JP4784087B2 - Mounting structure of liquid detection device and liquid container - Google Patents

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Description

本発明は、液体検出装置および同装置を備えた液体容器に係わり、特に、液体噴射装置における液体残量の検出に適した液体検出装置の取付構造および液体容器に関するものである。   The present invention relates to a liquid detection device and a liquid container including the same, and more particularly, to a liquid detection device mounting structure and a liquid container suitable for detecting a remaining amount of liquid in a liquid ejection device.

従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。   A typical example of a conventional liquid ejecting apparatus is an ink jet recording apparatus provided with an ink jet recording head for image recording. As other liquid ejecting apparatuses, for example, an apparatus having a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material (conductive paste) used for forming an electrode such as an organic EL display, a surface emitting display (FED), etc. ) An apparatus equipped with an ejection head, an apparatus equipped with a bioorganic matter ejection head used for biochip production, an apparatus equipped with a sample ejection head as a precision pipette, and the like.

液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置においては、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、加圧されたインクをインク滴として射出するノズル開口と、を有するインクジェット記録ヘッドがキャリッジに搭載されている。   In an ink jet recording apparatus which is a typical example of a liquid ejecting apparatus, an ink jet recording head having a pressure generating means for pressurizing a pressure generating chamber and a nozzle opening for ejecting the pressurized ink as ink droplets is mounted on a carriage. Has been.

インクジェット式記録装置では、インク容器内のインクが流路を介して記録ヘッドに供給され続けることにより、印刷を継続可能に構成されている。インク容器は、例えばインクが消費された時点でユーザが簡単に交換できる、着脱可能なカートリッジとして構成されている。   The ink jet recording apparatus is configured to be able to continue printing by continuously supplying ink in an ink container to a recording head via a flow path. The ink container is configured as a detachable cartridge that can be easily replaced by the user when the ink is consumed, for example.

従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法としては、記録ヘッドでのインク滴の射出数やメンテナンスにより吸引されたインク量をソフトウエアにより積算してインク消費を計算により管理する方法や、インクカートリッジに液面検出用の電極を取付けることにより実際にインクが所定量消費された時点を管理する方法などがある。   Conventionally, the ink consumption management method of the ink cartridge includes a method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplets ejected from the recording head and the amount of ink sucked by the maintenance by software, or an ink cartridge. There is a method of managing a point in time when a predetermined amount of ink is actually consumed by attaching an electrode for detecting a liquid level.

しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数やインク量を積算してインク消費を計算上管理する方法には、次のような問題がある。ヘッドの中には吐出インク滴に重量バラツキを有するものがある。このインク滴の重量バラツキは画質には影響を与えないが、バラツキによるインク消費量の誤差が累積した場合を考慮して、マージンを持たせた量のインクをインクカートリッジに充填してある。従って、個体によってはマージン分だけインクが余るという問題が生ずる。   However, the method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplet ejections and the amount of ink by software has the following problems. Some heads have variations in weight of ejected ink droplets. Although the weight variation of the ink droplets does not affect the image quality, the ink cartridge is filled with an amount of ink with a margin in consideration of the accumulation of errors in the ink consumption due to the variation. Therefore, depending on the individual, there is a problem that ink is left by the margin.

一方、電極によりインクが消費された時点を管理する方法は、インクの実量を検出できるので、インク残量を高い信頼性で管理できる。しかしながら、インクの液面の検出をインクの導電性に頼ることになるので、検出可能なインクの種類が限定されてしまったり、電極のシール構造が複雑化してしまうという欠点がある。また、電極の材料としては、通常は導電性が良く耐腐食性も高い貴金属が使用されるので、インクカートリッジの製造コストがかさむ。さらに、2本の電極を装着する必要があるため、製造工程が多くなり、結果として製造コストがかさんでしまう。   On the other hand, the method for managing the point in time when ink is consumed by the electrode can detect the actual amount of ink, so that the remaining amount of ink can be managed with high reliability. However, since the detection of the ink level depends on the conductivity of the ink, there are disadvantages that the types of ink that can be detected are limited and the electrode sealing structure is complicated. In addition, as a material for the electrode, a noble metal having high conductivity and high corrosion resistance is usually used, which increases the manufacturing cost of the ink cartridge. Furthermore, since it is necessary to mount two electrodes, the number of manufacturing steps increases, resulting in an increase in manufacturing cost.

上記の課題を解決すべく開発された装置が、特開2001−146024号に圧電装置として開示されている。この圧電装置は、液体残量を正確に検出でき、かつ複雑なシール構造を不要としたものであり、液体容器に装着して使用することができる。   An apparatus developed to solve the above problems is disclosed as a piezoelectric apparatus in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-146024. This piezoelectric device can accurately detect the remaining amount of liquid and does not require a complicated seal structure, and can be used by being mounted on a liquid container.

即ち、特開2001−146024号に記載の圧電装置によれば、圧電装置の振動部に対向する空間にインクが存在する場合とインクが存在しない場合とで、駆動パルスにより強制的に振動させた後の圧電装置の振動部の残留振動(自由振動)に起因して発生する残留振動信号の共振周波数が変化することを利用して、インクカートリッジ内のインク残量を監視することができる。   That is, according to the piezoelectric device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-146024, the drive pulse forcibly oscillates when ink is present in the space facing the vibrating portion of the piezoelectric device and when ink is not present. The remaining amount of ink in the ink cartridge can be monitored by using the fact that the resonance frequency of the residual vibration signal generated due to the residual vibration (free vibration) of the vibration unit of the piezoelectric device later changes.

図10は、上述した従来の圧電装置を構成するアクチュエータを示している。このアクチュエータ106は、ほぼ中央に円形状の開口161を有する基板178と、開口161を被覆するように基板178の一方の面(以下、「表面」という。)に配置される振動板176と、振動板176の表面の側に配置される圧電層160と、圧電層160を両方からはさみこむ上部電極164および下部電極166と、上部電極164と電気的に結合する上部電極端子168と、下部電極166と電気的に結合する下部電極端子170と、上部電極164および上部電極端子168の間に配設され両者を電気的に結合する補助電極172と、を有する。   FIG. 10 shows an actuator constituting the above-described conventional piezoelectric device. The actuator 106 includes a substrate 178 having a circular opening 161 at the substantially center, a diaphragm 176 disposed on one surface (hereinafter referred to as “surface”) of the substrate 178 so as to cover the opening 161, and Piezoelectric layer 160 disposed on the surface side of diaphragm 176, upper electrode 164 and lower electrode 166 sandwiching piezoelectric layer 160 from both sides, upper electrode terminal 168 electrically coupled to upper electrode 164, and lower electrode 166 And an auxiliary electrode 172 disposed between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 and electrically coupled to each other.

圧電層160、上部電極164および下部電極166は、それぞれの本体部としての円形部分を有する。そして、圧電層160、上部電極164および下部電極166のそれぞれの円形部分が、圧電素子を形成している。   The piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 each have a circular portion as a main body portion. 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。振動板176のうち実際に振動する振動領域は、開口161によって決定される。キャビティ162は、開口161と面する振動板176の部分と基板(キャビティ形成部材)178の開口161とによって形成される。圧電素子とは反対側の基板178の面(以下、「裏面」という。)は、インク容器内方に面している。これにより、キャビティ162は液体(インク)と接触するように構成されている。なお、キャビティ162内に液体が入っても基板178の表面側に液体が漏れないように、振動板176は基板178に対して液密に取り付けられている。   The diaphragm 176 is formed on the surface of the substrate 178 so as to cover the opening 161. The vibration region of the diaphragm 176 that actually vibrates is determined by the opening 161. The cavity 162 is formed by the portion of the diaphragm 176 that faces the opening 161 and the opening 161 of the substrate (cavity forming member) 178. The surface of the substrate 178 opposite to the piezoelectric element (hereinafter referred to as “back surface”) faces the inside of the ink container. Thereby, the cavity 162 is configured to come into contact with the liquid (ink). 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.

そして、上述した従来の技術におけるアクチュエータ106では、圧電素子に駆動パルスを印加して振動部を強制的に振動させた後に生じる振動部の残留振動(自由振動)が、同じ圧電素子によって逆起電力として検出される。そして、インク容器内の液面がアクチュエータ106の設置位置(厳密にはキャビティ162の位置)を通過する前後で振動部の残留振動状態が変化することを利用して、インク容器内のインク残量を検出することができる。
特開2001−146024号
In the actuator 106 according to the conventional technique described above, the residual vibration (free vibration) of the vibration part generated after the drive pulse is applied to the piezoelectric element to forcibly vibrate the vibration part is counter electromotive force generated by the same piezoelectric element. Detected as Then, utilizing the fact that the residual vibration state of the vibration part changes before and after the liquid level in the ink container passes the installation position of the actuator 106 (strictly, the position of the cavity 162), the remaining ink amount in the ink container Can be detected.
JP 2001-146024 A

上述した従来のアクチュエータ(圧電装置)106は、図11に示したようにインクカートリッジ180の容器本体181の容器壁に装着され、検出対象のインクを受け入れるキャビティ162をインクカートリッジ180内部のインク貯留空間に露出させるように構成されている。   The conventional actuator (piezoelectric device) 106 described above is mounted on the container wall of the container main body 181 of the ink cartridge 180 as shown in FIG. 11, and the cavity 162 for receiving the ink to be detected is provided in the ink storage space inside the ink cartridge 180. It is comprised so that it may be exposed to.

ところが、上述した従来のアクチュエータ(圧電装置)106においては、上記の如くインクカートリッジ180内部のインク貯留空間にキャビティ162を露出させるように構成されていたため、振動等によってインクカートリッジ180内部のインクが泡立つと、アクチュエータ106のキャビティ162内に気泡が容易に進入してしまう。このようにキャビティ162に気泡が進入してそこに滞留すると、インクカートリッジ180のインク残量が十分であるにもかかわらず、アクチュエータ106により検出される残留振動の共振周波数が速くなり、液面がアクチュエータ106の位置を通過してインク残量が少なくなったものと誤判定するという問題があった。   However, since the conventional actuator (piezoelectric device) 106 described above is configured to expose the cavity 162 in the ink storage space inside the ink cartridge 180 as described above, the ink inside the ink cartridge 180 bubbles due to vibration or the like. Then, bubbles easily enter the cavity 162 of the actuator 106. When air bubbles enter the cavity 162 and stay there, the resonance frequency of the residual vibration detected by the actuator 106 becomes faster even though the remaining amount of ink in the ink cartridge 180 is sufficient, and the liquid level becomes higher. There has been a problem in that it is erroneously determined that the amount of ink remaining has passed through the position of the actuator 106.

また、上記アクチュエータ106では、インクカートリッジ180内部のインク貯留空間にキャビティ162を露出させるように構成されているため、アクチュエータ106の振動板176や圧電層160に対してインク貯留空間のインクの圧力が直接的に影響してしまうため、例えばオンキャリッジのインクカートリッジ180等においては、印字動作中のキャリッジの往復運動によってインク貯留空間内のインクが激しく振動し、この振動で発生したインクの圧力が直接的にアクチュエータ106に影響して誤判定するという問題があった。   In addition, since the actuator 106 is configured to expose the cavity 162 in the ink storage space inside the ink cartridge 180, the ink pressure in the ink storage space is applied to the vibration plate 176 and the piezoelectric layer 160 of the actuator 106. For example, in the on-carriage ink cartridge 180, the ink in the ink storage space vibrates vigorously due to the reciprocating movement of the carriage during the printing operation, and the pressure of the ink generated by this vibration is directly applied. In other words, there is a problem of erroneous determination due to the influence of the actuator 106.

さらに、アクチュエータ106と面する位置にインクの振動や波を防ぐ防波壁等を形成することも検討されているが、アクチュエータ106周辺の空間構造が複雑になり、アクチュエータ106により検出される残留振動の振動モードもそれだけ複雑化し、センシングしにくくなって検出感度を鈍らせることになりかねない。   Furthermore, it is also considered to form a wave barrier or the like for preventing ink vibration and waves at a position facing the actuator 106, but the spatial structure around the actuator 106 becomes complicated and residual vibration detected by the actuator 106. The vibration mode is complicated so that it becomes difficult to sense and the detection sensitivity may be dulled.

また、液面の通過タイミングを精度良く検出するためにアクチュエータ106のキャビティ162の寸法を小さくすると、キャビティ162内にインクのメニスカスが形成されやすくなる。このため、インクの消費により液面がキャビティ162の位置を通過したにもかかわらず、キャビティ162の内部にインクが残留することにより、液面がアクチュエータ106の位置を通過しておらずインク残量が十分にあるものと誤判定するという問題があった。   Further, if the dimension of the cavity 162 of the actuator 106 is reduced in order to accurately detect the passage timing of the liquid level, an ink meniscus is likely to be formed in the cavity 162. For this reason, even though the liquid level passes through the position of the cavity 162 due to the consumption of ink, the ink remains in the cavity 162, so that the liquid level does not pass through the position of the actuator 106 and the remaining amount of ink. There was a problem of misjudging that there was enough.

本発明は、上述した事情を考慮して成されたものであって、振動モードを単純にして検出感度を高めるとともに、液体から受ける振動の影響を低減することにより、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置の取付構造および液体容器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. The detection mode is improved by simplifying the vibration mode, and the presence or absence of liquid is reliably determined by reducing the influence of vibration received from the liquid. It is an object of the present invention to provide a mounting structure for a liquid detection device and a liquid container.

上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置の取付構造は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えた検出装置と、
上記検出装置が取り付けられ、上記液体供給路に連通して液体供給路に供給される液体が存在する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通して液体排出路から排出された液体が存在する排出側バッファ室とを有する取付対象部材と、
上記検出装置と取付対象部材との間に介在し、上記液体供給路と供給側バッファ室を連通させる供給側連通口と、上記液体排出路と排出側バッファ室を連通させる排出側連通口とを有し、液体供給路と供給側バッファ室との間および液体排出路と排出側バッファ室との間をそれぞれシールする弾性シール部材とを備えたことを特徴とする。
また、本発明による液体検出装置の取付構造は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子とを備えた検出装置と、
上記検出装置が取り付けられ、上記キャビティと上流側流路を介して連通する供給側バッファ室と、上記キャビティと下流側流路を介して連通する排出側バッファ室とを有する取付対象部材と、
上記検出装置と取付対象部材との間に介在して検出装置と取付対象部材との間をシールする弾性シール部材とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the mounting structure of the liquid detection device according to the present invention has a first surface and a second surface facing each other, and a cavity for receiving a medium to be detected is located on the first surface side. A vibrating cavity forming base formed so as to open, and the bottom surface of the cavity is formed to be capable of vibrating;
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A flow path formed by laminating on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity. A detection device comprising a forming base;
A supply-side buffer chamber in which the detection device is attached and the liquid supplied to the liquid supply path through the liquid supply path exists, and the liquid discharged from the liquid discharge path through the liquid discharge path exists. A mounting target member having a discharge-side buffer chamber ;
A supply-side communication port that is interposed between the detection device and the mounting target member and communicates the liquid supply path and the supply-side buffer chamber ; and a discharge-side communication port that communicates the liquid discharge path and the discharge-side buffer chamber. a, is characterized in that an elastic sealing member for respectively sealing and between the liquid discharge passage and the discharge side buffer chamber of the liquid supply passage and the supply side buffer chamber.
The mounting structure of the liquid detection device according to the present invention has a first surface and a second surface facing each other, and is formed so that a cavity for receiving a medium to be detected is opened on the first surface side. A vibrating cavity forming base in which the bottom surface of the cavity is formed to be capable of vibrating;
Detection comprising: a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base; a piezoelectric layer laminated on the first electrode; and a piezoelectric element having a second electrode laminated on the piezoelectric layer Equipment,
An attachment target member having the detection device attached thereto, the supply side buffer chamber communicating with the cavity via an upstream flow path, and the discharge side buffer chamber communicating with the cavity via a downstream flow path;
An elastic seal member is provided between the detection device and the attachment target member and seals between the detection device and the attachment target member.

また、本発明の液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に取り付けられて内部の液体を検出する検出装置とを備え、
上記検出装置は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを有して構成され、
上記容器本体は、上記液体供給路に連通して液体供給路に供給される液体が存在する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通して液体排出路から排出された液体が存在する排出側バッファ室とを有し、
上記検出装置と容器本体との間に介在し、上記液体供給路と供給側バッファ室を連通させる供給側連通口と、上記液体排出路と排出側バッファ室を連通させる排出側連通口とを有し、液体供給路と供給側バッファ室との間および液体排出路と排出側バッファ室との間をそれぞれシールする弾性シール部材をさらに備えていることを特徴とする。
また、本発明の液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に取り付けられて内部の液体を検出する検出装置とを備え、
上記検出装置は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子とを備え、
上記容器本体は、上記キャビティと上流側流路を介して連通する供給側バッファ室と、上記キャビティと下流側通路を介して連通する排出側バッファ室とを有し、
上記検出装置と容器本体との間に介在して検出装置と容器本体との間をシールする弾性シール部材をさらに備えたことを特徴とする。
Further, the liquid container of the present invention, a container body having a liquid delivery port for sending the liquid stored inside to the outside,
A detection device attached to the container body for detecting the liquid inside,
The detection device has a first surface and a second surface facing each other, and a cavity for receiving a medium to be detected is formed so as to open toward the first surface, and the bottom surface of the cavity vibrates. A vibration cavity forming base formed in a possible manner;
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A flow path formed by laminating on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity. With a forming base,
The container body is discharged to the supply side buffer chamber of the liquid to be supplied to the liquid supply path communicates with the liquid supply path is present, the liquid discharged from the liquid discharge path communicates with the liquid discharge path is present Side buffer chamber ,
A supply-side communication port that is interposed between the detection device and the container body and communicates the liquid supply path and the supply-side buffer chamber , and a discharge-side communication port that communicates the liquid discharge path and the discharge-side buffer chamber. and, characterized by further comprising an elastic sealing member for sealing each and between the liquid discharge passage and the discharge side buffer chamber of the liquid supply passage and the supply side buffer chamber.
Further, the liquid container of the present invention, a container body having a liquid delivery port for sending the liquid stored inside to the outside,
A detection device attached to the container body for detecting the liquid inside,
The detection device has a first surface and a second surface facing each other, and a cavity for receiving a medium to be detected is formed so as to open toward the first surface, and the bottom surface of the cavity vibrates. A vibration cavity forming base formed in a possible manner;
A first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer laminated on the first electrode, and a piezoelectric element having a second electrode laminated on the piezoelectric layer,
The container body has a supply side buffer chamber communicating with the cavity via an upstream flow path, and a discharge side buffer chamber communicating with the cavity via a downstream passage,
It further comprises an elastic seal member interposed between the detection device and the container main body to seal between the detection device and the container main body.

すなわち、本発明は、振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、検出装置を検出対象とする液体の容器等に装着する際には、検出対象とする液体の収容空間に検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して液体をキャビティに供給することができる。   That is, the present invention includes a liquid supply path that is stacked on the first surface side of the vibration cavity forming base, supplies a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path that discharges the liquid to be detected from the cavity. Since the liquid channel is supplied to the cavity through the liquid supply path and the liquid is discharged from the cavity through the liquid discharge path, the detection device is When mounted on a container or the like of a liquid to be detected, the liquid can be supplied to the cavity via the liquid supply path without exposing the cavity of the detection device to the storage space for the liquid to be detected.

このように、液体の消費時に検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる検出装置の誤検出を防止することができ、検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。   In this way, by configuring the liquid to flow inside the liquid supply path and the liquid discharge path of the detection device when the liquid is consumed, even if bubbles enter the cavity, the liquid flows to the inside of the cavity. Bubbles are pushed out from. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the detection device due to air bubbles remaining in the cavity, improve detection accuracy, reduce the amount of remaining liquid, and reduce industrial waste.

また、キャビティを液体の収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。   In addition, since it is not necessary to expose the cavity to the liquid storage space, it is possible to prevent a meniscus from being formed in the cavity when the liquid surface passes. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the detection device due to liquid remaining in the cavity. Moreover, since the cavity is not a space exposed toward the liquid storage space but a space partitioned from the storage space by the flow path forming base, the bottom surface of the cavity is changed depending on the change in the liquid level or the presence or absence of liquid. The difference in residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity when forced vibration is increased, the detection sensitivity is increased, the detection accuracy can be increased, and erroneous detection can be prevented.

また、検出装置と取付対象部材との間に介在し、上記液体供給路と上流側空間を連通させる供給側連通口と、上記液体排出路と下流側空間を連通させる排出側連通口とを有し、液体供給路と上流側空間との間および液体排出路と下流側空間との間をそれぞれシールする弾性シール部材を備えているため、検出精度を確保できるとともに、製造工程も簡素化する。   Further, there are provided a supply side communication port that is interposed between the detection device and the mounting target member and communicates the liquid supply path and the upstream space, and a discharge side communication port that communicates the liquid discharge path and the downstream space. In addition, since an elastic seal member is provided for sealing between the liquid supply path and the upstream space and between the liquid discharge path and the downstream space, the detection accuracy can be ensured and the manufacturing process is simplified.

すなわち、例えば取付対象部材と検出装置との間を接着剤等でシールすると、液体供給路と上流側空間が形成する流路や液体排出路と下流側空間が形成する流路内に接着剤がはみ出しやすく、はみ出した接着剤に気泡が付着してとれにくくなり、キャビティ底面の残留振動に影響して検出精度に悪影響を与えるという問題があった。したがって、接着剤の流路へのはみ出しをなくすように管理しなければならないため、接着工程が極めて複雑化するという問題があった。   That is, for example, when the gap between the attachment target member and the detection device is sealed with an adhesive or the like, the adhesive is placed in the flow path formed by the liquid supply path and the upstream space and the flow path formed by the liquid discharge path and the downstream space. There is a problem that it is easy to protrude, and bubbles are difficult to be removed from the protruding adhesive, affecting the residual vibration on the bottom of the cavity and adversely affecting the detection accuracy. Accordingly, since the adhesive must be managed so as not to protrude into the flow path, there has been a problem that the bonding process becomes extremely complicated.

これに対し、本発明では、液体供給路と上流側空間との間および液体排出路と下流側空間との間をそれぞれ弾性シール部材でシールすることから、上述した流路内への接着剤のはみ出しの問題が皆無になり、気泡の付着に起因する検出精度の低下や、接着剤のはみ出し管理を行うことによる工程の複雑化の問題が解消するのである。
また、本発明では、液体供給路に連通する供給側バッファ室を有するとともに、液体排出路に連通する排出側バッファ室を有する。つまり、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、検出対象とする液体の貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体の貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる検出装置の誤検出を防止することができる。
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、液体の貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体の貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による検出装置の誤検出を防止することができる。
On the other hand, in the present invention, the gap between the liquid supply path and the upstream space and the gap between the liquid discharge path and the downstream space are sealed with elastic seal members, respectively. This eliminates the problem of protrusion and eliminates the problem of deterioration in detection accuracy caused by the adhesion of bubbles and the complication of the process due to the management of the protrusion of the adhesive.
Further, the present invention has a supply side buffer chamber communicating with the liquid supply path and a discharge side buffer chamber communicating with the liquid discharge path. That is, the liquid supply path and the liquid discharge path through which liquid enters and exits the cavity open to the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber, respectively, and directly open to the liquid storage space to be detected. Therefore, even if bubbles are generated in the liquid storage space due to vibration of the liquid or the like, the bubbles are not easily trapped in the supply side buffer chamber or the discharge side buffer chamber and enter the cavity. Therefore, it is possible to prevent erroneous detection of the detection device due to air bubbles remaining in the cavity.
Further, the liquid supply path and the liquid discharge path through which the liquid enters and exits the cavity do not open directly to the liquid storage space, but open to the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber, respectively. Therefore, since the pressure of the liquid generated in the liquid storage space does not directly act on the cavity, it is possible to prevent erroneous detection of the detection device due to the influence of pressure due to vibration of the liquid or the like.

本発明において、上記検出装置の液体供給路の開口よりも弾性シール部材の供給側連通口の開口を大きくするとともに、上記検出装置の液体排出路の開口よりも弾性シール部材の排出側連通口の開口を大きくしている場合には、キャビティ底面の振動が液体を介して弾性シール部材自体に伝わるのを防止することができる。これにより、弾性シール部材に生じた振動がキャビティ底面の残留振動に影響することによる検出精度の低下を防止することができるのである。   In the present invention, the opening of the supply side communication port of the elastic seal member is made larger than the opening of the liquid supply path of the detection device, and the discharge side communication port of the elastic seal member is made larger than the opening of the liquid discharge path of the detection device. When the opening is enlarged, it is possible to prevent the vibration on the bottom surface of the cavity from being transmitted to the elastic seal member itself via the liquid. Thereby, it is possible to prevent the detection accuracy from being lowered due to the vibration generated in the elastic seal member affecting the residual vibration on the bottom surface of the cavity.

本発明において、弾性シール部材の供給側連通口の開口径が検出装置の液体供給路の開口径の2倍以上に設定されるとともに、弾性シール部材の排出側連通口の開口径が検出装置の液体排出路の開口径の2倍以上に設定されている場合には、キャビティ底面の振動が液体を介して弾性シール部材自体に伝わるのを有効に防止することができる。これにより、弾性シール部材に生じた振動がキャビティ底面の残留振動に影響することによる検出精度の低下を有効に防止することができるのである。   In the present invention, the opening diameter of the supply side communication port of the elastic seal member is set to be not less than twice the opening diameter of the liquid supply path of the detection device, and the opening diameter of the discharge side communication port of the elastic seal member is that of the detection device. When it is set to be twice or more the opening diameter of the liquid discharge path, it is possible to effectively prevent the vibration of the bottom surface of the cavity from being transmitted to the elastic seal member itself via the liquid. As a result, it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy due to the vibration generated in the elastic seal member affecting the residual vibration on the bottom surface of the cavity.

本発明において、弾性シール部材の供給側連通口と液体検出装置の液体供給路とが同心状に配置されているとともに、弾性シール部材の排出側連通口と検出装置の液体排出路とが同心状に配置されている場合には、仮にキャビティ底面の振動が液体を介して弾性シール部材自体に多少伝わったとしても、供給側連通口と液体供給路および排出側連通口と液体排出路を同心状に配置することにより、弾性シール部材に生じる振動モードをより単純化することができ、弾性シール部材に生じた振動による検出精度の低下を最小に止めることができるのである。   In the present invention, the supply side communication port of the elastic seal member and the liquid supply path of the liquid detection device are arranged concentrically, and the discharge side communication port of the elastic seal member and the liquid discharge passage of the detection device are concentric. If the vibration at the bottom of the cavity is slightly transmitted to the elastic seal member itself via the liquid, the supply side communication port, the liquid supply channel, the discharge side communication port, and the liquid discharge channel are concentric. The vibration mode generated in the elastic seal member can be further simplified by disposing in this manner, and a decrease in detection accuracy due to vibration generated in the elastic seal member can be minimized.

本発明において、上記液体供給路と液体排出路の開口が同じ大きさに設定されるとともに、供給側連通口と排出側連通口の開口が同じ大きさに設定されている場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間である液体供給路および液体排出路を含む空間の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。   In the present invention, when the openings of the liquid supply passage and the liquid discharge passage are set to the same size, and the openings of the supply side communication port and the discharge side communication port are set to the same size, the bottom surface of the cavity The space shape of the space including the liquid supply path and the liquid discharge path, which is a space in which the vibration of the liquid is propagated, is simplified, and the vibration mode of the residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity is also simplified. This makes it easy to simulate residual vibration when the cavity bottom is forcibly vibrated, reducing the difference between the design and actuality, reducing the amount of adjustment work, and improving detection accuracy. It becomes.

本発明において、上記液体供給路および供給側連通口と、上記液体排出路および排出側連通口とが、キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間である液体供給路および液体排出路を含む空間の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。   In the present invention, when the liquid supply path and the supply side communication port and the liquid discharge path and the discharge side communication port are formed symmetrically with respect to the center of the cavity, vibration of the bottom surface of the cavity propagates. The space shape of the space including the liquid supply path and the liquid discharge path, which are spaces, is simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity is also simplified. This makes it easy to simulate residual vibration when the cavity bottom is forcibly vibrated, reducing the difference between the design and actuality, reducing the amount of adjustment work, and improving detection accuracy. It becomes.

本発明において、上記検出装置を取付対象部材に向かって付勢することにより検出装置を取付対象部材に対して固定する付勢部材を備えている場合には、付勢部材の付勢力により検出装置が取付対象部材に対して確実に取り付けられるとともに、上記付勢力により弾性シール部材が圧縮されて変形し難くなり、キャビティ底面の振動が液体を介して弾性シール部材自体に多少伝わったとしても、弾性シール部材自体が振動しにくくなる。このため、弾性シール部材の振動による検出精度の低下を有効に防止できるのである。   In the present invention, when a biasing member that fixes the detection device to the attachment target member by biasing the detection device toward the attachment target member is provided, the detection device is applied by the biasing force of the biasing member. Is securely attached to the attachment target member, and the elastic sealing member is compressed and hardly deformed by the urging force, and even if the vibration at the bottom of the cavity is transmitted to the elastic sealing member itself through the liquid, The seal member itself is less likely to vibrate. For this reason, it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy due to vibration of the elastic seal member.

本発明において、上記弾性シール部材の外周に外嵌して弾性シール部材を周囲から把持する把持部材を備えている場合には、弾性シール部材は把持部材によって外周方向への変形が規制され、付勢部材の付勢力により弾性シール部材が圧縮されたときにより変形し難くなる。このため、キャビティ底面の振動が液体を介して弾性シール部材自体に多少伝わったとしても、弾性シール部材自体が振動しにくくなって、弾性シール部材の振動による検出精度の低下を有効に防止できるのである。   In the present invention, when a gripping member that is fitted around the outer periphery of the elastic seal member and grips the elastic seal member from the periphery is provided, the elastic seal member is restricted from being deformed in the outer peripheral direction by the gripping member. When the elastic seal member is compressed by the urging force of the urging member, it becomes more difficult to deform. For this reason, even if the vibration on the bottom surface of the cavity is transmitted to the elastic seal member itself through the liquid, the elastic seal member itself is less likely to vibrate, and it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy due to vibration of the elastic seal member. is there.

本発明において、上記供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。   In the present invention, when the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber are formed symmetrically with respect to the center of the cavity, both the supply side buffer chamber and the discharge side buffer chamber are made symmetric. The shape of the members constituting the buffer chamber is simplified, the manufacture is facilitated, and the members can be miniaturized.

本発明において、上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも10倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。   In the present invention, when the supply-side buffer chamber and the discharge-side buffer chamber each have a capacity of at least 10 times the capacity of the cavity, the pressure fluctuation of the liquid generated in the liquid storage space in the liquid container However, the sensor characteristics of the detection device are hardly affected, and erroneous detection of the detection device due to the influence of pressure due to vibration of the liquid or the like can be prevented. Furthermore, since the pressure in the buffer chambers does not increase due to vibrations at the bottom surfaces of the cavities, excess vibrations are not generated, and the vibration mode of residual vibrations remaining on the bottom surfaces of the cavities can be simplified and detection accuracy can be improved. .

本発明において、上記バッファ部材は内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体に取り付けられ、上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち内部に貯留した液体を上記液体送出口に連通する液体送出空間に連通している場合には、上記容器本体の液体貯留室に貯留された液体が、検出装置の上記供給側バッファ室の入口から流入して排出側バッファ室の出口から排出されて上記容器本体の液体送出口に送られるとともに、上記容器本体の上記液体送出口に送られる液体の全量が事前に上記検出装置の上記供給側バッファ室,キャビティおよび排出側バッファ室を通過するため、液体の消費を確実に検知することができる。   In the present invention, the buffer member is attached to a container body having a liquid delivery port for delivering the liquid stored therein to the outside, and the supply-side buffer chamber constitutes a main part of the internal space of the container body. And the discharge-side buffer chamber communicates with the liquid delivery space that communicates the liquid stored inside the internal space of the container main body with the liquid delivery port. The liquid stored in the liquid storage chamber of the container body flows from the inlet of the supply side buffer chamber of the detection device, is discharged from the outlet of the discharge side buffer chamber, and is sent to the liquid delivery port of the container body. In addition, since the entire amount of the liquid sent to the liquid delivery port of the container body passes through the supply side buffer chamber, the cavity, and the discharge side buffer chamber of the detection device in advance, the liquid It is possible to reliably detect the consumption.

以下、本発明の一実施形態による液体検出装置の取付構造について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a mounting structure of a liquid detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明が適用される液体検出装置とインクカートリッジが使用されるインクジェット式記録装置(液体噴射装置)の概略構成を示し、図1中符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2により駆動されるタイミングベルト3を介し、ガイド部材4に案内されてプラテン5の軸方向に往復移動されるように構成されている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus) that uses a liquid detection apparatus and an ink cartridge to which the present invention is applied. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a carriage. The carriage 1 is a carriage. A timing belt 3 driven by a motor 2 is guided by a guide member 4 so as to reciprocate in the axial direction of the platen 5.

キャリッジ1の記録用紙6に対向する側にはインクジェット式記録ヘッド12が搭載され、またその上部には記録ヘッド12にインクを供給するインクカートリッジ7が着脱可能に装着されている。   An ink jet recording head 12 is mounted on the side of the carriage 1 that faces the recording paper 6, and an ink cartridge 7 that supplies ink to the recording head 12 is detachably mounted on the recording head 12.

この記録装置の非印字領域であるホームポジション(図中、右側)にはキャップ部材31が配置されており、このキャップ部材31はキャリッジ1に搭載された記録ヘッドがホームポジションに移動した時に、記録ヘッドのノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材31の下方には、キャップ部材31により形成された密閉空間に負圧を与えてクリーニング等を実施するためのポンプユニット10が配置されている。   A cap member 31 is disposed at a home position (right side in the figure) which is a non-printing area of the recording apparatus. When the recording head mounted on the carriage 1 moves to the home position, the cap member 31 performs recording. It is configured to be pressed against the nozzle forming surface of the head to form a sealed space with the nozzle forming surface. A pump unit 10 is disposed below the cap member 31 for applying a negative pressure to the sealed space formed by the cap member 31 to perform cleaning or the like.

そして、キャップ部材31における印字領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段11が記録ヘッドの移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ1がキャップ部材31側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭することができるように構成されている。   A wiping means 11 having an elastic plate such as rubber is disposed in the vicinity of the print area side of the cap member 31 so as to be able to advance and retreat in the horizontal direction with respect to the movement trajectory of the recording head. When reciprocating to the cap member 31 side, the nozzle forming surface of the recording head can be wiped off as necessary.

つぎに、本発明が適用された液体検出装置およびそれを備えたインクカートリッジについて説明する。   Next, a liquid detection device to which the present invention is applied and an ink cartridge including the same will be described.

図2は本発明が適用された液体検出装置60を示す断面図である。また、図3は上記液体検出装置60を構成する検出部(検出装置)13を示す図であり、図4は上記液体検出装置60を構成するバッファ部14および弾性シール部材29を示す図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a liquid detection device 60 to which the present invention is applied. FIG. 3 is a view showing a detection unit (detection device) 13 constituting the liquid detection device 60, and FIG. 4 is a view showing a buffer portion 14 and an elastic seal member 29 constituting the liquid detection device 60. .

なお、この例では、本発明の検出装置に相当する検出部13と、本発明の取付対象部材に相当するバッファ部14とを含む図2に示す全体で液体検出装置60を構成し、この液体検出装置60を後述する容器本体72に取り付けてインクカートリッジ70を構成したものを説明している。   In addition, in this example, the liquid detection apparatus 60 is comprised in the whole shown in FIG. 2 including the detection part 13 equivalent to the detection apparatus of this invention, and the buffer part 14 equivalent to the attachment object member of this invention, and this liquid A description is given of an ink cartridge 70 that is configured by attaching a detection device 60 to a container body 72 described later.

この液体検出装置60は、キャビティ43を有する検出部13と、上記キャビティ43に連通する供給側バッファ室(上流側空間)15および排出側バッファ室(下流側空間)16を有するバッファ部(取付対象部材)14とを備えて構成されている。   The liquid detection device 60 includes a detection unit 13 having a cavity 43, and a buffer unit (attachment target) having a supply-side buffer chamber (upstream space) 15 and a discharge-side buffer chamber (downstream space) 16 communicating with the cavity 43. Member) 14.

そして、上記バッファ部14の上面に、弾性シール部材29を介して検出部13が載置され、上記弾性シール部材29により検出部13とバッファ部14との間をシールするようになっている。また、上記検出部13は、上記バッファ部14の上面に形成された鉤状のセンサ固定部材34と付勢部材35により、バッファ部14上面に対して押し付け固定されている。   The detection unit 13 is placed on the upper surface of the buffer unit 14 via an elastic seal member 29, and the elastic seal member 29 seals between the detection unit 13 and the buffer unit 14. The detection unit 13 is pressed and fixed to the upper surface of the buffer unit 14 by a hook-shaped sensor fixing member 34 and an urging member 35 formed on the upper surface of the buffer unit 14.

上記検出部13は、キャビティ板41に振動板42を積層して構成されて、互いに対向する第1面40aおよび第2面40bを有した振動キャビティ形成基部40と、上記振動キャビティ形成基部40の第2面40b側に積層された圧電素子17と、上記振動キャビティ形成基部40の第1面40a側に積層された流路形成板(流路形成基部)18とを備えてなる。   The detection unit 13 is configured by stacking a vibration plate 42 on a cavity plate 41, and includes a vibration cavity forming base 40 having a first surface 40 a and a second surface 40 b facing each other, and the vibration cavity forming base 40. The piezoelectric element 17 is stacked on the second surface 40b side, and the flow path forming plate (flow path forming base) 18 is stacked on the first surface 40a side of the vibration cavity forming base 40.

振動キャビティ形成基部40には、検出対象の媒体(インク)を受け入れるための円筒形の空間形状を呈するキャビティ43が、第1面40a側に開口するようにして形成されており、キャビティ43の底面部43aが振動板42にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板42全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ43によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部40の第2面40b側の両端には、下部電極端子44および上部電極端子45が形成されている。   A cavity 43 having a cylindrical space shape for receiving a medium (ink) to be detected is formed in the vibration cavity forming base 40 so as to open to the first surface 40 a side. The portion 43a is formed to be able to vibrate with the diaphragm 42. In other words, the contour of the portion of the entire diaphragm 42 that actually vibrates is defined by the cavity 43. A lower electrode terminal 44 and an upper electrode terminal 45 are formed at both ends of the vibration cavity forming base 40 on the second surface 40b side.

振動キャビティ形成基部40の第2面40bには下部電極(第1電極)46が形成されており、この下部電極46は、略円形の本体部46aと、この本体部46aから下部電極端子44の方向に延出して下部電極端子44に接続された延出部46bとを有する。下部電極46の略円形の本体部46aの中心はキャビティ43の中心軸Cと一致している。   A lower electrode (first electrode) 46 is formed on the second surface 40 b of the vibration cavity forming base 40, and the lower electrode 46 includes a substantially circular main body 46 a and the lower electrode terminal 44 from the main body 46 a. An extending portion 46 b extending in the direction and connected to the lower electrode terminal 44. The center of the substantially circular main body 46 a of the lower electrode 46 coincides with the central axis C of the cavity 43.

下部電極46の略円形の本体部46aは、円形のキャビティ43よりも大径に形成され、キャビティ43に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極46の略円形の本体部46aは、キャビティ43の周縁43bに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部46cを含んでいる。   The substantially circular main body 46 a of the lower electrode 46 is formed with a larger diameter than the circular cavity 43 and covers substantially the entire region corresponding to the cavity 43. The substantially circular main body 46 a of the lower electrode 46 includes a notch 46 c formed so as to enter the inner side of the position corresponding to the peripheral edge 43 b of the cavity 43.

下部電極46の上には圧電層47が積層されており、この圧電層47は、キャビティ43よりも小径に形成された円形の本体部47aと、キャビティ43に対応する領域の範囲内において本体部47aから突出した突出部47bとを有する。図2から分かるように、圧電層47はその全体がキャビティ43に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層47は、キャビティ43の周縁43bに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。   A piezoelectric layer 47 is laminated on the lower electrode 46, and the piezoelectric layer 47 has a circular main body portion 47 a formed with a smaller diameter than the cavity 43 and a main body portion within a range corresponding to the cavity 43. And a protruding portion 47b protruding from 47a. As can be seen from FIG. 2, the entire piezoelectric layer 47 is within the region corresponding to the cavity 43. In other words, the piezoelectric layer 47 does not have any part extending across the position corresponding to the peripheral edge 43 b of the cavity 43.

圧電層47の本体部47aの中心はキャビティ43の中心軸Cと一致しており、圧電層47の本体部47aは、下部電極46の切欠き部46cに対応する部分を除いてその略全体が下部電極46に積層されている。   The center of the main body portion 47a of the piezoelectric layer 47 coincides with the central axis C of the cavity 43, and the main body portion 47a of the piezoelectric layer 47 is substantially entirely excluding the portion corresponding to the notch portion 46c of the lower electrode 46. It is laminated on the lower electrode 46.

振動キャビティ形成基部40の第2面40b側には補助電極48が形成されている。この補助電極48は、キャビティ43に対応する領域の外側から、キャビティ43の周縁43bに対応する位置を越えてキャビティ43に対応する領域の内部まで延在する。補助電極48の一部は、下部電極(第1電極)46の切欠き部46cの内部に位置して圧電層47の突出部47bおよびその近傍を振動キャビティ形成基部40の第2面40b側から支持している。この補助電極48は、好ましくは、下部電極46と同じ材質でかつ同じ厚さを有している。このように補助電極48によって圧電層47の突出部47bおよびその近傍を振動キャビティ形成基部40の第2面40b側から支持することによって、圧電層47に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。   An auxiliary electrode 48 is formed on the second surface 40 b side of the vibration cavity forming base 40. The auxiliary electrode 48 extends from the outside of the region corresponding to the cavity 43 to the inside of the region corresponding to the cavity 43 beyond the position corresponding to the peripheral edge 43 b of the cavity 43. A part of the auxiliary electrode 48 is located inside the notch 46 c of the lower electrode (first electrode) 46, and the protruding portion 47 b of the piezoelectric layer 47 and the vicinity thereof from the second surface 40 b side of the vibration cavity forming base 40. I support it. The auxiliary electrode 48 is preferably made of the same material as the lower electrode 46 and has the same thickness. As described above, the auxiliary electrode 48 supports the protruding portion 47b of the piezoelectric layer 47 and the vicinity thereof from the second surface 40b side of the vibration cavity forming base 40, thereby preventing the piezoelectric layer 47 from having a step and providing a mechanical strength. A decrease can be prevented.

圧電層47には、上部電極(第2電極)49の円形の本体部49aが積層されており、この上部電極49は、圧電層47の本体部47aよりも小径に形成されている。また、上部電極49は、本体部49aから延出して補助電極48に接続された延出部49bを有している。図2から分かるように、上部電極49の延出部49bと補助電極48との接続が始まる位置Pは、キャビティ43に対応する領域の範囲内に位置している。   A circular main body 49 a of an upper electrode (second electrode) 49 is laminated on the piezoelectric layer 47, and the upper electrode 49 is formed to have a smaller diameter than the main body 47 a of the piezoelectric layer 47. The upper electrode 49 has an extending portion 49 b that extends from the main body portion 49 a and is connected to the auxiliary electrode 48. As can be seen from FIG. 2, the position P at which the connection between the extended portion 49 b of the upper electrode 49 and the auxiliary electrode 48 starts is located within the region corresponding to the cavity 43.

下部電極46、圧電層47、および上部電極49のそれぞれの本体部によって圧電素子17が形成されている。   The piezoelectric element 17 is formed by the main body portions of the lower electrode 46, the piezoelectric layer 47, and the upper electrode 49.

図3から分かるように、上部電極49は補助電極48を介して上部電極端子45に電気的に接続されている。このように補助電極48を介して上部電極49を上部電極端子45に接続することによって、圧電層47および下部電極46の合計の厚さから生じる段差を、上部電極49と補助電極48との両方によって吸収することができる。このため、上部電極49に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。   As can be seen from FIG. 3, the upper electrode 49 is electrically connected to the upper electrode terminal 45 via the auxiliary electrode 48. By connecting the upper electrode 49 to the upper electrode terminal 45 through the auxiliary electrode 48 in this way, the step caused by the total thickness of the piezoelectric layer 47 and the lower electrode 46 is reduced in both the upper electrode 49 and the auxiliary electrode 48. Can be absorbed by. For this reason, it is possible to prevent the mechanical strength from being lowered due to a large step in the upper electrode 49.

上部電極49の本体部49aは円形を成しており、その中心はキャビティ43の中心軸Cと一致している。上部電極49の本体部49aは、圧電層47の本体部47aおよびキャビティ43のいずれよりも小径に形成されている。   The main body 49 a of the upper electrode 49 has a circular shape, and the center thereof coincides with the central axis C of the cavity 43. The main body 49 a of the upper electrode 49 is formed with a smaller diameter than both the main body 47 a of the piezoelectric layer 47 and the cavity 43.

このように、圧電層47の本体部47aは、上部電極49の本体部49aと下部電極46の本体部46aとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層47は効果的に変形駆動され得る。   Thus, the main body portion 47 a of the piezoelectric layer 47 has a structure sandwiched between the main body portion 49 a of the upper electrode 49 and the main body portion 46 a of the lower electrode 46. Thereby, the piezoelectric layer 47 can be effectively deformed and driven.

なお、圧電層47と電気的に接続された下部電極46の本体部46aおよび上部電極49の本体部49aのうち、上部電極49の本体部49aの方が小径に形成されている。従って、上部電極49の本体部49aが、圧電層47のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。   Of the main body 46 a of the lower electrode 46 and the main body 49 a of the upper electrode 49 that are electrically connected to the piezoelectric layer 47, the main body 49 a of the upper electrode 49 is formed to have a smaller diameter. Therefore, the main body 49a of the upper electrode 49 determines the range of the portion of the piezoelectric layer 47 that generates the piezoelectric effect.

圧電層47の本体部47a、上部電極49の本体部49a、および下部電極46の本体部46aは、それらの中心がキャビティ43の中心軸Cと一致している。また、振動板42の振動可能な部分を決定する円筒形状のキャビティ43の中心軸Cは、液体検出装置60の全体の中心に位置している。   The centers of the main body portion 47 a of the piezoelectric layer 47, the main body portion 49 a of the upper electrode 49, and the main body portion 46 a of the lower electrode 46 coincide with the central axis C of the cavity 43. In addition, the central axis C of the cylindrical cavity 43 that determines the portion of the vibration plate 42 that can vibrate is located at the center of the entire liquid detection device 60.

キャビティ43によって規定される振動板42の振動可能な部分、下部電極46の本体部46aのうちのキャビティ43に対応する部分、圧電層47の本体部47aおよび突出部47b、並びに上部電極49の本体部49aおよび延出部49bのキャビティ43に対応する部分は、液体検出装置60の振動部61を構成する。そして、この液体検出装置60の振動部61の中心は、液体検出装置60の中心と一致する。   The portion of the diaphragm 42 that can be vibrated defined by the cavity 43, the portion of the main body 46 a of the lower electrode 46 that corresponds to the cavity 43, the main body 47 a and the protrusion 47 b of the piezoelectric layer 47, and the main body of the upper electrode 49. Portions corresponding to the cavity 43 of the portion 49 a and the extension portion 49 b constitute a vibrating portion 61 of the liquid detection device 60. The center of the vibration part 61 of the liquid detection device 60 is coincident with the center of the liquid detection device 60.

さらに、圧電層47の本体部47a、上部電極49の本体部49a、下部電極46の本体部46a、および振動板42の振動可能な部分(即ちキャビティ43の底面部43aに対応する部分)が円形形状を有しており、しかも、圧電層47の全体、即ち圧電層47の本体部47aおよび突出部47bがキャビティ43に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置60の振動部61は液体検出装置60の中心に対して略対称な形状である。   Further, the main body portion 47 a of the piezoelectric layer 47, the main body portion 49 a of the upper electrode 49, the main body portion 46 a of the lower electrode 46, and the vibrating portion of the diaphragm 42 (that is, the portion corresponding to the bottom surface portion 43 a of the cavity 43) are circular. In addition, since the entire piezoelectric layer 47, that is, the main body portion 47 a and the protruding portion 47 b of the piezoelectric layer 47 are disposed inside the region corresponding to the cavity 43, the vibrating portion of the liquid detection device 60 Reference numeral 61 denotes a shape that is substantially symmetrical with respect to the center of the liquid detection device 60.

さらに、本実施例による液体検出装置60は、振動キャビティ形成基部40の第1面40aに積層され接合された流路形成板(流路形成基部)18を備えている。   Furthermore, the liquid detection device 60 according to the present embodiment includes a flow path forming plate (flow path forming base) 18 that is laminated and bonded to the first surface 40 a of the vibration cavity forming base 40.

上記流路形成板18には、キャビティ43に検出対象のインクを供給するインク供給路(液体供給路)19と、キャビティ43から検出対象のインクを排出するインク排出路(液体排出路)20とが形成されている。インク供給路19とインク排出路20は、同じ大きさ形状に形成され、いずれも円筒形の空間形状を呈している。   The flow path forming plate 18 includes an ink supply path (liquid supply path) 19 for supplying ink to be detected to the cavity 43, and an ink discharge path (liquid discharge path) 20 for discharging the ink to be detected from the cavity 43. Is formed. The ink supply path 19 and the ink discharge path 20 are formed in the same size and shape, and both have a cylindrical space shape.

上記流路形成板18に形成されたインク供給路19とインク排出路20は、いずれも上記円形のキャビティ43に対応する領域内に形成されており、かつインク供給路19とインク排出路20はキャビティ43の中心軸Cに対して対称に配置されている。これにより、上記キャビティ43,インク供給路19およびインク排出路20を含んで形成される空間は、インク供給路19とインク排出路20に挟まれた領域に存在するキャビティの中心軸Cに対して対称に形成されている。   The ink supply path 19 and the ink discharge path 20 formed in the flow path forming plate 18 are both formed in a region corresponding to the circular cavity 43, and the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 are They are arranged symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43. Thereby, the space formed including the cavity 43, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 is in relation to the central axis C of the cavity existing in the region sandwiched between the ink supply path 19 and the ink discharge path 20. It is formed symmetrically.

また、上記インク供給路19およびインク排出路20は、それぞれキャビティ43に対して流路面積が絞られている。すなわち、この例では、1つのキャビティ43に対してインク供給路19とインク排出路20が1つずつ形成されているが、一方の流路(インク供給路19またはインク排出路20)の流路面積は、キャビティ43の面積の少なくとも半分より小さくなるように設定されている。また、上記インク供給路19およびインク排出路20は、内部に液体の流体的質量が存在するよう、ある程度の長さが設定されている。   In addition, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 each have a flow path area narrowed with respect to the cavity 43. That is, in this example, one ink supply path 19 and one ink discharge path 20 are formed for one cavity 43, but the flow path of one flow path (ink supply path 19 or ink discharge path 20). The area is set to be smaller than at least half of the area of the cavity 43. Further, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 are set to a certain length so that the fluid mass of the liquid exists inside.

一方、上記液体検出装置60は、上記インク供給路19に連通してインク供給路19に供給されるインクが存在する供給側バッファ室15と、上記インク排出路20に連通してインク排出路20から排出されたインクが存在する排出側バッファ室16とを有するバッファ部14を備えている。   On the other hand, the liquid detection device 60 communicates with the ink supply path 19 and the supply side buffer chamber 15 where the ink supplied to the ink supply path 19 exists, and the ink discharge path 20 communicates with the ink discharge path 20. A buffer section 14 having a discharge-side buffer chamber 16 in which the ink discharged from the pipe is present.

上記バッファ部14は、この例では平面視で上記液体検出装置60よりも一回り大きな長方形を呈し、全体として直方体状に形成されている。上記バッファ部14の内部は、中央部に配置された1枚の仕切壁21により同じ大きさ形状の2つの空間に2分されており、一方が供給側バッファ室15に、他方が排出側バッファ室16になっている。   In this example, the buffer unit 14 has a rectangular shape that is slightly larger than the liquid detection device 60 in plan view, and is formed in a rectangular parallelepiped shape as a whole. The interior of the buffer unit 14 is divided into two spaces of the same size and shape by a single partition wall 21 disposed in the center, one being the supply side buffer chamber 15 and the other being the discharge side buffer. It is chamber 16.

上記バッファ部14の検出部13が接合される面と反対側の部分には、供給側バッファ室15にインクを流入させる流入開口22と、排出側バッファ室16のインクを流出させる流出開口23とが形成されている。また、上記バッファ部14の検出部13が取付られる面には、供給側バッファ室15に流入したインクをインク供給路19を介してキャビティ43に供給するための上部開口30Aと、キャビティ43のインクをインク排出路20を介して供給側バッファ室15に流出させるための上部開口30Bとが形成されている。   An inflow opening 22 through which ink flows into the supply-side buffer chamber 15 and an outflow opening 23 through which ink flows out from the discharge-side buffer chamber 16 are formed on the opposite side of the surface of the buffer unit 14 to which the detection unit 13 is joined. Is formed. Further, on the surface of the buffer unit 14 to which the detection unit 13 is attached, an upper opening 30A for supplying the ink flowing into the supply-side buffer chamber 15 to the cavity 43 through the ink supply path 19, and the ink in the cavity 43 And an upper opening 30 </ b> B for allowing the ink to flow out to the supply-side buffer chamber 15 through the ink discharge path 20.

そして、上記検出部13とバッファ部14との間には、上記インク供給路19と供給側バッファ室15を連通させる供給側連通口32と、上記インク排出路20と排出側バッファ室16を連通させる排出側連通口33とを有し、インク供給路19と供給側バッファ室15との間およびインク排出路20と排出側バッファ室16との間をそれぞれシールする弾性シール部材29が介在している。   Between the detection unit 13 and the buffer unit 14, a supply-side communication port 32 that communicates the ink supply path 19 and the supply-side buffer chamber 15, and the ink discharge path 20 and the discharge-side buffer chamber 16 communicate with each other. And an elastic seal member 29 that seals between the ink supply path 19 and the supply-side buffer chamber 15 and between the ink discharge path 20 and the discharge-side buffer chamber 16. Yes.

上記弾性シール部材29の材質としては、ゴム、エラストマー等の弾性部材を用いることができるが、特に好適なのは、ポリマーを三次元網目構造としてオイルを配合し、適度な硬度・ロス特性・バネ定数に設定した防振用の弾性部材(Micro Network Controlled Structure)を好適に用いることができる。   As the material of the elastic seal member 29, an elastic member such as rubber or elastomer can be used, but particularly preferable is that a polymer is blended with oil in a three-dimensional network structure to obtain an appropriate hardness / loss characteristic / spring constant. The set elastic member for vibration isolation (Micro Network Controlled Structure) can be suitably used.

また、上記弾性シール部材29は、全体として検出部13よりもやや大きく、バッファ部14よりもやや小さく設定された長方形の板状に形成されている。さらに、上記弾性シール部材29の外周部には、断面四角形で四角枠状に形成されて弾性シール部材29を周囲から把持する合成樹脂製の把持部材36が外嵌している。そして、上記把持部材36は、その高さが弾性シール部材29の厚みと略同じに設定され、左右端がバッファ部14左右のセンサ固定部材34に当接することにより、弾性シール部材29をバッファ部14上面の所定位置に位置決めしている。   The elastic seal member 29 is formed in a rectangular plate shape that is set slightly larger than the detection unit 13 and slightly smaller than the buffer unit 14 as a whole. Further, a synthetic resin gripping member 36 which is formed in a quadrangular frame shape with a square cross section and grips the elastic seal member 29 from the periphery is fitted on the outer peripheral portion of the elastic seal member 29. The height of the gripping member 36 is set to be substantially the same as the thickness of the elastic seal member 29, and the left and right ends abut against the sensor fixing members 34 on the left and right of the buffer unit 14, thereby 14 is positioned at a predetermined position on the upper surface.

一方、上記バッファ部14上面の左右端辺部には、それぞれ上方に延びて先端が内側に鉤状に屈曲形成されたセンサ固定部材34が形成されている。このセンサ固定部材34は、図2における上下方向に延びる板状の縦片34Aがバッファ部14の上面左右に立設しており、上記縦片34Aの先端から内側に向かって板状の横片34Bが鉤状に屈曲形成されている。   On the other hand, sensor fixing members 34 are formed on the left and right end portions of the upper surface of the buffer portion 14 so as to extend upward and have a tip bent inwardly in a bowl shape. In the sensor fixing member 34, plate-like vertical pieces 34A extending in the vertical direction in FIG. 2 are erected on the left and right sides of the upper surface of the buffer portion 14, and the plate-like horizontal pieces are inward from the tip of the vertical piece 34A. 34B is bent and formed in a bowl shape.

上記センサ固定部材34の横片34Bの下面、および検出部13の下部電極端子44と上部電極端子45の上面には、付勢部材35を位置決めする位置決め用の突起37が形成されている。そして、上記付勢部材35は、略横向きU字状の板ばねであり、横向きU字状の自由端近傍には上記突起に嵌合する嵌合孔(図示せず)が形成されている。   Positioning protrusions 37 for positioning the biasing member 35 are formed on the lower surface of the horizontal piece 34B of the sensor fixing member 34 and the upper surfaces of the lower electrode terminal 44 and the upper electrode terminal 45 of the detection unit 13. The urging member 35 is a substantially laterally U-shaped leaf spring, and a fitting hole (not shown) that fits the projection is formed in the vicinity of the laterally U-shaped free end.

このような構造により、バッファ部14の上面に把持部材36が外嵌した弾性シール部材29を載置してその上に検出部13を載置し、横向きU字状の付勢部材35を圧縮しながらセンサ固定部材34の横片34Bと検出部13上面との間に押し込んで、付勢部材35の嵌合孔をセンサ固定部材34の横片34Bと検出部13上面の突起に嵌合させることにより、検出部13が弾性シール部材29上で適切な位置に位置決めされるとともに、付勢部材35の付勢力により検出部13がバッファ部14に向かって付勢され、バッファ部14上面に押し付けられ固定される。この押し付け力により、弾性シール部材29によるインク供給路19と供給側バッファ室15との間およびインク排出路20と排出側バッファ室16との間とのシール性が保たれる。   With such a structure, the elastic seal member 29 with the gripping member 36 fitted on the upper surface of the buffer portion 14 is placed, the detecting portion 13 is placed thereon, and the lateral U-shaped biasing member 35 is compressed. While pushing between the horizontal piece 34B of the sensor fixing member 34 and the upper surface of the detection unit 13, the fitting hole of the biasing member 35 is fitted to the protrusion on the horizontal piece 34B of the sensor fixing member 34 and the upper surface of the detection unit 13. As a result, the detection unit 13 is positioned at an appropriate position on the elastic seal member 29, and the detection unit 13 is urged toward the buffer unit 14 by the urging force of the urging member 35 and pressed against the upper surface of the buffer unit 14. And fixed. By this pressing force, the sealing performance between the ink supply path 19 and the supply side buffer chamber 15 and between the ink discharge path 20 and the discharge side buffer chamber 16 by the elastic seal member 29 is maintained.

この状態で、上記弾性シール部材29の供給側連通口32および排出側連通口33は、それぞれバッファ部14の上部開口30A,30B上に配置される。また、検出部13のインク供給路19とインク排出路20は、それぞれ弾性シール部材29の供給側連通口32と排出側連通口33上に配置される。   In this state, the supply side communication port 32 and the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29 are disposed on the upper openings 30A and 30B of the buffer unit 14, respectively. The ink supply path 19 and the ink discharge path 20 of the detection unit 13 are disposed on the supply side communication port 32 and the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29, respectively.

このような構成により、上記検出対象となるカートリッジ内部のインクは、流入開口22から供給側バッファ室15に流入して上部開口30A、供給側連通口32およびインク供給路19を介してキャビティ43に供給される。そして、キャビティ43に供給されたインクは、上記インク排出路20、排出側連通口33および上部開口30Bを介して排出側バッファ室16に排出され、さらに排出側バッファ室16から流出開口23を介して排出される。   With such a configuration, the ink inside the cartridge to be detected flows into the supply side buffer chamber 15 from the inflow opening 22 and enters the cavity 43 through the upper opening 30A, the supply side communication port 32, and the ink supply path 19. Supplied. The ink supplied to the cavity 43 is discharged to the discharge side buffer chamber 16 through the ink discharge path 20, the discharge side communication port 33, and the upper opening 30B, and further from the discharge side buffer chamber 16 through the outflow opening 23. Discharged.

そして、上記インク供給路19とインク排出路20は、上述したように円筒状で同じ大きさ形状に形成されるとともに、上記供給側連通口32および排出側連通口33も、この例では実質的に円形に開口した空間に形成されており、同じ大きさ形状に形成されている。   In addition, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 are cylindrical and formed in the same size as described above, and the supply side communication port 32 and the discharge side communication port 33 are substantially the same in this example. Are formed in a circularly open space, and are formed in the same size and shape.

また、上記検出部13のインク供給路19の開口よりも弾性シール部材29の供給側連通口32の開口が大きくなるよう設定されており、同様に、上記検出部13のインク排出路20の開口よりも弾性シール部材29の排出側連通口33の開口が大きくなるように設定されている。ここで、検出部のインク供給路19およびインク排出路20の開口径D1,D3と、弾性シール部材29の供給側連通口32および排出側連通口33の開口径D2,D4との比率は、適宜に設定することができるが、弾性シール部材29の供給側連通口32の開口径D2を検出部13のインク供給路19の開口径D1の2倍以上に設定し、同様に、弾性シール部材29の排出側連通口33の開口径D4を検出部13のインク排出路20の開口径D3の2倍以上になるよう設定するのが好ましい。   Further, the opening of the supply side communication port 32 of the elastic seal member 29 is set to be larger than the opening of the ink supply path 19 of the detection unit 13. Similarly, the opening of the ink discharge path 20 of the detection unit 13 is set. Further, the opening of the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29 is set to be larger. Here, the ratio between the opening diameters D1 and D3 of the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 of the detection unit and the opening diameters D2 and D4 of the supply side communication port 32 and the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29 is as follows. The opening diameter D2 of the supply side communication port 32 of the elastic seal member 29 is set to be twice or more the opening diameter D1 of the ink supply path 19 of the detection unit 13, and similarly the elastic seal member It is preferable to set the opening diameter D4 of the 29 discharge side communication ports 33 to be twice or more the opening diameter D3 of the ink discharge path 20 of the detection unit 13.

さらに、この例では、弾性シール部材29の供給側連通口32と検出部13のインク供給路19とが同心状に配置され、弾性シール部材29の排出側連通口33と検出部13のインク排出路20とが同心状に配置されている。そして、上記インク供給路19および供給側連通口32、上記インク排出路20および排出側連通口33およびキャビティ43によって形成される空間が、キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。   Further, in this example, the supply side communication port 32 of the elastic seal member 29 and the ink supply path 19 of the detection unit 13 are arranged concentrically, and the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29 and the ink discharge of the detection unit 13 are discharged. The path 20 is arranged concentrically. A space formed by the ink supply path 19 and the supply side communication port 32, the ink discharge path 20, the discharge side communication port 33, and the cavity 43 is formed symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43. .

さらにこの例では、上記液体検出装置60の供給側バッファ室15および上部開口30Aと、排出側バッファ室16および上部開口30Bとは、上記キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。さらに言い換えると、キャビティ43、インク供給路19、インク排出路20、供給側連通口32、排出側連通口33、上部空間30A、30B供給側バッファ室15、排出側バッファ室16によって形成される空間が、上記キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。   Further, in this example, the supply-side buffer chamber 15 and the upper opening 30A, and the discharge-side buffer chamber 16 and the upper opening 30B of the liquid detection device 60 are formed symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43. . In other words, a space formed by the cavity 43, the ink supply path 19, the ink discharge path 20, the supply side communication port 32, the discharge side communication port 33, the upper spaces 30A and 30B, the supply side buffer chamber 15, and the discharge side buffer chamber 16. Are formed symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43.

また、上記液体検出装置60の上記供給側バッファ室15および排出側バッファ室16の容量は、それぞれキャビティ43の容量の少なくとも10倍以上の容量を有するように設定されている。   Further, the capacities of the supply-side buffer chamber 15 and the discharge-side buffer chamber 16 of the liquid detection device 60 are set to have at least 10 times the capacity of the cavity 43, respectively.

上記液体検出装置60に含まれる部材、特にキャビティ板41、振動板42、流路形成板18は、同一材質で形成されるとともに互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置60の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。   The members included in the liquid detection device 60, in particular the cavity plate 41, the vibration plate 42, and the flow path forming plate 18, are formed of the same material and are integrally formed by firing each other. In this manner, the plurality of substrates are baked and integrated to facilitate handling of the liquid detection device 60. Further, by forming each member with the same material, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to the difference in linear expansion coefficient.

圧電層47の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)、または、鉛を使用しない鉛レス圧電膜、を用いることが好ましい。キャビティ板41の材料としては、ジルコニアまたはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板42には、キャビティ板41と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極49、下部電極46、上部電極端子45および下部電極端子44は、導電性を有する材料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニッケルなどの金属を用いることができる。   As a material of the piezoelectric layer 47, 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 cavity plate 41, it is preferable to use zirconia or alumina. The diaphragm 42 is preferably made of the same material as the cavity plate 41. For the upper electrode 49, the lower electrode 46, the upper electrode terminal 45, and the lower electrode terminal 44, a conductive material, for example, a metal such as gold, silver, copper, platinum, aluminum, or nickel can be used.

図5は上記液体検出装置を備えた本発明のインクカートリッジを示す図であり、図6はインクカートリッジに対する液体検出装置の取り付け部分の一例を示す図である。   FIG. 5 is a view showing an ink cartridge of the present invention provided with the liquid detection device, and FIG.

図5は、上述した液体検出装置60が装着されたインクカートリッジ(液体容器)70を示しており、このインクカートリッジ70は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口(液体送出口)71を有する容器本体72を備えている。   FIG. 5 shows an ink cartridge (liquid container) 70 to which the above-described liquid detection device 60 is mounted. The ink cartridge 70 is an ink delivery port (liquid delivery port) for sending the ink stored inside to the outside. A container body 72 having 71 is provided.

図6に示すように、液体検出装置60はその全体が容器本体72に装着されており、容器本体72の壁面27に形成された長方形状の開口26に、バッファ部14が接着剤28等によって液密状に取り付けられている。このとき、液体検出装置60の検出部13が容器本体72の外側に配置され、バッファ部14の流入開口22および流出開口23が容器本体72の内側に開口するよう配置されている。   As shown in FIG. 6, the entire liquid detection device 60 is mounted on a container body 72, and the buffer portion 14 is attached to the rectangular opening 26 formed on the wall surface 27 of the container body 72 by an adhesive 28 or the like. It is attached in a liquid-tight manner. At this time, the detection unit 13 of the liquid detection device 60 is arranged outside the container main body 72, and the inflow opening 22 and the outflow opening 23 of the buffer unit 14 are arranged to open inside the container main body 72.

そして、容器本体72の内部は(図5に戻る)、容器本体72の内部空間全体のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室(液体貯留室)75と、この主貯留室75よりも小さな容積を有する副貯留室(液体送出空間)76とに区画されており、主貯留室75と副貯留室76とは互いに分離されている。副貯留室76は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室75よりもインク送出口71に近い側に位置している。   The inside of the container main body 72 (returning to FIG. 5) constitutes a main portion of the entire internal space of the container main body 72 and stores a main storage chamber (liquid storage chamber) 75 for storing ink, and this main storage. The main storage chamber 75 and the sub storage chamber 76 are separated from each other. The sub storage chamber (liquid delivery space) 76 has a smaller volume than the chamber 75. The auxiliary storage chamber 76 is located closer to the ink delivery port 71 than the main storage chamber 75 in the direction of ink flow when ink is consumed.

上記液体検出装置60の流入開口22は上記主貯留室75に連通する位置に開口し、流出開口23は上記液体送出空間である副貯留室76に開口するよう配置されている。これにより、上記供給側バッファ室15は、上記容器本体72の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する主貯留室75に連通し、上記排出側バッファ室16は、上記容器本体72の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出するインク送出口71に連通する液体送出空間に連通するようになっている。   The inflow opening 22 of the liquid detection device 60 is opened at a position communicating with the main storage chamber 75, and the outflow opening 23 is arranged to open to the sub storage chamber 76 that is the liquid delivery space. Thus, the supply-side buffer chamber 15 communicates with the main storage chamber 75 that constitutes a main portion of the internal space of the container main body 72 and stores the liquid, and the discharge-side buffer chamber 16 is connected to the container Of the internal space of the main body 72, the liquid stored inside is communicated with a liquid delivery space communicating with an ink delivery port 71 for delivering the liquid to the outside.

主貯留室75の内部には、密閉された補助流路77が形成されており、この補助流路77の下端側には補助流路入口77aが形成されている。補助流路入口77aは、主貯留室75の内部の下端に位置している。また、補助流路77の上端部に、液体検出装置60の流入開口22が連通しており、この流入開口22が補助流路77の出口を構成している。   A sealed auxiliary flow path 77 is formed inside the main storage chamber 75, and an auxiliary flow path inlet 77 a is formed on the lower end side of the auxiliary flow path 77. The auxiliary flow path inlet 77 a is located at the lower end inside the main storage chamber 75. In addition, the inflow opening 22 of the liquid detection device 60 communicates with the upper end portion of the auxiliary flow path 77, and the inflow opening 22 constitutes the outlet of the auxiliary flow path 77.

上述したように、液体検出装置60の流入開口22が補助流路77を介して主貯留室75に連通し、流出開口23が副貯留室76を介してインク送出口71に連通している。これにより、主貯留室75に貯留されたインクは、補助流路77を経て流入開口22から供給側バッファ室15に流入して上部開口30A、供給側連通口32およびインク供給路19を介してキャビティ43に供給される。そして、キャビティ43に供給されたインクは、上記インク排出路20、排出側連通口33および上部開口30Bを介して排出側バッファ室16に排出され、さらに排出側バッファ室16から流出開口23、副貯留室76を経てインク送出口71から排出され、記録ヘッド12に供給される。   As described above, the inflow opening 22 of the liquid detection device 60 communicates with the main storage chamber 75 through the auxiliary flow path 77, and the outflow opening 23 communicates with the ink delivery port 71 through the sub storage chamber 76. As a result, the ink stored in the main storage chamber 75 flows into the supply side buffer chamber 15 from the inflow opening 22 through the auxiliary flow path 77 and passes through the upper opening 30 </ b> A, the supply side communication port 32, and the ink supply path 19. It is supplied to the cavity 43. The ink supplied to the cavity 43 is discharged to the discharge-side buffer chamber 16 through the ink discharge path 20, the discharge-side communication port 33, and the upper opening 30B. The ink is discharged from the ink delivery port 71 through the storage chamber 76 and supplied to the recording head 12.

このように本実施例においては、副貯留室76を通ってインク送出口71に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置60のインク供給路19およびインク排出路20を通過するように構成されている。   As described above, in this embodiment, the entire amount of ink sent to the ink delivery port 71 through the sub-reservoir chamber 76 passes through the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 of the liquid detection device 60 in advance. Has been.

つぎに、上記液体容器において液体を検出する動作について説明する。   Next, the operation for detecting the liquid in the liquid container will be described.

上述した液体検出装置60を備えたインクカートリッジ70においては、容器本体72にインクが十分に残っており、副貯留室76の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ43内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ7の容器本体72内の液体が消費され、主貯留室75内のインクがなくなると、副貯留室76内の液面が低下し、液体検出装置60のキャビティ43の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ43内にインクが存在しない状態となる。   In the ink cartridge 70 provided with the liquid detection device 60 described above, when the ink remains sufficiently in the container main body 72 and the inside of the auxiliary storage chamber 76 is filled with ink, the inside of the cavity 43 is filled with ink. be satisfied. On the other hand, when the liquid in the container main body 72 of the ink cartridge 7 is consumed and the ink in the main storage chamber 75 is exhausted, the liquid level in the sub storage chamber 76 is lowered, and is higher than the position of the cavity 43 of the liquid detection device 60. When the liquid level falls to the lower side, there is no ink in the cavity 43.

そこで、液体検出装置60は、この状態の変化に起因する音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、液体検出装置60は、容器本体72にインクが十分に残っている状態であるか、あるいは、ある一定以上のインクが消費された状態であるか、を検知することができる。   Therefore, the liquid detection device 60 detects a difference in acoustic impedance caused by the change in this state. Thereby, the liquid detection device 60 can detect whether ink is sufficiently left in the container main body 72 or whether a certain amount of ink is consumed.

より具体的には、液体検出装置60において、上部電極端子45および下部電極端子44を介して上部電極49と下部電極46との間に電圧を印加する。すると、圧電層47のうち、上部電極49および下部電極46に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層47が変形する。圧電層47が変形することによって、振動板42のうちの振動領域(キャビティ43の底面部43aに対応する領域)に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層47を強制的に変形させた後、電圧の印加を解除すると、しばらくは、たわみ振動が液体検出装置60の振動部61に残留する。   More specifically, in the liquid detection device 60, a voltage is applied between the upper electrode 49 and the lower electrode 46 via the upper electrode terminal 45 and the lower electrode terminal 44. Then, an electric field is generated in a portion of the piezoelectric layer 47 sandwiched between the upper electrode 49 and the lower electrode 46. The piezoelectric layer 47 is deformed by this electric field. When the piezoelectric layer 47 is deformed, a flexural vibration is generated in a vibration region (region corresponding to the bottom surface portion 43 a of the cavity 43) of the vibration plate 42. When the application of voltage is canceled after the piezoelectric layer 47 is forcibly deformed in this way, the flexural vibration remains in the vibration part 61 of the liquid detection device 60 for a while.

この残留振動は、液体検出装置60の振動部61とキャビティ43内の媒体との自由振動である。従って、圧電層47に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後の振動部61と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置60の振動部61の振動であり、圧電層47の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層47は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極49、下部電極46、上部電極端子45および下部電極端子44を介して検出される。このようにして検出された逆起電力によって共振周波数が特定できるので、この共振周波数に基づいてインクカートリッジ7の容器本体72内のインクの有無を検出することができる。   This residual vibration is free vibration between the vibration unit 61 of the liquid detection device 60 and the medium in the cavity 43. Therefore, by setting the voltage applied to the piezoelectric layer 47 to a pulse waveform or a rectangular wave, the resonance state between the vibrating portion 61 and the medium after the voltage is applied can be easily obtained. This residual vibration is a vibration of the vibration part 61 of the liquid detection device 60 and is accompanied by deformation of the piezoelectric layer 47. For this reason, the piezoelectric layer 47 generates a counter electromotive force with the residual vibration. This counter electromotive force is detected via the upper electrode 49, the lower electrode 46, the upper electrode terminal 45 and the lower electrode terminal 44. Since the resonance frequency can be specified by the back electromotive force detected in this way, the presence or absence of ink in the container body 72 of the ink cartridge 7 can be detected based on the resonance frequency.

図7(a)、(b)は、液体検出装置60に駆動信号を供給して振動部61を強制的に振動させた場合における、液体検出装置60の振動部61の残留振動(自由振動)の波形と残留振動の測定方法とを示している。図7(a)は、液体検出装置60のキャビティ43内にインクがあるときの波形であり、一方、図7(b)は液体検出装置60のキャビティ43内にインクがないときの波形である。   7A and 7B show residual vibrations (free vibration) of the vibration unit 61 of the liquid detection device 60 when a drive signal is supplied to the liquid detection device 60 to forcibly vibrate the vibration unit 61. FIG. The waveform of this and the measuring method of residual vibration are shown. FIG. 7A shows a waveform when ink is present in the cavity 43 of the liquid detection device 60, while FIG. 7B shows a waveform when ink is not present in the cavity 43 of the liquid detection device 60. .

図7(a)、(b)において、縦軸は液体検出装置60に加えられる駆動パルスおよび液体検出装置60の振動部61の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横軸は経過時間を示す。液体検出装置60の振動部61の残留振動によって、電圧のアナログ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号の周波数に対応するデジタル数値に変換(二値化)する。図7に示した例においては、アナログ信号の4パルス目から8パルス目までの4個のパルスが生じる時間を計測している。   7A and 7B, the vertical axis indicates the drive pulse applied to the liquid detection device 60 and the voltage of the back electromotive force generated by the residual vibration of the vibration unit 61 of the liquid detection device 60, and the horizontal axis indicates the elapsed time. Show time. Due to residual vibration of the vibration part 61 of the liquid detection device 60, a waveform of an analog voltage signal is generated. Next, the analog signal is converted (binarized) into a digital numerical value corresponding to the frequency of the signal. In the example shown in FIG. 7, 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、液体検出装置60に駆動パルスを印加して振動部61を強制的に振動させた後、残留振動による電圧波形が、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そして、4カウントから8カウントまでの間をHighとしたデジタル信号を生成し、所定のクロックパルスによって4カウントから8カウントまでの時間を計測する。   More specifically, after a drive pulse is applied to the liquid detection device 60 to forcibly vibrate the vibration unit 61, a voltage waveform due to residual vibration is changed from a low voltage side to a predetermined reference voltage set in advance. Count the number of crossings to the side. 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7(a)と図7(b)とを比較すると、図7(a)の方が図7(b)よりも4カウントから8カウントまでの時間が長いことがわかる。換言すると、液体検出装置60のキャビティ43におけるインクの有無によって4カウントから8カウントまでの所要時間が異なる。この所要時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出することができる。   Comparing FIG. 7A and FIG. 7B, it can be seen that the time from 4 to 8 counts is longer in FIG. 7A than in FIG. 7B. In other words, the required time from 4 counts to 8 counts varies depending on the presence or absence of ink in the cavity 43 of the liquid detection device 60. The consumption state of ink can be detected using the difference in the required time.

アナログ波形の4カウント目から数えるのは、液体検出装置60の残留振動(自由振動)が安定してから計測をはじめるためである。4カウント目からとしたのは単なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。ここでは、4カウント目から8カウント目までの信号を検出し、所定のクロックパルスによって4カウント目から8カウント目までの時間を測定している。この時間に基いて、共振周波数を求めることができる。クロックパルスは、8カウント目までの時間を測定する必要は無く、任意のカウントまで数えてもよい。   The reason for counting from the fourth count of the analog waveform is to start measurement after the residual vibration (free vibration) of the liquid detection device 60 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. The clock pulse does not need to be measured until the eighth count, and may be counted up to an arbitrary count.

図7においては、4カウント目から8カウント目までの時間を測定しているが、周波数を検出する回路構成にしたがって、異なったカウント間隔内の時間を検出してもよい。例えば、インクの品質が安定していてピークの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げるために4カウント目から6カウント目までの時間を検出することにより共振周波数を求めてもよい。また、インクの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合には、残留振動を正確に検出するために4カウント目から12カウント目までの時間を検出してもよい。   In FIG. 7, the time from the 4th count to the 8th count is measured, but the time within different count intervals may be detected according to the circuit configuration for detecting the frequency. For example, when the ink quality is stable and the fluctuation of the peak amplitude is small, the resonance frequency may be obtained by detecting the time from the 4th count to the 6th count in order to increase the detection speed. . When the ink quality is unstable and the fluctuation of the pulse amplitude is large, the time from the 4th count to the 12th count may be detected in order to accurately detect the residual vibration.

このように本実施例による液体検出装置60においては、液体検出装置60の装着位置レベル(厳密にはキャビティ43の位置)を液面が通過したか否かについて、液体検出装置60の振動部61を強制的に振動させた後の残留振動の周波数の変化や振幅の変化によって検出することができる。   As described above, in the liquid detection device 60 according to the present embodiment, the vibration unit 61 of the liquid detection device 60 determines whether or not the liquid level has passed the mounting position level of the liquid detection device 60 (strictly, the position of the cavity 43). Can be detected by a change in the frequency or amplitude of the residual vibration after forcibly vibrating.

図8は、上記のような液体検出装置60の振動部61の振動を近似してシュミレーションしうる等価回路図である。   FIG. 8 is an equivalent circuit diagram that can be simulated by approximating the vibration of the vibration unit 61 of the liquid detection device 60 as described above.

この図では、振動部61(Sensor Chip)のイナータンス(Mc)、インク供給路19およびインク排出路20(Hole)のイナータンス(Ms1,Ms2)をコイルで、振動部61(Sensor Chip)のコンプライアンス(Cc)、インクのコンプライアンス(Ci)をコンデンサで、インク供給路19およびインク排出路20(Hole)の抵抗(Rs1,Rs2)を抵抗で、インク供給路19およびインク排出路20が連通する供給側バッファ室15および排出側バッファ室16をグランドで、それぞれ表している。   In this figure, the inertance (Mc) of the vibration part 61 (Sensor Chip), the inertances (Ms1, Ms2) of the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 (Hole) are coils, and the compliance of the vibration part 61 (Sensor Chip) ( Cc), the compliance of the ink (Ci) is a capacitor, the resistance (Rs1, Rs2) of the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 (Hole) is the resistance, and the supply side where the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 communicate with each other The buffer chamber 15 and the discharge side buffer chamber 16 are represented by grounds.

そして、振動部61のコンプライアンス(Cc)は構造有限要素法で求める。また、振動部61のイナータンス(Mc)は、イナータンスとコンプライアンスの直列系で近似し、つぎの近似式で近似値を計算できる。
Mc=1/(4π)×1/(f)×1/Cc
ここで、fは振動部61の固有周期であり、構造有限要素法もしくは実測で求めることができる。
And the compliance (Cc) of the vibration part 61 is calculated | required by the structural finite element method. Further, the inertance (Mc) of the vibration unit 61 is approximated by a series system of inertance and compliance, and an approximate value can be calculated by the following approximate expression.
Mc = 1 / (4π 2 ) × 1 / (f 2 ) × 1 / Cc
Here, f is a natural period of the vibration part 61 and can be obtained by a structural finite element method or actual measurement.

また、インクのコンプライアンス(Ci)は、下記の式で求めることができる。
Ci=C×Vi
ここで、Cはインクの圧縮率、Viはインクの体積である。水の圧縮率は4.5e−10/Paである。
The ink compliance (Ci) can be obtained by the following equation.
Ci = C × Vi
Here, C is the ink compression ratio, and Vi is the ink volume. The compressibility of water is 4.5e-10 / Pa.

また、インク供給路19,インク排出路20(Hole)のイナータンス(Ms)は、流体有限要素法で求めるか、もしくは流路(Hole)が円筒の場合は下記の簡易式で求めることができる。
Ms=ρ×L/π/r
ここで、ρはインクの粘度、Lは流路(Hole)の長さ、rは流路(Hole)の半径である。
Further, the inertance (Ms) of the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 (Hole) can be obtained by the fluid finite element method, or when the flow path (Hole) is a cylinder, it can be obtained by the following simplified formula.
Ms = ρ × L / π / r 2
Here, ρ is the viscosity of the ink, L is the length of the flow path (Hole), and r is the radius of the flow path (Hole).

上記のようにして求めた値を使用し、図8の等価回路で近似して振動部61の振動をシュミレーションすることができる。   By using the values obtained as described above, the vibration of the vibration part 61 can be simulated by approximation with the equivalent circuit of FIG.

このような等価回路で振動部61の振動をシュミレーションした結果、Ms1とMs2、Rs1とRs2はそれぞれ略等しいほうが振動がシンプルで余計な振動モードが発生しないことがわかる。したがって、本発明では、キャビティ43とインク供給路19,インク排出路20で形成される空間をキャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成したのである。   As a result of simulating the vibration of the vibration part 61 with such an equivalent circuit, it can be seen that when Ms1 and Ms2 and Rs1 and Rs2 are approximately equal, vibration is simple and no extra vibration mode occurs. Therefore, in the present invention, the space formed by the cavity 43, the ink supply path 19, and the ink discharge path 20 is formed symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43.

また、供給側バッファ室15および排出側バッファ室16がバッファとして機能する要件は、振動部61の振動によって各バッファ室15,16内の圧力がほとんど高くならないようにするために、バッファ室15,16のコンプライアンスを振動部61のコンプライアンス(Cc)の10倍以上とするのが好ましい。また、余計な振動を発生させないために、バッファ室15,16のイナータンスを流路(Hole)のイナータンス(Ms)の1/10以下とするのが好ましい。   In addition, the requirement that the supply side buffer chamber 15 and the discharge side buffer chamber 16 function as buffers is that the buffer chambers 15, 16 are configured so that the pressure in the buffer chambers 15, 16 is hardly increased by the vibration of the vibration part 61. It is preferable that the compliance of 16 is 10 times or more the compliance (Cc) of the vibration part 61. In order not to generate extra vibration, the inertance of the buffer chambers 15 and 16 is preferably set to 1/10 or less of the inertance (Ms) of the flow path (Hole).

以上に述べたように、本実施例による液体検出装置60およびインクカートリッジ70によれば、上記キャビティ43にインクを供給するインク供給路19と、上記キャビティ43からインクを排出するインク排出路20とが形成された振動キャビティ形成基部40を備えているため、キャビティ43へのインクの供給がインク供給路19を介して行われ、キャビティ43からのインクの排出がインク排出路20を介して行われるので、液体検出装置60をインクカートリッジ70等に装着する際には、インクの収容空間に液体検出装置のキャビティ43を直接露出させることなく、インク供給路19を介してインクをキャビティ43に供給することができる。   As described above, according to the liquid detection device 60 and the ink cartridge 70 according to the present embodiment, the ink supply path 19 that supplies ink to the cavity 43 and the ink discharge path 20 that discharges ink from the cavity 43. Therefore, the ink is supplied to the cavity 43 through the ink supply path 19, and the ink is discharged from the cavity 43 through the ink discharge path 20. Therefore, when the liquid detection device 60 is attached to the ink cartridge 70 or the like, the ink is supplied to the cavity 43 via the ink supply path 19 without directly exposing the cavity 43 of the liquid detection device to the ink containing space. be able to.

このように、インクの消費時に液体検出装置60のインク供給路19およびインク排出路20の内部をインクが流れるように構成することによって、もし仮にキャビティ43の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ43内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ43内に気泡が滞留することによる液体検出装置60の誤検出を防止することができる。このように、液体の消費時に検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。このように、液体検出装置60の検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。   As described above, by configuring the ink to flow through the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 of the liquid detection device 60 when the ink is consumed, even if bubbles enter the cavity 43, the ink The air bubbles are pushed out of the cavity 43 by the flow of. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of the liquid detection device 60 due to air bubbles remaining in the cavity 43. In this way, by configuring the liquid to flow inside the liquid supply path and the liquid discharge path of the detection device when the liquid is consumed, even if bubbles enter the cavity, the liquid flows to the inside of the cavity. Bubbles are pushed out from. In this way, the detection accuracy of the liquid detection device 60 is improved, and the remaining liquid is reduced, leading to a reduction in industrial waste.

また、キャビティ43をインクの収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ43内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ43内でのインクの残留による液体検出装置60の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティ43がインクの収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成板18により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、インク液面の変化やインクの有無等によって、振動部61を強制振動させたときの振動部61に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。   Further, since it is not necessary to expose the cavity 43 to the ink containing space, it is possible to prevent a meniscus from being formed in the cavity 43 when the liquid surface passes. As a result, erroneous detection of the liquid detection device 60 due to ink remaining in the cavity 43 can be prevented. In addition, since the cavity 43 is not a space exposed toward the ink storage space but a space partitioned from the storage space by the flow path forming plate 18, depending on the change in the ink liquid level, the presence or absence of ink, and the like, The difference in residual vibration remaining in the vibration part 61 when the vibration part 61 is forcibly vibrated is increased, the detection sensitivity is increased, the detection accuracy can be increased, and erroneous detection can be prevented.

また、検出部13とバッファ部14との間に介在し、上記インク供給路19と供給側バッファ室15を連通させる供給側連通口32と、上記インク排出路20と排出側バッファ室16を連通させる排出側連通口33とを有し、インク供給路19と供給側バッファ室15との間およびインク排出路20と排出側バッファ室16との間をそれぞれシールする弾性シール部材29を備えているため、検出精度を確保できるとともに、製造工程も簡素化する。   Further, a supply side communication port 32 that is interposed between the detection unit 13 and the buffer unit 14 and communicates the ink supply path 19 and the supply side buffer chamber 15, and communicates the ink discharge path 20 and the discharge side buffer chamber 16. And an elastic seal member 29 that seals between the ink supply path 19 and the supply-side buffer chamber 15 and between the ink discharge path 20 and the discharge-side buffer chamber 16. Therefore, the detection accuracy can be ensured and the manufacturing process is simplified.

すなわち、例えばバッファ部14と検出部13との間を接着剤等でシールすると、インク供給路19と供給側バッファ室15が形成する流路やインク排出路20と排出側バッファ室16が形成する流路内に接着剤がはみ出しやすく、はみ出した接着剤に気泡が付着してとれにくくなり、キャビティ43の振動部61の残留振動に影響して検出精度に悪影響を与えるという問題があった。したがって、接着剤の流路へのはみ出しをなくすように管理しなければならないため、接着工程が極めて複雑化するという問題があった。   That is, for example, when the space between the buffer unit 14 and the detection unit 13 is sealed with an adhesive or the like, a flow path formed by the ink supply path 19 and the supply side buffer chamber 15 and an ink discharge path 20 and the discharge side buffer chamber 16 are formed. There is a problem in that the adhesive easily protrudes into the flow path, bubbles are difficult to be removed from the protruding adhesive, and the residual vibration of the vibration part 61 of the cavity 43 is affected, which adversely affects detection accuracy. Accordingly, since the adhesive must be managed so as not to protrude into the flow path, there has been a problem that the bonding process becomes extremely complicated.

これに対し、本実施例では、インク供給路19と供給側バッファ室15との間およびインク排出路20と排出側バッファ室16との間をそれぞれ弾性シール部材29でシールすることから、上述した流路内への接着剤のはみ出しの問題が皆無になり、気泡の付着に起因する検出精度の低下や、接着剤のはみ出し管理を行うことによる工程の複雑化の問題が解消するのである。   On the other hand, in this embodiment, the elastic seal member 29 seals between the ink supply path 19 and the supply-side buffer chamber 15 and between the ink discharge path 20 and the discharge-side buffer chamber 16. The problem of the adhesive sticking out into the flow path is completely eliminated, and the problem of deterioration in detection accuracy due to the adhesion of bubbles and the complicated process due to the management of the sticking out of the adhesive are solved.

また、本実施例では、上記検出部13のインク供給路19の開口よりも弾性シール部材29の供給側連通口32の開口を大きくするとともに、上記検出部13のインク排出路20の開口よりも弾性シール部材29の排出側連通口33の開口を大きくしている。具体的には、弾性シール部材29の供給側連通口32の開口径D2が検出部13のインク供給路19の開口径D1の2倍以上に設定されるとともに、弾性シール部材29の排出側連通口33の開口径D4が検出部13のインク排出路20の開口径D3の2倍以上に設定されている。このため、キャビティ43底面の振動が液体を介して弾性シール部材29自体に伝わるのを有効に防止することができる。これにより、弾性シール部材29に生じた振動がキャビティ43底面の残留振動に影響することによる検出精度の低下を有効に防止することができるのである。   In the present embodiment, the opening of the supply side communication port 32 of the elastic seal member 29 is made larger than the opening of the ink supply path 19 of the detection unit 13 and is larger than the opening of the ink discharge path 20 of the detection unit 13. The opening of the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29 is enlarged. Specifically, the opening diameter D2 of the supply side communication port 32 of the elastic seal member 29 is set to be not less than twice the opening diameter D1 of the ink supply path 19 of the detection unit 13, and the discharge side communication of the elastic seal member 29 is performed. The opening diameter D4 of the port 33 is set to be twice or more the opening diameter D3 of the ink discharge path 20 of the detection unit 13. For this reason, it is possible to effectively prevent the vibration of the bottom surface of the cavity 43 from being transmitted to the elastic seal member 29 itself via the liquid. As a result, it is possible to effectively prevent a decrease in detection accuracy due to the vibration generated in the elastic seal member 29 affecting the residual vibration on the bottom surface of the cavity 43.

さらに、本実施例では、弾性シール部材29の供給側連通口32と検出部13のインク供給路19とが同心状に配置されているとともに、弾性シール部材29の排出側連通口33と検出部13のインク排出路20とが同心状に配置されているため、仮にキャビティ43底面の振動がインクを介して弾性シール部材29自体に多少伝わったとしても、供給側連通口32とインク供給路19および排出側連通口33とインク排出路20を同心状に配置することにより、弾性シール部材29に生じる振動モードをより単純化することができ、弾性シール部材29に生じた振動による検出精度の低下を最小に止めることができるのである。   Further, in this embodiment, the supply side communication port 32 of the elastic seal member 29 and the ink supply path 19 of the detection unit 13 are arranged concentrically, and the discharge side communication port 33 of the elastic seal member 29 and the detection unit. Since the 13 ink discharge paths 20 are arranged concentrically, even if the vibration of the bottom surface of the cavity 43 is transmitted to the elastic seal member 29 itself through the ink, the supply side communication port 32 and the ink supply path 19 are provided. Further, by arranging the discharge side communication port 33 and the ink discharge path 20 concentrically, the vibration mode generated in the elastic seal member 29 can be further simplified, and the detection accuracy is reduced due to the vibration generated in the elastic seal member 29. Can be minimized.

また、本実施例では、上記インク供給路19とインク排出路20の開口が同じ大きさ形状に設定されるとともに、供給側連通口32と排出側連通口33の開口が同じ大きさ形状に設定されている。そして、上記インク供給路19および供給側連通口32と、上記インク排出路20および排出側連通口33とが、キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されている。このため、キャビティ43底面の振動が伝播する空間であるインク供給路19および供給側連通口32、インク排出路20および排出側連通口33、ならびにキャビティ43によって形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ43底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。   In this embodiment, the openings of the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 are set to the same size and the openings of the supply side communication port 32 and the discharge side communication port 33 are set to the same size and shape. Has been. The ink supply path 19 and the supply side communication port 32, and the ink discharge path 20 and the discharge side communication port 33 are formed symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43. For this reason, the space shape of the space formed by the ink supply path 19 and the supply side communication port 32, the ink discharge path 20 and the discharge side communication port 33, and the cavity 43, which is a space through which vibration of the bottom surface of the cavity 43 propagates, is simplified. The vibration mode of residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity 43 is also simplified. This makes it easy to simulate residual vibration when the cavity bottom is forcibly vibrated, reducing the difference between the design and actuality, reducing the amount of adjustment work, and improving detection accuracy. It becomes.

また、上記キャビティ43を形成する空間は実質的に円筒形であるため、キャビティ43底面の振動が伝播する空間であるキャビティ43の空間形状がより単純化し、キャビティ43底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ43底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。   Further, since the space forming the cavity 43 is substantially cylindrical, the shape of the cavity 43, which is the space through which the vibration of the bottom surface of the cavity 43 propagates, is further simplified, and the vibration mode of residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity 43. Also simplify. And it becomes very easy to simulate the residual vibration when the bottom surface of the cavity 43 is forcibly vibrated, the difference between the design and the actual is reduced, the adjustment work is reduced, and the detection accuracy can be improved. .

さらに、上記インク供給路19およびインク排出路20は、それぞれキャビティ43に対して流路面積が絞られるとともに、内部にインクの流体的質量が存在するよう長さが設定されているため、インク供給路19およびインク排出路20に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ43底面の振動によって発生するキャビティ43内の圧力変動が両バッファ室15,16に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。   Further, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 are each narrowed in flow path area with respect to the cavity 43 and set in length so that the fluid mass of the ink exists therein. Appropriate flow path resistance is generated in the path 19 and the ink discharge path 20, so that the pressure fluctuation in the cavity 43 caused by the vibration of the bottom surface of the cavity 43 is prevented from diffusing into both the buffer chambers 15 and 16. Residual vibration can be generated to improve and secure detection accuracy.

また、本実施例では、上記検出部13をバッファ部14に向かって付勢することにより検出部13をバッファ部14に対して固定する付勢部材35を備えているため、付勢部材35の付勢力により検出部13がバッファ部14に対して確実に取り付けられるとともに、上記付勢力により弾性シール部材29が圧縮されて変形し難くなり、キャビティ43底面の振動が液体を介して弾性シール部材29自体に多少伝わったとしても、弾性シール部材29自体が振動しにくくなる。さらに、上記弾性シール部材29の外周に外嵌して弾性シール部材29を周囲から把持する把持部材36を備えているため、弾性シール部材29は把持部材36によって外周方向への変形が規制され、付勢部材35の付勢力により弾性シール部材29が圧縮されたときにより変形し難くなる。このため、キャビティ43底面の振動が液体を介して弾性シール部材自体に多少伝わったとしても、弾性シール部材自体が振動しにくくなって、弾性シール部材の振動による検出精度の低下を有効に防止できるのである。   In the present embodiment, since the detecting unit 13 is urged toward the buffer unit 14 and the urging member 35 is provided to fix the detecting unit 13 to the buffer unit 14. The detection unit 13 is securely attached to the buffer unit 14 by the urging force, and the elastic seal member 29 is compressed and hardly deformed by the urging force, and the vibration of the bottom surface of the cavity 43 is elastically transmitted through the liquid. Even if it is somewhat transmitted to itself, the elastic seal member 29 itself is less likely to vibrate. Further, since the elastic seal member 29 is provided with a gripping member 36 that is fitted on the outer periphery of the elastic seal member 29 and grips the elastic seal member 29 from the periphery, the elastic seal member 29 is restricted from being deformed in the outer peripheral direction by the gripping member 36, When the elastic seal member 29 is compressed by the urging force of the urging member 35, it becomes more difficult to deform. For this reason, even if the vibration of the bottom surface of the cavity 43 is transmitted to the elastic seal member itself through the liquid, the elastic seal member itself is less likely to vibrate, and a reduction in detection accuracy due to vibration of the elastic seal member can be effectively prevented. It is.

また、本実施例では、取付対象部材が、上流側空間としてインク供給路19に連通する供給側バッファ室15を有するとともに、下流側空間としてインク排出路20に連通する排出側バッファ室16を有するバッファ部14であるため、キャビティ43に対してインクが出入するインク供給路19およびインク排出路20が、それぞれ供給側バッファ室15と排出側バッファ室16に対して開口し、容器本体72のインク貯留空間に対して直接開口するのではないため、インク貯留空間においてインクの振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室15や排出側バッファ室16に一旦トラップされてキャビティ43に侵入しにくくなる。したがって、キャビティ43内に気泡が滞留することによる液体検出装置60の誤検出を防止することができる。また、液体検出装置60をインクカートリッジ70の底部近傍に配置しているため、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。   In this embodiment, the attachment target member has a supply-side buffer chamber 15 that communicates with the ink supply path 19 as an upstream space, and a discharge-side buffer chamber 16 that communicates with the ink discharge path 20 as a downstream space. Since it is the buffer unit 14, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 through which ink enters and exits the cavity 43 open to the supply side buffer chamber 15 and the discharge side buffer chamber 16, respectively. Since it does not open directly to the storage space, even if bubbles are generated in the ink storage space due to ink vibration or the like, the bubbles are once trapped in the supply-side buffer chamber 15 and the discharge-side buffer chamber 16 and then trapped in the cavity 43. It becomes difficult to invade. Therefore, erroneous detection of the liquid detection device 60 due to air bubbles remaining in the cavity 43 can be prevented. In addition, since the liquid detection device 60 is disposed near the bottom of the ink cartridge 70, the effect of preventing bubbles from entering is further enhanced.

また、キャビティ43に対してインクが出入するインク供給路19およびインク排出路20が、容器本体72のインク貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室15と排出側バッファ室16に対して開口しているため、インクカートリッジ70内のインク貯留空間に発生したインクの圧力が直接キャビティ43に作用しないため、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置60の誤検出を防止することができる。   Further, the ink supply path 19 and the ink discharge path 20 through which ink enters and exits the cavity 43 do not directly open to the ink storage space of the container body 72, but supply side buffer chamber 15 and discharge side buffer chamber, respectively. 16, since the ink pressure generated in the ink storage space in the ink cartridge 70 does not directly act on the cavity 43, erroneous detection of the liquid detection device 60 due to the influence of pressure due to ink vibration or the like is detected. Can be prevented.

さらに、上記液体検出装置60の供給側バッファ室15と排出側バッファ室16は、上記キャビティ43の中心軸Cに対して対称に形成されているため、供給側バッファ室15と排出側バッファ室16とを対称とすることにより両バッファ室15,16を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。   Furthermore, since the supply side buffer chamber 15 and the discharge side buffer chamber 16 of the liquid detection device 60 are formed symmetrically with respect to the central axis C of the cavity 43, the supply side buffer chamber 15 and the discharge side buffer chamber 16. Are simplified, the shapes of the members constituting both the buffer chambers 15 and 16 are simplified, the manufacture is facilitated, and the members can be miniaturized.

しかも、上記液体検出装置60の上記供給側バッファ室15および排出側バッファ室16は、それぞれキャビティ43の容量の少なくとも10倍以上の容量を有するものとすることにより、インクカートリッジ70内のインク貯留空間に発生したインクの圧力変動が液体検出装置60のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置60の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ43底面の振動によって両バッファ室15,16内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ43底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。   Moreover, the supply-side buffer chamber 15 and the discharge-side buffer chamber 16 of the liquid detection device 60 each have a capacity at least 10 times the capacity of the cavity 43, so that the ink storage space in the ink cartridge 70 is obtained. The ink pressure fluctuation generated in the ink hardly affects the sensor characteristics of the liquid detection device 60, and the erroneous detection of the liquid detection device 60 due to the influence of pressure due to ink vibration or the like can be prevented. Further, since the pressure in the buffer chambers 15 and 16 does not increase due to the vibration of the bottom surface of the cavity 43, no extra vibration is generated, and the vibration mode of the residual vibration remaining on the bottom surface of the cavity 43 is simplified and the detection accuracy is improved. It becomes possible to make it.

さらに、上記バッファ部14は内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口71を有する容器本体72に取り付けられ、上記供給側バッファ室15は、上記容器本体72の内部空間のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室75に連通し、上記排出側バッファ室16は、上記容器本体72の内部空間のうち内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口71に連通する液体送出空間である副貯留室76に連通しているため、上記容器本体72の主貯留室75に貯留されたインクが、液体検出装置60の上記供給側バッファ室15の入口から流入して排出側バッファ室16の出口から排出されて上記容器本体72のインク送出口71に送られるとともに、上記容器本体72の上記インク送出口71に送られるインクの全量が事前に上記液体検出装置60の上記供給側バッファ室15,キャビティ43および排出側バッファ室16を通過するため、インクの消費を確実に検知することができる。   Further, the buffer unit 14 is attached to a container main body 72 having an ink delivery port 71 for sending ink stored inside to the outside, and the supply-side buffer chamber 15 is a main part of the internal space of the container main body 72. The discharge-side buffer chamber 16 communicates with an ink delivery port 71 that sends out the ink stored inside the internal space of the container main body 72 to the outside. The ink stored in the main storage chamber 75 of the container main body 72 flows from the inlet of the supply-side buffer chamber 15 of the liquid detection device 60. The ink is discharged from the outlet of the discharge-side buffer chamber 16 and sent to the ink delivery port 71 of the container main body 72, and is sent to the ink delivery port 71 of the container main body 72. The total amount in advance to the liquid detection device the supply side buffer chamber 15 of 60, for passing through the cavity 43 and the discharge side buffer chamber 16, it is possible to reliably detect the ink consumption.

また、上記液体検出装置60によれば、インク排出路20がキャビティ43に対応する領域に合わせて形成されているので、キャビティ43内に進入した気泡を確実に排出することができる。   Further, according to the liquid detection device 60, since the ink discharge path 20 is formed in accordance with the region corresponding to the cavity 43, the bubbles that have entered the cavity 43 can be reliably discharged.

また、上記インクカートリッジ70では、容器本体72の内部を、互いに分離された主貯留室75と副貯留室76とに区画すると共に、液体検出装置60の流入開口22および流出開口23を介して主貯留室75と副貯留室76とを連絡し、液体検出装置60のキャビティ43を副貯留室76の上端部に配置するようにした。   Further, in the ink cartridge 70, the interior of the container main body 72 is partitioned into a main storage chamber 75 and a sub storage chamber 76 that are separated from each other, and the main body 72 is separated via the inflow opening 22 and the outflow opening 23 of the liquid detection device 60. The storage chamber 75 and the sub storage chamber 76 are connected to each other, and the cavity 43 of the liquid detection device 60 is disposed at the upper end portion of the sub storage chamber 76.

このため、主貯留室75内のインクが無くなった時点を液体検出装置60によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室76内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、1ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。   For this reason, the time when the ink in the main storage chamber 75 runs out can be reliably detected by the liquid detection device 60, so that the user can be notified that the ink end is approaching. Further, it is possible to notify the user of the number of printable sheets with the remaining ink based on the previously known amount of ink in the sub-reservoir chamber 76, and the printing paper is wasted because the ink runs out in the middle of one page. Can be prevented.

また、上記インクカートリッジ70によれば、密閉された補助流路77を主貯留室75の内部に形成し、補助流路77の補助流路入口77aを主貯留室75の下端に位置させると共に、補助流路77の上端部に液体検出装置60の流入開口22を連通させるようにした。このため、主貯留室75内で発生した気泡は補助流路77の内部に進入し難く、液体検出装置60のキャビティ43への気泡の進入を防止することができる。   Further, according to the ink cartridge 70, the sealed auxiliary flow path 77 is formed inside the main storage chamber 75, and the auxiliary flow path inlet 77a of the auxiliary flow path 77 is positioned at the lower end of the main storage chamber 75. The inflow opening 22 of the liquid detection device 60 is communicated with the upper end portion of the auxiliary flow path 77. For this reason, bubbles generated in the main storage chamber 75 are unlikely to enter the auxiliary flow path 77, and bubbles can be prevented from entering the cavity 43 of the liquid detection device 60.

さらに、上記インクカートリッジ70によれば、主貯留室75内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室76の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ70に振動が加えられた場合でも、主貯留室75内にインクが残っている限りは副貯留室76内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置60が誤検出を起こすことを防止することができる。   Furthermore, according to the ink cartridge 70, since the inside of the sub storage chamber 76 is filled with ink until all the ink in the main storage chamber 75 is consumed, vibration is applied to the ink cartridge 70. Even in this case, as long as ink remains in the main storage chamber 75, the liquid level does not shake in the sub storage chamber 76. Accordingly, it is possible to prevent the liquid detection device 60 from erroneously detecting due to the fluctuation of the liquid level.

また、上記液体検出装置60によれば、振動部61とインクとが接触する範囲が、キャビティ43が存在する範囲に限られているので、インクの検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。   Further, according to the liquid detection device 60, since the range in which the vibrating unit 61 and the ink are in contact is limited to the range in which the cavity 43 exists, it is possible to pinpoint ink detection. Thereby, the ink level can be detected with high accuracy.

また、キャビティ43に対応する領域の略全体を下部電極46の本体部46aで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置60の振動部61が液体検出装置60の中心に対して対称な形状であるので、この振動部61の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。   In addition, since the substantially entire region corresponding to the cavity 43 is covered with the main body 46a of the lower electrode 46, the difference between the deformation mode during forced vibration and the deformation mode during free vibration is reduced. Further, since the vibration part 61 of the liquid detection device 60 has a symmetrical shape with respect to the center of the liquid detection device 60, the rigidity of the vibration part 61 is substantially isotropic when viewed from the center.

このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制されると共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置60の振動部61における残留振動の共振周波数の検出精度が向上するとともに、振動部61の残留振動の検出が容易になる。   For this reason, generation | occurrence | production of the unnecessary vibration which may arise from the asymmetry of a structure is suppressed, and the output fall of the counter electromotive force by the difference in the deformation mode between the time of forced vibration and free vibration is prevented. Thereby, the detection accuracy of the resonance frequency of the residual vibration in the vibration unit 61 of the liquid detection device 60 is improved, and the detection of the residual vibration of the vibration unit 61 is facilitated.

また、キャビティ43に対応する領域の略全体をキャビティ43よりも大径の下部電極46の本体部46aで覆うようにしたので、製造時における下部電極46の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。   In addition, since substantially the entire region corresponding to the cavity 43 is covered with the main body 46a of the lower electrode 46 having a diameter larger than that of the cavity 43, generation of unnecessary vibration due to the positional deviation of the lower electrode 46 during manufacturing is generated. It is prevented, and the fall of detection accuracy can be prevented.

また、硬いが脆弱な圧電層47の全体がキャビティ43に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ43の周縁43bに対応する位置には圧電層47が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。   Further, the entire hard but fragile piezoelectric layer 47 is disposed inside the region corresponding to the cavity 43, and the piezoelectric layer 47 does not exist at a position corresponding to the peripheral edge 43 b of the cavity 43. For this reason, there is no problem of a crack of the piezoelectric film at a position corresponding to the peripheral edge of the cavity.

図9は、本発明が適用されたインクカートリッジの第2実施例である。   FIG. 9 is a second embodiment of an ink cartridge to which the present invention is applied.

このインクカートリッジ70Aは、液体検出装置60Aがバッファ部14を備えておらず、検出部13だけで構成された例である。このインクカートリッジ70Aは、容器本体72の壁面に、検出部13のインク供給路19と容器本体72の補助流路77を連通させる上流側連通開口38Aと、検出部13のインク排出路20と容器本体72の副貯留室76を連通させる下流側連通開口38Bとが形成されている。また、上記容器本体72の外側面には、検出部を固定するためのセンサ固定部材34が形成されており、上述した第1実施例と同様にして弾性シール部材29および検出部13が容器本体72の外側面に位置決めされ固定されている。   The ink cartridge 70 </ b> A is an example in which the liquid detection device 60 </ b> A does not include the buffer unit 14 and is configured only by the detection unit 13. The ink cartridge 70 </ b> A includes an upstream communication opening 38 </ b> A that allows the ink supply path 19 of the detection unit 13 and the auxiliary flow path 77 of the container main body 72 to communicate with the wall surface of the container main body 72, the ink discharge path 20 of the detection unit 13, and the container. A downstream communication opening 38 </ b> B that allows the auxiliary storage chamber 76 of the main body 72 to communicate is formed. A sensor fixing member 34 for fixing the detection unit is formed on the outer surface of the container main body 72, and the elastic seal member 29 and the detection unit 13 are connected to the container main body in the same manner as in the first embodiment. It is positioned and fixed to the outer surface of 72.

この例では、補助流路77が上流側空間すなわちバッファ室として機能し、副貯留室76が下流側空間すなわちバッファ室として機能する。それ以外は上記第1実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施例でも上記第1実施例と同様の作用効果を奏する。   In this example, the auxiliary flow path 77 functions as an upstream space, that is, a buffer chamber, and the auxiliary storage chamber 76 functions as a downstream space, that is, a buffer chamber. The rest is the same as in the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same parts. Also in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment are achieved.

本発明が適用された液体検出装置を備えたインクカートリッジが使用されるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an ink jet recording apparatus in which an ink cartridge including a liquid detection device to which the present invention is applied is used. 本発明が適用された液体検出装置の図3におけるA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line in FIG. 3 of the liquid detection apparatus with which this invention was applied. 上記液体検出装置の検出部を示す図であり、(a)は平面図、(b)は同底面図。It is a figure which shows the detection part of the said liquid detection apparatus, (a) is a top view, (b) is the bottom view. 上記液体検出装置のバッファ部を示す図2におけるB−B断面図である。It is BB sectional drawing in FIG. 2 which shows the buffer part of the said liquid detection apparatus. 上記液体検出装置を備えたインクカートリッジを示す図であり、(a)は側面図、(b)は同正面図。It is a figure which shows the ink cartridge provided with the said liquid detection apparatus, (a) is a side view, (b) is the front view. 上記インクカートリッジの液体検出装置の取り付け部分を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the attachment part of the liquid detection apparatus of the said ink cartridge. 本発明の一実施形態による液体検出装置における駆動パルス波形および逆起電力波形を示す図であり、(a)はキャビティ内にインクが存在する場合の波形図、(b)はキャビティ内にインクが存在しない場合の波形図。It is a figure which shows the drive pulse waveform and back electromotive force waveform in the liquid detection apparatus by one Embodiment of this invention, (a) is a wave form diagram in case ink exists in a cavity, (b) is ink in a cavity. Waveform diagram when it does not exist. 振動部の振動を近似してシュミレーションする等価回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the equivalent circuit which approximates and simulates the vibration of a vibration part. 本発明が適用されたインクカートリッジの第2実施例である。It is 2nd Example of the ink cartridge to which this invention was applied. 従来の液体検出装置を示した図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿った断面図、(c)は(a)のC−C線に沿った断面図。It is the figure which showed the conventional liquid detection apparatus, (a) is a top view, (b) is sectional drawing along the BB line of (a), (c) is CC line of (a). FIG. 図10に示した従来の液体検出装置を備えた従来のインクカートリッジの断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional ink cartridge including the conventional liquid detection device shown in FIG. 10.

符号の説明Explanation of symbols

1:キャリッジ 2:キャリッジモータ 3:タイミングベルト 4:ガイド部材
5:プラテン 6:記録用紙 7:インクカートリッジ 10:ポンプユニット
11:ワイピング手段 12:記録ヘッド 13:検出部 14:バッファ部
15:供給側バッファ室 16:排出側バッファ室 17:圧電素子
18:流路形成板 19:インク供給路 20:インク排出路 21:仕切壁
22:流入開口 23:流出開口 26:開口 27:壁面 28:接着剤
29:弾性シール部材 30A:上部開口 30B:上部開口
31:キャップ部材 32:供給側連通口 33:排出側連通口
34:センサ固定部材 34A:縦片 34B:横片 35:付勢部材
36:把持部材 37:突起 38A:上流側連通開口 38B:下流側連通開口
40:振動キャビティ形成基部 40a:第1面 40b:第2面
41:キャビティ板 42:振動板 43:キャビティ 43a:底面部
43b:周縁 44:下部電極端子 45:上部電極端子 46:下部電極
46a:本体部 46b:延出部 46c:切欠き部 47:圧電層
47a:本体部 47b:突出部 48:補助電極 49:上部電極
49a:本体部 49b:延出部 60:液体検出装置 60A:液体検出装置
61:振動部 70:インクカートリッジ 70A:インクカートリッジ
71:インク送出口 72:容器本体 75:主貯留室 76:副貯留室
77:補助流路 77a:補助流路入口 106:アクチュエータ
160:圧電層 161:開口 162:キャビティ 164:上部電極
166:下部電極 168:上部電極端子 170:下部電極端子
172:補助電極 176:振動板 178:基板 180:インクカートリッジ
181:容器本体
1: Carriage 2: Carriage motor 3: Timing belt 4: Guide member 5: Platen 6: Recording paper 7: Ink cartridge 10: Pump unit 11: Wiping means 12: Recording head 13: Detection unit 14: Buffer unit 15: Supply side Buffer chamber 16: Discharge-side buffer chamber 17: Piezoelectric element 18: Flow path forming plate 19: Ink supply path 20: Ink discharge path 21: Partition wall 22: Inflow opening 23: Outflow opening 26: Opening 27: Wall surface 28: Adhesive 29: Elastic seal member 30A: Upper opening 30B: Upper opening 31: Cap member 32: Supply side communication port 33: Discharge side communication port 34: Sensor fixing member 34A: Vertical piece 34B: Horizontal piece 35: Biasing member 36: Holding Member 37: Protrusion 38A: Upstream communication opening 38B: Downstream communication opening 40: Vibration cavity forming base 40a First surface 40b: Second surface 41: Cavity plate 42: Vibration plate 43: Cavity 43a: Bottom surface portion 43b: Periphery 44: Lower electrode terminal 45: Upper electrode terminal 46: Lower electrode 46a: Main body portion 46b: Extension portion 46c : Notch portion 47: Piezoelectric layer 47a: Main body portion 47b: Protruding portion 48: Auxiliary electrode 49: Upper electrode 49a: Main body portion 49b: Extension portion 60: Liquid detection device 60A: Liquid detection device 61: Vibrating portion 70: Ink Cartridge 70A: Ink cartridge 71: Ink delivery port 72: Container body 75: Main storage chamber 76: Sub storage chamber 77: Auxiliary flow channel 77a: Auxiliary flow channel inlet 106: Actuator 160: Piezoelectric layer 161: Opening 162: Cavity 164: Upper electrode 166: lower electrode 168: upper electrode terminal 170: lower electrode terminal 172: auxiliary electrode 176: diaphragm 1 78: Substrate 180: Ink cartridge 181: Container body

Claims (9)

互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えた検出装置と、
上記検出装置が取り付けられ、上記液体供給路に連通して液体供給路に供給される液体が存在する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通して液体排出路から排出された液体が存在する排出側バッファ室とを有する取付対象部材と、
上記検出装置と取付対象部材との間に介在し、上記液体供給路と供給側バッファ室を連通させる供給側連通口と、上記液体排出路と排出側バッファ室を連通させる排出側連通口とを有し、液体供給路と供給側バッファ室との間および液体排出路と排出側バッファ室との間をそれぞれシールする弾性シール部材とを備えたことを特徴とする液体検出装置の取付構造。
A cavity having a first surface and a second surface facing each other and receiving a medium to be detected is formed so as to open to the first surface side, and a bottom surface of the cavity is formed so as to be able to vibrate. A vibration cavity forming base,
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A flow path formed by laminating on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity. A detection device comprising a forming base;
A supply-side buffer chamber in which the detection device is attached and the liquid supplied to the liquid supply path through the liquid supply path exists, and the liquid discharged from the liquid discharge path through the liquid discharge path exists. A mounting target member having a discharge-side buffer chamber ;
A supply-side communication port that is interposed between the detection device and the mounting target member and communicates the liquid supply path and the supply-side buffer chamber ; and a discharge-side communication port that communicates the liquid discharge path and the discharge-side buffer chamber. And an elastic sealing member for sealing between the liquid supply path and the supply-side buffer chamber and between the liquid discharge path and the discharge-side buffer chamber , respectively.
上記検出装置の液体供給路の開口よりも弾性シール部材の供給側連通口の開口を大きくするとともに、上記検出装置の液体排出路の開口よりも弾性シール部材の排出側連通口の開口を大きくしている請求項1記載の液体検出装置の取り付け構造。   The opening of the supply side communication port of the elastic seal member is made larger than the opening of the liquid supply path of the detection device, and the discharge side communication port of the elastic seal member is made larger than the opening of the liquid discharge passage of the detection device. The mounting structure of the liquid detection device according to claim 1. 弾性シール部材の供給側連通口と検出装置の液体供給路とが同心状に配置されているとともに、弾性シール部材の排出側連通口と検出装置の液体排出路とが同心状に配置されている請求項2記載の液体検出装置の取付構造。   The supply side communication port of the elastic seal member and the liquid supply path of the detection device are arranged concentrically, and the discharge side communication port of the elastic seal member and the liquid discharge passage of the detection device are arranged concentrically. The mounting structure of the liquid detection device according to claim 2. 上記液体供給路と液体排出路の開口が同じ大きさに設定されるとともに、供給側連通口と排出側連通口の開口が同じ大きさに設定されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体検出装置の取付構造。   The opening of the liquid supply path and the liquid discharge path is set to the same size, and the opening of the supply side communication port and the discharge side communication port is set to the same size. 2. A mounting structure of the liquid detection device according to 1. 上記検出装置を取付対象部材に向かって付勢することにより検出装置を取付対象部材に対して固定する付勢部材を備えている請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体検出装置の取付構造。   The liquid detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a biasing member that fixes the detection device to the mounting target member by biasing the detection device toward the mounting target member. Mounting structure. 上記弾性シール部材の外周に外嵌して弾性シール部材を周囲から把持する把持部材を備えている請求項1〜5のいずれか一項に記載の液体検出装置の取付構造。   The mounting structure of the liquid detection device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a gripping member that is fitted on an outer periphery of the elastic seal member to grip the elastic seal member from the periphery. 内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に取り付けられて内部の液体を検出する検出装置とを備え、
上記検出装置は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第1面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを有して構成され、
上記容器本体は、上記液体供給路に連通して液体供給路に供給される液体が存在する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通して液体排出路から排出された液体が存在する排出側バッファ室とを有し、
上記検出装置と容器本体との間に介在し、上記液体供給路と供給側バッファ室を連通させる供給側連通口と、上記液体排出路と排出側バッファ室を連通させる排出側連通口とを有し、液体供給路と供給側バッファ室との間および液体排出路と排出側バッファ室との間をそれぞれシールする弾性シール部材をさらに備えていることを特徴とする液体容器。
A container body having a liquid delivery port for delivering the liquid stored inside to the outside;
A detection device attached to the container body for detecting the liquid inside,
The detection device has a first surface and a second surface facing each other, and a cavity for receiving a medium to be detected is formed so as to open toward the first surface, and the bottom surface of the cavity vibrates. A vibration cavity forming base formed in a possible manner;
A piezoelectric element having a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the piezoelectric layer;
A flow path formed by laminating on the first surface side of the vibration cavity forming base, a liquid supply path for supplying a liquid to be detected to the cavity, and a liquid discharge path for discharging the liquid to be detected from the cavity. With a forming base,
The container body is discharged to the supply side buffer chamber of the liquid to be supplied to the liquid supply path communicates with the liquid supply path is present, the liquid discharged from the liquid discharge path communicates with the liquid discharge path is present Side buffer chamber ,
A supply-side communication port that is interposed between the detection device and the container body and communicates the liquid supply path and the supply-side buffer chamber , and a discharge-side communication port that communicates the liquid discharge path and the discharge-side buffer chamber. The liquid container further includes an elastic seal member that seals between the liquid supply path and the supply side buffer chamber and between the liquid discharge path and the discharge side buffer chamber .
互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子とを備えた検出装置と、
上記検出装置が取り付けられ、上記キャビティと上流側流路を介して連通する供給側バッファ室と、上記キャビティと下流側流路を介して連通する排出側バッファ室とを有する取付対象部材と、
上記検出装置と取付対象部材との間に介在して検出装置と取付対象部材との間をシールする弾性シール部材とを備えたことを特徴とする液体検出装置の取付構造。
A cavity having a first surface and a second surface facing each other and receiving a medium to be detected is formed so as to open to the first surface side, and a bottom surface of the cavity is formed so as to be able to vibrate. A vibration cavity forming base,
Detection comprising: a first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base; a piezoelectric layer laminated on the first electrode; and a piezoelectric element having a second electrode laminated on the piezoelectric layer Equipment,
An attachment target member having the detection device attached thereto, the supply side buffer chamber communicating with the cavity via an upstream flow path, and the discharge side buffer chamber communicating with the cavity via a downstream flow path;
An attachment structure for a liquid detection device, comprising: an elastic seal member interposed between the detection device and the attachment target member to seal between the detection device and the attachment target member.
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に取り付けられて内部の液体を検出する検出装置とを備え、
上記検出装置は、互いに対向する第1面および第2面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第1面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第2面側に形成された第1電極、上記第1電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第2電極を有する圧電素子とを備え、
上記容器本体は、上記キャビティと上流側流路を介して連通する供給側バッファ室と、上記キャビティと下流側通路を介して連通する排出側バッファ室とを有し、
上記検出装置と容器本体との間に介在して検出装置と容器本体との間をシールする弾性シール部材をさらに備えたことを特徴とする液体容器。
A container body having a liquid delivery port for delivering the liquid stored inside to the outside;
A detection device attached to the container body for detecting the liquid inside,
The detection device has a first surface and a second surface facing each other, and a cavity for receiving a medium to be detected is formed so as to open toward the first surface, and the bottom surface of the cavity vibrates. A vibration cavity forming base formed in a possible manner;
A first electrode formed on the second surface side of the vibration cavity forming base, a piezoelectric layer laminated on the first electrode, and a piezoelectric element having a second electrode laminated on the piezoelectric layer,
The container body has a supply side buffer chamber communicating with the cavity via an upstream flow path, and a discharge side buffer chamber communicating with the cavity via a downstream passage,
A liquid container, further comprising an elastic seal member interposed between the detection device and the container body to seal between the detection device and the container body.
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