JP2009119857A - Liquid jetting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴射装置に関し、特に、導電性の液体を媒体に噴射する液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus, and more particularly to a liquid ejecting apparatus that ejects a conductive liquid onto a medium.
インクを収容したインクカートリッジが装着され、当該インクカートリッジから供給されたインクを消費して、印刷媒体上に印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。このようなインクカートリッジとして、収容されたインクの消費状態を電気的に検出するセンサを搭載しているものが知られている（例えば、特許文献１）。 2. Related Art Inkjet printers are known in which an ink cartridge containing ink is mounted, and ink supplied from the ink cartridge is consumed to perform printing on a print medium. As such an ink cartridge, a cartridge equipped with a sensor that electrically detects the consumption state of the stored ink is known (for example, Patent Document 1).
しかしながら、インクが導電性を有する場合、外来ノイズがインクを介して侵入し、センサの検出精度を悪化させるおそれがあった。かかる課題は、インクジェットプリンタに限らず、例えば、金属成分を含む液体材料を噴射して半導体上に電極層を形成する装置など、液体噴射装置に共通する課題であった。 However, when the ink has conductivity, external noise may enter through the ink, which may deteriorate the detection accuracy of the sensor. Such a problem is not limited to an ink jet printer, and is a problem common to liquid ejecting apparatuses such as an apparatus that ejects a liquid material containing a metal component to form an electrode layer on a semiconductor.
本発明は、インクなどの導電性の液体の状態を電気的に検出するセンサに対して、導電性の液体を介して侵入するノイズを抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress noise that enters through a conductive liquid to a sensor that electrically detects the state of a conductive liquid such as ink.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the above-described problems.
［適用例１］導電性の液体を媒体に噴射する液体噴射装置であって、
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に設けられ、前記設けられた位置における前記液体の状態を電気的に検出するセンサと、
前記液体と接触すると共に、安定電位に電気的に接続されている導電部材と、
を備える、液体噴射装置。
Application Example 1 A liquid ejecting apparatus that ejects a conductive liquid onto a medium,
A liquid container for containing the liquid;
A sensor that is provided in the liquid container and electrically detects a state of the liquid at the provided position;
A conductive member in contact with the liquid and electrically connected to a stable potential;
A liquid ejecting apparatus comprising:
適用例１に係る液体噴射装置によれば、導電性の液体が安定電位に接続されるので、外部ノイズが導電性の液体を介して、センサに侵入することを抑制することができる。この結果、例えば、センサの検出精度が向上する。 According to the liquid ejecting apparatus according to Application Example 1, since the conductive liquid is connected to the stable potential, external noise can be prevented from entering the sensor through the conductive liquid. As a result, for example, the detection accuracy of the sensor is improved.
適用例１に係る液体噴射装置において、前記導電部材は、少なくとも前記センサの近傍に配置されていても良い。こうすれば、より効果的に外部ノイズの侵入を抑制することができる。 In the liquid ejecting apparatus according to Application Example 1, the conductive member may be disposed at least in the vicinity of the sensor. In this way, it is possible to more effectively suppress the entry of external noise.
適用例１に係る液体噴射装置において、液体噴射部と、前記液体収容部と前記センサとを含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、を備えても良い。また、前記センサおよび前記液体収容部の一部を含む液体噴射部と、前記液体収容部と前記液体収容部の他の一部を含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、を備えても良い。 The liquid ejecting apparatus according to Application Example 1 may include a liquid ejecting unit, a liquid container that includes the liquid storage unit and the sensor, and is detachable from the liquid ejecting unit. A liquid ejecting unit including a part of the sensor and the liquid storage unit; and a liquid container including the liquid storage unit and another part of the liquid storage unit and detachable from the liquid ejecting unit. May be.
［適用例２］導電性の液体を媒体に噴射する液体噴射装置であって、
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に設けられ、前記設けられた位置における前記液体の状態を電気的に検出するセンサと、
ノイズ除去のために、安定電位と前記液体との間に設けられた静電容量と、
を備える、液体噴射装置。
Application Example 2 A liquid ejecting apparatus that ejects a conductive liquid onto a medium,
A liquid container for containing the liquid;
A sensor that is provided in the liquid container and electrically detects a state of the liquid at the provided position;
A capacitance provided between a stable potential and the liquid for noise removal;
A liquid ejecting apparatus comprising:
適用例２に係る液体噴射装置によれば、静電容量により導電性の液体が交流的に安定電位に接続されるので、外部ノイズの交流成分が導電性の液体を介して、センサに侵入することを抑制することができる。この結果、例えば、センサの検出精度が向上する。 According to the liquid ejecting apparatus according to Application Example 2, since the conductive liquid is connected to the stable potential in an alternating current due to the capacitance, the AC component of the external noise enters the sensor through the conductive liquid. This can be suppressed. As a result, for example, the detection accuracy of the sensor is improved.
適用例２に係る液体噴射装置において、前記静電容量は、少なくとも前記センサの近傍の前記液体と前記安定電位との間に設けられていても良い。こうすれば、より効果的に外部ノイズの侵入を抑制することができる。 In the liquid ejecting apparatus according to Application Example 2, the capacitance may be provided at least between the liquid near the sensor and the stable potential. In this way, it is possible to more effectively suppress the entry of external noise.
適用例２に係る液体噴射装置において、液体噴射部と、前記液体収容部と前記センサとを含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、を備えても良く、前記センサおよび前記液体収容部の一部を含む液体噴射部と、前記液体収容部の他の一部を含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、を備えても良い。 In the liquid ejecting apparatus according to the application example 2, the liquid ejecting unit may include a liquid ejecting unit, the liquid storing unit, and the sensor, and a liquid container that is detachable from the liquid ejecting unit. A liquid ejecting unit including a part of the liquid container, and a liquid container including the other part of the liquid container and detachable from the liquid ejecting unit may be provided.
適用例１および適用例２に係る液体噴射装置において、前記安定電位は、フレームグランドであっても良い。 In the liquid ejecting apparatus according to Application Example 1 and Application Example 2, the stable potential may be a frame ground.
次に、本発明の実施態様について図面を参照して実施例に基づいて説明する。
Ａ．第１実施例：
・プリンタおよびインクカートリッジの構成：
図１および図２を参照して、第１実施例におけるプリンタの構成について説明する。図１は、第１実施例における印刷システムの概略構成を示す説明図である。図２は、インクカートリッジが印刷ヘッドユニットに取り付けられた状態を示す図である。
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A. First embodiment:
-Printer and ink cartridge configuration:
The configuration of the printer in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a printing system according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the ink cartridge is attached to the print head unit.
印刷システムは、プリンタ１０００と、コンピュータ２０００と、を備えている。プリンタ１０００は、コネクタＣＮを介して、コンピュータ２０００と接続されている。
The printing system includes a
プリンタ１０００は、副走査送り機構と、主走査送り機構と、ヘッド駆動機構と、各機構を制御するための主制御部２と、を備えている。副走査送り機構は、紙送りモータ３とプラテン４とを備えており、紙送りモータの回転をプラテンに伝達することによって用紙Ｐを副走査方向に搬送する。主走査送り機構は、キャリッジモータ５と、プーリ７と、キャリッジモータ５とプーリ７との間に張設された駆動ベルト８と、プラテン４の軸と並行に設けられた摺動軸９と、を備えている。摺動軸９は、駆動ベルト８に固定されたキャリッジ６を摺動可能に保持している。キャリッジモータ５の回転は、駆動ベルト８を介してキャリッジ６に伝達され、キャリッジ６は、摺動軸９に沿ってプラテン４の軸方向（主走査方向）に往復動する。ヘッド駆動機構は、キャリッジ６に搭載された印刷ヘッドユニット６０を備えており、印刷ヘッドを駆動して用紙Ｐ上にインクを吐出させる。印刷ヘッドユニット６０の上方には、後述するようにホルダ（図１では省略）が配置され、複数のインクカートリッジを脱着自在に装着可能である。プリンタ１０００は、さらに、ユーザがプリンタの各種の設定を行ったり、プリンタのステータスを確認したりするための操作部などを備えているが、詳しい説明は省略する。
The
図２に示すように、印刷ヘッドユニット６０は、印刷ヘッド６１と、印刷ヘッド６１の上面に配置されたホルダ６２を備えている。ホルダ６２は、複数のインクカートリッジ１を装着可能に構成されている。ホルダ６２には、インクカートリッジ１を位置決めおよび固定するための突起６３および凹部６４が形成されている。ホルダ６２のＸ軸負方向側の開口部６５には、接続ピン（端子）を有する接続機構およびキャリッジ回路が配置される（図示省略）。また、印刷ヘッド６１の上面には、後述するインク供給針が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
図２に加えて、図３〜図６を参照して、インクカートリッジ１についてさらに説明する。図３は、第１実施例におけるインクカートリッジの第１の外観斜視図である。図４は、第１実施例におけるインクカートリッジの第２の外観斜視図である。図４は、図３とは反対方向からみた図を示している。図５は、第１実施例におけるインクカートリッジの第１の分解斜視図である。図６は、第１実施例におけるインクカートリッジの第２の分解斜視図である。図６は、図５とは反対方向からみた図を示している。
The
インクカートリッジ１は、内部に導電性を有する液体のインクを収容する。インクカートリッジ１が、図２に示すようにホルダ６２に装着された状態で、インク供給針を介して印刷ヘッド６１にインクが供給される。
The
図３および図４に示すようにインクカートリッジ１は、略直方体形状を有し、Ｚ軸正方向側の面１ｅと、Ｚ軸負方向側の面１ｆと、Ｘ軸正方向側の面１ｇと、Ｘ軸負方向側の面１ｈと、Ｙ軸正方向側の面１ｉと、Ｙ軸負方向側の面１ｊとを有している。以下では、説明の便宜上、面１ｅを上面、面１ｆを底面、面１ｇを右側面、面１ｈを左側面、面１ｉを正面、面１ｊを背面とも呼ぶ。また、これらの面１ｅ〜１ｊのある側を、それぞれ上面側、底面側、右側面側、左側面側、正面側、背面側とも呼ぶ。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
底面１ｆには、インクジェットプリンタにインクを供給するための供給孔を有する液体供給部５０が設けられている。底面１ｆには、さらに、インクカートリッジ１の内部に大気を導入するための大気解放孔１００が開口している（図６）。
The
大気解放孔１００は、インクジェットプリンタの印刷ヘッドユニット６０に形成された突起６３（図２）が所定の隙間を有するように余裕を持って嵌るような深さと径を有している。ユーザは、大気解放孔１００を気密に封止する封止フィルム９０を剥がしてから、インクカートリッジ１をホルダ６２に装着する。突起６３は、封止フィルム９０の剥がし忘れを防止する役割を果たす。
The
左側面１ｈには、係合レバー１１が設けられている。係合レバー１１には、突起１１ａが形成されている。インクカートリッジ１がホルダ６２に装着されたとき、突起１１ａが、ホルダ６２の凹部６４と係合することによりホルダ６２に対してインクカートリッジ１が固定される（図２）。
An
左側面１ｈの係合レバー１１の下方には、回路基板３４が設けられている（図４）。回路基板３４上には、複数の電極端子３４ａが形成されており、これらの電極端子３４ａは、キャリッジ６に設けられた接続機構（図示省略）を介して、キャリッジ回路と電気的に接続される。
A
インクカートリッジ１の上面１ｅと背面１ｊには、外表面フィルム５５が貼り付けられている。
An
さらに、図５、図６を参照しながら、インクカートリッジ１の内部構成、部品構成について説明していく。インクカートリッジ１は、カートリッジ本体１０と、カートリッジ本体１０の正面側を覆う蓋部材２０とを有している。
Further, the internal configuration and component configuration of the
カートリッジ本体１０の正面側には、様々な形状を有するリブ１０ａが形成されている（図３）。カートリッジ本体１０と蓋部材２０との間には、カートリッジ本体１０の正面側を覆うフィルム８０が設けられている。フィルム８０は、カートリッジ本体１０のリブ１０ａの正面側の端面に隙間が生じないように緻密に貼り付けられている。これらのリブ１０ａとフィルム８０により、複数の小部屋、例えば、後述するインク収容室、バッファ室がインクカートリッジ１の内部に区画形成される。これらの各部屋については、さらに詳細を後述する。
カートリッジ本体１０の背面側には、差圧弁収容室４０ａと気液分離室７０ａとが形成されている（図６）。差圧弁収容室４０ａは、バルブ部材４１とバネ４２とバネ座４３とからなる差圧弁４０を収容する。気液分離室７０ａの底面を囲む内壁には土手７０ｂが形成され、気液分離膜７１が、当該土手７０ｂに貼着されており、全体で気液分離フィルタ７０を構成している。
A differential pressure
カートリッジ本体１０の背面側には、さらに、複数の溝１０ｂが形成されている（図６）。これらの溝１０ｂは、カートリッジ本体１０の背面側の略全体を覆うように外表面フィルム５５が貼り付けられたときに、カートリッジ本体１０と外表面フィルム５５との間に後述する各種の流路、例えば、インクや大気が流動するための流路を形成する。
A plurality of
次に、上述した回路基板３４周辺の構造を説明する。カートリッジ本体１０の左側面の下面側には、センサ収容室３０ａが形成されている（図６）。センサ収容室３０ａには、液体残量センサモジュール３１と、固定バネ３２とが収容されている。固定バネ３２は、液体残量センサモジュール３１をセンサ収容室３０ａの下面側の内壁に押し当てて固定する。センサ収容室３０ａの右側面側の開口は、カバー部材３３によって覆われ、カバー部材３３の外表面３３ａに、上述した回路基板３４が固定される。センサ収容室３０ａ、液体残量センサモジュール３１、固定バネ３２、カバー部材３３、回路基板３４と、後述するセンサ流路形成室３０ｂとを全体で、センサ部３０とも呼ぶ。
Next, the structure around the
回路基板３４には、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの書換可能な不揮発性メモリが設けられており、インクジェットプリンタのインク消費量などが記録される。
The
カートリッジ本体１０の底面側には、上述した液体供給部５０と大気解放孔１００と共に、減圧孔１１０と、センサ流路形成室３０ｂと、迷路流路形成室９５ａが設けられている（図４）。減圧孔１１０は、インクカートリッジ１の製造工程においてインクを注入する際に、空気を吸い出してインクカートリッジ１内部を減圧するために用いられる。センサ流路形成室３０ｂおよび迷路流路形成室９５ａは、後述するインク収容部の一部を形成する。
On the bottom surface side of the
液体供給部５０、大気解放孔１００、減圧孔１１０、迷路流路形成室９５ａ、センサ流路形成室３０ｂは、インクカートリッジ１が製造された直後には、それぞれ封止フィルム５４、９０、９８、９５、３５によって開口部が封止されている。このうち、封止フィルム９０は、上述したようにインクカートリッジ１がインクジェットプリンタのキャリッジ６に装着される前にユーザによって剥離される。これにより、大気解放孔１００は外部と連通し、インクカートリッジ１の内部に大気が導入される。また、封止フィルム５４は、インクカートリッジ１がインクジェットプリンタのキャリッジ６に装着された際に、キャリッジ６に備えられたインク供給針によって破られるように構成されている。
The
液体供給部５０の内部には、下面側から順に、シール部材５１と、バネ座５２と、閉塞バネ５３とが収容されている。シール部材５１は、液体供給部５０にインク供給針６６が挿入されているときに、液体供給部５０の内壁とインク供給針６６の外壁との間に隙間が生じないようにシールする。バネ座５２は、インクカートリッジ１がキャリッジ６に装着されていないときに、シール部材５１の内壁に当接して液体供給部５０を閉塞する。閉塞バネ５３は、バネ座５２をシール部材５１の内壁に当接させる方向に付勢する。インク供給針が液体供給部５０に挿入されると、インク供給針の上端がバネ座５２を押し上げ、バネ座５２とシール部材５１との間に隙間が生じ、当該隙間からインク供給針にインクが供給される。
Inside the
次に、理解の容易のため、大気解放孔１００から液体供給部５０に至る経路を、図７を参照して概念的に説明する。図７は、大気解放孔から液体供給部に至る経路を概念的に示す図である。
Next, for easy understanding, a path from the
大気解放孔１００から液体供給部５０に至るまでの経路は、上流側の大気導入部と、下流側のインク収容部とに大きく分けられる。
The path from the
大気導入部は、上流側から順に、蛇行路３１０と、上述した気液分離膜７１を収納する気液分離室７０ａと、気液分離室７０ａとインク収容部とを連結する連結部３２０〜３６０とから構成される。蛇行路３１０は、上流端が大気解放孔１００と連通し、下流端が気液分離室７０ａと連通している。蛇行路３１０は、大気解放孔１００から第１のインク収容部までの距離を長くするために細長く蛇行して形成されている。これにより、インク収容部内のインク中の水分の蒸発を抑制することができる。気液分離膜７１は、気体の透過を許容すると共に、液体の透過を許容しない素材で構成されている。気液分離膜７１を、気液分離室７０ａの上流側と下流側との間に配置することにより、インク収容部から逆流してきたインクが、気液分離室７０ａより上流に進入することを抑制することができる。連結部３２０〜３６０の具体的構成は、後述する。
The air introduction section is, in order from the upstream side, the meandering
インク収容部の上流側は、第１のインク収容室３７０と、収容室接続路３８０と、第２のインク収容室３９０とを、この順番に備えている。収容室接続路３８０の上流側は第１のインク収容室３７０と連通し、収容室接続路３８０の下流側は第２のインク収容室３９０と連通している。
The upstream side of the ink storage section includes a first
インク収容部は、さらに、第２のインク収容室３９０の下流側に、迷路流路４００と、第１流動路４１０と、上述したセンサ部３０と、第２流動路４２０と、バッファ室４３０と、上述した差圧弁４０を収容する差圧弁収容室４０ａと、第３流動路４５０とを、この順番に備えている。迷路流路４００は、上述した迷路流路形成室９５ａによって形成される空間を含み、３次元の迷路状の形状に形成されている。迷路流路４００によって、インク内に混入した気泡を補足して迷路流路４００より下流のインクに気泡が混入することを抑制することができる。第１流動路４１０は、上流端に連通し、下流端がセンサ部３０のセンサ流路形成室３０ｂに連通している。第２流動路４２０は、上流端がセンサ部３０のセンサ流路形成室３０ｂに連通し、下流端がバッファ室４３０に連通している。バッファ室４３０は、センサ部３０にインクがなくなり、インク切れが検出された後においても、所定量の印刷が実行できるように所定量のインクが貯留される部屋である。バッファ室４３０は、差圧弁収容室４０ａに連通している。差圧弁収容室４０ａにおいて、差圧弁４０により、差圧弁収容室４０ａより下流側のインクの圧力は、上流側のインクの圧力より低く調整され、下流側のインクが負圧となるようにされる。第３流動路４５０は、上流端が差圧弁収容室４０ａに連通し、下流端が液体供給部５０に連通している。
The ink storage unit further includes a
液体供給部５０は、印刷ヘッド６１の上面に配置されたインク供給針６６に挿入される。液体供給部５０に収容されたインクは、インク供給針６６を介して、印刷ヘッド６１に供給される。印刷ヘッド６１は、供給されたインクを、主制御部２の制御に従って、下面に形成されたノズルＮＺから用紙Ｐ上に噴射する。
The
インクは、インクカートリッジ１の製造時には、図７において破線ＭＬ１で液面を概念的に示すように、インク収容部の最も上流側に位置する第１のインク収容室３７０まで充填されている。インクカートリッジ１の内部のインクが印刷ヘッド６１によって消費されていくと、液体は下流に向かって流動し、これにしたがって液面は下流側に移動し、その代わりに大気導入部を通って上流から大気がインク収容部に流入する。そして、インクの消費が進むと、図７において破線ＭＬ２で液面を概念的に示すように、液面がセンサ部３０にまで到達する。そうすると、センサ部３０に大気が導入され、液体残量センサモジュール３１により、インク切れが検出される。インク切れが検出されると、インクカートリッジ１は、センサ部３０より下流側（バッファ室４３０等）に存在するインクが完全に消費されるより前の段階で、印刷を停止し、ユーザにインク切れを通知する。完全にインクが切れて、さらに印刷を行うと印刷ヘッド６１に空気が混入し、不具合が発生するおそれがあるためである。
When the
以上の説明を踏まえて、大気解放孔１００から液体供給部５０に至るまでの経路の各構成要素のインクカートリッジ１内における具体的構成を、図８〜１０を参照して説明する。図８は、カートリッジ本体１０を正面側から見た図である。図９は、カートリッジ本体１０を背面側から見た図である。図１０（ａ）は、図８を簡略化した模式図である。図１０（ｂ）は、図９を簡略化した模式図である。
Based on the above description, a specific configuration in the
インク収容部のうち、第１のインク収容室３７０および第２のインク収容室３９０は、カートリッジ本体１０の正面側に形成されている。第１のインク収容室３７０および第２のインク収容室３９０は、図８および図１０（ａ）において、それぞれ、シングルハッチングおよびクロスハッチングで示されている。収容室接続路３８０は、カートリッジ本体１０の背面側に、図９および図１０（ｂ）に示す位置に形成されている。連通孔３７１は収容室接続路３８０の上流端と第１のインク収容室３７０とを連通させる孔であり、連通孔３９１は収容室接続路３８０の下流端と第２のインク収容室３９０とを連通させる孔である。
Among the ink storage portions, the first
大気導入部のうち、蛇行路３１０および気液分離室７０ａは、カートリッジ本体１０の背面側に図９および図１０（ｂ）に示す位置にそれぞれ形成されている。連通孔１０２は、蛇行路３１０の上流端と大気解放孔１００とを連通する孔である。蛇行路３１０の下流端は、気液分離室７０ａの側壁を貫通して気液分離室７０ａに連通している。
Of the air introduction part, the meandering
図７に示す大気導入部の連結部３２０〜３６０は、詳述すると、カートリッジ本体１０の正面側に配置された第１の空間３２０、第３の空間３４０、第４の空間３５０（図８および図１０（ａ）参照）と、カートリッジ本体１０の背面側に配置された第２の空間３３０、第５の空間３６０（図９および図１０（ｂ）参照）とから構成され、各空間は上流から符合の順に直列に一本の流路を形成している。連通孔３２２は、気液分離室７０ａと第１の空間３２０とを連通する孔である。連通孔３２１、３４１は、第１の空間３２０と第２の空間３３０との間、第２の空間３３０と第３の空間３４０との間を、それぞれ連通する孔である。第３の空間３４０と第４の空間３５０との間は、第３の空間３４０と第４の空間３５０を隔てるリブに形成された切欠３４２により連通している。連通孔３５１、３７２は、第４の空間３５０と第５の空間３６０との間、第５の空間３６０と第１のインク収容室３７０との間を、それぞれ連通する孔である。
More specifically, the connecting
インク収容部のうち、迷路流路４００、第１流動路４１０は、カートリッジ本体１０の正面側に、図８および図１０（ａ）に示す位置に形成されている。連通孔３１１は、第２のインク収容室３９０と迷路流路４００とを隔てるリブに設けられ、第２のインク収容室３９０と迷路流路４００とを連通している。センサ部３０は、図６を参照して説明したように、カートリッジ本体１０の左側面の下面側に配置されている（図８〜図１０）。第２流動路４２０と、上述した気液分離室７０ａは、カートリッジ本体１０の背面側に図９および図１０（ｂ）に示す位置にそれぞれ形成されている。バッファ室４３０および第３流動路４５０は、カートリッジ本体１０の正面側に、図８および図１０（ａ）に示す位置に形成されている。連通孔３１２は、センサ部３０の迷路流路形成室９５ａ（図６）と第２流動路４２０の上流端とを連通する孔であり、連通孔４３１は、第２流動路４２０の下流端とバッファ室４３０とを連通する孔である。連通孔４３２は、バッファ室４３０と差圧弁収容室４０ａとを直接に連通する孔である。連通孔４５１および連通孔４５２は、差圧弁収容室４０ａと第３流動路４５０との間と、第３流動路４５０と液体供給部５０内部のインク供給孔との間とを、それぞれ連通する孔である。
Among the ink storage portions, the
なお、ここで図８および図１０（ａ）に示す空間５０１は、インクが充填されない未充填室である。未充填室５０１は、大気解放孔１００から液体供給部５０に至る経路上にはなく、独立している。未充填室５０１の背面側には、大気と連通する大気連通孔５０２が設けられている。未充填室５０１は、インクカートリッジ１を減圧パックにより包装した時に、負圧を蓄圧した脱気室となる。これにより、インクカートリッジ１は包装された状態で、カートリッジ本体１０内部の気圧が規定値以下に保たれ、溶存空気の少ないインクを供給することができる。
Here, the
・センサ部３０の構成：
図１１および図１２を参照して、さらに、上述したセンサ部３０の構成について説明する。図１１は、第１実施例におけるセンサ部の構成について説明する図である。図１１は、図１０におけるＡ−Ａ断面を示している。図１２は、第１実施例におけるセンサとしての圧電装置を中心にした電気的構成を示す図である。
Configuration of sensor unit 30:
With reference to FIG. 11 and FIG. 12, the structure of the
上述した液体残量センサモジュール３１は、センサ本体である圧電装置２１０と、振動板２０４と、第１基板２０５、金属板２０６、第２基板２０７を備えている。圧電装置２１０は、上部電極２０１と、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）などの圧電材料で形成された圧電層２０２と、下部電極２０３を含んでいる。振動板２０４は、圧電装置２１０の振動をインクに伝え、逆にインクの振動を圧電装置２１０に伝える。振動板２０４は、絶縁性の薄膜である。第１基板２０５、金属板２０６、第２基板２０７は、孔を有する板であり、この順番に積層されている。第１基板２０５には、例えば、グリーンシートを焼成して作成されたセラミックスが用いられる。金属板２０６は、例えば、ステンレスなどの導電性を有する金属が用いられる。第２基板２０７は、例えば、樹脂が用いられる。第１基板２０５の孔を覆うように、第１基板２０５の表面に振動板２０４が配置され、第１基板２０５の孔と振動板２０４を挟んで向かい合うように圧電装置２１０が配置される。この結果、第１基板２０５、金属板２０６、第２基板２０７の各孔と、振動板２０４とにより区画されたキャビティが形成される。当該キャビティは、図１１に示すように、Ａ−Ａ断面が略コの字型を有している。
The liquid remaining
液体残量センサモジュール３１は、カートリッジ本体１０のセンサ流路形成室３０ｂ（図６）の上部に、図１１に示すように配置される。この結果、当該キャビティは、インク収容部の一部を形成する。インクカートリッジ１内部のインクは、プリンタ１０００によるインクの消費に伴い、当該コの字型のキャビティ内部を、図１１において矢印で示すように流動する。以上の説明から解るように、インクカートリッジ１の内部に十分にインクがある場合、すなわち、図１１に示すキャビティ内部がインクによって満たされている場合、導電体の金属板２０６は、キャビティ内部を満たすインクに接触している。
The remaining
コの字型のキャビティ（インクの流路）について、さらに、具体的に説明する。コの字型の流路のうち、振動板２０４に沿った部分を第１の流路、第１の流路の上流側で第１の流路と略直角な部分を第２の流路、第１の流路の下流側で第１の流路と略直角な部分を第３の流路とする。圧電装置２１０は、第１の流路に沿って配置されている。第２の流路の内面の一部および第３の流路の内面の一部がそれぞれ導電体の金属板２０６で形成されている（図１１）。
The U-shaped cavity (ink flow path) will be described more specifically. Of the U-shaped channel, a portion along the
図１２を参照しながら、インクカートリッジ１の電気的構成について、さらに、説明する。図１２には、圧電装置２１０を含むインクカートリッジ１の電気的構成が等価回路により示されている。抵抗Ｒ１およびＲ２は、インクの抵抗を表している。静電容量Ｃ１は、絶縁体である振動板２０４を挟んで互いに対向するインクと圧電装置２１０の下部電極２０３によって形成される静電容量を表している。ノードｎ１はインクが導電体である金属板２０６と接触しているノードを表している。図１２に示すように、圧電装置２１０の各電極２０１および２０３は、回路基板３４の複数の電極端子３４ａのうちの一つにそれぞれ電気的に接続されている。この結果、インクカートリッジ１がホルダ６２に装着されたとき、圧電装置２１０の各電極は、プリンタ１０００のキャリッジ回路６７に電気的に接続される。さらに、図１２に示すように、導電性の金属板２０６は、回路基板３４の複数の電極端子３４ａのうちの接地端子に電気的に接続されている。この結果、インクカートリッジ１がホルダ６２に装着されたとき、金属板２０６は、プリンタ１０００における安定電位であるフレームグランドＶＳＳに接続される。従って、キャビティ内部がインクによって満たされている場合、インクは、金属板２０６と接触し、金属板２０６を介してフレームグランドＶＳＳに接続される。図１２におけるノードｎ１は、インクとフレームグランドＶＳＳとの接続点（インクと金属板２０６との接触点）を表している。図１２において、抵抗Ｒ１は、キャビティにおける金属板２０６から圧電装置２１０側、すなわち、金属板２０６から振動板２０４までの間に存在しているインクの抵抗を表す。図１２において、抵抗Ｒ２は、金属板２０６から見て圧電装置２１０の反対側、例えば、図７に示す第１のインク収容室３７０、第２のインク収容室３９０、バッファ室４３０などに存在しているインクの抵抗を表す。
The electrical configuration of the
図１２において、符号ＮＳで表す交流電源（ノイズ源）は、外部からインクカートリッジ１内のインクに伝播してくるノイズを概念的に示している。
In FIG. 12, an AC power source (noise source) represented by reference symbol NS conceptually indicates noise that propagates from the outside to the ink in the
次に、センサを用いたインク残量の検出について説明する。プリンタ１０００において、主制御部２と、キャリッジ回路６７は、バスを介して信号を遣り取り可能に構成されている。キャリッジ回路６７は、その機能ブロックとしてセンサ駆動部Ｍ１を有している。主制御部２とキャリッジ回路６７のセンサ駆動部Ｍ１は、協働して、各インクカートリッジ１についてインク残量を検出する処理（インク残量検出処理）を行う。具体的には、主制御部２は、インク残量判断処理を開始すると、インク残量の判断のための周波数測定（後述）を要求するコマンドと、当該周波数測定の対象となるインクカートリッジ１を特定するデータを、センサ駆動部Ｍ１に送る。センサ駆動部Ｍ１は、コマンドおよびデータを受け取ると、対象となるインクカートリッジ１に対して周波数特定処理を開始する。具体的には、センサ駆動部Ｍ１は、対応する電極端子３４ａを介して、圧電装置２１０の上部電極２０１または下部電極２０３の一方を、センサ駆動信号ＤＳを発生するセンサ駆動信号線に接続する。また、センサ駆動部Ｍ１は、対応する電極端子３４ａを介して、圧電装置２１０の上部電極２０１または下部電極２０３の他の一方を、フレームグランドＶＳＳに接続する。圧電装置２１０の電極２０１および２０３がセンサ駆動信号線またはフレームグランドＶＳＳに接続された後、センサ駆動信号線を介して圧電装置２１０の電極にセンサ駆動信号ＤＳが印加される。センサ駆動信号ＤＳは、例えば、１以上の台形パルスを含む信号である。
Next, detection of the remaining amount of ink using a sensor will be described. In the
圧電装置２１０の電極にセンサ駆動信号ＤＳが印加されると、当該圧電装置２１０には歪み（伸縮）が生じる。センサ駆動信号ＤＳ（台形パルス）の印加が終了したタイミングで、センサ駆動部Ｍ１は、センサ駆動信号線を、該信号線が接続されている圧電装置２１０の電極から切り離す。そうすると、圧電装置２１０はインク残量に応じて振動（伸縮）し、圧電装置２１０は振動に応じた電圧（応答信号ＲＳ）を、センサ駆動信号線から切り離された電極から、電極端子３４ａを介してキャリッジ回路６７に出力する。キャリッジ回路６７のセンサ駆動部Ｍ１は、応答信号ＲＳの周波数を測定する。
When the sensor drive signal DS is applied to the electrode of the
センサ駆動部Ｍ１は、応答信号ＲＳの周波数を測定すると、測定結果を主制御部２に送信する。主制御部２は、センサ駆動部Ｍ１から受け取った周波数の測定結果に基づいて、処理対象のインクカートリッジ１について、インク残量を判断する。例えば、インク残量が所定量以上の場合には、圧電装置２１０は、第１の固有振動数Ｈ１（例えば約３０ＫＨｚ）で振動し、インク残量が所定量未満の場合には、圧電装置２１０は、第２の固有振動数Ｈ２（例えば約１１０ＫＨｚ）で振動する。すなわち、インク残量が所定量以上である場合には、振動板２０４を挟んで圧電装置２１０と向かい合うキャビティ内にインクが充填された状態であるのに対し、インク残量が所定量以下である場合には、振動板２０４を挟んで圧電装置２１０と向かい合うキャビティ内には、インクがなく、空気がある状態になる。このような、圧電装置２１０の周囲の状態の違いを反映して圧電装置２１０の共振周波数が異なってくる。主制御部２は、受け取った周波数の測定結果が、第１の固有振動数Ｈ１とほぼ等しい場合には、インク残量が所定量以上であると判断し、第２の固有振動数Ｈ２とほぼ等しい場合には、インク残量が所定量未満であると判断する。
When the sensor driving unit M1 measures the frequency of the response signal RS, the sensor driving unit M1 transmits the measurement result to the
以上説明した第１実施例によれば、金属板２０６を介して、インクカートリッジ１の内部のインクが安定した電位であるフレームグランドＶＳＳに電気的に接続されている。この結果、外部ノイズが導電性のインクを介して、圧電装置２１０に侵入することを抑制することができる。その結果、例えば、圧電装置２１０を電気的なセンサとして用いたインク残量の検出において、その精度を向上することができる。
According to the first embodiment described above, the ink inside the
理解の容易のため、図１３を参照して、インクが安定電位に接続されていない場合を比較例として説明する。図１３は、比較例におけるセンサとしての圧電装置を中心にした電気的構成を示す図である。図１３において、比較例におけるプリンタ１０００ａとインクカートリッジ１ａの構成要素のうち、図１２と同一符号が付された構成要素は、図１２において説明した同一符号の構成要素と同一であるので、その説明を省略する。比較例におけるインクカートリッジ１ａにおいて、抵抗Ｒ３は、導電性のインクの抵抗を表している。比較例では、抵抗Ｒ３に対応する部分、すなわち、導電性のインクがアンテナとして機能し、外部ノイズ源ＮＳからノイズを受信して圧電装置２１０に伝えてしまう。この結果、圧電装置２１０がノイズの影響を受けて振動するおそれがある。また、キャリッジ回路６７に交流ノイズが伝播するおそれがある。この結果、圧電装置２１０を用いたインク残量の検出の精度が悪化するおそれがあった。第１実施例では、このような外部ノイズの侵入が抑制される。
For ease of understanding, a case where the ink is not connected to a stable potential will be described as a comparative example with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing an electrical configuration centered on a piezoelectric device as a sensor in a comparative example. In FIG. 13, among the constituent elements of the
さらに、図１１から解るように、金属板２０６は、圧電装置２１０の近傍に配置されている。すなわち、インクは、圧電装置２１０の近傍でフレームグランドＶＳＳに接続されている。この結果、より効果的に外部ノイズの侵入を抑制できる。インクが安定電位に接続されている位置が圧電装置２１０から離れていると、安定電位との接続点から圧電装置２１０までのインクがアンテナとして機能し易くなり、ノイズを拾い得るため、第１実施例のように、インクは圧電装置２１０の近傍で安定電位と接続されるのが望ましい。
Furthermore, as can be seen from FIG. 11, the
さらに、インクが安定電位に接続されているので、インク自身がシールドとなって、外部ノイズが圧電装置２１０に侵入するのを抑制することができる。
Further, since the ink is connected to a stable potential, the ink itself can serve as a shield, and external noise can be prevented from entering the
さらに、図１１から解るように、金属板２０６は、上述したようにコの字型のキャビティの上流側と下流側の一部を形成している。すなわち、金属板２０６は、インクが振動板２０４を挟んで圧電装置２１０と対向する位置（上述の第１の流路）の上流側と下流側の両方に位置している。この結果、圧電装置２１０付近を流動するインクの上流側と下流側の両方において、インクがフレームグランドＶＳＳに接続されている。この結果、より外部ノイズが圧電装置２１０に侵入することを効果的に抑制することができる。
Furthermore, as can be seen from FIG. 11, the
さらに、金属板２０６は、圧電装置２１０の近傍の剛性を確保して、圧電装置２１０の振動の減衰を抑制するための台座として機能する部品であるため、インクをフレームグランドＶＳＳに接続させるためだけの部品点数の増加を抑制することができる。
Furthermore, since the
・第１実施例の変形例：
導電性のインクをフレームグランドＶＳＳに電気的に接続する位置は、第１実施例のように金属板２０６の部分に限られない。その他の例を変形例として図１４を参照して説明する。図１４は、差圧弁４０近傍から液体供給部５０に至る構造の概略断面を印刷ヘッド６１の概略断面と共に示す図である。図１４には、適宜説明するように、理解の容易のため詳細の構造は省略され、簡潔な概略構成が示されている。差圧弁４０を構成するバルブ部材４１によって、インク収容部は上流側流路２１３と下流側流路２１４とに分けられている。上流側流路２１３は、図６および図７に示す差圧弁収容室４０ａの上流側に相当する部分である。下流側流路２１４は、下流端が液体供給部５０に至る流路であり、上述した差圧弁収容室４０ａの下流側、および、図７に示す第３流動路４５０により構成されている。上流側流路２１３および下流側流路２１４ともに、実際にはより複雑な構造を有している。
-Modification of the first embodiment:
The position where the conductive ink is electrically connected to the frame ground VSS is not limited to the
バルブ部材４１は、バネ４２により反対側の壁面に形成されたバルブ座の側（図１４：左側）に付勢されている。また、下流側流路２１４と第１の端部が連通し、バルブ座を形成する壁面と第２の端部が連通するバイパス流路２１５が設けられている。下流側流路２１４内部のインク圧とバネ４２による圧力の和が、上流側流路２１３内部のインク圧より大きいときは、バルブ部材４１はバルブ座に押し当てられ、閉じた状態になる。この状態では、上流側流路２１３から下流側流路２１４へとインクが流れ込まないように、上流側流路２１３と下流側流路２１４は物理的に分離されている。
The
一方、下流側流路２１４のインクが消費され、下流側流路２１４内部のインク圧とバネ４２による圧力の和が、上流側流路２１３内部のインク圧より小さくなると、バルブ部材４１とバルブ座との間に隙間が生じる。この結果、上流側流路２１３とバイパス流路２１５とが連通し、インクが、上流側流路２１３からバイパス流路２１５を介して下流側流路２１４に流入する。かかるインクの流入は、下流側流路２１４内部のインク圧とバネ４２による圧力の和が、上流側流路２１３内部のインク圧と釣り合うまで続く。下流側流路２１４内部のインク圧とバネ４２による圧力の和が、上流側流路２１３内部のインク圧と釣り合うと、バルブ部材４１はバルブ座に押し当てられ、上流側流路２１３とバイパス流路２１５との連通は妨げられ、上流側流路２１３とバイパス流路２１５は物理的に分離される。このような仕組みにより、下流側流路２１４内のインク圧は、上流側流路２１３内のインク圧より常に低く保たれる。
On the other hand, when the ink in the
第１の変形例では、バルブ部材４１を導電体により形成する。バルブ部材４１の導電体には、例えば、導電性ゴム、導電性エラストマーなどの導電性樹脂が用いられる。さらに、第１変形例では、バルブ部材４１と接触しているバネ４２を導電体により形成する。バネ４２の導電体には、例えば、ステンレスが用いられる。そして、バネ４２に配線を接続し、バネ４２を回路基板３４の複数の電極端子３４ａのうちの接地端子に電気的に接続する。この結果、インクカートリッジ１がホルダ６２に装着されたとき、バルブ部材４１は、プリンタ１０００における安定電位であるフレームグランドＶＳＳに接続される（図１４：実線）。上流側流路２１３がインクで満たされている場合、インクは、バルブ部材４１およびバネ４２を介してフレームグランドＶＳＳに電気的に接続される。
In the first modification, the
以上のように構成しても、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。また、バルブ部材４１およびバネ４２は、液体供給部５０近傍のインクを負圧にするために必要な部品であるため、インクをフレームグランドＶＳＳに接続させるためだけの部品点数の増加を抑制することができる。
Even if configured as described above, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained. Further, since the
第２変形例では、第１変形例と同様に、バルブ部材４１を導電体により形成する。一方、第２変形例では、バネ４２をフレームグランドＶＳＳに接続しない。これに代えて、印刷ヘッド６１を介して、インクをフレームグランドＶＳＳに電気的に接続する。
In the second modification, the
ここで、印刷ヘッド６１の上面には、インクカートリッジ１の液体供給部５０に挿入されるインク供給針６６が立設されている。また、印刷ヘッド６１は、その底面に、アルミ、ステンレスなどの導電体で構成され、多数のノズルＮＺを有するノズルプレート６１ｂを備えている。ノズルプレート６１ｂは、配線によりフレームグランドＶＳＳと接続されている（図１４：破線）。印刷ヘッド６１の内部には、一端がインク供給針６６の先端部に開口し、他端がノズルとして開口している内部流路６１０が形成されている。インクカートリッジ１の内部のインクは、インク供給針６６側の端部から内部流路６１０の内部を流動し、ノズルから吐出される。ただし、上述したバルブ部材４１やバネ４２により、バルブ部材４１より下流側のインクは負圧にされているので、自動的にノズル孔から吐出されることはない。内部流路６１０の途中の壁面には、圧電素子ＰＺＴが配置されている。この圧電素子ＰＺＴが主制御部２の制御により伸長して、内部流路６１０を圧縮変形することにより、ノズル孔からインク滴ＩＮが吐出される。このような圧電素子によりインクを吐出する方式に代えて、例えば、内部流路６１０に配置したヒータで内部流路６１０内に泡（バブル）を発生させてインク滴を吐出する方法などを用いても良い。
Here, an
以上の説明から解るように、本実施例における印刷ヘッド６１は、請求項における液体噴射部に対応する。
As can be understood from the above description, the
圧電装置２１０が配置されたキャビティより下流側は、図１４における上流側流路２１３までインクで充填されている。そして、下流側流路２１４からノズルＮＺまでもインクで充填されている。上流側流路２１３内のインクと、下流側流路２１４内のインクは、導電体のバルブ部材４１により電気的に接続されている。そして、下流側流路２１４内のインクは、その最下流の部分でノズルプレート６１ｂと接触し、ノズルプレート６１ｂを介してフレームグランドＶＳＳに接続されている。この結果、圧電装置２１０の近傍のキャビティ内のインクは、バルブ部材４１とノズルプレート６１ｂを介して安定電位であるフレームグランドＶＳＳに電気的に接続されることになる。
On the downstream side of the cavity where the
以上のように構成しても、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。また、バルブ部材４１およびノズルプレート６１ｂは、インクカートリッジ１およびプリンタ１０００に必要な部品であるため、インクをフレームグランドＶＳＳに接続させるためだけの部品点数の増加を抑制することができる。
Even if configured as described above, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained. Further, since the
なお、印刷ヘッド６１を介して、インクをフレームグランドＶＳＳに電気的に接続する手法は、ノズルプレート６１ｂをフレームグランドＶＳＳに接続する方法に限られない。印刷ヘッド６１においてインクと接触する様々な部材を導電性の材料で形成して、当該導電性の部材をフレームグランドＶＳＳに電気的に接続する構成が取られ得る。例えば、インク供給針６６の全部または一部、具体的には、インク供給針６６のうち、インクと接触する先端部あるいは先端部近傍の部分を導電性の材料で形成しても良い。そして、導電性の部分を配線によりフレームグランドＶＳＳと電気的に接続しても良い。あるいは、インク供給針６６の先端部分のインクを内部流路６１０に導入する開口部に導電性の材料で形成されたキャップを装着しても良い。当該キャップは、開口が設けられ、インクが内部流路６１０に導入されることを許容する。そして、当該キャップが配線によりフレームグランドＶＳＳと電気的に接続されても良い。
Note that the method of electrically connecting the ink to the frame ground VSS via the
以上説明した第１変形例および第２変形例に示すように、フレームグランドＶＳＳに電気的に接続する位置は、第１実施例に示す金属板２０６の位置に限られない。すなわち、インク収容部においてインクと接触する内面の少なくとも一部分を導電体により形成して、当該導電体をフレームグランドＶＳＳに接続すれば良い。
As shown in the first and second modifications described above, the position of electrical connection to the frame ground VSS is not limited to the position of the
Ｂ．第２実施例：
・プリンタおよびインクカートリッジの構成：
図１５および図１６を参照して、第２実施例について説明する。図１５は、第２実施例におけるセンサ部の構成について説明する図である。図１５は、図１０におけるＡ−Ａ断面を示している。図１６は、第２実施例におけるセンサとしての圧電装置を中心にした電気的構成を示す図である。
B. Second embodiment:
-Printer and ink cartridge configuration:
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the sensor unit in the second embodiment. FIG. 15 shows an AA cross section in FIG. FIG. 16 is a diagram showing an electrical configuration centering on a piezoelectric device as a sensor in the second embodiment.
第２実施例におけるプリンタ１０００ｂおよびインクカートリッジ１ｂの概略構成は、図１〜図１０を参照して説明した第１実施例におけるプリンタ１０００およびインクカートリッジ１の概略構成と同一であるので説明を省略し、以下の説明において、同一の構成については同一の符号を用いる。
The schematic configuration of the
第１実施例のインクカートリッジ１と、第２実施例の実施例のインクカートリッジ１ｂとは、センサ部の構成が異なる。図１５に示すように、第２実施例のセンサ部３０は、第１実施例の液体残量センサモジュール３１に代えて、液体残量センサモジュール３１ｂを備える。
The
第２実施例の液体残量センサモジュール３１ｂは、第１実施例と同様の圧電装置２１０と振動板２０４と第１基板２０５と金属板２０６と第２基板２０７に加えて、絶縁薄膜２１１と、導電薄膜２１２とを備える。絶縁薄膜２１１と導電薄膜２１２は、圧電装置２１０と振動板２０４との間に配置される。絶縁薄膜２１１は、圧電装置２１０側に配置され、導電薄膜２１２は、振動板２０４側に配置される。第２実施例の液体残量センサモジュール３１ｂのその他の構成は、第１実施例の液体残量センサモジュール３１と同一であるのでその説明を省略する。圧電装置２１０からインクまでの間には、絶縁層（絶縁薄膜２１１）、導電層（導電薄膜２１２）、絶縁層（振動板２０４）が、この順番で積層されることになる。さらに、図１６に示すように、導電薄膜２１２は、回路基板３４の複数の電極端子３４ａのうちの接地端子に電気的に接続されている。この結果、インクカートリッジ１ｂがホルダ６２に装着されたとき、導電薄膜２１２は、プリンタ１０００ｂにおける安定電位であるフレームグランドＶＳＳに接続される。
The liquid remaining
図１６を参照しながら、インクカートリッジ１ｂの電気的構成について、さらに、説明する。図１６には、圧電装置２１０を含むインクカートリッジ１ｂの電気的構成が等価回路により示されている。抵抗Ｒ３は、図１３と同様に、インクの抵抗を示している。静電容量Ｃ３は、絶縁薄膜２１１を挟んで互いに対向する導電薄膜２１２と圧電装置２１０の下部電極２０３によって形成される静電容量を表している。静電容量Ｃ４は、絶縁体である振動板２０４を挟んで互いに対向するインクと導電薄膜２１２によって形成される静電容量を表している。ノードｎ２は、導電薄膜２１２に対応し、導電薄膜２１２が３４ａを介してフレームグランドＶＳＳに接続されていることが図示されている。
The electrical configuration of the
以上説明した第２実施例によれば、液体残量センサモジュール３１ｂのキャビティにおいて、インクが静電容量Ｃ４を介して安定電位であるフレームグランドＶＳＳと交流的に接続されている。この結果、静電容量Ｃ４が外部ノイズを吸収するので、外部ノイズの交流成分が導電性のインクを介して、圧電装置２１０に侵入することを抑制することができる。その結果、例えば、圧電装置２１０を電気的なセンサとして用いたインク残量の検出において、その精度を向上することができる。
According to the second embodiment described above, in the cavity of the remaining
また、液体残量センサモジュール３１ｂの製造は、積層体の枚数を２枚増やすだけで良いので比較的容易である。
Further, the liquid remaining
さらに、導電薄膜２１２がインクに直接に接触しないので、導電薄膜２１２の耐インク性（インクに対する耐腐食性など）を考慮する必要が無く、安価な材料を用いることができる。また、導電薄膜２１２の腐食によるインク漏れのおそれもない。
Furthermore, since the conductive
・第２実施例の変形例：
静電容量を挟んで、インクをフレームグランドＶＳＳに接続する位置は、第１実施例のように液体残量センサモジュール３１ｂの近傍に限られない。その他の例を変形例として図１７および図１８を参照して説明する。図１７は、第２実施例の変形例におけるインクカートリッジの分解斜視図である。図１８は、第２実施例の変形例におけるセンサとしての圧電装置を中心にした電気的構成を示す図である。図１７に示す本変形例のインクカートリッジ１ｃが、図５に示す第１実施例のインクカートリッジ１と異なる点は、カートリッジ本体１０の正面側を覆うフィルムの構成である。第１実施例のインクカートリッジ１では、１枚のフィルム８０がカートリッジ本体１０のリブ１０ａの正面側の端面に貼り付けられている（図５）。一方、本変形例では、１枚の絶縁性フィルム８１がカートリッジ本体１０のリブ１０ａの正面側の端面に貼り付けられ、さらに、概ね同じ大きさの導電性フィルム８２が絶縁性フィルム８１に重ねて貼り付けられている。すなわち、絶縁性フィルム８１と導電性フィルム８２とによってインクカートリッジ１の壁を形成され、当該壁のインクと接する側（内側）が絶縁性フィルム８１、インクと反対側（外側）が導電性フィルム８２となる。絶縁性フィルム８１には、例えば、絶縁性樹脂フィルムが用いられる。導電性フィルム８２には、例えば、アルミ箔が用いられる。
-Modification of the second embodiment:
The position where the ink is connected to the frame ground VSS across the electrostatic capacity is not limited to the vicinity of the remaining
図１８を参照しながら、インクカートリッジ１ｃの電気的構成について、さらに、説明する。図１８には、圧電装置２１０を含むインクカートリッジ１ｃの電気的構成が等価回路により示されている。抵抗Ｒ４およびＲ５は、インクの抵抗を表している。静電容量Ｃ１は、絶縁体である振動板２０４を挟んで互いに対向するインクと圧電装置２１０の下部電極２０３によって形成される静電容量を表している。静電容量Ｃ５は、絶縁性フィルム８１を挟んで対向する導電性フィルム８２とインクとによって形成される静電容量を表している。等価回路に示すようにインクの抵抗Ｒ４およびＲ５と、静電容量Ｃ５は、ノードｎ３で分岐して互いに並列の関係になる。図１８に示すように、導電性フィルム８２は、回路基板３４の複数の電極端子３４ａのうちの一つに電気的に接続されている。この結果、インクカートリッジ１ｃがホルダ６２に装着されたとき、導電性フィルム８２は、プリンタ１０００ｃのフレームグランドＶＳＳに電気的に接続される。
The electrical configuration of the
以上説明した本変形例によれば、静電容量Ｃ５が、外部ノイズを吸収するので、外部ノイズの交流成分が導電性のインクを介して、圧電装置２１０に侵入することを抑制することができる。その結果、例えば、圧電装置２１０を電気的なセンサとして用いたインク残量の検出において、その精度を向上することができる。
According to this modified example described above, the capacitance C5 absorbs external noise, so that the AC component of the external noise can be prevented from entering the
さらに、本実施例では、静電容量Ｃ５を形成する導電性フィルム８２および絶縁性フィルム８１が、略直方体の中空体であるインクカートリッジ１ｃの一面に対応する壁を構成している。この結果、図１７に示すように、絶縁性フィルム８１および導電性フィルム８２は、インクカートリッジ１ｃ内のインクをＹ軸方向から見た並行投影面を実質的に覆っている（図１７）。従って、インク内に侵入した交流ノイズをインク全体から効率的に吸収することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
なお、導電性フィルム８２と絶縁性フィルム８１は、アルミ箔と絶縁性の樹脂フィルムを貼り合わせた既成のアルミラミネートを用いても良い。
Note that the
また、上記変形例では、導電性フィルム８２と絶縁性フィルム８１により略立方体のインクカートリッジ１ｃの一面全体を覆っているが、必ずしも全体を覆う必要はなく、一部を覆うこととしても良い。
In the above modification, the entire surface of the substantially
Ｃ．その他の変形例：
（１） 上記実施例およびその変形例では、インクの消費に応じてインク収容部に大気が導入される大気開放タイプのインクカートリッジが用いられているが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、密封された容器にインクが収容され、インクの消費に応じて容器が収縮する密封タイプのインクカートリッジにも適用することができる。密封タイプのインクカートリッジの例を図１９〜図２１を参照して説明する。図１９は、密封タイプのインクカートリッジの正面図および側面図である。図２０は、図１９におけるＢ−Ｂ断面を示す第１の図である。図２１は、図１９におけるＢ−Ｂ断面を示す第２の図である。図２０は、インクカートリッジ１ｄのインク残量が所定量以上である場合の断面図を示し、図２１は、インクカートリッジ１ｄのインク残量が所定量以下である場合の断面図を示している。
C. Other variations:
(1) In the above-described embodiments and modifications thereof, an air release type ink cartridge is used in which the atmosphere is introduced into the ink containing portion according to ink consumption. However, the application of the present invention is not limited to this. . For example, the present invention can also be applied to a sealed ink cartridge in which ink is stored in a sealed container and the container contracts in accordance with ink consumption. An example of a sealed ink cartridge will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a front view and a side view of a sealed ink cartridge. FIG. 20 is a first view showing a BB cross section in FIG. 19. FIG. 21 is a second view showing a BB cross section in FIG. 20 shows a cross-sectional view when the remaining amount of ink in the
図１９に示すように、インクカートリッジ１ｄは、略直方体の中空のハウジング２０ｄと、ハウジング２０ｄの内部に収納されたインクパック１０ｄと、インク供給管５１ｄと、液体残量センサモジュール３１ｄとを含んでいる。ハウジング２０ｄは、例えば、樹脂を用いて作製されている。インクパック１０ｄは、例えば、柔軟性を有する略長方形の２組の合成樹脂フィルム１０ｄ＿ｕおよび１０ｄ＿ｂを貼り合わせて、袋状に構成される。インクパック１０ｄの内部には導電性のインクが充填されている。インク供給管５１ｄは、ハウジングの一つの面に固定され、インク供給管５１ｄの端部は外部に露出している。インク供給管５１ｄの外側の端部には、インク供給孔５０ｄが開口している。
As shown in FIG. 19, the
インクカートリッジ１ｄが図示しないプリンタに装着されると、インクカートリッジ１ｄのインク供給孔５０ｄには、プリンタの印刷ヘッドと連通するインク供給針が挿入される。プリンタの印刷ヘッド内のピエゾ素子によってインクがノズルから吐出されるのに応じて、インクは、インクパック１０ｄからインク供給管５１ｄを通り、インク供給孔５０ｄから印刷ヘッドに供給される。
When the
インク供給管５１ｄの途中には、液体残量センサモジュール３１ｄが配置されている。液体残量センサモジュール３１ｄは、第１実施例における液体残量センサモジュール３１と同様に、インクカートリッジ１ｄに収容されたインクの残量が所定量以上であるか、所定量以下であるかを判断するために用いられる。
A liquid remaining
液体残量センサモジュール３１ｄは、第１実施例と同様に、上部電極２０１ｄと圧電層２０２ｄと下部電極２０３ｄを含む圧電装置２１０ｄを備えている。また、液体残量センサモジュール３１ｄは、さらに、第１実施例と同様に、振動板２０４ｄと、第１基板２０５ｄと、金属板２０６ｄと、第２基板２０７ｄとを備えている。これらの構成要素２１０ｄ、２０４ｄ〜２０６ｄは、第１実施例における液体残量センサモジュール３１と同様の順序で積層されている。また、第１実施例の金属板２０６（図１１）と同様に、インクカートリッジ１ｄがプリンタに装着されたときに、金属板２０６ｄは、プリンタのフレームグランドＶＳＳに電気的に接続される。
As in the first embodiment, the remaining
液体残量センサモジュール３１ｄは、袋状のインクパック１０ｄを構成する上側のフィルム１０ｄ＿ｕと接着されている。液体残量センサモジュール３１ｄと、インクパック１０ｄを構成する下側のフィルム１０ｄ＿ｂとの間には、バネ２１６ｄが配置されている。バネ２１６ｄは、液体残量センサモジュール３１ｄと下側のフィルム１０ｄ＿ｂとの間の空間を広げる方向に、液体残量センサモジュール３１ｄおよび下側のフィルム１０ｄ＿ｂに応力を加えている。
The remaining
インクパック１０ｄのインク残量が所定量以上の場合、バネ２１６ｄによってインクパック１０ｄが押し広げられ、図２０に示すように、圧電装置２１０ｄの下方には、インクが充填された比較的広い空間が形成される。一方、インクパック１０ｄのインク残量が所定量以下の場合、バネ２１６ｄはインクパックの収縮により圧縮され、図２１に示すように、圧電装置２１０ｄの下方には、インクが充填された比較的狭い空間が形成される。
When the remaining amount of ink in the
密封タイプのインクカートリッジ１ｄにおけるインク残量の検出について説明する。上記実施例における大気開放タイプのインクカートリッジと同様に、プリンタ側からセンサ駆動信号ＤＳを圧電装置２１０ｄに対して印加する。そうすると、大気開放タイプのインクカートリッジと同様に、圧電装置２１０ｄは、インク残量に応じて振動（伸縮）し、振動に応じた電圧（応答信号ＲＳ）を、プリンタに出力する。ここで、大気開放タイプのインクカートリッジでは、応答信号ＲＳの周波数を測定して、インク残量を判断していたが、密封タイプのインクカートリッジ１ｄでは、応答信号ＲＳの振幅の大きさを測定して、インク残量を判断する。具体的には、インクパック１０ｄのインク残量が所定量以上の場合、すなわち、圧電装置２１０ｄの下方に、インクが充填された比較的広い空間が形成されている場合には、応答信号ＲＳの振幅が大きくなる。逆に、インクパック１０ｄのインク残量が所定量以下の場合、すなわち、圧電装置２１０ｄの下方に、インクが充填された比較的狭い空間が形成されている場合には、応答信号ＲＳの振幅が小さくなる。したがって、プリンタは、応答信号ＲＳの振幅が所定値以上である場合に、インクパック１０ｄのインク残量は所定量以上であると判断し、応答信号ＲＳの振幅が所定値より小さい場合に、インクパック１０ｄのインク残量は所定量以下であると判断する。
The detection of the remaining amount of ink in the sealed
以上説明した変形例のインクカートリッジ１ｄでは、金属板２０６ｄを介して、インクカートリッジ１ｄの内部のインクがフレームグランドＶＳＳに電気的に接続されている。この結果、本変形例のインクカートリッジ１ｄによれば、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
In the
（２）上記実施例および変形例では、センサとしての圧電装置は、インクカートリッジに備えられているが、プリンタ側、例えば、プリンタの印刷ヘッド内部のノズルに至るインク流路に沿って備えられても良い。具体的には、例えば、図１４において破線で示す液体残量センサモジュール３１ｍのように、印刷ヘッド６１におけるインク供給針６６からノズルＮＺに至るまでの内部流路６１０に配置されても良い。このように、センサは、インクカートリッジ内部およびインク供給針からノズルに至るまでのインクが存在する空間の一部に備えられていれば良い。以上の説明から解るように、請求項における液体収容部は、本実施例におけるインクカートリッジ内部およびインク供給針からノズルに至るまでのインクが存在し得る空間に対応する。
(2) In the above-described embodiments and modifications, the piezoelectric device as the sensor is provided in the ink cartridge, but is provided along the ink flow path to the printer side, for example, the nozzle inside the print head of the printer. Also good. Specifically, for example, the liquid remaining
（３）上記実施例および変形例では、インクカートリッジはプリンタに着脱自在に装着されるが、これに代えて、プリンタに固定されたインクタンクを用いても良い。なお、上記実施例における説明から解るように、実施例におけるインクカートリッジとプリンタとの組み合わせが、請求項における液体噴射装置に対応する。 (3) In the above embodiments and modifications, the ink cartridge is detachably attached to the printer, but instead of this, an ink tank fixed to the printer may be used. As can be understood from the description in the above embodiment, the combination of the ink cartridge and the printer in the embodiment corresponds to the liquid ejecting apparatus in the claims.
（４）上記実施例は、インクジェットプリンタが採用されているが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用しても良い。ここでいう液体は、溶媒に機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェル状のような流状体を含む。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。 (4) Although the inkjet printer is employed in the above embodiment, a liquid ejecting apparatus that ejects or discharges liquid other than ink may be employed. The liquid here includes a liquid body in which particles of a functional material are dispersed in a solvent, and a fluid body such as a gel. For example, liquid ejecting devices and biochips that eject liquid containing materials such as electrode materials and color materials used in the manufacture of liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, surface-emitting displays, color filters, etc. It may be a liquid ejecting apparatus that ejects a bio-organic matter used for manufacturing, or a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid that is used as a precision pipette and serves as a sample. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resin to form liquid injection devices that pinpoint lubricant oil onto precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. A liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto the substrate or a liquid ejecting apparatus that ejects an etching solution such as an acid or an alkali to etch the substrate may be employed. The present invention can be applied to any one of these injection devices.
（５）上記実施例では、圧電装置をセンサとして用いているが、他のタイプのセンサを用いても良い。例えば、インクに電流を流し、インクの抵抗値を測定するタイプのセンサであっても良い。また、インク残量を検出するセンサに限らず、インクの粘度、種類、濃度などを電気的に検出するセンサでであっても良い。一般的に言えば、インクなどの液体の状態を電気的に検出するためのセンサであれば良い。 (5) In the above embodiment, the piezoelectric device is used as a sensor, but other types of sensors may be used. For example, a sensor of a type that measures the resistance value of ink by passing an electric current through the ink may be used. Further, the sensor is not limited to a sensor that detects the ink remaining amount, and may be a sensor that electrically detects the viscosity, type, density, and the like of the ink. Generally speaking, any sensor that electrically detects the state of a liquid such as ink may be used.
（６）上記第１実施例およびその変形例では、金属板２０６、バルブ部材４１、ノズルプレート６１ｂをインクに接触させ、金属板２０６、バルブ部材４１、ノズルプレート６１ｂを安定電位に接続しているが、これに限らず、何らかの導電体をインク収容部のいずれかの位置においてインクに接触させ、その導電体を安定電位に電気的に接続すれば良い。例えば、図５において、インクカートリッジ１内部のインクが収容される部屋を形成するフィルム８０を導電性のフィルムとし、当該導電性のフィルムをフレームグランドＶＳＳに電気的に接続しても良い。こうすれば、導電性フィルムは、インクカートリッジ１内のインクをＹ軸方向から見た並行投影面を実質的に覆う（図５）ので、外部ノイズの侵入をより効果的に抑制することができる。
(6) In the first embodiment and its modifications, the
（７）上記第２実施例の変形例では、絶縁性フィルム８１と導電性フィルム８２との積層体でカートリッジ本体を覆うことにより、ノイズを除去するための静電容量を形成しているが、これに限られない。例えば、カートリッジ本体のうち、インクが収容される部屋の壁を形成する一部を薄く形成し、薄く形成した部分の外側に導電体を配置し、当該導電体をフレームグランドＶＳＳに接続しても良い。一般的に言えば、インク収容部において、インクと接触する内面の少なくとも一部を絶縁体で形成し、当該絶縁体におけるインクと接触する内面と反対側に導電体を配置し、当該導電体を安定電位に接続すれば良い。
(7) In the modification of the second embodiment, the capacitance for removing noise is formed by covering the cartridge body with a laminate of the insulating
（８）上記実施例および変形例において、インクまたはノイズ除去のための静電容量は、フレームグランドＶＳＳに接続されているが、これに限らず、安定した電位に接続されていれば良い。具体的には、シグナルグランドやアースに接続されても良い。 (8) In the above-described embodiments and modifications, the electrostatic capacity for removing ink or noise is connected to the frame ground VSS, but not limited to this, it may be connected to a stable potential. Specifically, it may be connected to a signal ground or earth.
（９）上記実施例では、第１および第２のインク収容室、バッファ室を始めとするインクカートリッジの形状を具体的に特定しているが、これらは一例であり、当業者に自明な範囲で変形、改良され得る。 (9) In the above embodiment, the shapes of the ink cartridges including the first and second ink storage chambers and the buffer chamber are specifically specified. However, these are merely examples, and are obvious to those skilled in the art. Can be modified and improved.
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example and the modification, Embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…インクカートリッジ
２…主制御部
３…モータ
４…プラテン
５…キャリッジモータ
６…キャリッジ
７…プーリ
８…駆動ベルト
９…摺動軸
１０…カートリッジ本体
１０ａ…リブ
１０ｂ…溝
１０ｄ…インクパック
１１…係合レバー
２０…蓋部材
２０ｄ…ハウジング
３０…センサ部
３０ａ…センサ収容室
３０ｂ…センサ流路形成室
３１、３１ｂ、３１ｄ…液体残量センサモジュール
３２…固定バネ
３３…カバー部材
３４…回路基板
３４ａ…電極端子
４０…差圧弁
４０ａ…差圧弁収容室
４１…バルブ部材
４２…バネ
４３…バネ座
５０…液体供給部
５０ｄ…インク供給孔
５１…シール部材
５１ｄ…インク供給管
５２…バネ座
５３…閉塞バネ
５４…封止フィルム
５５…外表面フィルム
６０…印刷ヘッドユニット
６１…印刷ヘッド
６１ｂ…ノズルプレート
６２…ホルダ
６６…インク供給針
６７…キャリッジ回路
７０…気液分離フィルタ
７０ａ…気液分離室
７０ｂ…土手
７１…気液分離膜
８０…フィルム
８１…絶縁性フィルム
８２…導電性フィルム
９０…封止フィルム
９５ａ…迷路流路形成室
１００…大気解放孔
２０１、２０１ｄ…上部電極
２０２、２０２ｄ…圧電層
２０３、２０３ｄ…下部電極
２０４、２０４ｄ…振動板
２０５、２０５ｄ…第１基板
２０６、２０６ｄ…金属板
２０７、２０７ｄ…第２基板
２１０、２１０ｄ…圧電装置
２１１…絶縁薄膜
２１２…導電薄膜
２１３…上流側流路
２１４…下流側流路
２１５…バイパス流路
２１６ｄ…バネ
６１０…内部流路
１０００、１０００ａ、１０００ｂ、１０００ｃ…プリンタ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に設けられ、前記設けられた位置における前記液体の状態を電気的に検出するセンサと、
前記液体と接触すると共に、安定電位に電気的に接続されている導電部材と、
を備える、液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus that ejects a conductive liquid onto a medium,
A liquid container for containing the liquid;
A sensor that is provided in the liquid container and electrically detects a state of the liquid at the provided position;
A conductive member in contact with the liquid and electrically connected to a stable potential;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記導電部材は、少なくとも前記センサの近傍に配置されている、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 1,
The liquid ejecting apparatus, wherein the conductive member is disposed at least in the vicinity of the sensor.
液体噴射部と、
前記液体収容部と前記センサとを含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、
を備える、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 1 or 2,
A liquid ejection unit;
A liquid container that includes the liquid storage unit and the sensor and is detachable from the liquid ejection unit;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記センサおよび前記液体収容部の一部を含む液体噴射部と、
前記液体収容部の他の一部を含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、
を備える、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 1 or 2,
A liquid ejecting portion including a part of the sensor and the liquid containing portion;
A liquid container that includes the other part of the liquid container and is detachable from the liquid ejection unit;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に設けられ、前記設けられた位置における前記液体の状態を電気的に検出するセンサと、
ノイズ除去のために、安定電位と前記液体との間に設けられた静電容量と、
を備える、液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus that ejects a conductive liquid onto a medium,
A liquid container for containing the liquid;
A sensor that is provided in the liquid container and electrically detects a state of the liquid at the provided position;
A capacitance provided between a stable potential and the liquid for noise removal;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記静電容量は、少なくとも前記センサの近傍の前記液体と前記安定電位との間に設けられている、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 5,
The liquid ejecting apparatus, wherein the electrostatic capacity is provided at least between the liquid in the vicinity of the sensor and the stable potential.
液体噴射部と、
前記液体収容部と前記センサとを含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、
を備える、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 5 or 6,
A liquid ejection unit;
A liquid container that includes the liquid storage unit and the sensor and is detachable from the liquid ejection unit;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記センサおよび前記液体収容部の一部を含む液体噴射部と、
前記液体収容部の他の一部を含み、前記液体噴射部に着脱可能な液体容器と、
を備える、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 5 or 6,
A liquid ejecting portion including a part of the sensor and the liquid containing portion;
A liquid container that includes the other part of the liquid container and is detachable from the liquid ejecting unit;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記安定電位は、フレームグランドである、液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The liquid ejecting apparatus, wherein the stable potential is a frame ground.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013248786A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Seiko Epson Corp | Method of manufacturing liquid container |
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-
2008
- 2008-09-25 JP JP2008245935A patent/JP2009119857A/en not_active Withdrawn
- 2008-10-21 CN CNA200810171623XA patent/CN101417540A/en active Pending
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