JP4862549B2 - Liquid detection device and liquid container equipped with the same - Google Patents

Liquid detection device and liquid container equipped with the same Download PDF

Info

Publication number
JP4862549B2
JP4862549B2 JP2006220766A JP2006220766A JP4862549B2 JP 4862549 B2 JP4862549 B2 JP 4862549B2 JP 2006220766 A JP2006220766 A JP 2006220766A JP 2006220766 A JP2006220766 A JP 2006220766A JP 4862549 B2 JP4862549 B2 JP 4862549B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cavity
liquid
ink
detection device
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006220766A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008045958A (en
JP2008045958A5 (en
Inventor
俊華 張
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2006220766A priority Critical patent/JP4862549B2/en
Publication of JP2008045958A publication Critical patent/JP2008045958A/en
Publication of JP2008045958A5 publication Critical patent/JP2008045958A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4862549B2 publication Critical patent/JP4862549B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

本発明は、液体検出装置及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及び同装置を備えた液体容器に関する。   The present invention relates to a liquid detection device and a liquid container including the same, and more particularly, to a liquid detection device suitable for detecting a remaining amount of liquid in a liquid ejecting apparatus and a liquid container including the same.

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(導電ぺースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。   A typical example of a conventional liquid ejecting apparatus is an ink jet recording apparatus provided with an ink jet recording head for image recording. Other liquid ejecting apparatuses include, for example, an apparatus having a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material (conductive page) used for forming an electrode such as an organic EL display and a surface emitting display (FED). Str) 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カ発生手段と、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ーが簡単に交換できる着脱可能なカートリッジとして構成されている。   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 a user when ink is consumed, for example.

従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法としては、記録ヘッドでのインク滴の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ェ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 maintenance, and calculating the ink consumption in the ink cartridge. There is a method of managing a point in time when a predetermined amount of ink is actually consumed by attaching a surface detection electrode.

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、且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13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及び下部電極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及び上部電極端子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. 13 shows an actuator constituting the conventional piezoelectric device described above. 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 The piezoelectric layer 160 disposed on the surface side of the vibration plate 176, the upper electrode 164 and the lower electrode 166 sandwiching the piezoelectric layer 160 from both sides, the upper electrode terminal 168 electrically coupled to the upper electrode 164, and the lower electrode 166 And an auxiliary electrode 172 disposed between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 to electrically couple them.

圧電層160、上部電極164及び下部電極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及び下部電極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カとして検出される。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。   In the actuator 106 according to the conventional technology 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 mosquitoes. Then, by utilizing the fact that the residual vibration state of the vibration part changes before and after the liquid level in the ink container passes through the installation position of the actuator 106 (strictly, the position of the cavity 162), the ink remaining amount in the ink container is reduced. Can be detected.

また、特開2001−146024号の図6乃至図8には、上部電極及び下部電極の引き出し方向におけるキャビティの長さを、これに直交する方向の長さよりも長くした構成が示されている。
特開2001−146024号公報
Further, FIGS. 6 to 8 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-146024 show a configuration in which the length of the cavity in the lead-out direction of the upper electrode and the lower electrode is made longer than the length in the direction orthogonal thereto.
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14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をインク容器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. 14, and the cavity 162 for receiving the ink to be detected is provided in the ink storage space inside the ink container 180. It is comprised so that it may be exposed to.

ところが、従来のアクチュエータ(圧電装置)106においては、前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 is configured to expose the cavity 162 in the ink storage space inside the ink cartridge 180 as described above, if the ink inside the ink cartridge 180 bubbles due to vibration or the like, Air 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、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.

上記の問題を解決するためには、本出願人により出願された特願2004−122763号で提案されているように、キャビティにインクを供給するためのインク供給路と、キャビティからインクを排出するためのインク排出路とを液体検出装置に設けることが考えられる。   In order to solve the above problem, as proposed in Japanese Patent Application No. 2004-122863 filed by the present applicant, an ink supply path for supplying ink to the cavity, and ink is discharged from the cavity. It is conceivable to provide an ink discharge path for the liquid detection device.

しかしながら、液体検出装置のキャビティの平面形状が円形或いは正方形の場合、インク供給路及びインク排出路を設けても、キャビティの内部にインクや気泡が滞留し易い領域ができてしまい、インクや気泡の排出性を十分に確保することができないという問題があった。   However, when the planar shape of the cavity of the liquid detection device is circular or square, even if the ink supply path and the ink discharge path are provided, an area in which ink or air bubbles tend to stay is created inside the cavity, and the ink or air bubbles There was a problem that sufficient discharge could not be secured.

一方、特開2001−146024号の図6乃至図8に示されているようにキャビティの平面形状が一方向に長い場合、圧電素子に駆動パルスを印加した後に振動部に生じる残留振動(自由振動)の中に、本来の検出対象としての残留振動とは異なる不要振動が含まれてしまい、その結果、インクの有無の判定を確実に行うことが難しくなるという問題がある。   On the other hand, as shown in FIG. 6 to FIG. 8 of Japanese Patent Laid-Open No. 2001-146024, when the planar shape of the cavity is long in one direction, the residual vibration (free vibration) generated in the vibration part after the drive pulse is applied to the piezoelectric element. ) Includes unnecessary vibration different from the residual vibration as the original detection target, and as a result, it is difficult to reliably determine the presence or absence of ink.

このような不要振動が発生する原因は、圧電素子に駆動パルスを印加した際に振動部に生じる強制振動と、強制振動後に振動部に生じる残留振動(自由振動)との間で、それらの振動モードの相違が大きいためと考えられる。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、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及び同装置を備えた液体容器を提供することを目的とする。
The cause of such unnecessary vibration is the vibration between the forced vibration generated in the vibration part when a drive pulse is applied to the piezoelectric element and the residual vibration (free vibration) generated in the vibration part after the forced vibration. This is probably due to the large difference in modes.
The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a liquid detection device capable of reliably determining the presence or absence of a liquid and a liquid container including the device.

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 互いに対向する第1面及び第2面を有する振動キャビティ形成基部であって、
検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第1面側に開口するようにして形成され、前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、
前記振動キャビティ形成基部の前記第2面側に形成された第1電極、前記第1電極に積層された圧電層、及び前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、
前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記第1電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成され、
前記第2電極は、前記キャビティの4つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されているとともに長手方向中央部の総幅長が該中央部の長手方向近傍の準中央部の総幅長より短く形成されている液体検出装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A vibration cavity forming base having a first surface and a second surface facing each other,
A vibrating cavity forming base formed so that a cavity for receiving a medium to be detected is opened to the first surface side, and a bottom surface of the cavity is formed to be capable of vibrating;
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 planar shape of the cavity has a longitudinal dimension and a widthwise dimension shorter than the longitudinal dimension,
The first electrode is formed so as to cover substantially the entire region corresponding to the cavity,
The second electrode is formed in a substantially cross shape so as to cut out portions corresponding to the four corners of the cavity, and the total width length of the central portion in the longitudinal direction is a quasi-near portion in the vicinity of the longitudinal direction of the central portion. A liquid detection device formed shorter than the total width of the central portion.

(2) 前記キャビティは、互いに直交する第1対称軸及び第2対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第1対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第2対称軸に沿った寸法である(1)記載の液体検出装置。 (2) The cavity has a first symmetry axis and a second symmetry axis orthogonal to each other, the width direction dimension is a dimension along the first symmetry axis, and the longitudinal dimension is the second symmetry axis. (1) The liquid detection apparatus according to (1).

(3) 前記振動キャビティ形成基部の前記第1面側に積層された出入口形成板であって、
前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、
前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成された出入口形成板をさらに有する(1)又は(2)に記載の液体検出装置。
(3) An entrance / exit forming plate laminated on the first surface side of the vibration cavity forming base,
A liquid supply port for supplying a liquid to be detected to the cavity;
The liquid detection apparatus according to (1) or (2), further including an inlet / outlet forming plate formed with a liquid outlet for discharging the liquid to be detected from the cavity.

(4) 前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている(3)記載の液体検出装置。 (4) The liquid detection device according to (3), wherein the liquid supply port and the liquid discharge port are disposed at positions corresponding to both ends in the longitudinal direction of the cavity.

(5) 前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている(3)又は(4)に記載の液体検出装置。 (5) The liquid detection device according to (3) or (4), wherein the liquid supply port and the liquid discharge port are formed inside a region corresponding to the cavity.

(6) 前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有する(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の液体検出装置。 (6) The vibrating cavity forming base includes a cavity plate in which a through-hole forming the cavity is formed, and a vibrating plate laminated on the cavity plate. The liquid detection apparatus according to 1.

(7) 前記圧電層は、その全体が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の液体検出装置。 (7) The liquid detection device according to any one of (1) to (6), wherein the entire piezoelectric layer is formed inside a region corresponding to the cavity.

(8) 前記キャビティの長手方向における前記圧電層の寸法は前記キャビティの前記長手方向寸法よりも大きく、前記圧電層は、前記キャビティの長手方向において前記キャビティをその全長にわたって覆うように形成されている(1)乃至(6)のいずれか一項に記載の液体検出装置。 (8) The dimension of the piezoelectric layer in the longitudinal direction of the cavity is larger than the longitudinal dimension of the cavity, and the piezoelectric layer is formed to cover the cavity over the entire length in the longitudinal direction of the cavity. The liquid detection device according to any one of (1) to (6).

(9) 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、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器であって、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第1面及び第2面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第1面側に開口するようにして形成され、前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、
前記振動キャビティ形成基部の前記第2面側に形成された第1電極、前記第1電極に積層された圧電層、及び前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、
前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記第1電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成され、
前記第2電極は、前記キャビティの4つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されているとともに長手方向中央部の総幅長が該中央部の長手方向近傍の準中央部の総幅長より短く形成されている液体容器。
(9) A liquid container comprising a container body having a liquid delivery port for delivering liquid stored inside to the outside, and a liquid detection device mounted on the container body,
The liquid detection device includes:
A vibration cavity forming base having a first surface and a second surface facing each other, wherein a cavity for receiving a medium to be detected is formed to open to the first surface side, and the bottom surface of the cavity is vibrated. 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 planar shape of the cavity has a longitudinal dimension and a widthwise dimension shorter than the longitudinal dimension,
The first electrode is formed so as to cover substantially the entire region corresponding to the cavity,
The second electrode is formed in a substantially cross shape so as to cut out portions corresponding to the four corners of the cavity, and the total width length of the central portion in the longitudinal direction is a quasi-near portion in the vicinity of the longitudinal direction of the central portion. A liquid container formed shorter than the total width of the central portion.

本発明に係る液体検出装置によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止する上で好適なキャビティ形状を採用すると共に、振動部の残留振動時における不要振動の発生を防止して、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及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。   According to the liquid detection device of the present invention, a cavity shape suitable for preventing the retention of bubbles and ink in the cavity is adopted, and the occurrence of unnecessary vibration during the residual vibration of the vibration unit is prevented. Thus, it is possible to provide a liquid detection device capable of reliably determining the presence or absence of a liquid and a liquid container including the device.

本発明に係る液体容器によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止する上で好適なキャビティ形状を採用すると共に、キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に液体供給口及び液体排出口を設けることにより、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、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及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。   According to the liquid container of the present invention, a cavity shape suitable for preventing the retention of bubbles and ink in the cavity is adopted, and the liquid supply port is provided at a position corresponding to both ends in the longitudinal direction of the cavity. In addition, by providing a liquid discharge port, it is possible to prevent air bubbles from remaining in the cavity and ink from remaining, and to reliably determine the presence or absence of liquid, and a liquid container including the same. be able to.

以下、本発明に係る液体検出装置及び同装置を備えたインクカートリッジ(液体容器)の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本実施形態による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。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a liquid detection device according to the invention and an ink cartridge (liquid container) including the same will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus) in which an ink cartridge according to the present embodiment is used. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage, and the carriage 1 is driven by a carriage motor 2. The belt 3 is guided by the guide member 4 and is reciprocated 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、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 drawing) 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 A sealed space is formed between the nozzle forming surface and 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における印宇領域側の近傍には、ゴムなどの弾一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。   The wiping means 11 having a resilient plate such as rubber is disposed in the vicinity of the stamping area side of the cap member 31 so that it can advance and retreat in the horizontal direction with respect to the movement trajectory of the recording head, for example. When the carriage 1 reciprocates toward the cap member 31, the nozzle forming surface of the recording head can be wiped as necessary.

図2乃至図7は、本実施形態による液体検出装置60を示した図であり、この液体検出装置60は、図5に示したようにキャビティ板41に振動板42を積層して構成された振動キャビティ形成基部40を有し、この振動キャビティ形成基部40は、互いに対向する第1面40a及び第2面40bを有する。   2 to 7 are views showing the liquid detection device 60 according to the present embodiment, and this liquid detection device 60 is configured by laminating the diaphragm 42 on the cavity plate 41 as shown in FIG. The vibration cavity forming base 40 includes a first surface 40a and a second surface 40b that face each other.

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、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。   A cavity 43 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, and the bottom surface portion 43 a of the cavity 43 is vibrated by the vibration plate 42. It is made possible. In other words, the contour of the portion of the entire diaphragm 42 that actually vibrates is defined by the cavity 43.

図2に示したようにキャビティ43の平面形状は、互いに直交する第1対称軸O1及び第2対称軸O2を有すると共に、第2対称軸O2に沿った長手方向寸法が第1対称軸O1に沿った幅方向寸法よりも長く設定されている。   As shown in FIG. 2, the planar shape of the cavity 43 has a first symmetry axis O1 and a second symmetry axis O2 orthogonal to each other, and a longitudinal dimension along the second symmetry axis O2 is the first symmetry axis O1. It is set longer than the dimension in the width direction along.

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及び上部電極端子45が形成されている。   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.

さらに、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、この下部電極46は、キャビティ43と略同形で且つキャビティ43よりも大きな寸法にて形成された本体部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の本体部46aは、キャビティ43に対応する領域の略全体を覆っている。   Further, 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 is formed in a shape substantially the same as the cavity 43 and larger than the cavity 43. It has a main body portion 46 a and an extending portion 46 b extending from the main body portion 46 a in the direction of the lower electrode terminal 44 and connected to the lower electrode terminal 44. The main body 46 a of the lower electrode 46 covers substantially the entire region corresponding to the cavity 43.

この下部電極46の本体部46aは、キャビティ43の周縁43a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 main body 46 a of the lower electrode 46 includes a notch 46 c formed so as to enter the inside of the position corresponding to the peripheral edge 43 a of the cavity 43.

下部電極46の上には圧電層47が積層され、この圧電層47は、キャビティ43と略同形で且つキャビティ43よりも小さな寸法にて形成されている。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43a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 is substantially the same shape as the cavity 43 and is smaller in size than the cavity 43. 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 a of the cavity 43.

圧電層47は、キャビティ43と共通する第1対称軸O1及び第2対称軸O2を有し、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の上に積層されている。   The piezoelectric layer 47 has a first symmetry axis O 1 and a second symmetry axis O 2 that are common to the cavity 43, and substantially the whole thereof is on the lower electrode 46 except for a portion corresponding to the notch 46 c of the lower electrode 46. Are stacked.

また、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43a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、第1電極46の切欠き部46cの内部に位置して圧電層47の一部を基板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と同じ材質で且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の一部を基板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 a of the cavity 43. A part of the auxiliary electrode 48 is located inside the notch 46 c of the first electrode 46 and supports a part of the piezoelectric layer 47 from the second surface 40 b side of the substrate 40. The auxiliary electrode 48 is preferably made of the same material as the lower electrode 46 and has the same thickness. In this way, by supporting a part of the piezoelectric layer 47 from the second surface 40b side of the substrate 40 by the auxiliary electrode 48, it is possible to prevent the piezoelectric layer 47 from being stepped and prevent the mechanical strength from being lowered. .

圧電層47には、上部電極(第2電極)49の本体部49aが積層され、この上部電極49は、全体として圧電層47よりも小さな寸法にて形成されている。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。   On the piezoelectric layer 47, a main body 49a of an upper electrode (second electrode) 49 is laminated, and the upper electrode 49 is formed with a size smaller than that of the piezoelectric layer 47 as a whole. 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.

そして、本実施形態においては、図2及び図6(b)に示したように、上部電極49が、キャビティ43の4つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成され、キャビティ43と共通する第1対称軸O1及び第2対称軸O2を有している。   In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 6B, the upper electrode 49 is formed in a substantially cross shape so as to cut out portions corresponding to the four corners of the cavity 43. The first axis of symmetry O1 and the second axis of symmetry O2 are common to the cavity 43.

下部電極46、圧電層47、及び上部電極49によって圧電素子が形成されている。上述したように圧電層47は上部電極49と下部電極46とによって挟みこまれる構造となっており、これにより圧電層47は効果的に変形駆動される。   A piezoelectric element is formed by the lower electrode 46, the piezoelectric layer 47, and the upper electrode 49. As described above, the piezoelectric layer 47 is sandwiched between the upper electrode 49 and the lower electrode 46, whereby the piezoelectric layer 47 is effectively deformed and driven.

これに加え、略十字状に形成された上部電極49は、切り欠かれていない部分、すなわち第1対称軸O1に沿って延びた部分(略中央部)において、第2対称軸O2に沿う方向である長手方向の中央部の総幅長WCTが、該中央部の長手方向近傍(長手方向両側)の準中央部の総幅長WETより短く形成されている(WCT<WET)。圧電層47は、材料の緻密度を高めることで、静電容量を大きくし、耐衝撃性を高めることができる。また、リークを生じ難くし、耐湿性能を高めることもできる。 In addition to this, the upper electrode 49 formed in a substantially cross shape has a direction along the second axis of symmetry O2 in a portion not cut out, that is, a portion (substantially central portion) extending along the first axis of symmetry O1. The total width length WCT of the central portion in the longitudinal direction is shorter than the total width length WET of the quasi-central portion in the vicinity of the central portion in the longitudinal direction (both sides in the longitudinal direction) (W CT <W ET ). . The piezoelectric layer 47 can increase the capacitance and increase the impact resistance by increasing the density of the material. In addition, it is difficult to cause leakage, and moisture resistance can be improved.

ところが、緻密度を高めた圧電層47では、製造工程において、通常駆動時の印加電圧(34V程度)より大きい電圧(120〜130V程度)を印加して分極処理を行う際、変形量が大きくなり、線膨張係数の違う上部電極49との異種材料同士の積層構造とも相俟って、中央部に応力が集中し、クラックの発生してしまうことがある。このようなクラックが発生すれば後工程へ重大な影響を及ぼすこととなり、歩留まりを低下させる要因ともなった。   However, in the piezoelectric layer 47 with high density, the amount of deformation increases when a polarization process is performed by applying a voltage (approximately 120 to 130 V) greater than the applied voltage (approximately 34 V) during normal driving in the manufacturing process. In combination with the laminated structure of different materials with the upper electrode 49 having a different linear expansion coefficient, stress may concentrate in the central portion and cracks may occur. If such a crack occurs, it will have a serious effect on the subsequent process, and it will be a factor of reducing the yield.

本実施の形態による上部電極49は、上記した中央部の総幅長WCTをその長手方向近傍に位置する準中央部の総幅長WETより短く形成することで、分極電圧印加時において、中央部及び準中央部を含む略中央部における変形量を小さく制御して、このような略中央部への応力の集中を緩和させることができる。この結果、圧電層47中央部における応力集中を低減させて、クラックの発生を防止し、歩留まりを向上させることができる。 The upper electrode 49 according to this embodiment, by forming smaller than the total width dimension W ET quasi central portion located the total width dimension W CT of the central portion mentioned above in the longitudinal direction near, at the time of polarization voltage applied, The deformation amount in the substantially central portion including the central portion and the quasi-central portion can be controlled to be small, and the stress concentration on the substantially central portion can be reduced. As a result, the stress concentration at the central portion of the piezoelectric layer 47 can be reduced, cracks can be prevented, and the yield can be improved.

図2及び図5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及び下部電極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 FIGS. 2 and 5, 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, a 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.

圧電層47と電気的に接続された下部電極46の本体部46a及び上部電極49の本体部49aのうち、上部電極49の本体部49aの方が小さな寸法にて形成されている。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 with a smaller size. 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、上部電極49の本体部49a、及び下部電極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キャビティ43の中心は、液体検出装置60の全体の中心に位置している。   The centers of the 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 center of the cavity 43. Further, the center of the cavity 43 that determines the portion of the diaphragm 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、並びに上部電極49全体のうちのキャビティ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 corresponding to the cavity 43 in the main body 46a of the lower electrode 46, the portion corresponding to the cavity 43 in the piezoelectric layer 47, and the entire upper electrode 49. Constitutes the vibration part 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、図5及び図4に示したように、本実施形態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出入口形成板50を備えている。この出入口形成板50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口(液体供給口)51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口(液体排出口)52とが形成されている。   Furthermore, as shown in FIGS. 5 and 4, the liquid detection device 60 according to the present embodiment includes an entrance / exit forming plate 50 that is laminated and bonded to the first surface 40 a of the vibration cavity forming base 40. The inlet / outlet forming plate 50 includes an ink supply port (liquid supply port) 51 for supplying ink to be detected to the cavity 43 and an ink discharge port (liquid discharge port) 52 for discharging the ink to be detected from the cavity 43. Is formed.

インク供給口51及びインク排出口52は、キャビティ43に対応する領域の内側にて、キャビティ43の長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。また、キャビティ43の長手方向の端縁部において、インク供給口51及びインク排出口52の各縁部が整合している。インク供給口51とインク排出口52とは、互いに同形同大にて形成されている。   The ink supply port 51 and the ink discharge port 52 are disposed at positions corresponding to both ends of the cavity 43 in the longitudinal direction inside the region corresponding to the cavity 43. Further, the edge portions of the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 are aligned with each other at the edge portion in the longitudinal direction of the cavity 43. The ink supply port 51 and the ink discharge port 52 are formed in the same shape and size.

上述したようにインク供給口51及びインク排出口52をキャビティ43の長手方向の両端部に対応する位置に配置することにより、インク供給口51とインク排出口52との間の距離が大きくなり、液体検出装置60の容器本体への装着が容易となる。また、インク供給口51及びインク排出口52をキャビティ43に対応する領域の内側に配置することにより、液体検出装置60の小型化を図ることができる。   As described above, by disposing the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 at positions corresponding to both ends in the longitudinal direction of the cavity 43, the distance between the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 is increased. The liquid detector 60 can be easily attached to the container body. Further, by arranging the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 inside the region corresponding to the cavity 43, the liquid detection device 60 can be reduced in size.

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、及び出入口形成板50は、同一材質で形成されると共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 entrance / exit forming plate 50 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)、又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、ジルコニア又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及び下部電極端子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 of 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8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、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. 8 shows an ink cartridge (liquid container) 70 to which the above-described liquid detection device 60 is mounted. This ink cartridge 70 has an ink delivery port (liquid delivery port) 71 for sending the ink stored inside to the outside. A container body 72 is provided.

液体検出装置60はその全体が容器本体72の外側に装着され、容器本体72の容器壁には、液体検出装置60のインク供給口51に連通する第1開口73と、インク排出口52に連通する第2開口74とが貫通形成されている。   The liquid detection device 60 is entirely mounted outside the container main body 72, and the container wall of the container main body 72 communicates with the first opening 73 that communicates with the ink supply port 51 of the liquid detection device 60 and the ink discharge port 52. A second opening 74 is formed so as to penetrate therethrough.

容器本体72の内部は、容器本体72の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室(第1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(第2室)76とに区画され、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に近い側に位置すると共に、インク送出口71に連通している。   The inside of the container main body 72 includes a main storage chamber (first chamber) 75 constituting a main portion of the entire internal space of the container main body 72 and a sub storage chamber (first storage chamber) having a smaller volume than the main storage chamber 75. The main storage chamber 75 and the sub storage chamber 76 are separated from each other. 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, and communicates with the ink delivery port 71.

容器本体72の容器壁に形成された第2開口74は、副貯留室76の上端部に連通している。上述したように第2開口74には、液体検出装置60のインク排出口52の出口52bが接続されている。   The second opening 74 formed in the container wall of the container main body 72 communicates with the upper end portion of the sub storage chamber 76. As described above, the outlet 52 b of the ink discharge port 52 of the liquid detection device 60 is connected to the second opening 74.

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、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、容器本体72の容器壁に形成された第1開口73が連通し、この第1開口73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. Further, a first opening 73 formed in the container wall of the container main body 72 communicates with the upper end portion of the auxiliary flow path 77, and the first opening 73 constitutes an outlet of the auxiliary flow path 77.

上述したように液体検出装置60のインク供給口51が第1開口73に連通し、インク排出口52が第2開口74に連通し、これにより、液体検出装置60のインク供給口51及びインク排出口52が主貯留室75と副貯留室76とを連絡する連絡流路を形成している。   As described above, the ink supply port 51 of the liquid detection device 60 communicates with the first opening 73, and the ink discharge port 52 communicates with the second opening 74, whereby the ink supply port 51 and the ink discharge port of the liquid detection device 60 are communicated. The outlet 52 forms a communication channel that connects the main storage chamber 75 and the sub storage chamber 76.

そして、インクカートリッジ70内のインクが消費される際には、主貯留室75内のインクは、補助流路入口77aから補助流路77内に流入し、この補助流路77を通って第1開口73へと流れる。第1開口73から流出したインクは、液体検出装置60のインク供給口51からキャビティ43に流入し、キャビティ43を通ってインク排出口52から流出する。インク排出口52から流出したインクは、第2開口74を介して副貯留室76内に流入する。そして、副貯留室76内に流入したインクが、インク送出口71を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド12へ供給される。   When the ink in the ink cartridge 70 is consumed, the ink in the main storage chamber 75 flows into the auxiliary channel 77 from the auxiliary channel inlet 77 a and passes through the auxiliary channel 77 to the first. It flows to the opening 73. The ink flowing out from the first opening 73 flows into the cavity 43 from the ink supply port 51 of the liquid detection device 60, flows out from the ink discharge port 52 through the cavity 43. The ink that has flowed out of the ink discharge port 52 flows into the auxiliary storage chamber 76 through the second opening 74. Then, the ink that has flowed into the auxiliary storage chamber 76 is supplied to the recording head 12 of the ink jet recording apparatus via the ink delivery port 71.

このように本実施形態においては、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のインク供給口51及びインク排出口52を通過するように構成されている。   As described above, in the present embodiment, the entire amount of ink sent to the ink delivery port 71 through the sub-storage chamber 76 is configured to pass through the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 of the liquid detection device 60 in advance. Has been.

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、或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 or more of ink has been 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及び下部電極端子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及び下部電極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或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。この逆起電カは、上部電極49、下部電極46、上部電極端子45及び下部電極端子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9(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9(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9(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。   9A and 9B show residual vibration (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 and the vibration unit 61 is forced to vibrate. The waveform of this and the measuring method of residual vibration are shown. FIG. 9A shows a waveform when there is ink in the cavity 43 of the liquid detection device 60, while FIG. 9B shows a waveform when there is no ink in the cavity 43 of the liquid detection device 60. .

図9(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及び液体検出装置60の振動部61の残留振動によって発生した逆起電カの電圧を示し、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9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。   9A and 9B, the vertical axis represents the drive pulse applied to the liquid detection device 60 and the voltage of the counter electromotive force generated by the residual vibration of the vibration unit 61 of the liquid detection device 60, and the horizontal axis represents the horizontal axis. Indicates elapsed 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. 9, 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9(a)と図9(b)とを比較すると、図9(a)の方が図9(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. 9A and FIG. 9B, it can be seen that the time from 4 to 8 counts is longer in FIG. 9A than in FIG. 9B. 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9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。   Although the time from the 4th count to the 8th count is measured in FIG. 9, 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.

このように本実施形態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 through 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.

そして、本実施形態においては、上述したようにキャビティ43の4つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして上部電極49を略十宇状に形成したので、圧電素子に駆動パルスを印可して強制的に変形させた場合でも、キャビティ43の4つの隅部に対応する部分の変形量が小さい。これにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動(自由振動)時の振動モードとが近いモードになる。   In the present embodiment, as described above, the upper electrode 49 is formed in a substantially 10 shape so as to cut out the portions corresponding to the four corners of the cavity 43, so that a drive pulse is applied to the piezoelectric element. Even when forcedly deformed, the amount of deformation of the portions corresponding to the four corners of the cavity 43 is small. Thereby, the vibration mode at the time of forced vibration and the vibration mode at the time of residual vibration (free vibration) after forced vibration become close to each other.

以上述べたように本実施形態による液体検出装置60においては、上部電極49を略十字状に形成することにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動時の振動モードとを近いモードとしたので、キャビティ43の形状を前記の如く細長い形状としたにもかかわらず、検出信号の中の不要振動成分が低減され、これによりインクの有無の判定を確実に行うことができる。
これに加え、上部電極49の切り欠かれていない部分(略中央部)における中央部の総幅長WCTをその長手方向近傍の準中央部の総幅長WETより短く形成したので、分極電圧印加時において、略中央部への応力の集中を緩和させることができ、クラックの発生を防止し、歩留まりを向上させることができる。
As described above, in the liquid detection device 60 according to the present embodiment, the upper electrode 49 is formed in a substantially cross shape so that the vibration mode during forced vibration and the vibration mode during residual vibration after forced vibration are close to each other. Therefore, although the cavity 43 has a long and narrow shape as described above, the unnecessary vibration component in the detection signal is reduced, so that the presence or absence of ink can be reliably determined.
In addition, since the total width dimension W CT of the central portion in the notched portion without the top electrode 49 (substantially central portion) is formed smaller than the total width dimension W ET quasi central portion in the longitudinal direction near the polarization When a voltage is applied, the concentration of stress on the substantially central portion can be alleviated, cracks can be prevented, and the yield can be improved.

また、本実施形態においては、キャビティ43へのインクの供給がインク供給口51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口52を介して行われるので、インクカートリッジ70に液体検出装置60を装着する際には、インクカートリッジ70の容器本体72内のインク収容空間に液体検出装置60のキャビティ43を露出させることなく、インク供給口51を介して容器本体72内のインクをキャビティ43に供給することができる。   In the present embodiment, ink is supplied to the cavity 43 through the ink supply port 51, and ink is discharged from the cavity 43 through the ink discharge port 52. When the detection device 60 is mounted, the ink in the container main body 72 is passed through the ink supply port 51 without exposing the cavity 43 of the liquid detection device 60 in the ink containing space in the container main body 72 of the ink cartridge 70. It can be supplied to the cavity 43.

このため、インクカートリッジ70内のインクの消費時に、液体検出装置60のインク供給口51及びインク排出口52を介してキャビティ43内にインクの流れが生じるように構成することで、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。   For this reason, when the ink in the ink cartridge 70 is consumed, the ink flow is generated in the cavity 43 via the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 of the liquid detection device 60, so that the cavity 43 is temporarily provided. Even if the bubbles enter the inside of the, the bubbles are pushed out of the cavity 43 by the flow of ink. 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.

しかも、本実施形態によれば、キャビティ43の形状を円形や正方形ではなく細長い形状としたので、キャビティ43の長手方向の両端部にインク供給口51及びインク排出口52を配置することにより、キャビティ43の内部にインクや気泡が滞留し難くなる。これにより、インクや気泡の排出性を十分に確保することが可能であり、インクの有無の判定を確実に行うことができる。   In addition, according to the present embodiment, since the cavity 43 has an elongated shape instead of a circle or a square, the ink supply port 51 and the ink discharge port 52 are arranged at both ends in the longitudinal direction of the cavity 43, whereby the cavity Ink and bubbles are less likely to stay inside 43. As a result, it is possible to sufficiently ensure the discharge of ink and bubbles, and it is possible to reliably determine the presence or absence of ink.

また、本実施形態による液体検出装置60においては、キャビティ43を容器本体72内のインク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。   Further, in the liquid detection device 60 according to the present embodiment, it is not necessary to expose the cavity 43 to the ink storage space in the container main body 72, so that a meniscus can be prevented from being formed in the cavity 43 when the liquid level passes. As a result, erroneous detection of the liquid detection device 60 due to ink remaining in the cavity 43 can be prevented.

また、本実施形態によるインクカートリッジ70においては、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のインク供給口51及びインク排出口52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 according to the present embodiment, 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 ink supply port 51 and the ink discharge port of the liquid detection device 60 are separated. The main storage chamber 75 and the sub storage chamber 76 are communicated with each other via the outlet 52, 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ぺ一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 amount of ink in the sub-reservoir chamber 76 that is known in advance. This can prevent waste.

また、本実施形態によるインクカートリッジ70においては、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のインク供給口51の入口51b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口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, in the ink cartridge 70 according to the present embodiment, the sealed auxiliary flow path 77 is formed inside the main storage chamber 75, and the auxiliary flow path inlet 77 a of the auxiliary flow path 77 is positioned at the lower end of the main storage chamber 75. At the same time, the inlet 51 b of the ink supply port 51 of the liquid detection device 60 is communicated with the upper end of the auxiliary channel 77. For this reason, bubbles generated in the main storage chamber 75 are unlikely to enter the auxiliary flow port 77, and bubbles can be prevented from entering the cavity 43 of the liquid detection device 60.

さらに、本実施形態によるインクカートリッジ70においては、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, in the ink cartridge 70 according to the present embodiment, the sub-reservoir chamber 76 is filled with ink until all the ink in the main reservoir chamber 75 is consumed, so that vibration is applied to the ink cartridge 70. Even if the liquid level is changed, the liquid level does not fluctuate in the auxiliary storage chamber 76 as long as the ink remains in the main storage chamber 75. Accordingly, it is possible to prevent the liquid detection device 60 from erroneously detecting due to the fluctuation of the liquid level.

また、本実施形態による液体検出装置60によれば、振動部61と液体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、液体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 according to the present embodiment, the range in which the vibrating unit 61 and the liquid are in contact is limited to the range in which the cavity 43 exists, so that the liquid can be detected pinpointed. Thus, 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共に、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よりも大きな寸法の下部電極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 portion 46a of the lower electrode 46 having a size larger than that of the cavity 43, generation of unnecessary vibration due to the positional deviation of the lower electrode 46 at the time of manufacture occurs. 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、キャビティ43の周縁43a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層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 a of the cavity 43. For this reason, there is no problem of a crack of the piezoelectric layer at a position corresponding to the peripheral edge of the cavity.

次に、本発明の他の実施形態による液体検出装置について図10及び図11を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略する。   Next, a liquid detection device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted about the part which is common in embodiment mentioned above.

図10に示したように本実施形態による液体検出装置60Aにおいては、キャビティ43の長手方向(第2対称軸O2の延在方向)における圧電層47の寸法が、キャビティ43の長手方向の長さよりも長く設定されている。そして、この圧電層47は、キャビティ43の長手方向においてキャビティ43をその全長にわたって覆うように形成されている。なお、キャビティ43の幅方向(第1対称軸O1の延在方向)においては、圧電層47はキャビティ43よりも小さな寸法にてキャビティ43の内側に形成されている。   As shown in FIG. 10, in the liquid detection device 60 </ b> A according to the present embodiment, the dimension of the piezoelectric layer 47 in the longitudinal direction of the cavity 43 (the extending direction of the second symmetry axis O <b> 2) is larger than the length of the cavity 43 in the longitudinal direction. Is also set longer. The piezoelectric layer 47 is formed so as to cover the cavity 43 over its entire length in the longitudinal direction of the cavity 43. In the width direction of the cavity 43 (the extending direction of the first symmetry axis O <b> 1), the piezoelectric layer 47 is formed inside the cavity 43 with a smaller dimension than the cavity 43.

さらに、本実施形態においては、下部電極46が略長方形に形成され、キャビティ43の幅方向(第1対称軸O1の延在方向)においては下部電極46が圧電層47よりも大きな寸法を有し、キャビティ43の長手方向(第2対称軸O2の延在方向)においては下部電極46と圧電層47とが共通寸法である。   Further, in the present embodiment, the lower electrode 46 is formed in a substantially rectangular shape, and the lower electrode 46 has a size larger than that of the piezoelectric layer 47 in the width direction of the cavity 43 (extending direction of the first symmetry axis O1). In the longitudinal direction of the cavity 43 (extending direction of the second axis of symmetry O2), the lower electrode 46 and the piezoelectric layer 47 have a common dimension.

本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、不要振動の発生を防止することができると共に、気泡やインクの滞留を防止することができる。   In the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, it is possible to prevent occurrence of unnecessary vibrations and to prevent air bubbles and ink from staying.

さらに、本実施形態によれば、圧電層47の長手方向の寸法がキャビティ43の長手方向の寸法よりも大きく設定されているので、圧電層47の形成位置がキャビティ43の長手方向においてずれた場合でも、圧電層47全体のうちの振動に寄与する部分の大きさは変化しない。このため、圧電層47の形成位置のズレによる不要振動の発生を防止することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, since the longitudinal dimension of the piezoelectric layer 47 is set to be larger than the longitudinal dimension of the cavity 43, the formation position of the piezoelectric layer 47 is shifted in the longitudinal direction of the cavity 43. However, the size of the part contributing to vibration in the entire piezoelectric layer 47 does not change. For this reason, generation | occurrence | production of the unnecessary vibration by the shift | offset | difference of the formation position of the piezoelectric layer 47 can be prevented.

また、上述した各実施形態の一変形例としては、液体検出装置60,60Aにおいて出入口形成板50を省略し、インクカートリッジ70の容器本体72に形成された第1開口73及び第2開口74を、液体検出装置60,60Aのキャビティ43へのインク供給口及びインク排出口として利用するように構成することもできる。   As a modification of each embodiment described above, the inlet / outlet forming plate 50 is omitted in the liquid detection devices 60 and 60A, and the first opening 73 and the second opening 74 formed in the container main body 72 of the ink cartridge 70 are provided. The liquid detection devices 60 and 60A can be configured to be used as an ink supply port and an ink discharge port to the cavity 43.

なお、上記の各実施の形態では、略十字状に形成された上部電極49の長手方向の略中央部において、中央部の総幅長WCTを準中央部の総幅長WETより短く形成したが、本発明に係る液体検出装置は、図12(a)に示すように、上部電極49の矩形状四隅のエッジ部80を除去し、上部電極49の略中央部を所謂繭型に形成してもよい。また、長手方向の中央部の総幅長WCTを準中央部の総幅長WETより短くする形状としては、図12(b)に示すように、略中央部の両長辺部に凹部81,81を形成してもよい。さらに、長手方向の中央部の総幅長WCTを準中央部の総幅長WETより短くする形状としては、図12(c)に示すように、上部電極49の中央部に穴83を穿設し、穴83から略中央部のそれぞれの長辺部までの総幅長WCT(WC1+WC2)を、穴83が設けられていない準中央部の総幅長WETより短くするものであってもよい。 In the above embodiments, the substantially central portion in the longitudinal direction of the upper electrode 49 formed in a substantially cross shape, shortening the total width dimension W CT of the central portion than the total width dimension W ET quasi central portion formed However, in the liquid detection device according to the present invention, as shown in FIG. 12A, the edge portions 80 of the rectangular four corners of the upper electrode 49 are removed, and the substantially central portion of the upper electrode 49 is formed in a so-called bowl shape. May be. Further, as a shape that makes the total width length WCT of the central portion in the longitudinal direction shorter than the total width length WE of the quasi-central portion, as shown in FIG. 81 and 81 may be formed. Furthermore, as a shape in which the total width length WCT of the central portion in the longitudinal direction is shorter than the total width length WE of the quasi-central portion, as shown in FIG. 12C, a hole 83 is formed in the central portion of the upper electrode 49. The total width length W CT (W C1 + W C2 ) from the hole 83 to each of the long side portions of the substantially central portion is made shorter than the total width length W ET of the quasi-central portion where the hole 83 is not provided. It may be a thing.

本発明の一実施形態による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。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 according to an embodiment of the present invention is used. 本発明の一実施形態による液体検出装置を示した平面図。The top view which showed the liquid detection apparatus by one Embodiment of this invention. 図2に示した液体検出装置を示した底面図。The bottom view which showed the liquid detection apparatus shown in FIG. 図2に示した液体検出装置のA−A線に沿った断面図。Sectional drawing along the AA line of the liquid detection apparatus shown in FIG. 図2に示した液体検出装置のB−B線に沿った断面図。Sectional drawing along the BB line of the liquid detection apparatus shown in FIG. 図2に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、(a)は電極端子のパターンを示し、(b)は上部電極のパターンを示し、(c)は圧電層のパターンを示し、(d)は下部電極及び補助電極のパターンを示す。FIG. 3 is an exploded view of a portion of an electrode and a piezoelectric layer of the liquid detection device illustrated in FIG. A pattern is shown, (d) shows the pattern of a lower electrode and an auxiliary electrode. 図2に示した液体検出装置の基板の部分の分解図であり、(a)は振動板を示し、(b)はキャビティ板を示し、(c)は出入口形成板を示す。FIG. 3 is an exploded view of a portion of the substrate of the liquid detection device shown in FIG. 2, (a) showing a diaphragm, (b) showing a cavity plate, and (c) showing an entrance / exit forming plate. 図2に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジを示した図であり、(a)は側面図、(b)は正面図。FIG. 3 is a diagram illustrating an ink cartridge including the liquid detection device illustrated in FIG. 2, in which (a) is a side view and (b) is a front view. 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及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. 本発明の他の実施形態による液体検出装置を示した平面図。The top view which showed the liquid detection apparatus by other embodiment of this invention. 図10に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、(a)は電極端子のパターンを示し、(b)は上部電極のパターンを示し、(c)は圧電層のパターンを示し、(d)は下部電極及び補助電極のパターンを示す。It is an exploded view of the part of the electrode and piezoelectric layer of the liquid detection apparatus shown in FIG. 10, (a) shows the pattern of an electrode terminal, (b) shows the pattern of an upper electrode, (c) is the piezoelectric layer A pattern is shown, (d) shows the pattern of a lower electrode and an auxiliary electrode. 上部電極の変形例を示した平面図Plan view showing a modification of the upper electrode 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13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. 14 is a cross-sectional view of a conventional ink cartridge including the conventional liquid detection device shown in FIG. 13.

符号の説明Explanation of symbols

40…振動キャビティ形成基部
41…キャビティ板
42…振動板
43…キャビテイ
43a…キャビティの底面部
46…下部電極(第1電極)
47…圧電層
49,49A,49B,49C…上部電極(第2電極)
50…出入口形成板
51…インク供給口(液体供給口)
52…インク排出口(液体排出口)
60,60A…液体検出装置
61…液体検出装置の振動部
70…インクカートリッジ(液体容器)
71…インク送出口(液体送出口)
72…容器本体
73…第1開口
74…第2開口
75…主貯留室(第1室)
76…副貯留室(第2室)
77…補助流路
77a…補助流路入口
O1…キャビティの第1対称軸
O2…キャビティの第2対称軸
CT…長手方向中央部の総幅長
ET…長手方向端部の総幅長
40 ... vibration cavity forming base 41 ... cavity plate 42 ... vibration plate 43 ... cavity 43a ... bottom surface 46 of cavity ... lower electrode (first electrode)
47: Piezoelectric layers 49, 49A, 49B, 49C: Upper electrode (second electrode)
50: Entrance / exit forming plate 51 ... Ink supply port (liquid supply port)
52 ... Ink discharge port (liquid discharge port)
60, 60A ... Liquid detection device 61 ... Vibrating portion 70 of the liquid detection device ... Ink cartridge (liquid container)
71: Ink delivery port (liquid delivery port)
72 ... Container body 73 ... First opening 74 ... Second opening 75 ... Main reservoir (first chamber)
76 ... Sub-reservoir (second chamber)
77 ... supplementary passage 77a ... auxiliary flow path inlet O1 ... first symmetry axis O2 ... second axis of symmetry W CT ... longitudinal total width length direction central portion W ET ... total width dimension of the longitudinal ends of the cavity of the cavity

Claims (5)

互いに対向する第1面及び第2面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第1面側に開口するようにして形成され、前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、
前記振動キャビティ形成基部の前記第2面側に設けられた第1電極、前記第1電極に積層された圧電層、及び前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、
前記キャビティの底面の形状は、第1軸に沿った長手方向寸法及び前記第1軸に直交する第2軸に沿った幅方向寸法であって前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記圧電層の面積は、前記キャビティの底面の面積よりも小さく、
前記第1電極は、前記キャビティの底面に対応する領域の略全体を覆い前記キャビティの底面よりも面積の大きな第1本体部と、前記第1本体部を第1電極端子に接続するための第1延出部とを有し
前記第2電極は、前記圧電層よりも面積の小さな第2本体部と、前記第2本体部を第2電極端子に接続するための第2延出部とを有し、
前記第2電極の前記第2本体部は、前記第2軸上の幅方向寸法が当該第2軸近傍の幅方向寸法よりも短いことを特徴とする液体検出装置。
A vibration cavity forming base having a first surface and a second surface facing each other, wherein a cavity for receiving a medium to be detected is formed to open to the first surface side, and the bottom surface of the cavity is vibrated. A vibration cavity forming base formed in a possible manner;
The vibration cavity forming base portion first electrode said is found provided on the second side of, and a piezoelectric element having a piezoelectric layer laminated on the first electrode, and a second electrode laminated on the piezoelectric layer ,
The shape of the bottom surface of the cavity has a lengthwise dimension along a first axis and a widthwise dimension along a second axis perpendicular to the first axis, and has a widthwise dimension shorter than the lengthwise dimension. ,
The area of the piezoelectric layer is smaller than the area of the bottom surface of the cavity,
The first electrode includes a large first body part of the area than the bottom surface of the cavity has covering substantially the entire area corresponding to the bottom surface of the cavity, for connecting the first body portion to the first electrode terminal A first extension part ,
The second electrode includes a second main body portion having a smaller area than the piezoelectric layer, and a second extending portion for connecting the second main body portion to a second electrode terminal,
The liquid detecting device , wherein the second body portion of the second electrode has a width direction dimension on the second axis shorter than a width direction dimension in the vicinity of the second axis .
前記第2電極の前記第2本体部は、前記第2軸上の両端部に凹部を有することを特徴とする請求項1記載の液体検出装置。  2. The liquid detection device according to claim 1, wherein the second main body portion of the second electrode has concave portions at both end portions on the second axis. 前記第2電極の前記第2本体部の形状は、略十字状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体検出装置。  The liquid detection device according to claim 1, wherein a shape of the second main body portion of the second electrode is substantially cross-shaped. 前記キャビティに検出対象の液体を供給するための液体供給口と、前記キャビティから前記液体を排出するための液体排出口とが形成され、前記振動キャビティ形成基部の前記第1面側に積層された出入口形成板をさらに有する請求項1〜3の何れか1項に記載の液体検出装置。 A liquid supply port for supplying the liquid to be detected to said cavity, and a liquid discharge port for discharging the liquid from the cavity is formed, laminated on the first surface of the vibration cavity forming base portion liquid detector according to any one of claims 1 to 3, further comprising a doorway formed plate. 内部に貯留した液体を外部に送出するための液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置であって、請求項1〜4の何れか1項に記載の液体検出装置と、を備えた液体容器。 5. A liquid detection device according to claim 1 , comprising: a container main body having a liquid delivery port for sending the liquid stored inside to the outside; and a liquid detection device mounted on the container main body. And a liquid container comprising the device .
JP2006220766A 2006-08-12 2006-08-12 Liquid detection device and liquid container equipped with the same Expired - Fee Related JP4862549B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006220766A JP4862549B2 (en) 2006-08-12 2006-08-12 Liquid detection device and liquid container equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006220766A JP4862549B2 (en) 2006-08-12 2006-08-12 Liquid detection device and liquid container equipped with the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008045958A JP2008045958A (en) 2008-02-28
JP2008045958A5 JP2008045958A5 (en) 2009-09-24
JP4862549B2 true JP4862549B2 (en) 2012-01-25

Family

ID=39179848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006220766A Expired - Fee Related JP4862549B2 (en) 2006-08-12 2006-08-12 Liquid detection device and liquid container equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4862549B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5924405B2 (en) * 2012-04-17 2016-05-25 株式会社村田製作所 Pressure sensor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1098350A (en) * 1996-07-31 1998-04-14 Daishinku Co Piezoelectric vibrating device
JP2006047302A (en) * 2004-07-01 2006-02-16 Seiko Epson Corp Liquid-detecting device and liquid container equipped with the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008045958A (en) 2008-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4826125B2 (en) Liquid detection device and liquid container equipped with the same
US7503647B2 (en) Liquid sensor and liquid container including the sensor
EP1679195B1 (en) Mounting structure of liquid sensor
JP3998929B2 (en) Piezoelectric device and ink cartridge including the same
JP4038776B2 (en) Liquid detection device and liquid container equipped with the same
US7322667B2 (en) Liquid detecting method and liquid detecting system
JP4862549B2 (en) Liquid detection device and liquid container equipped with the same
JP4784087B2 (en) Mounting structure of liquid detection device and liquid container
JP4677842B2 (en) Liquid detection method and liquid detection system
JP4894233B2 (en) Container with liquid detection function
JP4821429B2 (en) Container with liquid detection function
JP2006047302A (en) Liquid-detecting device and liquid container equipped with the same
JP4552546B2 (en) Liquid detection method
JP4826244B2 (en) Liquid container with liquid detection device
JP2006029918A (en) Liquid detecting method and system
JP3925534B2 (en) Piezoelectric device and ink cartridge including the same
JP4655617B2 (en) Mounting structure of liquid detection device and liquid container
JP4711195B2 (en) Liquid detection device and liquid container equipped with the same
JP4614142B2 (en) Liquid detection device and liquid container equipped with the same
JP2007335878A (en) Piezoelectric device and ink cartridge provided with the same
JP4821169B2 (en) Container with liquid detection function

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080331

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090716

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20090722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090806

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111011

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111012

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111024

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4862549

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees