KR20010106262A - 설치 구조체, 모듈체, 및 액체 용기 - Google Patents

Abstract

액체 용기(1) 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치 (106)를 액체 용기(1)에 장착하기 위한 설치 구조체로서, 압전장치(106)가 장착되는 압전장치 장착부(363)와, 액체 용기(1)에 설치되는 액체 용기 설치부(360)를 갖는다. 액체 용기(1) 내의 액체의 소비 상태를 검지하는 압전장치(106)를 적절하게 액체 용기(1)에 장착할 수 있다.

Description

설치 구조체, 모듈체, 및 액체 용기{Mounting structure, module body and liquid container}

본 발명은, 음향 임피던스의 변화를 검출하는 것으로, 그 중에서도 특히 공진 주파수의 변화를 검출함으로써, 액체를 수용하는 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검지하기 위한 압전장치를 액체 용기에 설치하기 위한 설치 구조체, 이 설치 구조체와 압전장치를 구비한 모듈체, 및 이 모듈체와 용기 본체를 구비한 액체 용기에 관한 것이다.

종래의 기술에 있어서의 액체 용기로서, 잉크젯식 기록장치에 장착되는 잉크 카트리지를 예로 들어 설명한다. 일반적으로 잉크젯 기록장치에는, 압력 발생실을 가압하는 압력 발생 수단과, 가압된 잉크를 잉크 방울로서 토출하는 노즐 개구를 구비한 잉크젯식 기록 헤드가 탑재된 캐리지와, 유로를 통해서 기록 헤드에 공급되는 잉크를 수용하는 잉크 탱크를 구비하고 있고, 연속 인쇄가 가능하도록 구성되어 있다. 잉크 탱크는 잉크가 소비된 시점에서, 사용자가 간단하게 교환할 수 있도록, 기록장치에 대하여 착탈 가능한 카트리지로서 구성되어 있는 것이 일반적이다.

종래, 잉크 카트리지의 잉크 소비의 관리방법으로서, 기록 헤드에 의해서 토출되는 잉크 방울의 카운트 수와, 인자 헤드의 메인터넌스 공정에서 흡인된 잉크량을 소프트웨어에 의해 적산하여, 계산상으로 잉크 소비를 관리하는 방법이나, 잉크 카트리지에 직접 액면 검출용의 전극을 2개 설치하여, 실제로 잉크가 소정량 소비된 시점을 검지함으로써 잉크 소비를 관리하는 방법 등이 알려져 있었다.

그러나, 소프트웨어에 의해 잉크 방울의 토출 수가 흡인된 잉크량을 적산하여 잉크 소비를 계산상으로 관리하는 방법은, 사용 환경에 따라서, 예를 들면 사용실내의 온도나 습도의 고저, 잉크 카트리지의 개봉 후의 경과시간, 사용자측에서의 사용 빈도의 차이 등에 따라서, 잉크 카트리지 내의 압력이나 잉크의 점도가 변화하여, 계산상의 잉크 소비량과 실제의 소비량 사이에 무시할 수 없는 오차가 생기는 문제가 있었다. 또한 동일 카트리지를 일단 분리하여, 다시 장착한 경우에는적산된 카운트치는 일단 리셋되어 버리기 때문에, 실제의 잉크 잔량을 전혀 알 수 없게 되어 버리는 문제도 있었다.

한편, 전극에 의해 잉크가 소비된 시점을 관리하는 방법은, 잉크 소비가 있는 일점의 실제량을 검출할 수 있기 때문에, 잉크 잔량을 높은 신뢰성으로 관리할 수 있다. 그러나, 잉크의 액면을 검출하기 위해서 잉크는 도전성이 아니면 안되고, 따라서 사용되는 잉크의 종류가 한정되어 버린다. 또한, 전극과 잉크 카트리지 사이의 액밀(液密) 구조가 복잡해지는 문제가 있다. 더욱이, 전극의 재료로서, 통상은 도전성이 좋고 내부식성도 높은 귀금속을 사용하기 때문에, 잉크 카트리지의 제조 비용이 높아진다는 문제도 있었다. 더욱이, 2개의 전극을 각각 잉크 카트리지의 다른 장소에 장착할 필요가 있기 때문에, 제조 공정이 많아져서 결과적으로 제조 비용이 높아진다는 문제도 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 전극에 의해 잉크가 소비된 시점을 관리하는 방법에서는, 전극을 잉크 카트리지에 설치하기 위한 구멍부를, 잉크 카트리지에 형성하지 않으면 안 된다. 이 때문에, 잉크 카트리지를 플라스틱으로 제조하면 사출성형 공정이 복잡해진다는 문제도 있었다.

또한, 전극은 액밀을 유지하기 위해서 특수한 밀봉 구조를 갖기 때문에, 잉크 카트리지와의 분리가 곤란하였다. 그 결과, 전극 또는 잉크 카트리지의 교환이나 리사이클을 하기 어려운 문제도 있었다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 액체 잔량을 정확하게 검출할 수 있고, 또한 복잡한 밀봉 구조를 필요로 하지 않는, 액체 용기에 장착되는 압전장치 및 모듈체가 제안되고 있다.

그래서, 본 발명은, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검지하는 기능을 갖는 압전장치를 액체 용기에 설치하기 위한 설치 구조체를 제공하여, 압전장치의 액체 용기로의 설치 및 분리를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

도 1a, 1b, 1c는, 액추에이터(106)의 상세함을 도시하는 도면.

도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f는, 액추에이터(106)의 구성 및 등가 회로를 도시하는 도면.

도 3a 및 도 3b는, 잉크의 밀도와 액추에이터(106)에 의해서 검출되는 잉크의 공진 주파수의 관계를 도시하는 도면.

도 4a 및 도 4b는, 액추에이터(106)의 역기 전력 파형을 도시하는 도면.

도 5는, 모듈체(100)를 도시하는 사시도.

도 6은, 도 5에 도시한 모듈체(100)의 구성을 도시하는 분해도.

도 7은, 모듈체의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 8은, 도 7에 도시한 모듈체의 구성을 도시하는 분해도.

도 9a, 9b, 9c는, 모듈체의 더욱 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 10은, 도 5에 도시한 모듈체(100)를 잉크 용기(1)에 장착한 단면의 예를 도시하는 도면.

도 11a, 11b, 11c는, 모듈체의 더욱 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 12는, 도 11에 도시한 설치 구조체의 개구부의 단면의 예를 도시하는 도면.

도 13a, 13b, 13c는, 관통 구멍(2c)의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 14a, 도 14b, 도 14c는, 관통 구멍(2c)의 더욱 다른 실시예의 평면을 도시하는 도면.

도 15는, 설치 구조체를 갖는 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록장치를 도시하는 도면.

도 16은, 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지를 도시하는 도면.

도 17a, 17b, 17c는, 잉크 카트리지(180)의 더욱 다른 예를 도시하는 도면.

도 18은, 도 17에 도시한 잉크 카트리지에 적합한 잉크젯 기록장치를 도시하는 도면.

도 19는, 도 9에서 도시한 모듈체(500)가 설치된 잉크 카트리지(180d)의 단면도.

도 20은, 도 9에서 도시한 모듈체(500)가 설치된 다른 잉크 카트리지(180e)의 단면도.

도 21은, 본 발명의 1실시예에 의한 설치 구조체를 제조하기 위한 판형 부재를 도시한 평면도.

도 22는, 도 21에 도시한 판형 부재를 구부려 가공한 상태를 도시한 사시도.

도 23a, 23b, 23c는, 도 22에 도시한 굽힘 가공(bending)된 한 쌍의 가늘고 긴 부재를 확대하여 도시한 도면.

도 24는, 도 22에 도시한 굽힘 가공된 한 쌍의 가늘고 긴 부재에 인서트 성형에 의해 성형체를 일체로 형성하는 상태를 도시한 사시도.

도 25는, 도 22에 도시한 굽힘 가공된 한 쌍의 가늘고 긴 부재에 인서트 성형에 의해 성형체를 일체로 형성하는 상태를 도시한 단면도이고, 수형(雄型)과 암형(雌型)을 결합시키기 전의 상태를 도시하는 도면.

도 26은, 도 22에 도시한 굽힘 가공된 한 쌍의 가늘고 긴 부재에 인서트 성형에 의해 성형체를 일체로 형성하는 상태를 도시한 단면도로, 수형과 암형을 결합시킨 후의 상태를 도시하는 도면.

도 27a, 27b, 27c는, 도 24에 도시한 성형체의 가공에 사용되는 암형 구성을 도시한 도면.

도 28a, 28b, 28c는, 도 24에 도시한 성형체의 가공에 사용되는 수형의 구성을 도시한 도면.

도 29는, 도 21에 도시한 절단부로 분기부를 절단하여 잘라진 일체 성형품을 도시한 사시도.

도 30a, 30b, 30c, 30d는, 도 21에 도시한 절단부로 분기부를 절단하여 잘라진 일체 성형품을 도시한 도면.

도 31은, 본 발명의 1실시예에 의한 설치 구조체에 액추에이터를 설치하는 모양을 도시한 사시도.

도 32는, 본 발명의 1실시예에 의한 설치 구조체에 액추에이터를 설치하고 수지로 몰드하여 구성한 모듈체를 도시한 사시도.

도 33a, 33b, 33c, 33d는, 본 발명의 1실시예에 있어서의 액추에이터의 구성을 도시한 도면.

도 34a, 34b, 34c는, 본 발명의 1실시예에 의한 설치 구조체의 구성을 도시한 도면.

도 35는, 본 발명의 1실시예에 의한 모듈체의 분해 사시도.

도 36a 및 36b는, 도 35에 도시한 모듈체의 압접협지(壓接挾持) 커넥터의 일례를 도시한 도면.

도 37a, 37b는, 도 35에 도시한 모듈체의 압접협지 커넥터의 다른 예를 도시한 도면.

도 38a, 38b는, 도 35에 도시한 모듈체의 압접협지 커넥터의 다른 예를 도시한 도면.

도 39a 및 39b는, 도 35에 도시한 모듈체의 압접협지 커넥터의 다른 예를 도시한 도면.

도 40a 및 40b는, 도 35에 도시한 모듈체의 압접협지 커넥터의 다른 예를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 용기(용기 본체) 106 : 액추에이터

160 : 압전층 164 : 상부 전극

166 : 하부 전극 176 : 진동판

350 : 설치 플레이트 360 : 액체 용기 설치부

361 : 보호 부재 362 : 리드 와이어

363 : 압전장치 장착부 364 : 몰드부

370 : 관통 구멍 380 : 구멍

382 : 압전장치 장착부(363)의 구멍 372 : 실링 구조

600 : 몰드 구조체 700B, 840 : 모듈체

811 : 성형체 812 : 암형

813 : 수형 821 : 기부

822 : 원주부 823 : 오목부

830, 860 : 설치 구조체 831 : 도전 부재

832 : 전기 접점 833 : 액추에이터

834 : 수지 861 : 제어 소자 등

864, 865 : 전선 880 : 폴리올레핀 필터

881 : 플레이트 882 : 케이스

883 : 회로기판 885 : 압접협지 커넥터

즉, 본 발명이 한 형태에 의하면, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체는, 압전장치가 장착되는 압전장치 장착부와, 액체 용기에 설치되는 액체 용기 설치부를 갖는 것을 특징으로 한다. 압전장치 장착부는 개구부를 갖고, 개구부를 통해서 압전장치의 진동하는 부분이 액체 용기 내의 액체와 접촉하도록 하여도 좋다. 개구부를 갖는 설치 플레이트를 더욱 구비하고, 압전장치는 설치 플레이트를 통해서 압전장치 장착부에 장착되도록 하여도 좋다. 압전장치는, 전극에 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자와, 압전 소자가 한 쪽의 면에 배치된 진동판을 구비하고, 이 진동판의 다른 쪽의 면에 캐비티가 형성된 캐비티 형성 부재를 배치하고, 캐비티를 통해서 진동판이 액체 용기 내의 액체와 접촉 가능하게 구성되도록 하여도 좋다. 캐비티 형성 부재가 압전 소자 및 진동판과 일체적으로 형성된 기판이어도 좋다. 캐비티 형성 부재가 압전장치에 장착되는 설치 플레이트이어도 좋다. 개구부를 갖는 설치 플레이트를 더욱 구비하고, 기판의 캐비티와 설치 플레이트의 개구부가 연통하도록 배치되도록 하여도 좋다. 액체 용기 설치부 상측면에 압전장치 장착부가형성되도록 하여도 좋다. 액체 용기 설치부로부터 돌출하도록 형성된 압전장치 장착부의 측면에 압전장치가 장착되도록 하여도 좋다. 압전장치는 압전 소자를 갖고, 압전 소자를 액체 용기의 액체로부터 절연시키는 절연부를 갖도록 하여도 좋다. 압전장치 장착부와 압전장치의 설치 부위를 몰드하는 몰드부를 더욱 갖도록 하여도 좋다. 액체 용기 설치부가, 액체 용기에 형성된 관통 구멍에 결합하는 원주부를 구비하도록 하여도 좋다. 액체 용기 설치부가, 원주부와 일체적으로 형성된 기대를 구비하도록 하여도 좋다. 액체 용기 설치부의 액체 용기와의 결합부에 실링(ceiling) 구조를 갖도록 하여도 좋다. 압전장치에 잔류하는 잔류 진동에 의해서 역기 전력을 발생시키도록 하여도 좋다. 설치 구조체가 더욱 회로기판을 갖도록 하여도 좋다. 압전장치 장착부가 액체 용기 내의 액체의 액면에 대하여 경사가 지도록 형성하여도 좋다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 일체 구조로서 장착하기 위한 설치 구조체로서, 압전장치의 전극에 접촉하는 리드 와이어와 액체 용기의 접합부를 몰드하는 몰드부를 갖는 것을 특징으로 한다. 압전장치를 액체 용기의 내부로 돌출시키는 래그부(脚部)를 갖도록 하여도 좋다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 액체 용기는, 상기 설치 구조체가 배치되는 것을 특징으로 한다. 압전장치 장착부가 액체 용기 내측으로 돌출하도록 배치되도록 하여도 좋다. 더욱이, 압전장치 장착부기 액체 용기 내의 액체의 액면에 대하여 경사가 지도록 형성하여도 좋다. 액체 용기 설치부와 액체 용기의 설치부위가 몰드되도록 하여도 좋다. 상기 설치 구조체가 착탈 가능하게 설치되도록 하여도 좋다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체로서, 상기 압전장치에 구동 신호를 인가하기 위한 한 쌍의 도전 부재와, 상기 한 쌍의 도전 부재와 일체로 수지 성형된 성형체를 구비하고, 상기 한 쌍의 도전 부재의 각각은, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 선단부, 회로기판에 전기적으로 접속되는 기단부, 및 상기 선단부와 상기 기단부를 연결하는 중간부를 포함하고, 상기 중간부의 적어도 일부는 상기 성형체의 내부에 매설되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 한 쌍의 상기 선단부는 동일한 평면 내에 배치되고, 한 쌍의 상기 기단부는 상기 한 쌍의 선단 개구부가 배치된 평면과는 다른 동일한 평면 내에 배치되어 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 한 쌍의 도전 부재의 각각은, 도전성 재료로 이루어지는 가늘고 긴 부재를 구부려 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 선단 개구부가 배치된 상기 동일한 평면과 상기 한 쌍의 기단부가 배치된 상기 다른 동일한 평면은 서로 평행하고, 상기 동일한 평면 내에 위치하는 부분의 상기 가늘고 긴 부재와 상기 다른 동일한 평면 내에 위치하는 부분의 상기 가늘고 긴 부재는 상기 동일한 평면 및 상기 다른 동일한 평면에 대하여 수직의 방향에 대해서 서로 겹쳐 있지 않다.

또한, 바람직하게는, 상기 성형체가 수지 성형될 때에는 상기 한 쌍의 선단부끼리가 연결 부재에 의해서 연결되어 있고, 수지 성형 후에 상기 연결 부재가 제거된다.

또한, 바람직하게는, 상기 연결 부재에는, 상기 성형체의 수지 성형에 사용되는 형에 대하여 상기 한 쌍의 도전 부재를 위치 결정하기 위해서 상기 형의 일부가 삽입되는 위치 결정 구멍이 형성되어 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 위치 결정 구멍은, 상기 압전장치의 진동하는 부분에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 29에 기재된 설치 구조체.

또한, 바람직하게는, 상기 성형체의 수지 성형에는 암형 및 이에 결합되는 수형이 사용되고, 상기 연결 부재에 의해서 연결된 상기 한 쌍의 도전 부재의 일부는, 상기 수형에 대하여 상기 한 쌍의 도전 부재를 위치 결정하기 위해서 상기 수형의 일부의 외형에 대응하는 윤곽을 구비하고 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 성형체를 수지 성형할 때에는 한 쌍의 형에 의해서 상기 한 쌍의 선단부의 적어도 일부가 끼워지고, 이로서, 상기 한 쌍의 선단부의 적어도 일부는 수지 내에 매몰하지 않고 노출한 상태가 되어, 상기 한 쌍의 선단부의 노출한 부분이 전기 접점을 형성한다.

또한, 바람직하게는, 상기 성형체에는 상기 압전장치를 받아들이기 위한 오목부가 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 선단부는 상기 오목부의 저면에 배치되어 있다.

본 발명의 다른 형태에 의한 모듈체는, 상기 어느 하나에 기재된 설치 구조체와, 상기 설치 구조체의 상기 오목부에 넣어진 상기 압전장치를 구비하고, 상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자와, 상기 압전 소자가 한 쪽의 면에 배치된 진동판을 구비하고, 상기 진동판의 다른 쪽의 면에 캐비티가 형성된 캐비티 형성 부재를 배치하여, 상기 캐비티를 통해서 상기 액체 용기 내의 액체가 상기 진동판과 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 압전장치는, 상기 설치 구조체의 상기 한 쌍의 선단부에 대하여 도전성 접착제에 의해서 전기적으로 접속된 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 압전장치의 이면으로 액체가 돌아 들어가지 않도록 상기 압전장치의 주위가 수지로 밀봉되어 있다.

본 발명의 다른 형태에 의하면, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체로서, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 전선을 배치한 기부와, 상기 기부에 돌출 설치되고, 상기 압전장치가 장착되는 돌출부를 구비하고, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 전선이 2색 성형 수지 도금에 의해서 3차원 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 돌출부의 단부에는 상기 압전장치를 받아들이기 위한 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부의 저면에, 상기 압전장치의 한 쌍의 전극에 전기적으로 접속되는 부분이 상기 전선의 적어도 일부에 의해서 형성되어 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 돌출부는, 상기 기부에 돌출 설치된 통형상부와,상기 통형상부의 선단 개구를 밀봉하는 밀봉부를 갖고, 상기 밀봉부의 표면에 상기 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부의 저면에는 상기 밀봉부를 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있으며, 상기 압전장치의 한 쌍의 전극에 전기적으로 접속되는 부분의 상기 전선은, 상기 오목부의 저면으로부터 상기 관통 구멍의 내면을 통해서 상기 밀봉부의 이면측까지 연속 형성되어 있다.

본 발명의 다른 형태에 의한 모듈체에 의하면, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치와, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 회로기판과, 상기 회로기판에 형성된 한 쌍의 전극과 상기 압전장치의 한 쌍의 전극을 전기적으로 접속하기 위해서 상기 회로기판과 상기 압전장치 사이에서 압접되어 협지된 압접협지(壓接挾持) 커넥터를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 압접협지 커넥터는, 상기 회로기판과 상기 압전장치 사이에서 압접되어 탄성적으로 압축된 절연성의 탄성체와, 상기 탄성체의 내부를 압축 방향으로 연장하는 복수의 도선을 구비한다.

또한, 바람직하게는, 상기 압접협지 커넥터는, 상기 회로기판에 형성된 한 쌍의 전극과 상기 압전장치의 한 쌍의 전극 사이에 배치된 한 쌍의 도전 고무 부재와, 상기 한 쌍의 도전 고무 부재끼리를 연결하는 절연 고무 부재를 구비한다.

또한, 바람직하게는, 상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자와, 상기 압전 소자가 한 쪽의 면에 배치된 진동판을 구비하고, 상기 진동판의 다른 쪽의 면에 캐비티가 형성된 캐비티 형성 부재를 배치하여, 상기 캐비티를 통해서 상기 액체 용기 내의 액체가 상기 진동판과 접촉하도록 구성되어 있다.

또한, 상술한 각 형태에 있어서, 압전장치에 접속된 한 쌍의 도전 부재에 의해서 압전장치를 지지하도록 할 수 있다.

이하, 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시예는 클레임에 따른 발명을 한정하는 것은 아니며, 또한 실시예 중에서 설명되어 있는 특징의 조합의 모두가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.

본 실시예에서는, 잉크 카트리지 내의 잉크의 소비 상태를 검지하는 압전장치를, 잉크 카트리지에 설치하는 설치 구조체의 기술에 본 발명이 적용된다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. 도면에서는, 우선, 잉크의 소비 상태를 검지하는 압전장치의 기본 기술에 대해서 설명한다(도 1a 내지 도 4b). 계속해서, 도 5 이하에서 압전장치를 잉크 카트리지에 설치하기 위한 설치 구조체와, 그 분해도와, 설치 구조체의 바리에이션 및 잉크 카트리지로의 응용예 등을 설명한다.

또한, 본 실시예에서는, 압전장치의 한 형태로서, 「액추에이터」를 들었지만, 압전장치의 형태는 액추에이터에 한정되지 않고, 「탄성파 발생 수단」이나 「압전 소자」이어도 좋다. 또한, 압전장치의 구성 요소는 본 실시예에 한정되지 않는다. 설치 구조체를 실현하기 위한 한 형태로서 「모듈체」나 「몰드 구조체」라는 용어도 사용한다.

도 1a 내지 도 2f는, 압전장치의 1실시예인 액추에이터(106)의 상세 및 등가 회로를 도시한다. 여기서 말하는 액추에이터는, 적어도 음향 임피던스의 변화를검지하여 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하는 방법에 사용된다. 특히, 잔류 진동에 의해 공진 주파수를 검출함으로써, 적어도 음향 임피던스의 변화를 검지하여 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하는 방법에 이용된다. 도 1a는, 액추에이터(106)의 확대 평면도이다. 도 1b는, 액추에이터(106)의 B-B 단면을 도시한다. 도 1c는, 액추에이터(106)의 C­C 단면을 도시한다. 도한 도 2a 및 도 2b는, 액추에이터(106)의 등가 회로를 도시한다. 또한, 도 2c 및 도 2d는, 각각 잉크 카트리지 내에 잉크가 채워져 있을 때의 액추에이터(106)를 포함하는 주변 및 그 등가 회로를 도시하고, 도 2e 및 도 2f는, 각각 잉크 카트리지 내에 잉크가 없을 때의 액추에이터(106)를 포함하는 주변 및 그 등가 회로를 도시한다.

액추에이터(106)는, 거의 중앙에 원형상의 개구(161)를 갖는 기판(178)과, 개구(161)를 피복하도록 기판(178)의 한 쪽의 면(이하, 표면이라고 한다)에 배치 설치되는 진동판(176)과, 진동판(176)의 표면측에 배치되는 압전층(160)과, 압전층(160)을 양 쪽으로부터 끼워 넣는 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)과, 상부 전극(164)과 전기적으로 결합하는 상부 전극단자(168)와, 하부 전극(166)과 전기적으로 결합하는 하부 전극단자(170)와, 상부 전극(164) 및 상부 전극단자(168) 사이에 배치되고, 또한 양자를 전기적으로 결합하는 보조 전극(172)을 갖는다. 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)은 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 표면에 개구(161)를 덮도록 형성된다.캐비티(162)는, 진동판(176)의 개구(161)와 면하는 부분과 기판(178)의 표면의 개구(161)에 의해서 형성된다. 기판(178)의 압전 소자와는 반대측의 면(이하, 이면이라고 한다)은 액체 용기측에 면하고 있고, 캐비티(162)는 액체와 접촉하도록 구성되어 있다. 캐비티(162) 내로 액체가 들어가도 기판(178)의 표면측으로 액체가 새지 않도록, 진동판(176)은 기판(178)에 대하여 액밀로 설치된다.

하부 전극(166)은 진동판(176)의 표면, 즉 액체 용기와는 반대측의 면에 위치하고 있고, 하부 전극(166)의 주요부인 원형 부분의 중심과 개구(161)의 중심이 거의 일치하도록 설치되어 있다. 또, 하부 전극(166)의 원형 부분의 면적이 개구(161)의 면적보다도 작아지도록 설정되어 있다. 한편, 하부 전극(166)의 표면측에는, 압전층(160)이, 그 원형 부분의 중심과 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 커지도록 설정되어 있다.

한편, 압전층(160)의 표면측에는, 상부 전극(164)이, 그 주요부인 원형 부분의 중심과 개구(161)의 중심이 거의 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 커지도록 설정되어 있다.

따라서, 압전층(160)의 주요부는, 상부 전극(164)의 주요부와 하부 전극(166)의 주요부에 의해서, 각각 표면측과 이면측으로 끼워지는 구조로 되어 있고, 압전층(160)을 효과적으로 변형 구동할 수 있다. 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)의 각각의 주요부인 원형 부분이 액추에이터(106)에있어서의 압전 소자를 형성한다. 상술한 바와 같이 압전 소자는 진동판(176)에 접하고 있다. 또한, 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 의해서 결정된다. 또한, 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 더욱 진동하기 쉬워진다. 또한, 압전층(160)과 전기적으로 접속하는 하부 전극(166)의 원형 부분 및 상부 전극(164)의 원형 부분 중, 하부 전극(166)의 원형 부분 쪽이 작다. 따라서, 하부단자(166)의 원형 부분이 압전층(160) 중 압전 효과를 발생하는 부분을 결정한다.

상부 전극단자(168)는, 보조 전극(172)을 통해서 상부 전극(164)과 전기적으로 접속하도록 진동판(176)의 표면측에 형성된다. 한편, 하부 전극단자(170)는, 하부 전극(166)에 전기적으로 접속하도록 진동판(176)의 표면측에 형성된다. 상부 전극(164)은, 압전층(160)의 표면측에 형성되기 때문에, 상부 전극단자(168)와 접속하는 도중에 있어서, 압전층(160)의 두께와 하부 전극(166)의 두께의 합과 같은 단차를 가질 필요가 있다. 상부 전극(164)만으로 이 단차를 형성하는 것은 어렵고, 가령 가능하다고 해도 상부 전극(164)과 상부 전극단자(168)의 접속 상태가 약해져서, 절단되어 버릴 위험이 있다. 그래서, 보조 전극(172)을 보조 부재로서 사용하여 상부 전극(164)과 상부 전극단자(168)를 접속시키고 있다. 이와 같이 함으로써, 압전층(160)도 상부 전극(164)도 보조 전극(172)에 지지된 구조가 되고, 원하는 기계적 강도를 얻는 수 있으며, 또한 상부 전극(164)과 상부 전극단자(168)의 접속을 확실하게 하는 것이 가능해진다.

또, 압전 소자와 진동판(176) 중의 압전 소자에 직면하는 진동 영역이, 액추에이터(106)에 있어서 실제로 진동하는 진동부이다. 또한, 액추에이터(106)에 포함되는 부재는, 서로 소성됨에 따라서 일체적으로 형성되는 것이 바람직하다. 액추에이터(106)를 일체적으로 형성함으로써, 액추에이터(106)의 취급이 용이해진다. 더욱이, 기판(178)의 강도를 높임으로써 진동 특성이 향상된다. 즉, 기판(178)의 강도를 높임으로써, 액추에이터(106)의 진동부만이 진동하고, 액추에이터(106) 중 진동부 이외의 부분이 진동하지 않는다. 또한, 액추에이터(106)의 진동부 이외의 부분이 진동하지 않기 위해서는, 기판(178)의 강도를 높이는 것에 대하여, 액추에이터(106)의 압전 소자를 얇고 또한 작게 하고, 진동판(176)을 얇게 함으로써 달성할 수 있다.

압전층(160)의 재료로서는, 지르콘산 티탄 산연(PZT), 지르콘산 티탄 산연 란탄(PLZT) 또는 납을 사용하지 않는 납리스 압전 막을 사용하는 것이 바람직하고, 기판(178)의 재료로서 지르코니아 또는 알루미나를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 진동판(176)에는, 기판(178)과 같은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상부 전극(164), 하부 전극(166), 상부 전극단자(168) 및 하부 전극단자(170)는, 도전성을 갖는 재료, 예를 들면, 금, 은, 동, 플라티나, 알루미늄, 니켈 등의 금속을 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 액추에이터(106)는, 액체를 수용하는 용기에 적용할 수 있다. 예를 들면, 잉크젯 기록장치에 사용되는 잉크 카트리지나 잉크 탱크, 또는 기록 헤드를 세정하기 위한 세정액을 수용한 용기 등에 장착할 수 있다.

도 1a 내지 도 2f에 도시되는 액추에이터(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 의해서 채워져 있다. 한편, 액체 용기의 액체가 소비되어, 액추에이터의 장착 위치 이하까지 액면이 강하하면, 캐비티(162) 내에는 액체는 존재하지 않거나 또는 캐비티(162) 내에만 액체가 잔존하고 그 외측에는 기체가 존재하는 상태가 된다. 액추에이터(106)는, 이 상태의 변화에 기인하는, 적어도 음향 임피던스의 상이를 검출한다. 이에 의해서, 액추에이터(106)는, 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어 있는 상태인지, 또는 어떤 일정 이상의 액체가 소비된 상태인지를 검지할 수 있다. 더욱이, 액추에이터(106)는, 액체 용기 내의 액체의 종류도 검출하는 것이 가능하다.

여기서 액추에이터에 의한 액면 검출의 원리에 대해서 설명한다.

매체의 음향 임피던스의 변화를 검출하기 위해서는, 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 인가하여, 주파수를 바꾸어 매체에 흐르는 전류를 측정한다. 또는, 전송 회로는, 매체에 일정 전류를 공급하여, 주파수를 바꾸어 매체에 인가되는 전압을 측정한다. 전송 회로에서 측정된 전류치 또는 전압치의 변화는 음향 임피던스의변화를 나타낸다. 또한, 전류치 또는 전압치가 극대 또는 극소가 되는 주파수(fm)의 변화도 음향 임피던스의 변화를 나타낸다.

상기의 방법과는 달리, 액추에이터는, 액체의 음향 임피던스의 변화를 공진 주파수만의 변화를 이용하여 검출할 수 있다. 액체의 음향 임피던스의 변화를 이용하는 방법으로서, 액추에이터의 진동부가 진동한 후에 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의해서 생기는 역기 전력을 측정함으로써 공진 주파수를 검출하는 방법을 사용하는 경우에는, 예를 들면 압전 소자를 이용할 수 있다. 압전 소자는, 액추에이터의 진동부에 잔류하는 잔류 진동에 의해 역기 전력을 발생하는 소자이고, 액추에이터의 진동부의 진폭에 따라서 역기 전력의 크기가 변화한다. 따라서, 액추에이터의 진동부의 진폭이 클수록 검출하기 쉽다. 또한, 액추에이터의 진동부에 있어서의 잔류 진동의 주파수에 따라서 역기 전력의 크기가 변화하는 주기가 변한다. 따라서, 액추에이터의 진동부의 주파수는 역기 전력의 주파수에 대응한다. 여기서, 공진 주파수는, 액추에이터의 진동부와 진동부에 접하는 매체의 공진 상태에 있어서의 주파수를 말한다.

공진 주파수(fs)를 얻기 위해서, 진동부와 매체가 공진 상태일 때의 역기 전력 측정에 의해서 얻어진 파형을 푸리에 변환한다. 액추에이터의 진동은, 1 방향만의 변형이 아니라, 굽힘이나 신장 등 여러 가지의 변형을 동반하기 때문에, 공진 주파수(fs)를 포함하여 여러 가지 주파수를 갖는다. 따라서, 압전 소자와 매체가 공진 상태일 때의 역기 전력의 파형을 푸리에 변환하여, 가장 지배적인 주파수 성분을 특정함으로써, 공진 주파수(fs)를 판단한다.

주파수(fm)는, 매체의 어드미턴스가 극대 또는 임피던스가 극소일 때의 주파수이다. 공진 주파수(fs)로 하면, 주파수(fm)는, 매체의 유전 손실 또는 기계적 손실 등에 의해서, 공진 주파수(fs)에 대하여 약간의 오차를 발생한다. 그러나, 실제 측정되는 주파수(fm)로부터 공진 주파수(fs)를 도출하면 시간이 걸리기 때문에, 일반적으로는, 주파수(fm)를 공진 주파수에 대신하여 사용한다. 여기서, 액추에이터(106)의 출력을 전송 회로에 입력함으로써, 액추에이터(106)는 적어도 음향 임피던스를 검출할 수 있다.

매체의 임피던스 특성 또는 어드미턴스 특성을 측정하여 주파수(fm)를 측정하는 방법과, 액추에이터의 진동부에 있어서의 잔류 진동에 의해서 생기는 역기 전력을 측정함으로써 공진 주파수(fs)를 측정하는 방법에 의해서 특정되는 공진 주파수에 차이가 거의 없는 것이 실험에 의해서 증명되어 있다.

액추에이터(106)의 진동 영역은, 진동판(176) 중 개구(161)에 의해서 결정되는 캐비티(162)를 구성하는 부분이다. 액체 용기 내에 액체가 충분히 수용되어 있는 경우에는, 캐비티(162) 내에는, 액체가 채워지고, 진동 영역은 액체 용기 내의 액체와 접촉한다. 한편으로, 액체 용기 내에 액체가 충분히 없는 경우에는, 진동 영역은 액체 용기 내의 캐비티에 남은 액체와 접촉하거나, 또는 액체와 접촉하지 않고, 기체 또는 진공과 접촉한다.

본 발명의 액추에이터(106)에는 캐비티(162)가 형성되고, 이에 의해서, 액추에이터(106)의 진동 영역에 액체 용기 내의 액체가 남도록 설계할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다.

액추에이터의 액체 용기로의 설치 위치나 설치 각도에 따라서는, 액체 용기 내의 액체의 액면이 액추에이터의 장착 위치보다도 아래 쪽으로 있음에도 불구하고, 액추에이터의 진동 영역에 액체가 부착되어 버리는 경우가 있다. 진동 영역에 있어서의 액체의 유무만으로 액추에이터가 액체의 유무를 검출하는 경우에는, 액추에이터의 진동 영역에 부착한 액체가 액체의 유무의 정확한 검출을 방해한다.

예를 들면, 액면이 액추에이터의 장착 위치보다도 아래 쪽에 있는 상태일 때, 캐리지의 왕복 이동 등에 의해 액체 용기가 요동하여 액체가 물결쳐서, 진동 영역에 액체 방울이 부착되어 버리면, 액추에이터는 액체 용기 내에 액체가 충분하다고 잘못된 판단을 한다. 그래서, 반대로 거기에 액체가 잔존한 경우에 있어서도 액체의 유무를 정확하게 검출하도록 설계된 캐비티를 적극적으로 설치함으로써, 액체 용기가 요동하여 액면이 물결쳤다고 해도, 액추에이터의 오동작을 방지할 수 있다. 이와 같이, 캐비티를 갖는 액추에이터를 사용함으로써, 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 도 2e에 도시하는 바와 같이, 액체 용기 내에 액체가 없고, 액추에이터(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, 잉크가 없다고 판단하고, 캐비티(162)의 주변에 액체가 있고, 이 임계치보다 액체가 많은 경우는, 잉크가 있다고 판단한다. 예를 들면, 액추에이터(106)를 액체 용기의 측벽에 장착한 경우, 액체 용기 내의 액체가 액추에이터의 장착 위치보다도 아래 있는 경우를 잉크가 없다고 판단하고, 액체 용기 내의 액체가 액추에이터의 장착 위치보다 위에 있는 경우를 잉크가 있다고 판단한다. 이와 같이 임계치를 설정함으로써, 캐비티 내의 잉크가 건조되어 잉크가 없어졌을 때에도 잉크가 없다고 판단하고, 캐비티 내의 잉크가 없어졌을 때 캐리지의 흔들림 등으로 다시 잉크가 캐비티에 부착하여도 임계치를 넘지 않기 때문에, 잉크가 없다고 판단할 수 있다.

여기서, 도 1a 내지 도 2f를 참조하면서 역기 전력 측정에 의한 매체와 액추에이터(106)의 진동부의 공진 주파수로부터 액체 용기 내의 액체의 상태를 검출하는 동작 및 원리에 대해서 설명한다. 액추에이터(106)에 있어서, 상부 전극단자(168) 및 하부 전극단자(170)를 통해서, 각각 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)에 전압을 인가한다. 압전층(160) 중, 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)에 끼워진 부분에는 전계가 생긴다. 그 전계에 의해서, 압전층(160)은 변형된다. 압전층(160)이 변형됨으로써 진동판(176) 중의 진동 영역이 굽힘 진동(flexural vibration)한다. 압전층(160)이 변형된 후 잠시 동안은, 굽힘 진동이 액추에이터(106)의 진동부에 잔류한다.

잔류 진동은, 액추에이터(106)의 진동부와 매체의 자유 진동이다. 따라서, 압전층(160)에 인가하는 전압을 펄스파형 또는 직사각형파로 함으로써, 전압을 인가한 후에 진동부와 매체의 공진 상태를 용이하게 얻을 수 있다. 잔류 진동은, 액추에이터(106)의 진동부를 진동시키기 때문에, 압전층(160)도 변형된다. 따라서, 압전층(160)은 역기 전력을 발생한다. 그 역기 전력은, 상부 전극(164), 하부 전극(166), 상부 전극단자(168) 및 하부 전극단자(170)를 통해서 검출된다. 검출된역기 전력에 의해서, 공진 주파수를 특정할 수 있기 때문에, 액체 용기 내의 액체의 상태를 검출할 수 있다.

일반적으로, 공진 주파수(fs)는,

[수학식 1]

fs = 1/(2*π*(M*Cact)^1/2)

로 표시된다. 여기서, M은 진동부의 이너턴스(Mact)와 부가 이너턴스(M’)의 합이다. Cast는 진동부의 컴플라이언스이다.

도 1c는, 본 실시예에 있어서, 캐비티에 잉크가 잔존하지 않을 때의 액추에이터(106)의 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는, 캐비티에 잉크가 잔존하지 않을 때의 액추에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로이다.

Mact는, 진동부의 두께와 진동부의 밀도의 곱을 진동부의 면적으로 나눈 것이며, 더욱 상세하게는, 도 2a에 도시하는 바와 같이,

[수학식 2]

Mact = Mpzt+Melectrode1+ Melectrode2+Mvib

로 표시된다. 여기서, Mpzt는, 진동부에 있어서의 압전층(160)의 두께와 압전층(160)의 밀도의 곱을 압전층(160)의 면적으로 나눈 것이다. Melectrode1은, 진동부에 있어서의 상부 전극(164)의 두께와 상부 전극(164)의 밀도의 곱을 상부 전극(164)의 면적으로 나눈 것이다. Melectrode2는, 진동부에 있어서의 하부 전극(166)의 두께와 하부 전극(166)의 밀도의 곱을 하부 전극(166)의 면적으로 나눈 것이다. Mvib는, 진동부에 있어서의 진동판(176)의 두께와 진동판(176)의 밀도의 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, 상호의 면적의 차이는 미소한 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에 있어서, 압전층(160), 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)에 있어서는, 그것들의 주요부인 원형 부분 이외의 부분은, 주요부에 대하여 무시할 수 있을 정도로 미소한 것이 바람직하다.

따라서, 액추에이터(106)에 있어서, Mact는, 상부 전극(164), 하부 전극(166), 압전층(160) 및 진동판(176) 중의 진동 영역의 각각의 이너턴스의 합이다. 또한, 컴플라이언스(Cast)는, 상부 전극(164), 하부 전극(166), 압전층(160) 및 진동판(176) 중의 진동 영역에 의해서 형성되는 부분의 컴플라이언스이다.

또한, 도 2a, 도 2b, 도 2d, 도 2f는, 액추에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로를 도시하지만, 이것들의 등가 회로에 있어서, Cast는 액추에이터(106)의 진동부의 컴플라이언스를 나타낸다. Cpzt, Celectrode1, Celectrode2 및 Cvib는 진동부에 있어서의 압전층(160), 상부 전극(164), 하부 전극(166) 및 진동판(176)의 컴플라이언스를 나타낸다. Cast는, 이하의 식 3으로 표시된다.

[수학식 3]

1/Cact=(1/Cpzt)+(1/Celectrode1)+(1/Celectrode2)+(1/Cvib)

식 2 및 식 3으로부터, 도 2a는, 도 2b와 같이 나타낼 수도 있다.

컴플라이언스(Cast)는, 진동부의 단위 면적에 압력을 가했을 때의 변형에 의해서 매체를 수용할 수 있는 체적을 나타낸다. 또한, 컴플라이언스(Cast)는, 변형의 용이함을 나타낸다고 하여도 좋다.

도 2c는, 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 채워져 있는 경우의 액추에이터(106)의 단면도를 도시한다. 도 2c의 M’max는, 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 채워져 있는 경우의 부가 이너턴스의 최대치를 나타낸다. M’max는,

[수학식 4]

M’ma -x=(π*ρ/(2*k³))*(2*(2*k*a)³/(3*π))/(π*a²)²

(a는 진동부의 반경, ρ는 매체의 밀도, k는 파수이다.)

로 표시된다. 또한, 식 4는, 액추에이터(106)의 진동 영역이 반경(a)의 원형인 경우에 성립한다. 부가 이너턴스(M’)는, 진동부의 부근에 있는 매체의 작용에 의해서, 진동부의 질량이 외관상 증가하고 있는 것을 나타내는 양이다. 식 4로부터 알 수 있는 바와 같이, M’max는 진동부의 반경(a)과, 매체의 밀도(ρ)에 의해서 크게 변화한다.

파수(k)는,

[수학식 5]

k=2*π*fact/c

(fact는 액체가 접촉되지 않을 때의 진동부의 공진 주파수이다. c는 매체중을 전파하는 음향의 속도이다.)로 표시된다.

도 2d는, 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 채워져 있는 도 2c의 경우의 액추에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로를 도시한다.

도 2e는, 액체 용기의 액체가 소비되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 없지만, 액추에이터(106)의 캐비티(162) 내에는 액체가 잔존하는 경우의 액추에이터(106)의 단면도를 도시한다. 식 4는, 예를 들면, 액체 용기에 액체가 채워져 있는 경우에, 잉크의 밀도(ρ) 등으로 결정되는 최대의 이너턴스(M’max)를 나타내는 식이다. 한편, 액체 용기 내의 액체가 소비되어, 캐비티(162) 내에 액체가 잔류하면서 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 있는 액체가 기체 또는 진공이 된 경우에는,

[수학식 6]

M’=ρ*t/S

로 나타낼 수 있다. t는, 진동에 관계되는 매체의 두께이다. S는, 액추에이터(106)의 진동 영역의 면적이다. 이 진동 영역이 반경(a)의 원형의 경우는, S=π*a²이다. 따라서, 부가 이너턴스(M’)는, 액체 용기에 액체가 충분히 수용되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 채워져 있는 경우에는, 식 4에 따른다. 한 쪽으로, 액체가 소비되어, 캐비티(162) 내에 액체가 잔류하면서 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 있는 액체가 기체 또는 진공이 된 경우에는, 식 6에 따른다.

여기서, 도 2e와 같이, 액체 용기의 액체가 소비되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 없지만, 액추에이터(106)의 캐비티(162) 내에는 액체가 잔존하고 있는 경우의 부가 이너턴스(M’)를 편의적으로 M’cav로 하여, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 채워져 있는 경우의 부가 이너턴스(M’max)와 구별한다.

도 2f는, 액체 용기의 액체가 소비되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 액체가 없지만, 액추에이터(106)의 캐비티(162) 내에는 액체가 잔존하고 있는 도 2e의 경우의 액추에이터(106)의 진동부 및 캐비티(162)의 등가 회로를 도시한다.

여기서, 매체의 상태에 관계하는 파라미터는, 식 6에 있어서, 매체의 밀도(ρ) 및 매체의 두께(t)이다. 액체 용기 내에 액체가 충분히 수용되어 있는 경우는, 액추에이터(106)의 진동부에 액체가 접촉하고, 액체 용기 내에 액체가 충분히 수용되어 있지 않은 경우는, 캐비티 내부에 액체가 잔존하거나 또는 액추에이터(106)의 진동부에 기체 또는 진공이 접촉한다. 액추에이터(106)의 주변의 액체가 소비되어, 도 2c의 M’max에서 도 2e의 M’cav로 이행하는 과정에 있어서의 부가 이너턴스를 M’var로 하면, 액체 용기 내의 액체의 수용 상태에 따라서, 매체의 두께(t)가 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, 도 2e에 도시하는 바와 같이 t=d로 한 경우, 식 6을 사용하여 M’cav를 나타내면, 식 6의 t에 캐비티의 깊이(d)를 대입하여,

[수학식 7]

M’cav=ρ*d/S

이 된다.

또한, 매체가 서로 종류가 다른 액체이어도, 조성의 차이에 의해서 밀도(ρ)가 다르기 때문에, 부가 이너턴스(M’)가 변화하고, 공진 주파수(fs)도 변화한다. 따라서, 공진 주파수(fs)를 특정함으로써, 액체의 종류를 검출할 수 있다.

도 3a는, 잉크 탱크 내의 잉크의 양과 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)의 관계를 도시하는 그래프이다. 여기서는 액체의 일례로서 잉크에 대해서 설명한다. 세로축은 공진 주파수(fs)를 나타내고, 가로축은 잉크량을 나타낸다. 잉크 조성이 일정할 때, 잉크 잔량의 저하에 따라서 공진 주파수(fs)는 상승한다.

잉크 용기에 잉크가 충분히 수용되어, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 잉크가 채워져 있는 경우에는, 그 최대 부가 이너턴스(M’max)는 식 4에 나타내지는 값이 된다. 한편으로, 잉크가 소비되어, 캐비티(162) 내에 액체가 잔류하면서 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 잉크가 채워져 있지 않을 때에는, 부가 이너턴스(M’var)는, 매체의 두께(t)에 근거하여 식 6에 의해서 산출된다. 식 6 중의 t는 진동에 관계되는 매체의 두께이므로, 액추에이터(106)의 캐비티(162)의 d(도 1b 참조)를 작게, 즉, 기판(178)을 충분히 얇게 함으로써, 잉크가 서서히 소비되어 가는 과정을 검출할 수도 있다(도 2c 참조). 여기서, tink는 진동에 관계되는 잉크의 두께로 하고, tink-max는 M’max에 있어서의 tink로 한다. 예를 들면, 잉크 카트리지의 저면에 액추에이터(106)를 잉크의 액면에 대하여 거의 수평으로 배치 설치한다. 잉크가 소비되어, 잉크의 액면이 액추에이터(106)로부터 tink­max의 높이 이하에 달하면, 식 6에 의해 M’var가 서서히 변화하고, 식 1에 의해 공진 주파수(fs)가 서서히 변화한다. 따라서, 잉크의 액면이 t의 범위 내에 있는 한, 액추에이터(106)는 잉크의 소비 상태를 서서히 검출할 수 있다.

또한, 액추에이터(106)의 진동 영역을 크게 또는 길게 하고, 또한 세로로 배치함으로써 잉크의 소비에 의한 액면의 위치에 따라서, 식 6 중의 S가 변화한다. 따라서, 액추에이터(106)는 잉크가 서서히 소비되어 가는 과정을 검출할 수도 있다. 예를 들면, 잉크 카트리지 측벽에 액추에이터(106)를 잉크의 액면에 대하여 거의 수직으로 배치 설치한다. 잉크가 소비되어, 잉크의 액면이 액추에이터(106)의 진동 영역에 달하면, 수위의 저하에 따라 부가 이너턴스(M’)가 감소하기 때문에, 식 1에 의해 공진 주파수(fs)가 서서히 증가한다. 따라서, 잉크의 액면이, 캐비티(162)의 지름(2a; 도 2c 참조)의 범위 내에 있는 한, 액추에이터(106)는 잉크의 소비 상태를 서서히 검출할 수 있다.

도 3a의 곡선(X)은, 액추에이터(106)의 캐비티(162)를 충분히 얕게 한 경우나, 액추에이터(106)의 진동 영역을 충분히 크게 또는 길게 한 경우의 잉크 탱크 내에 수용된 잉크의 양과 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)의 관계를 도시하고 있다. 잉크 탱크 내의 잉크의 양이 감소하는 동시에, 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)가 서서히 변화해 가는 모양을 이해할 수 있다.

보다 상세하게는, 잉크가 서서히 소비되어 가는 과정을 검출할 수 있는 경우는, 액추에이터(106)의 진동 영역의 주변에 있어서, 서로 밀도가 다른 액체와 기체가 함께 존재하고, 또한 진동에 관계되는 경우이다. 잉크가 서서히 소비되어 감에 따라서, 액추에이터(106)의 진동 영역 주변에 있어서 진동에 관계되는 매체는, 액체가 감소하는 한편으로 기체가 증가한다. 예를 들면, 액추에이터(106)를 잉크의 액면에 대하여 수평으로 배치 설치한 경우이고, tink가 tink-max보다 작을 때에는, 액추에이터(106)의 진동에 관계되는 매체는 잉크와 기체의 양 쪽을 포함한다. 따라서, 액추에이터(106)의 진동 영역의 면적(S)으로 하면, 식 4의 M’max 이하가 된 상태를 잉크와 기체의 부가 질량으로 나타내면,

[수학식 8]

M’= M’air+M’ink=ρair*tair/S+ρink*tink/S

이 된다. 여기서, M’air는 공기의 이너턴스이고, M’ink는 잉크의 이너턴스이다. ρair는 공기의 밀도이고, ρ는 잉크는 잉크의 밀도이다. tair는 진동에 관계되는 공기의 두께이고, tink는 진동에 관계되는 잉크의 두께이다. 액추에이터(106)의 진동 영역 주변에 있어서의 진동에 관계되는 매체 중, 액체가 감소하여 기체가 증가함에 따라서, 액추에이터(106)가 잉크의 액면에 대하여 거의 수평으로 배치 설치되어 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, 식 7에 있어서 액체의 밀도만의 식으로 되어 있는 것은, 액체의 밀도에 대하여, 공기의 밀도가 무시할 수 있을 정도로 작은 경우를 상정하고 있기 때문이다.

액추에이터(106)가 잉크의 액면에 대하여 거의 수직으로 배치 설치되어 있는 경우에는, 액추에이터(106)의 진동 영역 중, 액추에이터(106)의 진동에 관계되는 매체가 잉크뿐인 영역과, 액추에이터(106)의 진동에 관계되는 매체가 기체의 영역과의 병렬의 등가 회로(도시하지 않음)라고 생각된다. 액추에이터(106)의 진동에 관계되는 매체가 잉크뿐인 영역의 면적을 Sink로 하고, 액추에이터(106)의 진동에 관계되는 매체가 기체뿐인 영역의 면적을 Sair로 하면,

[수학식 9]

1/M’=1/M’air+1/M’ink= Sair/(ρair*tair)+Sink/(ρink*tink)

가 된다.

또한, 식 9는, 액추에이터(106)의 캐비티에 잉크가 유지되지 않는 경우에 적용된다. 액추에이터(106)의 캐비티에 잉크가 유지되는 경우에 대해서는, 식 7, 식 8 및 식 9에 의해서 계산할 수 있다.

액추에이터의 진동은, tink-max의 깊이로부터 잉크가 잔류하는 깊이까지 변화하기 때문에, 잉크가 잔류하는 깊이가 tink­max보다 약간 작은 정도로, 액추에이터가 저면에 배치되어 있는 경우는, 잉크가 서서히 감소하는 과정을 검출할 수 없다. tink­max로부터 잔류하는 깊이까지의 약간의 잉크량 변화에 있어서의 액추에이터의 진동 변화로부터 잉크량이 변화한 것을 검출한다. 또한, 측면에 배치되고, 개구부(캐비티)의 직경이 작은 경우는, 개구부를 통과하는 동안의 액추에이터의 진동 변화는 미량이기 때문에, 통과 과정의 잉크량을 검출하는 것은 어렵다. 잉크 액면이 개구부보다 위나 아래를 검출하게 된다. 예를 들면, 도 3a의 곡선(Y)은, 작은 원형의 진동 영역인 경우에 있어서의 잉크 탱크 내의 잉크의 양과 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)의 관계를 도시한다. 잉크 탱크 내의 잉크의 액면이 액추에이터의 장착 위치를 통과하는 전후에 있어서의 잉크량(Q) 사이에서, 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)가 심하게 변화하고 있는 모양이 나타난다. 이로부터, 잉크 탱크 내에 잉크가 소정량 잔존하고 있는지의 여부를 검출할 수 있다.

도 3b는, 도 3a의 곡선(Y)에 있어서의 잉크의 밀도와 잉크 및 진동부의 공진 주파수(fs)의 관계를 도시한다. 액체의 예로서 잉크를 들고 있다. 도 3b에 도시하는 바와 같이, 잉크 밀도가 높아지게 되면, 부가 이너턴스가 커지기 때문에 공진 주파수(fs)가 저하한다. 즉, 잉크의 종류에 따라서 공진 주파수(fs)가 다르다. 따라서 공진 주파수(fs)를 측정함으로써, 잉크를 재충전할 때, 밀도가 다른 잉크가 혼입되어 있지 않은지 확인할 수 있다. 즉, 서로 종류가 다른 잉크를 수용하는 잉크 탱크를 식별할 수 있다.

계속해서, 액체 용기 내의 액체가 빈 상태이어도 액추에이터(106)의 캐비티(162) 내에 액체가 잔존하도록 캐비티의 사이즈와 형상을 설정하였을 때의, 액체의 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건을 상세하게 설명한다. 액추에이터(106)는, 캐비티(162) 내에 액체가 채워져 있는 경우에 액체의 상태를 검출할 수 있으면, 캐비티(162) 내에 액체가 채워져 있지 않은 경우에 있어서도 액체의 상태를 검출할 수 있다.

공진 주파수(fs)는, 이너턴스(M)의 함수이다. 이너턴스(M)는, 진동부의 이너턴스(Mact)와 부가 이너턴스(M’)의 합이다. 여기서, 부가 이너턴스(M’)가 액체의 상태와 관계한다. 부가 이너턴스(M’)는, 진동부의 부근에 있는 매체의 작용에 의해서 진동부의 질량이 외관상 증가하고 있는 것을 나타내는 양이다. 즉, 진동부의 진동에 의해서 외관상 매체를 흡수하는 것에 의한 진동부의 질량의 증가분을 말한다.

따라서, M’cav가 식 4에 있어서의 M’max보다도 큰 경우에는, 외관상 흡수하는 매체는 모두 캐비티(162) 내에 잔존하는 액체이다. 따라서, 액체 용기 내에 액체가 채워져 있는 상태와 같다. 이 경우에는 M’이 변화하지 않기 때문에, 공진 주파수(fs)도 변화하지 않는다. 즉, 진동에 관계하는 매체는 M’max에 의해서도 작아지지 않기 때문에, 잉크가 소비되어도 변화를 검출할 수 없다. 따라서, 액추에이터(106)는, 액체 용기 내의 액체의 상태를 검출할 수 없게 된다.

한편, M’cav가 식 4에 있어서의 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 채워져 있는 상태와는 달리 M’이 변화하기 때문에, 공진 주파수(fs)가 변화한다. 따라서, 액추에이터(106)는, 액체 용기 내의 액체의 상태를 검출할 수 있다.

즉, 액체 용기 내의 액체가 빈 상태이고, 액추에이터(106)의 캐비티(162) 내에 액체가 잔존하는 경우에, 액추에이터(106)가 액체의 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건은, M’cav가 M’max보다도 작은 것이다. 또한, 액추에이터(106)가 액체의 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건(M’max>M’cav)은, 캐비티(162)의 형상에 상관없다.

여기서, M’cav는, 캐비티(162)의 용량과 거의 같은 용량의 액체의 질량 이너턴스이다. 따라서, M’max>M’cav의 부등식으로부터, 액추에이터(106)가 액체의 상태를 정확하게 검출할 수 있는 조건은, 캐비티(162)의 용량의 조건으로서 나타낼 수 있다. 예를 들면, 원형상의 캐비티(162)의 개구(161)의 반경을 a로 하고, 캐비티(162)의 깊이를 d로 하면,

[수학식 10]

M’max>ρ* d/πa²

이다. 식 10을 전개하면

[수학식 11]

a/d>3*π/8

이라는 조건이 구해진다. 또한, 식 10, 식 11은, 캐비티(162)의 형상이 원형인 경우에 한하여 성립한다. 원형이 아닌 경우의 M’max의 식을 이용하여, 식 10 중의 πa²를 그 면적과 바꾸어 계산하면, 캐비티의 폭 및 길이 등의 디멘션과 깊이의 관계를 도출할 수 있다.

따라서, 식 11을 만족하는 개구(161)의 반경(a) 및 캐비티(162)의 깊이(d)인 캐비티(162)를 갖는 액추에이터(106)가면, 액체 용기 내의 액체가 빈 상태에 있어서, 또한 캐비티(162) 내에 액체가 잔존하는 경우에 있어서도, 오작동하지 않고 액체의 상태를 검출할 수 있다.

부가 이너턴스(M’)는 음향 임피던스 특성에도 영향을 주기 때문에, 잔류 진동에 의해 액추에이터(106)에 발생하는 역기 전력을 측정하는 방법은, 적어도 음향 임피던스의 변화를 검출하고 있다고도 할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 액추에이터(106)가 진동을 발생하고 그 후의 잔류 진동에 의해 액추에이터(106)에 발생하는 역기 전력을 측정하고 있다. 그러나, 액추에이터(106)의 진동 개구부가 구동 신호에 의한 스스로의 진동에 의해서 액체에 진동을 주는 것은 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 진동부가 스스로 발진하지 않더라도, 그것과 접촉하고 있는 어떤 범위의 액체와 함께 진동함으로써, 압전층(160)이 굽힘 변형된다. 이 잔류 진동이 압전층(160)에 역기 전력 전압을 발생시키고, 상부 전극(164) 및 하부 전극(166)에 그 역기 전력 전압을 전달한다. 이 현상을 이용함으로써 매체의 상태를 검출하여도 좋다. 예를 들면, 잉크젯 기록장치에 있어서, 인자시에 있어서의 인자 헤드의 주사에 의한 캐리지의 왕복 운동에 따른 진동에 의해서 발생하는 액추에이터의 진동부의 주위의 진동을 이용하여 잉크 탱크 또는 그 내부의 잉크의 상태를 검출하여도 좋다.

도 4a 및 도 4b는, 액추에이터(106)를 진동시킨 후의, 액추에이터(106)의 잔류 진동의 파형과 잔류 진동 측정 방법을 도시한다. 잉크 카트리지 내의 액추에이터(106)의 장착 위치 레벨에 있어서의 잉크 수위의 상하는, 액추에이터(106)가 발진한 후의 잔류 진동의 주파수 변화나, 진폭의 변화에 의해서 검출할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 있어서, 세로축은 액추에이터(106)의 잔류 진동에 의해서 발생한 역기 전력의 전압을 도시하고, 가로축은 시간을 도시한다. 액추에이터(106)의 잔류 진동에 의해서, 도 4a 및 도 4b에 도시하는 바와 같이 전압의 아날로그 신호의 파형이 발생한다. 다음으로, 아날로그 신호를, 신호의 주파수에 대응하는 디지털 수치로 변환한다.

도 4a 및 도 4b에 도시한 예에 있어서는, 아날로그 신호의 4펄스째에서 8펄스째까지의 4개의 펄스가 생기는 시간을 계측함으로써, 잉크의 유무를 검출한다.

보다 상세하게는, 액추에이터(106)가 발진한 후, 미리 설정된 소정의 기준 전압을 저전압측에서 고전압측으로 가로지르는 회수를 카운트한다. 디지털 신호를 4카운트에서 8카운트까지의 사이를 High로 하여, 소정의 클록 펄스에 의해서 4카운트에서 8카운트까지의 시간을 계측한다.

도 4a는 액추에이터(106)의 장착 위치 레벨보다도 상위에 잉크 액면이 있을 때의 파형이다. 한편, 도 4b는 액추에이터(106)의 장착 위치 레벨에 있어서 잉크가 없을 때의 파형이다. 도 4a와 도 4b를 비교하면, 도 4a 쪽이 도 4b보다도 4카운트에서 8카운트까지의 시간이 긴 것이 알 수 있다. 다시 말하면, 잉크의 유무에 따라서 4카운트에서 8카운트까지의 시간이 다르다. 이 시간의 상이를 이용하여, 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다. 아날로그 파형의 4카운트째부터 세는 것은, 액추에이터(106)의 진동이 안정되고 나서 계측을 시작하기 위해서이다. 4카운트째로부터 한 것은 단순한 일례이고, 임의의 카운트로부터 세어도 좋다. 여기서는, 4카운트째에서 8카운트째까지의 신호를 검출하여, 소정의 클록 펄스에 의해서 4카운트째에서 8카운트째까지의 시간을 측정한다. 이에 의해서, 공진 주파수를 구한다. 클록 펄스는, 잉크 카트리지에 설치되는 반도체 기억장치 등을 제어하기 위한 클록과 같은 클록의 펄스인 것이 바람직하다. 또한, 8카운트째까지의 시간을 측정할필요는 없고, 임의의 카운트까지 세어도 좋다. 도 4에 있어서는, 4카운트째에서 8카운트째까지의 시간을 측정하고 있지만 주파수를 검출하는 회로 구성에 따라서, 다른 카운트 간격 내의 시간을 검출하여도 좋다.

예를 들면, 잉크의 품질이 안정되어 있고 피크의 진폭의 변동이 작은 경우에는, 검출의 속도를 올리기 위해서 4카운트째에서 6카운트째까지의 시간을 검출함으로써 공진 주파수를 구하여도 좋다. 또한, 잉크의 품질이 불안정하고 펄스의 진폭의 변동이 큰 경우에는, 잔류 진동을 정확하게 검출하기 위해서 4카운트째에서 12 카운트째까지의 시간을 검출하여도 좋다.

또한, 다른 실시예로서 소정 기간 내에 있어서의 역기 전력의 전압 파형의 파수를 세어도 좋다(도시하지 않음). 이 방법에 의해서도 공진 주파수를 구할 수 있다. 보다 상세하게는, 액추에이터(106)가 발진한 후, 소정 기간만 디지털 신호를 High로 하고, 소정의 기준 전압을 저전압측에서 고전압측으로 가로지르는 회수를 카운트한다. 그 카운트 수를 계측함으로써 잉크의 유무를 검출할 수 있는 것이다.

더욱이, 도 4a 및 도 4b를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 잉크가 잉크 카트리지 내에 채워져 있는 경우와 잉크가 잉크 카트리지 내에 없는 경우에서는 역기 전력 파형의 진폭이 다르다. 따라서, 공진 주파수를 구하지 않고, 역기 전력 파형의 진폭을 측정함으로써도, 잉크 카트리지 내의 잉크의 소비 상태를 검출하여도 좋다. 보다 상세하게는, 예를 들면, 도 4a의 역기 전력 파형의 정점과 도 4b의 역기 전력 파형의 정점 사이에 기준 전압을 설정한다. 액추에이터(106)가 발진한 후,소정 시간에 디지털 신호를 High로 하고, 역기 전력 파형이 기준 전압을 가로지른 경우에는, 잉크가 없다고 판단한다. 역기 전력 파형이 기준 전압을 가로지르지 않는 경우에는, 잉크가 있다고 판단한다.

이상이 압전장치의 일례인 「액추에이터」와 이것을 사용한 잉크 소비 상태의 검출 기술의 설명이다. 계속해서, 본 발명의 설치 구조체의 실시예에 대해서 설명한다.

도 5는, 액추에이터(106)를 설치 모듈체(100)로서 일체 형성한 구성을 도시하는 사시도이다. 도 10에 도시한 바와 같이 모듈체(100)는 잉크 카트리지의 용기(1; 용기 본체)의 소정 개소에 장착된다. 모듈체(100)는, 잉크액 중의 적어도 음향 임피던스의 변화를 검출함으로써, 용기(1) 내의 액체의 소비 상태를 검지하도록 구성되어 있다. 본 실시예의 모듈체(100)는, 용기(1)에 액추에이터(106)를 설치하기 위한 액체 용기 설치부(101)를 갖는다. 액체 용기 설치부(101)는, 평면이 거의 직사각형인 기대(102)상에 구동 신호에 의해 발진하는 액추에이터(106)를 수용한 원주부(116)를 실은 구조로 되어 있다. 모듈체(100)가, 잉크 카트리지에 장착되었을 때, 모듈체(100)의 액추에이터(106)가 외부로부터 접촉할 수 없도록 구성되어 있기 때문에, 액추에이터(106)를 외부의 접촉으로부터 보호할 수 있다. 또, 원주부(116)의 선단측 에지(edge)는 라운딩되어 있어서, 잉크 카트리지에 형성된 구멍으로 장착할 때 끼우기 쉽도록 있다.

또한, 설치 구조체의 외주에 탄성 부재와 같은 실링 구조를 갖도록 하면 용기와의 액밀을 적절하게 유지할 수 있다. 또, 본 도면에서는, 설치 구조체는기대(102)와 원주부(116)를 갖지만, 설치 구조체의 형상은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 원주부(116) 측면이 연장된 원주형의 구조이어도 좋다.

도 6은, 도 5에 도시한 모듈체(100)의 구성을 도시하는 분해도이다. 모듈체(100)는, 수지로 이루어지는 액체 용기 설치부(101)와, 플레이트(110) 및 오목부(113)를 갖는 압전장치 장착부(105)를 포함한다. 더욱이, 모듈체(100)는, 리드 와이어(104a 및 104b), 액추에이터(106), 및 필름(108)을 갖는다. 바람직하게는, 플레이트(110)는, 스테인레스 또는 스테인레스 합금 등의 잘 녹슬지 않는 재료로 형성된다. 액체 용기 설치부(101)에 포함되는 원주부(116) 및 기대(102)는, 리드 와이어(104a 및 104b)를 수용할 수 있도록 중심부에 개구부(114)가 형성되고, 액추에이터(106), 필름(108), 및 플레이트(110)를 수용할 수 있도록 오목부(113)가 형성된다. 액추에이터(106)는 플레이트(110)에 필름(108)을 개재하여 접합되고, 플레이트(110) 및 액추에이터(106)는 액체 용기 설치부(101)에 고정된다. 따라서, 리드 와이어(104a 및 104b), 액추에이터(106), 필름(108) 및 플레이트(110)는, 액체 용기 설치부(101)에 일체로 설치된다.

리드 와이어(104a 및 104b)는, 각각 액추에이터(106)의 상부 전극 및 하부 전극과 결합하여 압전층에 구동 신호를 전달하고, 한편, 액추에이터(106)가 검출한 공진 주파수의 신호를 기록장치 등으로 전달한다. 액추에이터(106)는, 리드 와이어(104a 및 104b)로부터 전달된 구동 신호에 근거하여 일시적으로 발진한다. 액추에이터(106)는 발진 후에 잔류 진동하고, 그 진동에 의해서 역기 전력을 발생시킨다. 이 때, 역기 전력 파형의 진동주기를 검출함으로써, 액체 용기 내의 액체의소비 상태에 대응한 공진 주파수를 검출할 수 있다. 필름(108)은, 액추에이터(106)와 플레이트(110)를 접착하여 액추에이터를 액밀로 한다. 필름(108)은, 폴리올레핀 등으로 형성하고, 열융착으로 접착하는 것이 바람직하다.

또한, 리드 와이어(104a, 104b)로서, 어느 정도 높은 강성을 갖는 도전 부재를 사용함으로써, 액추에이터(106; 압전장치)를 리드 와이어(104a, 104b)로 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

플레이트(110)는 원형상이고, 기대(102)의 개구부(114)는 원통형으로 형성되어 있다. 액추에이터(106) 및 필름(108)은 직사각형으로 형성되어 있다. 리드 와이어(104), 액추에이터(106), 필름(108), 및 플레이트(110)는, 기대(102)에 대하여 착탈 가능하게 하여도 좋다. 기대(102), 리드 와이어(104), 액추에이터(106), 필름(108), 및 플레이트(110)는, 모듈체(100)의 중심 축에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 더욱이, 기대(102), 액추에이터(106), 필름(108), 및 플레이트(110)의 중심은, 모듈체(100)의 거의 중심 축상에 배치되어 있다.

기대(102)의 개구부(114)의 면적은, 액추에이터(106)의 진동 영역의 면적보다도 크게 형성되어 있다. 플레이트(110)의 중심에서 액추에이터(106)의 진동부에 직면하는 위치에는, 관통 구멍(112)이 형성되어 있다. 도 1a 내지 도 2f에 도시하는 바와 같이 액추에이터(106)에는 캐비티(162)가 형성되고, 관통 구멍(112)과 캐비티(162)는, 모두 잉크 고임부를 형성한다. 플레이트(110)의 두께는, 잔류 잉크의 영향을 적게 하기 위해서 관통 구멍(112)의 직경과 비교하여 작은 것이 바람직하다. 예를 들면 관통 구멍(112)의 깊이는 그 직경의 3분의 1 이하의 크기인 것이바람직하다. 관통 구멍(112)은, 모듈체(100)의 중심 축에 대하여 대칭인 거의 둥근 원의 형상이다. 또한 관통 구멍(112)의 면적은, 액추에이터(106)의 캐비티(162)의 개구 면적보다도 크다. 관통 구멍(112)의 단면의 가장자리는 테이퍼 형상이어도 좋고 스텝 형상이어도 좋다. 모듈체(100)는, 관통 구멍(112)이 용기(1)의 내측을 향하도록 용기(1)의 측부, 상부, 또는 저면부에 장착된다. 잉크가 소비되어 액추에이터(106) 주변의 잉크가 없어지면, 액추에이터(106)의 공진 주파수가 크게 변화하기 때문에 잉크의 수위 변화를 검출할 수 있다.

도 7은, 모듈체의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다. 본 실시예의 모듈체(400)는, 액체 용기 설치부(401)에 압전장치 장착부(405)가 형성되어 있다. 액체 용기 설치부(401)는, 평면이 거의 각이 진 원인 정방형상의 기대(402)상에 원주형의 원주부(403)가 형성되어 있다. 더욱이, 압전장치 장착부(405)는, 원주부(403)상에 세워진 판형 요소(406) 및 오목부(413)를 포함한다. 판형 요소(406)의 측면에 설치된 오목부(413)에는, 액추에이터(106)가 배치된다. 또, 판형 요소(406)의 선단은 소정 각도로 베벨링(beveling)되어 있고, 잉크 카트리지에 형성된 구멍에 장착할 때에 끼우기 쉬워진다.

도 8은, 도 7에 도시한 모듈체(400)의 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 도 5에 도시한 모듈체(100)와 같이, 모듈체(400)는, 액체 용기 설치부(401) 및 압전장치 장착부(405)를 포함한다. 액체 용기 설치부(401)는 기대(402) 및 원주부(403)를 갖고, 압전장치 장착부(405)는 판형 요소(406) 및 오목부(413)를 갖는다. 액추에이터(106)는, 플레이트(410)에 접합되어 오목부(413)에 고정된다.모듈체(400)는, 리드 와이어(404a 및 404b), 액추에이터(106), 및 필름(408)을 더욱 갖는다.

또한, 리드 와이어(404a, 404b)로서, 어느 정도 높은 강성을 갖는 도전부재를 사용함으로써, 액추에이터(106; 압전장치)를 리드 와이어(404a, 404b)에 의해서 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 의하면, 플레이트(410)는 직사각형이고, 판형 요소(406)에 설치된 개구부(414)는 직사각형으로 형성되어 있다. 리드 와이어(404a 및 404b), 액추에이터(106), 필름(408), 및 플레이트(410)는 기대(402)에 대하여 착탈 가능하게 구성하여도 좋다. 액추에이터(106), 필름(408), 및 플레이트(410)는, 개구부(414)의 중심을 통해, 개구부(414)의 평면에 대하여 연직 방향으로 연장되는 중심 축에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 더욱이, 액추에이터(406), 필름(408), 및 플레이트(410)의 중심은, 개구부(414)의 거의 중심 축상에 배치되어 있다.

플레이트(410)의 중심에 설치된 관통 구멍(412)의 면적은, 액추에이터(106)의 캐비티(162)의 개구의 면적보다도 크게 형성되어 있다. 액추에이터(106)의 캐비티(162)와 관통 구멍(412)은, 모두 잉크 고임부를 형성한다. 플레이트(410)의 두께는 관통 구멍(412)의 직경과 비교하여 작고, 예를 들면 관통 구멍(412)의 직경의 3분의 1 이하의 크기로 설정하는 것이 바람직하다. 관통 구멍(412)은, 모듈체(400)의 중심 축에 대하여 대칭인 거의 둥근 원의 형상이다. 관통 구멍(412)의 단면의 가장자리는 테이퍼 형상이어도 좋고 스텝 형상이어도 좋다. 모듈체(400)는, 관통 구멍(412)이 용기(1)의 내부에 배치되도록 용기(1)의 저면부에 장착할 수 있다. 액추에이터(106)가 수직 방향으로 연장되도록 용기(1) 내에 배치되기 때문에, 기대(402)의 높이를 바꾸어 액추에이터(106)가 용기(1) 내에 배치되는 높이를 바꿈으로써 잉크 엔드(end)의 시점의 설정을 용이하게 바꿀 수 있다.

도 9a 내지 9c는, 모듈체의 더욱 다른 실시예를 도시한다. 도 5에 도시한 모듈체(100)와 같이, 도 9a 내지 도 9c의 모듈체(500)는, 기대(502) 및 원주부(503)를 갖는 액체 용기 설치부(501)를 포함한다. 또한, 모듈체(500)는, 리드 와이어(504a 및 504b), 액추에이터(106), 필름(508), 및 플레이트(510)를 더욱 갖는다. 액체 용기 설치부(501)에 포함되는 기대(502)는, 리드 와이어(504a 및 504b)를 수용할 수 있도록 중심부에 개구부(514)가 형성되고, 액추에이터(106), 필름(508), 및 플레이트(510)를 수용할 수 있도록 오목부(513)가 형성된다. 액추에이터(106)는 플레이트(510)를 개재하여 압전장치 장착부(505)에 고정된다. 따라서, 리드 와이어(504a 및 504b), 액추에이터(106), 필름(508) 및 플레이트(510)는, 액체 용기 설치부(501)에 일체로서 설치된다. 본 실시예의 모듈체(500)는, 평면이 거의 각이 진 원인 정방형의 기대상에 상측면이 상하 방향으로 기울어진 원주부(503)가 형성되어 있다. 원주부(503)의 상측면이 상하 방향으로 기울어져 설치된 오목부(513)상에 액추에이터(106)가 배치되어 있다.

또한, 리드 와이어(504a, 504b)로서, 어느 정도 높은 강성을 갖는 도전 부재를 사용함으로써, 액추에이터(106; 압전장치)를 리드 와이어(504a, 504b)에 의해서 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

모듈체(500)의 선단은 경사가 져있고, 그 경사면에 액추에이터(106)가 장착되어 있다. 그 때문에, 모듈체(500)가 용기(1)의 저면부 또는 측부에 장착되면, 액추에이터(106)가 용기(1)의 상하 방향에 대하여 경사가 진다. 모듈체(500)의 선단의 경사 각도는, 검출 성능을 감안하여 30˚에서 60˚ 사이 로 하는 것이 바람직하다.

모듈체(500)는, 액추에이터(106)가 용기(1) 내에 배치되도록 용기(1)의 저면부 또는 측부에 장착된다. 모듈체(500)가 용기(1)의 측부에 장착되는 경우에는, 액추에이터(106)가, 경사가 지면서, 용기(1)의 상측, 하측, 또는 옆측을 향하도록 용기(1)에 설치된다. 한편, 모듈체(500)가, 용기(1)의 저면부에 장착되는 경우에는, 액추에이터(106)가, 경사가 지면서, 용기(1)의 잉크 공급구측을 향하도록 용기(1)에 설치되는 것이 바람직하다.

또, 기울어진 원주형의 선단의 경사면에 액추에이터(106)를 구비하기 때문에, 도 5에 도시한 모듈체(100)와 비교하여 원주의 직경을 작게 할 수 있다. 즉, 모듈체를 가늘게 할 수 있기 때문에, 모듈체의 설치 장소가 좁은 잉크 용기의 설치에도 적합하다. 또한, 잉크 용기의 모듈체 설치 부위의 구멍부의 직경을 작게 할 수 있다. 따라서, 잉크 누설을 경감할 수 있다.

도 10은, 도 5에 도시한 모듈체(100)를 용기(1)의 관통 구멍(1a)에 장착하였을 때의 잉크 용기의 저면부 근방의 단면도이다. 모듈체(100)는, 용기(1) 측벽을 관통하도록 장착되어 있다. 용기(1)의 측벽과 모듈체(100)의 접합면에는, O링(365)이 설치되어, 모듈체(100)와 용기(1)의 액밀을 유지하고 있다. O링으로밀봉을 할 수 있도록 모듈체(100)는 도 5에서 설명한 바와 같은 원주부를 구비하는 것이 바람직하다. 모듈체(100)의 선단이 용기(1)의 내부에 삽입됨으로써, 플레이트(110)의 관통 구멍(112)을 통해서 용기(1) 내의 잉크가 액추에이터(106)와 접촉한다. 액추에이터(106)의 진동부의 주위가 액체나 기체에 의해서 액추에이터(106)의 잔류 진동의 공진 주파수가 다르기 때문에, 모듈체(100)를 사용하여 잉크의 소비 상태를 검출할 수 있다. 또한, 모듈체(100)에 한하지 않고, 도 7에 도시한 모듈체(400), 도 9a 내지 9c에 도시한 모듈체(500), 또는 다음의 도 11a 내지 도 11c에 도시하는 모듈체(700a 및 700B), 및 몰드 구조체(600)를 용기(1)에 장착하여 잉크의 유무를 검출하여도 좋다.

또, 상술한 바와 같은 모듈체(100) 등을 사용하면, 용기(1)에 대하여 그 착탈이 가능하다. 따라서, 용기(1)에 액추에이터(106)를 적절하게 설치, 또한 분리할 수 있다. 이로서, 액추에이터(106)의 리사이클도 용이해진다.

도 11a는 모듈체(700B)를 용기(1)에 장착하였을 때의 잉크 용기의 단면도를 도시한다. 본 실시예에서는 설치 구조체의 하나로서 모듈체(700B)를 사용한다. 모듈체(700B)는, 액체 용기 설치부(360)가 용기(1)의 내부로 돌출하도록 하여 용기(1)에 장착되어 있다. 설치 플레이트(350)에는 관통 구멍(370)이 형성되고, 관통 구멍(370)과 액추에이터(106)의 진동부가 면하고 있다. 더욱이, 모듈체(700B)의 저면벽에는 구멍(382)이 형성되고, 압전장치 장착부(363)가 형성된다. 액추에이터(106)가 구멍(382)의 한 쪽을 막도록 하여 배치 설치된다. 따라서, 잉크는, 압전장치 장착부(363)의 구멍(382) 및 설치 플레이트(350)의 관통 구멍(370)을 통해서 진동판(176)과 접촉한다. 압전장치 장착부(363)의 구멍(382) 및 설치 플레이트(350)의 관통 구멍(370)은, 모두 잉크 고임부를 형성한다. 압전장치 장착부(363)와 액추에이터(106)는, 설치 플레이트(350) 및 필름 부재에 의해서 고정되어 있다. 액체 용기 설치부(360)와 용기(1)의 접속부에는 실링 구조(372)가 형성되어 있다. 실링 구조(372)는 합성 수지 등의 가소성의 재료로 형성되어도 좋고, O링에 의해 형성되어도 좋다. 또한, 압전장치 장착부(363)와 액추에이터(106)의 접속부를 실링하는 몰드부를 갖도록 하여도 좋다. 또한, 도 11a의 모듈체(700B)와 용기(1)는 별체이지만, 도 11b와 같이 모듈체(700B)의 압전장치 장착부를 용기(1)의 일부로 구성하여도 좋다.

도 11a의 모듈체(700B)는, 도 5에서 도 9a 내지 도 9c에 도시한 리드 와이어를 모듈체에 묻을 필요가 없어진다. 그 때문에 성형 공정이 간소화된다. 더욱이, 모듈체(700B)의 교환이 가능해져서 리사이클이 가능해진다.

잉크 카트리지가 흔들릴 때 잉크가 용기(1)의 상측면 또는 측면에 부착하여, 용기(1)의 상측면 또는 측면으로부터 내려온 잉크가 액추에이터(106)에 접촉함으로써 액추에이터(106)가 오작동할 가능성이 있다. 그러나, 모듈체(700B)는 액체 용기 설치부(360)가 용기(1)의 내부로 돌출하고 있기 때문에, 용기(1)의 상측면이나 측면으로부터 내려온 잉크에 의해 액추에이터(106)가 오작동하지 않는다.

또한, 도 11a의 실시예에서는, 진동판(176)과 설치 플레이트(350)의 일부만이, 용기(1) 내의 잉크와 접촉하도록 용기(1)에 장착된다. 이와 같이 진동판(176)과 설치 플레이트(350)로 이루어지는 절연부에 의해서, 용기(1) 내의 액체로부터압전 소자를 절연할 수 있다. 또한, 설치 플레이트(350)로 액추에이터(106)를 고정하기 때문에, 진동판(176)의 진동부만을 적절하게 진동시킬 수 있다.

도 11a의 실시예에서는, 도 5에서 도 9a 내지 도 9c에 도시한 리드 와이어(104a, 104b, 404a, 404b, 504a, 및 504b)의 전극을 모듈체에 묻을 필요가 없어진다. 그 때문에 성형 공정이 간소화된다. 더욱이, 액추에이터(106)의 교환이 가능해져서 리사이클이 가능해진다.

도 11b는, 액추에이터(106)를 용기(1)에 장착하였을 때의 실시예로서 잉크 용기의 단면도를 도시한다. 도 11b의 실시예에 의한 잉크 카트리지에서는, 보호 부재(361)는 액추에이터(106)와는 별체로서 용기(1)에 설치되어 있다. 따라서, 보호 부재(361)와 액추에이터(106)는 모듈로서 일체로 되어 있지 않지만, 한편으로, 보호 부재(361)는 액추에이터(106)에 사용자의 손이 닿지 않도록 보호할 수 있다. 액추에이터(106)의 전면에 형성되는 구멍(380)은, 용기(1)의 측벽에 배치되어 있다. 액추에이터(106)는, 압전층(160), 상부 전극(164), 하부 전극(166), 진동판(176) 및 설치 플레이트(350)를 포함한다. 설치 플레이트(350)의 상측면에 진동판(176)이 형성되고, 진동판(176)의 상측면에 하부 전극(166)이 형성되어 있다. 하부 전극(166)의 상측면에는 압전층(160)이 형성되고, 압전층(160)의 상측면에 상부 전극(164)이 형성되어 있다. 따라서, 압전층(160)의 주요부는, 상부 전극(164)의 주요부 및 하부 전극(166)의 주요부에 의해서 상하로 끼워지도록 형성되어 있다. 압전층(160), 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 액추에이터가 실제로 진동하는 진동부이다. 설치 플레이트(350)에는 관통 구멍(370)이 형성되어 있다. 또한, 용기(1)의 측벽에는 구멍(380)이 형성되어 있다. 따라서, 잉크는, 용기(1)의 구멍(380) 및 설치 플레이트(350)의 관통 구멍(370)을 통해서 진동판(176)과 접촉한다. 용기(1)의 구멍(380) 및 설치 플레이트(350)의 관통 구멍(370)은, 모두 잉크 고임부를 형성한다. 또한, 도 11b의 실시예에서는, 액추에이터(106)는 보호 부재(361)로 보호되어 있기 때문에 액추에이터(106)를 외부와의 접촉으로부터 보호할 수 있다.

또한, 도 11a 및 도11b의 예에 있어서의 액추에이터(106) 및 설치 플레이트(350)는, 도 1a 내지 도 1c의 기판(178)을 갖는 액추에이터(106)로 치환 가능하다.

도 11c는 액추에이터(106)를 포함하는 몰드 구조체(600)를 구비하는 실시예를 도시한다. 본 실시예에서는, 설치 구조체의 하나로서 몰드 구조체(600)를 사용한다. 몰드 구조체(600)는 액추에이터(106)와 몰드부(364)를 갖는다. 액추에이터(106)와 몰드부(364)는 일체로 성형되어 있다. 몰드부(364)는 실리콘 수지 등의 가소성의 재료로 성형된다. 몰드부(364)는 내부에 리드 와이어(362)를 갖는다. 몰드부(364)는 액추에이터(106)로부터 연장되는 2개의 래그부(364a, 364b)를 갖도록 형성되어 있다. 몰드부(364)는 몰드부(364)와 용기(1)를 액밀로 고정하기 위해서, 몰드부(364)의 2개의 발측 단부가 반구형으로 형성된다. 몰드부(364)는 액추에이터(106)가 용기(1)의 내부로 돌출하도록 용기(1)에 장착되고, 액추에이터(106)의 진동부는 용기(1) 내의 잉크와 접촉한다. 몰드부(364)에의해서, 액추에이터(106)의 상부 전극(164), 압전층(160), 및 하부 전극(166)은 잉크로부터 보호되어 있다.

도 11c의 몰드 구조체(600)는, 몰드부(364)와 용기(1) 사이에 실링 구조(372)가 필요 없기 때문에, 잉크가 용기(1)로부터 새기 어렵다. 또한, 용기(1)의 외부로부터 몰드 구조체(600)가 돌출하지 않는 형태이기 때문에, 액추에이터(106)를 외부와의 접촉으로부터 보호할 수 있다. 잉크 카트리지가 흔들릴 때, 잉크가 용기(1)의 상측면 또는 측면에 부착하고, 용기(1)의 상측면 또는 측면으로부터 내려온 잉크가, 액추에이터(106)에 접촉함으로써, 액추에이터(106)가, 오작동할 가능성이 있다. 몰드 구조체(600)는, 몰드부(364)가, 용기(1)의 내부로 돌출하고 있기 때문에, 용기(1)의 상측면이나 측면으로부터 내려온 잉크에 의해, 액추에이터(106)가 오작동하지 않는다.

도 12는, 본 실시예의 설치 구조체의 개구부의 확대도이다. 보다 구체적으로는 도 11a, 도 11b에서 도시한 설치 구조체의 개구부의 확대도의 예이다. 압전장치 장착부(363)에는, 관통 구멍(2c)이 형성되어 있다. 액추에이터(650)는 진동판(72) 및 진동판(72)에 고정된 압전 소자(73)를 갖는다. 진동판(72) 및 기판(71)을 통해서 압전 소자(73)가 관통 구멍(2c)에 대향하도록, 액추에이터(650)는 압전장치 장착부(363)에 고정된다. 진동판(72)은, 탄성 변형 가능하고 내잉크성을 구비한다. 또한, 플레이트(71)의 직경은, 본 도면에 한정되지 않는다. 또, 설치 구조체는 도 11b와 같이 용기(1)의 벽의 일부로 구성되어도 좋고, 관통 구멍은 용기(1)의 벽에 형성되어도 좋다.

용기(1)의 잉크량에 의존하여, 압전 소자(73) 및 진동판(72)의 잔류 진동에 의해서 발생하는 역기 전력의 진폭 및 주파수가 변화한다. 액추에이터(650)에 대향하는 위치에 관통 구멍(2c)이 형성되어 있고, 최소한의 일정량의 잉크가 관통 구멍(2c)에 확보된다. 따라서, 관통 구멍(2c)에 확보되는 잉크량에 의해 결정되는 액추에이터(650)의 진동의 특성을 미리 측정하여 둠으로써, 용기(1)의 잉크 엔드를 확실하게 검출할 수 있다.

도 13a 내지 13c는 관통 구멍(2c)의 다른 실시예를 도시한다. 도 13a, 13b, 및 13c의 각각에 있어서, 좌측의 도면은, 관통 구멍(2c)에 잉크(K)가 없는 상태를 도시하고, 우측의 도면은, 관통 구멍(2c)에 잉크(K)가 남은 상태를 도시한다. 도 12의 실시예에 있어서는, 관통 구멍(2c)의 측면은 수직의 벽으로 형성되어 있다. 도 13a에 있어서는, 관통 구멍(2c)은, 측면(2d)이 상하 방향으로 기울어져 있고 외측으로 확대하여 열려 있다. 도 13b에 있어서는, 단차부(2e 및 2f)가, 관통 구멍(2c)의 측면에 형성되어 있다. 위쪽에 있는 단차부(2f)가 아래 쪽으로 있는 단차부(2e)보다 확대되어 있다. 도 13c에 있어서는, 관통 구멍(2c)은, 잉크(K)를 배출하기 쉬운 방향, 즉 잉크 공급구(2)의 방향으로 연장되는 홈(2g)을 갖는다.

도 13a 내지 13c에 도시한 관통 구멍(2c)의 형상에 의하면, 잉크 고임부의 잉크(K)의 양을 적게 할 수 있다. 따라서, 도 1a 내지 2f에서 설명한 M’cav를 M’max와 비교하여 작게 할 수 있기 때문에, 잉크 엔드시 있어서의 액추에이터(650)의 진동 특성을, 용기(1)에 인쇄 가능한 양의 잉크(K)가 잔존하고 있는 경우와 크게 달리 할 수 있기 때문에, 잉크 엔드를 보다 확실하게 검출할 수 있다. 또, 설치 구조체는 도 11b와 같이 용기(1)의 벽의 일부로 구성되어도 좋고, 관통 구멍은 용기(1)의 벽에 형성되어도 좋다.

도 14a 내지 도 14c는, 관통 구멍(2c)의 더욱 다른 실시예의 평면을 도시한다. 도 14a에서 14c에 각각 도시한 바와 같이, 관통 구멍(2c)의 평면 형상은, 액추에이터의 진동 특성에 영향을 미치지 않는 형상이면 좋다. 원형, 직사각형, 및 삼각형 등의 임의의 형상이어도 좋다. 또, 관통 구멍(2c)은 압전장치 장착부(363)에 형성되어 있지만, 설치 구조체는 도 11b와 같이 용기(1)의 벽의 일부로 구성되어도 좋고, 관통 구멍은 용기(1)의 벽에 형성되어도 좋다.

도 15는, 액추에이터를 장착한 설치 구조체(107)가 설치된 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록장치의 실시예를 도시한다. 복수의 잉크 카트리지(180)는, 각각의 잉크 카트리지(180)에 대응한 복수의 잉크 도입부(182) 및 헤드 플레이트(184)를 갖는 잉크젯 기록장치에 장착된다. 복수의 잉크 카트리지(180)는, 각각 다른 종류, 예를 들면 색 잉크를 수용한다. 복수의 잉크 카트리지(180)의 각각 저면에는, 적어도 음향 임피던스를 검출하는 수단인 액추에이터가 장착된 설치 구조체(107)를 갖고 있다. 액추에이터를 장착한 설치 구조체(107)를 잉크 카트리지(180)에 설치함으로써, 잉크 카트리지(180) 내의 잉크 잔량을 검출할 수 있다.

도 16은, 복수 종류의 잉크를 수용하는 잉크 카트리지의 1실시예를 도시하는 이면에서 본 사시도이다. 용기(8)는, 격벽에 의해 3개의 잉크실(9, 10 및 11)로 분할된다. 각각의 잉크실에는, 잉크 공급구(12, 13 및 14)가 형성되어 있다. 각각의 잉크실(9, 10 및 11)의 저면(8a)에는, 액추에이터가 장착된 설치 구조체(15,16 및 17)가, 각 잉크실 내에 수용되어 있는 잉크의 소비 상태를 검지할 수 있도록 설치되어 있다. 또, 격벽에 의한 잉크실의 분할은 3개로 한정되지 않는다. 또한, 각 잉크실에 수용하는 잉크의 종류는, 모두 달라도 되고 동일한 종류를 포함하여도 좋다.

도 17a 내지 도 17c는 잉크 카트리지(180)의 더욱 다른 실시예를 도시한다. 도 17a는 잉크 카트리지(180c)의 단면도, 도 17b는 도 17a에 도시한 잉크 카트리지(180c)의 측벽(194b)을 확대한 단면도, 및 도 17c는 그 정면으로부터의 투시도이다. 잉크 카트리지(180c)에는, 설치 구조체(700)가 설치되어 있다. 설치 구조체(700)는 회로기판(610)을 갖는다. 반도체 기억 수단(7)과 액추에이터(106)는, 동일한 회로기판(610)상에 형성되어 있다. 도 17b, 17c에 도시하는 바와 같이, 반도체 기억 수단(7)은 회로기판(610)의 위쪽에 형성되고, 액추에이터(106)는 동일한 회로기판(610)에 있어서 반도체 기억 수단(7)의 아래 쪽에 형성되어 있다. 액추에이터(106)의 주위를 둘러싸도록 이형 O링(614)이 측벽(194b)에 장착된다. 측벽(194b)에는, 회로기판(610)을 잉크 용기(194)에 접합하기 위한 코킹부(616; caulking)가 복수 형성되어 있다. 코킹부(616)에 의해서 회로기판(610)을 잉크 용기(194)에 접합하고, 이형 O링(614)을 회로기판(610)에 가압함으로써, 액추에이터(106)의 진동 영역이 잉크와 접촉할 수 있도록 하면서, 잉크 카트리지의 외부와 내부를 액밀로 유지한다.

또한, 측벽(194b)에 소정의 오목부를 형성하여 코킹부(616)를 끼워 넣음으로써, 소정의 위치에 회로기판(610)을 갖는 설치 구조체(700)를 설치할 수 있고, 후술하는 단자(612)의 접속이나 액추에이터(106)의 설치를 적절한 위치에서 행할 수 있다.

반도체 기억 수단(7) 및 반도체 기억 수단(7) 부근에는 단자(612)가 형성되어 있다. 단자(612)는 반도체 기억 수단(7)과 잉크젯 기억장치 등의 외부 사이의 신호의 교환을 한다. 반도체 기억 수단(7)은, 예를 들면 EEPROM 등이 재기록 가능한 반도체 메모리로 구성되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)과 액추에이터(106)가 동일한 회로기판(610)상에 형성되어 있기 때문에, 액추에이터(106) 및 반도체 기억 수단(7)을 잉크 카트리지(180c)에 설치할 때 1회의 설치 공정으로 끝난다. 또한, 잉크 카트리지(180c)의 제조시 및 리사이클시의 작업 공정이 간소화된다. 더욱이, 부품의 점수가 삭감되기 때문에, 잉크 카트리지(180c)의 제조 비용을 저감할 수 있다.

액추에이터(106)는, 잉크 용기(194) 내의 잉크의 소비 상태를 검지한다. 반도체 기억 수단(7)은 액추에이터(106)가 검출한 잉크 잔량 등 잉크의 정보를 격납한다. 즉, 반도체 기억 수단(7)은 검출할 때 사용되는 잉크 및 잉크 카트리지의 특성 등의 특성 파라미터에 관한 정보를 격납한다. 반도체 기억 수단(7)은, 미리 잉크 용기(194) 내의 잉크가 풀(full)일 때, 즉 잉크가 잉크 용기(194) 내에 채워졌을 때, 또는 엔드일 때, 즉 잉크 용기(194) 내의 잉크가 소비되었을 때의 공진 주파수를 특성 파라미터의 하나로서 격납한다. 잉크 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의 공진 주파수는, 잉크 용기가 처음으로 잉크젯 기록장치에 장착되었을 때 격납되어도 좋다. 또한, 잉크 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드 상태의공진 주파수는, 잉크 용기(194)의 제조 중에 격납되어도 좋다. 반도체 기억 수단(7)에 미리 잉크 용기(194) 내의 잉크가 풀 또는 엔드일 때의 공진 주파수를 격납하고, 잉크젯 기록장치측에서 공진 주파수의 데이터를 판독함으로써 잉크 잔량을 검출할 때의 격차를 보정할 수 있기 때문에, 잉크 잔량이 기준치까지 감소한 것을 정확하게 검출할 수 있다.

도 18은, 설치 구조체를 갖는 잉크 카트리지가 장착된 잉크젯 기록장치의 오목부의 단면도이다. 기록용지의 폭 방향으로 왕복 운동 가능한 캐리지(30)는, 서브 탱크 유닛(33)을 구비하고 있고, 기록 헤드(31)가 서브 탱크 유닛(33)의 하측면에 설치되어 있다. 또한, 잉크 공급침(32)은 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 카트리지 탑재면측에 설치되어 있다.

잉크를 수용하는 용기(1)에는, 기록장치의 잉크 공급침에 접합하는 잉크 공급구(2)가 형성되어 있다. 용기(1)의 저면에는, 설치 구조체(3)가 설치되어 있다.

잉크 공급구(2)에는 패킹(4) 및 밸브체(6)가 형성되어 있다. 패킹(4)은 기록 헤드(31)에 연통하는 잉크 공급침(32)과 액밀로 결합한다. 밸브체(6)는, 스프링(5)에 의해서 패킹(4)에 대하여 상시 탄성 접촉되어 있다. 잉크 공급침(32)이 삽입되면, 밸브체(6)는 잉크 공급침(32)에 가압되어 잉크 유로를 개방하고, 용기(1) 내의 잉크가 잉크 공급구(2) 및 잉크 공급침(32)을 통해서 기록 헤드(31)로 공급된다.

기록용지의 폭 방향으로 왕복 운동 가능한 캐리지(30)는, 서브 탱크 유닛(33)을 구비하고 있어, 기록 헤드(31)가 서브 탱크 유닛(33)의 하측면에 설치되어 있다. 또한, 잉크 공급침(32)은 서브 탱크 유닛(33)의 잉크 카트리지 탑재면에 형성되어 있다. 또, 압전장치를 장착한 설치 구조체를, 서브 탱크(33)에 설치하여 잉크가 다 소비되는 것을 판단하여도 좋다. 잉크 카트리지의 잉크가 없어진 후에, 서브 탱크측에서 잉크의 소비 상태를 검지하기 때문에, 잉크가 다 소비되는 것에 가까운 타이밍에 있어서의 잉크 카트리지를 교환할 수 있다. 더욱이, 잉크 소비 상태의 검지를 보다 확실하게 하기 위해서, 잉크 카트리지와 서브 탱크의 양 쪽에, 압전장치를 장착한 설치 구조체를 설치해도 좋다.

또한, 설치 구조체는, 상술한 바와 같은 캐리지(30)상에 구비된 잉크 카트리지에 부착될 뿐만 아니라, 잉크 카트리지 이외의 잉크 탱크는, 캐리지(30)상 이외의 소정의 프린터의 고정부에 구비되어도 좋다.

도 19는 잉크 카트리지(180d)의 단면도이고, 잉크 카트리지(180)의 더욱 다른 실시예를 도시한다. 앞의 도 10에서는, 도 5에서 도시한 모듈체(100)를 용기(1)의 측벽에 설치하였다. 도 19에서는, 도 9에서 도시한 모듈체(500)를 잉크 카트리지(180d)의 잉크 용기(194)의 측벽(194b)에 설치하였다.

모듈체(500)는, 그 선단부가 경사가 지고, 경사가 진 압전장치 장착부(505)에 액추에이터(106)가 장착되어 있다. 이 때문에, 모듈체(500)를 측벽(194b)에 설치하면, 액추에이터(106)가 잉크 용기(194)의 상하 방향에 대하여 경사가 진다. 또한, 액추에이터(106)는 잉크 용기(194) 내의 잉크의 액면에 대하여도 경사가 진다.

따라서, 잉크의 액면이 모듈체(500)를 통과하거나 잉크 용기가 흔들려서 잉크가 압전장치 장착부(505) 부근에 부착하여도, 압전장치 장착부(505) 부근의 잉크는 흘러내린다. 이와 같이 경사가 진 압전장치 장착부(505)를 사용함으로써, 액추에이터(106) 부근의 잉크 흐름이 좋아진다. 이 때문에, 액추에이터(106)의 계측에 불필요한 잉크가 압전장치 장착부분(505)에 체류하는 것을 방지할 수 있고, 액추에이터(106)의 계측의 오류 검지를 저감할 수 있다.

또, 도 19에서는 모듈체(500)의 압전장치 장착부(505)가 잉크 용기(194)의 저면을 향하도록, 모듈체(500)를 잉크 용기(194)에 설치하였다. 그러나, 모듈체(500)의 설치 방향은 도면에 한정되는 것이 아니라, 압전장치 장착부(505)가 잉크 용기(194)의 상측면을 향하도록 모듈체(500)를 잉크 용기(194)에 설치하여도 좋다. 또한, 모듈체(500)의 측벽(194b)에 있어서의 설치 위치나 수는 도면에 한정되지 않고, 모듈체(500)가 잉크 용기(194)의 내부로 돌출하는 길이도 도면에 한정되지 않는다.

도 20은, 잉크 카트리지(180e)의 단면도이고, 도 19와는 다른 실시예를 도시한다. 도 20에서는, 도 19와 달리 모듈체(500)가 잉크 용기(194)의 저면에서 잉크 공급구(187)의 가까이에 설치한다. 여기서도 도 19에 도시한 바와 같이, 모듈체(500)의 압전장치 장착부(505)가 경사가 져 있기 때문에 잉크 흐름이 좋다. 이 때문에, 액추에이터(106)가 실제로는 잉크가 없음에도 불구하고, 잉크가 있다고 오류 검출하는 것을 저감할 수 있다.

여기서, 모듈체(500)는, 잉크 공급구(187)의 가까이에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 잉크 카트리지(180e)가 기울어져 잉크젯 기록장치에 장착되어도, 잉크가 잉크 공급구(187) 부근에 잔존하는지의 여부를 적절하게 검지할 수 있기 때문이다. 또, 모듈체(500)의 잉크 용기(194)의 저면에 있어서의 설치 위치나 방향이나 수는 도면에 한정되지 않고, 모듈체(500)가 잉크 용기(194)의 내부로 돌출하는 길이도 도면에 한정되지 않는다.

이상, 본 실시예에서는, 잉크의 소비 상태를 검지하는 액추에이터를 장착하는 설치 구조체를 중심으로 설명하였지만, 탄성파를 발생하는 압전장치를 장착하는 설치 구조체와, 반사파를 수신하는 압전장치를 장착하는 설치 구조체를 액체 용기에 설치하여도 좋다. 따라서, 액체 용기에 부착되는 설치 구조체의 수는 1개에 한정되지 않는다. 또한, 설치 구조체를 액체 용기에 설치하는 위치도 액체 용기의 저면부에 한정되지 않는다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 의한 설치 구조체 및 이 설치 구조체와 압전장치를 갖는 모듈체에 대해서 도 21 내지 도 33d을 참조하여 설명한다.

도 21은, 본 실시예에 의한 설치 구조체를 제조하기 위한 판형 부재를 도시하고 있고, 이 판형 부재(800)는, 약 0.1 내지 0.2㎜ 두께의 금속 박막을 소정의 형상으로 프레스하여 형성된 것이다. 사용되는 금속 박막은, 전기 저항이 낮고, 땜납, 프레스에 적합한 재질을 갖는 것이 바람직하고, 도금을 실시하여 전기 저항을 내리고, 땜납을 가능하게 하여도 좋다. 도 21 중의 부호(801)는, 설치 구조체의 일부를 구성하는 도전 부재를 형성하기 위한 가늘고 긴 부재를 도시하고, 1개의 설치 구조체당 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)가 형성된다. 가늘고 긴 부재(801)는, 선단부(802), 중간부(803), 기단부(804), 및 돌기부(805)를 구비하고 있고, 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)의 선단부(802)끼리는 지지봉(806; tie bar, 연결 부재)에 의해서 연결되어 있다. 지지봉(806)의 중앙부에는 위치 결정 구멍(810)이 형성되어 있다. 이 위치 결정 구멍(810)은, 압전장치의 진동하는 부분(센서부)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 가늘고 긴 부재(801)는 분기부(807)를 통해서 지지부(808)에 접속되어 있다. 지지부(808)에는, 제조 기계에 의해서 판형 부재(800)를 반송할 때 이용되는 파일럿 홀(809)이 형성되어 있다.

그리고, 도 22에 도시한 바와 같이, 도 21에 도시한 굽힘부를 따라서 가늘고 긴 부재(801)를 구부린다. 이로서, 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)의 한 쌍의 선단부(802)가 동일한 평면 내에 배치된다. 한편, 한 쌍의 기단부(804)는, 한 쌍의 선단부(802)나 배치된 평면과는 다른 동일한 평면 내에 배치되어 있다. 돌기부(805)도 구부림으로써 세워지고, 세워진 돌기부(805)는 수지에 달라붙는 작용을 한다.

도 23a 내지 도 23c는, 굽힘 가공된 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)를 확대하여 도시한 도면이고, 도 23c에서 알 수 있는 바와 같이 한 쌍의 선단부(802)가 배치된 동일한 평면과, 한 쌍의 기단부(804)가 배치된 다른 동일한 평면이 서로 평행하다. 또한, 도 23b에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 동일한 평면 내에 위치하는 부분(선단부(802)를 포함한다)의 가늘고 긴 부재(801)와 상기 다른 동일한 평면 내에 위치하는 부분(기단부(804)를 포함한다)의 가늘고 긴 부재(801)는 상기 동일한 평면 및 상기 다른 동일한 평면에 대하여 수직의 방향에 대해서 서로 겹쳐 있지 않다. 이 때문에, 도 21에 도시한 가늘고 긴 부재(801)를 굽힘 형을 사용하여 구부릴 때, 굽힘 형끼리가 서로 간섭하지 않아, 굽힘 가공이 용이해진다.

다음에, 도 24 내지 도 28c를 참조하여, 도 22에 도시한 굽힘 가공된 가늘고 긴 부재(801)에 인서트 성형에 의해 성형체를 일체로 형성하는 순서에 대해서 설명한다.

도 24에 도시한 바와 같이, 성형체(811)를 인서트 성형으로 형성하기 위해서 암형(812) 및 이에 결합되는 수형(813)이 사용된다. 도 27a 내지 27c에 암형(812)의 상세한 것을 도시하고, 도 28a 내지 도 28c에 수형(813)의 상세한 것을 도시한다. 수형(813)에는 위치 결정 원통부(814)가 형성되어 있고, 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)에는, 위치 결정 원통부(814)의 외형에 대응하는 윤곽을 갖는 위치 결정R부(815)가 형성되어 있다. 위치 결정R부(815)의 윤곽과 위치 결정 원통부(814)의 외형은 동심원을 이룬다. 또한, 수형(813)의 선단부에는 위치 결정 볼록부(816)가 형성되어 있고, 이 위치 결정 볼록부(816)는 연결 부재(806)의 위치 결정 구멍(810)에 삽입할 수 있다.

그리고, 도 25에 도시한 상태에서, 위치 결정R부(815)에 위치 결정 원통부(814)를 결합하는 동시에, 위치 결정 구멍(810)에 위치 결정 볼록부(816)를 삽입함으로써, 수형(813)에 대하여 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)가 위치 결정된다. 또한, 도 26에 도시한 바와 같이, 수형(813)의 위치 결정 볼록부(816)를, 암형(812)의 위치 결정 오목부(817)에 삽입함으로써, 암형(812)에 대하여 수형(813)이 위치 결정된다. 이로서, 암형(812) 및 수형(813)의 내부에 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)가 정확하게 위치 결정된다.

또한, 도 25에 도시한 바와 같이 암형(812)의 위치 결정 오목부(817)의 주위에는 접촉면(818)이 형성되고, 수형(813)의 위치 결정 볼록부(816)의 주위에도 접촉면(819)이 형성되어 있다. 그리고, 도 26에 도시한 바와 같이, 한 쪽의 접촉면(818)과 다른 쪽의 접촉면(819)에 의해서, 가늘고 긴 부재(801)의 선단부(802)의 적어도 일부가 양측에서 끼워진다. 접촉면(818, 819)에 의해서 끼워진 부분의 선단부(802)에는 수지가 공급되지 않기 때문에, 그 부분의 선단부(802)는 수지 내에 매몰하지 않고 노출한 상태가 되어, 전기적인 접점이 확보된다. 이 때문에, 선단부(802)에 전기 접점을 확보하기 위해서 수지를 제거하는 추가의 공정이 불필요해져서, 제조 공정이 간소화된다.

한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)에 성형체(811)를 일체로 성형하면, 도 21에 도시한 절단부에서 분기부(807)를 절단하여 도 29, 도 30a 내지 도 30d에 도시한 바와 같이 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)와 성형체(811)의 일체 성형품(820)을 제조한다.

도 29, 도 30a 내지 도 30d에 도시한 바와 같이 성형체(811)는, 방형판 형상의 기부(821)와, 이 기부(821)로부터 돌출하는 원주부(822)를 갖고, 원주부(822)의 선단면에는 압전장치를 받아들이기 위한 오목부(823)가 형성되어 있으며, 한 쌍의 선단부(802) 및 이들을 연결하는 연결 부재(806)는 이 오목부(823)의 저면에 배치되어 있다. 도 29에 도시한 바와 같이 기부(821)의 일면측에는, 액체 용기의 측벽에 접하는 좌부(824; 座部)가 네 코너에 형성되어 있다. 도 30b에 도시한 바와 같이 기부(821)의 다른 면측에는, 성형체(811)를 회로기판에 대하여 위치 결정하기 위한 2개의 돌기부(825)가 형성되어 있다.

다음에, 도 29, 도 30a 내지 도 30d에 도시한 일체 성형품(820)에 있어서 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)의 선단부(802)끼리를 연결하고 있는 연결 부재(806)를, 절단, 굽힘, 또는 절제함으로써, 선단부(802)끼리를 전기적으로 분리한다. 이와 같이 선단부(802)를 전기적으로 분리함으로써, 도 31에 있어서 부호(830)로 도시한 바와 같이 본 실시예에 있어서의 설치 구조체가 제조되고, 이 설치 구조체(830)는, 서로 분리된 한 쌍의 가늘고 긴 부재(801)로 이루어지는 한 쌍의 도전 부재(831)를 구비하고 있다. 한 쌍의 도전 부재(831)의, 가늘고 긴 부재(801)의 선단부(802)의 노출한 부분으로 이루어지는 전기 접점(832)을 갖고 있다. 입체 회로를 구성하는 한 쌍의 도전 부재(831)를 통해서 액추에이터(833)에 구동 신호가 인가된다.

그리고, 설치 구조체(830)의 성형체(811)의 오목부(823)에, 압전장치를 구성하는 액추에이터(833)를 끼워 넣고, 설치 구조체(830)의 한 쌍의 전기 접점(832)과 액추에이터(833)의 한 쌍의 전극을 전기적으로 접속한다. 이 접속에 있어서는, 도전성 접착제를 사용할 수 있다. 액추에이터(833)의 전극과 설치 구조체(830)의 전기 접점(832)을 접속하면, 도 32에 도시한 바와 같이 액추에이터(833)의 주위를 수지(834)로 몰드하여, 액추에이터(833)의 이면측에 액체가 돌아 들어가지 않도록 밀봉한다. 이로서, 설치 구조체(830)와 액추에이터(833)를 구비한 모듈체(840)나 제조된다.

또한, 가늘고 긴 부재(801)는 어느 정도 높은 강성을 구비하고 있고, 가늘고 긴 부재(801)의 선단부(802)에 의해서 액추에이터(833; 압전장치)를 지지할 수 있다.

도 33a 내지 33d에 도시된 바와 같이 액추에이터(833)는, 액체를 검출하는 센서부(진동하는 부분)를 구성하는 압전 소자(845)를 갖고, 이 압전 소자(845)는, 상부 전극(841) 및 하부 전극(842), 이것들의 전극(841, 842)에 의해서 끼워진 압전층(843)을 구비하고 있다. 압전 소자(845)는 진동판(846)의 한 쪽의 면에 배치되고, 진동판(846)의 다른 쪽의 면에는 캐비티 형성 부재(847)가 배치되어 있다. 캐비티 형성 부재(847)의 중앙부에는 원형의 캐비티(848; 개구부)가 형성되어 있고, 압전 소자(845)는 캐비티(848)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 상부 전극(841)은 상부 전극단자(849)에 접속되어 있고, 하부 전극(842)은 하부 전극단자(850)에 접속되어 있다.

도 32에 도시한 모듈체(840)는, 메모리 모듈(도시하지 않음)과 같은 회로기판(도시하지 않음)에 탑재된다. 이 때, 도 30a 내지 30d에 도시한 돌기부(825)를 회로기판에 형성된 구멍에 삽입함으로써, 모듈체(840)와 회로기판을 위치 결정되고, 이 상태에서 모듈체(840)와 회로기판의 전기적인 접속부를 땜납 등으로 접속한다.

회로기판에 탑재된 모듈체(840)는, 액체 용기의 벽면에 형성된 관통 구멍으로부터 삽입되고, 액추에이터(833)의 부분이 액체 용기 내로 돌출하도록 하여 액체 용기에 고착된다. 액체 용기 내의 액체는, 캐비티(848)를 통해서 진동판(846)에 접촉한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 액추에이터(833)에 구동 신호를 인가하기 위한 입체 회로를 구성하는 한 쌍의 도전 부재(8(31))에, 성형체(811)를수지 성형에 의해서 일체로 형성하도록 하였기 때문에, 액추에이터(833)를 액체 용기의 소정의 위치에 설치하기 위한 설치 구조체(830)를 높은 치수 정밀도로 제조하는 것이 가능하고, 나가서는, 액추에이터(833) 및 설치 구조체(830)를 구비한 모듈체(840)에 의해서 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 고정밀도로 검출할 수 있다.

다음에, 본 발명의 다른 실시예에 의한 설치 구조체에 대해서 도 34a 내지 도 34c를 참조하여 설명한다.

도 34a 내지 도 34c에 도시한 바와 같이 본 실시예에 의한 설치 구조체(860)는, 압전장치를 구성하는 액추에이터(도시하지 않음)를 제어하기 위한 제어 소자, 메모리, 또는 제어 소자와 메모리를 일체로 한 것(861; 이하, 「제어 소자 등(861)」이라고 한다. )이 장착되는 기부(862)와, 기부(862)에 돌출 설치되어, 액추에이터가 장착되는 돌출부(863)를 구비하고 있다. 제어 소자 등(861)은, 예를 들면 메모리용의 집적 회로(IC)이다.

돌출부(863)는, 기부(862)에 돌출 설치된 통형상부(867)와, 이 통형상부(867)의 선단 개구를 밀봉하는 원형판 형상의 밀봉부(868)를 갖는다. 밀봉부(868)의 표면에는, 압전장치를 구성하는 액추에이터를 받아들이기 위한 오목부(866)가 형성되어 있다.

그리고, 설치 구조체(860)에는, 액추에이터 및 제어 소자 등(861)의 적어도 한 쪽에 전기적으로 접속되는 복수의 전선(864, 865)이 2색 성형 수지 도금에 의해서 3차원 형상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 오목부(866)의 저면에는 밀봉부(868)를 관통하는 한 쌍의 관통 구멍(869)이 형성되어 있고, 한 쌍의전선(864)은, 오목부(866)의 저면으로부터 관통 구멍(869)의 내면을 통해서 밀봉부(868)의 이면측에 달하고, 더욱이 기부(862)의 이면측까지 연속 형성되어 있다. 또한, 제어 소자 등(861)에 전기적으로 접속되는 복수의 전선(865)은, 기부(862)에 형성된 복수의 관통 구멍(870)을 통해서, 기부(862)의 표면으로부터 이면에 걸쳐서 연속 형성되어 있다.

또, 도 34b에 도시한 이면측의 전선(864, 865)은, 프린터의 캐리지에 형성된 접촉식의 커넥터가 접촉하는 접점으로서 기능한다. 즉, 잉크 카트리지를 프린터의 캐리지에 장착하였을 때, 도 34b에 도시한 이면측의 전선(864, 865)이 접촉식의 커넥터에 가압된다.

도 34a 내지 도 34c에 도시한 설치 구조체(860)에 있어서는, 전선(864)과 전선(865)이 이어져 있지 않고, 이 예는 제어 소자 등(861)으로서 메모리를 사용하는 경우의 것이다. 제어 소자 등(861)으로서 제어 소자를 사용하는 경우에는, 전선(864)과 전선(865)을 접속하도록 배선하면 좋다.

또, 2색 성형 수지 도금법은, 투쇼트법 또는 비촉매법이라고도 불리고 있고, 2회 사출성형함으로써 패터닝을 행하는 것이다. 2색 성형 수지 도금법의 대표예의 개략을 설명하면, 우선 처음에 도금이 가능한 수지로 첫번째의 성형(일차 성형)을 행하고, 다음으로 전체를 케미컬 에칭하고, 도금의 핵이 되는 촉매를 부여한다. 그리고, 도금을 석출(precipitation)시키지 않는 부분은, 2차측의 수지로 피복 성형(2차 성형)한 후에 도금한다. 즉, 2색 성형 수지 도금법은, 일차 성형 처리면에서 노출된 부분에만 도전성의 금속 재료, 예를 들면 금의 도금을 석출하는 방법이다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의한 설치 구조체에 의하면, 액추에이터 및 제어 소자에 전기적으로 접속되는 전선을 2색 성형 수지 도금에 의해서 3차원 형상으로 형성하도록 하였기 때문에, 설치 구조체(860)의 기부(862) 및 돌출부(863)를 형성할 때 동시에 전선(864, 865)을 형성할 수 있으므로, 제조 공정이 대폭 간소화되는 동시에, 다수개의 설치 구조체(860)의 동시 형성이 용이하다. 또한, 설치 구조체(860) 내에 있어서의 전선(864, 865)의 형성 위치의 정밀도가 높기 때문에, 설치 구조체(860)에 대한 액추에이터의 설치 위치 정밀도가 높고, 액체 검출 정밀도도 향상되며, 또한, 설치 구조체(860)에 대한 제어 소자 등(861)의 설치 위치 정밀도도 높고, 설치 구조체(860)에 장착된 제어 소자 등(861)과 외부의 전기 접점의 접속 신뢰성도 향상된다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 의한 모듈체에 대해서 도 35 내지 도 40b를 참조하여 설명한다.

도 35는, 본 실시예에 의한 모듈체를 도시한 분해 사시도이고, 이 모듈체는 도 33a 내지 33d에 도시한 액추에이터(833)를 구비하고, 이 액추에이터(833)를, 폴리올레핀 필름(880)을 사용하여 스테인레스 강철로 이루어지는 플레이트(881)에 열용착한다. 폴리올레핀 필름(880)은 액추에이터(833)의 센서부를 덮지 않는 형상이고, 또한, 플레이트(881)의 중앙에는 개구가 형성되어 있고, 이로서, 액체 용기 내의 액체가 플레이트(881)의 중앙의 개구를 통해서 액추에이터(833)의 센서부에 접촉하도록 구성되어 있다. 플레이트(881)를 원통형의 수지제의 케이스(882)의 상단에 액밀로 접착하고, 이로서, 액추에이터(833)가 케이스(882) 내에 수납된다.

그리고, 액추에이터(833)를 제어하기 위한 반도체 메모리 등의 제어 소자(도시하지 않음)가 장착되는 회로기판(883)에 형성된 한 쌍의 전극(884)과 액추에이터(833)의 한 쌍의 전극(도시하지 않음)을 전기적으로 접속하기 위해서, 회로기판(883)과 액추에이터(833) 사이에서 압접협지 커넥터(885)를 끼우도록 하여 압접협지 커넥터(885)를 케이스(882) 내에 수용하고, 케이스(882)와 회로기판(883)을 접착 고정한다. 이로서, 액추에이터(833)와 회로기판(883)이 압접협지 커넥터(885)를 통해서 전기적으로 접속된다.

도 36a 및 36b는 커넥터(885)의 일례를 도시하고, 이 압접협지 커넥터(885)는, 금도금을 실시한 복수의 진유선(886; 眞鍮線)을 비교적 유연한 실리콘 스펀지 고무 부재(887)로 끼우고, 압접시에 구부러지지 않을 정도의 강도의 실리콘 솔리드 고무 부재(888)로 주위를 덮고 있다. 액추에이터(833)의 센서부(진동부)에 대응하는 부분의 실리콘 솔리드 고무 부재(888)에는 공동(889; cavity)이 형성되어 있고, 액추에이터(833)의 센서부의 진동을 저해하지 않도록 하고 있다. 공동(889)은, 프레스에 의한 천공으로 형성하여도 좋고, 실리콘 솔리드 고무 부재(888)의 성형시에 형성하여도 좋다. 도 36a 및 36b에 도시한 예에 있어서는, 압축 방향으로 연장되는 복수의 진유선(886)이 공동(889)을 사이에 두고 양측에 각각 1열형으로 배치되어 있고, 복수의 진유선(886)의 각 열의 배열 방향은 서로 평행하다.

도 37a 및 37b는, 압접협지 커넥터(885)의 다른 예를 도시하고 있고, 도 36a 및 36b에 도시한 구성과 다른 것은, 복수의 진유선(886)이 가로 1열로 배열되어 있는 점이다.

그리고, 도 36a 내지 도 37b에 도시한 압접협지 커넥터(885)를 사용하여 도 35에 도시한 모듈체를 조립할 때 액추에이터(833)와 압접협지 커넥터(885)의 위치관계가 어긋난 경우에도, 진유선(886)의 배열 방향에 대해서는 액추에이터(833)의 전극과 진유선(886)의 접촉이 확보된다. 따라서, 조립할 때의 어긋남이 큰 방향으로 진유선(886)을 배열함으로써, 액추에이터(833)의 전극과 회로기판(883)의 전극(884)의 전기적인 접속을 확실하게 행할 수 있다.

도 38a 및 38b는, 압접협지 커넥터(885)의 다른 예를 도시하고 있고, 이 예에 있어서는, 진유선 대신에, 카본을 함유한 한 쌍의 도전 실리콘 고무 부재(890)를 사용하고 있고, 도전 실리콘 고무 부재(890)끼리가 절연 실리콘 고무 부재(891)에 의해서 일체화되어 있다. 도전 실리콘 고무 부재(890)끼리 사이에는 도 36 또는 도 37에 도시한 압접협지 커넥터(885)와 같이 공동(889)이 형성되어 있다.

도 39a 및 39b는, 압접협지 커넥터(885)의 다른 예를 도시하고 있고, 이 예에 있어서는, 도 36a에 도시한 압접협지 커넥터(885)의 좌우의 하프(half)부끼리를, 실리콘 솔리드 고무 부재(888) 자신을 연속 형성하여 연결하는 것은 아니고, 도 38a에 도시한 절연 실리콘 고무(891)를 사용하여 연결하고 있다.

도 40a 및 40b는, 압접협지 커넥터(885)의 다른 예를 도시하고 있고, 이 예에 있어서는, 도 37a에 도시한 압접협지 커넥터(885)의 좌우의 하프부끼리를, 실리콘 솔리드 고무 부재(888) 자신을 연속 형성하여 연결하는 것은 아니고, 도 38a에 도시한 절연 실리콘 고무(891)를 사용하여 연결하고 있다.

도 38a 내지 도 40b에 도시한 구성의 압접협지 커넥터(885)에 의하면, 공동(889)을 형성하기 위한 천공 가공이 불필요해진다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의한 모듈체에 의하면, 액추에이터(833)와 회로기판(883)을 압접협지 커넥터(885)를 통해서 전기적으로 접속할 수 있기 때문에, 접속에 있어서 땜납 작업이 불필요해지고, 제조가 용이하다.

이상, 본 발명을 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에 있어서의 액체 용기는 잉크 카트리지에 한정되지 않고, 그 외의 종류의 액체 용기에도 적용 가능하다. 상기 실시예에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 특허청구의 범위의 기재로부터 분명하다.

상기 설명에서 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 압전장치를 액체 용기에 적절하게 설치 및 분리할 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 액체 잔량을 정확하게 검출할 수 있고, 또한 복잡한 밀봉 구조를 필요로 하지 않는 액체 용기에 장착되는 압전장치 및 모듈체가 얻어질 수 있다.

그래서, 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검지하는 기능을 갖는 압전장치를 액체 용기에 설치하기 위한 설치 구조체를 제공하여, 압전장치의 액체 용기로의 설치 및 분리를 용이하게 할 수 있는 것이다.

Claims (45)

1. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체에 있어서,

   상기 압전장치가 장착되는 압전장치 장착부와, 상기 액체 용기에 설치되는 액체 용기 설치부를 갖는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압전장치 장착부는 개구부를 갖고, 상기 개구부를 통해서 상기 압전장치의 진동하는 부분이 상기 액체 용기 내의 액체와 접촉하는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
3. 제 1 항에 있어서,

   개구부를 갖는 설치 플레이트를 또한 구비하고, 상기 압전장치는 상기 설치 플레이트를 통해서 상기 압전장치 장착부에 장착되는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 액체 용기 설치부의 정상면에 상기 압전장치 장착 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 액체 용기 설치부가, 상기 액체 용기에 형성된 관통 구멍에 결합하는 원주부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 액체 용기 설치부가, 상기 원주부와 일체적으로 형성된 기대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 액체 용기 설치부의 상기 액체 용기와의 결합부에 실링 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 압전장치 장착부가 상기 액체 용기 내의 액체의 액면에 대해서 경사가 지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
9. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 일체 구조로서 장착하기 위한 설치 구조체에 있어서,

   상기 압전장치의 전극에 접촉하는 리드 와이어와, 상기 리드 와이어와 상기액체 용기의 접합부를 몰드하는 몰드부를 갖는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 압전장치를, 상기 액체 용기의 내부로 돌출시키는 래그부를 갖는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
11. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체에서, 상기 압전장치가 장착되는 압전장치 장착부와, 상기 액체 용기에 설치되는 액체 용기 설치부를 갖는 설치 구조체와,

    상기 설치 구조체의 상기 압전장치 장착부에 장착된 상기 압전장치를 구비하고,

    상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자를 갖는 모듈체.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 압전장치는, 상기 압전 소자가 한 쪽의 면에 배치된 진동판을 구비하고, 이 진동판의 다른 쪽의 면에 캐비티가 형성된 캐비티 형성 부재를 배치하고, 상기 캐비티를 통해서 상기 진동판이 상기 액체 용기 내의 액체와 접촉 가능해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 캐비티 형성 부재가 상기 압전 소자 및 상기 진동판과 일체적으로 형성된 기판인 것을 특징으로 하는 모듈체.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 캐비티 형성 부재가 상기 압전장치에 장착되는 설치 플레이트인 것을 특징으로 하는 모듈체.
15. 제 13 항에 있어서,

    개구부를 갖는 설치 플레이트를 더욱 구비하고, 상기 기판의 상기 캐비티와 상기 설치 플레이트의 상기 개구부가 연통하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 액체 용기 설치부로부터 돌출하도록 형성된 상기 압전장치 장착부 측면에 상기 압전장치가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 압전 소자를 상기 액체 용기의 액체로부터 절연시키는 절연부를 갖는것을 특징으로 하는 모듈체.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 압전장치 장착부와 상기 압전장치의 설치 부위를 몰드하는 몰드부를 더욱 갖는 것을 특징으로 하는 모듈체.
19. 제 11 항에 있어서,

    상기 압전장치에 잔류하는 잔류 진동에 의해서 역기 전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 모듈체.
20. 제 11 항에 있어서,

    회로기판을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 모듈체.
21. 제 11 항에 있어서,

    상기 설치 구조체는, 상기 압전 소자의 상기 한 쌍의 전극에 접속된 한 쌍의 도전 부재를 갖고, 상기 한 쌍의 도전 부재에 의해서 상기 압전장치가 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
22. 용기 본체와,

    상기 용기 본체에 형성된 모듈체를 구비하고,

    상기 모듈체는,

    상기 용기 본체 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 용기 본체에 장착하기 위한 설치 구조체로서, 상기 압전장치가 장착되는 압전장치 장착부와, 상기 용기 본체에 설치되는 액체 용기 설치부를 갖는 설치 구조체와,

    상기 설치 구조체의 상기 압전장치 장착부에 장착된 상기 압전장치를 구비하고,

    상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자를 갖는 액체 용기.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 압전장치 장착부가 상기 용기 본체 내측으로 돌출하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
24. 제 23 항에 있어서,

    더욱이, 상기 압전장치 장착부가 상기 용기 본체 내의 액체의 액면에 대하여 경사가 지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 용기.
25. 제 22 항에 있어서,

    상기 액체 용기 설치부와 상기 용기 본체의 설치 부위가 몰드되어 있는 것을특징으로 하는 액체 용기.
26. 용기 본체와,

    상기 용기 본체에 착탈 가능하게 설치된 모듈체를 구비하고,

    상기 모듈체는, 상기 용기 본체 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 용기 본체에 장착하기 위한 설치 구조체로서, 상기 압전장치나 장착되는 압전장치 장착부와, 상기 용기 본체에 설치되는 액체 용기 설치부를 갖는 설치 구조체와,

    상기 설치 구조체의 상기 압전장치 장착부에 장착된 상기 압전장치를 구비하고,

    상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자를 갖는 액체 용기.
27. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체에 있어서,

    상기 압전장치에 구동 신호를 인가하기 위한 한 쌍의 도전 부재와, 상기 한 쌍의 도전 부재와 일체로 수지 성형된 성형체를 구비하고, 상기 한 쌍의 도전 부재의 각각은, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 선단부, 회로기판에 전기적으로 접속되는 기단부, 및 상기 선단부와 상기 기단부를 연결하는 중간부를 포함하고, 상기 중간부의 적어도 일부는 상기 성형체의 내부에 매설되어 있는 것을 특징으로하는 설치 구조체.
28. 제 27 항에 있어서,

    한 쌍의 상기 선단부는 동일한 평면 내에 배치되고, 한 쌍의 상기 기단부는 상기 한 쌍의 선단부가 배치된 평면과는 다른 동일한 평면 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
29. 제 28 항에 있어서,

    상기 한 쌍의 도전 부재의 각각은, 도전성 재료로 이루어지는 가늘고 긴 부재를 구부려 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 선단부가 배치된 상기 동일한 평면과 상기 한 쌍의 기단부가 배치된 상기 다른 동일한 평면은 서로 평행하고, 상기 동일한 평면 내에 위치하는 부분의 상기 가늘고 긴 부재와 상기 다른 동일한 평면 내에 위치하는 부분의 상기 가늘고 긴 부재는 상기 동일한 평면 및 상기 다른 동일한 평면에 대하여 수직의 방향에 대해서 서로 겹쳐 있지 않은 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
30. 제 27 항에 있어서,

    상기 성형체가 수지 성형될 때에는 상기 한 쌍의 선단부끼리가 연결 부재에 의해서 연결되어 있고, 수지 성형 후에 상기 연결 부재가 제거되는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 연결 부재에는, 상기 성형체의 수지 성형에 사용되는 형에 대하여 상기 한 쌍의 도전 부재를 위치 결정하기 위해서 상기 형의 일부가 삽입되는 위치 결정 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
32. 제 31 항에 있어서,

    상기 위치 결정 구멍은 상기 압전장치의 진동하는 부분에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
33. 제 30 항에 있어서,

    상기 성형체의 수지 성형에는 암형 및 이에 결합되는 수형이 사용되고, 상기 연결 부재에 의해서 연결된 상기 한 쌍의 도전 부재의 일부는, 상기 수형에 대하여 상기 한 쌍의 도전 부재를 위치 결정하기 위해서 상기 수형의 일부의 외형에 대응하는 윤곽을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
34. 제 27 항에 있어서,

    상기 성형체를 수지 성형할 때에는 한 쌍의 형에 의해서 상기 한 쌍의 선단부의 적어도 일부가 끼워지고, 이로서, 상기 한 쌍의 선단부의 적어도 일부는 수지 내에 매몰하지 않고 노출된 상태가 되어, 상기 한 쌍의 선단부의 노출된 부분이 전기 접점을 형성하는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
35. 제 27 항에 있어서,

    상기 성형체에는 상기 압전장치를 받아들이기 위한 오목부가 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 선단부는 상기 오목부의 저면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
36. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체로서, 상기 압전장치에 구동 신호를 인가하기 위한 한 쌍의 도전 부재와, 상기 한 쌍의 도전 부재와 일체로 수지 성형된 성형체를 구비하고, 상기 한 쌍의 도전 부재의 각각은, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 선단부, 회로기판에 전기적으로 접속되는 기단부, 및 상기 선단부와 상기 기단부를 연결하는 중간부를 포함하고, 상기 중간부의 적어도 일부는 상기 성형체의 내부에 매설되어 있는 설치 구조체와,

    상기 설치 구조체에 장착된 상기 압전장치를 구비하고,

    상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자와, 상기 압전 소자가 한 쪽의 면에 배치된 진동판을 구비하고, 상기 진동판의 다른 쪽의 면에 캐비티가 형성된 캐비티 형성 부재를 배치하여, 상기 캐비티를 통해서 상기 액체 용기 내의 액체가 상기 진동판과 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
37. 제 36 항에 있어서,

    상기 압전장치는, 상기 설치 구조체의 상기 한 쌍의 선단부에 대하여 도전성 접착제에 의해서 전기적으로 접속된 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 압전장치의 이면으로 액체가 돌아 들어가지 않도록 상기 압전장치의 주위가 수지로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
38. 제 36 항에 있어서,

    상기 한 쌍의 도전 부재에 의해서 상기 압전장치가 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.
39. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치를 상기 액체 용기에 장착하기 위한 설치 구조체에 있어서,

    상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 전선의 적어도 일부를 배치한 기부와, 상기 기부에 돌출 설치되고, 상기 압전장치가 장착되는 돌출부를 구비하고, 상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 전선이 2색 성형 수지 도금에 의해서 3차원 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
40. 제 39 항에 있어서,

    상기 돌출부의 단부에는 상기 압전장치를 받아들이기 위한 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부의 저면에, 상기 압전장치의 한 쌍의 전극에 전기적으로 접속되는 부분이 상기 전선의 적어도 일부에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
41. 제 40 항에 있어서,

    상기 돌출부는, 상기 기부에 돌출 설치된 통형상부와, 상기 통형상부의 선단 개구를 밀봉하는 밀봉부를 갖고, 상기 밀봉부의 표면에 상기 오목부가 형성되어 있으며, 상기 오목부의 저면에는 상기 밀봉부를 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있고, 상기 압전장치의 한 쌍의 전극에 전기적으로 접속되는 부분의 상기 전선은, 상기 오목부의 저면으로부터 상기 관통 구멍의 내면을 통해서 상기 밀봉부의 이면측까지 연속 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 설치 구조체.
42. 액체 용기 내의 액체의 소비 상태를 검출하기 위해서 사용되는 압전장치와,

    상기 압전장치에 전기적으로 접속되는 회로기판과,

    상기 회로기판에 형성된 한 쌍의 전극과 상기 압전장치의 한 쌍의 전극을 전기적으로 접속하기 위해서 상기 회로기판과 상기 압전장치 사이에서 압접되어 협지된 압접협지 커넥터를 구비한 것을 특징으로 하는 모듈체.
43. 제 42 항에 있어서,

    상기 압접협지 커넥터는, 상기 회로기판과 상기 압전장치 사이에서 압접되어탄성적으로 압축된 절연성의 탄성체와, 상기 탄성체의 내부를 압축 방향으로 연장되는 복수의 도선을 구비한 것을 특징으로 하는 모듈체.
44. 제 42 항에 있어서,

    상기 압접협지 커넥터는, 상기 회로기판에 형성된 한 쌍의 전극과 상기 압전장치의 한 쌍의 전극 사이에 배치된 한 쌍의 도전 고무 부재와, 상기 한 쌍의 도전 고무 부재끼리를 연결하는 절연 고무 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 모듈체.
45. 제 42 항에 있어서,

    상기 압전장치는, 한 쌍의 전극에 의해서 끼워진 압전층을 갖는 압전 소자와, 상기 압전 소자가 한 쪽의 면에 배치된 진동판을 구비하고, 상기 진동판 다른 쪽의 면에 캐비티가 형성된 캐비티 형성 부재를 배치하고, 상기 캐비티를 통해서 상기 액체 용기 내의 액체가 상기 진동판을 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈체.