KR100421696B1 - 액체 소비 검지 장치를 갖는 액체 용기 - Google Patents

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Abstract

액체 용기는, 액체를 수용하는 하우징; 상기 하우징에 형성되어 상기 하우징으로부터 액체를 유출하는 액체 공급구; 상기 하우징에 장착되어 액체의 소비에 따라 변하는 액체의 레벨을 검지하는 액체 센서; 및 상기 하우징 내에서 연장하며 서로 연통하는 2개 이상의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 한정하는 제1 격벽을 구비하며, 상기 액체 수용실은, 주변 공기와 연통하는 통기측 액체 수용실; 및 그 상부에 상기 액체 센서가 배치되는 검지측 액체 수용실을 구비한다.

Description

액체 소비 검지 장치를 갖는 액체 용기{LIQUID CONTAINER HAVING A LIQUID CONSUMPTION INSPECTING UNIT}
본 특허 출원은 일본 특허 출원으로 이하에 그 내용을 참조하는 1999-139683호(1999년 5월20일), 1999-14758호(1999년 5월27일) 및 1999-256522호(1999년 9월 10일)를 그 우선권으로 주장하는 바이다.본 발명은 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하는 압전 소자를 갖는 액체 용기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 잉크젯 기록 장치에서, 기록 헤드에 액체를 공급하는 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검지하는 압전 장치를 갖는 액체 용기에 관한 것이다.
액체 용기의 예로서 잉크젯 기록 장치에 탑재된 잉크 카트리지를 들어 이하에 설명한다. 잉크젯 기록 장치는 압력 발생실을 가압하는 압력 발생 수단과, 가압된 잉크를 노즐 개구로부터 잉크 방울로서 토출하는 노즐 개구를 구비한 잉크젯 기록 헤드를 캐리지에 탑재한다. 잉크젯 기록 장치는 잉크 탱크의 잉크를 유로를 통해서 기록 헤드에 공급하면서 인쇄를 계속할 수 있게 구성되어 있다. 잉크 탱크는 잉크가 소비된 시점에서, 유저가 간단하게 교환할 수 있도록 착탈 가능한 카트리지로서 구성되어 있다.
종래, 잉크 카트리지의 잉크 소비의 관리 방법으로서 기록 헤드에서의 잉크 방울의 토출수나 메인터넌스에 의하여 흡인된 잉크량을 소프트웨어에 의하여 적산하여 잉크 소비를 계산에 의하여 관리하는 방법과, 잉크 카트리지에 액면 검출용의 전극을 설치함으로써, 실제로 잉크가 소정량 소비된 시점을 관리하는 방법 등이 있다.
그런데, 잉크 카트리지의 잉크 소비의 관리 방법으로서, 기록 헤드에서의 잉크 방울의 토출수나 메인터넌스에 의하여 흡인된 잉크량을 소프트웨어에 의하여 적산하여 잉크 소비를 계산에 의하여 관리하는 방법과, 잉크 카트리지에 액면 검출용의 전극을 설치함으로써, 실제로 잉크가 소정량 소비된 시점을 관리하는 방법 등이 있다.
그러나, 소프트웨어에 의하여 잉크 방울의 토출수나 잉크량을 적산하여 잉크 소비를 계산상 관리하는 방법은 사용자 측에서의 인쇄 형태 등에 의하여 오차가 발생되거나, 또 동일 카트리지의 재장착 시에는 큰 오차가 발생하는 문제가 있다. 또 사용 환경에 의해서, 예를 들면 실온의 극단적인 고저, 혹은 잉크 카트리지의 개봉 후의 경과 시간 등에 의하여 잉크 카트리지 내의 압력이나 잉크의 점도가 변화하여, 계산상의 잉크 소비량과 실제의 소비량 사이에 무시할 수 없는 오차가 발생하여 버리는 문제도 있었다.
한편, 전극에 의하여 잉크가 소비된 시점을 관리하는 방법은 잉크의 실제 량을 검출할 수 있기 때문에, 잉크 잔량을 높은 신뢰성으로 관리할 수 있다. 그러나 잉크의 액면의 검출을 잉크의 도전성에 의지하므로, 검출 가능한 잉크의 종류가 한정되거나, 또 전극의 실링 구조가 복잡화하는 문제가 있다. 또 전극의 재료로서 통상은 도전성이 좋고 내부식성도 높은 귀금속을 사용하므로, 잉크 카트리지의 제조 비용이 오르는 문제도 있었다. 또한 2개의 전극을 장착할 필요가 있기 때문에, 제조 공정이 많게 되어 결과로서 제조 비용이 상승하여 버리는 문제도 있었다.
또, 잉크 카트리지에 압전 장치를 설치함으로써 잉크의 소비 상태를 관리하는 경우에, 인자 시의 잉크 카트리지의 주사에 의해서, 잉크 카트리지 내의 잉크가 물결치고, 또는 기포가 이는 일이 있다. 잉크의 압전 장치 부근에서 물결치고, 또는 기포가 발생함으로써, 잉크나 잉크의 기포가 압전 장치에 부착한다. 압전 소자에 부착한 잉크나 잉크에 의해서, 압전 소자가 잉크의 소비량을 정확하게 검출할 수 없는 경우가 생긴다. 즉 잉크 카트리지 내의 잉크가 적은 경우에도, 잉크가 물결쳐서 압전 장치에 잘못하여 잉크가 부착된 경우에는 압전 장치가 잉크 엔드를 검출해야 할 곳을 잉크 카트리지 내에 잉크가 아직 충분하게 있다고 오인하여 검출하여 버릴 우려가 있다. 또 기포가 압전 장치에 부착한 경우에는 잉크 카트리지 내에 잉크가 충만함에도 불구하고, 잉크가 없다고 잘못 검출할 우려가 있다.
또한, 잉크 카트리지 내의 잉크 엔드 상태를 검출하기 위해서는 잉크 카트리지에서 압전 장치를 배치할 위치가 한정되는 문제가 있다. 예를 들면 잉크의 액면에 대하여 아래쪽에 있는 벽에 압전 장치를 배치하면, 압전 장치는 잉크 엔드를 검출할 수 있다. 한편, 잉크의 액면에 대하여 위쪽에 있는 벽에 압전 장치를 배치하면, 압전 장치는 잉크 엔드를 검출할 수 없다.
여기서 본 발명은 액체의 잔량을 정확하게 검출할 수 있고, 또한 복잡한 실링 구조가 불필요 한 액체 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 액체 용기 내의 압전 장치 부근에서 액체가 물결치고, 또는 기포가 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한 액체 용기 내의 액체가 물결치고, 또는 기포가 생긴 경우에도, 압전 장치가 정확하게 액면의 검출을 하고, 액체의 소비량을 정확하게 검출할 수 있는 액체 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 액체 용기 내의 액체가 소비되었을 때의 상태를 검출할 수 있고, 또한 압전 장치를 배치하는 위치가 액체의 액면에 대하여 위쪽에 있는 벽에서도 액체의 소비 상태를 검출할 수 있는 액체 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 액체 용기가 경사되거나 넘어지거나 한 경우에도, 압전 소자에 잘못하여 기체가 접촉하는 일이 없이 압전 장치가 액체의 소비량을 정확하게 검출할 수 있는 액체 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 압전 장치가 액체 용기의 액체의 액면의 위쪽에 배치되는 경우에도, 액체 용기 내의 액체가 소비된 것을 검출할 수 있는 액체 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 압전 장치를 장착할 때의 위치 등에서 높은 정밀도를 필요로 하지 않는, 즉 압전 장치를 배치하는 위치의 설계상의 자유도가 큰 액체 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은 특허 청구 범위의 독립항에 기재한 특징의 조합에 의하여 달성된다. 또 종속항은 본 발명의 다른 유리한 구체예를 규정한다.
도1은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 측단면도.
도2는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도3은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도4는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도5는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도6은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도7은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도8은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도9는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도10은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도11은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도12는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도13은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도14는 본 발명에 의한 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 후방에서 본 사시도.
도15는 본 발명에 의한 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 후방에서 본 사시도.
도16은 본 발명에 의한 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 후방에서 본 사시도.
도17은 본 발명에 의한 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 후방에서 본 사시도.
도18은 도1에 나타낸 잉크젯 기록 장치의 실시예의 주요부를 나타내는 단면도.
도19는 본 발명에 의한 액체 용기의 실시예로서의 서브 탱크 유닛(33)의 상세를 나타내는 단면도.
도20은 본 발명에 의한 액체 용기의 다른 실시예로서의 서브 탱크 유닛(33)을 나타내는 단면도.
도21은 본 발명에 의한 액체 용기의 또 다른 실시예로서의 서브 탱크 유닛(33)을 나타내는 단면도.
도22는 본 발명에 의한 압전 장치의 일 실시예인 액츄에이터(106)의 상세한 등가 회로도.
도23은 본 발명의 압전 장치의 일 실시예인 액츄에이터(106) 및 그 주변의 상세를 나타내는 회로도.
도24는 잉크 탱크 내의 잉크량과 밀도와 잉크 및 발진부의 공진 주파수와의 관계를 나타내는 도면.
도25는 액츄에이터(106)의 잔류 진동의 파형과 잔류 진동의 측정 방법을 나타내는 도면.
도26은 액츄에이터(106)의 제조 방법을 나타내는 것으로, 4개가 일체로 형성된 경우를 나타내는 도면.
도27은 액츄에이터(106)의 일부분의 단면을 나타내는 도면.
도28은 액츄에이터(106)의 단면을 나타내는 도면.
도29는 도26에 나타낸 액츄에이터(106)의 제조 방법을 나타내는 도면.
도30은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도31은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도32는 관통공(1c)의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도33은 액츄에이터의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도34는 액츄에이터의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도35는 또 다른 실시예에 의한 관통공(1c)을 나타내는 평면도.
도36은 모듈체(100)로서 액츄에이터(106)를 일체로 형성한 모양을 나타내는 사시도.
도37은 도36에 나타낸 모듈체(100)의 구성을 나타내는 분해도.
도38은 모듈체의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도39는 도38에 나타낸 모듈체(400)의 구성을 나타내는 분해도.
도40은 모듈체의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도41은 도36에 나타낸 모듈체(100)를 용기(1)의 저부에 장착하였을 때의 단면을 나타내는 도면.
도42는 용기(1)에 모듈체(700B)를 탑재할 때의 잉크 용기의 단면을 나타내는 도면.
도43은 도22에 나타낸 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치의 실시예를 나타내는 도면.
도44는 잉크젯 기록 장치의 헤드의 상세를 나타내는 도면.
도45는 도44에 나타낸 잉크 카트리지(180)의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도46은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도47은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도48은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도49는 본 발명에 의한 잉크 카트리지(180)의 다른 실시예를 나타내는 평단면도.
도50은 본 발명에 의한 잉크 카트리지(180)의 다른 실시예를 나타내는 평단면도.
도51은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도52는 본 발명에 의한 액체 용기의 일 실시예로서 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 단면도.
도53은 본 발명에 의한 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 것으로, 외측에서 본 사시도.
도54는 도52 및 53에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 일 실시예를 나타내는 도면.
도55는 본 발명에 의한 액체 용기의 일 실시예로서 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도56은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도57은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도58은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도59는 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도60은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도61은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도62는 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도63은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도64는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도65는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도66은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도67은 액츄에이터(l06)를 이용한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치의 기록 헤드부의 실시예를 나타내는 도면.
도68은 잉크젯 기록 장치의 헤드 주위의 상세를 나타내는 도면.
도69는 본 발명에 의한 액체 용기의 일 실시예로서 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 단면도.
도70은 본 발명에 의한 잉크젯 기록 장치와 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 단면도.
도71은 본 발명에 의한 액체 용기의 일 실시예로서 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도72는 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 도면.
도73은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도74는 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도75는 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예인 잉크 카트리지(180D)를 나타내는 단면도.
도76은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도77은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도78은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도79는 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도80은 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도81은 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도82는 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도83은 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도84는 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도85는 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도86은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도87은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도88은 액츄에이터(106)를 사용한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치의 기록 헤드의 주위를 나타내는 도면.
도89는 잉크젯 기록 장치의 기록 헤드 주위의 상세를 나타내는 도면.
도90은 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 도면.
도91은 도90에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 주요부의 일 실시예를 나타내는 단면도.
도92는 서브 탱크 유닛(33)의 상세한 단면을 나타내는 도면.
도93은 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도94는 탄성파 발생 수단(3, 15, 16, 17)의 제조 방법을 나타내는 도면.
도95는 탄성파 발생 수단(3, 15, 16, 17)의 제조 방법을 나타내는 도면.
도96은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도97은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도98은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도99는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도100은 본 발명의 잉크젯 기록 장치의 실시예의 단면을 나타내는 도면.
도101은 잉크 카트리지(272)가 탑재된 잉크젯 기록 장치의 다른 실시예의 단면을 나타내는 도면.
도102는 단색, 예를 들면 블랙 잉크가 사용된 경우의 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 도면.
도103은 본 발명에 의한 잉크 카트리지(272)의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도104는 본 발명에 의한 잉크 카트리지(272) 및 잉크젯 기록 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도105는 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 도면.
도106은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 저부를 나타내는 단면도.
도107은 도105 및 도106에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 주요부의 일 실시예를 나타내는 단면도.
도108은 서브 탱크 유닛(33)의 상세한 단면을 나타내는 도면.
도109는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도110은 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도111은 관통공(1c)의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도112는 액츄에이터(670)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도113은 잉크 카트리지(180)의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도114는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도115는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
즉, 본 발명에 따른 액체 용기의 제1 형태에 의하면, 내부에 액체를 담고 있는 하우징과, 이 하우징으로부터 액체를 빼내기 위해 하우징에 형성된 액체 공급구와, 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위해 하우징에 탑재된 액체 센서와, 하우징의 내부로 뻗어 있으며, 서로 연통하고 있는 적어도 두 개의 액체 수용실로 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하며, 상기 액체 수용실은, 대기와 연통하고 있는 통기측 액체 수용실과, 액체 센서가 그 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실을 포함한 액체 용기가 제공된다.액체 용기는 검출측 액체 수용실 내에 수용된 다공질 부재를 더 구비할 수 있다. 액체 공급구는 통기측 액체 수용실에 형성될 수 있다. 액체 공급구는 검출측 액체 수용실에 형성될 수 있다. 통기측 액체 수용실의 용량은 검출측 액체 수용실의 용량과 다를 수 있다. 적어도 두 개의 액체 수용실의 용량은 상기 하우징의 일측벽으로부터 타측벽으로 감소될 수 있다.액체 용기는 검출측 액체 수용실 내로 뻗어, 적어도 두 개의 작은 검출실을 구획하는 제2 격벽을 더 구비할 수 있다. 제2 격벽은 그 하부에 액체 연통구가 형성될 수 있다. 제2 격벽은 그 상부에 액체 연통구가 형성될 수 있다. 검출 센서는 작은 각 검출실의 위에 배치될 수 있다. 상기 작은 검출실들의 용량은 서로 다를 수 있다. 적어도 두 개의 작은 검출실의 용량은 하우징의 일측벽으로부터 타측벽으로 감소될 수 있다.검출측 액체 수용실은 액체를 유지하기 위한 모세관력(capillary force)을 발생하지 않을 수 있다. 작은 검출실은 액체를 유지하기 위한 모세관력을 발생하지 않을 수 있다. 검출측 액체 수용실은 그 상벽에 형성된 오목부를 구비할 수 있다. 액체 센서는 액체를 유지하기 위해 하우징의 내부를 향하여 개구된 캐비티를 구비할 수 있다. 액체 센서는 진동부를 갖는 압전 장치를 구비하고, 진동부는 이 진동부의 잔류 진동에 따라서 역기전력을 발생할 수 있다.액체 센서는 적어도 액체의 음향 임피던스를 검출하고 상기 음향 임피던스에 따라 액체 소비 상태를 검출할 수 있다. 액체 용기는 잉크 방울을 토출하는 프린트 헤드를 갖는 잉크젯 프린트 장치 위에 탑재될 수 있고, 상기 액체 용기는 이 용기에 들어 있는 액체를 액체 공급구를 통해서 프린트 헤드에 공급할 수 있다. 검축측 액체 수용실의 용량은 통기측 액체 수용실의 용량과 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 액체 수용실의 용량은 하우징의 일측벽으로부터 타측벽으로 감소될 수 있다.다공질 부재는 상기 액체 센서 가까이에 배치된 제1 다공질 재료와, 이 제1 다공질 재료에 비해서 상기 액체 센서로부터 먼 곳에 배치된 제2 다공질 재료로 구성될 수 있고, 상기 제2 다공질 재료는 상기 제1 다공질 재료에 비해서 보다 높은 액체 친화성을 갖을 수 있다.액체 센서는 진동부를 갖는 압전 장치를 포함할 수 있고, 진동부는 이 진동부의 잔류 진동에 따라 역기전력을 발생할 수 있다. 액체 센서는적어도 액체의 음향 임피던스를 검출하고, 상기 음향 임피던스에 따라 액체 소비 상태를 검출할 수 있다. 액체 용기는 잉크 방울을 토출하는 프린트 헤드를 갖는 잉크젯 프린트 장치 위에 탑재될 수 있고, 액체 용기는 이 용기에 들어 있는 액체를 액체 공급구를 통해서 프린트 헤드에 공급할 수 있다.본 발명의 다른 양태에 따르면, 내부에 액체를 담는 하우징과, 이 하우징의 외부에 액체를 공급하는 액체 공급구와, 하우징 위에 탑재되어 있고, 액체 소비 상태를 검출하기 위한 압전 소자로 구성된 검출 장치와, 이 검출 장치에 마주보는 장소에 배치된 하우징의 내부로 뻗어 있는 방파벽을 포함한 액체 용기가 제공된다. 검출 장치와 상기 방파벽 사이에 갭이 구획될 수 있다. 갭은 액체를 유지하기 위한 모세관력을 발생하지 않을 수 있다.갭은 액체를 유지하기 위한 힘보다 작은 모세관력을 발생시킬 수 있다. 검출 장치는 액체를 수용하고 유지하기 위한 캐비티를 포함할 수 있고, 이 캐비티는 하우징의 내부를 향하여 개구되도록 형성될 수 있다. 방파벽은 하우징의 내부 벽에 고정되어 그 내부 벽으로부터 뻗어 있을 수 있다. 검출 장치는 액체 레벨의 수직 방향으로 뻗어 있는 하우징의 제1 벽에 부착될 수 있고, 방파벽은 하우징의 제1벽과 평행하게 뻗어 있을 수 있다.검출 장치는 하우징의 저벽(低壁)에 부착될 수 있고, 방파벽은 액체 레벨과 평행하게 뻗어 있을 수 있다. 방파벽은 액체 레벨에 대해서 기울어진 방향으로 뻗어 있을 수 있다. 방파벽은 액체 레벨에 대해서 수직인 하우징의 측벽으로부터 뻗어 있을 수 있다. 모세관력은 방파벽의 적어도 일부와 하우징의 내부 벽 사이에서 발생될 수 있다. 방파벽은 이 방파벽 가장자리의 적어도 한 부분을, 검출 장치가 탑재된 벽 쪽으로 구부림으로써 형성된 굴곡부를 포함할 수 있고, 상기 굴곡부와 검출 장치에 의해서 구획된 갭은 모세관력을 발생하는 반면, 상기 방파벽과 검출 장치에 의해서 구획된 갭은 모세관력을 발생하지 않을 수 있다.방파벽은 복수의 방파벽편을 포함하고, 이 복수의 방파벽편 중 적어도 하나는 액체 레벨에 대해서 수직인 하우징의 측벽으로부터 뻗어 있을 수 있다. 검출 장치는 진동부를 포함할 수 있고, 진동부는 이 진동부의 잔류진동에 따라서 역기전력을 발생할 수 있다. 액체 용기는 잉크 방울을 토출하는 프린트 헤드를 갖는 잉크젯 프린트 장치 위에 탑재될 수 있고, 액체 용기는 그 속에 담겨 있는 액체를 액체 공급구를 통해서 프린트 헤드에 공급할 수 있다.본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 내부에 액체를 담고 있는 하우징과, 액체를 외부로 빼내기 위해 하우징의 벽에 형성된 액체 공급구와, 하우징 위에 탑재되어 액체 소비 상태를 검출하기 위한 압전 소자를 구비한 검출 장치와, 하우징 내의 검출 장치 근방에 배치되어 있는 다공질 부재를 구비한 액체 용기가 제공된다. 검출 장치는 다공질 부재와 접촉할 수 있다. 다공질 부재와 검출 장치 사이에는 갭이 구획될 수 있다.검출 장치는 캐비티와 이 캐비티를 통해서 액체와 접촉하는 진동부를 구비할 수 있고, 다공질 부재는 캐비티 내에 배치될 수 있다. 다공질 부재의 모세관력은 액체를 유지하는 힘보다 작을 수 있다. 검출 장치는 기판, 진동부 및 기판에 형성된 관통공을 구비할 수 있고, 다공질 부재는 관통공의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 검출 장치는 관통공과 연결되어 있는 1개의 홈을 더 구비할 수 있고, 다공질 부재는 이 홈 위에 배치될 수 있다. 검출 장치와 상기 다공질 부재는 상기 액체 공급구가 형성되어 있는 평면 상에 배치될 수 있다.검출 장치는 진동부의 잔류진동에 따라서 역기전력을 발생하는 진동부를 구비할 수 있고, 검출 장치는 역기전력에 따라 액체 소비 상태를 검출할 수 있다. 검출 장치는 압전 소자 및 이 압전 소자가 일체로 형성된 탑재 구조를 구비할 수 있다. 액체 용기는 잉크 방울을 토출하는 프린트 헤드를 가진 잉크젯 프린트 장치 위에 탑재될 수 있고, 액체 용기는 그 안에 담겨 있는 액체를 잉크 공급구를 통해 프린트 헤드에 공급할 수 있다.
또한 상기의 발명의 개요는 본 발명이 필요한 특징의 모든 것을 열거한 것이 아니고, 이들의 특징군의 서브콤비네이션도 또한 발명이 될 수 있다.
(실시예)
이하 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는 청구항으로 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 또 실시예 중에서 설명되고 있는 특징한 조합의 모두가 발명의 해결 수단으로 필수라고는 한정하지 않는다.
본 발명의 기본적 개념은 진동 현상을 이용하는 것으로, 액체 용기 내의 액체 상태(액체 용기 내의 액체의 유무, 액체의 양, 액체의 수위, 액체의 종류, 액체의 조성을 포함함)를 검출하는 것이다.
구용량인 진동 현상을 이용한 액체 용기 내의 액체 상태의 검출로서는 몇 개의 방법이 생각된다. 예를 들면 탄성파 발생 수단이 액체 용기의 내부에 대하여 탄성파를 발생하고, 액면 혹은 대향하는 벽에 의하여 반사하는 반사파를 수파하는 것으로, 액체 용기 내의 매체 및 그 상태의 변화를 검출하는 방법이 있다. 또 이것과는 별도로, 진동하는 물체의 진동 특성으로부터 음향 임피던스의 변화를 검지하는 방법도 있다. 음향 임피던스의 변화를 이용하는 방법으로서는 압전 소자를 갖는 압전 장치 또는 액츄에이터의 진동부를 진동시키고, 그 후에 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 생기는 역기전력을 측정하여 공진 주파수를 검출함으로써 음향 임피던스의 변화를 검지하는 방법이나, 측정기, 예를 들면 전송 회로 등의 임피던스 분석기에 의하여 액체의 임피던스 특성 또는 어드미턴스 특성을 측정하고, 전류치나 전압치의 변화 또는 진동을 액체에 주었을 때의 전류치나 전압치의 주파수에 의한 변화를 측정하는 방법이 있다.
본 실시예에서는 압전 장치 또는 액츄에이터를 사용함으로써, 압전 장치 또는 액츄에이터의 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 액체 용기 내의 매체 및 그 상태의 변화를 검출한다. 압전 장치 또는 액츄에이터의 동작 원리의 상세에 대해서는 후술한다.
도1 내지 도13은 본 발명에 따른 액체 용기의 실시예로서, 예를 들면 단색의 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 1형태의 단면도다. 본 실시예를 따른 잉크 카트리지는 액체(K)를 수용하는 용기(1)와, 액체(K)를 용기(1)의 외부에 공급하는 잉크 공급구(2)와, 용기(1) 내의 잉크의 소비 상태를 검출하는 액츄에이터(106)와, 액츄에이터(106)에 대향하는 위치에 배치되는 방파벽을 구비한다.
잉크 공급구(2)에는 패킹(4) 및 밸브(6)가 설치되어 있다. 도18에 나타내는 바와 같이 패킹(4)은 기록 헤드(31)에 연통하는 잉크 공급침(32)과 액밀(液密)하게 맞걸려 있다. 밸브(6)는 용수철(5)에 의하여 패킹(4)에 대하여 상시 탄접(彈接)되어 있다. 잉크 공급침(32)이 삽입되면, 밸브(6)는 잉크 공급침(32)에 눌러져 잉크 유로를 개방하고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크 공급구(2) 및 잉크 공급침(32)을 통해서 기록 헤드(31)에 공급된다. 용기(1)의 상벽 위에는 잉크 카트리지 내의 잉크에 관한 정보를 저장한 반도체 기억 수단(7)이 장착되어 있다.
도1a는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 1 실시예의 측단면도를 나타낸다. 또한 도1 내지 도4에서는 방파벽(1192a∼1192d)은 잉크의 액면에 대해서 거의 수평으로 연재(延在)하고 있다. 또 액츄에이터(106)는 잉크의 액면에 대하여 아래쪽에 있는 바닥벽(1a)에 배치되어 있다. 도1a에 나타내는 바와 같이 잉크를 수용하는 용기(1)에는 기록 장치의 잉크 공급침에 접합하는 잉크 공급구(2)가 설치되어 있다. 용기(1)의 바닥벽(1a)의 외측에는 액츄에이터(106)가 용기에 설치된 관통공(1c)을 통해서 내부의 잉크에 접촉할 수 있도록 설치되어 있다. 잉크(K)가 거의 소비된 단계, 즉 잉크 니어 엔드(ink near end)가 된 시점에서, 탄성파의 전달이 잉크로부터 기체로 변경하도록 액츄에이터(106)는 잉크 공급구(2)보다도 약간 위쪽의 위치에 설치되어 있다. 액츄에이터(106)는 스스로 진동을 발생하지 않고, 단순히 잉크 카트리지에 생기는 진동을 검출하는 수단으로서 이용해도 좋다.
도1b는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 1 실시예의 정면으로 본 단면도를 나타낸다.
도1b에 나타내는 바와 같이 용기(1)는 잉크의 액면에 대하여 거의 수직 방향으로 연재하고 있는 측벽(1020)을 갖는다. 방파벽(1192a)은 용기(1)의 측벽(1020)에 장착됨으로써, 용기(1)에 대하여 고정되어 있다.
액츄에이터(106)와 방파벽(1192a) 간에는 갭이 설치되어 있다. 잉크 카트리지 내에 잉크가 충만되어 있는 경우에는 액츄에이터(106)와 방파벽(1192a) 간의 갭에는 잉크가 충만된다. 한편, 잉크 카트리지 내의 잉크가 소비된 경우에는 액츄에이터(106)와 방파벽(1192a) 간의 갭에는 잉크가 유지되지 않도록 설계한다. 즉 액츄에이터(106)와 방파벽(1192a) 간에는 잉크를 유지하는 모세관력이 없다.
용기(1)에는 관통공(1c)이 설치되어 있으므로, 용기(1) 내의 잉크가 소비되어도 잉크가 관통공(1c)에 잔존한다. 따라서 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동하고, 잉크 공급구(2)의 근방에 있는 잉크가 물결치는 경우에도, 미리 관통공(1c)에 잉크가 잔존하므로, 액츄에이터(106)에 잉크가 잘못하여 부착하는 일은 없다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크의 유무를 잘못 검출하는 일이 적다.
본 발명에 따른 잉크 카트리지는 액츄에이터(106)와 대향하도록 방파벽이 배치되어 있다. 따라서 잉크 공급구(2)의 근방에 있는 잉크가 물결친다고 해도, 방파벽이 액츄에이터(106)에 물결친 잉크가 접촉하는 것을 방지한다. 따라서 또한 액츄에이터(106)가 잉크의 유무를 잘못 검출하는 일이 없어진다.
또 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동하고, 잉크가 물결치는 경우에 기포가 생기는 경우가 있다. 기포가 액츄에이터(106)에 부착한 경우에는 용기(1) 내에 잉크가 충만되어 있음에도 불구하고, 잉크가 없다고 잘못 검출할 우려가 있다. 그러나 본 실시예의 구성에 의하면, 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동한 경우에도, 방파벽에 의해서 잉크가 압전 장치 부근에서 물결치는 것을 방지한다. 잉크가 압전 장치 부근에서 물결치는 것을 방지함으로써, 기포가 생기는 것을 방지한다. 또 기포가 발생한다고 해도, 방파벽은 액츄에이터(106)에 대향하도록 배치되기 때문에, 방파벽은 기포가 액츄에이터(106)에 접근하여 접촉하는 것을 방지한다.
방파벽의 크기, 두께, 형, 유연성 및 재료에 한정은 없다. 따라서 방파벽은 더 크게 해도 좋고, 작게 해도 좋다. 또 방파벽은 또한 두껍게 해도 좋고,얇게 해도 좋다. 또 방파벽은 정사각형이어도 좋고, 직사각형이어도 좋고, 다각형이나 타원형이어도 좋다. 또 방파벽은 강질인 재료로 형성해도 좋고, 유연한 재료로 형성해도 좋다. 또한 방파벽은 기밀 또는 액밀의 재료로 형성해도 좋고, 반대로 통기 또는 액체를 통과시키는 재료로 형성해도 좋다. 예를 들면 기밀 또는 액밀의 재료로서는 플라스틱, 테플론, 나일론, 폴리프로필렌, PET 등이 있다. 한편, 통기 또는 액체를 통과시키는 재료로서는 나일론 등으로 조성되는 다공질 재료나 메시 구조를 갖는 재료 등이 있다. 또 방파벽으로 사용되는 다공질 재료는 부압 발생 부재이어도 좋다.
바람직하게는 용기(1)와 방파벽과는 일체로 성형할 수 있도록 동일한 재료로 형성된다. 이에 의해서 잉크 카트리지의 제조 행정이 단축화된다.
또한 잉크의 소비에 따라서 잉크 카트리지의 내부가 극도의 부압이 되면 잉크 공급구(2)로부터 잉크를 기록 헤드에 공급할 수 없게 되므로, 잉크 카트리지의 내부가 극도의 부압이 되지 않도록, 용기의 일부에 통기공(도시하지 않음)을 설치한다.
도2는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 다른 실시예의 측단면도를 나타낸다. 도2에 나타내는 바와 같이 방파벽(1192b)은 용기(1) 중, 잉크의 액면에 대하여 수직으로 연재하는 측벽(1030)에 장착되어 있다. 본 실시예를 따른 잉크 카트리지의 정면으로 본 단면도는 도1b 또는 도3b중 어느 하나에 나타내는 단면도와 동일하다.
본 실시예의 잉크 카트리지에서는 방파벽(1192b)은 도1의 방파벽(1192a)과비교하여 길게 연재하고 있다. 따라서 방파벽(1192b)은 액츄에이터(106)를 잉크의 물결로부터 막는 효과가 높다.
도3a는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 나타낸다. 도3a에 나타내는 바와 같이 용기(1)의 벽 중, 잉크의 액면에 대하여 수직으로 연재하는 측벽(1010) 및 측벽(1030)이 서로 대향하도록 위치한다. 방파벽(1192c)은 측벽(1010)으로부터 측벽(1030)까지 연재하고 있다.
도3b는 도3a의 잉크 카트리지를 정면으로 본 단면도를 나타낸다. 측벽(1020)과 방파벽(1192c) 사이는 잉크가 통과할 수 있도록 갭이 설치되어 있다.
도4는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 나타낸다. 본 실시예에서는 액츄에이터(106)는 저벽(1a)에 설치되어 있는 경사면에 배치되어 있다. 방파벽(1192d)은 용기의 내벽 중 잉크 공급구(2)의 근방에서 액츄에이터(106)와 대향하도록 연재하고 있다.
도5a는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 나타낸다.
또한 도5 내지 도7에서, 액츄에이터(106)는 잉크의 액면에 대하여 수직으로 연재하는 측벽(1030)에 배치되어 있다. 또 도5 내지 도7에서, 방파벽(1192e∼1192g)은 잉크의 액면에 대해서는 수직, 즉 측벽(1030)과는 평행으로 연재하고 있다.
방파벽(1192e)은 액츄에이터(106)에 직면하도록, 대향하는 위치에 배치된다. 방파벽(1192e)은 저벽(1a)으로부터 연재한다. 또 정상벽(1040)과 방파벽(1192e) 간에는 갭을 갖는다.
도5b는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 정면으로 본 단면도를 나타낸다. 방파벽(1192e)과 측벽(1020) 간에는 잉크가 통과할 수 있는 갭을 갖는다. 이에 의해서 잉크가 소비된 경우에도, 용기(1) 중 방파벽(1192e)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에만 잉크가 잔존하는 일은 없다. 따라서 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(1)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 항상 동일하다. 따라서 액츄에이터(106)가 잉크의 소비 상태를 잘못 검출하는 일이 없다.
또 방파벽(1192e)의 바닥벽(1a)으로부터의 길이는 액츄에이터(106)의 잉크의 액면에 대한 높이나, 잉크의 점성 등에 의하여 잉크의 물결의 발생 용이도에 따라 변경할 수 있다. 또한 방파벽(1192e)과 측벽(1020)과의 갭 간격도 액츄에이터(106)의 잉크 카트리지의 폭 방향에 대한 위치, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 크기, 또는 잉크의 성질에 따라서 변경할 수 있다.
도6a는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 나타낸다. 액츄에이터(106)는 측벽(1030)에 배치되어 있다. 방파벽(1192f)은 액츄에이터(106)에 직면하도록 대향하는 위치에 배치된다. 방파벽(1192f)은 정상벽(1040)으로부터 연재한다. 또 저벽(1a)과 방파벽(1192f) 간에는 갭을 갖는다.
도6b는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 정면으로 본 단면도를 나타낸다. 방파벽(1192f)과 측벽(1020) 사이는 액밀하게 결합된다. 이에 의해서 잉크가 소비된 경우에도, 용기(1) 중 방파벽(1192f)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에만 잉크가 잔존한다. 그러나 잉크의 액면이 방파벽(1192f)의 하단(192a)에 도달했을 때에, 용기(1) 중 방파벽(1192f)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에 기체가 침입한다. 이에 의해서 용기(1) 중 방파벽(1192f)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에 잔존하고 있던 잉크가 잉크 공급구(2) 측으로 유출하고, 액츄에이터(106) 주변은 잉크로부터 기체로 변경된다. 이에 의해서 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지 내의 잉크가 잉크 엔드인 것을 검출할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 잉크 엔드로 잉크의 액면의 레벨을 결정하는 것은 하단(192a)이다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크의 액면에 대하여 하단(192a)보다 위쪽에 배치되어 있는 한, 벽면(1030)의 어느 위치에 배치되어도 좋다. 또한 용기(1) 중 방파벽(1192f)에 의하여 구획되는 잉크 공급구(2) 측의 정상벽에는 기체를 도입하는 통기공이 배치된다.
도7a는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 나타낸다. 액츄에이터(106)는 용기(1)의 벽 중, 잉크의 액면에 수직인 측벽(1030)에 배치되어 있다. 방파벽(1192g)은 액츄에이터(106)에 직면하도록 대향하는 위치에 배치된다. 방파벽(1192g)은 저벽(1a)으로부터 정상벽(1040)까지 연재하고 있다.
도7b는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 정면으로 본 단면도를 나타낸다. 방파벽(1192g)과 측벽(1020) 간에는 잉크가 통과할 수 있는 갭을 갖는다. 이에 의해서 잉크가 소비된 경우에도, 용기(1) 중 방파벽(1192g)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에만 잉크가 잔존하는 일이 없다. 따라서 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(1)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 항상 동일하다.
또 방파벽(1192g)과 측벽(1020)과의 갭 간격은 액츄에이터(106)의 잉크 카트리지의 폭 방향에 대한 위치나, 잉크의 성질에 따라서 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 도8 내지 도11에 나타낸다.
또한 도8 내지 도11에서는 액츄에이터(106)는 잉크 공급구(2)가 설치되는 측벽(1010)에 배치되어 있다.
도8에서, 방파벽(1192i)은 액츄에이터(106)에 직면하도록 대향하는 위치에 배치된다. 방파벽(1192i)은 잉크 카트리지의 잉크 공급구(2)의 근방의 내벽 중, 잉크 공급구(2)의 외벽으로도 되어 있는 공급구벽(2a)으로부터 연재하고 있다. 한편, 정상벽(1040)과 방파벽(1192i) 간에는 갭이 설치되어 있다.
본 실시예에 의한 잉크 카트리지의 정면으로 본 단면도는 도5b와 유사하므로 도8에서는 생략한다. 방파벽(1192i)과 측벽(1020) 간에는 갭이 있다. 따라서 잉크가 소비된 경우에도, 도5의 실시예와 마찬가지로 용기(1) 중 방파벽(1192i)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에만 잉크가 잔존하는 일이 없다. 따라서 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(1)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 항상 동일하다.
도9에서, 방파벽(1192j)은 액츄에이터(106)에 직면하도록 대향하는 위치에 배치된다. 방파벽(1192j)은 정상벽(1040)으로부터 연재하고 있다. 한편, 공급구벽(2a)과 방파벽(1192j) 간에는 갭이 설치되어 있다.
본 실시예에 의한 잉크 카트리지의 정면으로 본 단면도는 도6b와 유사하므로 도9에서는 생략한다. 방파벽(1192j)과 측벽(1020) 사이는 액밀하게 결합된다. 따라서 도6의 실시예와 마찬가지로 액츄에이터(106)는 잉크의 액면에 대하여 하단(192a)보다 위쪽에 배치되어 있는 한, 벽면(1030)의 어느 위치에 배치되어도 좋다.
도10에서, 방파벽(1192k)은 액츄에이터(106)에 직면하도록 대향하는 위치에 배치된다. 방파벽(1192k)은 정상벽(1040)으로부터 공급구벽(2a)까지 연재하고 있다.
본 실시예에 의한 잉크 카트리지의 정면으로 본 단면도는 도7b와 유사하므로 도10에서는 생략한다. 방파벽(1192k)과 측벽(1020)(도7b 참조) 간에는 갭이 있다. 따라서 잉크가 소비된 경우에도, 도5의 실시예와 마찬가지로 용기(1) 중 방파벽(1192k)에 의하여 구획되는 액츄에이터(106) 측에만 잉크가 잔존하는 일이 없다. 따라서 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(1)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 항상 동일하다.
본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 측단면도를 도11 내지 도13에 나타낸다.
또한 도11 내지 도13에서, 액츄에이터(106)는 잉크의 액면에 대하여 아래쪽에 있는 바닥벽(1a)과, 잉크의 액면에 대하여 수직으로 연재하는 측벽(1030)과의 경계에 배치되어 있다.
도11에서는 방파벽(1192m)은 그 일단이 바닥벽(1a)에 장착되고, 그 타단이 측벽(1030)에 장착됨으로써 고정된다. 방파벽(1192m)은 액츄에이터(106)에 직면하도록 배치된다. 방파벽(1192m)은 잉크의 액면에 대하여 경사하여 배치된다. 본 실시예의 경우, 용기(1)의 벽 중, 측벽(1020)과 방파벽(1192m) 간에 갭이 있다. 따라서 잉크가 소비된 경우에도, 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(1)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 항상 동일하다. 또 본 실시예의 경우, 방파벽(1192m)은 거의 평면 형상이다.
본 실시예를 따른 잉크 카트리지에서는 액츄에이터(106)를 용기(1)의 벽의 경계에 배치하므로, 잉크 카트리지의 제조시에, 액츄에이터(106)의 장착이 용이해진다.
또 방파벽(1192m)의 길이 또는 폭을 작게 할 수 있으므로, 재료의 부담이 작다. 또한 방파벽(1192m)을 용기(1)와 독립한 부재로서 제조한 경우에도, 용기(1)의 벽의 경계에 장착하기가 비교적 용이하다. 따라서 잉크 카트리지의 제조를 용이하게 한다.
도12에서는 액츄에이터(106) 및 방파벽(1192n)의 장착 위치에 대해서는 도11과 마찬가지이다. 한편, 방파벽(1192n)의 형상은 본 실시예의 경우, 공껍질 형상의 일부분이다. 방파벽(1192n)을 공껍질 형상으로 함으로써, 액츄에이터(106)와 방파벽(1192n)의 모든 부분과의 거리가 동일하게 된다. 이에 의해서 방파벽(1192n)이 액츄에이터(106)가 검출되는 잔류 진동에 영향을 주지 않는다.
또 방파벽(1192n)은 중공의 원통 형상의 일부분으로 해도 좋다.
도13에서는 액츄에이터(106) 및 방파벽(1192p)의 장착 위치에 대해서는 도11과 마찬가지이다. 한편, 방파벽(1192p)의 형상은 본 실시예의 경우, L자의 형상이다. 방파벽(1192p)은 측벽(1030)과 바닥벽(1a)으로부터 등거리만큼 이간하도록 배치된다. 방파벽(1192p)을 L자의 형 상으로 하고, 방파벽(1192p)과 액츄에이터(106) 간에 모세관력이 작용하지 않을 정도로 방파벽(1192p)과 액츄에이터(106)와의 갭을 작게 함으로써, 액츄에이터(106) 주변에서 물결치고 기포가 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도14는 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 1 실시예를 나타내는, 뒤에서 본 사시도이다. 용기(8)는 격벽에 의하여 3개의 잉크 수용실(9, 10 , 11)로 분할된다. 각각의 잉크 수용실에는 잉크 공급구(12, 13 , 14)가 형성되어 있다. 각각의 잉크 수용실(9, 10, 11)의 저면(8a)에는 액츄에이터(15, 16, 17)가 배치된다. 액츄에이터(15, 16, 17)는 용기(8)에 설치된 관통공(도시하지 않음)을 통해서 각 잉크 수용실 내에 수용되어 있는 잉크에 접촉할 수 있도록 설치되어 있다.
3개의 다른 방파벽(도시하지 않음)이 각 잉크 수용실(9, 10, 11) 내에서, 도1 내지 도3에 나타내는 바와 같이 액츄에이터(15, 16, 17)에 대향하는 위치에 배치되면 좋다.
도15는 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 뒤에서 본 사시도이다. 용기(8)는 격벽에 의하여 3개의 잉크 수용실(9, 10, 11)로 분할된다. 각각의 잉크 수용실에는 잉크 공급구(12, 13 , 14)가 형성되어 있다. 각각의 잉크 수용실(9, 10, 11)의 잉크의 액면에 대하여 수직으로 연재하는 측벽(1028)에는 액츄에이터(15, 16, 17)가 배치된다. 액츄에이터(15, 16, 17)는 용기(8)에 설치된 관통공(도시하지 않음)을 통해서 각 잉크 수용실 내에 수용되어 있는 잉크에 접촉할 수 있도록 설치되어 있다. 또한 액츄에이터(16)는 잉크 수용실(9)과 잉크 수용실(10)과의 격벽 또는 잉크 수용실(10)과 잉크 수용실(11)과의 격벽의 어느 하나에 배치하면 된다.
방파벽(도시하지 않음)은 액츄에이터(15, 16, 17)에 대향하도록 배치한다. 또한 각 잉크 수용실(9, 10, 11) 내에서 잉크의 액면에 대하여 수직의 방향으로 연재하도록 배치하면 좋다.
도16은 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 뒤에서 본 사시도이다. 용기(8)는 격벽에 의하여 3개의 잉크 수용실(9, 10, 11)로 분할된다. 각각의 잉크 수용실에는 잉크 공급구(12, 13 , 14)가 형성되어 있다. 액츄에이터(15, 16, 17)는 각각의 잉크 공급구(12, 13 , 14)의 바로 위에에 배치되어 있다. 액츄에이터(15, 16, 17)는 용기(8)에 설치된 관통공(도시하지 않음)을 통해서 각 잉크 수용실 내에 수용되어 있는 잉크에 접촉할 수 있도록 설치되어 있다.
방파벽은 각 잉크 수용실(9, 10, 11) 내에서 도8 내지 도11에 나타내는 바와 같이 액츄에이터(106)와 대향하는 위치에 배치되면 좋다.
도17은 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타내는 뒤에서 본 사시도이다. 용기(8)는 도14 내지 도16과 마찬가지의 구성 요소를 갖는다. 저면(8a)에는 잉크의 액면에 대하여 경사하는 경사면(1025)이 있다. 액츄에이터(15, 16, 17)는 각각의 잉크 수용실(9, 10, 11)의 경사면(1025)에 배치된다.
방파벽은 각 잉크 수용실(9, 10, 11) 내에서 도4에 나타내는 바와 같이 배치되면 좋다.
또한 액츄에이터(15, 16, 17)는 용기(8)의 서로 인접하는 벽의 경계에 설치해도 좋다. 이러한 경우에는 방파벽은 각 잉크 수용실(9, 10, 11) 내에서 도11 내지 도13과 같이 배치하면 좋다.
도18은 도1에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 주요부의 실시예를 나타내는 단면도다. 기록용지의 폭 방향으로 왕복이동 가능한 캐리지(30)는 서브 탱크 유닛(33)을 구비하고 있고, 기록 헤드(31)는 서브 탱크 유닛(33)의 하측면에 설치되어 있다. 또 잉크 공급침(32)은 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 카트리지 탑재면측에 설치되어 있다. 또한 본 실시예에서는 도1에 나타낸 잉크 카트리지가 사용되고 있다. 따라서 방파벽(1192a)이 액츄에이터(106)와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 그러나 도2 내지 도17에 나타낸 잉크 카트리지를 도1에 나타낸 잉크 카트리지에 대신하여 사용해도 좋다. 따라서 본 실시예에 도2 내지 도17의 방파벽을 사용해도 좋다.
도19는 본 발명에 따른 액체 용기의 실시예로서, 서브 탱크 유닛(33)의 실시예의 단면도를 나타낸다. 서브 탱크 유닛(33)은 잉크 공급침(32), 잉크 수용실(34), 막 밸브(36) 및 필터(37)를 갖는다. 잉크 수용실(34) 내에는 잉크 카트리지로부터 잉크 공급침(32)을 통해서 공급되는 잉크가 수용된다. 막 밸브(36)는 잉크 수용실(34)과 잉크 공급로(35) 간의 압력차에 의하여 개폐하도록 설계되고 있다. 잉크 공급로(35)는 기록 헤드(31)에 연통하고 있고, 잉크가 기록 헤드(31)까지 공급되는 구조로 되어 있다.
또한 액츄에이터(106)는 서브 탱크 유닛(33)의 벽 중, 잉크의 액면에 대하여 수직으로 연재하는 측벽(1050)에 배치되도록 구성해도 좋다. 액츄에이터(106)는 측벽(1050)에 설치된 관통공(1001c)을 통해서 잉크 수용실(34) 내의 잉크와 접촉하도록 장착된다.
방파벽(1192q)은 액츄에이터(106)에 대향하도록, 필터(37)로부터 잉크의 액면의 위쪽을 향하여 연재하고 있다. 잉크의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1060)과 방파벽(1192q) 간에는 갭이 있다.
액츄에이터(106)와 방파벽(1192q) 간에는 갭이 설치되어 있다. 잉크 카트리지 내에 잉크가 충만되어 있는 경우에는 액츄에이터(106)와 방파벽(1192q) 간의 갭에는 잉크가 충만된다. 한편, 잉크 카트리지 내의 잉크가 소비된 경우에는 액츄에이터(106)와 방파벽(1192q) 간의 갭에는 잉크가 유지되지 않도록 설계한다. 즉 액츄에이터(106)와 방파벽(1192q) 간에는 잉크를 유지하는 모세관력이 없다.
측벽(1050)의 방향에서 본 서브 탱크 유닛(33)의 단면도는 도5b에 나타낸 잉크 카트리지의 단면도에 유사하다. 측벽(1050)에 인접하는 측벽(도시하지 않음)과 방파벽(1192q) 간에는 갭이 설치되어 있다. 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(1)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 항상 동일하다. 따라서 잉크 수용실(34) 내의 잉크가 소비됨과 동시에 측벽(1050)과 방파벽(1192q) 간의 잉크의 액면도 내려간다. 따라서 액츄에이터(106)가 잉크의 소비 상태를 잘못 검출하는 일이 없다.
또 방파벽(1192q)의 필터(37)로부터의 길이는 액츄에이터(106)의 잉크의 액면에 대한 위치나, 잉크의 점성 등에 의하여 잉크의 물결의 발생 용이도에 따라 변경할 수 있다. 또한 방파벽(1192q)과 측벽(1020)과의 갭 간격도, 액츄에이터(106)의 서브 탱크 유닛(33)에 대한 위치, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 크기, 또는 잉크의 성질에 따라서 변경할 수 있다.
도18에 나타내는 바와 같이 용기(1)의 잉크 공급구(2)를 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 공급침(32)에 삽통하면, 밸브(6)가 용수철(5)에 저항하여 후퇴하고, 잉크 유로가 형성되고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크 수용실(34)에 유입한다. 잉크 수용실(34)에 잉크가 충전된 상태에서, 기록 헤드(31)의 노즐 개구에 부압을 작용시켜 기록 헤드(31)에 잉크를 충전한 후, 기록 동작을 실행한다.
기록 동작에 의하여 기록 헤드(31)에서 잉크가 소비되면, 막 밸브(36)의 하류측의 압력이 저하되므로, 도4에 나타내는 바와 같이 막 밸브(36)가 밸브(38)로부터 떨어져 개방한다. 막 밸브(36)가 열림으로써, 잉크 수용실(34)의 잉크는 잉크 공급로(35)를 통해서 기록 헤드(31)에 흘러든다. 기록 헤드(31)에로의 잉크의 유입에 동반하여, 용기(1)의 잉크는 잉크 공급침(32)을 통해서 서브 탱크 유닛(33)에 유입한다.
또한 액츄에이터(106) 및 방파벽은 잉크 카트리지 또는 서브 탱크 유닛의 어느 하나에 배치하면 충분하지만, 잉크 카트리지 및 서브 탱크 유닛의 양쪽에 배치해도 좋다.
액츄에이터(106) 및 방파벽이 잉크 카트리지 및 서브 탱크 유닛의 양쪽에 배치됨으로써, 잉크 카트리지 또는 서브 탱크 유닛의 잉크 엔드를 더욱 정밀도 좋게검출할 수 있다. 예를 들면 잉크 카트리지에 배치된 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출한 후, 기록 헤드가 토출되는 도트수를 소프트적으로 계측하고, 도트수가 소정의 도트수에 달한 경우, 또는 서브 탱크 유닛(33)에 배치된 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출한 경우중 어느 한쪽의 경우가 발생되었을 때에 기록을 정지하도록 설정할 수 있다. 또한 잉크 카트리지에 배치된 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출한 후의 도트수가 소정의 도트수에 달한 경우 및 서브 탱크 유닛(33)에 배치된 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출한 경우의 양쪽의 경우가 발생되었을 때에 기록을 정지하도록 설정해도 좋다.
기록 장치의 동작 기간 중에는 미리 설정된 주기로 액츄에이터(106)에 구동 신호가 공급되도록 설계해도 좋다.
도20은 본 발명에 따른 액체 용기의 실시예로서, 서브 탱크 유닛(33)의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다. 액츄에이터(106)는 측벽(1050)에 배치된다. 방파벽(1192r)은 잉크의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1060)으로부터 잉크의 액면에 대하여 아래쪽으로 연재한다. 방파벽(1192r)의 하단(192a)과 필터(37) 간에는 갭이 있다. 또 방파벽(1192r)과 측벽(1050)에 인접하는 측벽 간에 갭을 설치하고 있다. 도19의 실시예와 마찬가지로 방파벽(1192r)과 액츄에이터(106) 간에는 잉크를 유지하는 모세관력은 없다.
방파벽(1192r)과 측벽(1050)에 인접하는 측벽 간에 갭을 설치하고 있으므로, 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(34)의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 동일하다. 따라서 액츄에이터(106)의 잉크의 액면에 대한 위치에 의해서 잉크 엔드를 검출한다.
도21은 본 발명에 따른 액체 용기의 실시예로서, 서브 탱크 유닛(33)의 또 다른 실시예의 단면도를 나타낸다. 액츄에이터(106)는 측벽(1050)에 배치된다. 방파벽(1192s)은 정상벽(1060)으로부터 필터(37)까지 연재한다. 도19의 실시예와 마찬가지로 방파벽(1192s)과 액츄에이터(106) 간에는 잉크를 유지할 만큼의 모세관력은 없다.
또 방파벽(1192s)과 측벽(1050)에 인접하는 측벽 간에는 갭이 설치되어 있다. 따라서 액츄에이터(106)의 주변의 잉크의 액면의 레벨은 용기(34) 내의 다른 영역의 잉크의 액면의 레벨과 동일하다.
도22및 도23은 압전 장치의 1 실시예인 액츄에이터(106)의 상세 및 등가 회로를 나타낸다. 여기서 말하는 액츄에이터는 적어도 음향 임피던스의 변화를 검지하여 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하는 방법으로 이용된다. 특히, 잔류 진동에 의하여 공진 주파수가 검출됨으로써, 적어도 음향 임피던스의 변화를 검지하여 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하는 방법으로 이용된다. 도22a는 액츄에이터(106)의 확대 평면도다. 도22b는 액츄에이터(106)의 B-B단면을 나타낸다. 도22c는 액츄에이터(106)의 C-C단면을 나타낸다. 또한 도23a 및 도23b는 액츄에이터(106)의 등가 회로를 나타낸다. 또 도23c및 도23d는 각각 잉크 카트리지 내에 잉크가 충만되어 있을 때의 액츄에이터(106)를 포함하는 주변 및 그 등가 회로를 나타내고, 도23e및 도23f는 각각 잉크 카트리지 내에 잉크가 없을 때의 액츄에이터(106)를 포함하는 주변 및 그 등가 회로를 나타낸다.
액츄에이터(106)는 중앙에 원형상의 개구(161)를 갖는 기판(178)과, 개구(161)를 덮도록 기판(178)의 한쪽 면(이하, 상면이라 함)에 배치되는 진동판(176)과, 진동판(176)의 상면측에 배치되는 압전층(160)과, 압전층(160)을 양쪽으로부터 끼워 넣는 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)과, 상부 전극(164)과 전기적으로 결합하는 상부 전극 단자(168)와, 하부 전극(166)과 전기적으로 결합하는 하부 전극 단자(170)와, 상부 전극(164) 및 상부 전극 단자(168) 간에 설치되고, 또한 양자를 전기적으로 결합하는 보조 전극(172)을 갖는다. 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166) 각각의 주요부로서 원형 부분을 갖는다. 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)의 각각의 원형 부분은 압전 소자를 형성한다.
진동판(176)은 기판(178)의 상면에 개구(161)를 덮도록 형성된다. 캐비티(162)는 진동판(176)의 개구(161)와 면하는 부분과 기판(178)의 상면의 개구(161)로 형성된다. 기판(178)의 압전 소자와는 반대측의 면(이하 이면이라고 함)은 액체 용기 측에 면하고 있고, 캐비티(162)는 액체와 접촉하도록 구성되어 있다. 캐비티(162) 내에 액체가 들어가도 기판(178)의 상면측에 액체가 새지 않도록, 진동판(176)은 기판(178)에 대하여 액밀하게 장착된다.
하부 전극(166)은 진동판(176)의 상면, 즉 액체 용기와는 반대측의 면에 위치하고 있고, 하부 전극(166)의 주요부인 원형 부분의 중심과 개구(161)의 중심은 일치하도록 장착되어 있다.
또한 하부 전극(166)의 원형 부분의 면적이 개구(161)의 면적보다도 작게 설정되어 있다. 한편, 하부 전극(166)의 상면측에는 압전층(160)이 그 원형 부분의중심과 개구(161)의 중심이 거의 일치하도록 형성되어 있다. 압전층(160)의 원형 부분의 면적은 개구(161)의 면적보다도 작고, 또한 하부 전극(166)의 원형 부분의 면적보다도 크게 설정되어 있다.
한편, 압전층(160)의 상면측에는 상부 전극(164)이 그 주요부인 원형 부분의 중심과 개구(161)의 중심이 일치하도록 형성된다. 상부 전극(164)의 원형 부분의 면적은 개구(161) 및 압전층(160)의 원형 부분의 면적보다도 작고, 또한 하부 전극(166)의 원형 부분의 면적보다도 크게 설정되어 있다.
따라서 압전층(160)의 주요부는 상부 전극(164)의 주요부와 하부 전극(166)의 주요부에 의해서, 각각 상면측과 이면측으로부터 끼워지는 구조로 되어 있어, 압전층(160)을 효과적으로 변형 구동할 수 있다. 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)의 각각의 주요부인 원형 부분이 액츄에이터(106)의 압전 소자를 형성한다. 상술한 바와 같이 압전 소자는 진동판(176)에 접하고 있다. 또 상부 전극(164)의 원형 부분, 압전층(160)의 원형 부분, 하부 전극(166)의 원형 부분 및 개구(161) 중에서, 면적이 가장 큰 것은 개구(161)이다. 이 구조에 의해서, 진동판(176) 중 실제로 진동하는 진동 영역은 개구(161)에 의하여 결정된다. 또 상부 전극(164)의 원형 부분, 압전층(160)의 원형 부분 및 하부 전극(166)의 원형 부분은 개구(161)보다 면적이 작기 때문에, 진동판(176)이 보다 진동하기 쉽게 된다. 또한 압전층(160)과 전기적으로 접속하는 하부 전극(166)의 원형 부분 및 상부 전극(164)의 원형 부분중, 하부 전극(166)의 원형 부분의 쪽이 작다. 따라서 하부 단자(166)의 원형 부분이 압전층(160) 중 압전 효과를 발생하는 부분을 결정한다.압전층(160)의 원형 부분의 중심, 상부 전극(164), 압전 소자를 형성하는 하부 전극(166)은 대략 개구(161)의 중심에 상당한다. 또한 진동판(176)의 진동부를 결정하는 원형상 개구(161)의 중심이 액츄에이터(106)의 거의 중심에 형성된다. 따라서 액츄에이터(106)의 진동부의 중심이 액츄에이터(106)의 중심에 상당한다. 압전 소자의 주요부와 진동판(176)의 진동부가 원형상을 가지므로, 액츄에이터(106)의 진동부는 액츄에이터(106)의 중심에 대해 대칭이다.진동부가 액츄에이터(106)의 중심에 대해 대칭이므로, 비대칭 구조로 인해 야기되는 불요한 진동의 여기가 방지될 수 있다. 따라서 공진 주파수 검출의 정밀도가 향상한다. 또한 진동부가 액츄에이터(106)의 중심에 대해서 대칭이므로, 액츄에이터(106)의 제조가 용이해짐에 따라 압전 소자의 각각에의 형상의 불균일이 감소한다. 따라서 각각의 압전 소자(174)에 대한 공진 주파수의 불균일이 감소한다. 또한 진동부의 형상이 이방성이므로, 진동부는 본딩 공정 중의 고정의 불균일에 좀처럼 영향을 받지 않는다. 즉 진동부는 액체 용기에 균일하게 본딩된다. 따라서 액츄에이터(106)를 액체 용기에 설치하기 용이해진다.또한 진동판(176)의 진동부는 원형상을 가지므로, 보다 낮은 공진 모드, 예를 들면 일차 공진 모드가 압전층(160)의 잔류 진동의 공진 모드를 지배함에 따라 단일의 피크가 공진 모드에 나타난다. 따라서 피크와 노이즈가 명백히 구분됨으로써 공진 주파수가 분명히 검출될 수 있다. 또한 역기전력의 크기의 차와 액체 용기 내에 존재하는 지의 여부에 의해 발생하는 공진 주파수의 크기의 차가 증가하므로, 진동판(176)의 원형상의 진동부의 크기를 확대하는 것에 의해 공진 주파수의 검출의 정밀도를 더욱 증가시킬 수 있다.진동판(176)의 진동에 의해 생성된 변위는 기판(178)의 진동으로 생성된 변위보다 크다. 액츄에이터(106)는 진동으로 변위하기 어려운 작은 컴플라이언스의 기판(178)으로 구성된 2층 구조를 가지고, 진동판(176)은 진동으로 변위하기 쉽도록 큰 컴플라이언스를 갖는다. 이러한 두 층구조에 의해, 액츄에이터(106)는 기판(178)에 의해 액체 용기에 신뢰성 있게 고정될 수 있음과 동시에 진동에 의한 진동판(176)의 변위를 증가시킬 수 있다. 따라서 역기전력의 크기의 차와 공진 주파수의 크기의 차는 공진 주파수의 검출 정밀도가 증가하는지의 여부에 의존하고, 이에 따라 공진 주파수의 검출 정밀도가 향상한다.또한 진동판(176)의 컴플라이언스가 크므로, 진동의 감쇠가 감소함으로써 공진 주파수의 검출 정밀도가 향상한다. 액츄에이터(106)의 진동의 노드가 캐비티(162) 부근, 즉 개구(161)의 가장자리에 위치한다.
상부 전극 단자(168)는 보조 전극(172)을 통해서 상부 전극(164)과 전기적으로 접속하도록 진동판(176)의 상면측에 형성된다. 한편, 하부 전극 단자(170)는 하부 전극(166)에 전기적으로 접속하도록 진동판(176)의 상면측에 형성된다. 상부 전극(164)은 압전층(160)의 상면측에 형성되기 때문에, 상부 전극 단자(168)와 접속하는 도중에, 압전층(160)의 두께와 하부 전극(166)의 두께의 합과 동일한 단차를 가질 필요가 있다. 상부 전극(164)만으로 이 단차를 형성하는 것은 어렵고, 만일 가능하다고 해도 상부 전극(164)과 상부 전극 단자(168)와의 접속 상태가 약하게 되어 버려, 절단되어 버릴 위험이 있다. 그래서, 보조 전극(172)을 보조 부재로서 이용하여 상부 전극(164)과 상부 전극 단자(168)를 접속시키고 있다. 이와 같이 함으로써, 압전층(160)도 상부 전극(164)도 보조 전극(172)에 지지된 구조가 되어, 소망의 기계적 강도를 얻을 수 있고, 또 상부 전극(164)과 상부 전극 단자(168)와의 접속을 확실하게 할 수 있게 된다.
또한 압전 소자와 진동판(176) 중의 압전 소자에 직면하는 진동 영역이 액츄에이터(106)에서 실제로 진동하는 진동부다. 또 액츄에이터(106)에 포함되는 부재는 서로 소성됨으로써 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 액츄에이터(106)를 일체로 형성함으로써, 액츄에이터(106)의 취급이 용이해진다. 또한 기판(178)의 강도를 높임으로써 진동 특성이 향상된다. 즉 기판(178)의 강도를 높임으로써, 액츄에이터(106)의 진동부만이 진동하고, 액츄에이터(106) 중 진동부 이외의 부분이 진동하지 않는다. 또 액츄에이터(106)의 진동부 이외의 부분이 진동하지 않기 위해서는 기판(178)의 강도를 높이는데 대하여, 액츄에이터(106)의 압전 소자를 얇게 또한 작게 하고, 진동판(176)을 얇게 함으로써 달성할 수 있다.
압전층(160)의 재료로서는 지르콘산티탄산납(PZT), 지르콘산티탄산납란탄(PLZT) 또는 납을 사용하지 않는 납 없는 압전막을 이용하는 것이 바람직하고, 기판(178)의 재료로서 지르코니아 또는 알루미나를 이용하는 것이 바람직하다. 또 진동판(176)에는 기판(178)과 동일한 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 상부 전극(164), 하부 전극(166), 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)는 도전성을 갖는 재료, 예를 들면 금, 은 동, 플라티나, 알루미늄, 니켈 등의 금속을 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 액츄에이터(106)는 액체를 수용하는 용기에 적용할 수 있다. 예를 들면 잉크젯 기록 장치에 이용되는 잉크 카트리지나 잉크 탱크, 혹은 기록 헤드를 세정하기 위한 세정액을 수용한 용기 등에 장착할 수 있다.
도22및 도23에 나타나는 액츄에이터(106)는 액체 용기의 소정의 장소에, 캐비티(162)를 액체 용기 내에 수용되는 액체와 접촉하도록 장착된다. 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어 있는 경우에는 캐비티(162) 내 및 그 외측은 액체에 의하여 충만되어 있다. 한편, 액체 용기의 액체가 소비되고, 액츄에이터의 장착 위치 이하까지 액면이 하강하면, 캐비티(162) 내에는 액체가 존재하지 않거나, 혹은 캐비티(l62) 내에만 액체가 잔존하고 외측에는 기체가 존재하는 상태가 된다. 액츄에이터(106)는 이 상태의 변화에 기인하는,적어도 음향 임피던스의 상이를 검출한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)는 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어 있는 상태인지, 또는 어느 일정 이상의 액체가 소비된 상태인지를 검지할 수 있다. 또한 액츄에이터(106)는 액체 용기 내의 액체의 종류도 검출하는 일이 가능하다.
여기서 액츄에이터에 의한 액면 검출의 원리에 대해서 설명한다.
매체의 음향 임피던스의 변화를 검출하려면 매체의 임피던스 특성 또는 어드미턴스 특성을 측정한다. 임피던스 특성 또는 어드미턴스 특성을 측정하는 경우에는, 예를 들면 전송 회로를 이용할 수 있다. 전송 회로는 매체에 일정 전압을 인가하고, 주파수를 바꾸어 매체에 흐르는 전류를 측정한다. 또는 전송 회로는 매체에 일정 전류를 공급하고, 주파수를 바꾸어 매체에 인가되는 전압을 측정한다. 전송 회로에서 측정된 전류치 또는 전압치의 변화는 음향 임피던스의 변화를 나타낸다. 또 전류치 또는 전압치가 극대 또는 극소가 되는 주파수(fm)의 변화도 음향 임피던스의 변화를 나타낸다.
상기의 방법과는 별도로, 액츄에이터는 액체의 음향 임피던스의 변화를 공진 주파수만의 변화를 이용하여 검출할 수 있다. 액체의 음향 임피던스의 변화를 이용하는 방법으로서, 액츄에이터의 진동부가 진동한 후에 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 생기는 역기전력을 측정함으로써 공진 주파수를 검출하는 방법을 이용하는 경우에는, 예를 들면 압전 소자를 이용할 수 있다. 압전 소자는 액츄에이터의 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 역기전력을 발생하는 소자이고, 액츄에이터의 진동부의 진폭에 의하여 역기전력의 크기가 변화한다. 따라서 액츄에이터의 진동부의 진폭이 클 수록 검출하기 쉽다. 또 액츄에이터의 진동부의 잔류 진동의 주파수에 의하여 역기전력의 크기가 변화하는 주기가 바뀐다. 따라서 액츄에이터의 진동부의 주파수는 역기전력의 주파수에 대응한다. 여기서 공진 주파수는 액츄에이터의 진동부와 진동부에 접하는 매체와의 공진 상태의 주파수를 말한다.
공진 주파수(fs)를 얻기 위해서, 진동부와 매체가 공진 상태일 때의 역기전력 측정에 의하여 얻어진 파형을 푸리에 변환한다. 액츄에이터의 진동은 한방향만의 변형이 아니라, 굽힘이나 신장 등 다양한 변형을 동반하므로, 공진 주파수(fs)를 포함한 다양한 주파수를 갖는다. 따라서 압전 소자와 매체가 공진 상태인 때의 역기전력의 파형을 푸리에 변환하고, 가장 지배적인 주파수 성분을 특정함으로써, 공진 주파수(fs)를 판단한다.
주파수(fm)는 매체의 어드미턴스가 극대 또는 임피던스가 극소인 때의 주파수다. 공진 주파수(fs)로 하면, 주파수(fm)는 매체의 유전 손실 또는 기계적 손실 등에 의해서, 공진 주파수(fs)에 대하여 근소한 오차가 생긴다. 그러나 실측되는 주파수(fm)로부터 공진 주파수(fs)를 도출하는 것은 수고로우므로, 일반적으로는 주파수(fm)를 공진 주파수로 대신하여 사용한다.
여기서 액츄에이터(106)의 출력을 전송 회로에 입력함으로써, 액츄에이터(106)는 적어도 음향 임피던스를 검출할 수 있다.
매체의 임피던스 특성 또는 어드미턴스 특성을 측정하고 주파수(fm)를 측정하는 방법과, 액츄에이터의 진동부의 잔류 진동 진동에 의하여 생기는 역기전력을 측정함으로써 공진 주파수(fs)를 측정하는 방법에 의하여 특정되는 공진 주파수에 차가 거의 없는 것이 실험에 의하여 증명되고 있다.
액츄에이터(106)의 진동 영역은 진동판(176) 중 개구(161)에 의하여 결정되는 캐비티(162)를 구성하는 부분이다. 액체 용기 내에 액체가 충분하게 수용되어있는 경우에는 캐비티(162) 내에는 액체가 충만되고, 진동 영역은 액체 용기 내의 액체와 접촉한다. 한편 액체 용기 내에 액체가 충분하게 없는 경우에는 진동 영역은 액체 용기 내의 캐비티에 남은 액체와 접하든지, 혹은 액체와 접촉하지 않고 기체 또는 진공과 접촉한다.
본 발명의 액츄에이터(106)에는 캐비티(162)가 설치되고, 이에 의해서 액츄에이터(106)의 진동 영역에 액체 용기 내의 액체가 남도록 설계할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다.
액츄에이터의 액체 용기에로의 장착 위치나 장착 각도에 따라서는 액체 용기 내의 액체의 액면이 액츄에이터의 장착 위치보다도 아래쪽임 에도 불구하고, 액츄에이터의 진동 영역에 액체가 부착되어 버리는 경우가 있다. 진동 영역의 액체의 유무만으로 액츄에이터가 액체의 유무를 검출하고 있는 경우에는 액츄에이터의 진동 영역에 부착한 액체가 액체의 유무의 정확한 검출을 방해한다. 예를 들면 액면이 액츄에이터의 장착 위치보다도 아래쪽에 있는 상태일 때, 캐리지의 왕복 이동 등에 의하여 액체 용기가 요동하여 액체가 물결쳐서 진동 영역에 액체 방울이 부착되어 버리면, 액츄에이터는 액체 용기 내에 액체가 충분하게 있다고 잘못 판단하여 버린다. 그래서, 반대로 그곳에 액체를 잔존한 경우에도 액체의 유무를 정확하게 검출하도록 설계된 캐비티를 적극적으로 설치함으로써, 액체 용기가 요동하여 액면이 물결친다고 해도, 액츄에이터의 오동작을 방지할 수 있다. 이와 같이 캐비티를 갖는 액츄에이터를 이용함으로써, 오동작을 막을 수 있다.
또 도23e에 나타내는 바와 같이 액체 용기 내에 액체가 없고,액츄에이터(106)의 캐비티(162)에 액체 용기 내의 액체가 남아 있는 경우를 액체의 유무의 임계치로 한다. 즉 캐비티(162)의 주변에 액체가 없고, 이 임계치보다 캐비티 내의 액체가 적은 경우는 잉크 없음으로 판단하고, 캐비티(162)의 주변에 액체가 있고, 이 임계치보다 액체가 많은 경우는 잉크 있음이라고 판단한다. 예를 들면 액츄에이터(106)를 액체 용기의 측벽에 장착한 경우, 액체 용기 내의 액체가 액츄에이터의 장착 위치보다도 밑에 있는 경우를 잉크 없음으로 판단하고, 액체 용기 내의 액체가 액츄에이터의 장착 위치보다 위에 있는 경우를 잉크 있음이라고 판단한다. 이와 같이 임계치를 설정함으로써, 캐비티 내의 잉크가 건조되어 잉크가 없게 되었을 때에도 잉크 없음으로 판단하고, 캐비티 내의 잉크가 없게 될 때에 캐리지의 흔들림 등으로 재차 잉크가 캐비티에 부착해도 임계치를 넘어가지 않기 때문에, 잉크 없음으로 판단할 수 있다.
여기서 도22및 도23을 참조하면서 역기전력의 측정에 의한 매체와 액츄에이터(106)의 진동부와의 공진 주파수로부터 액체 용기 내의 액체 상태를 검출하는 동작 및 원리에 대해서 설명한다. 액츄에이터(106)에서, 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)를 통해서, 각각 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)에 전압을 인가한다. 압전층(160) 중, 상부 전극(164) 및 하부 전극(166) 사이에 두어진 부분에는 전계가 발생한다. 이 전계에 의해서 압전층(160)은 변형한다. 압전층(160)이 변형함으로써 진동판(176) 중의 진동 영역이 굽힘 진동한다. 압전층(160)이 변형한 후 당분간은 굽힘 진동이 액츄에이터(106)의 진동부에 잔류한다.
잔류 진동은 액츄에이터(106)의 진동부와 매체와의 자유 진동이다. 따라서압전층(160)에 인가하는 전압을 펄스 파형 혹은 구형파로 함으로써, 전압을 인가한 후에 진동부와 매체와의 공진 상태를 용이하게 얻을 수 있다. 잔류 진동은 액츄에이터(106)의 진동부를 진동시키기 때문에, 압전층(160)을 변형한다. 따라서 압전층(160)은 역기전력을 발생한다. 그 역기전력은 상부 전극(164), 하부 전극(166), 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)를 통해서 검출된다. 검출된 역기전력에 의해서, 공진 주파수를 특정할 수 있기 때문에, 액체 용기 내의 액체 상태를 검출할 수 있다.
일반적으로, 공진 주파수(fs)는
(수학식1)
fs=1/(2* π*(M*Cact)1/2)
으로 표시된다. 여기서 M은 진동부의 이너턴스(Mact)와 부가 이너턴스(M')와의 합이다. Cact는 진동부의 컴플라이언스이다.
도22c는 본 실시예에서, 캐비티에 잉크가 잔존하고 있지 않을 때의 액츄에이터(106)의 단면도이다. 도23a 및 도23b는 캐비티에 잉크가 잔존하고 있지 않을 때의 액츄에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로이다.
Mact는 진동부의 두께와 진동부의 밀도와의 곱을 진동부의 면적으로 나눈 것으로, 더 상세하게는 도23a에 나타내는 바와 같이
(수학식2)
Mact=Mpzt+Melectrode1+Melectrode2+Mvib
로 표시된다. 여기서 Mpzt는 진동부의 압전층(160)의 두께와 압전층(160)의 밀도와의 곱을 압전층(160)의 면적으로 나눈 것이다. Melectrode1은 진동부의 상부 전극(164)의 두께로 상부 전극(164)의 밀도와의 곱을 상부 전극(164)의 면적으로 나눈 것이다. Melectrode2는 진동부의 하부 전극(166)의 두께로 하부 전극(166)의 밀도와의 곱을 하부 전극(166)의 면적으로 나눈 것이다. Mvib는 진동부의 진동판(176)의 두께와 진동판(l76)의 밀도와의 곱을 진동판(176)의 진동 영역의 면적으로 나눈 것이다. 단, Mact를 진동부 전체로서의 두께, 밀도 및 면적으로부터 산출할 수 있도록, 본 실시예에서는 압전층(160), 상부 전극(164), 하부 전극(166) 및 진동판(176)의 진동 영역의 각각의 면적은 상술한 바와 같은 대소 관계를 갖지만, 상호 면적의 차는 미소한 것이 바람직하다. 또 본 실시예에서, 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)에서는 이들 주요부인 원형 부분 이외의 부분은 주요부에 대하여 무시할 수 있을 정도로 미소한 것이 바람직하다. 따라서 액츄에이터(106)에서, Mact는 상부 전극(164), 하부 전극(166), 압전층(160) 및 진동판(176) 중의 진동 영역의 각각의 이너턴스의 합이다. 또 컴플라이언스(Cact)는 상부 전극(164), 하부 전극(166), 압전층(160) 및 진동판(176) 중의 진동 영역으로 형성되는 부분의 컴플라이언스이다.
또한 도23a, 도23b, 도23d, 도23f는 액츄에이터(106)의 진동부 및캐비티(162)의 등가 회로를 나타내지만, 이들의 등가 회로에서, Cact는 액츄에이터(106)의 진동부의 컴플라이언스를 나타낸다. Cpzt, Celectrode1, Celectrode2및 Cvib는 각각 진동부의 압전층(160), 상부 전극(164), 하부 전극(166) 및 진동판(176)의 컴플라이언스를 나타낸다. Cact는 이하의 수학식3으로 표시된다.
(수학식3)
1/Cact=(1/Cpzt)+(1/Celectrode1)+(1/Celectrode2)+(1/Cvib)
수학식 2및 수학식3에 의해,도23a는 도23b와 같이 표시할 수도 있다.
컴플라이언스(Cact)는 진동부의 단위 면적에 압력을 걸었을 때의 변형으로 의하여 매체를 수용할 수 있는 용량을 표시한다. 또 컴플라이언스(Cact)는 변형의 용이도를 표시한다고 해도 좋다.
도23c는 액체 용기에 액체가 충분히 수용되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 충만되어 있는 경우의 액츄에이터(106)의 단면도를 나타낸다. 도23c의 M'max는 액체 용기에 액체가 충분히 수용되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 충만되어 있는 경우의 부가 이너턴스의 최대치를 표시한다. M'max는
(수학식4)
M'max=(π*ρ/(2*k3))*(2*(2*k*a)3/(3*π))/(π*a2)2
(a는 진동부의 반경, ρ는 매체의 밀도이고, k는 파수이다.)
으로 표시된다. 또한 수학식4는 액츄에이터(106)의 진동 영역이 반경a의 원형인 경우에 성립한다.
부가 이너턴스(M')는 진동부의 부근에 있는 매체의 작용에 의해서, 진동부의 질량이 외관상 증가하고 있는 것을 나타내는 양이다. 수학식4로부터 알 수 있는 바와 같이 M'max는 진동부의 반경a와, 매체의 밀도ρ에 의하여 크게 변화한다. 파동수k는
(수학식5)
k=2*π*fact/c
(fact는 액체가 접촉하고 있지 않을 때의 진동부의 공진 주파수이다. c는 매체중을 전파하는 음향의 속도이다.)
로 표시된다.
도23d는 액체 용기에 액체가 충분히 수용되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 충만되어 있는 도23c의 경우의 액츄에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로를 나타낸다.
도23e는 액체 용기의 액체가 소비되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 없지만, 액츄에이터(106)의 캐비티(162) 내에는 액체가 잔존하고 있는 경우의 액츄에이터(106)의 단면도를 나타낸다. 수학식4는 예를 들면 액체 용기에 액체가 충만되어 있는 경우에, 잉크의 밀도ρ등으로부터 결정되는 최대의이너턴스(M'max)를 표시하는 식이다. 한편, 액체 용기 내의 액체가 소비되고, 캐비티(162) 내에 액체가 잔류하면서 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 있는 액체가 기체 또는 진공이 된 경우에는
(수학식6)
M'=ρ*t/S
로 표현할 수 있다. t는 진동에 관한 매체의 두께이다. S은 액츄에이터(106)의 진동 영역의 면적이다. 이 진동 영역이 반경a의 원형인 경우는 S=π*a2이다. 따라서 부가 이너턴스(M')는 액체 용기에 액체가 충분히 수용되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 충만되어 있는 경우에는 수학식4를 따른다. 한편, 액체가 소비되고, 캐비티(162) 내에 액체가 잔류하면서 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 있는 액체가 기체 또는 진공이 된 경우에는 수학식6을 따른다.
여기서 도23e 같이 액체 용기의 액체가 소비되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 없지만, 액츄에이터(106)의 캐비티(162) 내에는 액체가 잔존하고 있는 경우의 부가 이너턴스(M')를 편의상 M'cav로 하고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 충만되어 있는 경우의 부가 이너턴스(M'max)와 구별한다.
도23f는 액체 용기의 액체가 소비되고, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 없지만, 액츄에이터(106)의 캐비티(162) 내에는 액체가 잔존하고 있는 도23e의 경우의 액츄에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로를 나타낸다.
여기서 매체 상태에 관계하는 파라미터는 수학식6에서, 매체의 밀도ρ및 매체의 두께t이다. 액체 용기 내에 액체가 충분하게 수용되어 있는 경우는 액츄에이터(106)의 진동부에 액체가 접촉하고, 액체 용기 내에 액체가 충분하게 수용되어 있지 않은 경우는 캐비티내부에 액체가 잔존하거나, 혹은 액츄에이터(106)의 진동부에 기체 또는 진공이 접촉한다. 액츄에이터(106)의 주변의 액체가 소비되고, 도23c의 M'max로부터 도23e의 M'cav로 이행하는 과정의 부가 이너턴스를 M'var로 하면, 액체 용기 내의 액체의 수용 상태에 의해서, 매체의 두께t가 변화하기 때문에, 부가 이너턴스(M'var)가 변화하고, 공진 주파수(fs)도 변화하게 된다. 따라서 공진 주파수(fs)를 특정함으로써, 액체 용기 내의 액체의 유무를 검출할 수 있다. 여기서 도23e에 나타내는 바와 같이 t=d로 한 경우, 수학식6을 이용하여 M'cav를 표시하면, 수학식6의 t에 캐비티의 깊이d를 대입하고,
(수학식7)
M'cav=ρ*d/S
로 된다.
또 매체가 서로 종류가 다른 액체에서 조성의 차이에 의하여 밀도ρ가 다르기 때문에, 부가 이너턴스(M')가 변화하고, 공진 주파수(fs)도 변화한다. 따라서 공진 주파수(fs)를 특정함으로써, 액체의 종류를 검출할 수 있다. 또한 액츄에이터(106)의 진동부에 잉크 또는 공기의 어느 한쪽만이 접촉하고, 혼재하고 있지 않은 경우에는 수학식4에 의하여 계산하여 M'의　상이를 검출할 수 있다.
도24a는 잉크 탱크 내의 잉크의 양과 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)와의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서는 액체의 1례로서 잉크에 대해서 설명한다. 세로축은 공진 주파수(fs)를 나타내고, 횡축은 잉크량을 나타낸다. 잉크 조성이 일정한 때, 잉크 잔량의 저하에 따라서 공진 주파수(fs)는 상승한다.
잉크 용기에 잉크가 충분히 수용되고, 액츄에이터(l06)의 진동 영역의 주변에 잉크가 충만되어 있는 경우에는 그 최대 부가 이너턴스(M'max)는 수학식4에 나타내는 값이 된다. 한편, 잉크가 소비되고, 캐비티(162) 내에 액체가 잔류하면서 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에 잉크가 충만되어 있지 않을 때에는 부가 이너턴스(M'var)는 매체의 두께t에 의거하여 수학식6에 의하여 산출된다. 수학식6중의 t는 진동에 관한 매체의 두께이므로, 액츄에이터(106)의 캐비티(162)의 d(도22b 참조)를 작게, 즉 기판(178)을 충분히 얇게 함으로써, 잉크가 서서히 소비되어 가는 과정을 검출할 수도 있다(도23c 참조). 여기서 tink는 진동에 관한 잉크의 두께로 하고, tink-max는 M'max에서의 tink로 한다. 예를 들면 잉크 카트리지의 저면에 액츄에이터(106)를 잉크의 액면에 대하여 거의 수평으로 배치한다. 잉크가 소비되고, 잉크의 액면이 액츄에이터(106)로부터 tink-max의 높이 이하에 달하면, 수학식6에 의하여 M'var가 서서히 변화하고, 수학식1에 의하여 공진 주파수(fs)가 서서히 변화한다. 따라서 잉크의 액면이 t의 범위 내에 있는 한, 액츄에이터(106)는 잉크의 소비 상태를 서서히 검출할 수 있다.
또 액츄에이터(106)의 진동 영역을 크게 또는 길게 하고, 또한 세로로 배치함으로써 잉크의 소비에 의한 액면의 위치를 따라서 수학식6 중의 S가 변화한다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크가 서서히 소비되어 가는 과정을 검출할 수도 있다. 예를 들면 잉크 카트리지의 측벽에 액츄에이터(106)를 잉크의 액면에 대해서 수직으로 배치한다. 잉크가 소비되고, 잉크의 액면이 액츄에이터(106)의 진동 영역에 달하면, 수위의 저하에 따라서 부가 이너턴스(M')가 감소되므로, 수학식1에 의하여 공진 주파수(fs)가 서서히 증가한다. 따라서 잉크의 액면이 캐비티 (162)의 지름(2a)(도23c 참조)의 범위 내에 있는 한, 액츄에이터(106)는 잉크의 소비 상태를 서서히 검출할 수 있다.
도24a의 곡선X는 액츄에이터(106)의 캐비티(162)를 충분히 얕게 한 경우나, 액츄에이터(106)의 진동 영역을 충분히 크게 또는 길게 한 경우의 잉크 탱크 내에 수용된 잉크의 양과 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)와의 관계를 나타내고 있다. 잉크 탱크 내의 잉크의 양이 감소함과 동시에, 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)가 서서히 변화하여 가는 양상을 이해할 수 있다.
보다 상세하게는 잉크가 서서히 소비되어 가는 과정을 검출할 수 있는 경우란, 액츄에이터(106)의 진동 영역의 주변에서 서로 밀도가 다른 액체와 기체가 함께 존재하고, 또한 진동에 관련한 경우이다. 잉크가 서서히 소비되어 감에 따라서 액츄에이터(106)의 진동 영역 주변에서 진동에 관한 매체는 액체가 감소되는 한편 기체가 증가한다. 예를 들면 액츄에이터(106)를 잉크의 액면에 대하여 수평으로 배치한 경우에서, tink가 tink-max보다 작을 때에는 액츄에이터(106)의 진동에 관한 매체는 잉크와 기체의 양쪽을 포함한다. 따라서 액츄에이터(106)의 진동 영역의 면적S로 하면, 수학식4의 M'max이하가 된 상태를 잉크와 기체의 부가 질량으로 표시하면,
(수학식8)
M'=M'air+M'ink=ρair*tair/S+ρink*tink/S
로 된다. 여기서 M'air는 공기의 이너턴스이고, M'ink는 잉크의 이너턴스다. ρair는 공기의 밀도이고, ρink는 잉크의 밀도다. tair는 진동에 관한 공기의 두께이고, tink는 진동에 관한 잉크의 두께다. 액츄에이터(106)의 진동 영역 주변의 진동에 관한 매체중, 액체가 감소되어 기체가 증가함에 따라, 액츄에이터(106)가 잉크의 액면에 대하여 수평으로 배치되어 있는 경우에는 tair가 증가하고, tink가 감소한다. 이에 의해서 M'var가 서서히 감소하고, 공진 주파수가 서서히 증가한다. 따라서 잉크 탱크 내에 잔존하고 있는 잉크의 양 또는 잉크의 소비량을 검출할 수 있다. 또한 수학식7에서 액체의 밀도만의 식이 되어 있는 것은 액체의 밀도에 대해서, 공기의 밀도를 무시할 수 있을 정도로 작은 경우를 상정하고 있기 때문이다.
액츄에이터(106)가 잉크의 액면에 대하여 거의 수직으로 배치되어 있는 경우에는 액츄에이터(106)의 진동 영역중, 액츄에이터(106)의 진동에 관한 매체가 잉크만의 영역과, 액츄에이터(106)의 진동에 관한 매체가 기체의 영역과의 병렬의 등가 회로(도시하지 않음)라고 생각된다. 액츄에이터(106)의 진동에 관한 매체가 잉크만의 영역의 면적을 Sink로 하고, 액츄에이터(106)의 진동에 관한 매체가 기체만의 영역의 면적을 Sair로 하면,
(수학식9)
1/M'=1/M'air+1/M'ink=Sair/(ρair*tair)+Sink/(ρink*tink)
로 된다.
또한 수학식9는 액츄에이터(106)의 캐비티에 잉크가 유지되지 않는 경우에 적용된다. 액츄에이터(106)의 캐비티에 잉크가 유지되는 경우에 대해서는 수학식7, 수학식8 및 수학식9에 의하여 계산할 수 있다.
한편, 기판(178)이 두껍고, 즉 캐비티(162)의 깊이d가 깊고, d가 매체의 두께tink-max에 비교적 가까운 경우나, 액체 용기가 높이에 비교하여 진동 영역이 매우 작은 액츄에이터를 이용하는 경우에는 실제상은 잉크가 서서히 감소하는 과정을 검출하는 것보다는 잉크의 액면이 액츄에이터의 장착 위치보다 상위치인지 하위치인지를 검출하게 된다. 환언하면 액츄에이터의 진동 영역의 잉크의 유무를 검출하게 된다. 예를 들면 도24a의 곡선Y은 작은 원형의 진동 영역의 경우의 잉크 탱크 내의 잉크의 양과 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)와의 관계를 나타낸다. 잉크 탱크 내의 잉크의 액면이 액츄에이터의 장착 위치를 통과하기 전 후의 잉크량(Q) 간에서, 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)가 심하게 변화하고 있는 양상이 나타난다. 이것으로부터 잉크 탱크 내에 잉크가 소정량 잔존하고 있는지의 여부를 검출할 수 있다.액체의 존재를 검출하기 위해 액츄에이터(106)를 사용하는 방법은 액츄에이터(106)가 액체와 직접 접촉하여 잉크의 존재를 검출하므로 소프트웨어로 잉크 소비량을 계산하는 방법보다 더 정확하다. 또한 도전성으로 잉크의 존재를 검출하는 전극을 사용하는 방법은 액체 용기가 탑재되는 위치와 잉크 종류에 영향을 받지만, 액츄에이터(106)를 사용하여 액체의 존재를 검출하는 방법은 액체 용기의 탑재 위치와 잉크 종류에 영향을 받지 않는다. 또한 액체의 진동과 존재의 검출 모두 단일의 액츄에이터(106)에 의해 수행될 수 있으므로, 액체 용기에 탑재되는 센서의 수는 액체의 진동 및 존재 검출을 위한 별도의 센서를 사용하는 방법에 비해 액체 용기에 줄어들게 된다. 따라서 액체 용기는 저가로 제조될 수 있다. 또한 액츄에이터(106)의 작동중 액츄에이터(106)에 의해 생성된 음파가 가청 주파수에서 벗어나도록 압전층(160)의 진동 주파수를 설정함으로써 감소될 수 있다.
도24b는 도24a의 곡선Y의 잉크의 밀도와 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)와의 관계를 나타낸다. 액체의 예로서 잉크를 예시하고 있다. 도24b에 나타내는 바와 같이 잉크 밀도가 높아지면, 부가 이너턴스가 커짐으로써 공진 주파수(fs)가 저하된다. 즉 잉크의 종류에 의하여 공진 주파수(fs)가 다르다. 따라서 공진 주파수(fs)를 측정함으로써, 잉크를 재충전할 때에, 밀도가 다른 잉크가 혼입되고 있지 않은지 확인할 수 있다.
즉 서로 종류가 다른 잉크를 수용하는 잉크 탱크를 식별할 수 있다.
계속해서 액체 용기 내의 액체가 빈 상태에서도 액츄에이터(106)의 캐비티(162) 내에 액체가 잔존하도록 캐비티의 사이즈와 형상을 설정했을 때의, 액체 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건을 상술한다. 액츄에이터(106)는 캐비티(162) 내에 액체가 충만되어 있는 경우에 액체 상태를 검출할 수 있으면, 캐비티(162) 내에 액체가 충만되어 있지 않은 경우에도 액체 상태를 검출할 수 있다.
공진 주파수(fs)는 이너턴스M의 함수다. 이너턴스M는 진동부의 이너턴스(Mact)와 부가 이너턴스(M')와의 합이다. 여기서 부가 이너턴스(M')가 액체 상태와 관계한다. 부가 이너턴스(M')는 진동부의 부근에 있는 매체의 작용에 의하여 진동부의 질량이 외관상 증가하고 있는 것을 나타내는 양이다. 즉 진동부의 진동에 의하여 외관상 매체를 흡수하는 것에 의한 진동부의 질량의 증가분을 말한다.
따라서 M'cav가 수학식4의 M'max보다도 클 경우에는 외관상 흡수하는 매체는 모두 캐비티(162) 내에 잔존하는 액체다. 따라서 액체 용기 내에 액체가 충만되어 있는 상태와 동일하다. 이 경우에는 M'이 변화하지 않기 때문에, 공진 주파수(fs)도 변화하지 않는다. 따라서 액츄에이터(106)는 액체 용기 내의 액체 상태를 검출할 수 없게 된다.
한편, M'cav가 수학식4의 M'max보다도 작은 경우에는 외관상 흡수하는 매체는 캐비티(162) 내에 잔존하는 액체 및 액체 용기 내의 기체 또는 진공이다. 이 때에는 액체 용기 내에 액체가 충만되어 있는 상태와는 달라 M'이 변화하므로, 공진 주파수(fs)가 변화한다. 따라서 액츄에이터(106)는 액체 용기 내의 액체 상태를 검출할 수 있다.
즉 액체 용기 내의 액체가 빈 상태에서, 액츄에이터(106)의 캐비티(162) 내에 액체가 잔존하는 경우에, 액츄에이터(106)가 액체 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건은 M'cav가 M'max보다도 작은 것이다. 또한 액츄에이터(106)가 액체 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건M'maxM'cav는 캐비티(162)의 형상에 관계되지 않는다.
여기서 M'cav는 캐비티(162)의 용량과 거의 동일한 용량의 액체의 질량이다. 따라서 M'maxM'cav의 부등식으로부터 액츄에이터(106)가 액체 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건은 캐비티(162)의 용량의 조건으로서 표시할 수 있다. 예를 들면 원형상의 캐비티(162)의 개구(161)의 반경을 a로, 캐비티(162)의 깊이를 d로 하면,
(수학식10)
M'maxρ*d/πa2
이다. 수학식10을 전개하면
(수학식11)
a/d>3*π/8
이라는 조건이 구해진다. 또한 수학식10, 수학식11은 캐비티(162)의 형상이 원형인 경우에 한정하여 성립한다. 원형이 아닌 경우의 M'max의 식을 이용하여, 수학식10중의 πa2를 그 면적과 치환하여 계산하면 캐비티의 폭 및 길이 등의 치수와 깊이의 관계가 유도될 수 있다.
따라서 수학식11을 만족하는 개구(161)의 반경a 및 캐비티(162)의 깊이d인 캐비티(162)를 갖는 액츄에이터(106)이면, 액체 용기 내의 액체가 빈 상태에서, 또한 캐비티(162) 내에 액체가 잔존하는 경우에서도이고, 오작동하는 일이 없이 액체 상태를 검출할 수 있다.
부가 이너턴스(M')는 음향 임피던스 특성에도 영향을 주므로, 잔류 진동에 의하여 액츄에이터(106)에 발생하는 역기전력을 측정하는 방법은 적어도 음향 임피던스의 변화를 검출하고 있다고도 말할 수 있다.
또 본 실시예에 의하면, 액츄에이터(106)가 진동을 발생하고 그 후의 잔류 진동에 의하여 액츄에이터(106)에 발생하는 역기전력을 측정하고 있다. 그러나 액츄에이터(106)의 진동부가 구동 전압에 의한 자체 진동에 의하여 액체에 진동을 주는 것은 반드시 필요하지 않다. 즉 진동부가 스스로 발진하지 않아도， 그것과 접촉하고 있는 어느 범위의 액체와 함께 진동함으로써, 압전층(160)이 굽힘 변형한다. 이 잔류 진동이 압전층(160)에 역기전력 전압을 발생시키고, 상부 전극(164)및 하부 전극(166)에 그 역기전력 전압을 전달한다. 이 현상을 이용함으로써 매체 상태를 검출해도 좋다. 예를 들면 잉크젯 기록 장치에서, 인자 시의 인자헤드의 주사에 의한 캐리지의 왕복 운동에 의한 진동에 의하여 발생하는 액츄에이터의 진동부의 주위의 진동을 이용하여 잉크 탱크 또는 그 내부의 잉크 상태를 검출해도 좋다.
도25a 및 도25b는 액츄에이터(106)를 진동시킨 후의 액츄에이터(106)의 잔류 진동의 파형과 잔류 진동의 측정 방법을 나타낸다. 잉크 카트리지 내의 액츄에이터(106)의 장착 위치 레벨의 잉크 수위의　상하는 액츄에이터(106)가 발진한 후의 잔류 진동의 주파수 변화나, 진폭의 변화에 의하여 검출할 수 있다. 도25a 및 도25b에서, 세로축은 액츄에이터(106)의 잔류 진동에 의하여 발생한 역기전력의 전압을 나타내고, 횡축은 시간을 나타낸다. 액츄에이터(106)의 잔류 진동에 의해서, 도25a 및 도25b에 나타내는 바와 같이 전압의 아날로그 신호의 파형이 발생한다. 다음에 아날로그 신호를 신호의 주파수에 대응하는 디지탈 수치로 변환한다.
도25a 및 도25b에 나타낸 예에서는 아날로그 신호의 4펄스째로부터 8펄스째까지의 4개의 펄스가 발생되는 시간을 계측함으로써, 잉크의 유무를 검출한다.
보다 상세하게는 액츄에이터(106)가 발진한 후, 미리 설정된 소정의 기준 전압을 저전압측으로부터 고전압측으로 횡단하는 회수를 카운트한다. 디지탈 신호를 4카운트로부터 8카운트까지 사이를 High로 하고, 소정의 클록　펄스에 의하여 4카운트로부터 8카운트까지의 시간을 계측한다.
도25a는 액츄에이터(106)의 장착 위치 레벨보다도 상위에 잉크액면이 있을때의 파형이다. 한편, 도25b는 액츄에이터(106)의 장착 위치 레벨에서 잉크가 없을 때의 파형이다. 도25a와 도25b를 비교하면, 도25a쪽이 도25b보다도 4카운트로부터 8카운트까지의 시간이 긴 것을 알 수 있다. 환언하면, 잉크의 유무에 의하여 4카운트로부터 8카운트까지의 시간이 다르다. 이 시간의　상이를 이용하여, 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다. 아날로그 파형의 4카운트째로부터 세는 것은 액츄에이터(106)의 진동이 안정되고서 계측을 시작하기 때문이다. 4카운트째로부터 한 것은 단순한 일례로, 임의의 카운트로부터 세어도 좋다. 여기서는 4카운트째로부터 8카운트째까지의 신호를 검출하고, 소정의 클록 펄스에 의하여 4카운트째로부터 8카운트째까지의 시간을 측정한다.
이에 의해서 공진 주파수를 구한다. 클록 펄스는 잉크 카트리지에 장착되는 반도체 기억 장치 등을 제어하기 위한 클록과 동일한 클록의 펄스인 것이 바람직하다. 또한 8카운트째까지의 시간을 측정할 필요는 없고, 임의의 카운트까지 세어도 좋다. 도25에서는 4카운트째로부터 8카운트째까지의 시간을 측정하고 있지만 주파수를 검출하는 회로 구성을 따라서 다른 카운트 간격 내의 시간을 검출해도 좋다.
예를 들면 잉크의 품질이 안정되어 있어 피크의 진폭의 변동이 작은 경우에는 검출의 속도를 올리기 위해서 4카운트째로부터 6카운트째까지의 시간을 검출함으로써 공진 주파수를 구해도 좋다. 또 잉크의 품질이 불안정하여 펄스의 진폭의 변동이 큰 경우에는 잔류 진동을 정확하게 검출하기 위해서 4카운트째로부터 12카운트째까지의 시간을 검출해도 좋다.
또 다른 실시예로서 소정 기간 내의 역기전력의 전압 파형의 파수를 세어도좋다(도시하지 않음). 이 방법으로도 공진 주파수를 구할 수 있다. 보다 상세하게는 액츄에이터(106)가 발진한 후, 소정 기간만 디지탈 신호를 High로 하고, 소정의 기준 전압을 저전압측으로부터 고전압측으로 횡단하는 회수를 카운트한다. 그 카운트수를 계측함으로써 잉크의 유무를 검출할 수 있는 것이다.
또한 도25a 및 도25b를 비교하여 알 수 있는 바와 같이 잉크가 잉크 카트리지 내에 충만되어 있는 경우와 잉크가 잉크 카트리지 내에 없는 경우에서는 역기전력 파형의 진폭이 다르다. 따라서 공진 주파수를 구하는 일이 없이　역기전력 파형의 진폭을 측정함으로써 잉크 카트리지 내의 잉크의 소비 상태를 검출해도 좋다. 보다 상세하게는, 예를 들면 도25a의 역기전력 파형의 정점과 도25b의 역기전력 파형의 정점 간에 기준 전압을 설정한다.
액츄에이터(106)가 발진한 후, 소정 시간에 디지탈 신호를 High로 하고, 역기전력 파형이 기준 전압을 횡단한 경우에는 잉크가 없다고 판단한다. 역기전력 파형이 기준 전압을 횡단하지 않는 경우에는 잉크가 있다고 판단한다.
도26은 액츄에이터(106)의 제조 방법을 나타낸다. 복수의 액츄에이터(106)(도26의 예에서는 4개)가 일체로 형성되어 있다. 도26에 나타낸 복수의 액츄에이터의 일체 성형물을 각각의 액츄에이터(106)로 절단함으로써, 도27에 나타내는 액츄에이터(106)를 제조한다.
도26에 나타내는 일체 성형된 복수의 액츄에이터(106)의 각각의 압전 소자가 원형인 경우, 일체 성형물을 각각의 액츄에이터(106)로 절단함으로써, 도22에 나타내는 액츄에이터(106)를 제조할 수 있다. 복수의 액츄에이터(106)를 일체로 형성함으로써, 복수의 액츄에이터(106)를 동시에 효율 좋게 제조할 수 있고, 운반시의 취급이 용이해진다.
액츄에이터(106)는 얇은 판 또는 진동판(176), 기판(178), 탄성파 발생 수단 또는 압전 소자(174), 단자 형성 부재 또는 상부 전극 단자(168) 및 단자 형성 부재 또는 하부 전극 단자(170)를 갖는다. 압전 소자(174)는 압전 진동판 또는 압전층(160), 상전극 또는 상부 전극(164) 및 하 전극 또는 하부 전극(166)을 포함한다. 기판(178)의 상면에 진동판(176)이 형성되고, 진동판(176)의 상면에 하부 전극(166)이 형성되어 있다. 하부 전극(166)의 상면에는 압전층(160)이 형성되고, 압전층(160)의 상면에 상부 전극(164)이 형성되어 있다. 따라서 압전층(160)의 주요부는 상부 전극(164)의 주요부 및 하부 전극(166)의 주요부에 의해서 상하로부터 끼워지도록 형성되어 있다.
진동판(176) 상에 복수(도26의 예에서는 4개)의 압전 소자(174)가 형성되어 있다. 진동판(176)의 상면에 하부 전극(166)이 형성되고, 하부 전극(166)의 상면에 압전층(160)이 형성되고, 압전층(160)의 상면에 상부 전극(164)이 형성된다. 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)의 단부에 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)가 형성된다. 4개의 액츄에이터(106)는 각각 별도로 절단되어 개별로 사용된다.
도27은 압전 소자가 직사각형의 액츄에이터(106)의 일부분의 단면을 나타낸다.
도28은 도27에 나타낸 액츄에이터(106)의 전체의 단면을 나타낸다.기판(178)의 압전 소자(174)와 대향하는 면에는 관통공(178a)이 형성되어 있다. 관통공(178a)은 진동판(176)에 의하여 봉지되어 있다. 진동판(176)은 알루미나나 산화지르코니아 등의 전기 절연성을 구비하고, 또한 탄성 변형 가능한 재료로 형성되어 있다. 관통공(178a)과 대향하도록 압전 소자(174)가 진동판(176) 상에 형성되어 있다. 하부 전극(166)은 관통공(178a)의 영역에서 한방향, 도28에서는 왼쪽으로 연재하도록 진동판(176)의 상면에 형성되어 있다. 상부 전극(164)은 관통공(178a)의 영역에서 하부 전극과는 반대의 방향에, 도28에서는 우측으로 연재하도록 압전층(160)의 상면에 형성되어 있다. 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)는 각각 보조 전극(172) 및 하부 전극(166)의 상면에 형성되어 있다. 하부 전극 단자(170)는 하부 전극(166)과 전기적으로 접촉하고, 상부 전극 단자(168)는 보조 전극(172)을 통해서 상부 전극(164)과 전기적으로 접촉하여, 압전 소자와 액츄에이터(106)의 외부 간의 신호의 송수신을 한다. 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)는 전극과 압전층을 합친 압전 소자의 높이 이상의 높이를 갖는다.
도29는 도26에 나타낸 액츄에이터(106)의 제조 방법을 나타낸다. 먼저 그린 시트(940)에 프레스 혹은 레이저 가공 등을 이용하여 관통공(940a)을 천공한다. 그린 시트(940)는 소성 후에 기판(178)이 된다. 그린 시트(940)는 세라믹 등의 재료로 형성된다. 다음에 그린 시트(940)의 상면에 그린 시트(941)를 적층한다. 그린 시트(941)는 소성 후에 진동판(176)이 된다. 그린 시트(941)는 산화지르코니아 등의 재료로 형성된다. 다음에 그린시트(941)의 상면에 도전층(942), 압전층(160), 도전층(944)을 압막 인쇄 등의 방법으로 차례로 형성한다. 도전층(942)은 후에 하부 전극(166)이 되고, 도전층(944)은 후에 상부 전극(164)이 된다. 다음에 형성된 그린 시트(940), 그린 시트(941), 도전층(942), 압전층(160) 및 도전층(944)을 건조하여 소성한다. 스페이서 부재(947, 948)는 상부 전극 단자(168)로 하부 전극 단자(170)의 높이를 끌어올려 압전 소자보다 높게 한다. 스페이서　부재(947, 948)는 그린 시트(940, 941)와 동일 재료를 인쇄, 혹은 그린 시트를 적층하여 형성한다. 이 스페이서 부재(947, 948)에 의하여 귀금속인 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)의 재료가 적어도 되는 데다가 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)를 정밀도 좋게 인쇄할 수 있고, 또한 안정된 높이로 할 수 있다.
도전층(942)의 형성시에 도전층(944)과의 접속부(944') 및 스페이서부재(947, 948)를 동시에 형성하면, 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)를 용이하게 형성하거나, 강고하게 고정할 수 있다. 마지막으로 도전층(942) 및 도전층(944)의 단부 영역에, 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)를 형성한다. 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)를 형성할 때, 상부 전극 단자(168) 및 하부 전극 단자(170)가 압전층(160)에 전기적으로 접속되도록 형성한다.
도30은 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도30에 나타낸 잉크 카트리지에는 용기(1)의 내부에 설치된 관통공(1c)에 대향하도록 잉크 흡수체(74)가 방파벽으로서 배치되어 있다. 액츄에이터(70)는 관통공(1c)에 대향하도록 용기(1)의 저면에 고정된다. 잉크 흡수체(74)는 잉크 카트리지 내에서의 잉크의물결이나 기포가 관통공(1c)에 침입하는 것을 방지한다. 이에 의해서 잉크의 물결이나 기포가 액츄에이터(70)에 접근하여 부착하는 것을 방지한다.
단, 잉크 흡수체(74)는 액츄에이터(70)의 부근의 다공질 부분(74a)의 구멍 지름보다, 잉크 공급구(2)의 부근의 다공질 부분(74b)의 구멍 지름을 작게 설계한다. 또 잉크 공급구(2)의 부근의 다공질 부분의 모세관력이 잉크를 유지할 만큼의 모세관력보다 작게 설계한다.
이에 의해서 용기(1) 내의 잉크가 소비되어 잉크 흡수체(74)가 잉크로부터 노출하면, 잉크 흡수체(74)의 잉크가 자중에 의하여 흘러나가 잉크 공급구(2)에 잉크가 흐른다. 잉크가 다 소비되면, 잉크 흡수체(74)는 이들 모세관력에 의하여 관통공(1c)에 잔존하고 있는 잉크를 빨아 올리므로, 관통공(1c)의 오목부로부터 잉크가 배출된다. 이 때문에, 잉크 엔드시에 액츄에이터(70)의 잔류 진동이 변화하므로, 잉크 엔드를 보다 확실하게 검출할 수 있다.
따라서 잉크 흡수체(74)는 액츄에이터(70)를 잉크의 파동으로부터 보호함과 동시에, 관통공(1c)에 잔존하는 잉크를 흡수하고, 액츄에이터(70)가 잉크 엔드를 검출하는데 도움이 된다.
도31은 본 발명이 적용되는 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도31a는 본 실시예에 의한 잉크 카트리지의 저부의 단면도다. 본 실시예의 잉크 카트리지는 잉크를 수용하는 용기(1)의 바닥벽(1a)에 관통공(1c)을 갖는다. 관통공(1c)의 저부는 액츄에이터(650)에 의하여 막혀서, 잉크 체류부를 형성한다. 방파벽으로서 잉크 흡수체(78)가 용기(1)의 내부에 설치된 관통공(1c) 내 및 관통공(1c)의 주변에 배치되어 있다. 잉크 흡수체(78)는 관통공(1c) 내에 설치된 잉크 흡수체(78a) 및 관통공(1c)의 주변에 설치된 잉크 흡수체(78b)를 갖는다.
도31b는 도31a에 나타낸 액츄에이터(650) 및 관통공(1c)의 상세한 단면을 나타낸다. 도31c는 도31b에 나타낸 액츄에이터(650) 및 관통공(1c)의 평면을 나타낸다. 액츄에이터(650)는 진동판(72) 및 진동판(72)에 장착된 압전 소자(73)를 갖는다. 진동판(72)은 탄성 변형 가능하여 내잉크성을 구비한다. 본 실시예에서는 압전 소자(73) 및 관통공(1c)은 길다란 원형이다.
도32는 관통공(1c)의 다른 실시예를 나타낸다. 도32a, 도32b 및 도32c의 각각에서, 좌측의 도면은 관통공(1c)에 잉크(K)가 없는 상태를 나타내고, 우측의 도면은 관통공(1c)에 잉크(K)가 남은 상태를 나타낸다. 도31의 실시예에서는 관통공(1c)의 측면은 수직인 벽으로서 형성되어 있다. 도32a에서는 관통공(1c)은 측면(1d)이 상하 방향으로 비스듬하게 외측으로 확대되어 열려 있다. 도32b에서는 단차부(1e, 1f)가 관통공(1c)의 측면에 형성되어 있다. 위쪽에 있는 단차부(1f)가 아래쪽에 있는 단차부(1e)보다 넓게 되어 있다. 도32c에서는 관통공(1c)은 잉크(K)를 배출하기 쉬운 방향, 즉 공급구(2)의 방향으로 연재하는 홈(1g)을 갖는다.
또한 방파벽(도시하지 않음)은 액츄에이터(650)에 대향하도록 배치된다.
도32a 내지 도32c에 나타낸 관통공(1c)의 형상에 의하면, 잉크 체류부의 잉크(K)의 양을 적게 할 수 있다. 따라서 도22및 도23에서 설명한 M'cav를 M'max와 비교하여 작게 할 수 있으므로, 잉크 엔드시의 액츄에이터(650)의 진동 특성을, 용기(1)에 인쇄 가능한 양의 잉크(K)가 잔존하고 있는 경우와 크게 다르게 할 수 있으므로, 잉크 엔드를 보다 확실하게 검출할 수 있다.
도33a는 액츄에이터의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다. 도33b는 도33a의 실시예에 의한 액츄에이터(670)를 배치한 잉크 카트리지의 부분적인 측단면도다.
본 실시예에서는 액츄에이터(670), 오목부 형성 기판(80) 및 압전 소자(82)를 구비한다.
오목부 형성 기판(80)의 한쪽 면에는 오목부(81)가 에칭 등의 수법으로 형성되고, 다른 쪽의 면에는 압전 소자(82)가 장착된다. 오목부 형성 기판(80) 중, 오목부(81)의 저부가 진동 영역으로서 작용한다. 따라서 액츄에이터(670)의 진동 영역은 오목부(81)의 가장자리에 의하여 규정된다. 또 액츄에이터(670)는 도22의 실시예에 의한 액츄에이터(106) 중, 기판(178) 및 진동판(176)이 일체로서 형성된 구조와 유사하다. 따라서 잉크 카트리지를 제조할 때에 제조 공정을 단축할 수 있고, 비용을 저감시킨다. 액츄에이터(670)는 용기(1)에 설치된 관통공(1c)에 매립 가능한 사이즈다. 이에 의해서 오목부(81)가 캐비티로도 작용할 수 있다. 또한 도22의 실시예에 의한 액츄에이터(106)를, 도30의 실시예에 의한 액츄에이터(670)와 마찬가지로 관통공(1c)에 매입　가능하도록 형성해도 좋다. 또 도33b에 나타내는 바와 같이 방파벽(1192u)이 오목부(81)의 근방에 액츄에이터(670)와 대향하도록 배치되어 있다.
도34는 액츄에이터의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다. 액츄에이터(660)는 액츄에이터(660)를 구성하는 기판 또는 장착 플레이트(79)의 관통공(1c)보다도 외측에 패킹(76)을 갖는다. 액츄에이터(660)의 외주에는코킹홀(77)이 형성되어 있다. 액츄에이터(660)는 코킹홀(77)을 통해서 코킹에 의하여 용기(1)에 고정된다.
또한 본 실시예에서도 도33b와 마찬가지로 방파벽(도시하지 않음)이 패킹(76)의 근방에 액츄에이터(670)와 대향하도록 배치되어도 좋다. 그러나 방파벽(도시하지 않음)이 메시 형태이거나, 또는 다공질 재의 것은 잉크를 통과시키는 재료인 경우는, 미리 패킹(76)의 가장자리에 장착되어 있어도 좋다. 방파벽이 잉크가 통과되는 부재인 경우, 액츄에이터(660)는 잉크의 검출을 할 수 있기 때문이다. 이러한 경우, 방파벽(1192u)은 액츄에이터(670)와 일체로 잉크 카트리지에 장착된다. 이러한 경우, 방파벽을 잉크 카트리지에 장착하는 행정이 생략될 수 있으므로, 제조 행정이 단축되고, 제조의 사이클 타임이나 제조 비용이 저감된다.
도35는 관통공(1c)의 또 다른 실시예의 평면을 나타낸다. 도35a 내지 도35c에 각각 나타낸 바와 같이 관통공(1c)의 평면 형상은 액츄에이터(106)가 장착 가능한 가능한 형상이면, 원형, 직사각형 및 삼각형 등의 임의의 형상으로 해도 좋다.
도36은 액츄에이터(106)를 장착 모듈체(100)로서 일체 형성한 구성을 나타내는 사시도이다. 모듈체(100)는 잉크 카트리지의 용기(1)의 소정 개소에 장착된다. 모듈체(100)는 잉크액 중의 음향 임피던스의 변화를 검출함으로써, 용기(1) 내의 액체의 소비 상태를 검지하도록 구성되어 있다. 본 실시예의 모듈체(100)는 용기(1)에 액츄에이터(106)를 장착하기 위한 액체 용기 부착부(101)를 갖는다. 액체 용기 부착부(101)는 평면이 거의 직사각형의 기대(102) 상에 구동 신호에 의하여 발진하는 액츄에이터(106)를 수용한 원주부(116)를 실은 구조가 되어 있다. 모듈체(100)가 잉크 카트리지에 장착되었을 때에, 모듈체(100)의 액츄에이터(106)가 외부에서 접촉할 수 없도록 구성되어 있으므로, 액츄에이터(106)를 외부의 접촉으로부터 보호할 수 있다. 또한 원주부(116)의 선단측 엣지는 고리가 붙어 있어, 잉크 카트리지에 형성된 오목부에 장착할 때에 물리기 쉽게 되어 있다.
도37은 도36에 나타낸 모듈체(100)의 구성을 나타내는 분해도다. 모듈체(100)는 수지로 되는 액체 용기 부착부(101)와, 플레이트(110) 및 오목부(113)를 갖는 압전 장치 장착부(105)를 포함한다. 또한 모듈체(100)는 리드와이어(104a, 104b), 액츄에이터(106) 및 필름(108)을 갖는다. 바람직하게는 플레이트(110)는 스텐레스 또는 스텐레스 합금 등의 잘 녹슬지 않는 재료로 형성된다. 액체 용기 부착부(l01)에 포함되는 원주부(116) 및 기대(102)는 리드와이어(104a, 104b)를 수용할 수 있도록 중심부에 개구부(114)가 형성되고, 액츄에이터(106), 필름(108) 및 플레이트(110)를 수용할 수 있도록 오목부(113)가 형성되어 있다. 액츄에이터(106)는 플레이트(110)에 필름(108)을 통해서 접합되고, 플레이트(110) 및 액츄에이터(106)는 액체 용기 부착부(101)에 고정된다. 따라서 리드와이어(104a, 104b), 액츄에이터(106), 필름(108) 및 플레이트(110)는 액체 용기 부착부(101)에 일체로서 장착된다. 리드와이어(104a, 104b)는 각각 액츄에이터(106)의 상부 전극 및 하부 전극과 결합하여 압전층에 구동 신호를 전달하고, 한편 액츄에이터(106)가 검출된 공진 주파수의 신호를 기록 장치 등으로 전달한다. 액츄에이터(106)는 리드와이어(104a, 104b)로부터 전달된 구동 신호에 의거하여 일시적으로 발진한다. 액츄에이터(106)는 발진 후에 잔류 진동하고, 그 진동에 의하여 역기전력을 발생시킨다. 이 때, 역기전력 파형의 진동 주기를 검출함으로써, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태에 대응한 공진 주파수를 검출할 수 있다. 필름(108)은 액츄에이터(106)와 플레이트(110)를 접착하여 액츄에이터를 액밀하게 한다. 필름(108), 폴리올레핀 등으로 형성하고, 열융착으로 접착하는 것이 바람직하다.
플레이트(110)는 원형상이고, 기대(102)의 개구부(114)는 원통상에 형성되어 있다. 액츄에이터(106) 및 필름(108)은 직사각형으로 형성되어 있다. 리드와이어(104), 액츄에이터(106), 필름(108) 및 플레이트(110)는 기대(102)에 대하여 착탈 가능으로 해도 좋다. 기대(102), 리드와이어(104), 액츄에이터(106), 필름(108) 및 플레이트(110)는 모듈체(100)의 중심축에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 또한 기대(102), 액츄에이터(106), 필름(108) 및 플레이트(110)의 중심은 모듈체(100)의 거의 중심축 상에 배치되어 있다.
기대(102)의 개구부(114)의 면적은 액츄에이터(106)의 진동 영역의 면적보다도 크게 형성되어 있다. 플레이트(110)의 중심에서 액츄에이터(106)의 진동부에 직면하는 위치에는 관통공(112)이 형성되어 있다. 도22에 나타낸 바와 같이 액츄에이터(106)에는 캐비티(162)가 형성되고, 관통공(112)과 캐비티(162)는 함께 잉크 체류부를 형성한다. 플레이트(110)의 두께는 잔류 잉크의 영향을 적게 하기 위해서 관통공(112)의 지름에 비하여 작은 것이 바람직하다. 예를 들면 관통공(112)의 깊이는 그 지름의 3분의 1이하의 크기인 것이 바람직하다. 관통공(112)는 모듈체(100)의 중심축에 대하여 대칭인 거의 진원의 형상이다. 또 관통공(112)의면적은 액츄에이터(106)의 캐비티(162)의 개구 면적보다도 크다. 관통공(112)의 단면의 가장자리는 테이퍼 형상이어도 좋고 스텝 형상이어도 좋다. 모듈체(100)은 관통공(112)이 용기(1)의 내측으로 향하도록 용기(1)의 측부, 상부 또는 저부에 장착된다. 잉크가 소비되어 액츄에이터(106) 주변의 잉크가 없어지면, 액츄에이터(106)의 공진 주파수가 크게 변화하므로, 잉크의 수위 변화를 검출할 수 있다.
도38은 모듈체(400)의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다. 본 실시예의 모듈체(400)는 액체 용기 부착부(401)에 압전 장치 장착부(405)가 형성되어 있다. 액체 용기 부착부(401)는 평면이 거의 각환의 정사각형의 기대(402) 상에 원주 형상의 원주부(403)가 형성되어 있다. 또한 압전 장치 장착부(405)는 원주부(403) 상에 세워진 판상 요소(406) 및 오목부(413)를 포함한다. 판상 요소(406)의 측면에 설치된 오목부(413)에는 액츄에이터(106)가 배치되어 있다. 또한 판상 요소(406)의 선단은 소정 각도로 모따기되어 있어, 잉크 카트리지에 형성된 구멍에 장착할 때에 물리기 쉽게 되어 있다.
도39는 도38에 나타낸 모듈체(400)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도36에 나타낸 모듈체(100)와 마찬가지로 모듈체(400)는 액체 용기 부착부(401) 및 압전 장치 장착부(405)를 포함한다. 액체 용기 부착부(401)는 기대(402) 및 원주부(403)를 가지고, 압전 장치 장착부(405)는 판상 요소(406) 및 오목부(413)를 갖는다. 액츄에이터(106)는, 플레이트(410)에 접합되어 오목부(413)에 고정된다. 모듈체(400)는 리드와이어(404a, 404b), 액츄에이터(106) 및 필름(408)을 또한 갖는다.
본 실시예에 의하면, 플레이트(410)는 직사각형이고, 판상 요소(406)에 설치된 개구부(414)는 직사각형으로 형성되어 있다. 리드와이어(404a, 404b), 액츄에이터(106), 필름(408) 및 플레이트(410)는 기대(402)에 대하여 착탈 가능으로 구성해도 좋다. 액츄에이터(106), 필름(408) 및 플레이트(410)는 개구부(414)의 중심을 지나고, 개구부(414)의 평면에 대하여 연직 방향으로 연재하는 중심축에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 또한 액츄에이터(406), 필름(408) 및 플레이트(410)의 중심은 개구부(414)의 거의 중심축 상에 배치되어 있다.
플레이트(410)의 중심에 설치된 관통공(412)의 면적은 액츄에이터(106)의 캐비티(162)의 개구의 면적보다도 크게 형성되어 있다. 액츄에이터(106)의 캐비티(162)와 관통공(412)은 함께 잉크 체류부를 형성한다. 플레이트(410)의 두께는 관통공(412)의 지름에 비하여 작고, 예를 들면 관통공(412)의 지름의 3분의 1이하의 크기로 설정하는 것이 바람직하다. 관통공(412)은 모듈체(400)의 중심축에 대하여 대칭인 거의 진원의 형상이다. 관통공(412)의 단면의 가장자리는 테이퍼 형상이어도 좋고 스텝 형상이어도 좋다. 모듈체(400)는 관통공(412)이 용기(1)의 내부에 배치되도록 용기(1)의 저부에 장착할 수 있다. 액츄에이터(106)가 수직 방향으로 연재하도록 용기(1) 내에 배치되므로, 기대(402)의 높이를 바꾸어 액츄에이터(106)가 용기(1) 내에 배치되는 높이를 바꿈으로써 잉크 엔드의 시점의 설정을 용이하게 바꿀 수 있다.
도40은 모듈체의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도36에 나타낸 모듈체(100)와 마찬가지로 도40의 모듈체(500)는 기대(502) 및 원주부(503)를 갖는 액체 용기 부착부(501)를 포함한다. 또 모듈체(500)는 리드와이어(504a, 504b), 액츄에이터(106), 필름(508) 및 플레이트(510)를 또한 갖는다. 액체 용기 부착부(501)에 포함되는 기대(502)는 리드 와이어(504a, 504b)를 수용할 수 있도록 중심부에 개구부(514)가 형성되고, 액츄에이터(106), 필름(508) 및 플레이트(510)를 수용할 수 있도록 오목부(513)가 형성된다. 액츄에이터(106)는 플레이트(510)를 통해서 압전 장치 장착부(505)에 고정된다. 따라서 리드와이어(504a, 504b), 액츄에이터(106), 필름(508) 및 플레이트(510)는 액체 용기 부착부(501)에 일체로 장착된다. 본 실시예의 모듈체(500)는 평면이 거의 각환의 정정사각 형상의 기대 상에 상면이 상하 방향으로 비스듬한 원주부(503)가 형성되어 있다. 원주부(503)의 상면의　상하 방향에 비스듬하게 설치된 오목부(513) 상에 액츄에이터(106)가 배치되어 있다.
모듈체(500)의 선단은 경사하고 있고, 그 경사면에 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 이 때문에, 모듈체(500)가 용기(1)의 저부 또는 측부에 장착되면, 액츄에이터(106)가 용기(1)의　상하 방향에 대하여 경사진다. 모듈체(500)의 선단의 경사 각도는 검출 성능을 감안하여 30 내지 60 사이로 하는 것이 바람직하다.
모듈체(500)는 액츄에이터(106)가 용기(1) 내에 배치되도록 용기(1)의 저부 또는 측부에 장착된다. 모듈체(500)가 용기(1)의 측부에 장착되는 경우에는 액츄에이터(106)가 경사하면서, 용기(1)의　상측, 하측, 또는 횡측을 향하도록 용기(1)에 장착된다. 한편 모듈체(500)가 용기(1)의 저부에 장착되는 경우에는 액츄에이터(106)가 경사하면서, 용기(1)의 잉크 공급구측을 향하도록 용기(1)에 장착되는 것이 바람직하다.
도41은 도36에 나타낸 모듈체(100)를 용기(1)에 장착했을 때의 용기(1)의 저부 근방의 단면도다. 모듈체(100)는 용기(1)의 측벽을 관통하도록 장착되어 있다. 용기(1)의 측벽과 모듈체(100)와의 접합면에는 O링(365)이 설치되고, 모듈체(100)와 용기(1)와의 액밀을 유지하고 있다. O링으로 실링되도록 모듈체(100)는 도31에서 설명한 바와 같은 원주부를 구비하는 것이 바람직하다. 모듈체(100)의 선단이 용기(1)의 내부에 삽입됨으로써, 플레이트(110)의 관통공(112)을 통해서 용기(1) 내의 잉크가 액츄에이터(106)와 접촉한다. 액츄에이터(106)의 진동부의 주위가 액체인지 기체인지에 의하여 액츄에이터(106)의 잔류 진동의 공진 주파수가 다르므로, 모듈체(100)를 이용하여 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다. 또 모듈체(100)에 한정되지 않고, 도38에 나타낸 모듈체(400), 도40에 나타낸 모듈체(500), 또는 도42에 나타낸 모듈체(700A, 700B) 및 몰드 구조체(600)를 용기(1)에 장착하여 잉크의 유무를 검출해도 좋다.
도42a는 모듈체(700B)를 용기(1)에 장착했을 때의 잉크 용기의 단면도를 나타낸다. 본 실시예에서는 장착 구조체의 1개로서 모듈체(700B)를 사용한다. 모듈체(700B)는 액체 용기 부착부(360)가 용기(1)의 내부에 돌출하도록 하여 용기(1)에 장착되어 있다. 장착 플레이트(350)에는 관통공(370)이 형성되고, 관통공(370)과 액츄에이터(106)의 진동부가 면하고 있다. 또한 모듈체(700B)의 바닥벽에는 구멍(382)이 형성되고, 압전 장치 장착부(363)가 형성된다. 액츄에이터(106)가 구멍(382)의 한쪽을 막도록 배치된다. 따라서 잉크는 압전 장치 장착부(363)의구멍(382) 및 장착 플레이트(350)의 관통공(370)을 통해서 진동판(176)과 접촉한다. 압전 장치 장착부(363)의 구멍(382) 및 장착 플레이트(350)의 관통공(370)은 함께 잉크 체류부를 형성한다. 압전 장치 장착부(363)와 액츄에이터(106)는 장착 플레이트(350) 및 필름 부재에 의하여 고정되고 있다.
액체 용기 부착부(360)와 용기(1)와의 접속부에는 실링 구조(372)가 설치되어 있다. 실링 구조(372)는 합성 수지 등의 가소성의 재료로 형성되어도 좋고, O링으로 형성되어도 좋다. 도42a의 모듈체(700B)와 용기(1)와는 별체이지만 도42b 같이 모듈체(700B)의 압전 장치 장착부를 용기(1)의 일부로 구성해도 좋다.
도42a의 모듈체(700B)는 도36 내지 도40에 나타낸 리드 와이어의 모듈체에로의 매입이 불필요하게 된다. 이 때문에 성형 공정이 간소화된다. 또한 모듈체(700B)의 교환이 가능해지고 사이클이 가능해진다.
잉크 카트리지가 흔들릴 때에 잉크가 용기(1)의 상면 혹은 측면에 부착하고, 용기(1)의 상면 혹은 측면으로 드리워진 잉크가 액츄에이터(106)에 접촉함으로써 액츄에이터(106)가 오작동할 가능성이 있다. 그러나 모듈체(700B)는 액체 용기 부착부(360)가 용기(1)의 내부에 돌출하고 있으므로, 용기(1)의 상면이나 측면으로 드리워진 잉크에 의하여 액츄에이터(106)가 오작동하지 않는다.
또 도42a의 실시예에서는 진동판(176)과 장착 플레이트(350)의 일부만이 용기(1) 내의 잉크와 접촉하도록 용기(1)에 장착된다. 도42a의 실시예에서는 도36 내지 도40에 나타낸 리드 와이어(104a, 104b, 404a, 404b, 504a， 504b)의 전극의 모듈체에로의 매입이 불필요하게 된다. 이 때문에 성형 공정이 간소화된다. 또한 액츄에이터(106)의 교환이 가능해지고 사이클이 가능해진다.
도42b는 액츄에이터(106)를 용기(1)에 장착했을 때의 실시예로서 잉크 용기의 단면도를 나타낸다. 도42b의 실시예에 의한 잉크 카트리지에서는 보호 부재(361)는 액츄에이터(106)와는 별체로서 용기(1)에 장착되어 있다. 따라서 보호 부재(361)와 액츄에이터(106)와는 모듈로서 일체가 되어 있지 않지만, 한편, 보호 부재(361)는 액츄에이터(106)에 유저의 손이 접촉하지 않도록 보호할 수 있다. 액츄에이터(106)의 전면에 설치되는 구멍(380)은 용기(1)의 측벽에 설치되어 있다. 액츄에이터(106)는 압전층(160), 상부 전극(164), 하부 전극(166), 진동판(176) 및 장착 플레이트(350)를 포함한다. 장착 플레이트(350)의 상면에 진동판(176)이 형성되고, 진동판(176)의 상면에 하부 전극(166)이 형성되어 있다. 하부 전극(166)의 상면에는 압전층(160)이 형성되고, 압전층(160)의 상면에 상부 전극(164)이 형성되어 있다. 따라서 압전층(160)의 주요부는 상부 전극(164)의 주요부 및 하부 전극(166)의 주요부에 의하여 상하로부터 끼워지도록 형성되어 있다. 압전층(l60), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)의 각각의 주요부인 원형 부분은 압전 소자를 형성한다. 압전 소자는 진동판(176) 상에 형성된다. 압전 소자 및 진동판(176)의 진동 영역은 액츄에이터가 실제로 진동하는 진동부다. 장착 플레이트(350)에는 관통공(370)이 설치되어 있다. 또한 용기(1)의 측벽에는 구멍(380)이 형성되어 있다. 따라서 잉크는 용기(1)의 구멍(380) 및 장착 플레이트(350)의 관통공(370)을 통해서 진동판(176)과 접촉한다. 용기(1)의 구멍(380) 및 장착 플레이트(350)의 관통공(370)은 함께 잉크 체류부를 형성한다. 또 도42b의 실시예에서는액츄에이터(106)는 보호 부재(361)에 의하여 보호되고 있음으로써 액츄에이터(106)를 외부와의 접촉으로부터 보호할 수 있다.
또한 도42a 및 도42b의 실시예의 장착 플레이트(350)에 대신하여, 도22의 기판(178)을 사용해도 좋다.
도42c는 액츄에이터(106)를 포함하는 몰드 구조체(600)를 구비하는 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는 장착 구조체의 1개로서 몰드 구조체(600)를 사용한다. 몰드 구조체(600)는 액츄에이터(106)와 몰드부(364)를 갖는다. 액츄에이터(106)와 몰드부(364)와는 일체로 성형되어 있다. 몰드부(364)는 실리콘 수지 등의 가소성의 재료에 의하여 성형된다. 몰드부(364)는 내부에 리드 와이어(362)를 갖는다. 몰드부(364)는 액츄에이터(106)로부터 연재하는 2개의 다리를 가지도록 형성되어 있다. 몰드부(364)는 몰드부(364)와 용기(1)를 액밀하게 고정하기 위해서, 몰드부(364)의 2개의 다리의 끝이 반구상으로 형성된다. 몰드부(364)는 액츄에이터(106)가 용기(1)의 내부에 돌출하도록 용기(1)에 장착되고, 액츄에이터(106)의 진동부는 용기(1) 내의 잉크와 접촉한다. 몰드부(364)에 의해서 액츄에이터(106)의 상부 전극(164), 압전층(160) 및 하부 전극(166)은 잉크로부터 보호되고 있다.
도42c의 몰드 구조체(600)는 몰드부(364)와 용기(1) 간에 실링 구조(372)가 필요하지 않으므로, 잉크가 용기(1)로부터 새기 어렵다. 또 용기(1)의 외부에서 몰드 구조체(600)가 돌출되지 않는 형태이므로, 액츄에이터(106)를 외부와의 접촉으로부터 보호할 수 있다. 잉크 카트리지가 흔들릴 때에, 잉크가 용기(1)의 상면 혹은 측면에 붙고, 용기(1)의 상면 혹은 측면으로 드리워진 잉크가 액츄에이터(106)에 접촉함으로써, 액츄에이터(106)가 오작동할 가능성이 있다. 몰드 구조체(600)는 몰드부(364)가 용기(1)의 내부에 돌출하고 있으므로, 용기(1)의 상면이나 측면으로 드리워진 잉크에 의해서, 액츄에이터(106)가 오작동하지 않는다.
도43은 도22에 나타낸 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치의 실시예를 나타낸다. 복수의 잉크 카트리지(180)는 각각의 잉크 카트리지(180)에 대응한 복수의 잉크 도입부(182) 및 홀더(184)를 갖는 잉크젯 기록 장치에 장착된다. 복수의 잉크 카트리지(180)는 각각 다른 종류, 예를 들면 색의 잉크를 수용한다. 복수의 잉크 카트리지(180)의 저면에는 적어도 음향 임피던스 검출 수단인 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 액츄에이터(106)를 잉크 카트리지(180)에 장착함으로써, 잉크 카트리지(180) 내의 잉크 잔량을 검출할 수 있다.
또한 방파벽(도시하지 않음)은 액츄에이터(106)와 대향하도록 잉크 카트리지(180) 내에 배치된다.
도44는 잉크젯 기록 장치의 헤드부 주변의 상세를 나타낸다. 잉크젯 기록 장치는 잉크 도입부(182), 홀더(184), 헤드 플레이트(186) 및 노즐 플레이트(188)를 갖는다. 잉크를 분사하는 노즐(190)이 노즐 플레이트(188)에 복수 형성되어 있다. 잉크 도입부(182)는 공기 공급구(181)와 잉크 도입구(183)를 갖는다. 공기 공급구(181)는 잉크 카트리지(180)에 공기를 공급한다. 잉크 도입구(183)는 잉크 카트리지(180)로부터 잉크를 도입한다. 잉크 카트리지(180)는 공기 도입구(185)와 잉크 공급구(187)를 갖는다. 공기 도입구(185)는 잉크 도입부(182)의 공기 공급구(181)로부터 공기를 도입한다. 잉크 공급구(187)는 잉크 도입부(182)의 잉크 도입구(183)에 잉크를 공급한다. 잉크 카트리지(180)가 잉크 도입부(182)로부터 공기를 도입함으로써, 잉크 카트리지(180)로부터 잉크 도입부(182)로의 잉크의 공급을 촉진한다.
또한 방파벽(도시하지 않음)은 액츄에이터(106)와 대향하도록 잉크 카트리지(180) 내에 배치된다.
도45는 도44에 나타낸 잉크 카트리지(180)의 다른 실시예를 나타낸다. 도45a의 잉크 카트리지(180A)는 상하 방향에 비스듬하게 형성된 저면(194a)에 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 잉크 카트리지(180)의 용기(194)의 내부에는 용기(194)의 내부 저면에서 소정의 높이의 액츄에이터(106)와 직면하는 위치에 방파벽(1192v)이 설치되어 있다. 액츄에이터(106)가 용기(194)의　상하 방향에 대하여 비스듬하게 장착되어 있으므로, 잉크의 청소가 양호해진다.
액츄에이터(106)와 방파벽(1192v) 간에는 잉크로 충만된 갭이 형성된다. 또 방파벽(1192v)과 액츄에이터(106)의 간격은 모세관력에 의하여 잉크가 유지되지 않을 정도로 비워져 있다. 용기(194)가 횡요동하였을 때에, 횡요동에 의하여 용기(194) 내부에 잉크의 물결이 발생하고, 그 충격에 의해서 기체나 기포가 액츄에이터(106)에 의하여 검출되어 액츄에이터(106)가 오작동할 가능성이 있다. 방파벽(1192v)을 설치함으로써, 액츄에이터(106) 부근의 잉크의 물결을 막고, 액츄에이터(106)의 오작동을 막을 수 있다.
도45b의 잉크 카트리지(180B)의 액츄에이터(106)는 용기(194)의 공급구의 측벽 상에 장착되어 있다. 잉크 공급구(187)의 근방이면 액츄에이터(106)는용기(194)의 측벽 또는 저면에 장착되어도 좋다. 방파벽(1192w)은 액츄에이터(106)에 대향하도록 용기(194) 내의 잉크 공급구(187)의 부근에 배치된다. 방파벽(1192w)은 잉크의 물결을 효과적으로 막기 위해서 L자형으로 성형되어 있다. 또 액츄에이터(106)는 용기(194)의 폭 방향의 중심에 장착되는 것이 바람직하다. 잉크는 잉크 공급구(187)를 통과하여 외부에 공급되므로, 액츄에이터(106)를 잉크 공급구(187)의 근방에 설치함으로써, 잉크 니어 엔드 시점까지 잉크와 액츄에이터(106)가 확실하게 접촉한다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크 니어 엔드의 시점을 확실하게 검출할 수 있다.
또한 액츄에이터(106)를 잉크 공급구(187)의 근방에 설치함으로써, 용기를 캐리지상의 카트리지 홀더에 장착할 때에, 용기상의 액츄에이터(106)와 캐리지상의 접점과의 위치 결정이 확실해진다. 그 이유는 용기와 캐리지와의 연결에서 가장 중요한 것은 잉크 공급구와 공급침과의 확실한 결합이다. 조금이라도 치우침이 있으면 공급침의 선단에 손상을 주거나 혹은 0링 등의 실링 구조에 데미지를 주어 버려 잉크가 새어 버리기 때문이다. 이와 같은 문제점을 막기 위해서, 통상 잉크젯 프린터는 용기를 캐리지에 마운트할 때에 정확한 위치 맞춤을 할 수 있는 특별한 구조를 갖고 있다. 따라서 공급구 근방에 액츄에이터를 배치시킴으로써, 액츄에이터의 위치 맞춤도 동시에 확실해지는 것이다. 또한 액츄에이터(106)를 용기(194)의 폭 방향의 중심에 장착함으로써, 보다 확실하게 위치 맞춤할 수 있다. 용기의 홀더에로의 장착시에 폭 방향 중심선을 중심으로 하여 축요동한 경우에, 가장 그 요동이 적기 때문이다.
도46은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도46a는 잉크 카트리지(180C)의 단면도이고, 도46b는 도46a에 나타낸 잉크 카트리지(180C)의 측벽(194b)을 확대한 단면도이고 또한 도46c는 그 정면에서의 투시도이다. 잉크 카트리지(180C)는 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(106)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있다. 도46a에 나타내는 바와 같이 방파벽(1192x)이 액츄에이터(700)에 대향하도록 용기(194) 내에 배치되어 있다. 도46b, 도46c에 나타내는 바와 같이 반도체 기억 수단(7)은 회로 기판(610)의 위쪽에 형성되고, 액츄에이터(106)는 동일한 회로 기판(610)에서 반도체 기억 수단(7)의 아래쪽에 형성되어 있다. 액츄에이터(106)의 주위를 둘러싸도록 이형 O링(614)이 측벽(194b)에 장착된다. 측벽(194b)에는 회로 기판(610)을 잉크의 용기(194)에 접합하기 위한 코킹부(616)가 복수 형성되어 있다. 코킹부(616)를 코킹하는 것에 의하여 회로 기판(610)을 잉크의 용기(194)에 접합하고, 이형 O링(614)을 회로 기판(610)에 누름으로써, 액츄에이터(106)의 진동 영역이 잉크와 접촉할 수 있도록 하면서, 잉크 카트리지가 외부와 내부를 액밀로 유지한다.
반도체 기억 수단(7) 및 반도체 기억 수단(7) 부근에는 단자(612)가 형성되어 있다. 단자(612)는 반도체 기억 수단(7)과 잉크젯 기억 장치 등의 외부 간의 신호의 송수신을 한다. 반도체 기억 수단(7)은 예를 들면 EEPROM 등의 개서 가능한 반도체 메모리로 구성되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(106)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있으므로, 액츄에이터(106) 및 반도체 기억 수단(7)을 잉크 카트리지(180C)에 설치할 때에 1회의 설치 공정으로 된다.
또 잉크 카트리지(180C)의 제조시 및 리사이클시의 작업 공정이 간소화된다. 또한 부품의 점수가 삭감되므로, 잉크 카트리지(180C)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
액츄에이터(106)는 용기(194) 내의 잉크의 소비 상태를 검지한다. 반도체 기억 수단(7)은 액츄에이터(106)가 검출한 잉크 잔량 등 잉크의 정보를 저장한다. 즉 반도체 기억 수단(7)은 검출할 때에 이용되는 잉크 및 잉크 카트리지의 특성 등의 특성 파라미터에 관한 정보를 저장한다.
반도체 기억 수단(7)은 미리 용기(194) 내의 잉크가 풀(full)시, 즉 잉크가 용기(194) 내에 충만할 때, 또는 엔드시, 즉 용기(194) 내의 잉크가 소비되었을 때의 공진 주파수를 특성 파라미터의 1개로서 저장한다. 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는 용기가 처음으로 잉크젯 기록 장치에 장착되었을 때에 저장되어도 좋다. 또 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는 용기(194)의 제조 중에 저장되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)에 미리 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드시의 공진 주파수를 저장하고, 잉크젯 기록 장치측에서 공진 주파수의 데이터를 판독함으로써 잉크 잔량을 검출할 때의 편차를 보정할 수 있으므로, 잉크 잔량이 기준치까지 감소한 것을 정확하게 검출할 수 있다.
도47은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도47a에 나타내는 잉크 카트리지(180E)는 용기(194)의 측벽(194b)에 상하 방향으로 긴 액츄에이터(606)를 장착한다. 방파벽(1192x)이 액츄에이터(606)의 진동 영역의 전체에 대향하도록 용기(194) 내에 배치된다. 상하 방향으로 긴 액츄에이터(606)에 의해서 용기(194) 내의 잉크 잔량의 변화를 연속적으로 검출할 수 있다. 액츄에이터(606)의 길이는 측벽(194b)의 높이의 반 이상의 길이를 갖는 것이 바람직하고, 도47a에서는 액츄에이터(606)는 측벽(l94b)의 거의 상단으로부터 거의 하단까지의 길이를 갖는다. 따라서 방파벽(1192x)도 측벽(194b)의 거의 상단으로부터 거의 하단까지의 길이를 갖는다. 방파벽(1192x)을 설치함으로써, 액츄에이터(606) 부근의 잉크의 물결을 막아, 액츄에이터(606)의 오작동을 막을 수 있다. 또 방파벽(1192x)은 잉크가 요동함에 따라 발생한 기포가 액츄에이터(606)에 침입하는 것을 막는다.
도47b에 나타내는 잉크 카트리지(180F)는 용기(194)의 측벽(194b)에 복수의 액츄에이터(106)를 장착하고, 복수의 액츄에이터(106)의 직면에 방파벽(1192x)을 구비한다. 용기(194)의 내부에는 측벽(194b)의 내부 측면으로부터 소정 간격을 두고 상하 방향으로 긴 방파벽(1192x)이 설치되어 있다. 액츄에이터(106)와 방파벽(1192x) 간에는 잉크로 충만된 갭이 형성된다. 또 방파벽(1192x)과 액츄에이터(106) 간격은 모세관력에 의하여 잉크가 유지되지 않을 만큼 비워져 있다. 용기(194)가 횡요동하였을 때에 횡요동에 의하여 용기(194) 내부에 잉크의 물결이 발생하고, 그 충격에 의하여 기체나 기포가 액츄에이터(106)에 의하여 검출되어 버려서, 액츄에이터(106)가 오작동할 가능성이 있다. 도47b의 실시예와 마찬가지로 방파벽(1192x)을 설치함으로써, 액츄에이터(106) 부근의 잉크의 물결 발생을 막고, 액츄에이터(106)의 오작동을 막을 수 있다. 또 방파벽(1192x)은 잉크가 요동함으로써 발생한 기포가 액츄에이터(106)에 침입하는 것을 막는다.
도48은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도48a의 잉크 카트리지(180G)는 용기(194) 내의 잉크의 액면에 대하여 각각 위쪽 및 아래쪽에 있는 정상벽(1080) 및 바닥벽(1090)을 갖는다. 복수의 방파벽(212a)은 정상벽(1080)으로부터 바닥벽(1090)을 향하여 연재하고 있다. 각각의 방파벽(212a)의 하단과 용기(l94)의 저면과는 소정 간격이 비워져 있으므로, 용기(194)의 저부는 연통하고 있다. 잉크 카트리지(180G)는 복수의 방파벽(212a)의 각각에 의하여 구획된 복수의 수용실(213)을 갖는다. 복수의 수용실(213)의 저부는 서로 연통한다. 복수의 수용실(213)의 각각에서 용기(194)의 벽 중, 잉크 공급구(187)와 대향하는 측의 측벽(1070)에 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 액츄에이터(106)는 용기(194)의 폭 방향의 거의 중앙에 배치된다. 수용실(213)의 용량은 잉크 공급구(187)측이 가장 크고, 잉크 공급구(187)로부터 용기(194)의 안으로 멀어짐에 따라서 수용실(213)의 용량이 서서히 작아지고 있다. 따라서 액츄에이터(106)가 배치되는 측으로부터 잉크 공급구(187) 측으로 향함에 따라서 수용실(21)은 넓어지고 있다.
잉크는 잉크 공급구(187)로부터 배출되고, 공기가 공기 도입구(185)로부터 들어오므로, 잉크 공급구(187)측의 수용실(213)로부터 잉크 카트리지(180G)의 안쪽의 수용실(213)로 잉크가 소비된다. 예를 들면 잉크 공급구(187)에 가장 가까운 수용실(213)의 잉크가 소비되어, 잉크 공급구(187)에 가장 가까운 수용실(213)의 잉크의 수위가 내려가는 동안, 다른 수용실(213)에는 잉크가 충만되어 있다. 잉크 공급구(187)에 가장 가까운 수용실(213)의 잉크가 다 소비되면, 공기가 잉크 공급구(187)로부터 세서 2번째의 수용실(213)에 침입하고, 2번째의 수용실(213) 내의 잉크가 소비되기 시작하여, 2번째의 수용실(213)의 잉크의 수위가 내려가기 시작한다. 이 시점에서, 잉크 공급실(187)로부터 세서 3번째 이하의 수용실(213)에는 잉크가 충만되어 있다. 이와 같이 잉크 공급구(187)에 가까운 수용실(213)로부터 먼 수용실(213)로 차례로 잉크가 소비된다.
액츄에이터(106)가 잉크 공급구(187)로부터 먼 수용실(213)에 용기가 배치되어 있으므로, 액츄에이터(106)는 잉크 엔드를 검출할 수 있다. 또 복수의 방파벽(212a)이 방파벽이 되어, 잉크의 물결을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도48b의 잉크 카트리지(180H)는 용기(194) 내의 잉크의 액면에 대하여 각각 위쪽 및 아래쪽에 있는 정상벽(1080) 및 바닥벽(1090)을 갖는다. 복수의 방파벽(212b)은 정상벽(1080)과 바닥벽(1090)으로부터 교대로 연재하고 있다. 복수의 방파벽(212b) 중, 저벽(1090)으로부터 연재하고 있는 방파벽(212b)과, 용기(194)의 폭 방향으로 있는 측벽(도시하지 않음) 간에는 갭을 갖는다. 따라서 각 수용실(213)의 잉크의 액면의 레벨은 동일하다.
또 복수의 방파벽(212b) 중, 상벽(1090)으로부터 연재하고 있는 방파벽(212b)과, 용기(194)의 폭 방향으로 있는 측벽(도시하지 않음) 간에는 액밀 또는 기밀하게 결합해도 좋다. 복수의 방파벽(212b) 중, 액츄에이터(106)에 가장 가까운 방파벽(212b)이 정상벽(1080)으로부터 연재하고 있는 경우, 용기(194) 내의 잉크의 액면의 레벨이 액츄에이터(106)에 가장 가까운 방파벽(212b)의 하단(212f)에 달했을 때에, 액츄에이터(106)에 가장 가까운 수용실(213)에 기체가 침입한다. 따라서 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출할 때의 잉크의 액면의 레벨은하단(212f)의 잉크의 액면에 대한 상하의 위치에 의하여 결정된다.
도48c의 잉크 카트리지(180I)에서는 액츄에이터(106)는 측벽(1080) 중 정상벽(1080)과의 경계 부근에 배치되어 있다. 잉크 카트리지(180I)는 방파벽(212c)에 의하여 구획되는 적어도 2개의 수용실(213a) 및 수용실(213b)을 갖는다. 2개의 수용실 중, 잉크 공급구(187)에 비교적 가까운 공급구측 수용실(213a)에는 부압을 발생하는 부압 발생 부재(1100)를 배치한다. 2개의 수용실 중, 잉크 공급구(187)로부터 비교적 먼 안쪽 수용실(213b)에는 액츄에이터(106)를 배치한다. 수용실(213b)의 정상벽(1080)에는 잉크 카트리지(180I)의 제조시나 사용하지 않고 장기간 방치한 경우에 들어간 기포를 잡는 오목부인 버퍼(214)가 형성된다. 도48c에서, 버퍼(214)는 용기(194)의 측벽(194b)으로부터 위쪽으로 뻗어나는 오목부로서 형성된다. 부압 발생 부재(1100) 및 버퍼(214)는 잉크 수용실(213b) 내에 침입한 기포를 잡으므로, 기포에 의하여 액츄에이터(106)가 잉크 엔드로 검출하는 오작동을 방지할 수 있다. 또 수용실(213b)의 용량이나 방파벽(212c)의 길이를 바꿈으로써 잉크 니어 엔드 검출 후의 소비 가능 잉크량을 바꿀 수 있다.
도48d의 잉크 카트리지(180J)에서는 복수의 방파벽(212d)이 용기(194)의 측벽(1070) 및 측벽(1110)으로부터 교대로 연재하고 있다. 또 방파벽(212d)은 그 일단(212dd)이 각각 잉크의 액면의 위쪽을 향하도록 경사한다. 단, 방파벽(212d)과, 용기(194)의 측벽(1070)과 측벽(1110) 간에 개재하는 측벽(도시하지 않음) 간에는 잉크를 통과시킬 만큼의 갭이 설치된다. 따라서 방파벽(212d) 상에는 잉크가 잔류하지 않는다. 복수의 액츄에이터(106)가 용기(194)의 벽 중, 잉크의 액면에 대하여거의 수직으로 연재하는 측벽(1070)에 배치된다. 복수의 액츄에이터(106)는 서로 잉크액면에 대하여 다른 높이로 배치된다. 이에 의해서 잉크의 소비 상태를 단계적으로 검출할 수 있다. 본 실시예에서는 버퍼(214)가 정상벽(1080) 중, 액츄에이터(106)가 배치되는 측벽(1070)의 부근에 설치되어 있다.
도49는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 평단면도를 나타낸다. 본 실시예의 잉크 카트리지(180K)에서 액츄에이터(106)가 잉크 공급구(187)에 대향하는 위치에 있는 측벽(1070)에 배치된다. 복수의 방파벽(212e)은 측벽(1070)과 잉크 공급구(187)가 설치되는 측면 사이를 개재하는 제1 측벽(1120a) 및 제2 측벽(1120b)으로부터 교대로 연재하고 있다. 측벽(1120a) 및 측벽(1120b)에 의해서 잉크의 물결로부터 액츄에이터(106)를 효과적으로 방호함과 동시에, 기포의 발생을 억제한다.
도50은 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 평단면도를 나타낸다. 본 실시예의 잉크 카트리지(180L)에서, 액츄에이터(106)가 잉크 공급구(187)에 대향하는 위치에 있는 측벽(1070)에 배치된다. 방파벽(212g)은 방파벽의 끝의 적어도 일부분이 액츄에이터(106)가 배치되는 측벽(1070)을 향하도록 굴곡하고 있는 굴곡부(800)를 갖고, 방파벽(212g)과 액츄에이터(106) 사이에는 모세관력이 작용하지 않는다. 또 굴곡부(800)와 측벽(1070) 사이에는 모세관력이 작용하는 갭이 설치된다. 따라서 기포가 액츄에이터(106)와 방파벽(212g) 사이에 침입하는 것을 방지한다. 한편, 액츄에이터(l06)의 주변의 잉크는 잉크 카트리지(108L)의 다른 잉크의 수위와 동일하다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지(108L) 내의 잉크의 소비 상태를 정확하게 검지할 수 있다.
도51은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도51a의 잉크 카트리지(220A)는 잉크 카트리지(220A)의 벽 중, 잉크의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1081)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있는 제1 방파벽(222)을 갖는다. 제1 방파벽(222)의 하단과 잉크 카트리지(220A)의 바닥벽(1091) 사이에는 소정 간격이 비워져 있으므로, 잉크는 잉크 카트리지(220A)의 저면을 통하여 잉크 공급구(230)로 유입할 수 있다. 제1 방파벽(222)보다 잉크 공급구(230)측에는 잉크 카트리지(220A)의 저면보다 위쪽에 연재하도록 제2 방파벽(224)이 형성되어 있다. 제2 방파벽(224) 상단과 잉크 카트리지(220A) 상면 사이에는 소정 간격이 비워져 있으므로, 잉크는 잉크 카트리지(220A)의 상면을 통하여 잉크 공급구(230)로 유입할 수 있다.
제1 방파벽(222)에 의해서 잉크 공급구(230)에서 보아서 제1 방파벽(222)의 안쪽에 제1 수용실(225a)이 형성된다. 한편, 제2 방파벽(224)에 의해서 잉크 공급구(230)에서 보아서 제2 방파벽(222)의 앞쪽에 제2 수용실(225b)이 형성된다. 제1 수용실(225a)의 용량은 제2 수용실(225b)의 용량보다 크다. 제1 방파벽(222) 및 제2 방파벽(224) 사이에 모관 현상을 일으킬 만큼의 간격이 비워짐으로써 모관로(227)가 형성된다. 따라서 제1 수용실(225a)의 잉크는 모관로(227)의 모세관력에 의해서 모관로(227)에 모아진다. 이 때문에, 기체나 기포가 수용실(225b)에 혼입하는 것을 방지할 수 있다. 또 수용실(225b) 내의 잉크의 수위는 안정적으로 서서히 하강할 수 있다. 잉크 공급구(230)에서 보아서 제1 수용실(225a)은 제2 수용실(225b)보다 안쪽에 형성되어 있으므로, 제1 수용실(225a)의 잉크가 소비된 후, 제2 수용실(225b)의 잉크가 소비된다.
잉크 카트리지(220A)의 잉크 공급구(230)측의 측벽(1071), 즉 제2 수용실(225b)의 잉크 공급구(230)측의 측벽(1071)에는 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 액츄에이터(106)는 제2 수용실(225b) 내의 잉크의 소비 상태를 검지한다. 액츄에이터(106)를 측벽(1071)에 장착함으로써, 잉크 엔드에 보다 가까운 시점에서의 잉크 잔량을 안정적으로 검출할 수 있다. 또한 액츄에이터(106)를 측벽(1071)에 장착하는 높이를 바꿈으로써 어느 시점에서의 잉크 잔량을 잉크 엔드로 할지를 자유롭게 설정할 수 있다. 모관로(227)에 의하여 수용실(225a)로부터 수용실(225b)에 잉크가 공급됨으로써, 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지(220A)의 횡요동에 의한 잉크의 횡요동의 영향을 받지 않기 때문에, 액츄에이터(106)는 잉크 잔량을 확실하게 측정할 수 있다. 또한 모관로(227)가 잉크를 유지하므로, 잉크가 제2 공급실(225b)로부터 제1 공급실(225a)로 역류하는 것을 막는다.
잉크 카트리지(220A)의 상면에는 역지 밸브(228)가 설치된다. 역지 밸브(228)에 의해서 잉크 카트리지(220A)가 횡요동하였을 때에, 잉크가 잉크 카트리지(220A) 외부로 새는 것을 막을 수 있다. 또한 역지 밸브(228)를 잉크 카트리지(220A)의 상면에 설치함으로써, 잉크의 잉크 카트리지(220A)로부터의 증발을 막을 수 있다. 잉크 카트리지(220A) 내의 잉크가 소비되어, 잉크 카트리지(220A) 내의 부압이 역지 밸브(228)의 압력을 넘어가면, 역지 밸브(228)가 열려, 잉크 카트리지(220A)에 공기를 흡입하고, 그 후 닫아서 잉크 카트리지(220A)내의 압력을 일정하게 유지한다.
도51c 및 도51d는 역지 밸브(228)의 상세한 단면을 나타낸다. 도51c의 역지 밸브(228)는 고무로 형성된 블레이드(232a)를 갖는 밸브(232)를 갖는다. 잉크 카트리지(220)의 외부와의 통기공(233)이 블레이드(232a)에 대향하여 잉크 카트리지(220)에 설치된다. 블레이드(232a)에 의해서 통기공(233)이 개폐된다. 역지 밸브(228)는 잉크 카트리지(220) 내의 잉크가 감소되고, 잉크 카트리지(220) 내의 부압이 역지 밸브(228)의 압력을 넘어가면, 블레이드(232a)가 잉크 카트리지(220)의 내 측으로 열리고, 외부의 공기를 잉크 카트리지(220) 내에 받아들인다. 도51d의 역지 밸브(228)는 고무로 형성된 밸브(232)와 용수철(235)을 갖는다. 역지 밸브(228)는 잉크 카트리지(220) 내의 부압이 역지 밸브(228)의 압력을 넘어가면, 밸브(232)가 용수철(235)을 압압하여 열리고, 외부의 공기를 잉크 카트리지(220) 내에 흡입하고, 그 후 닫혀서 잉크 카트리지(220) 내의 부압을 일정하게 유지한다.
도51b의 잉크 카트리지(220B)는 도51a의 잉크 카트리지(220A)에서 역지 밸브(228)를 설치하는 대신에 제1 수용실(225a)에 다공질 부재(242)를 배치하고 있다. 다공질 부재(242)는 잉크 카트리지(220B) 내의 잉크를 유지함과 동시에 잉크 카트리지(220B)가 횡요동하였을 때에, 잉크가 잉크 카트리지(220B)의 외부로 새는 것을 막는다.
도52는 본 발명이 적용되는 액체 용기의 실시예로서, 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 1실시예의 단면도이다. 도52의 잉크 카트리지는 상기에 설명하는 방법 중, 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 생기는 역기전력을 측정함으로써 공진 주파수를 검출하여 액체 용기 내의 액면의 위치나 액체의 유무를 검출하는 방법에 기초를 두고 있다. 액체를 검출하는 액체 센서의 일 실시예로서 액츄에이터(106)가 이용되고 있다. 잉크(K)를 수용하고, 또한 잉크(K)의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1030)을 갖는 용기(1)와, 잉크(K)를 용기(1)의 외부에 공급하는 잉크 공급구(2)와, 용기(1) 내의 잉크(K)의 소비 상태를 검출하는 액츄에이터(l06)와, 용기(1) 내에서 서로 잉크(K)가 연통하도록 적어도 2개의 잉크 수용실을 나누는 제1격벽(193a)을 갖춘다. 적어도 2개의 잉크 수용실은 대기와 연통하는 통기측 잉크 수용실(123a)과, 정상벽(1030)에 액츄에이터(106)를 배치한 검출측 잉크 수용실(123b)을 포함한다.
대기와 연통하는 통기측 잉크 수용실(123a)에는 정상벽(1030)에 통기공(233)이 배치된다. 통기공(233)은 도56의 실시예 같이 역지 밸브를 사용하면 좋다. 단, 통기공(233)은 도56의 역지 밸브에 한정하지 않는다. 잉크(K)가 소비되어 용기(1) 내가 극단의 부압이 되면, 통기공(233)에 의하여 용기(1)의 외부에서 통기측 잉크 수용실(123a)에 공기가 도입되어, 용기(1) 내가 부압이 되는 것을 방지한다.
따라서 잉크(K)가 소비됨에 따라 통기측 잉크 수용실(123a)에는 통기공(233)을 통해서 공기가 도입되고, 잉크(K)의 액면이 저하된다. 한편, 격벽(193a)과 정상벽(1030) 간은 액밀하게 결합된다. 따라서 잉크(K)가 소비된 경우에서도, 잉크(K)의 액면이 격벽(193a)의 하단(193aa)에 달할 때까지는 용기(1) 중 검출측 잉크 수용실(123b)에는 잉크(K)가 충만한 상태가 되어 있다. 잉크의 소비가 진행되고, 잉크(K)의 액면이 격벽(193a)의 하단(193aa)에 도달했을 때에, 검출측 잉크 수용실(123b)에 기체가 침입한다. 이에 의해서, 검출측 잉크 수용실(123b)에 잔존하고 있던 잉크(K)가 잉크 공급구(2)의 측으로 유출하고, 액츄에이터(106) 주변은 잉크(K)로부터 대기로 변경된다. 이에 의해서, 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지 내가 잉크 엔드인 것을 검출할 수 있다. 따라서 본 실시예에 의하면, 잉크 엔드인 잉크(K)의 액면의 레벨을 결정하는 것은 하단(193aa)이다. 또 잉크의 액면에 대해서는 수직으로 연재하는 측벽(1010)과 격벽(193a) 간의 폭에 의하여 검출측 잉크 수용실(123b)의 용량이 결정된다. 따라서 측벽(1010)과 격벽(193a) 간의 폭 및 하단(193aa)의 잉크의 액면에 대하여 수직의 방향의 높이에 의해서, 잉크 엔드를 검출하면 용기(1) 내에 잔존하는 잉크의 양을 설정할 수 있다.
검출측 잉크 수용실(123b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(123a)의 용량의 반 또는 그것보다 작은 것이 바람직하다. 그러나 검출측 잉크 수용실(123b)에는 잉크(K)를 유지하는 모세관력은 작용하지 않는다.
또한 액츄에이터(106)는 진동하는 일 없이 단순히 진동을 검출하기 위한 수단으로서 이용해도 좋다. 또 통기공의 구조의 상세는 도56에 기재한다.
또 본 실시예를 따른 잉크 카트리지의 잉크 공급구(2)에는 패킹(4) 및 밸브(6)가 설치된다. 도54에 나타내는 바와 같이 패킹(4)은 기록 헤드(31)에 연통하는 잉크 공급침(32)과 액밀하게 맞걸린다. 밸브(6)는 용수철(5)에 의하여 패킹(4)에 대하여 상시 탄접되고 있다. 잉크 공급침(32)이 삽입되면, 밸브(6)는 잉크 공급침(32)에 눌러져 잉크 유로를 개방하고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크공급구(2) 및 잉크 공급침(32)을 통해서 기록 헤드(31)에 공급된다. 용기(1)의 상벽 위에는 잉크 카트리지 내의 잉크에 관한 정보를 저장한 반도체 기억 수단(7)이 장착되어 있다.
격벽(193a)이 존재하지 않는 경우에는 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동하고, 잉크가 물결치는 경우에 기포가 생기는 경우가 있다. 이에 의해서 용기(1) 내의 잉크가 적은 경우일지라도 잉크가 물결쳐서 액츄에이터(106)에 잘못하여 잉크가 부착된 경우에는 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출해야 할 곳을 용기(1) 내에 잉크가 아직 충분하게 있다고 잘못 검출하여 버릴 우려가 있다. 또 기포가 액츄에이터(106)에 부착한 경우에는 용기(1) 내에 잉크가 충만함에도 불구하고, 잉크가 없다고 잘못 검출할 우려가 있다.
그러나 본 발명의 액체 용기의 실시예에서 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동한 경우일지라도 격벽에 의해서 잉크가 압전 장치 부근에서 물결치는 것을 방지한다. 잉크가 압전 장치 부근에서 물결치는 것을 방지함으로써, 기포가 생기는 것을 방지한다. 또 통기측 잉크 수용실에 기포가 생겼다고 해도 격벽은 통기측 잉크 수용실과 검출측 잉크 수용실을 기밀 또는 액밀하게 구획한다. 따라서 격벽은 기포가 액츄에이터(106)에 접근하여 접촉하는 것을 방지한다.
격벽의 크기, 두께, 형, 유연성 및 재료에 한정은 없다. 따라서 격벽은 비교적 크게 해도 좋고, 작게 해도 좋다. 또 격벽은 비교적 두껍게 해도 좋고, 얇게 해도 좋다. 또 격벽은 정사각형이어도 좋고, 직사각형이어도 좋다. 바람직하게는 잉크 카트리지의 형상에 따라서 격벽의 형상, 크기 및 두께를 변경한다. 또 격벽은강질인 재료로 형성해도 좋고, 유연한 재료로 형성해도 좋다. 예를 들면 플라스틱, 테플론, 나일론, 폴리프로필렌, PET 등이 있다. 바람직하게는 격벽은 기체 및 액체를 통과시키지 않는 재료이다. 또 바람직하게는 용기와 격벽과는 일체로 성형할 수 있도록 같은 재료로 형성된다. 이에 의해서 잉크 카트리지의 제조 행정이 단축화된다.
도53은 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 외부에서 관찰한 사시도를 나타낸다.
도53은 용기(8)의 벽 중, 잉크(K)의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1038) 측에서의 사시도이다. 용기(8)는 3개의 잉크실(9, 10, 11)로 분할된다. 각각의 잉크실에는 잉크 공급구(12, 13, 14)가 형성되어 있다. 각각의 잉크실(9, 10, 11)의 정상벽(1038)에는 액츄에이터(15, 16, 17)가 용기(8)에 설치된 관통공(도시하지 않음)을 통해서 각 잉크실 내에 수용되어 있는 잉크와 접촉할 수 있도록 장착되어 있다. 또한 각각의 잉크실(9, 10, 11)의 내부에는 도52의 실시예에 의한 잉크 카트리지와 같이 격벽(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 각 잉크실(9, 10, 11)에 설치된 격벽은 각 잉크실(9, 10, 11)을 통기측 잉크 수용실과 검출측 잉크 수용실(도시하지 않음)로 구획한다.
도54는 도52 및 도53에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 주요부의 실시예를 나타내는 단면도이다. 기록용지의 폭 방향으로 왕복운동 가능한 캐리지(30)는 서브 탱크 유닛(33)을 갖추고 있고, 기록 헤드(31)는 서브 탱크 유닛(33)의 하측면에 설치된다.
또 잉크 공급침(32)은 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 카트리지 탑재면측에 설치되어 있다. 도54에서는 도52 또는 도53에 나타내는 잉크 카트리지를 사용하고 있다. 그러나 다른 도면에 나타난 잉크 카트리지를 사용해도 좋다.
용기(1)의 잉크 공급구(2)를 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 공급침(32)에 삽통하면, 밸브(6)가 용수철(5)에 저항해서 후퇴하여 잉크 유로가 형성되고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크실(34)에 유입한다. 잉크실(34)에 잉크가 충전된 단계에서, 기록 헤드(31)의 노즐 개구에 부압을 작용시켜 기록 헤드(31)에 잉크를 충전한 후, 기록 동작을 실행한다.
기록 동작에 의하여 기록 헤드(31)에서 잉크가 소비되면, 막 밸브(36)의 하류측의 압력이 저하되므로, 막 밸브(36)가 개방한다. 막 밸브(36)가 열림으로써, 잉크실(34)의 잉크는 잉크 공급로(35)를 통해서 기록 헤드(31)에 흘러든다. 기록 헤드(31)에로의 잉크의 유입에 수반하여, 용기(1)의 잉크는 잉크 공급침(32)을 통해서 서브 탱크 유닛(33)에 유입한다.
도55는 본 발명이 적용되는 액체 용기의 실시예로서 잉크 카트리지의 다른 실시예의 단면도이다. 본 실시예에서의 잉크 카트리지에서는 잉크(K)의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1039)이 잉크(K)의 액면에 대하여 경사진다. 액츄에이터(106)는 정상벽(1039)에 설치된 관통공(1c)을 통해서 잉크(K)와 접촉할 수 있도록 배치된다. 격벽(193c)은 정상벽(1039)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 또한 본 실시예에서는 검출측 잉크 수용실(123b) 내의 정상벽(1039)으로부터 연재하여, 검출측 잉크 수용실(123b) 내를 서로 잉크가 연통하도록 적어도 2개의 검출측 소(小) 잉크 수용실(1123a, 1123b)로 나누는 제2격벽(193d)을 갖고 있다. 2개의 액츄에이터(106a, 106b)는 검출측 소 잉크 수용실(1123a, 1123b)의 각각의 정상벽(1039)에 배치되어 있다.
또 잉크 공급구(2)에 가까운 통기측 잉크 수용실(123a)의 용량은 잉크 공급구(2)로부터 비교적 먼 검출측 잉크 수용실(123b)의 용량보다도 크다. 또한 검출측 잉크 수용실(123b) 중, 잉크 공급구(2)에 가까운 검출측 소 잉크 수용실(1123a)의 용량은 잉크 공급구(2)로부터 비교적 먼 검출측 소 잉크 수용실(1123b)의 용량보다도 크다. 따라서 먼저 통기측 잉크 수용실(123a)의 잉크가 소비된다. 잉크가 소비됨에 따라 통기측 잉크 수용실(123a)의 잉크의 액면이 저하된다. 한편, 격벽(193cc)과 정상벽(1039)과는 기밀 또는 액밀하게 접속되어 있으므로, 잉크의 액면이 격벽(193c)의 하단(193cc)에 달할 때까지는 검출측 잉크 수용실(123b)은 잉크로 채워져 있다. 다음에 통기측 잉크 수용실(123a)의 잉크의 액면이 격벽(193c)의 하단(193cc)에 달하면, 검출측 소 잉크 수용실(1123a)의 잉크가 유출됨으로써, 검출측 소 잉크 수용실(1123a)의 잉크가 소비되기 시작한다. 잉크의 소비에 따라 검출측 잉크 수용실(1123a)의 잉크의 액면이 저하된다. 한편, 격벽(193dd)과 정상벽(1039)과는 기밀 또는 액밀하게 접속되어 있으므로, 잉크의 액면이 격벽(193d)의 하단(l93dd)에 달할 때까지는 검출측 소 잉크 수용실(1123b)은 잉크로 채워져 있다. 마지막으로 검출측 잉크 수용실(1123a)의 잉크의 액면이 격벽(193d)의 하단(193dd)에 달하면, 검출측 소 잉크 수용실(1123b)의 잉크가 유출됨으로써, 검출측 소 잉크 수용실(1123b)의 잉크가 소비되기 시작한다.
따라서 액츄에이터(106a, 106b)는 단계적으로 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다. 또 잉크 공급구(2)에 가까운 통기측 잉크 수용실(123a)로부터 검출측 잉크 수용실(1123a) 또한 잉크 공급구(2)로부터 비교적 먼 검출측 잉크 수용실(1123b)로 용량이 작아져 감으로써, 액츄에이터(106a, 106b)가 잉크를 검출하는 빈도가 점차 빈번해진다. 따라서 잉크의 잔량이 소량이 되면 검출의 빈도가 많아지게 설정할 수 있다.
도55에서의 잉크 카트리지에서의 용기는 1개의 제2격벽을 가지지만, 다른 실시예로서 또한 용기는 검출측 잉크 수용실(123b) 내를 3개 이상의 검출측 소 잉크 수용실로 나누도록 복수의 제2격벽을 설치해도 좋다. 복수의 제2격벽은 검출측 잉크 수용실(123b) 내를 2개 이상의 검출측 소 잉크 수용실로 구획한다. 2개 이상의 검출측 소 잉크 수용실의 각각의 용량은 용기의 벽 중, 서로 대향하는 적어도 2개의 측벽 중 한쪽의 측벽에서 다른 쪽의 측벽으로 향함에 따라서 서서히 변화해도 좋다. 바람직하게는 도55에 나타내는 바와 같이 검출측 소 잉크 수용실의 각각의 용량은 잉크 공급구(2)에 비교적 가까운 검출측 소 잉크 수용실로부터 잉크 공급구(2)에 비교적 먼 검출측 소 잉크 수용실로 향하여 점차 작게 한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지 내의 잉크(K)가 서서히 소비되어 가는 모양을 검출할 수 있다. 또 잉크 공급구(2)에 가까운 검출측 소 잉크 수용실로부터 잉크 공급구(2)로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실로 서서히 작아지고 있으므로, 도55의 실시예의 잉크 카트리지와 같이 액츄에이터(106)가 잉크량의 감소를 검출할 시간적인 간격이 서서히 작아지고, 잉크 엔드에 가까울수록 빈도를 높게 검출할 수 있다.
또한 도55의 실시예에서는 복수의 액츄에이터(106a, 106b) 중 액츄에이터(106a)는 격벽(193c)의 근방에 배치된다. 액츄에이터(106b)는 격벽(193d)의 근방에 배치된다. 이에 의해서 통기측 잉크 수용실(123a) 내의 잉크가 격벽(193c)의 하단(193c)에 달하지 않는 동안에 기포(G)의 검출측 잉크 수용실(123b)에 침입 또는 발생해도 기포(G)는 정상벽(1039)과 격벽(193c)과의 경계 또는 정상벽(1039)과 측벽과의 경계중, 잉크의 액면에 대하여 위쪽의 경계에 모인다. 따라서 액츄에이터(106)에 기포(G)가 부착되는 일이 없다.
도56은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도56의 잉크 카트리지(220A)는 잉크 카트리지(220A)의 상면에서 하부로 연재하도록 설치된 제1격벽(222)을 갖는다.
제1격벽(222)의 하단과 잉크 카트리지(220A)의 저면 사이에는 소정의 갭이 비워져 있으므로, 잉크는 잉크 카트리지(220A)의 저면을 통하여 잉크 공급구(230)에 흐를 수 있다. 제1격벽(222)보다 잉크 공급구(230)측에는 잉크 카트리지(220A)의 저면보다 위쪽에 연재하도록 제2격벽(224)이 형성되어 있다. 제2격벽(224) 상단과 잉크 카트리지(220A) 상면 사이에는 소정 갭이 비워져 있으므로, 잉크는 잉크 카트리지(220A)의 상면을 통하여 잉크 공급구(230)로 유입할 수 있다.
제1격벽(222)에 의해서 통기공(233)으로부터 비교적 가까이에 통기측 잉크 수용실(225a)이 형성된다.
한편, 통기공(233)으로부터 비교적 멀리 검출측 잉크 수용실이 형성된다. 제2격벽(224)에 의해서 검출측 소 잉크 수용실(225b) 및 검출측 소 잉크 수용실(227)이 형성된다. 통기측 잉크 수용실(225a)의 용량은 검출측 소 잉크 수용실(225b)의 용량보다 크다. 제1격벽(222) 및 제2격벽(224) 사이에는 모관 현상을 발생시킬 만큼의 갭을 갖는 검출측 소 잉크 수용실(227)이 형성된다. 따라서 통기측 잉크 수용실(225a)의 잉크는 검출측 소 잉크 수용실(227)의 모세관력에 의해서, 검출측 소 잉크 수용실(227)에 모아진다. 또 제1격벽(222)이 있으므로, 기체나 기포가 검출측 소 잉크 수용실(225b)에 혼입하는 것을 방지할 수 있다. 또한 검출측 소 잉크 수용실(225b) 내의 잉크의 수위는 안정적으로 서서히 하강할 수 있다. 잉크 공급구(230)에서 보아서 통기측 잉크 수용실(225a)은 검출측 소 잉크 수용실(225b)보다 안쪽에 형성되어 있으므로, 통기측 잉크 수용실(225a)의 잉크가 소비된 후, 검출측 소 잉크 수용실(225b)의 잉크가 소비된다. 또 검출측 소 잉크 수용실(227)에 의하여 통기측 잉크 수용실(225a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(225b)에 잉크가 공급됨으로써, 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지(220A)의 횡요동에 의한 잉크의 횡요동의 영향을 받지 않는다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크 잔량을 확실하게 측정할 수 있다. 또한 검출측 소 잉크 수용실(227)이 잉크를 유지하므로, 잉크가 검출측 소 잉크 수용실(225b)로부터 통기측 잉크 수용실(225a)로 역류하는 것을 막는다.
검출측 소 잉크 수용실(225b)의 잉크 공급구(230)측의 정상벽(1013)에는 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 액츄에이터(106)는 검출측 소 잉크 수용실(225b) 내의 잉크의 소비 상태를 검지한다. 액츄에이터(106)를 검출측 소 잉크 수용실(225b)에 장착함으로써, 잉크 엔드에 보다 가까운 시점에서의 잉크 잔량을 안정적으로 검출할 수 있다.
잉크 카트리지(220A)의 정상벽(1013)에는 통기공(233)이 설치된다. 또 통기공(233)에는 역지 밸브(228)가 설치된다. 역지 밸브(228)에 의해서 잉크 카트리지(220A)가 횡요동하였을 때에, 잉크가 잉크 카트리지(220A)의 외부로 새는 것을 막을 수 있다. 또한 역지 밸브(228)를 잉크 카트리지(220A)의 상면에 설치함으로써, 잉크 카트리지(220A)의 통기공(233)으로부터의 잉크의 증발을 막을 수 있다. 잉크 카트리지(220A) 내의 잉크가 소비되어, 잉크 카트리지(220A) 내에 극단적인 부압이 발생하면, 역지 밸브(228)가 열려, 잉크 카트리지(220A)에 공기를 흡입하고, 그 후 닫혀서 잉크 카트리지(220A)로부터의 잉크의 배출을 촉진한다.
도57은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180)를 나타낸다. 도6의 잉크 카트리지(180A)는 용기(194) 중, 잉크의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(194c)으로부터 하부로 연재하는 격벽(212a)을 갖는다. 격벽(212a)에 의해서 용기(194) 내는 통기측 잉크 수용실(213a) 및 검출측 잉크 수용실(213b)로 구획된다. 격벽(212a)의 하단(212aa)과 용기(194)의 바닥벽(1a)과는 소정 간격이 비워져 있으므로, 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)과는 연통하고 있다. 검출측 잉크 수용실(213b)에는 용기(194)의 정상벽(194c)에 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 검출측 잉크 수용실(213b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(213a)의 용량보다 작다. 검출측 잉크 수용실(213b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(213a)의 용량의 반보다 작은 것이 바람직하다.
검출측 잉크 수용실(213b)의 정상벽(194c)에는 잉크 카트리지(180A)에 들어가는 기포를 잡는 오목부인 버퍼(214a)가 형성된다. 도57에서, 버퍼(214a)는용기(194)의 정상벽(194c)으로부터 위쪽으로 뻗어나는 오목부로서 형성된다. 검출측 잉크 수용실(213b)에 잉크가 채워져 있을 때에 잘못하여 기포가 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입했을 때에, 버퍼(214a)는 그 기포를 포획한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)에 기포가 부착되는 것을 방지한다. 따라서 액츄에이터(106)는 용기(194)에 잉크가 있음에도 불구하고 잉크가 없다고 잘못 검출하는 것을 방지한다. 또한 검출측 잉크 수용실(213b)의 용량을 격벽(212a)의 길이를 변경하거나, 격벽(212a)과 측벽(194b)과의 폭을 변경함으로써, 잉크 엔드를 검출한 후에 잔존하는 소정의 잉크량을 바꿀 수 있다.
도58은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도58의 잉크 카트리지(180B)에서는 격벽(212b)이 L자형으로 형성된다. 격벽(212b)은 정상벽(194c)으로부터 연재하고 있다. 격벽(212b)의 하단(212bb)이 도57의 실시예에서의 격벽(212a)의 하단(212aa)에 비교하여 길다. 따라서 통기측 잉크 수용실(213a)에 있는 기체는 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입하는 것이 비교적 곤란해진다. 따라서 액츄에이터(106)에 기포가 부착됨으로써, 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다. 또한 하단(212bb)과 용기(194)의 바닥벽(1a) 사이에는 갭이 설치된다. 하단(212bb)과 바닥벽(1a)과의 갭에는 잉크가 유지되는 모세관력은 발생하지 않는다.
도59는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도59의 잉크 카트리지(180C)에서는 격벽(212c)이 잉크의 액면에 대하여 경사하도록 배치된다. 격벽(212c)은 정상벽(194c)으로부터 연재하고 있다. 잉크 카트리지(180C)의측벽(194b)과 격벽(212c) 간의 간격은 잉크의 액면에 대하여 하부로 향하여 점차 좁아지고 있다. 따라서 통기측 잉크 수용실(213a)에 있는 기체는 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입하는 것이 비교적 곤란해진다. 따라서 액츄에이터(106)가 기포에 의하여 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다. 또한 하단(212cc)과 용기(194)의 바닥벽(1a) 사이에는 갭이 설치된다. 격벽(212c)의 하단(212cc)과 측벽(194b)과의 갭에는 잉크가 유지되는 모세관력은 발생하지 않는다.
도60은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도60의 잉크 카트리지(180D)에서는 제1격벽(212d)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 또한 제2격벽(212e)은 제1격벽(212d)으로부터 측벽(194b)으로 향하여 잉크 액면에 대해서는 평행으로 연재하고 있다. 제1격벽(212d)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실로 구획한다.
또 제2격벽(212e)은 검출측 잉크 수용실내를 제1검출측 잉크 수용실(213c)과 제2검출측 잉크 수용실(213d)로 구획한다. 잉크 카트리지(180D)의 바닥벽(1a)과 제1격벽(212d) 사이에는 갭이 설치된다. 또 잉크 카트리지(180D)의 측벽(194b)과 제2격벽(212e)의 일단(212dd) 사이에는 갭이 설치된다. 정상벽(194c)의 일부분에는 오목부가 설치되고, 기포를 수용하는 버퍼(214a)가 설치된다.
격벽(212d)으로부터 측벽(194b)에 향해서 연재하고 있는 제2격벽(212e)의 일단은 기체를 수용하는 버퍼(214a)의 직하 위치까지 연재하고 있다. 따라서 먼저 제1격벽(212d)이 제1검출측 잉크 수용실(213c)에 기포가 침입하는 것을 방지한다. 기포가 잘못하여 제1검출측 잉크 수용실(213c)에 침입하여 버린 경우에는 기포는제2격벽(212e)에 의하여 버퍼(214a)의 직하 위치까지 유도된다. 이에 의해서 기포는 버퍼(214a)에 수용된다. 따라서 제2검출측 잉크 수용실(213d) 내에 있는 액츄에이터(106)에 기포가 부착됨으로써, 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다.
도61은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도61의 잉크 카트리지(180E)에서는 도57과 같은 격벽(212a)을 갖춘다. 격벽(212a)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 격벽(212a)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)로 구획한다. 잉크 카트리지(180E)의 바닥벽(1a)과 격벽(212a) 사이에는 갭이 설치된다.
또한 정상벽(194c)의 일부분에는 오목부가 설치되고, 기포를 수용하는 버퍼(214b)가 설치된다.
버퍼(214b)에는 액츄에이터(106) 사이에 테이퍼면(1040)이 설치된다.
따라서 먼저 격벽(212a)이 검출측 잉크 수용실(213b)에 기포가 침입하는 것을 방지한다. 기포가 잘못하여 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입하여 버린 경우에는 기포는 버퍼(214b)에 직접 수용되거나, 또는 테이퍼면(1040)을 따라 버퍼(214b)에 유도된다. 따라서 액츄에이터(106)에 기포가 부착됨으로써, 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다. 또한 버퍼의 형상 및 크기에 대해서는 다른 임의의 형상 또는 크기로 할 수 있다.
도62는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도62의 잉크 카트리지(180F)에서는 정상벽(194c)의 일부분에 용기(194)의 내측으로 돌출하는돌기부(214f)가 설치된다. 액츄에이터(106)는 돌기부(214f)의 저부에 배치된다. 격벽(212f)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 아래로 연재하고 있다. 액츄에이터(106)와 격벽(212f) 사이 및 액츄에이터(106)와 용기(194)의 측벽(194b) 사이에는 각자 버퍼(214c)가 설치된다. 따라서 액츄에이터(106)의 주위는 버퍼(214c)로 둘러싸여 있다.
도63은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도63의 잉크 카트리지(180G)에서는 격벽(212g)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 격벽(212g)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)로 구획한다. 정상벽(194c)에는 요철이 설치되고, 2개의 액츄에이터(106)가 용기의 내측으로 돌출하고 있는 부분에 배치되어 있다. 정상벽(194c)의 오목부는 기포를 수용하는 버퍼(214d)로서 작용한다.
도64는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도64의 잉크 카트리지(180I)는 용기(194)의 정상벽(194c)으로부터 하부로 연재하는 복수의 격벽(212h, 212i, 212j, 212k)을 갖는다. 또한 격벽(212h)은 제1격벽이고, 격벽(212i, 212j, 212k)은 제2격벽이다. 격벽(212h, 212i, 212j, 212k)의 하단(212hh, 212ii, 212jj, 212kk)과 용기(194)의 바닥벽(1a)과는 소정 간격이 비워져 있으므로, 용기(194)의 저부는 연통하고 있다. 잉크 카트리지(180I)는 복수의 격벽(212h, 212i, 212j, 212k)의 각각에 의해서 구획된 통기측 잉크 수용실(213a) 및 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213h, 213i, 213j, 213k)을 갖는다. 통기측 잉크 수용실(213a) 및 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213h, 213i, 213j, 213k)의 저부는 서로 연통한다. 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213h, 213i, 213j, 213k)의 각각의 정상벽(194c)에 액츄에이터(106h, 106i, 106j, 106k)가 장착되어 있다. 각 액츄에이터(106h, 106i, 106j, 106k)는 용기(194)의 검출측 소 잉크 수용실(213h, 213i, 213j, 213k)의 각각의 정상벽(194c)의 거의 중앙에 배치된다. 잉크 수용실의 용량은 잉크 공급구(187)측의 통기측 소 잉크 수용실(213a)이 가장 크다. 또 잉크 공급구(187)로부터 멀어짐에 따라서, 잉크 수용실의 용량은 서서히 작아진다. 따라서 잉크 공급구(187)로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(213k)의 용량이 잉크 수용실 중에서 가장 작다.
기체가 통기공(233)으로부터 도입되므로, 잉크 공급구(187)측의 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213k)로 잉크가 소비된다. 즉 잉크 공급구(187)에 가장 가까운 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크가 소비되어, 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크의 수위가 내려가는 동안, 다른 검출측 소 잉크 수용실에는 잉크가 채워져 있다. 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크의 액면이 격벽(212h)의 하단(212hh)에 달하면, 공기가 검출측 소 잉크 수용실(213h)에 침입하고, 검출측 소 잉크 수용실(213h) 내의 잉크가 소비되기 시작한다. 이 시점에서, 검출측 소 잉크 수용실(213i, 213j, 213k)에는 잉크가 채워져 있다. 또한 검출측 잉크 수용실(213h) 내의 잉크의 액면이 격벽(212i)의 하단(212ii)에 달하면, 공기가 검출측 소 잉크 수용실(213i)에 침입하고, 검출측 소 잉크 수용실(213i) 내의 잉크가 소비되기 시작한다. 이와 같이 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213k)로 차례로 잉크가 소비된다.
액츄에이터(106h, 106i, 106j, 106k)가 각각의 검출측 소 잉크 수용실마다 정상벽(194c)에 배치되어 있다. 따라서 액츄에이터(106h, 106i, 106j, 106k)는 잉크량의 감소를 단계적으로 검출할 수 있다. 또한 잉크 수용실의 용량이 잉크 공급구(187)의 근처의 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213k)로 서서히 작아지고 있다. 따라서 액츄에이터(106h, 106i, 106j, 106k)가 잉크량의 감소를 검출할 시간 간격은 서서히 작아지고, 잉크 엔드에 가까워질 만큼 빈도를 높게 검출할 수 있다.
도65는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도65는 잉크 카트리지(180J)의 단면도이다. 잉크 카트리지(180J)는 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(106)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있다.다른 방식의 O링(614)이 액츄에이터(106)를 둘러싸도록 측벽(194b)에 탑재된다. 복수의 코킹부(616)가 측벽(194b)에 형성되어 회로판(610)을 용기(194)에 결합한다. 코킹부(610)를 사용하여 다른 방식의 O링(614)을 회로판(610)에 밀어서 회로판(610)을 용기(194)에 결합시킴으로써, 액츄에이터(106)의 진동 영역이 잉크와 접촉함과 동시에 잉크 카트리지의 내측이 잉크 카트리지의 외측으로부터 봉지된다.
단자(612)가 반도체 기억 장치(7) 및 그 주위에 형성된다.반도체 기억 수단(7)은, 예를 들면 EEPROM 등의 개서 가능한 반도체 메모리로 구성되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(106)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있으므로, 액츄에이터(106) 및 반도체 기억 수단(7)을 잉크 카트리지(180C)에 장착할 때의 1회의 장착 공정으로 된다. 또 잉크 카트리지(180C)의 제조시 및 사이클시의 작업 공정이 간소화된다. 또한 부품의 점수가 삭감되므로, 잉크 카트리지(180C)의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또 격벽(212J)이 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 격벽(212J)은 잉크가 물결치고, 혹은 기포가 발생하는 것을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잘못 동작하는 것을 방지한다.
액츄에이터(106)는 용기(194) 내의 잉크의 소비 상태를 검지한다. 반도체 기억 수단(7)은 액츄에이터(106)가 검출된 잉크 잔량 등 잉크의 정보를 저장한다. 즉 반도체 기억 수단(7)은 검출할 때에 이용되는 잉크 및 잉크 카트리지의 특성 등의 특성 파라미터에 관한 정보를 저장한다. 반도체 기억 수단(7)은 예를 들면 용기(194) 내의 잉크가 풀시, 즉 잉크가 용기(194) 내에 채워졌을 때, 또는 용기(194) 내의 잉크가 엔드시, 즉 용기(194) 내의 잉크가 소비되었을 때의 공진 주파수를 특성 파라미터의 하나로 저장한다. 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는 용기가 처음으로 잉크젯 기록 장치에 장착되었을 때에 저장되어도 좋다. 또 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는 용기(194)의 제조 중에 저장되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)에 미리 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드시의 공진 주파수를 저장하고, 잉크젯 기록 장치측에서 공진 주파수의 데이터를 읽어냄으로써 잉크 잔량을 검출할 때의 편차를 보정할 수 있으므로, 잉크 잔량이 기준치까지 감소한 것을 정확하게 검출할 수 있다.
도66은 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도66의 잉크 카트리지(180K)는 용기(194)의 정상벽(194c)으로부터 하부로 연재하는 복수의 격벽(212m, 212n, 212p, 212q)을 갖는다. 또한 격벽(212m)은 제1격벽이고, 격벽(212n, 212p, 212q)은 제2격벽이다. 격벽(212m, 212n, 212p, 212q)의 하단(212mm, 212nn, 212pp, 212qq)과 용기(194)의 바닥벽(1a)과는 소정 간격이 비워져 있으므로, 용기(194)의 저부는 연통하고 있다. 또 격벽(212m, 212n, 212p, 212q)은 통기공(233)에 가까운 측에서 차례로 길어지고 있다. 따라서 하단(212mm, 212nn, 212pp, 212qq)과 용기(194)의 바닥벽(1a)과의 간격은 격벽(212m, 212n,212p, 212q)의 차례로 좁게 되어 있다.
또한 잉크 카트리지(180K)는 복수의 격벽(212m, 212n, 212p, 212q)의 각각에 의해서 구획된 통기측 잉크 수용실(213a) 및 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n, 2l3p, 213q)을 갖는다. 통기측 잉크 수용실(213a) 및 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n, 213p, 213q)의 저부는 서로 연통한다. 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n, 213p, 213q)의 각각의 정상벽(194c)에 액츄에이터(106m, 106n, 106p, 106q)가 장착되어 있다. 각 액츄에이터(106m, 106n, 106p, 106q)는 용기(194)의 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n, 213p, 213q)의 각각의 정상벽(194c)의 거의 중앙에 배치된다.
잉크가 소비되면 통기공(233)으로부터 기체가 도입된다. 따라서 통기공(233)에 가까운 통기측 잉크수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213q)로 잉크가 소비된다. 따라서 먼저 통기공(233)에 가장 가까운 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크가 소비되어, 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크의 수위가 내려가는 동안, 다른 검출측 소 잉크 수용실에는 잉크가 채워져 있다. 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크의 액면이 격벽(212m)의 하단(212mm)에 달하면, 공기가 검출측 소 잉크 수용실(213m)에 침입하고, 검출측 잉크 수용실(213m) 내의 잉크가 소비되기 시작한다. 이 시점에서, 검출측 잉크 수용실(213n, 213p, 213q)에는 잉크가 채워져 있다. 또한 검출측 소 잉크 수용실(213m) 내의 잉크의 액면이 격벽(212n)의 하단(212nn)에 달하면, 공기가 검출측 소 잉크 수용실(213n)에 침입하고, 검출측 소 잉크 수용실(213n) 내의 잉크가 소비되기 시작한다. 따라서 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213q)로 차례로 잉크가 소비된다.
격벽의 하단(212mm, 212nn, 212pp, 212qq)의 순으로, 이들 하단과 바닥벽(1a)과의 간격이 점차 좁게 되어 있으므로, 통기측 잉크 수용실(213a), 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n, 213p, 213q)의 순으로 잉크가 소비되어 감과 동시에, 같은 순으로 기체가 잘못하여 침입하는 것을 보다 효과적으로 방지한다. 예를 들면 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n)에 기체가 잘못하여 침입하고, 액츄에이터(106m, 106n)가 잘못하여 잉크가 없다고 검출한 경우일지라도 격벽(212m, 212n)보다 긴 격벽(212p, 212q)이 검출측 소 잉크 수용실(213p, 213q)에 기체가 침입하는 것을 방지하므로, 액츄에이터(106p, 106q)가 잘못하여 잉크를 없다고 검출하는 일이 없다.
따라서 본 실시예에서는 액츄에이터(106q)가 마지막에 잉크가 없는 것을 검출하고, 또한 액츄에이터(106q)가 가장 확실하게 잉크 엔드를 검출할 수 있다.
또한 격벽(212m, 212n, 212p, 212q)이 잉크의 물결침을 방지하기 때문에, 용기(194) 내에서 기포가 생기는 것을 방지한다.
또 도66에서의 격벽(212m, 212n, 212p, 212q )의 상호 간격 및 격벽(212q)과 용기(1)의 측벽(194b)과의 간격을 각자 동일하게 해도 좋다. 이러한 경우에는 격벽(212m, 212n, 212p, 212q)의 길이를 조절함으로써, 각 검출측 소 잉크 수용실(213m, 213n, 213p, 213q)의 용적을 조절할 수 있다.
도67은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치의 헤드부 주변의 일부의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는 도57의 잉크 카트리지(180A)를 사용한다. 그러나 도58 내지 도64의 잉크 카트리지의 어느 잉크 카트리지를 사용해도 좋다. 또한 다른 형태의 잉크 카트리지를 사용하는 것도 상관 없다. 복수의 잉크 카트리지(180A)는 각각의 잉크 카트리지(180A)에 대응한 복수의 잉크 도입부(182) 및 홀더(184)를 갖는 잉크젯 기록 장치에 장착된다. 복수의 잉크 카트리지(180A)는 각자 다른 종류, 예를 들면 색의 잉크를 수용한다. 복수의 잉크 카트리지(180A)의 각각의 정상벽에는 적어도 음향 임피던스를 검출하는 수단인 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 복수의 잉크 카트리지(180A)의 각각의 정상벽에는 액츄에이터(106), 격벽(212a)이 배치되어 있다. 액츄에이터(106)를 잉크 카트리지(180A)에 장착함으로써, 잉크 카트리지(180A) 내의 잉크 잔량을 검출한다. 격벽(212a)은 잉크의 물결침 및 기포 발생을 방지한다.
도68은 잉크젯 기록 장치의 헤드부 주변의 상세를 나타낸다. 본 실시예에서는 도57의 잉크 카트리지(180A)를 사용한다. 그러나 도58 내지 도64의 잉크 카트리지(180B)로부터 잉크 카트리지(180I)중 어느 잉크 카트리지를 사용해도 좋다. 또한 다른 형태의 잉크 카트리지를 사용하는 것은 상관 없다. 잉크젯 기록 장치는 잉크 도입부(182), 홀더(184), 헤드 플레이트(186) 및 노즐 플레이트(188)를 갖는다. 잉크를 분사하는 노즐(190)이 노즐 플레이트(188)에 복수 형성되어 있다. 잉크 도입부(182)는 공기 공급구(181)와 잉크 도입구(183)를 갖는다. 공기 공급구(181)는 잉크 카트리지(180A)에 공기를 공급한다. 잉크 도입구(183)는 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크를 도입한다. 잉크 카트리지(180A)는 공기 도입구(185)와 잉크 공급구(187)를 갖는다. 공기 도입구(185)는 잉크 도입부(182)의 공기 공급구(181)로부터 공기를 도입한다. 잉크 공급구(187)는 잉크 도입부(182)의 잉크 도입구(183)에 잉크를 공급한다. 잉크 카트리지(180A)가 잉크 도입부(182)로부터 공기를 도입함으로써, 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크 도입부(182)에로의 잉크의 공급을 촉진한다. 홀더(184)는, 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크 도입부(182)를 통해서 공급된 잉크를 헤드 플레이트(186)에 연통한다. 잉크는 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크 도입부(182)를 통해서 헤드에 공급되고, 노즐로부터 기록 매체에 토출된다. 이에 의해서 잉크젯 기록 장치는 기록 매체에 인자한다.
도69는 본 발명이 적용되는 액체 용기의 실시예로서, 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 1실시예의 단면도이다. 도69의 잉크 카트리지는 상기에 설명하는 방법 중의, 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 생기는 역기전력을 측정함으로써 공진 주파수를 검출하여 액체 용기 내의 액면의 위치나 액체의 유무를 검출하는 방법에 기초를 두고 있다. 진동을 발생하는 수단으로서 액츄에이터(106)가 이용되고 있다. 잉크(K)를 수용하고, 또한 잉크(K)의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1030)을 갖는 용기(1)와, 잉크(K)를 용기(1)의 외부에 공급하는 잉크 공급구(2)와, 용기(1) 내의 잉크의 소비 상태를 검출하는 액츄에이터(106)와, 용기(1) 내에서 서로 잉크(K)가 연통하도록 적어도 2개의 잉크 수용실(123a, 123b)로 나누는 제1격벽(193a)을 갖춘다.
적어도 2개의 잉크 수용실은 대기와 연통하는 통기측 잉크 수용실(123a)과, 완충 부재로서 다공질 부재(1000)가 배치되고 또한 정상벽(1030)에 액츄에이터(106)가 배치되는 검출측 잉크 수용실(123b)을 포함한다. 또한 다공질부재(1000)로 바꾸어 필터 등의 눈이 성긴 완충 부재를 사용해도 좋다.
대기와 연통하는 통기측 잉크 수용실(123a)에는 정상벽(1030)에 통기공(2c)이 배치된다. 통기공(2c)은 도85의 실시예와 같이 역지 밸브를 사용하면 좋다. 단, 통기공(2c)은 도85의 역지 밸브에 한정하지 않는다. 잉크가 소비용기(1) 내의 기압이 저하되면, 통기공(2c)에 의하여 용기(1)의 외부에서 통기측 잉크 수용실(123a)로 공기가 도입되고, 용기(1) 내가 과도하게 부압이 되는 것을 방지한다. 따라서 잉크가 소비됨에 따라 통기측 잉크 수용실(123a)에는 통기공(2c)을 통해서 공기가 도입되고, 잉크의 액면이 저하된다. 한편, 격벽(193a)과 정상벽(1030) 및 측벽(도시하지 않음)은 거의 액밀하게 결합된다. 따라서 잉크가 소비된 경우에도, 잉크의 액면이 격벽(193a)의 하단(193aa)에 달할 때까지는 용기(1) 중 검출측 잉크 수용실(123b)에는 잉크가 다공질 부재(1000)에 충분하게 흡수된 상태로 채워져 있다. 잉크의 소비가 진행되어, 잉크의 액면이 격벽(193a)의 하단(193aa)에 도달했을 때에, 검출측 잉크 수용실(123b)에 기체가 침입한다. 이에 의해서 검출측 잉크 수용실(123b)에서 다공질 부재(1000)에 흡수되고 있던 잉크가 잉크 공급구(2) 측으로 유출하고, 액츄에이터(106) 주변은 잉크로부터 대기로 변경된다. 이에 의해서 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지 내가 잉크 엔드인 것을 검출할 수 있다. 따라서 본 실시예에 의하면, 잉크 엔드인 잉크의 액면의 레벨을 결정하는 것은 하단(193aa)이다.
또 정상벽(1030)에 대한 격벽(193a)의 위치에 의하여 검출측 잉크 수용실(123b)의 용량이 결정된다. 따라서 정상벽(1030)에 대한 격벽 (193a)의 위치및 하단(193aa)의 잉크의 액면에 대하여 수직의 방향의 높이에 의해서, 잉크 엔드를 검출할 때에 용기(1) 내에 잔존하는 잉크의 양을 설정할 수 있다.
격벽이 배치되어 있지 않고, 혹은 액츄에이터(106)의 주변에 완충 부재가 없는 경우에는 잉크 카트리지가 기록 헤드와 함께 주사하는 온캐리지형의 잉크젯 기록 장치에서는 잉크 카트리지도 기록 헤드와 함께 주사하기 때문에, 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동하여, 잉크가 물결치고, 기포가 생기는 경우가 있다. 이에 의해서
용기(1) 내의 잉크가 적은 경우일지라도 잉크가 물결쳐서 액츄에이터(106)에 잘못하여 잉크가 부착된 경우에는 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출해야 할 곳을 용기(1) 내에 잉크가 아직 충분하게 있다고 잘못 검출하여 버릴 우려가 있다. 또 기포가 액츄에이터(106)에 부착한 경우에는 용기(1) 내에 잉크가 충만함에도 불구하고, 잉크가 없다고 잘못 검출할 우려가 있다.
그러나 본 발명의 액체 용기의 실시예에 의하면, 잉크 카트리지가 인자 시의 주사 등에 의하여 진동한 경우일지라도 격벽에 의해서 잉크가 압전 장치 부근에서 물결치는 것을 방지한다. 잉크가 압전 장치 부근에서 물결치는 것을 방지함으로써, 기포가 생기는 것을 방지한다. 또 통기측 잉크 수용실에 기포가 생겼다고 해도 격벽은 통기측 잉크 수용실과 검출측 잉크 수용실을 구획한다. 따라서 격벽은 기포가 액츄에이터(106)에 접근하여 접촉하는 것을 방지한다.
또 다공질 부재(1000)가 액츄에이터(106)와 통기측 잉크 수용실(123a) 사이에 개재하도록 검출측 잉크 수용실(123b)에 배치된다. 따라서 통기측 잉크수용실(123a) 내에서 발생한 기포가 잘못하여 검출측 잉크 수용실(123b)에 침입하려고 하는 경우일지라도 다공질 부재(1000)의 액츄에이터(106)에 기포가 접근하는 것을 방지할 수 있다.
또한 다공질 부재(1000)가 검출측 잉크 수용실(123b) 내에 배치되어 있기 때문에, 잉크 카트리지의 진동에 의하여 검출측 잉크 수용실(123b) 내의 잉크가 물결치는 일이 없다. 따라서 액츄에이터(106)는 용기(1) 내의 잉크의 소비 상태를 정확하게 또한 안정되게 검출할 수 있다.
검출측 잉크 수용실(123b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(123a)의 용량의 반 또는 그것보다 작은 것이 바람직하다. 그러나 검출측 잉크 수용실(123b)에는 잉크를 유지하는 모세관력은 작용하지 않을 만큼의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
또한 액츄에이터(106)는 진동하는 일 없이 단순히 진동을 검출하기 위한 수단으로서 이용해도 좋다.
본 발명에 따른 액체 용기의 실시예로서의 잉크 카트리지에서, 격벽의 크기, 두께, 형, 유연성 및 재료에 한정은 없다. 따라서 격벽은 또한 크게 해도 좋고, 작게 해도 좋다. 또 격벽은 또한 두껍게 해도 좋고, 얇게 해도 좋다. 또 격벽은 정사각형이어도 좋고, 직사각형이어도 좋다. 또 격벽은 강질인 재료로 형성해도 좋고, 유연한 재료로 형성해도 좋다. 예를 들면 플라스틱, 테플론, 나일론, 폴리프로필렌, PET 등이 있다. 바람직하게는 격벽은 기체 및 액체를 통과시키지 않는 재료이다. 또 바람직하게는 용기와 격벽과는 일체로 성형할 수 있도록 같은 재료로 형성된다. 이에 의해서 잉크 카트리지의 제조 행정이 단축화된다.
또 본 발명에 따른 액체 용기의 실시예로서의 잉크 카트리지에서, 다공질 부재의 크기, 두께, 형, 유연성 및 재료에도 한정은 없다. 따라서 다공질 부재는 비교적 크게 해도 좋고, 작게 해도 좋다. 또 다공질 부재는 비교적 두껍게 해도 좋고, 얇게 해도 좋다. 또 다공질 부재는 입방체이어도 좋고, 직방체이어도 좋다.
또 다공질 부재에 포함되는 구멍 모양에 대해서도 한정은 없다. 따라서 예를 들면 구형의 구멍을 포함하는 다공질 부재에 대해서, 다공질 부재의 부압 또는 모세관력을 세게 하기 위해서는 구멍 지름을 작게 하면 좋다. 반대로, 다공질 부재의 부압 또는 모세관력을 약하게 하기 위해서는 구멍 지름을 크게 하면 좋다. 적합하게는 다공질 부재는 스펀지 등의 유연한 재료로 형성한다. 또 다공질 부재의 구멍 지름은 다공질 부재가 액츄에이터(106)에 형성되는 캐비티(도19참조)로부터 잉크를 흡수하고, 잉크 공급구(도1참조)에 잉크를 유도하도록, 소정의 지름으로 설정하는 것이 바람직하다.
도69의 실시예에서는 다공질 부재(1000)는 직방체의 형상이고, 검출측 잉크 수용실(123b) 내에서 정상벽(1030)에 배치되는 액츄에이터(106)의 근방에서, 잉크 카트리지의 잉크의 액면에 대하여 하부에 있는 바닥벽(1a)까지 채워져 있다.
잉크 공급구(2)에는 패킹(4) 및 밸브(6)가 설치된다. 도70에 나타내는 바와 같이 패킹(4)은 기록 헤드(31)에 연통하는 잉크 공급침(32)과 액밀하게 맞걸린다. 밸브(6)는 용수철(5)에 의하여 패킹(4)에 대하여 탄접되고 있다. 잉크 공급침(32)이 삽입되면, 밸브(6)는 잉크 공급침(32)에 눌러져 잉크 유로를 개방하고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크 공급구(2) 및 잉크 공급침(32)을 통해서 기록 헤드(31)에 공급된다. 용기(1)의 상벽 위에는 잉크 카트리지 내의 잉크에 관한 정보를 저장한 반도체 기억 수단(7)이 장착되어 있다.
도71은 본 발명이 적용되는 액체 용기의 실시예로서의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예의 단면도이다. 본 실시예에서의 잉크 카트리지는 잉크(K)의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(1030)을 갖는다. 액츄에이터(106)는 정상벽(1030)에 설치된 관통공(1c)을 통해서 잉크(K)와 접촉할 수 있도록 배치된다. 제1격벽(193c)은 정상벽(1030)으로부터 잉크(K)의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 또한 본 실시예에서는 검출측 잉크 수용실(123b) 내의 정상벽(1030)으로부터 연재하여, 검출측 잉크 수용실(123b) 내를 서로 잉크(K)가 연통하도록 2개의 검출측 소 잉크 수용실(1123a, 1123b)로 나누는 제2격벽(193d)을 갖고 있다. 액츄에이터(106)는 검출측 소 잉크 수용실(1123a, 1123b)의 각각의 정상벽(1030)에 배치되어 있다.
또 다공질 부재(1002) 및 다공질 부재(1003)가 각자 검출측 소 잉크 수용실(1123a) 및 검출측 소 잉크 수용실(1123b) 내에 배치된다.
기체는 통기공(128)으로부터 도입되므로, 통기공(128)에 가까운 통기측 잉크 수용실(123a)로부터 통기공(128)으로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(1123b)로 잉크가 소비된다. 따라서 통기공(128)에 가장 가까운 통기측 잉크 수용실(123a)의 잉크가 소비되고 있는 동안, 검출측 잉크 수용실(123b)에는 잉크가 채워져 있다. 다음에 통기측 잉크 수용실(123a)의 잉크의 액면이 제1격벽(193c)의 하단(193cc)에 달하면, 공기가 검출측 소 잉크 수용실(1123a)에 침입하고, 검출측 소 잉크 수용실(1123a)의 잉크가 소비되기 시작한다. 이 때, 검출측 소 잉크 수용실(1123b)에는 잉크가 채워져 있다. 또한 검출측 소 잉크 수용실(1123a)의 잉크의 액면이 제2격벽(193d)의 하단(193dd)에 달하면, 공기가 검출측 소 잉크 수용실(1123b)에 침입하고, 검출측 소 잉크 수용실(1123b)의 잉크가 소비되기 시작한다. 통기공(128)에 가까운 통기측 잉크 수용실(123a)로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(1123b)로 차례로 잉크가 소비된다.
액츄에이터(106)가 각각의 검출측 소 잉크 수용실(1123a, 1123b)의 정상벽(1030)에 배치되어 있으므로, 액츄에이터(106)는 잉크량의 감소를 단계적으로 검출할 수 있다. 또 검출측 잉크 수용실(123b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(123a)의 용량보다도 작다. 또한 검출측 소 잉크 수용실(1123a, 1123b)의 용량이 통기공(128)에 가까운 검출측 소 잉크 수용실(1123a)로부터 통기공(128)으로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(1123b)로 서서히 작아지고 있으므로, 액츄에이터(106)가 잉크량의 감소를 검출할 시간적인 간격이 서서히 작아지고, 잉크 엔드에 가까워질수록 빈도를 높게 검출할 수 있다.
도72는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타낸다. 도72의 잉크 카트리지(180A)는 용기(194) 중, 잉크의 액면에 대하여 위쪽에 있는 정상벽(194c)으로부터 하부로 연재하는 격벽(212a)을 갖는다. 격벽(212a)에 의해서 용기(194) 내는 통기측 잉크 수용실(213a) 및 검출측 잉크 수용실(213b)로 구획된다. 격벽(212a)의 하단(212aa)과 용기(194)의 바닥벽(194a)과는 소정 간격이 비워져 있다. 이에 의해서 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)과는 연통하고 있다.
또 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b) 사이의 연통구를 막도록 완충 부재(1005a)가 배치된다. 단, 완충 부재(1005a)는 연통공을 막을 경우에는 상면에 다수의 구멍이 존재하는 필터 형상의 것이어도 좋다. 또 완충 부재(1005a)는 다공질 부재여도 좋다. 따라서 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)과는 완충 부재(1005a)를 통해서 연통하고 있다. 완충 부재(1005a)는 다공질이기 때문에 통상 액체 및 기체를 통과시킨다. 그러나 완충 부재(1005a)는 액체를 모세관력에 의하여 유지하면 거의 기밀 상태가 된다. 따라서 완충 부재(1005a)는 기포의 통과를 억제할 수 있다. 따라서 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)이 완충 부재(1005a)를 통해서 연통함으로써, 통기측 잉크 수용실(213a) 내에서 발생한 기포가 검출측 잉크 수용실(213b) 내에 침입하여, 액츄에이터(106)에 부착하는 것을 방지한다. 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)의 각각에 있어서, 용기(194)의 정상벽(194c)에는 액츄에이터(106)가 장착되어 있다. 검출측 잉크 수용실(213b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(213a)의 용량보다 작다. 본 실시예에 의한 잉크 카트리지에서는 검출측 잉크 수용실(213b)의 용량은 통기측 잉크 수용실(213a)의 용량의 반보다 작다.
검출측 잉크 수용실(213b)의 정상벽(194c)에는 잉크 카트리지(180A)에 들어가는 기포를 잡는 오목부인 버퍼(214a)가 형성된다. 도72에서, 버퍼(214a)는 용기(194)의 정상벽(194c)으로부터 위쪽으로 뻗어난 오목부로서 형성된다. 검출측 잉크 수용실(213b)에 잉크가 채워져 있을 때에 잘못하여 기포가 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입했을 때에, 버퍼(214a)는 그 기포를 포획한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)에 기포가 부착되는 것을 방지한다. 따라서 액츄에이터(106)가 잉크가 있음에도 불구하고 잉크가 없다고 잘못 검출하는 것을 방지한다.
또한 격벽(212a)의 길이를 변경함으로써, 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출하는 잉크의 액면의 수위를 바꿀 수 있다. 또한 격벽(212a)과 측벽(194b)과의 간격의 폭을 변경함으로써, 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출한 후에 잔존하는 소정의 잉크량을 바꿀 수 있다.
도73은 도72의 잉크 카트리지(180A)의 검출측 잉크 수용실(213b)에 다공질 부재(1005b)가 충전되어 있는 실시예로서 잉크 카트리지(180B)를 나타낸다. 다공질 부재(1005b)는 검출측 잉크 수용실(213b) 내의 정상벽(194c)으로부터 바닥벽(194a)까지를 충전하도록 설치된다. 다공질 부재(1005b)는 액츄에이터(106)와 접촉한다. 잉크 카트리지가 넘어졌을 때나, 캐리지 상에서의 왕복 운동 중에, 공기가 검출측 잉크 수용실(213b) 내에 침입하는 경우가 있다. 침입한 공기가 액츄에이터(106)의 오작동을 일으킬 가능성이 있다. 그러나 다공질 부재(1005b)가 공기를 잡아 액츄에이터(106)에 공기가 들어가는 것을 막을 수 있다. 또 다공질 부재(1005b)는 잉크를 유지하므로 잉크 카트리지가 흔들림으로써 잉크가 액츄에이터(106)에 부착되고, 액츄에이터(106)가 잉크 없음을 잉크 있음으로 오검출하는 일을 막을 수 있다. 따라서 검출측 잉크 수용실(213b)의 용량을 측벽(194b)과 격벽(212a)의 폭을 바꿈으로써 변경하고, 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잉크 엔드를 검출한 후의 소비 가능한 잉크량을 바꿀 수 있다. 또 격벽(212a)의 하단(212aa)의 잉크의 액면에 대한 높이를 바꿈으로써, 액츄에이터(1O6)가 잉크 엔드를 검출할 때의 잉크의 액면의 레벨을 바꿀 수 있다.
도74는 도73의 잉크 카트리지(180B)의 다공질 부재가 구멍 지름이 다른 2종류의 다공질 부재(1005c, 1005d)로 구성되어 있는 잉크 카트리지(180C)를 나타낸다. 다공질 부재(1005c)는 다공질 부재(1005d)보다도 액츄에이터(106)의 근처에 배치되어 있다. 다공질 부재(1005c)의 구멍 지름은 다공질 부재(1005d)의 구멍 지름보다 크다. 구멍 지름이 작은 다공질 부재(1005d)의 쪽이 구멍 지름이 큰 다공질 부재(1005c)보다 모세관력은 크다. 따라서 일단 다공질 부재(1005c)로부터 다공질 부재(1005d)에 흐른 잉크는 모세관력에 의하여 다공질 부재(1005c)에는 역류하지 않는다. 따라서 잉크가 흔들림으로써 액츄에이터(106)에 잉크가 부착되는 것을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잉크 없음을 잉크 있음으로 오검출하는 것을 방지할 수 있다. 또 다공질 부재(1005c)는 다공질 부재(1005d)보다도 액체 친화성이 낮은 부재로 형성되어 있어도 좋다.
도75는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180D)를 나타낸다. 검출측 잉크 수용실(213b)의 측벽(194b)에는 용기(194)의 내측으로 향하여 돌출하는 리브(1100)가 설치된다. 검출측 잉크 수용실(213b) 내에 배치되는 다공질 부재(1005b)는 리브(1100)에 의하여 잉크의 액면에 대하여 하부를 따라 서서히 압축되어 있다. 이에 의해서 다공질 부재(1005b)의 구멍 지름이 잉크의 액면에 대하여 하부를 따라 서서히 작아지게 설계되어 있다. 다공질 부재(1005b)의 하부의 구멍 지름은 작게 되어 있으므로, 일단 다공질 부재(1005b)의 하부에 흐른 잉크는 모세관력에 의하여 다공질 부재(1005b)의 상부에는 역류하지 않는다. 또 잉크가 흔들림으로써 잉크 카트리지(180D)의 정상벽(194c)에 장착된 액츄에이터(106)에 잉크가 부착되는 것을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잉크 없음을 잉크 있음으로 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
도76a 및 도76b는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180E)를 나타낸다. 도76a는 잉크 카트리지(180E)의 긴 방향의 단면도이다. 도76b는 도76a의 잉크 카트리지(180E)의 짧은 방향의 B-B에서의 절단면도이다. 검출측 잉크 수용실(213b)의 측벽에는 잉크의 액면에 대하여 하부에 테이퍼(1110)가 설치된다. 검출측 잉크 수용실(213b)의 폭은 잉크의 액면에 대하여하부로 감에 따라 테이퍼(1110)에 의하여 서서히 좁아지고 있다. 따라서 다공질 부재(1005b)는 잉크의 액면에 대하여 하부를 따라 서서히 압축된다. 이에 의해서 다공질 부재(1005b)의 구멍 지름이 잉크의 액면에 대하여 하부로 감에 따라 서서히 작아진다. 다공질 부재(1005b)의 하부의 구멍 지름은 작아지고 있으므로, 일단 다공질 부재(1005b)의 하부에 흐른 잉크는 모세관력에 의하여 다공질 부재(1005b)의 상부에는 역류하지 않는다. 또 잉크가 흔들림으로써 잉크 카트리지(180E)의 정상벽(194c)에 장착된 액츄에이터(106)에 잉크가 부착되는 것을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잉크 없음을 잉크 있음으로 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
도77은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180F)를 나타낸다. 도77의 잉크 카트리지(180F)에서는 격벽(212c)이 잉크의 액면에 대하여 경사하도록 배치된다. 격벽(212c)은 정상벽(194c)으로부터 연재하고 있다. 검출측 잉크 수용실(213b)에는 다공질 부재(1005e)가 충전되어 있다. 잉크 카트리지(180F)의 측벽(194b)과 격벽(212c) 간의 간격은 잉크의 액면에 대하여 하부로 향하여 점차 좁아지고 있다. 따라서 다공질 부재(1005e)는 잉크의 액면에 대하여 하부로 향하여 서서히 압축되어 있다. 이에 의해서 다공질 부재(1005e)의 구멍 지름이 잉크의 액면에 대하여 하부를 따라 서서히 작아진다. 다공질 부재(1005e)의 하부의 구멍 지름은 작아지고 있으므로, 일단 다공질 부재(1005e)의 하부에 흐른 잉크는 모세관력에 의하여 다공질 부재(1005e)의 상부에는 역류하지 않는다. 또 잉크가 흔들림으로써 잉크 카트리지(180F)의 정상벽(194c)에 장착된 액츄에이터(106)에 잉크가 부착되는 것을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잉크 없음을 잉크 있음으로 오검출하는 것을 방지할 수 있다. 또 측벽(194b)과 격벽(212c) 간의 간격은 잉크의 액면에 대하여 하부를 향하여 점차 좁아지고 있으므로, 통기측 잉크 수용실(213a)에 있는 기체는 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입하는 것이 비교적 곤란해진다. 따라서 액츄에이터(106)가 기포에 의하여 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다. 또한 하단(212cc)과 잉크 카트리지(180F)의 잉크의 액면에 대하여 하부에 있는 바닥벽(2a) 사이에는 갭이 설치된다. 하단(212cc)과 측벽(194b)과의 갭에는 잉크가 유지되는 모세관력은 없다.
도78은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180G)를 나타낸다. 도78의 잉크 카트리지(180G)에서는 격벽(212b)이 L자형으로 형성된다. 격벽(212b)은 정상벽(194c)으로부터 연재하고 있다. 하단(212bb)이 도72 내지 도77의 실시예에서의 격벽(212a)의 하단(212aa)에 비교하여 길다. 검출측 잉크 수용실(213b)에는 다공질 부재(1005f)가 충전되어 있다.
다공질 부재(1005f) 중, 격벽(212b)의 하단(212bb)과 측벽(194b)에 의하여 끼워지는 다공질 부분(1005g)은 액츄에이터(106)의 근방에 있는 다공질 부재(1005f)에 비교하여 압축되어 있다. 따라서 다공질 부분(1005g)의 구멍 지름은 액츄에이터(106)의 근방에 있는 다공질 부재(1005f)의 구멍 지름에 비교하여 작아진다.
따라서 다공질 부재(1005f)의 구멍 지름은 액츄에이터(106)의 근방에 있는 다공질 부재(1005f)로부터 다공질 부분(1005g), 또한 다공질 부분(1005h)으로 단계적으로 작아지고 있다. 이에 의해서 다공질 부재(1005f)의 구멍 지름이 잉크의 액면에 대하여 하부를 따라 단계적으로 작게 설계한다. 따라서 일단 다공질 부재(1005f)의 하부에 흐른 잉크는 모세관력에 의하여 다공질 부재(1005f)의 상부에는 역류하지 않는다. 또 잉크가 흔들림으로써 잉크 카트리지(180G)의 정상벽(194c)에 장착된 액츄에이터(106)에 잉크가 부착되는 것을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잉크 없음을 잉크 있음으로 오검출하는 것을 방지할 수 있다.
또 하단(212bb)이 도72 내지 도77의 실시예에서의 격벽(212a)의 하단(212aa)과 비교하여 길다. 따라서 통기측 잉크 수용실(213a)에 있는 기체는 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입하는 것이 비교적 곤란해진다. 따라서 액츄에이터(106)에 기포가 부착됨으로써, 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다. 또한 하단(212bb)과 바닥벽(2a) 사이에는 갭이 설치된다. 하단(212bb)과 바닥벽(2a)과의 갭에는 잉크가 유지되는 모세관력은 없다.
도79는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180H)를 나타낸다. 도79의 잉크 카트리지(180H)에서는 제1격벽(212d)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 또한 제2격벽(212e)은 제1격벽(212d)으로부터 측벽(194b)으로 향하여 잉크액면에 대해서는 평행으로 연재하고 있다. 제1격벽(212d)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실로 구획한다. 한편, 제2격벽(212e)은 검출측 잉크 수용실내를 제1검출측 소 잉크 수용실(213c)과 제2검출측 소 잉크 수용실(213d)로 구획한다. 저벽(2a)과 제1격벽(212d)의 하단(212dd) 사이에는 갭이 설치된다. 또 잉크 카트리지(180H)의 측벽(194b)과 제2격벽(212e)의 일단(212ee) 사이에는 갭이 설치된다. 정상벽(194c)의 일부분에는 오목부가 설치되고, 기포를 수용하는 버퍼(214a)가 설치된다. 또한 제1검출측 소 잉크 수용실(213c) 내에는 다공질 부재(1005i)가 충전된다. 측벽(194b)을 향해서 연재하고 있는 제2격벽(212e)의 일단(212ee)은 기체를 수용하는 버퍼(214a)의 직하 위치까지 연재하고 있다.
따라서 먼저 제1격벽(212d)이 제1검출측 잉크 수용실(213c)에 기포가 침입하는 것을 방지한다. 기포가 잘못하여 제1검출측 소 잉크 수용실(213c)에 침입하여 버린 경우에는 기포는 다공질 부재(1005i)에 의하여 흡수된다. 또한 기포가 제2격벽(212e)에 달한 경우에는 제2격벽(212e)에 의하여 버퍼(214a)의 하부로 유도된다. 이에 의해서 기포는 버퍼(214a)에 수용된다. 따라서 액츄에이터(106)에 기포가 부착됨으로써, 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다.
도80은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180I)를 나타낸다. 도80의 잉크 카트리지(180I)에서는 도72와 같은 격벽(212a)을 갖춘다. 격벽(212a)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 하부로 연재하고 있다. 격벽(212a)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)로 구획한다. 잉크 카트리지(180I)의 바닥벽(1a)과 격벽(212a) 사이에는 갭이 설치된다. 검출측 잉크 수용실(213b) 내에는 도6과 같이다공질 부재(1005b)가 배치된다. 또한 정상벽(194c)의 일부분에는 오목부가 설치되고, 기포를 수용하는 버퍼(214b)가 설치된다. 버퍼(214b)에는 액츄에이터(106) 사이에 테이퍼면(1040)이 설치된다.
따라서 먼저 격벽(212a)이 검출측 잉크 수용실(213b)에 기포가 침입하는 것을 방지한다. 기포가 잘못 검출측 잉크 수용실(213b)에 침입하여 버린 경우에는 기포는 다공질 부재(1005b)에 의하여 흡수된다. 또한 기포가 검출측 잉크 수용실(213b)의 위쪽에 달한 경우에는 기포는 버퍼(214b)에 직접 수용되거나, 또는 테이퍼면(1040)을 따라 버퍼(214b)로 유도된다. 따라서 액츄에이터(106)에 기포가 부착됨으로써, 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크 엔드를 검출하는 일을 또한 억제할 수 있다. 또한 버퍼의 형상 및 크기에 대해서는 다른 임의의 형상 또는 크기로 할 수 있다.
또 도80의 실시예에 의한 잉크 카트리지(180I)에, 도79의 실시예에서의 제2격벽(212e)을 제1격벽(212a)으로부터 측벽(214b)을 향하여 잉크의 액면과 평행으로 배치할 수 있다. 이러한 경우에는 제2격벽(212e)의 일단(212ee)은 테이퍼면(1040)의 직하 위치까지 뻗으면 좋다.
도81은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180J)를 나타낸다. 도81의 잉크 카트리지(180J)에서는 정상벽(194c)의 일부분에 용기(194)의 내측으로 돌출하는 돌기부(214f)가 설치된다. 액츄에이터(106)는 그 돌기부(214f)의 저부에 배치된다. 격벽(212a)이 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 아래쪽으로 연재하고 있다. 액츄에이터(106)와 격벽(212a) 간 및액츄에이터(106)와 용기(194)의 측벽(194b) 간에는 각각 버퍼(214c)가 설치된다. 따라서 액츄에이터(106)의 주위는 버퍼(214c)로 둘러싸여 있다. 또 검출측 잉크 수용실(213b) 내에는 다공질 부재(1005b)가 배치되어 있다. 액츄에이터(106)가 돌기부(214f)에 배치됨으로써, 잉크 카트리지(180J)의 제조에서 액츄에이터(106)의 잉크 카트리지(180J)에로의 장착시의 위치 결정이 용이해진다.
도82는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180K)를 나타낸다. 도82의 잉크 카트리지(180K)에서는 격벽(212a)은 정상벽(194c)으로부터 잉크의 액면에 대하여 아래쪽으로 연재하고 있다. 격벽(212a)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a)과 검출측 잉크 수용실(213b)로 구획한다. 정상벽(194c)에는 요철이 설치되고, 2개의 액츄에이터(106)가 용기의 내측으로 돌출하고 있는 부분에 배치되어 있다. 정상벽(194c)의 오목부는 기포를 수용하는 버퍼(214d)로서 작용한다. 또한 검출측 잉크 수용실(213b) 내에는 다공질 부재(1005b)가 배치된다. 2개의 액츄에이터(106)가 배치됨으로써, 잉크의 소비 상태를 잘못 검출하는 것을 방지한다. 액츄에이터(106)의 개수는 2개 이상이어도 좋다. 또 도81의 실시예와 마찬가지로, 잉크 카트리지(180K)의 제조시에 액츄에이터(106)의 잉크 카트리지(180K)에로의 장착에 대한 위치 결정이 용이해진다. 또한 요철을 더 증가시키고, 액츄에이터(106)의 수를 더 증가시킬 수도 있다.
도83은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180M)를 나타낸다. 도83의 잉크 카트리지(180M)는 용기(194)의 정상벽(194c)으로부터 아래쪽에 연재하는 복수의 격벽(212f, 212g, 212h, 212i)을 갖는다. 또한 격벽(212f)은 제1격벽이고, 격벽(212g, 212h, 212i)은 제2격벽이다. 격벽(212f, 212g, 212h, 212i)의 하단(212ff, 212gg, 212hh, 212ii)과 용기(194)의 바닥벽(2a)과는 소정 간격이 비워져 있으므로, 용기(194)의 저부는 연통하고 있다. 잉크 카트리지(180M)는 복수의 격벽(212f, 212g, 212h, 212i)의 각각에 의하여 구획된 통기측 잉크 수용실(213a) 및 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)을 갖는다. 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 저부는 서로 연통한다. 복수의 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 각각에서, 용기(194)의 정상벽(194c)에는 액츄에이터(106f, 106g, 106h, 106i)가 장착되어 있다. 액츄에이터(106f, 106g, 106h, 106i)는 용기(194)의 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 정상벽(194c)의 거의 중앙에 배치된다. 통기측 잉크 수용실(213a), 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 용량은 통기공(128)으로부터 용기(194)의 안쪽으로 멀어짐에 따라서, 즉 통기측 잉크 수용실(2l3a), 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 순으로 서서히 작아지고 있다. 따라서 액츄에이터(106)가 배치되는 간격은 통기공(128)측이 넓고, 통기공(128)으로부터 용기(194)의 안쪽으로 멀어짐에 따라서 좁게 되어 있다. 또한 각각의 검출측 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)에는 각각 다공질 부재(1005f, 1005g, 1005h, 1005i)가 충전되어 있다. 통기공(128)으로부터 가까운 검출측 잉크 수용실(213f)로부터 통기공(128)에 먼 검출측 잉크 수용실(213i)로 차례로 다공질 부재(1005f, 1005g, 1005h, 1005i)가 충전된다. 다공질 부재(1005f, 1005g, 1005h, 1005i)의 순으로 다공질 부재의 구멍 지름이 커지도록 다공질 부재를 설계한다. 혹은 다공질 부재(1005f, 1005g, 1005h, 1005i)의 순으로 다공질 부재의 잉크와의 친화성을 작게 하도록 다공질 부재를 형성해도 좋다.
기체가 통기공(128)으로부터 도입되므로, 통기공(128)측의 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213i)로 잉크가 소비된다. 즉 통기공(128)에 가장 가까운 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크가 소비되고, 통기측 잉크 수용실(213a)의 잉크의 수위가 내려가는 동안, 다른 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)에는 잉크가 충만되어 있다. 통기측 잉크 수용실(2l3a)의 잉크의 액면이 격벽(212f)의 하단(212ff)에 달하면, 검출측 소 잉크 수용실(213f)에 침입하고, 검출측 소 잉크 수용실(213f) 내의 잉크가 소비되기 시작한다. 이에 의해서 검출측 소 잉크 수용실(213f)의 잉크의 수위가 내려가기 시작한다. 이 시점에서 검출측 소 잉크 수용실에는 잉크가 충만되어 있다. 이와 같이 통기공(128)에 가까운 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(213i)로 차례로 잉크가 소비된다.
또한 다공질 부재(1005f, 1005g, 1005h, 1005i)의 순으로, 다공질 부재의 구멍 지름이 커지도록 설계되고 있다. 따라서 통기공(128)에 비교적 가까운 검출측 소 잉크 수용실(213f)로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(213i)로 차례로 잉크가 소비된다. 또 모세관력에 의해서 검출측 소 잉크 수용실(213f)로부터 먼 검출측 소 잉크 수용실(213i)로 잉크가 역류되는 것을 방지한다.
본 실시예에서는 액츄에이터(106)가 각각의 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 정상벽(194c)에 간격을 두고 배치되어 있다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크량의 감소를 단계적으로 검출할 수 있다. 또한 잉크 수용실의 용량이 통기측 잉크 수용실(213a)로부터 검출측 소 잉크 수용실(213i)로 서서히 작아지고 있다. 따라서 액츄에이터(106)가 잉크 엔드에 가까워질 만큼 잉크량의 감소를 검출할 시간 간격이 서서히 작아져서 빈도 높게 검출할 수 있다.
또 도87에 나타내는 실시예와 같이 격벽의 길이를 바꿈으로써 각 검출측 소 잉크 수용실의 용적을 바꾸어도 좋다.
도84는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예로서 잉크 카트리지(180N)를 나타낸다. 도84의 잉크 카트리지(180N)는 도83의 잉크 카트리지(180M) 중, 각각의 통기측 잉크 수용실(213a), 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)의 연통구를 막도록 다공질 부재(1006f, 1006g, 1006h, 1006i)가 배치된 실시예다. 각각의 통기측 잉크 수용실(213a), 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)은 서로 다공질 부재(1006f, 1006g, 1006h, 1006i)를 통해 연통한다. 따라서 용기(194) 내에서 발생한 기포가 통기측 잉크 수용실(213a), 검출측 소 잉크 수용실(213f, 213g, 213h, 213i)이 서로 침입하는 것을 방지한다. 따라서 하나의 검출측 잉크 수용실에 기포가 발생하고, 하나의 검출측 잉크 수용실에 배치되는 액츄에이터(106f, 106g, 106h, 106i)가 잉크의 유무를 잘못 검출한 경우에도, 다른 검출측 잉크 수용실에 배치되는 액츄에이터(106f, 106g, 106h, 106i)는 잉크가 있는 것을 잘못하여 잉크가 없다고 검출하는 일이 없다.
도85는 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도85의 잉크 카트리지(220A)는 잉크 카트리지(220A)의 정상벽에서 아래쪽으로연재하도록 설치된 제1격벽(222)을 갖는다. 제1격벽(222)의 하단과 잉크 카트리지(220A)의 바닥벽(3a) 간에는 소정 간격이 비워져 있으므로, 잉크는 잉크 카트리지(220A)의 바닥벽(3a)을 통하여 잉크 공급구(230)로 유입할 수 있다. 제1격벽(222)보다 잉크 공급구(230)측에는 잉크 카트리지(220A)의 바닥벽(3a)보다 위쪽에 연재하도록 제2격벽(224)이 형성되어 있다. 제2격벽(224) 상단과 잉크 카트리지(220A)의 정상벽(221) 간에는 소정 간격이 비워져 있으므로, 잉크는 잉크 카트리지(220A)의 정상벽(221)을 통하여 잉크 공급구(230)로 유입할 수 있다.
제1격벽(222)에 의해서 통기공(233)의 비교적 가까이에 통기측 잉크 수용실(225a)이 형성된다. 한편, 통기공(233)의 비교적 멀리 통기측 잉크 수용실이 형성된다. 제2격벽(224)에 의해서 검출측 소 잉크 수용실(225b) 및 검출측 소 잉크 수용실(227)이 형성된다. 제1격벽(222)과 제2격벽(224) 간에는 검출측 소 잉크 수용실(227)이 형성된다. 검출측 소 잉크 수용실(227)은 모관 현상을 일으킬 만큼의 간격이 설치되어 있다. 따라서 통기측 잉크 수용실(225a)의 잉크는 검출측 소 잉크 수용실(227)의 모세관력에 의해서, 검출측 소 잉크 수용실(227)에 모아진다. 이 때문에, 기포가 검출측 소 잉크 수용실(225b)로 혼입하는 것을 방지할 수 있다. 또 검출측 소 잉크 수용실(225b) 내의 잉크의 수위는 안정적으로 서서히 하강할 수 있다.
또 검출측 소 잉크 수용실(225b) 내에는 다공질 부재(1005g)가 배치된다. 통기측 잉크 수용실(225a)의 용량은 검출측 소 잉크 수용실(225b)의 용량보다 크다. 통기공(233)에서 보아서 통기측 잉크 수용실(225a)은 검출측 소 잉크 수용실(225b)보다 가까이에 형성되어 있으므로, 통기측 잉크 수용실(225a)의 잉크가 소비된 후, 검출측 소 잉크 수용실(225b)의 잉크가 소비된다.
또 검출측 소 잉크 수용실(225b) 내에 다공질 부재(1005g)가 배치됨으로써, 검출측 소 잉크 수용실(225b) 내의 잉크가 물결치는 것을 방지한다. 또한 다공질 부재(1005g)는 잉크 공급구(230)로부터 침입할 기포가 액츄에이터(106)에 부착하는 것을 방지한다.
또한 다공질 부재(1005g)의 모세관력은 검출측 소 잉크 수용실(227)의 모세관력보다도 크다. 이에 의해서 잉크가 잉크 공급구(230)로부터 통기측 잉크 수용실(225a)로 역류하는 것을 방지한다. 또한 다공질 부재(1005g)는 구멍 지름을 조절함으로써, 검출측 소 잉크 수용실(227)의 모세관력(110)보다도 크게 해도 좋다. 또 다공질 부재(1005g)를 압축함으로써 검출측 소 잉크 수용실(227)의 모세관력보다도 크게 해도 좋다.
잉크 카트리지의 정상벽에는 통기공(233)이 설치되어 있다. 통기공(233)으로부터 잉크가 새는 일이 없도록, 역지 밸브(228)가 설치되어 있다. 역지 밸브(228)에 의해서 잉크 카트리지가 횡요동하였을 때에, 잉크가 잉크 카트리지가 외부로 새는 것을 막을 수 있다.
또한 역지 밸브(228)를 잉크 카트리지에 설치함으로써, 잉크 카트리지 내의 잉크가 통기공(233)으로부터의 증발을 막을 수 있다. 잉크 카트리지 내의 잉크가 소비되어, 잉크 카트리지 내의 부압이 역지 밸브(228)의 압력을 넘어가면, 역지 밸브(228)가 열리고 잉크 카트리지에 공기를 흡입하고, 그 후 닫혀서 잉크 카트리지(220A)로부터의 잉크의 배출을 촉진한다.
여기서 액체 센서의 실시예로서 압전 장치의 설명을 한다. 압전 장치(액츄에이터)는 진동 현상을 이용함으로써, 액체 용기 내의 액체 상태(액체 용기 내의 액체의 유무, 액체의 양, 액체의 수위, 액체의 종류, 액체의 조성을 포함함)를 검출하는 일이다. 구용량인 진동 현상을 이용한 액체 용기 내의 액체 상태의 검출로서는 몇개의 방법이 생각된다. 예를 들면 탄성파 발생 수단이 액체 용기의 내부에 대하여 탄성파를 발생하고, 액면 혹은 대향하는 벽에 의하여 반사하는 반사파를 수파함으로써, 액체 용기 내의 매체 및 그 상태의 변화를 검출하는 방법이 있다. 또 이것과는 별도로, 진동하는 물체의 진동 특성으로부터 음향 임피던스의 변화를 검지하는 방법도 있다. 음향 임피던스의 변화를 이용하는 방법으로서는 압전 소자를 갖는 압전 장치 또는 액츄에이터의 진동부를 진동시키고, 그 후에 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의하여 생기는 역기전력을 측정함으로써, 공진 주파수 또는 역기전력 파형의 진폭을 검출함으로써 음향 임피던스의 변화를 검지하는 방법이나, 측정기, 예를 들면 전송 회로 등의 임피던스 분석기에 의하여 액체의 임피던스 특성 또는 어드미턴스 특성을 측정하고, 전류치나 전압치의 변화 또는 진동을 액체에 주었을 때의 전류치나 전압치의 주파수에 의한 변화를 측정하는 방법이 있다. 본 실시예에서, 액츄에이터(106)는 어느 방법으로 액체 용기 내의 액체 상태를 검출해도 좋다.
도86은 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도86은 잉크 카트리지(180P)의 단면도다. 잉크 카트리지(180P)는 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(106)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있다.
액츄에이터(106)의 주위를 둘러싸도록 이형 O링(614)이 측벽(194b)에 장착된다. 회로 측벽(194b)에는 회로 기판(610)을 잉크 용기(194)에 접합하기 위한 코킹부(616)가 복수 형성되어 있다. 코킹부(616)에 의하여 회로 기판(610)을 잉크 용기(194)에 접합하고, 이형 O링(614)을 회로 기판(610)에 누름으로써, 액츄에이터(106)의 진동 영역이 잉크와 접촉할 수 있도록 하면서, 잉크 카트리지의 외부와 내부를 액밀하게 유지한다.
반도체 기억 수단(7) 및 반도체 기억 수단(7) 부근에는 단자(612)가 형성되어 있다. 단자(612)는 반도체 기억 수단(7)과 잉크젯 기억 장치 등이 외부 간의 신호의 송수신을 한다. 반도체 기억 수단(7)은 예를 들면 EEPROM 등의 개서 가능한 반도체 메모리로 구성되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(l06)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있으므로, 액츄에이터(106) 및 반도체 기억 수단(7)을 잉크 카트리지(180P)에 설치할 때에 1회의 설치 공정으로 된다. 또 잉크 카트리지(180P)의 제조시 및 리사이클시의 작업 공정이 간소화된다. 또한 부품의 점수가 삭감되므로, 잉크 카트리지(180P)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
액츄에이터(106)는 용기(194) 내의 잉크의 소비 상태를 검지한다. 반도체 기억 수단(7)은 액츄에이터(106)가 검출된 잉크 잔량 등 잉크의 정보를 저장한다. 즉 반도체 기억 수단(7)은 검출할 때에 이용되는 잉크(112) 및 잉크 카트리지의 특성 등의 특성 파라미터에 관한 정보를 저장한다. 반도체 기억 수단(7)은 미리 용기(194) 내의 잉크가 풀시, 즉 잉크가 용기(194) 내에 충만할 때, 또는 엔드시, 즉 용기(194) 내의 잉크가 소비되었을 때의 공진 주파수를 특성 파라미터의 1개로서 저장한다. 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는 잉크 카트리지가 처음으로 잉크젯 기록 장치에 장착되었을 때에 저장되어도 좋다. 또 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는 용기(194)의 제조 중에 저장되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)에 미리 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드시의 공진 주파수를 저장하고, 잉크젯 기록 장치측에서 공진 주파수의 데이터를 판독함으로써 잉크 잔량을 검출할 때의 편차를 보정할 수 있으므로, 잉크 잔량이 기준치까지 감소한 것을 정확하게 검출할 수 있다.
도87은 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 의한 잉크 카트리지(180Q)는 복수의 격벽(212p, 212q, 212r)을 갖는다. 격벽(212p, 212q, 212r)은 용기(194) 내를 통기측 잉크 수용실(213a) 및 검출측 소 잉크 수용실(213p, 213q, 213r)로 나눈다.
또한 격벽(212p)은 제1격벽이고, 격벽(212q, 212r)은 제2격벽이다. 각 검출측 소 잉크 수용실(213p, 213q, 213r)에는 각각 다공질 부재(1005p, 1005q, 1005r)가 배치된다. 또 각 격벽(212p, 212q, 212r)은 거의 동일한 간격으로 정상벽(194c)으로부터 바닥벽(2a)을 향하여 연재하고 있다. 한편, 각 격벽(212p, 212q, 212r)은 길이가 다르다. 격벽(212p, 212q, 212r)의 길이는 거의 격벽(212p, 212q, 212r)의 순으로 길게 되도록 형성하고 있다. 따라서 각 격벽(212p, 212q, 212r)은 서로 동일한 간격으로 배치되지만, 각 검출측 소 잉크 수용실은 그 용적이 다르다.
또 각 격벽(212p, 212q, 212r)의 길이가 통기공(128)으로부터 멀어짐에 따라서 길어지고 있기 때문에, 검출측 소 잉크 수용실중, 통기공(128)으로부터 가장 먼 검출측 소 잉크 수용실(213r) 내에 기체가 가장 침입하기 어렵다. 따라서 검출측 소 잉크 수용실(213p, 213q, 213r)에 배치되는 액츄에이터(106p, 106q, 106r) 중, 액츄에이터(106r)가 잉크의 유무를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
도88은 액츄에이터(106)를 이용한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치의 헤드부 주변의 일부의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는 도72의 잉크 카트리지(180A)를 사용한다. 그러나 도73 내지 도84의 실시예에 의한 어느 잉크 카트F리지를 사용해도 좋다. 또한 다른 형태의 잉크 카트리지를 사용하는 것도 상관 없다. 복수의 잉크 카트리지(180A)는 각각의 잉크 카트리지(180A)에 대응한 복수의 잉크 도입부(182)를 갖는 잉크젯 기록 장치에 장착된다. 복수의 잉크 카트리지(180A)는, 각각 다른 종류, 예를 들면 색의 잉크를 수용한다. 복수의 잉크 카트리지(180A)의 각각의 정상벽에는 액츄에이터(106), 격벽(212a) 및 다공질 부재(1005b)가 배치되어 있다.
도89는 잉크젯 기록 장치의 헤드부 주변 상세를 나타낸다. 본 실시예에서는 도72의 잉크 카트리지(180A)를 사용한다. 그러나 도73 내지 도84의 어느 잉크 카트리지를 사용해도 좋다. 또한 다른 형태의 잉크 카트리지를 사용하는 것은 상관 없다. 잉크젯 기록 장치는 잉크 도입부(182), 홀더(184), 헤드 플레이트(186) 및 노즐 플레이트(188)를 갖는다. 잉크를 분사하는 노즐(190)이 노즐 플레이트(188)에 복수 형성되어 있다. 잉크 도입부(182)는 공기 공급구(181)와 잉크 도입구(183)를 갖는다. 공기 공급구(181)는 잉크 카트리지(180A)에 공기를 공급한다. 잉크 도입구(183)는 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크를 도입한다. 잉크 카트리지(180A)는 공기 도입구(185)와 잉크 공급구(187)를 갖는다. 공기 도입구(185)는 잉크 도입부(182)의 공기 공급구(181)로부터 공기를 도입한다. 잉크 공급구(187)는 잉크 도입부(182)의 잉크 도입구(183)에 잉크를 공급한다. 잉크 카트리지(180A)가 잉크 도입부(182)로부터 공기를 도입함으로써, 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크 도입부(182)에로의 잉크의 공급을 촉진한다. 홀더(184)는 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크 도입부(182)를 통해서 공급된 잉크를 헤드 플레이트(186)에 연통한다. 잉크는 잉크 카트리지(180A)로부터 잉크 도입부(182)를 통해서 헤드에 공급되고, 노즐로부터 기록 매체에 토출된다. 이에 의해서 잉크젯 기록 장치는 기록 매체에 인자한다.
도90은 본 발명이 적용되는 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 1 실시예의 단면도다. 도90의 잉크 카트리지는 상기에 설명하는 방법 중의, 탄성파의 반사파를 수신하여 액체 용기 내의 액면의 위치나 액체의 유무를 검출하는 방법에 의거하고 있다. 탄성파를 발생하고 또 수신하는 수단으로서 탄성파 발생 수단(3)을 이용한다. 잉크를 수용하는 용기(1)에는 기록 장치의 잉크 공급침에 접합하는 잉크 공급구(2)가 설치되어 있다. 용기(1)의 저면(1a)의 외측에는 탄성파 발생 수단(3)이 용기를 통해서 내부의 잉크에 탄성파를 전달할 수 있도록 설치되어 있다. 잉크(K)가 거의 소비된 단계, 즉 잉크 니어 엔드가 된 시점에서, 탄성파의 전달이 잉크로부터 기체로 변경하도록 탄성파 발생 수단(3)은 잉크 공급구(2)보다도 약간 위쪽의 위치에 설치되어 있다. 또한 수신 수단을 별도로 설치하여, 탄성파 발생 수단(3)을 단순히 발생 수단으로서 이용해도 좋다.
잉크 공급구(2)에는 패킹(4) 및 밸브(6)가 설치되어 있다. 도91에 나타내는바와 같이 패킹(4)은 기록 헤드(31)에 연통하는 잉크 공급침(32)과 액밀하게 맞걸린다. 밸브(6)는 용수철(5)에 의하여 패킹(4)에 대하여 상시 탄접되고 있다. 잉크 공급침(32)이 삽입되면, 밸브(6)는 잉크 공급침(32)에 눌러져 잉크 유로를 개방하고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크 공급구(2) 및 잉크 공급침(32)을 통해서 기록 헤드(31)에 공급된다. 용기(1)의 상벽 위에는 잉크 카트리지 내의 잉크에 관한 정보를 저장한 반도체 기억 수단(7)이 장착되어 있다.
또 용기(1)의 내부에는 다공질 부재(1050)가 설치되어 있다. 다공질 부재(1050)와 탄성파 발생 수단(3) 간에는 잉크층(1060)이 생기도록 갭이 설치된다. 용기(1)의 내부에 다공질 부재(1050)를 설치함으로써, 기록 헤드의 주사와 함께 잉크 카트리지가 이동하는 경우에, 용기(1) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지할 수 있다. 따라서 잉크의 기포나 잉크의 물결이 탄성파 발생 수단(3)의 주변에 잘 발생하지 않기 때문에, 탄성파 발생 수단(3)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
또 용기(1) 내의 잉크가 소비되고, 잉크의 액면이 잉크층(1060)에 달할 때에, 다공질 부재(1050)가 잉크층(1060)에 존재하는 잉크까지를 흡인하는 일이 없도록, 다공질 부재(1050)의 구멍 지름을 설정한다. 즉 다공질 부재(1050)에 작용하는 모세관력이 용기(1) 내의 잉크를 유지할 수 있을 만큼의 모세관력보다 작게 설계한다. 이에 의해서 용기(1) 내의 잉크가 잉크 니어 엔드시에는 잉크의 자중에 의하여 다공질 부재(1050)에는 잉크가 거의 잔존하지 않고, 잉크층(1060)에 잔존하도록 한다.
용기(1)에는 잉크의 액면의 위쪽에 용기(1)의 외부에 통기공(도시하지 않음)이 있다. 통기공에 의하여 용기(1) 내에 공기가 도입되고, 잉크의 소비에 따라서 잉크가 자중에 의하여 잉크의 액면의 아래쪽을 향하여 하강한다. 이에 의해서 잔존하는 잉크는 잉크층(1060)에 모인다.
용기(1) 내에 다공질 부재(1050)가 설치되어 있기 때문에, 잉크층(1060)의 폭이 작아지면 탄성파 발생 수단(3)은 잉크량을 잉크 엔드의 부근에서밖에 검출할 수 없다. 그러나 용기(1) 내에 다공질 부재(1050)가 설치되어 있음으로써, 잉크가 물결치지 않는다. 따라서 용기(1) 내의 잉크의 액면이 다공질 부재(1050)의 하단에 도달하고, 잉크의 액면이 잉크층(1060) 사이에 존재하는 경우에는 탄성파 발생 수단(3)은 잉크의 액면을 정확하게 검출할 수 있다.
또 다공질 부재(1050)와 탄성파 발생 수단(3)과의 갭의 폭은 한정하지 않는다. 잉크의 기포 발생을 가능한 한 억제하기 위해서는 다공질 부재(1050)를 용기(1)의 아래쪽에 설치함으로써, 잉크층(1060)의 폭을 작게 한다. 잉크층(1060)의 폭이 작아지면, 탄성파 발생 수단(3)은 잉크량을 잉크 엔드의 부근에서밖에 검출할 수 없지만, 용기(1) 내에서 잉크가 물결치지 않는다. 따라서 탄성파 발생 수단(3)은 잉크 엔드의 부근에서의 잉크의 양이나 잉크의 유무를 정확하게 검출할 수 있다. 따라서 다공질 부재(1050)와 탄성파 발생 수단(3)과의 갭의 폭은 한정하지 않지만, 다공질 부재(1050)는 탄성파 발생 수단(3)의 부근에 배치되는 것이 바람직하다.
또 잉크의 기포가 발생한다고 해도, 잉크의 기포는 다공질 부재(1050)에 흡수되기 때문에, 탄성파 발생 수단(3)의 주변에 머물지 않는다. 이에 의해서 탄성파 발생 수단(3)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
도91은 도90에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 주요부의 실시예를 나타내는 단면도다. 기록용지의 폭 방향으로 왕복운동 가능한 캐리지(30)는 서브 탱크 유닛(33)을 구비하고 있고, 기록 헤드(31)가 서브 탱크 유닛(33)의 하측면에 설치되어 있다. 또 잉크 공급침(32)은 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 카트리지 탑재면측에 설치되어 있다.
기록 장치의 동작 기간 중에는 미리 설정된 검출의 타이밍, 예를 들면 일정 주기로 탄성파 발생 수단(3)에 구동 신호가 공급된다. 탄성파 발생 수단(3)에 의하여 발생된 탄성파는 용기(1)의 저면(1a)을 전파하여 잉크에 전달되고, 잉크를 전파한다.
탄성파 발생 수단(3)을 용기(1)에 접착함으로써, 용기(1)의 성형시의 액면 검출용의 전극의 매입이 불필요하게 되므로, 사출 성형 공정이 간소화되고, 전극 매입 영역에서의 액 누출이 없어지고, 잉크 카트리지의 신뢰성을 향상할 수 있다.
또 용기(1)의 내부에 다공질 부재(1050)를 설치한다. 다공질 부재(1050)를 설치함으로써, 기록 헤드의 주사와 함께 잉크 카트리지가 이동하는 경우에, 용기(1) 내의 잉크가 물결침이나 기포 발생을 방지할 수 있다. 따라서 잉크의 기포나 잉크의 물결이 탄성파 발생 수단(3)의 주변에 잘 발생하지 않기 때문에, 탄성파 발생 수단(3)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
도92는 서브 탱크 유닛(33)의 상세를 나타내는 단면도다. 서브 탱크유닛(33)은 잉크 공급침(32), 잉크실(34), 막 밸브(36) 및 필터(37)를 갖는다. 잉크실(34) 내에는 잉크 카트리지로부터 잉크 공급침(32)을 통해서 공급되는 잉크가 수용된다. 막 밸브(36)는 잉크실(34)과 잉크 공급로(35) 간의 압력차에 의하여 개폐하도록 설계되고 있다. 잉크 공급로(35)는 기록 헤드(31)에 연통하고 있고, 잉크가 기록 헤드(31)까지 공급되는 구조가 되어 있다.
도91에 나타내는 바와 같이 용기(1)의 잉크 공급구(2)를 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 공급침(32)에 삽통하면, 밸브(6)가 용수철(5)에 저항하여 후퇴하고, 잉크 유로가 형성되고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크실(34)에 유입한다. 잉크실(34)에 잉크가 충전된 단계에서, 기록 헤드(31)의 노즐 개구에 부압을 작용시켜 기록 헤드(31)에 잉크를 충전한 후, 기록 동작을 실행한다.
기록 동작에 의하여 기록 헤드(31)에서 잉크가 소비되면, 막 밸브(36)의 하류측의 압력이 저하되므로, 도92에 나타내는 바와 같이 막 밸브(36)가 밸브(38)로부터 떨어져 개방한다. 막 밸브(36)가 열림으로써, 잉크 수용실(34)의 잉크는 잉크 공급로(35)를 통해서 기록 헤드(31)에 흘러든다. 기록 헤드(31)에로의 잉크의 유입에 동반하여, 용기(1)의 잉크는 잉크 공급침(32)을 통해서 서브 탱크 유닛(33)에 유입한다.
도91및 도92의 실시예에 의하면, 서브 탱크 유닛(33) 내에도 탄성파 발생 수단(3) 및 다공질 부재(1050)를 배치하고 있다. 다공질 부재(1050)는 탄성파 발생 수단(3)의 부근에 배치된다. 탄성파 발생 수단(3) 및 다공질 부재(1050) 간에는 잉크층(1060)이 생기도록 갭이 설치되어 있다.
탄성파 발생 수단(3)은 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 양 또는 잉크의 유무를 검출한다.
본 실시예의 경우, 서브 탱크 유닛(33) 내에 다공질 부재(1050)가 설치되어 있기 때문에, 잉크층(1060)의 폭이 작아지면 탄성파 발생 수단(3)은 잉크량을 잉크 엔드의 부근에서밖에 검출할 수 없다. 그러나 서브 탱크 유닛(33) 내에 다공질 부재(1050)가 설치되어 있음으로써, 잉크가 물결치지 않는다. 따라서 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 액면이 다공질 부재(1050)의 하단에 도달하고, 잉크의 액면이 잉크층(1060) 사이에 존재하는 경우에는 탄성파 발생 수단(3)은 잉크의 액면을 정확하게 검출할 수 있다. 또 탄성파 발생 수단(3)이 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 양이나 잉크의 유무를 잘못 검출하는 일이 없다.
또 탄성파 발생 수단(3)이 서브 탱크 유닛(33) 내에 배치되어 있으므로, 잉크 카트리지 내의 잉크가 없어진 경우에도, 탄성파 발생 수단(3)은 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 양이나 잉크의 유무를 검출할 수 있다. 이에 의해서 또한 인자를 속행할지의 여부를 판단할 수 있다.
도91에 나타내는 실시예에서는 잉크 카트리지의 용기(1) 내에 탄성파 발생 수단(3) 및 다공질 부재(1050)를 배치하고 있다. 또 도91및 도92에 나타내는 바와 같이 서브 탱크 유닛(33) 내에도 탄성파 발생 수단(3) 및 다공질 부재(1050)를 배치하고 있다. 따라서 도91의 잉크 카트리지 및 도92의 서브 탱크 유닛(33)의 양측에 탄성파 발생 수단(3) 및 다공질 부재(1050)를 배치하고 있다. 그러나 도91의 잉크 카트리지 및 도4의 서브 탱크 유닛(33)의 한쪽만 탄성파 발생 수단(3) 및 다공질 부재(1050)를 배치해도 좋다.
도93에 나타낸 실시예에 의하면, 용기(1) 내의 잉크가 소비되어 잉크 흡수체(74, 75)가 잉크로부터 노출하면, 다공질 부재로 되는 잉크 흡수체(74, 75)의 잉크가 자중에 의하여 흘러나가 기록 헤드(31)에 잉크를 공급한다. 잉크가 다 소비되면, 잉크 흡수체(74, 75)는 관통공(1c)에 잔존하고 있는 잉크를 빨아 올리므로, 관통공(1c)의 오목부로부터 잉크가 배출된다.
이 때문에, 잉크 엔드시에서 탄성파 발생 수단(70)이 발생된 탄성파의 반사파 상태가 변화하므로, 잉크 엔드를 또한 확실하게 검출할 수 있다. 또한 잉크 흡수체(74, 75)에 작용하는 모세관력이 용기(1) 내의 잉크를 유지할 수 있을 만큼의 모세관력과 동일하거나 또는 보다 크게 설계한다. 이에 의해서 다공질 부재로 되는 잉크 흡수체(74, 75)는 관통공(1c)에 잔존하고 있는 잉크를 흡수한다.
도94는 탄성파 발생 수단(3, 15, 16, 17)의 제조 방법을 나타낸다. 고정기판(20)은 소성 가능한 세라믹 등의 재료로 형성된다. 먼저 도94a에 나타내는 바와 같이 고정기판(20)의 상면에 한쪽의 전극이 되는 도전 재료층(21)을 형성한다. 다음에 도94b에 나타내는 바와 같이 도전 재료층(21)의 상면에 압전 재료인 그린 시트(22)를 겹친다. 다음에 도94c에 나타내는 바와 같이 프레스 등에 의하여 소정의 형상으로 그린 시트(22)를 진동자의 형상으로 성형하고, 자연 건조시킨 후, 소성온도, 예를 들면 1200℃에서 소성한다. 다음에 도94d에 나타내는 바와 같이 다른 쪽의 전극이 되는 도전 재료층(23)을 그린 시트(22)의 상면에 형성하여, 굽힘 진동 가능하게 분극한다. 마지막으로 도94e에 나타내는 바와 같이 고정기판(20)을각 소자마다 절단한다. 고정기판(20)을 접착제 등에 의하여 용기(1)의 소정의 면에 고정함으로써, 탄성파 발생 수단(3)이 용기(1)의 소정의 면에 고정되어, 잔량 검출 기능 부착 잉크 카트리지가 완성된다.
도95는 도94에 나타낸 탄성파 발생 수단(3)의 다른 실시예를 나타낸다. 도6의 실시예에서는 도전재료층(21)을 접속 전극으로서 사용하고 있다. 한편, 도95의 실시예에서는 그린 시트(22)로 구성된 압전재료층의 상면보다도 위쪽의 위치에, 납땜 등에 의하여 접속 단자(21a, 23a)를 형성한다. 접속 단자(21a, 23a)에 의해서, 탄성파 발생 수단(3)의 회로 기판에로의 직접적인 실장이 가능해지고, 리드선의 인출이 불필요해진다.
그런데 탄성파는 기체, 액체 및 고체를 매체로서 전파할 수 있는 파동의 일종이다. 따라서 매체의 변화에 따라 탄성파의 파장, 진폭, 위상, 진동수, 전파 방향이나 전파 속도 등이 변화한다. 한편, 탄성파의 반사파도 매체의 변화에 따라 그 파동 상태나 특성이 다르다. 따라서 탄성파가 전파되는 매체의 변화에 의하여 변화하는 반사파를 이용함으로써, 그 매체 상태를 아는 것이 가능해진다. 이 방법으로 액체 용기 내의 액체 상태를 검출하는 경우에는, 예를 들면 탄성파 송수신기를 사용한다. 도90, 도91의 형태를 예로 설명하면 송수신기는 처음에는 매체, 예를 들면 액체 또는 액체 용기에 탄성파를 주고, 그 탄성파는 매체 중을 전파하여 액체의 상면에 달한다. 액체의 상면에서는 액체와 기체와의 경계를 가지기 때문에, 반사파를 송수신기에 되돌린다. 송수신기는 반사파를 수신하고, 그 반사파의 왕래 시간이나 송신기가 발생된 탄성파와 액체의 상면이 반사한 반사파와의 진폭의 감쇠율 등으로부터 송신기 또는 수신기와 액체의 상면과의 거리를 측정할 수 있다. 이것을 이용하여 액체 용기 내의 액체 상태를 검출할 수 있다. 탄성파 발생 수단(3)은 단일체로서 탄성파가 전파되는 매체의 변화에 의한 반사파를 이용하는 방법의 송수신기로서 사용해도 좋고, 별도로 전용의 수신기를 장착해도 좋다.
상기한 바와 같이 탄성파 발생 수단(3)에 의하여 발생되어 잉크액 중을 전파하는 탄성파는 잉크액의 밀도나 액면 레벨에 의하여 잉크액 상면에서 발생하는 반사파의 탄성파 발생 수단(3)에로의 도래 시간이 변화한다. 따라서 잉크의 조성이 일정한 경우에는 잉크액 상면에서 발생하는 반사파의 도래 시간이 잉크의 양에 좌우된다. 따라서 탄성파 발생 수단(3)이 탄성파를 발생하고서 잉크 상면에서의 반사파가 탄성파 발생 수단(3)에 도달할 때까지의 시간을 검출함으로써, 잉크량을 검출할 수 있다. 또 탄성파는 잉크에 포함되어 있는 입자를 진동시키므로, 착색제로서 안료를 사용한 안료계의 잉크의 경우에는 안료 등의 침전을 방지하는데 기여한다.
탄성파 발생 수단(3)을 용기(1)에 설치함으로써, 인쇄 동작이나 메인터넌스 동작에 의하여 잉크 카트리지의 잉크가 잉크 엔드 근처까지 감소하여, 탄성파 발생 수단(3)에 의하여 반사파가 수신할 수 없게 된 경우에는 잉크 니어 엔드로 판정하여 잉크 카트리지의 교환을 촉진할 수 있다.
도96은 본 발명의 잉크 카트리지의 다른 실시예를 나타낸다. 상하 방향으로 간격을 설치하여, 복수의 탄성파 발생 수단(41∼44)이 용기(1)의 측벽 상에 설치되어 있다. 도96의 잉크 카트리지는 탄성파 발생 수단(41∼44)의 각각의 위치에 잉크가 존재할지의 여부에 의해서, 각각의 탄성파 발생 수단(41∼44)의 장착 위치의 레벨의 잉크의 유무를 검출할 수 있다. 예를 들면 잉크의 수위가 탄성파 발생 수단(44와 43) 사이의 레벨일 때, 탄성파 발생 수단(44)은 잉크가 없다고 검출하고, 탄성파 발생 수단(41, 42, 43)은 잉크가 있다고 검출하므로, 잉크의 수위가 탄성파 발생 수단(44와 43) 사이의 레벨인 것을 알 수 있다. 따라서 복수의 탄성파 발생 수단(41∼44)을 설치함으로써, 잉크 잔량을 단계적으로 검출할 수 있다.
도97 및 도98은 각각 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도97에 나타낸 실시예에서는 상하 방향으로 비스듬하게 형성된 저면(1a)에, 탄성파 발생 수단(65)이 장착된다. 또 도98에 나타낸 실시예에서는 수직 방향으로 길게 연재하는 탄성파 발생 수단(66)이 측벽(1b)의 저면 근방에 설치되어 있다.
도97 및 도98의 실시예에 의하면, 잉크가 소비되고, 탄성파 발생 수단(65, 66)의 일부가 액면으로부터 노출하게 되면, 탄성파 발생 수단(65, 66)이 발생한 탄성파의 반사파의 도래 시간 및 음향 임피던스가 액면의 변화(Δh1, Δh2)에 대응하여 연속적으로 변화한다. 따라서 탄성파의 반사파의 도래 시간 또는 음향 임피던스의 변화의 정도를 검출함으로써, 잉크 잔량의 잉크 니어 엔드 상태로부터 잉크 엔드까지의 과정을 정확하게 검출할 수 있다.
또한 용기(1) 내에는 다공질 부재(1050)가 배치되어 있다. 다공질 부재(1050)는 용기(1) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지한다. 이에 의해서 탄성파 발생 수단(65, 66)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지한다.
도97의 실시예에서는 다공질 부재(1050)는 잉크의 액면의 아래쪽에 있는 하측면(1055)이 탄성파 발생 수단(65)의 경사와 평행이 되도록 배치되어 있다. 하측면(1055)과 탄성파 발생 수단(65) 간에는 갭이 있다. 하측면(1055)과 탄성파 발생 수단(65) 간의 갭에는 잉크층(1060)이 존재한다. 따라서 도90의 실시예와 마찬가지로, 용기(1) 내의 잉크의 액면이 다공질 부재(1050)의 하단에 도달하고, 잉크의 액면이 잉크층(1060) 사이에 존재하는 경우에는 탄성파 발생 수단(3)은 잉크의 액면을 정확하게 검출할 수 있다.
도98의 실시예에서는 다공질 부재(도시하지 않음)의 1측면은 측벽(1b)에 배치되는 탄성파 발생 수단(66)과 평행이 되도록 배치되어 있다. 다공질 부재의 1측면과 측벽(1b) 간에는 갭이 있다. 본 실시예의 경우, 용기(1) 내에 잉크가 충만하여 다공질 부재의 1측면과 측벽(1b)과의 갭에 잉크가 충만되어 있는 경우에는 탄성파 발생 수단(66)으로부터 발생한 탄성파에 대한 반사파는 변화하지 않는다. 한편, 용기(1) 내의 잉크가 소비되고, 다공질 부재의 1측면과 측벽(1b)과의 갭에 공극이 발생함에 따라서 탄성파 발생 수단(66)으로부터 발생한 탄성파에 대한 반사파는 서서히 변화한다. 따라서 탄성파 발생 수단(66)은 잉크의 액면이 탄성파 발생 수단(66)의 길이Δh2의 범위 내에 있을 때의 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다. 또한 탄성파 발생 수단(66)의 길이는 한정하지 않는다.
또한 상술의 실시예에서는 굽힘 진동형의 압전 진동자를 사용함으로써 카트리지의 대형화를 억제하고 있지만, 종진동형의 압전 진동자를 사용하는 것도 가능하다. 또한 상술의 실시예에서는 동일한 탄성파 발생 수단에 의하여 탄성파를 송수파한다. 다른 실시예로서, 송파용과 수파용이 다른 탄성파 발생 수단을 이용하여, 잉크 잔량을 검출해도 좋다.
도99는 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 상하 방향으로 비스듬하게 형성된 저면(1a)에 상하 방향으로 간격을 설치하여, 복수의 탄성파발생 수단(65a, 65b, 65c)이 용기(1)에 설치되어 있다. 용기(1)의 내부에는 다공질 부재(1050)가 설치되어 있다. 다공질 부재(1050)와 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c) 간에는 잉크층(1060)이 생기도록 갭이 설치된다. 용기(1)의 내부에 다공질 부재(1050)를 설치함으로써, 기록 헤드의 주사와 함께 잉크 카트리지가 이동하는 경우에, 용기(1) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지할 수 있다. 따라서 잉크의 기포가 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)의 주변에 잘 발생하지 않는다. 또 잉크의 기포가 발생한다고 해도, 잉크의 기포는 다공질 부재(1050)에 흡수되기 때문에, 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)의 주변에 머물지 않는다. 이에 의해서 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
잉크층(1060)의 폭은 도97의 실시예와 마찬가지로 한정하지 않는다.
본 실시예에 의하면, 복수의 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)의 각각의 위치에 잉크가 존재할지의 여부에 의해서, 각각의 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)의 장착 위치의 레벨의, 각각의 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)에로의 탄성파의 반사파의 도래 시간이 다르다. 따라서 각 탄성파 발생 수단(65)을 주사하여, 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)의 탄성파의 반사파의 도래 시간을 검출함으로써, 각각의 탄성파 발생 수단(65a, 65b, 65c)의 장착 위치의 레벨의 잉크의 유무를 검출할 수 있다. 따라서 잉크 잔량을 단계적으로 검출할 수 있다. 예를 들면 잉크액면이 탄성파 발생 수단(65b)과 탄성파 발생 수단(65c) 간의 레벨일 때, 탄성파 발생 수단(65c)은 잉크 없음을 검출하고, 한편 탄성파 발생 수단(65b, 65a)은 잉크 있음으로 검출한다. 이들 결과글 종합 평가함으로써, 잉크액면이 탄성파 발생 수단(65b)과 탄성파 발생 수단(65c) 간에 위치하고 있는 것을 알 수 있다.
도100은 본 발명의 잉크젯 기록 장치의 실시예의 단면을 나타낸다. 도100은 잉크젯 기록 장치만의 단면을 나타낸다. 도101은 잉크젯 기록 장치에 잉크 카트리지(272)가 장착되었을 때의 단면을 나타낸다. 잉크젯 기록용지의 폭 방향으로 왕복운동 가능한 캐리지(250)는 하측면에 기록 헤드(252)를 갖는다. 캐리지(250)는 기록 헤드(252)의 상면에 서브 탱크 유닛(256)을 갖는다. 서브 탱크 유닛(256)은 도92에 나타낸 서브 탱크 유닛(33)과 마찬가지의 구성을 갖는다. 서브 탱크 유닛(256)은 잉크 카트리지(272)의 탑재면측에 잉크 공급침(254)을 갖는다. 캐리지(250)는 잉크 카트리지(272)를 탑재하는 영역에, 잉크 카트리지(272)의 저부에 대향하도록 볼록부(258)를 갖는다. 볼록부(258)는 압전 진동자 등의 탄성파 발생 수단(260)을 갖는다.
도102는 도100에 나타낸 기록 장치에 적절한 잉크 카트리지의 실시예를 나타낸다.
도102는 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 실시예를 나타낸다. 본 실시예의 잉크 카트리지(272)는 잉크를 수용하는 용기(274)와, 기록 장치의 잉크 공급침(254)에 접합하는 잉크 공급구(276)를 갖는다. 용기(274)는 저면(274a)에, 도101에 도시된 볼록부(258)와 맞걸리는 오목부(278)를 갖는다. 오목부(278)는 초음파 전달재, 예를 들면 겔화재(280)를 수용한다.
잉크 공급구(276)는 패킹(282), 밸브(286) 및 용수철(284)을 갖는다.패킹(282)은 잉크 공급침(254)과 액밀하게 맞걸린다. 밸브(286)는 용수철(284)에 의하여 패킹(282)에 상시 탄접된다. 잉크 공급침(254)이 잉크 공급구(276)에 삽입되면, 밸브(286)가 잉크 공급침(254)에 눌러져 잉크 유로를 개방한다. 용기(274)의 상부에는 잉크 카트리지(272)의 잉크 등에 관한 정보를 저장한 반도체 기억 수단(288)이 장착되어 있다.
용기(274)의 내부에는 다공질 부재(1050)가 설치되어 있다. 다공질 부재(1050)와 겔화재(280) 간에는 잉크층(1060)이 생기도록 갭이 설치된다. 용기(274)의 내부에 다공질 부재(1050)를 설치함으로써, 용기(274) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지할 수 있다. 따라서 도90과 마찬가지로, 탄성파 발생 수단(260)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예의 경우도 도90과 마찬가지로 용기(1) 내의 잉크의 액면이 다공질 부재(1050)의 하단에 도달하고, 잉크의 액면이 잉크층(1060) 사이에 존재하는 경우에는 탄성파 발생 수단(3)은 잉크의 액면을 정확하게 검출할 수 있다. 용기(274) 내의 잉크의 액면이 다공질 부재(1050)의 하단에 도달하고, 잉크의 액면이 잉크층(1060) 사이에 존재하는 경우에는 탄성파 발생 수단(3)은 잉크의 액면을 검출할 수 있다. 다공질 부재(1050)와 탄성파 발생 수단(3)과의 갭의 폭은 한정하지 않는다. 그러나 다공질 부재(1050)는 탄성파 발생 수단(3)의 부근에 배치되는 것이 바람직하다.
도101에 나타내는 바와 같이 잉크 카트리지(272)의 잉크 공급구(276)를 서브 탱크 유닛(256)의 잉크 공급침(254)에 삽통하면, 밸브(286)가 용수철(284)에 저항하여 후퇴하여 잉크 유로가 형성되므로, 잉크 카트리지(272) 내의 잉크가 잉크실(262)에 유입한다. 잉크실(262)에 잉크가 충전된 단계에서, 기록 헤드(252)의 노즐 개구에 부압을 작용시켜 기록 헤드(252)에 잉크를 충전한 후, 기록 동작을 실행한다. 기록 동작에 의하여 기록 헤드(252)에서 잉크가 소비되면, 막 밸브(266)의 하류측의 압력이 저하하므로, 막 밸브(266)가 밸브(270)로부터 떨어져 개방한다. 막 밸브(266)의 개방에 의하여 잉크실(262)의 잉크가 기록 헤드(252)에 흘러든다. 기록 헤드(252)에로의 잉크의 유입에 동반하여 잉크 카트리지(272)의 잉크가 서브 탱크 유닛(256)에 유입한다.
기록 장치의 동작 기간 중에는 미리 설정된 검출의 타이밍, 예를 들면, 일정 주기로 탄성파 발생 수단(260)에 구동 신호가 공급된다. 탄성파 발생 수단(260)에 의하여 발생된 탄성파는 볼록부(258)로부터 방사되고, 잉크 카트리지(272)의 저면(274a)의 겔화재(280)를 전파하여 잉크 카트리지(272) 내의 잉크에 전달된다. 도101에서는 캐리지(250)에 탄성파 발생 수단(260)을 설치했지만, 탄성파 발생 수단(260)을 서브 탱크 유닛(256) 내에 설치해도 좋다.
탄성파 발생 수단(260)이 발생된 탄성파는 잉크액 중을 전파하므로, 잉크액의 밀도나 잉크의 액면 레벨에 의해서, 액면에서 반사된 반사파가 탄성파 발생 수단(260)으로 도래하는 시간이 변화한다. 따라서 잉크의 조성이 일정한 경우에는 액 상면에서 발생하는 반사파의 도래 시간이 잉크량에만 좌우된다. 따라서 탄성파 발생 수단(260)의 여기 후의 잉크액 상면에서의 반사파가 탄성파 발생 수단(260)에 도달할 때까지의 시간을 검출함으로써, 잉크 카트리지(272) 내의 잉크량을 검출할수 있다. 또 탄성파 발생 수단(260)이 발생하는 탄성파는 잉크에 포함되어 있는 입자를 진동시키므로, 안료 등의 침전을 방지한다.
인쇄 동작이나 메인터넌스 동작에 의하여 잉크 카트리지(272) 내의 잉크가 잉크 엔드 근처까지 감소하여, 탄성파 발생 수단(260)에 의한 탄성파 발생 후의 잉크액 상면에서의 반사파가 수신할 수 없게 된 경우에는 잉크 니어 엔드로 판정하여 잉크 카트리지(272)의 교환을 촉진할 수 있다. 또한 잉크 카트리지(272)가 규정대로 캐리지(250)에 장착되어 있지 않은 경우에는 탄성파 발생 수단(260)에 의한 탄성파의 전파형태가 극단으로 변화한다.
이것을 이용하여, 탄성파의 극단적인 변화를 검지한 경우에는 경보를 발하여, 유저에 잉크 카트리지(272)의 점검을 재촉할 수도 있다.
탄성파 발생 수단(260)이 발생한 탄성파의 반사파의 탄성파 발생 수단(260)에로의 도래 시간은 용기(274)에 수용되어 있는 잉크의 밀도에 의하여 영향을 받는다. 잉크의 종류에 따라서 잉크의 밀도가 각각 다른 경우가 있으므로, 잉크 카트리지(272) 내에 수용되어 있는 잉크의 종류에 관한 데이터를 반도체 기억 수단(288)에 저장하고, 그것에 따른 검출 시퀀스를 실행함으로써 잉크 잔량을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
도103은 본 발명의 잉크 카트리지(272)의 다른 실시예를 나타낸다. 도103에 나타낸 잉크 카트리지(272)는 저면(274a)이 상하 방향으로 비스듬하게 형성되어 있다. 도103의 잉크 카트리지(272)는 잉크 잔량이 적어지고, 탄성파 발생 수단(260)의 탄성파의 조사 영역의 일부가 잉크액면으로부터 노출하면, 탄성파 발생 수단(260)이 발생된 탄성파의 반사파의 탄성파 발생 수단(260)에로의 도래 시간이 잉크액면의 변화(Δh1)에 대응하여 연속적으로 변화한다. Δh1은 겔화재(280)의 양단의 저면(274a)이 높이의 차를 나타낸다. 따라서 반사파의 탄성파 발생 수단(260)에로의 도래 시간을 검출함으로써, 잉크 니어 엔드 상태로부터 잉크 엔드까지의 과정을 정확하게 검출할 수 있다.
또한 용기(274) 내에는 다공질 부재(1050)가 배치되어 있다. 다공질 부재(1050)는 용기(274) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지한다. 이에 의해서 탄성파 발생 수단(260)이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
다공질 부재(1050)는 잉크의 액면의 아래쪽에 있는 하측면(1055)이 용기(274)의 저면의 경사와 평행이 되도록 배치되어 있다. 하측면(1055)과 탄성파 발생 수단(260) 간에는 갭이 있다. 하측면(1055)과 용기(274)의 저면 간의 갭에는 잉크층(1060)이 존재한다.
또 용기(274) 내에 잉크가 충만되고, 잉크층(1060)에 잉크가 충만되어 있는 경우에는 탄성파 발생 수단(260)으로부터 발생한 탄성파에 대한 반사파는 변화하지 않는다. 한편, 용기(274) 내의 잉크가 소비되면, 잉크층(1060)에 잉크 대신에 공극이 발생한다. 이에 따라서 탄성파 발생 수단(260)으로부터 발생한 탄성파에 대한 반사파는 서서히 변화한다. 따라서 탄성파 발생 수단(260)은 잉크 엔드 부근에서의 잉크량을 검출할 수 있다. 잉크층(1060)의 폭은 도97과 마찬가지로 한정하지 않는다.
도104는 본 발명의 잉크 카트리지(272) 및 잉크젯 기록 장치의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도104의 잉크젯 기록 장치는 잉크 카트리지(272)의 잉크 공급구(276)측의 측면(274b)에 볼록부(258')를 갖는다. 볼록부(258')는 탄성파 발생 수단(260')을 포함한다. 볼록부(258')에 맞걸리도록 겔화재(280')가 잉크 카트리지(272)의 측면(274b)에 설치되어 있다. 도104의 잉크 카트리지(272)에 의하면, 잉크 잔량이 적어지고, 탄성파 발생 수단(260')의 탄성파의 조사 영역의 일부가 액면으로부터 노출하면, 탄성파 발생 수단(260')이 발생한 탄성파의 반사파의 탄성파 발생 수단(260')에로의 도래 시간 및 음향 임피던스가 액면의 변화Δh2)에 대응하여 연속적으로 변화한다. Δh2는 겔화재(280') 상단과 하단과의 높이의 차를 표시한다. 따라서 반사파의 탄성파 발생 수단(260')에로의 도래 시간 또는 음향 임피던스의 변화의 정도를 검출함으로써, 잉크의 액면을 정확하게 검출할 수 있다.
본 실시예를 따른 잉크 카트리지는 또한 용기(274) 내에 다공질 부재(1050)가 배치된다. 잉크젯 기록 장치는 용기(274)의 잉크 공급구(276)측의 측면(274b)에, 탄성파 발생 수단(260')을 포함하는 볼록부(258')를 갖는다. 다공질 부재(1050)는 그 측면(1056)이 측면(274b)과 평행이 되도록 배치되어 있다. 측면(1056)과 탄성파 발생 수단(260') 간의 갭에는 잉크층(1060)이 존재한다.
다공질 부재(1050)는 용기(274) 내의 잉크가 물결침 및 기포 발생을 방지한다. 이에 의해서 탄성파 발생 수단(260')이 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
또 용기(274) 내에 잉크가 충만되고, 잉크층(1060)에 잉크가 충만되어 있는 경우에는 탄성파 발생 수단(260')으로부터 발생한 탄성파에 대한 반사파는 변화하지 않는다. 한편, 용기(274) 내의 잉크가 소비되면, 잉크층(1060) 중, 겔화재(280')의 높이 방향의 폭 Δh2에 상당하는 부분에 공극이 발생한다. 이에 따라서 탄성파 발생 수단(260')으로부터 발생한 탄성파에 대한 반사파는 서서히 변화한다. 따라서 탄성파 발생 수단(260')은 높이 방향의 폭(Δh2)에 잉크의 액면이 있는 경우의 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다.
잉크의 액면이 Δh2의 범위 내에 있으면, 탄성파 발생 수단(260')은 잉크의 액면을 검출할 수 있다. 본 실시예에 의한 잉크 카트리지에 의하면, 다공질 부재(1050)의 측면(1056)과 탄성파 발생 수단(260') 간에는 갭이 있으므로, 다공질 부재(1050)가 배치되어 있어도, 탄성파 발생 수단(260')은 Δh2의 범위 내에서 잉크의 액면을 검출할 수 있다. 따라서 Δh2의 폭을 크게 함으로써, 탄성파 발생 수단(260')은 잉크가 충만되어 있을 때의 잉크의 액면으로부터 잉크 니어 엔드시의 잉크의 액면까지를 검출할 수 있다.
또한 상술의 실시예에서는 액면에서의 반사파에 의거하여 잉크 잔량을 검출하는 경우에, 동일한 탄성파 발생 수단(260, 260')에 의하여 탄성파를 송파 및 수파했다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 다른 실시예로서 탄성파의 송파 및 수파에 각각 다른 탄성파 발생 수단(260)을 이용해도 좋다.
도105는 본 발명이 적용되는 단색, 예를 들면 블랙 잉크용의 잉크 카트리지의 1 실시예의 단면도다. 도105의 잉크 카트리지는 액츄에이터(106)를 구비한다. 잉크를 수용하는 용기(1)에는 기록 장치의 잉크 공급침에 접합하는 잉크 공급구(2)가 설치되어 있다. 용기(1)의 저면(1a)의 외측에는 액츄에이터(106)가 용기에 설치된 관통공(1c)을 통해서 내부의 잉크와 접촉할 수 있도록 설치되어 있다. 잉크(K)가 거의 다 소비된 단계, 즉 잉크 니어 엔드가 된 시점에서 액츄에이터(106)의 주변이 잉크로부터 기체로 변경하도록 액츄에이터(106)는 잉크 공급구(2)보다도 약간 위쪽의 위치에 설치되어 있다. 또한 액츄에이터(106)를 단순히 액체를 검출하는 수단으로서 이용해도 좋다.
용기(1) 내에는 또한 다공질 부재(1050)가 배치되어 있다. 다공질 부재(1050)는 용기(1) 내에서 액츄에이터(106)의 부근에 배치된다. 다공질 부재(1050)와 액츄에이터(106) 간에는 관통공(1c)의 깊이만큼의 갭이 설치되어 있다. 용기(1)의 내부에 다공질 부재(1050)를 설치함으로써, 기록 헤드의 주사와 함께 잉크 카트리지가 이동하는 경우에, 용기(1) 내의 잉크가 물결치고, 또는 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 잉크의 기포가 액츄에이터(106)의 주변에 잘 발생하지 않는다. 이에 의해서 액츄에이터(106)에 기포가 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크의 유무를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
또 다공질 부재(1050)와 액츄에이터(106)와의 갭의 폭은 한정하지 않는다. 잉크의 기포 발생을 가능한 한 억제하기 위해서는 다공질 부재(1050)를 용기(1)의 아래쪽에 설치함으로써, 잉크층(1060)의 폭을 작게 한다. 잉크층(1060)의 폭이 작아지면, 액츄에이터(106)는 잉크량을 잉크 엔드의 부근에서밖에 검출할 수 없지만, 용기(1) 내에서 잉크가 물결치지 않는다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크 엔드의 부근에서의 잉크의 양을 정확하게 검출할 수 있다. 따라서 다공질 부재(1050)와 액츄에이터(106)와의 간극의 폭은 한정하지 않지만, 다공질 부재(1050)는 액츄에이터(106)의 부근에 배치되는 것이 바람직하다.
또한 잉크의 액면이 관통공(1c)에 달하기 전에, 다공질 부재(1050)가 관통공(1c)에 존재하는 잉크까지를 흡인하는 일이 없도록, 다공질 부재(1050)의 구멍 지름을 설정한다. 즉 다공질 부재(1050)는 다공질 부재(1050)에 작용하는 모세관력이 용기(1) 내의 잉크를 유지할 수 있을 만큼의 모세관력보다 작게 설계한다. 이에 의해서 용기(1) 내의 잉크가 잉크 니어 엔드시에는 잉크는 잉크의 자중에 의하여 다공질 부재(1050)에는 거이 없고 관통공(1c)에 존재한다.
또 용기(1)에는 잉크의 액면의 위쪽에 용기(1)의 외부에 통기공(도시하지 않음)이 있다. 통기공에 의하여 용기(1) 내에 공기가 도입되고, 잉크의 소비에 따라서 잉크가 자중에 의하여 잉크의 액면의 하측을 향해 하강한다. 이에 의해서 잔존하는 잉크는 관통공(1c)에 모인다.
반대로, 소정의 양의 잉크가 소비되었을 때에, 다공질 부재(1050)가 관통공(1c)에 존재하는 잉크를 흡인하도록 다공질 부재(1050)의 구멍 지름을 설정할 수도 있다. 즉 다공질 부재(1050)에 작용하는 모세관력이 용기(1) 내의 잉크를 유지할 수 있을 만큼의 모세관력보다 동일하거나 또는 그것보다 크게 한다. 이에 의해서 용기(1) 내의 잉크가 소정의 양만큼 소비되었을 때에는 관통공(1c)에 존재하는 잉크는 다공질 부재(1050)에 의하여 흡인된다. 또한 다공질 부재(1050) 중 잉크 공급구(2)의 근방의 부분의 구멍 지름을 다른 부분의 구멍 지름보다 작게 한다. 이에 의해서 다공질 부재(1050) 중 잉크 공급구(2)의 근방의 부분의 모세관력을 다른 부분의 모세관력보다 크게 한다. 이에 의해서 관통공(1c)에 존재하는 잉크는 다공질 부재(1050)에 의하여 흡인되고, 또한 다공질 부재(1050)로부터 잉크 공급구(2)에 보내진다.
예를 들면 잉크 카트리지 내의 잉크량이 인자 불량이 될 정도로 소량이 되었을 때에, 관통공(1c)에 잔존하는 잉크를 다공질 부재(1050)가 흡인되도록 다공질부재(1050)의 구멍 지름을 설계한다. 또한 다공질 부재(1050)가 관통공(1c)으로부터 흡인한 잉크를 잉크 공급구(2)로 들여보내도록 다공질 부재(1050)의 구멍 지름을 설계한다. 이에 의해서 소정의 양의 잉크가 소비되었을 때에, 잉크가 없다는 검출을 하여 인자 불량을 방지할 수 있다. 보다 상세하게는 액츄에이터(106)의 근방의 다공질 부재의 구멍 지름을 잉크 공급구(2)의 주변의 다공질 부재의 구멍 지름보다도 크게 한다.
도105에서는 용기(1)의 용적의 반 이상으로 다공질 부재(1050)가 존재하지만, 액츄에이터(106)의 부근에만 비교적 작은 다공질 부재를 배치해도 좋다(도시하지 않음).
도106은 본 실시예에 의한 잉크 카트리지의 저부의 단면도다. 본 실시예의 잉크 카트리지는 잉크를 수용하는 용기(1)의 저면(1a)에 관통공(1c)을 갖는다. 관통공(1c)의 저부는 액츄에이터(650)에 의하여 막혀있다.
본 실시예를 따른 잉크 카트리지는 관통공(1c) 내에 다공질 부재(1050)가 배치되어 있다.
이에 의해서 다공질 부재(1050)는 액츄에이터(650)의 진동 영역에 접촉하도록 배치되어 있다. 다공질 부재(1050a)가 액츄에이터(650)의 진동 영역에 접촉하도록 배치됨으로써, 잉크가 관통공(1c)에 잔류하지 않는다. 예를 들면 관통공(1c) 내의 다공질 부재(1050a)의 구멍 지름보다도 관통공(1c)의 주변에 있는 다공질 부재(1050b)의 구멍 지름을 작게 한다. 이에 의해서 관통공(1c) 내의 다공질 부재(1050a)의 모세관력보다 관통공(1c)의 주변에 있는 다공질 부재(1050b)의 모세관력 쪽이 강하게 된다. 따라서 잉크 카트리지 내의 잉크가 소비되었을 때, 관통공(1c) 내의 다공질 부재(1050a)에 포함되어 있는 잉크가 관통공(1c)의 주변에 있는 다공질 부재(1050b)에 흡인된다. 따라서 관통공(1c)에 잉크가 잔존하지 않는다. 또한 액츄에이터(650)가 잉크 카트리지 내의 잉크의 소비 상태를 정확하게 검출할 때의 신뢰성을 높일 수 있다.
도107은 도105 및 도106에 나타낸 잉크 카트리지에 적절한 잉크젯 기록 장치의 주요부의 실시예를 나타내는 단면도다. 기록용지의 폭 방향으로 왕복운동 가능한 캐리지(30)는 서브 탱크 유닛(33)을 구비하고 있다. 기록 헤드(31)는 서브 탱크 유닛(33)의 하측면에 설치되어 있다. 또 잉크 공급침(32)은 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 카트리지 탑재면측에 설치되어 있다. 기록 장치의 동작 기간 중에는 미리 설정된 검출의 타이밍, 예를 들면 일정 주기로 액츄에이터(106)에 구동 신호가 공급된다.
액츄에이터(106)를 용기(1)에 배치한다. 이에 의해서 용기(1)의 성형시의 액면 검출용의 전극의 매입이 불필요해진다. 따라서 사출 성형 공정이 간소화되고, 전극 매입 영역에서의 액 누출이 없어지고, 잉크 카트리지의 신뢰성을 향상할 수 있다.
도108은 서브 탱크 유닛의 다른 실시예의 단면도다. 도108에서는 서브 탱크 유닛(33) 내에 액츄에이터(106) 및 다공질 부재(1050)를 배치하고 있다. 도27의 실시예에서는 잉크 카트리지의 용기(1) 내에 액츄에이터(106) 및 다공질 부재(1050)를 배치하고 있다. 그러나 도108에 나타내는 바와 같이 서브 탱크 유닛(33) 내에 액츄에이터(106) 및 다공질 부재(1050)를 배치해도 좋다. 또한 잉크 카트리지의 용기(1) 내 및 서브 탱크 유닛(33) 내의 양자에 액츄에이터(106) 및 다공질 부재(1050)를 배치해도 좋다.
도108의 실시예에 의하면, 액츄에이터(106)는 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 양 또는 잉크의 유무를 검출할 수 있다. 또 다공질 부재(1050)가 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지할 수 있다. 따라서 액츄에이터(106)가 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 양이나 잉크의 유무를 잘못 검출하는 일이 없다. 또 액츄에이터(106)가 서브 탱크 유닛(33) 내에 배치되어 있으므로, 잉크 카트리지 내의 잉크가 없어진 경우에도, 액츄에이터(106)는 서브 탱크 유닛(33) 내의 잉크의 양이나 잉크의 유무를 검출할 수 있다. 이에 의해서 또한 인자를 속행할지의 여부의 판단을 할 수 있다.
잉크 카트리지의 용기(1) 내 및 서브 탱크 유닛(33) 내의 양쪽에 액츄에이터(106) 및 다공질 부재(1050)를 배치한 경우에는 액츄에이터(106)는 보다 잉크의 소비 상태를 정확하게 검출할 수 있다. 또 액츄에이터(106)는 잉크 카트리지의 용기(1) 내의 잉크의 잉크 엔드를 정확하게 검출할 수 있다.
도109는 각각 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도109에 나타낸 실시예에서는 상하 방향으로 비스듬하게 형성된 저면(1a)에 액츄에이터(106)가 장착된다.
도109의 실시예에 의하면, 잉크가 소비되고, 액츄에이터(106)의 일부가 액면으로부터 노출하게 되면, 액츄에이터(106)의 잔류 진동이 연속적으로 변화한다. 따라서 액츄에이터(106)가 음향 임피던스의 변화를 검지함으로써 잉크의 소비량을 정확하게 검출할 수 있다. 예를 들면 잉크의 액면이 도109에 도시된 △h1 영역 내에 존재하는 동안, 액츄에이터(106)가 잉크 액면을 검출할 수 있다.
본 실시예에서는 용기(1) 내에는 다공질 부재(1050)가 배치되어 있다. 다공질 부재(1050)는 용기(1) 내의 잉크의 물결침이나 기포 발생을 방지한다. 이에 의해서 액츄에이터(106)가 잘못하여 잉크의 양을 검출하는 것을 방지할 수 있다.
도109의 실시예에서는 다공질 부재(1050)는 액츄에이터(106)의 부근에 배치된다. 그러나 본 실시예의 경우는 다공질 부재(1050)는 관통공(1c) 내에는 배치되어 있지 않다. 이에 의해서 잉크는 액츄에이터(106)의 진동 영역에 직접 접촉한다. 따라서 액츄에이터(106)의 진동 영역이 잉크의 소비에 동반하여 공기에 노출된다. 이에 의해서 액츄에이터(106)의 진동 영역의 진동 상태가 변화한다. 따라서 액츄에이터(106)가 잉크의 양을 검출하는 일이 용이해진다.
잉크의 물결침이나 기포 발생을 가능한 한 억제하기 위해서는 다공질 부재(1050)와 액츄에이터(106) 간에는 갭이 있는 것은 바람직하지 않다. 한편, 다공질 부재(1050)와 액츄에이터(106)의 진동 영역이 액츄에이터(106)의 진동부가 진동할 수 없도록 밀착하는 것도 바람직하지 않다. 따라서 다공질 부재(1050)는 액츄에이터(106)의 진동 영역의 부근에 배치하는 것이 바람직하다. 단, 도106의 실시예 같이 다공질 부재(1050)와 액츄에이터(106)의 진동 영역이 접촉해도, 액츄에이터(106)의 진동부를 진동시킬 수 있고, 잉크의 유무나 잉크량을 검출할 수 있으면 상관 없다.
도110은 본 발명의 잉크 카트리지의 또 다른 실시예를 나타낸다. 상하 방향으로 비스듬하게 형성된 저면(1a)에, 상하 방향으로 간격을 설치하여 복수의 액츄에이터(106a, 106b, 106c)가 용기(1)에 설치되어 있다. 용기(1)의 내부에는 다공질 부재(1050)가 설치되어 있다. 용기(1)의 내부에 다공질 부재(1050)를 설치한다. 이에 의해서 도109와 마찬가지로, 액츄에이터(106a, 106b, 106c)가 잘못하여 잉크의 소비 상태를 검출하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 복수의 액츄에이터(106a, 106b, 106c)의 각각의 위치에 잉크가 존재할지의 여부에 의해서, 각각의 액츄에이터(106a, 106b, 106c)의 장착 위치의 레벨에서의, 각각의 액츄에이터(106a, 106b, 106c)의 잔류 진동의 진폭 및 공진 주파수가 다르다. 따라서 각 액츄에이터(106a, 106b, 106c)의 잔류 진동에 의한 역기전력을 측정함으로써, 각각의 액츄에이터(106a, 106b, 106c)의 장착 위치의 레벨에서의 잉크의 유무를 검출할 수 있다. 따라서 잉크 잔량을 단계적으로 검출할 수 있다. 예를 들면 잉크액면이 액츄에이터(106b)와 액츄에이터(106c) 간의 레벨일 때, 액츄에이터(106a)는 잉크 없음을 검출하고, 한편 액츄에이터(106b, 106c)는 잉크 있음으로 검출한다. 이들 결과를 종합 평가함으로써, 잉크액면이 액츄에이터(106b)와 액츄에이터(106c) 간에 위치하고 있는 것을 알 수 있다.
도111은 관통공(1c)의 다른 실시예를 나타낸다. 도111a, 도111b 및 도111c의 각각에서, 좌측의 도면은 관통공(1c)에 잉크(K)가 없는 상태를 나타내고, 우측의 도면은 관통공(1c)에 잉크(K)가 남은 상태를 나타낸다. 도111a에서는 관통공(1c)은 측면(1d)이 상하 방향으로 비스듬하게 외측으로 확대되어 열리고 있다. 도111b에서는 단차부(1e, 1f)가 관통공(1c) 측면에 형성되어 있다. 위쪽에 있는 단차부(1f)가 아래쪽에 있는 단차부(1e)보다 넓어지고 있다. 도111c에서는 관통공(1c)은 잉크(K)를 배출하기 쉬운 방향, 즉 잉크 공급구(2)의 방향으로 연재하는 홈(1g)을 갖는다.
도111a∼도111c에 나타낸 관통공(1c)의 형상에 의하면, 잉크 체류부의 잉크(K)의 양을 적게 할 수 있다. 따라서 도22및 도23에서 설명한 M'cav를 M'max와 비교하여 작게 할 수 있으므로, 잉크 엔드시의 액츄에이터(650)의 진동 특성을, 용기(1)에 인쇄 가능한 양의 잉크(K)가 잔존하고 있는 경우와 크게 다르게 할 수 있으므로, 잉크 엔드를 보다 확실하게 검출할 수 있다.
또 본 실시예에 의한 잉크 카트리지에서, 도111a, 도111b및 도111c의 관통공(1c)의 부근에 다공질 부재(도33에서는 도시하지 않음)가 구비된다. 관통공(1c)이 측면(1d), 단차부(1e, 1f) 또는 홈(1g)을 가짐으로써, 다공질 부재가 관통공(1c) 내의 잉크를 흡수하기 쉽게 된다.
도112는 액츄에이터의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다. 본 실시예에서는 액츄에이터(670)는 오목부 형성 기판(80) 및 압전 소자(82)를 구비한다. 오목부 형성 기판(80)의 한쪽의 면에는 오목부(81)가 에칭 등의 수법으로 형성되고, 다른 쪽의 면에는 압전 소자(82)가 장착된다. 오목부 형성 기판(80) 중, 오목부(81)의 저부가 진동 영역으로서 작용한다. 따라서 액츄에이터(670)의 진동 영역은 오목부(81)의 가장자리에 의하여 규정된다. 또 액츄에이터(670)는 도22의 실시예에 의한 액츄에이터(106) 중, 기판(178) 및 진동판(176)이 일체로서 형성된 구조와 유사하다. 따라서 잉크 카트리지를 제조할 때에 제조 공정을 단축할 수 있고, 비용을저감시킨다. 액츄에이터(670)는 용기(1)에 설치된 관통공(1c)에 매입 가능한 사이즈다. 이에 의해서 오목부(81)가 캐비티로서도 작용할 수 있다.
또한 도22의 실시예에 의한 액츄에이터(106)를, 도112의 실시예에 의한 액츄에이터(670)와 마찬가지로 관통공(1c)에 매입 가능하도록 형성해도 좋다. 또한 액츄에이터(670)의 부근에는 다공질 부재(1050)가 배치된다.
도113의 잉크 카트리지(180B)의 액츄에이터(106)는 잉크 용기(194)의 공급구의 측벽 상에 장착되어 있다. 잉크 공급구(187)의 근방이면, 액츄에이터(106)는 잉크 용기(194)의 측벽 또는 저면에 장착되어도 좋다. 또 액츄에이터(106)는 잉크 용기(194)의 폭 방향의 중심에 장착되는 것이 바람직하다. 잉크는 잉크 공급구(187)를 통과하여 외부에 공급되므로, 액츄에이터(106)를 잉크 공급구(187)의 근방에 설치함으로써, 잉크 니어 엔드 시점까지 잉크와 액츄에이터(106)가 확실하게 접촉한다. 따라서 액츄에이터(106)는 잉크 니어 엔드의 시점을 확실하게 검출할 수 있다. 또한 액츄에이터(106)의 부근에 다공질 부재(1050)를 배치한다. 이에 의해서 잉크의 물결침이나 기포 발생을 억제하고, 액츄에이터(106)가 잉크의 소비 상태를 잘못하여 검지하는 것을 방지한다.
또한 액츄에이터(106)를 잉크 공급구(187)의 근방에 설치함으로써, 잉크 용기를 캐리지상의 카트리지 홀더에 장착할 때에, 잉크 용기상의 액츄에이터(106)와 캐리지상의 접점과의 위치 결정이 확실해진다. 그 이유는 잉크 용기와 캐리지와의 연결에서 가장 중요한 것은 잉크 공급구와 공급침과의 확실한 결합이다. 조금이라도 편향이 있으면 공급침의 선단을 상하게 하여 버리거나 혹은 O링 등의 실링 구조에 데미지를 주어 버려 잉크가 누출하여 버리기 때문이다. 이와 같은 문제점을 막기 위해서, 통상 잉크젯 프린터는 잉크 용기를 캐리지에 마운트할 때에 정확한 위치 맞춤을 할 수 있는 특별한 구조를 갖고 있다. 따라서 공급구 근방에 액츄에이터를 배치시킴으로써, 액츄에이터의 위치 맞춤도 동시에 확실해지는 것이다. 또한 액츄에이터(106)를 잉크 용기(194)의 폭 방향의 중심에 장착함으로써, 보다 확실하게 위치 맞춤할 수 있다. 잉크 용기가 홀더에로의 장착시에 폭 방향 중심선을 중심으로 해서 축요동한 경우에, 가장 그 요동이 적기 때문이다.
도114는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도114는 잉크 카트리지(180C)의 단면도다. 잉크 카트리지(180C)는 반도체 기억 수단(7)과 액츄에이터(106)가 동일한 회로 기판(610) 상에 형성되어 있다.
도115는 잉크 카트리지(180)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도115에 나타내는 잉크 카트리지(180D)는 잉크 용기(194)의 측벽(194b)에 복수의 액츄에이터(106)를 장착한다. 도20에 나타낸 일체 성형된 복수의 액츄에이터(106)를 이들 복수의 액츄에이터(106)로서 이용하는 것이 바람직하다. 복수의 액츄에이터(106)는 상하 방향으로 간격을 두고 측벽(194b)에 배치되어 있다. 복수의 액츄에이터(106)를 상하 방향으로 간격을 두고 측벽(194b)에 배치함으로써, 잉크 잔량을 단계적으로 검출할 수 있다.
도115에 나타내는 잉크 카트리지(180E), 잉크 용기(194)의 측벽(194b)에 상하 방향으로 긴 액츄에이터(606)를 장착한다. 상하 방향으로 긴 액츄에이터(606)에 의해서 잉크 용기(194) 내의 잉크 잔량의 변화를 연속적으로 검출할 수 있다. 액츄에이터(606)의 길이는 측벽(194b)에 높이의 반 이상의 길이를 갖는 것이 바람직하고, 도115에서는 액츄에이터(606)는 측벽(194b)의 거의 상단에서 거의 하단까지의 길이를 갖는다.
도115에 나타내는 잉크 카트리지(180F)는 도115에 나타낸 잉크 카트리지(180D)와 마찬가지로, 잉크 용기(194)의 측벽(194b)에 복수의 액츄에이터(106)를 장착하고, 복수의 액츄에이터(106)의 직면에 소정 간격을 두고 상하 방향으로 긴 방파벽(192)을 구비한다. 도20에 나타낸 일체 성형된 복수의 액츄에이터(106)를 이들 복수의 액츄에이터(106)로 이용하는 것이 바람직하다. 액츄에이터(106)와 방파벽(192) 간에는 잉크로 충만된 갭이 형성된다. 또 방파벽(192)과 액츄에이터(106) 간격은 모세관력에 의하여 잉크가 유지되지 않을만큼 비워져 있다. 잉크 용기(194)가 횡요동하였을 때에 횡요동에 의하여 잉크 용기(194) 내부에 잉크의 물결이 발생하고, 그 충격에 의하여 기체나 기포가 액츄에이터(106)에 의하여 검출되어 버리고, 액츄에이터(106)가 오작동할 가능성이 있다. 본 발명과 같이 방파벽(192)을 설치함으로써, 액츄에이터(106) 부근의 잉크의 물결 발생을 막고, 액츄에이터(106)의 오작동을 막을 수 있다. 또 방파벽(192)은 잉크가 요동함으로써 발생한 기포가 액츄에이터(106)에 침입하는 것을 막는다.
또한 도115a, 도115b및 도115c에서는 액츄에이터(106)의 부근에 다공질 부재(1050)가 배치된다. 이에 의해서 잉크의 물결 발생이나 기포 발생을 억제하고, 액츄에이터(106)가 잉크의 소비 상태를 잘못 검지하는 것을 방지한다.
이상 캐리지에 장착되는 캐리지와 별체인 잉크 카트리지에서, 잉크 카트리지또는 캐리지에 액츄에이터(l06)를 장착하는 경우에 대해서 설명했지만, 캐리지와 일체화되고, 캐리지와 함께, 잉크젯 기록 장치에 장착되는 잉크 탱크에 액츄에이터(106)를 장착해도 좋다. 또한 캐리지와 별체인 튜브 등을 통해서 캐리지에 잉크를 공급하는 오프캐리지 방식의 잉크 탱크로 액츄에이터(106)를 장착해도 좋다. 또한 기록 헤드와 용기가 일체가 되어 교환 가능하게 구성된 잉크 카트리지에 본 발명의 액츄에이터를 장착해도 좋다.
이상 본 발명을 실시예를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시예에 기재한 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시예에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있다. 이와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것은 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.
본 발명에 따른 액체 용기는 액체잔량을 정확하게 검출할 수 있고, 또한 복잡한 실링 구조를 필요로 하지 않는다.
본 발명에 따른 액체 용기는 액체 용기 내의 액체가 압전 장치 부근에서 물결치고, 또는 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 액체 용기는 액체 용기 내의 액체가 물결치고, 또는 기포가 인 경우에도, 압전 장치가 정확하게 액면의 검출을 하고, 액체의 소비량을 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 액체 용기는 액체 용기 내의 액체의 유무를 검출할 수 있고, 또한 압전 장치를 배치하는 위치가 액체의 액면에 대하여 위쪽에 있는 벽에서도 액체의 소비 상태를 검출할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 액체 용기에서는 압전 소자를 배치하는 위치가 액체 용기의 액체의 액면의 위쪽에 있는 정상벽이라도 압전 장치는 액체 용기 내의 액체가 소비된 것을 검출할 수 있으므로, 압전 장치를 배치하는 위치의 설계상의 자유도를 크게 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 액체 용기는 액체 용기 내의 액체가 소비된 후, 캐비티 내에 액체가 잔존하지 않도록 함으로써, 또는 캐비티 내에 액체가 잔존하는 양을 감소시킴으로써, 액체 용기 내의 액체의 양을 잘못 검출하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (75)

  1. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위해 상기 하우징에 탑재된 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두 개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하며,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하고 있는 통기측 액체 수용실과,
    상기 액체 센서가 그 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실을 구비하고,
    상기 통기측 액체 수용실의 용량은 상기 검출측 액체 수용실의 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실 내에 수용된 다공질 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체 공급구가 상기 통기측 액체 수용실에 형성된 것을 특징으로 하는 액체용기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액체 공급구가 상기 검출측 액체 수용실에 형성된 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통기측 액체 수용실 내에 수용된 다공질 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액체 센서는 진동부를 가진 압전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 액체 수용실의 용량이 상기 하우징의 일측벽으로부터 타측벽으로 감소되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실 내로 뻗어, 적어도 두 개의 작은 검출실을 구획하는 제2 격벽을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 격벽은 그 하부에 액체 연통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 격벽은 그 상부에 액체 연통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 검출 센서가 상기 작은 각 검출실 위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 작은 검출실들의 용량이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 작은 검출실의 용량이 상기 하우징의 일측벽으로부터 타측벽으로 감소되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실이 액체를 유지하기 위한 모세관력(capillary force)을 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 작은 검출실이 액체를 유지하기 위한 모세관력을 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실이 그 상벽에 형성된 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 액체 센서는, 상기 하우징의 내부를 향하여 개구되어 액체와 접촉하는 캐비티를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 액체 센서는 진동부를 갖는 압전 장치를 구비하고, 상기 진동부는 이 진동부의 잔류 진동에 따라서 역기전력을 발생하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 액체 센서는 적어도 액체의 음향 임피던스를 검출하고 상기 음향 임피던스에 따라 액체 소비 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 액체 용기는 잉크 방울을 토출하는 프린트 헤드를 갖는 잉크젯 프린트 장치 위에 탑재되고, 또한 상기 액체 용기는 이 용기에 들어 있는 액체를 상기 액체 공급구를 통해서 프린트 헤드에 공급하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  21. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 작은 검출실 각각의 내부에 다공질 부재가 수용된 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  22. 제8항에 있어서,
    상기 통기측 액체 수용실은 대기와 연통하는 통기공(通氣孔)을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 작은 검출실 중 상기 통기공으로부터 가장 멀리 있는 상기 검출측 수용실 내에 다공질 부재가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  23. 제2항에 있어서,
    상기 다공질 부재는 상기 액체 센서의 가까이에 배치된 제1 다공질 재료와, 이 제1 다공질 재료에 비해서 상기 액체 센서로부터 먼 곳에 배치된 제2 다공질 재료로 구성되어 있고, 상기 제2 다공질 재료의 구멍 크기는 상기 제1 다공질 재료의 구멍 크기보다도 작은 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 다공질 재료가 상기 액체 센서와 접촉하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  25. 제2항에 있어서,
    상기 액체 센서로부터 먼 곳에 위치한 상기 다공질 부재 부분의 압축률이 상기 액체 센서 가까이에 위치한 상기 다공질 부재 부분의 압축률보다 높은 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  26. 제2항에 있어서,
    상기 다공질 부재는 상기 액체 센서 가까이에 배치된 제1 다공질 재료와, 이 제1 다공질 재료에 비해서 상기 액체 센서로부터 먼 곳에 배치된 제2 다공질 재료로 구성되어 있고, 상기 제2 다공질 재료는 상기 제1 다공질 재료에 비해서 보다 높은 액체 친화성(親和性)을 갖는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
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  42. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 액체를 외부로 빼내기 위해 상기 하우징의 벽에 형성된 액체 공급구와,
    상기 하우징 위에 탑재되어 액체 소비 상태를 검출하기 위한 압전 소자를 구비한 검출 장치와,
    상기 하우징 내의 상기 검출 장치 근방에 배치되어 있는 다공질 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 검출 장치가 상기 다공질 부재와 접촉하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 다공질 부재와 상기 검출 장치 사이에 갭이 구획된 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  45. 제42항에 있어서,
    상기 검출 장치는 캐비티와 이 캐비티를 통해서 액체와 접촉하는 진동부를 구비하고, 상기 다공질 부재는 상기 캐비티 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  46. 제42항에 있어서,
    상기 다공질 부재의 모세관력이 액체를 유지하는 힘보다 작은 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  47. 제42항에 있어서,
    상기 검출 장치는 기판, 진동부 및 상기 기판에 형성된 관통공을 구비하고, 상기 다공질 부재는 상기 관통공의 적어도 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 검출 장치는 상기 관통공과 연결되어 있는 1개의 홈을 더 구비하고, 상기 다공질 부재는 이 홈 위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  49. 제42항에 있어서,
    상기 검출 장치와 상기 다공질 부재는 상기 액체 공급구가 형성되어 있는 평면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  50. 제42항에 있어서,
    상기 검출 장치는 진동부의 잔류진동에 따라서 역기전력(逆起電力)을 발생하는 진동부를 구비하고, 상기 검출 장치는 상기 역기전력에 따라 액체 소비 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  51. 제42항에 있어서,
    상기 검출 장치는 적어도 액체의 음향 임피던스를 검출하고, 이 음향 임피던스에 따라 액체 소비 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  52. 제42항에 있어서,
    상기 액체 용기는 잉크 방울을 토출하는 프린트 헤드를 갖는 잉크젯 프린트 장치 위에 탑재되어 있고, 또한 상기 액체 용기는 그 내부에 담긴 액체를 상기 액체 공급구를 통해 상기 프린트 헤드에 공급하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  53. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위해 상기 하우징에 탑재된 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하고,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하는 통기측 액체 수용실과,
    상기 액체 센서가 그 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실과,
    상기 검출측 액체 수용실 내에 수용된 다공질 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  54. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위해 상기 하우징에 탑재된 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하고,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하는 통기측 액체 수용실과,
    상기 액체 센서가 그 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실을 구비하고,
    상기 액체 공급구는 상기 검출측 액체 수용실에 형성된 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  55. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위해 상기 하우징에 탑재된 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하고,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하는 통기측 액체 수용실과,
    상기 액체 센서가 그 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실과,
    상기 통기측 액체 수용실 내에 수용된 다공질 부재를 구비하고,
    상기 액체 센서는 진동부를 가진 압전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  56. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위해 상기 하우징에 탑재된 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하고,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하는 통기측 액체 수용실과,
    상기 액체 센서가 그 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실과,
    상기 검출측 액체 수용실 내로 뻗은 제2 격벽을 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  57. 제53항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 센서는 상기 하우징의 내부를 향하여 개구되어 상기 액체와 접촉하는 캐비티를 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  58. 제53항, 제54항 및 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 센서는 진동부를 가진 압전 장치를 구비하고, 상기 진동부는 이 진동부의 잔류 진동에 따라 역기전력을 발생하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  59. 제53항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 센서는 적어도 상기 액체의 음향 임피던스를 검출하고, 상기 음향 임피던스에 따라서 액체의 소비 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  60. 제55항에 있어서,
    상기 진동부는 이 진동부의 잔류 진동에 따라서 역기전력을 발생하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  61. 제1항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실에 액체가 존재하는 동안에는 대기가 상기 검출측 액체 수용실과 연통되지 않는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  62. 제1항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실은 그 벽에 연통공이 없이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  63. 제 61 항 또는 제 62 항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 액체 수용실의 용량은 상기 하우징의 일측벽으로부터 타측벽으로 감소되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  64. 제 61 항 또는 제 62 항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실 내로 뻗어, 적어도 두개의 작은 검출실을 구획하는 제2 격벽을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 제2 격벽은 그 하부에 액체 연통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  66. 제 64 항에 있어서,
    상기 제2 격벽은 그 상부에 액체 연통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  67. 제 64 항에 있어서,
    상기 검출 센서는 상기 작은 각 검출실 위에 배치된 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  68. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체의 소비에 따라서 변하는 액체 레벨을 검출하기 위한 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두 개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하며,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하고 있는 제1 액체 수용실과,
    제2 액체 수용실을 구비하고,
    상기 제1 액체 수용실의 용량은 상기 제2 액체 수용실의 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 상기 제2 액체 수용실과 연통하는 제3 액체 수용실을 구획하는 제2 격벽을 더 구비하고, 상기 액체 센서는 상기 제3 액체 수용실의 상측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 액체 수용실로부터 연속적으로 잉크가 소비되는데, 상기 제2 또는 제3 액체 수용실의 소비 전에 상기 제1 액체 수용실의 거의 모두가 소비되고, 상기 제3 액체 수용실의 소비 전에 상기 제2 액체 수용실의 거의 모두가 소비되는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 액체 센서는 진동 현상을 이용하여 액체 레벨을 검출하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  72. 제 68 항에 있어서,
    상기 액체 센서는 상기 하우징에 설치된 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  73. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출측 액체 수용실은 상기 통기측 액체 수용실을 통해서만 대기와 연통하는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  74. 제 68 항에 있어서,
    상기 제 2 액체 수용실에는 액체 센서가 배치되는 동시에, 상기 제 1 액체 수용실에만 대기와 연통하는 대기 연통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
  75. 내부에 액체를 담고 있는 하우징과,
    상기 하우징으로부터 상기 액체를 빼내기 위해 상기 하우징에 형성된 액체 공급구와,
    상기 액체 레벨을 검출하기 위해 상기 하우징에 탑재된 액체 센서와,
    상기 하우징의 내부로 뻗어, 서로 연통하고 있는 적어도 두개의 액체 수용실로 상기 하우징의 내부를 구획하는 제1 격벽을 구비하고,
    상기 액체 수용실은,
    대기와 연통하는 통기측 액체 수용실과,
    상기 액체 센서가 상측에 배치되어 있는 검출측 액체 수용실을 구비하고,
    상기 통기측 액체 수용실과 검출측 액체 수용실은 상기 통기측 액체 수용실에 수용된 액체를 소비한 후에, 상기 검출측 액체 수용실에 수용된 액체를 소비할 수 있게 연통되어 있는 동시에,
    상기 검출측 액체 수용실의 용량은 상기 통기측 액체 수용실의 용량보다도 작은 것을 특징으로 하는 액체 용기.
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