前記液体容器における前記デジタル信号生成回路部に接続されており、当該デジタル信号生成回路部から出力される前記デジタル信号を受信して当該デジタル信号に基づいて逆起電力信号の周波数を測定し、当該周波数に基づいて前記液体収容空間の液体消費状態を検出するようになっており、
更に、前記デジタル信号生成回路部は、前記逆起電力信号が所定の基準電圧に対してHighであるかLowであるかを比較して、当該比較結果を前記逆起電力信号の周波数と略同一周波数で繰り返す矩形パルス信号として前記デジタル信号として出力するようになっており、
前記検出回路部は、前記矩形パルス信号が所定回数だけ振動する間の時間を計測するためのクロックカウンタを有しており、当該クロックカウンタにより計測された時間に基づいて、逆起電力信号の周波数を測定するようになっており、
前記検出回路部は、更に、逆起電力信号に対するノイズの影響を判別するノイズ影響判別部を有しており、
前記ノイズ影響判別部は、圧電素子に駆動電圧信号が与えられる前に、前記デジタル信号生成回路部の出力を観測するようになっている
ことを特徴とする液体消費装置。
A liquid container, and a liquid consumption main body part that consumes the liquid connected to the liquid container and contained in the liquid container,
The liquid container is a liquid consuming device that is mounted on a carriage of the liquid consuming main body and is configured to allow liquid to communicate with a recording head portion of the liquid consuming main body.
The liquid container includes a wall portion that defines a storage space for storing a liquid, a vibration portion that is at least partially exposed to the storage space for storing the liquid and can vibrate with respect to the storage space, and the vibration A piezoelectric element disposed on the surface of the portion opposite to the liquid storage space, and a digital signal generation circuit portion,
The piezoelectric element can vibrate the vibration part based on the application of the drive signal and generates a back electromotive force signal by the residual vibration of the vibration part after the vibration by the application of the drive signal.
The digital signal generation circuit unit is configured to generate a digital signal that can specify the frequency of the counter electromotive force signal based on the counter electromotive force signal and output the digital signal to the outside of the liquid container,
The liquid consumption main body part is provided with a detection circuit part for detecting a liquid consumption state,
The detection circuit unit is connected to the digital signal generation circuit unit in the liquid container, receives the digital signal output from the digital signal generation circuit unit, and generates a back electromotive force signal based on the digital signal. The frequency is measured, and the liquid consumption state of the liquid storage space is detected based on the frequency,
Further, the digital signal generation circuit unit compares whether the back electromotive force signal is high or low with respect to a predetermined reference voltage, and the comparison result is substantially the same as the frequency of the back electromotive force signal. It is designed to output as the digital signal as a rectangular pulse signal that repeats at a frequency,
The detection circuit unit has a clock counter for measuring a time during which the rectangular pulse signal vibrates a predetermined number of times, and based on the time measured by the clock counter, the frequency of the counter electromotive force signal To measure
The detection circuit unit further includes a noise influence determination unit that determines the influence of noise on the back electromotive force signal,
The liquid consumption device according to claim 1, wherein the noise influence determination unit observes an output of the digital signal generation circuit unit before a drive voltage signal is applied to the piezoelectric element.
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