JP4029544B2 - Liquid container - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体容器内の液体の消費状態を検出する液体センサを有する液体容器に関し、より詳しくは、インクジェット記録装置において、記録ヘッドへ液体を供給する液体容器内の液体の消費状態を検知する液体センサと、容器内を仕切る隔壁とを有する液体容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、加圧されたインクをノズル開口からインク滴として吐出するノズル開口とを備えたインクジェット記録ヘッドをキャリッジに搭載する。インクジェット記録装置は、インクタンクのインクを流路を介して記録ヘッドに供給しながら印刷を継続可能に構成されている。インクタンクは、インクが消費された時点で、ユーザが簡単に交換できるように着脱可能なカートリッジとして構成されている。
【０００３】
従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法として、記録ヘッドでのインク滴の吐出数やメンテナンスにより吸引されたインク量をソフトウエアにより積算してインク消費を計算により管理する方法と、インクカートリッジに液面検出用の電極または圧電装置を取付けることにより、実際にインクが所定量消費された時点を管理する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数やインク量を積算してインク消費を計算上で管理する方法は、ユーザサイドでの印刷形態等により誤差が生じたり、また同一カートリッジの再装着時には大きな誤差が生じるという問題がある。また、使用環境により、例えば室温が極端な高低、あるいはインクカートリッジの開封後の経過時間などによってインクカートリッジ内の圧力やインクの粘度が変化して、計算上のインク消費量と実際の消費量との間に無視できない誤差が生じてしまうという問題もあった。
【０００５】
一方、電極によりインクが消費された時点を管理する方法は、インクの実量を検出できるため、インク残量を高い信頼性で管理できる。しかしながら、インクの液面の検出をインクの導電性に頼るので、検出可能なインクの種類が限定されたり、また電極のシール構造が複雑化する問題がある。また、電極の材料として、通常は導電性が良く耐腐食性も高い貴金属を使用するので、インクカートリッジの製造コストがかさむという問題もあった。さらに、２本の電極をそれぞれインクカートリッジの別な場所に装着する必要があるため、製造工程が多くなり結果として製造コストがかさんでしまうという問題もあった。
【０００６】
また、圧電装置によりインクが消費された時点を管理する方法において、下記不具合がある。インクカートリッジが印字時の走査等により振動し、インクが波打つ場合に、気泡が生ずる場合がある。それによって、容器内のインクが少ない場合であっても、インクが波打ち圧電装置に誤ってインクが付着した場合には、圧電装置がインクエンドを検出すべきところを容器内にインクがまだ充分にあると誤って検出してしまう虞がある。また、気泡が圧電装置に付着した場合には、容器内にインクが満たされているにもかかわらず、インクが無いと誤って検出する虞がある。
【０００７】
さらに、インクカートリッジ内のインクエンドの状態を検出するためには、インクカートリッジにおいて圧電装置を配備する位置が限定されるという問題がある。例えば、インクの液面に対して下方にある壁に圧電装置を配備すれば、圧電装置はインクエンドを検出できる。一方で、インクの液面に対して上方にある壁に圧電装置を配備すれば、圧電装置はインクエンドを検出できない。
【０００８】
そこで本発明は、液体残量を正確に検出でき、かつ複雑なシール構造を不要とした液体容器を提供することを目的とする。
【０００９】
また、液体容器内の液体が波打ち、または泡立つことを防止することを目的とする。
【００１０】
さらに、液体容器内の液体が波打ち、または泡立った場合においても、圧電装置が、正確に液面の検出をし、液体の消費量を正確に検出できる液体容器を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに液体容器内の液体が消費されたときの状態を検出することができ、かつ圧電装置を配備する位置が液体の液面に対して上方にある壁であっても、液体の消費状態を検出できる液体容器を提供することを目的とする。
【００１２】
この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明に従った液体容器の第１の形態によると、液体を収容し、かつ液体の液面に対して上方にある頂壁を有する容器と、液体を容器の外部へ供給する液体供給口と、容器内の液体の消費状態を検出する液体センサと、容器内において互いに液体が連通するように少なくとも二つの液体収容室を仕切る第１隔壁とを備える。少なくとも二つの液体収容室は、大気と連通する通気側液体収容室と、頂壁に前記液体センサを配備した検出側液体収容室と、を含む。前記少なくとも二つの液体収容室を互いに連通させる連通口が前記隔壁の下方に形成されており、外部に液体を供給する液体供給口を通気側液体収容室と連通するように形成されており、検出側液体収容室の内壁から延びて、検出側液体収容室内を、互いに液体が連通するように少なくとも二つの検出側液体収容小室に仕切る第２隔壁をさらに有し、液体収容小室を連通させる連通口が第２隔壁の下方に形成されており、液体センサは、検出側液体収容小室にそれぞれ配備されており、前記少なくとも二つの検出側液体収容小室について、液体供給口に遠い検出側液体収容小室ほど容量が小さい。
【００１４】
好適には、検出側液体収容室の容量は、通気側液体収容室の容量の半分またはそれより小さい。
【００１５】
好適には、検出側液体収容室には、液体を保持する毛細管力が作用しない。
【００１６】
好適には、検出側液体収容室の頂壁には気泡を捕らえる凹部が形成されている。液体センサは、容器の内方に開口して液体を保持するキャビティを有していてもよい。
【００１７】
好適には、液体センサは振動を生ずる振動部を有しする圧電装置であり、振動部が振動を発生した後、振動部に残留する残留振動によって逆起電力を発生し、この逆起電力に基づいて液体の消費状態を検出する。また、好適には、液体容器は、インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に装着され、記録ヘッドへ容器内の液体を供給する。
【００１８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本発明が適用される液体容器の実施例として、単色、例えばブラックインク用のインクカートリッジの一実施形態の断面図である。図１のインクカートリッジは、上記に説明した方法のうちの、振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定ることによって共振周波数を検出して液体容器内の液面の位置や液体の有無を検出する方法に基づいている。液体を検出する液体センサの一実施例としてアクチュエータ１０６が用いられている。インクＫを収容し、かつインクＫの液面に対して上方にある頂壁１０３０を有する容器１と、インクＫを容器１の外部へ供給するインク供給口２と、容器１内のインクＫの消費状態を検出するアクチュエータ１０６と、容器１内において互いにインクＫが連通するように少なくとも二つのインク収容室を仕切る第１隔壁１９３ａとを備える。少なくとも二つのインク収容室は、大気と連通する通気側インク収容室１２３ａと、頂壁１０３０にアクチュエータ１０６を配備した検出側インク収容室１２３ｂと、を含む。
【００２１】
大気と連通する通気側インク収容室１２３ａには、頂壁１０３０に通気孔２３３が配備される。通気孔２３３は、図５の実施例のように逆止弁を使用すればよい。ただし、通気孔２３３は、図５の逆止弁に限定しない。インクＫが消費され容器１内が極端に負圧になると、通気孔２３３によって容器１の外部から通気側インク収容室１２３ａへ空気が導入され、容器１内が負圧になるのを防止する。よって、インクＫが消費されるにしたがって通気側インク収容室１２３ａには、通気孔２３３を介して空気が導入され、インクＫの液面が低下する。一方、隔壁１９３ａと頂壁１０３０との間は、液密に結合される。よって、インクＫが消費された場合でも、インクＫの液面が隔壁１９３ａの下端１９３ａａに達するまでは容器１のうち検出側インク収容室１２３ｂには、インクＫが満たされた状態になっている。インクの消費が進み、インクＫの液面が隔壁１９３ａの下端１９３ａａに到達したときに、検出側インク収容室１２３ｂに気体が侵入する。それによって、検出側インク収容室１２３ｂに残存していたインクＫがインク供給口２の側へ流出し、アクチュエータ１０６周辺は、インクＫから大気へ変更する。それによって、アクチュエータ１０６は、インクカートリッジ内がインクエンドであることを検出することができる。従って、本実施例によれば、インクエンドであるインクＫの液面のレベルを決定するのは、下端１９３ａａである。また、インクの液面に対してほぼ垂直に延びる側壁１０１０と隔壁１９３ａとの間の幅によって検出側インク収容室１２３ｂの容量が決定される。従って、側壁１０１０と隔壁１９３ａとの間の幅および下端１９３ａａのインクの液面に対して垂直の方向の高さによって、インクエンドを検出するときに容器１内に残存するインクの量を設定できる。
【００２２】
検出側インク収容室１２３ｂの容量は、通気側インク収容室１２３ａの容量の半分またはそれより小さいことが好ましい。しかし、検出側インク収容室１２３ｂには、インクＫを保持するような毛細管力は作用しない。
【００２３】
また、通気孔の構造の詳細は、図５において記載する。
【００２４】
また、本実施例に従ったインクカートリッジのインク供給口２にはパッキン４及び弁体６が設けられている。図３に示すように、パッキン４は記録ヘッド３１に連通するインク供給針３２と液密に係合する。弁体６は、バネ５によってパッキン４に対して常時弾接されている。インク供給針３２が挿入されると、弁体６はインク供給針３２に押されてインク流路を開放し、容器１内のインクがインク供給口２およびインク供給針３２を介して記録ヘッド３１へ供給される。容器１の上壁の上には、インクカートリッジ内のインクに関する情報を格納した半導体記憶手段７が装着されている。
【００２５】
隔壁１９３ａが存在しない場合には、インクカートリッジが印字時の走査等により振動し、インクが波打つ場合に、気泡が生ずる場合がある。それによって、容器1内のインクが少ない場合であっても、インクが波打ちアクチュエータ１０６に誤ってインクが付着した場合には、アクチュエータ１０６がインクエンドを検出すべきところを容器１内にインクがまだ充分にあると誤って検出してしまう虞がある。また、気泡がアクチュエータ１０６に付着した場合には、容器１内にインクが満たされているにもかかわらず、インクが無いと誤って検出する虞がある。
【００２６】
しかし、本発明の液体容器の実施例によれば、インクカートリッジが印字時の走査等により振動した場合であっても、隔壁によって、インクが圧電装置付近において波打つことを防止する。インクが圧電装置付近において波打つことを防止することによって、気泡が生ずることを防止する。また、通気側インク収容室に気泡が生じたとしても、隔壁は通気側インク収容室と検出側インク収容室とを気密または液密に隔てる。従って、隔壁は、気泡がアクチュエータ１０６に接近し、接触するのを防止する。
【００２７】
隔壁の大きさ、厚さ、形、柔軟性および材料に限定は無い。したがって、隔壁は、比較的大きくしてもよく、小さくしてもよい。また、隔壁は、比較的厚くしてもよく、薄くしてもよい。また、隔壁は、正方形でもよく、長方形でもよい。好ましくは、インクカートリッジの形状に応じて隔壁の形状、大きさおよび厚さを変更する。また、隔壁は、鋼質な材料から形成してもよく、柔軟な材料から形成してもよい。例えば、プラスチック、テフロン、ナイロン、ポリプロピレン、ＰＥＴなどがある。好ましくは、隔壁は、気体および液体を通過させない材料である。また、好ましくは、容器と隔壁とは、一体的に成形できるように同じ材料から形成される。それによって、インクカートリッジの製造行程が短縮化される。
【００２８】
図２は、複数種類のインクを収容するインクカートリッジの外部から観察した斜視図を示す。図２は、容器８の壁のうち、インクＫの液面に対して上方にある頂壁１０３８の側からの斜視図である。容器８は、３つのインク室９、１０及び１１に分割される。それぞれのインク室には、インク供給口１２、１３及び１４が形成されている。それぞれのインク室９、１０及び１１の頂壁１０３８には、アクチュエータ１５、１６および１７が、容器８に配設された貫通孔（図示せず）を介して各インク室内に収容されているインク接触できるように取付けられている。さらに、それぞれのインク室９、１０及び１１の内部には、図１の実施例によるインクカートリッジと同様に、隔壁（図示せず）が配備されている。各インク室９、１０及び１１に設けられた隔壁は、各インク室９、１０及び１１を通気側インク収容室と検出側インク収容室（図示せず）とに隔てる。
【００２９】
図３は、図１及び図２に示したインクカートリッジに適したインクジェット記録装置の要部の実施形態を示す断面図である。記録用紙の幅方向に往復動可能なキャリッジ３０は、サブタンクユニット３３を備えていて、記録ヘッド３１がはサブタンクユニット３３の下面に設けられている。また、インク供給針３２はサブタンクユニット３３のインクカートリッジ搭載面側に設けられている。図３においては、図１または図２に示すインクカートリッジを使用している。しかし、他の図面に示されたインクカートリッジを使用してもよい。
【００３０】
容器１のインク供給口２をサブタンクユニット３３のインク供給針３２に挿通すると、弁体６がバネ５に抗して後退し、インク流路が形成され、容器１内のインクがインク室３４に流れ込む。インク室３４にインクが充填された段階で、記録ヘッド３１のノズル開口に負圧を作用させて記録ヘッド３１にインクを充填した後、記録動作を実行する。
【００３１】
記録動作により記録ヘッド３１においてインクが消費されると、膜弁３６の下流側の圧力が低下するので、膜弁３６が開弁する。膜弁３６が開くことにより、インク室３４のインクはインク供給路３５を介して記録ヘッド３１に流れこむ。記録ヘッド３１へのインクの流入に伴なって、容器１のインクは、インク供給針３２を介してサブタンクユニット３３に流れ込む。
【００３２】
図４は、本発明が適用される液体容器の実施例としてインクカートリッジの他の実施形態の断面図である。本実施例におけるインクカートリッジでは、インクＫの液面に対して上方にある頂壁１０３９がインクＫの液面に対して傾斜する。アクチュエータ１０６は頂壁１０３９に配設された貫通孔１ｃを介してインクＫと接触できるように配備される。隔壁１９３ｃは、頂壁１０３９からインクの液面に対して下方へ延びている。さらに、本実施例では、検出側インク収容室１２３ｂ内の頂壁１０３９から延びて、検出側インク収容室１２３ｂ内を、互いにインクが連通するように少なくとも二つの検出側インク収容小室１１２３ａ、１１２３ｂに仕切る第２隔壁１９３ｄを有している。２つのアクチュエータ１０６ａ、１０６ｂは、検出側インク収容小室１１２３ａ、１１２３ｂのそれぞれの頂壁１０３９に配備されている。
【００３３】
また、インク供給口２に近い通気側インク収容室１２３ａの容量は、当該通気側インク収容室１２３ａよりインク供給口２から遠い検出側インク収容室１２３ｂの容量よりも大きい。さらに、検出側インク収容室１２３ｂのうち、インク供給口２に近い検出側インク収容小室１１２３ａの容量は、当該検出側インク収容小室１１２３ａよりインク供給口２から遠い検出側インク収容小室１１２３ｂの容量よりも大きい。従って、まず、通気側インク収容室１２３ａのインクが消費される。インクが消費されるに従って通気側インク収容室１２３ａのインクの液面が低下する。一方で、隔壁１９３ｃｃと頂壁１０３９とは気密または液密に接続されているので、インクの液面が隔壁１９３ｃの下端１９３ｃｃに達するまでは、検出側インク収容室１２３ｂはインクで満たされている。次に、通気側インク収容室１２３ａのインクの液面が隔壁１９３ｃの下端１９３ｃｃに達すると、検出側インク収容小室１１２３ａのインクが流出することによって、検出側インク収容小室１１２３ａのインクが消費され始める。インクが消費されるに従って検出側インク収容室１１２３ａのインクの液面が低下する。一方で、隔壁１９３ｄｄと頂壁１０３９とは気密または液密に接続されているので、インクの液面が隔壁１９３ｄの下端１９３ｄｄに達するまでは、検出側インク収容小室１１２３ｂはインクで満たされている。最後に、検出側インク収容室１１２３aのインクの液面が隔壁１９３ｄの下端１９３ｄｄに達すると、検出側インク収容小室１１２３ｂのインクが流出することによって、検出側インク収容小室１１２３ｂのインクが消費され始める。
【００３４】
従って、アクチュエータ１０６ａ、１０６ｂは、段階的にインクの消費状態を検出することができる。また、インク供給口２に近い通気側インク収容室１２３ａから、検出側インク収容室１１２３ａ、検出側インク収容室１１２３ｂへと容量が小さくなっていくことによって、アクチュエータ１０６ａ、１０６ｂがインクを検出する頻度が次第に頻繁となる。したがって、インクの残量が少量になると検出の頻度が多くなるように設定できる。
【００３５】
図４におけるインクカートリッジにおける容器は１つの第２隔壁を有するが、他の実施例としてさらに、容器は検出側インク収容室１２３ｂ内を、三つ以上の検出側インク収容小室に仕切るように複数の第２隔壁を設けてもよい。複数の第２隔壁は、検出側インク収容室１２３ｂ内を二つ以上の検出側インク収容小室に仕切る。二つ以上の検出側インク収容小室のそれぞれの容量は、容器の壁のうち、互いに対向する少なくとも二つの側壁のうち一方の側壁から他方の側壁に向かうにしたがって、徐々に変化させてもよい。好ましくは、図４に示すように、検出側インク収容小室のそれぞれの容量は、インク供給口２に近い検出側インク収容小室からインク供給口２に遠い検出側インク収容小室へ向かって次第に小さくする。それによって、アクチュエータ１０６は、インクカートリッジ内のインクＫが徐々に消費されていく様子を検出することができる。また、インク供給口２に近い検出側インク収容小室からインク供給口２から遠い検出側インク収容小室へと徐々に小さくなっているので、図４の実施例のインクカートリッジと同様に、アクチュエータ１０６が、インク量の減少を検出する時間的な間隔が徐々に小さくなり、インクエンドに近づくほど頻度を高く検出することができる。
【００３６】
さらに、図４の実施例では、複数のアクチュエータ１０６ａ、１０６ｂのうちアクチュエータ１０６ａは、隔壁１９３ｃの近傍に配備される。アクチュエータ１０６ｂは、隔壁１９３ｄの近傍に配備される。それによって、通気側インク収容室１２３ａ内のインクが隔壁１９３ｃの下端１９３ｃに達しないうちに気泡Ｇが検出側インク収容室１２３ｂに侵入または発生しても、気泡Ｇは、頂壁１０３９と隔壁１９３ｃとの境界または頂壁１０３９と側壁との境界のうち、インクの液面に対して上方の境界に溜まる。したがって、アクチュエータ１０６に気泡Ｇが付着することがない。
【００３７】
図５は、アクチュエータ１０６を用いたインクカートリッジの更に他の実施形態を示す。図５（Ａ）のインクカートリッジ２２０Ａは、インクカートリッジ２２０Ａの上面から下方へと延びるように設けられた第１隔壁２２２を有する。第１隔壁２２２の下端とインクカートリッジ２２０Ａの底面との間には所定の間隙が空けられているので、インクは、インクカートリッジ２２０Ａの底面を通じてインク供給口２３０へ流れることができる。第１隔壁２２２よりインク供給口２３０側には、インクカートリッジ２２０Ａの底面より上方に延びるように第２隔壁２２４が、形成されている。第２隔壁２２４の上端とインクカートリッジ２２０Ａ上面との間には所定の間隙が空けられているので、インクは、インクカートリッジ２２０Ａの上面を通じてインク供給口２３０へ流入できる。
【００３８】
第１隔壁２２２によって、通気側インク収容室２２５ａおよび検出側インク収容室が形成される。第２隔壁２２４によって、検出側インク収容小室２２５ｂおよび検出側インク収容小室２２７が形成される。通気側インク収容室２２５ａの容量は、検出側インク収容小室２２５ｂの容量より大きい。第１隔壁２２２及び第２隔壁２２４の間には、毛管現象を発生させるだけの間隙を有する検出側インク収容小室２２７が形成される。したがって、通気側インク収容室２２５ａのインクは、検出側インク収容小室２２７の毛細管力により、検出側インク収容小室２２７に集められる。また、第１隔壁２２２があるので、気体や気泡が検出側インク収容小室２２５ｂへ混入するのを防止することができる。さらに、検出側インク収容小室２２５ｂ内のインクの水位は、安定的に徐々に下降できる。インク供給口２３０から見て、通気側インク収容室２２５ａは、検出側インク収容小室２２５ｂより奥に形成されているので、通気側インク収容室２２５ａのインクが消費された後、検出側インク収容小室２２５ｂのインクが消費される。また、検出側インク収容小室２２７によって通気側インク収容室２２５ａから検出側インク収容小室２２５ｂへインクが供給されることにより、アクチュエータ１０６は、インクカートリッジ２２０Ａの横揺れによるインクの横揺れの影響を受けない。従って、アクチュエータ１０６は、インク残量を確実に測定できる。更に、検出側インク収容小室２２７が、インクを保持するので、インクが検出側インク収容小室２２５ｂから通気側インク収容室２２５ａへ逆流するのを防ぐ。
【００３９】
検出側インク収容小室２２５ｂのインク供給口２３０側の頂壁１０１３には、アクチュエータ１０６が装着されている。アクチュエータ１０６は、検出側インク収容小室２２５ｂ内のインクの消費状態を検知する。アクチュエータ１０６を、検出側インク収容小室２２５ｂに装着することによって、インクエンドにより近い時点でのインク残量を安定的に検出することができる。
【００４０】
インクカートリッジ２２０Ａの頂壁１０１３には、通気孔２３３が配設される。また、通気孔２３３には、逆止弁２２８が設けられている。逆止弁２２８によって、インクカートリッジ２２０Ａが横揺れしたときに、インクがインクカートリッジ２２０Ａの外部に漏れるのを防ぐことができる。更に、逆止弁２２８をインクカートリッジ２２０Ａの上面に設置することで、インクカートリッジ２２０Ａの通気孔２３３からのインクの蒸発を防ぐことができる。インクカートリッジ２２０Ａ内のインクが消費されて、インクカートリッジ２２０Ａ内に極端な負圧が発生すると、逆止弁２２８が開いて、インクカートリッジ２２０Ａに空気を吸入し、その後閉じてインクカートリッジ２２０Ａからのインクの排出を促す。
【００４１】
図５（Ｂ）及び（Ｃ）は、逆止弁２２８の詳細の断面を示す。図５（Ｂ）の逆止弁２２８は、ゴムにより形成された羽根２３２ａを有する弁２３２を有する。インクカートリッジ２２０の外部との通気孔２３３が、羽根２３２ａに対向してインクカートリッジ２２０に設けられる。羽根２３２ａによって、通気孔２３３が開閉される。逆止弁２２８はインクカートリッジ２２０内のインクが減少し、インクカートリッジ２２０内に負圧が生じると、羽根２３２ａがインクカートリッジ２２０の内側に開き、外部の空気をインクカートリッジ２２０内に取り入れる。図５（Ｃ）の逆止弁２２８は、ゴムにより形成された弁２３２とバネ２３５とを有する。逆止弁２２８では、インクカートリッジ２２０内に負圧が生じると、弁２３２がバネ２３５を押圧して開き、外部の空気をインクカートリッジ２２０内に吸入し、その後閉じてインクカートリッジ２２０からのインクの排出を促す。
【００４２】
図６は、アクチュエータ１０６を用いたインクカートリッジの更に他の実施形態としてインクカートリッジ１８０を示す。図６のインクカートリッジ１８０Ａは、容器１９４のうち、インクの液面に対して上方にある頂壁１９４ｃから下方に延びる隔壁２１２ａを有する。隔壁２１２ａによって、容器１９４内は、通気側インク収容室２１３ａおよび検出側インク収容室２１３ｂに隔てられる。隔壁２１２ａの下端２１２ａａと容器１９４の底壁１ａとは所定の間隔が空けられているので、通気側インク収容室２１３ａと検出側インク収容室２１３ｂとは連通している。検出側インク収容室２１３ｂには、容器１９４の頂壁１９４ｃにアクチュエータ１０６が装着されている。検出側インク収容室２１３ｂの容量は、通気側インク収容室２１３ａの容量より小さい。検出側インク収容室２１３ｂの容量は、通気側インク収容室２１３ａの容量の半分より小さいことが好ましい。
【００４３】
検出側インク収容室２１３ｂの頂壁１９４ｃには、インクカートリッジ１８０Ａに入る気泡を捕らえる凹部であるバッファ２１４ａが形成される。図６において、バッファ２１４ａは、容器１９４の頂壁１９４ｃから上方へ張出す凹部として形成される。検出側インク収容室２１３ｂにインクが満たされているときに誤って気泡が検出側インク収容室２１３ｂに侵入したときに、バッファ２１４ａは、その気泡を捕獲する。それによって、アクチュエータ１０６に気泡が付着するのを防止する。従って、アクチュエータ１０６は、容器１９４にインクが有るのにもかかわらず、インクが無いと誤って検出することを防止する。さらに、検出側インク収容室２１３ｂの容量を隔壁２１２ａの長さを変更したり、隔壁２１２ａと側壁１９４ｂとの幅を変更することによって、インクエンドを検出した後に残存する所定のインク量を変えることができる。
【００４４】
図７は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図７のインクカートリッジ１８０Ｂでは、隔壁２１２ｂがＬ字型に形成される。隔壁２１２ｂは、頂壁１９４ｃから延びている。隔壁２１２ｂの下端２１２ｂｂが、図６の実施例における隔壁２１２aの下端２１２ａａと比較して長い。従って、通気側インク収容室２１３ａにある気体は検出側インク収容室２１３ｂに侵入することが比較的困難になる。よって、アクチュエータ１０６に気泡が付着することによって、アクチュエータ１０６が誤ってインクエンドを検出することをさらに抑制することができる。尚、下端２１２ｂｂと容器１９４の底壁１ａとの間には間隙が設けられる。下端２１２ｂｂと底壁１ａとの間隙には、インクが保持されるような毛細管力は発生しない。
【００４５】
図８は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図８のインクカートリッジ１８０Ｃでは、隔壁２１２ｃがインクの液面に対して傾斜するように配備される。隔壁２１２ｃは頂壁１９４ｃから延びている。インクカートリッジ１８０Ｃの側壁１９４ｂと隔壁２１２ｃとの間の間隔は、インクの液面に対して下方へ向かって次第に狭まっている。従って、通気側インク収容室２１３ａにある気体は検出側インク収容室２１３ｂに侵入することが比較的困難になる。よって、アクチュエータ１０６が、気泡により誤ってインクエンドを検出することをさらに抑制することができる。尚、下端２１２ｃｃと容器１９４の底壁１ａとの間には間隙が設けられる。隔壁２１２ｃの下端２１２ｃｃと側壁１９４ｂとの間隙には、インクが保持されるような毛細管力は発生しない。
【００４６】
図９は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図９のインクカートリッジ１８０Ｄでは、第１隔壁２１２ｄは、頂壁１９４ｃからインクの液面に対して下方へ延びている。さらに、第２隔壁２１２ｅは、第１隔壁２１２ｄから側壁１９４ｂへ向かってインク液面に対してほぼ平行に延びている。第１隔壁２１２ｄは、容器１９４内を通気側インク収容室２１３ａと検出側インク収容室とに隔てる。また、第２隔壁２１２ｅは、検出側インク収容室内を第１検出側インク収容室２１３ｃと第２検出側インク収容室２１３ｄとに隔てる。インクカートリッジ１８０Ｄの底壁１ａと第１隔壁２１２ｄとの間には間隙が設けられている。また、インクカートリッジ１８０Ｄの側壁１９４ｂと第２隔壁２１２ｅの一端２１２ｄｄとの間には間隙が設けられている。頂壁１９４ｃの一部分には凹部が設けられ、気泡を受容するバッファ２１４ａが配設される。
【００４７】
隔壁２１２ｄから側壁１９４ｂにむかって延びている第２隔壁２１２ｅの一端は、気体を収容するバッファ２１４ａの直下位置まで延びている。従って、まず、第１隔壁２１２ｄが、第１検出側インク収容室２１３ｃに気泡が侵入するのを防止する。気泡が、誤って第１検出側インク収容室２１３ｃに侵入してしまった場合には、気泡は第２隔壁２１２ｅによってバッファ２１４ａの直下位置まで導かれる、それによって、気泡は、バッファ２１４ａへ受容される。従って、第２検出側インク収容室２１３ｄ内にあるアクチュエータ１０６に気泡が付着することによって、アクチュエータ１０６が誤ってインクエンドを検出することをさらに抑制することができる。
【００４８】
図１０は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図１０のインクカートリッジ１８０Ｅでは、図６と同様の隔壁２１２ａを備える。隔壁２１２ａは、頂壁１９４ｃからインクの液面に対して下方へ延びている。隔壁２１２ａは、容器１９４内を通気側インク収容室２１３ａと検出側インク収容室２１３ｂとに隔てる。インクカートリッジ１８０Ｅの底壁１ａと隔壁２１２ａとの間には間隙が設けられている。さらに、頂壁１９４ｃの一部分には凹部が設けられ、気泡を受容するバッファ２１４ｂが配設される。バッファ２１４ｂには、アクチュエータ１０６との間にテーパー面１０４０が設けられている。
【００４９】
従って、まず、隔壁２１２ａが、検出側インク収容室２１３ｂに気泡が侵入するのを防止する。気泡が、誤って検出側インク収容室２１３ｂに侵入してしまった場合には、気泡はバッファ２１４ｂへ直接に受容されるか、またはテーパー面１０４０に沿ってバッファ２１４ｂへ誘導される。従って、アクチュエータ１０６に気泡が付着することによって、アクチュエータ１０６が誤ってインクエンドを検出することをさらに抑制することができる。尚、バッファの形状および大きさについては、他の任意の形状または大きさにすることができる。
【００５０】
図１１は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図１１のインクカートリッジ１８０Ｆでは、頂壁１９４ｃの一部分に容器１９４の内側へ突出する突部２１４ｆが設けられている。アクチュエータ１０６は突部２１４ｆの底部に配備される。隔壁２１２ｆは、頂壁１９４ｃからインクの液面に対して下方へ延びている。アクチュエータ１０６と隔壁２１２ｆとの間、およびアクチュエータ１０６と容器１９４の側壁１９４ｂとの間には、それぞれバッファ２１４ｃが設けられる。従って、アクチュエータ１０６の周囲は、バッファ２１４ｃで取り囲まれているため、アクチュエータには気泡が付着しにくい。
【００５１】
図１２は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図１２のインクカートリッジ１８０Ｇでは、隔壁２１２ｇは、頂壁１９４ｃからインクの液面に対して下方へ延びている。隔壁２１２ｇは、容器１９４内を通気側インク収容室２１３ａと検出側インク収容室２１３ｂとに隔てる。頂壁１９４ｃには凹凸が設けられ、２つのアクチュエータ１０６が容器の内側へ突出している部分に配備されている。頂壁１９４ｃの凹部は気泡を受容するバッファ２１４ｄとして作用する。アクチュエータを２つ配備したことにより、より信頼性の高い検出を行うことができる。
【００５２】
図１３は、インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図１３のインクカートリッジ１８０Ｉは、容器１９４の頂壁１９４ｃから下方に延びる複数の隔壁２１２ｈ、２１２ｉ、２１２ｊおよび２１２ｋを有する。尚、隔壁２１２ｈは第１隔壁であり、隔壁２１２ｉ、２１２ｊおよび２１２ｋは第２隔壁である。隔壁２１２ｈ、２１２ｉ、２１２ｊおよび２１２ｋの下端２１２ｈｈ、２１２ｉｉ、２１２ｊｊおよび２１２ｋｋと容器１９４の底壁１ａとは所定の間隔が空けられているので、容器１９４の底部は連通している。インクカートリッジ１８０Ｉは複数の隔壁２１２ｈ、２１２ｉ、２１２ｊおよび２１２ｋのそれぞれによって区画された通気側インク収容室２１３ａおよび複数の検出側インク収容小室２１３ｈ、２１３ｉ、２１３ｊ、２１３ｋを有する。通気側インク収容室２１３ａおよび複数の検出側インク収容小室２１３ｈ、２１３ｉ、２１３ｊおよび２１３ｋの底部は互いに連通する。複数の検出側インク収容小室２１３ｈ、２１３ｉ、２１３ｊおよび２１３ｋのそれぞれの頂壁１９４ｃにアクチュエータ１０６ｈ、１０６ｉ、１０６ｊおよび１０６ｋが装着されている。各アクチュエータ１０６ｈ、１０６ｉ、１０６ｊおよび１０６ｋは、容器１９４の検出側インク収容小室２１３ｈ、２１３ｉ、２１３ｊおよび２１３ｋのそれぞれの頂壁１９４ｃのほぼ中央に配置される。インク収容室の容量はインク供給口１８７側の通気側インク収容小室２１３ａが最も大きい。また、インク供給口１８７から遠くなるに従い、インク収容室の容量は徐々に小さくなっている。したがって、インク供給口１８７から遠い検出側インク収容小室２１３ｋの容量がインク収容室の中で最も小さい。
【００５３】
気体が通気孔２３３から導入されるので、インク供給口１８７側の通気側インク収容室２１３ａから検出側インク収容小室２１３ｋへとインクが消費される。即ち、インク供給口１８７に最も近い通気側インク収容室２１３ａのインクが消費されて、通気側インク収容室２１３ａのインクの水位が下がっている間、他の検出側インク収容小室にはインクが満たされている。通気側インク収容室２１３ａのインクの液面が隔壁２１２ｈの下端２１２ｈｈに達すると、空気が検出側インク収容小室２１３ｈに侵入し、検出側インク収容小室２１３ｈ内のインクが消費され始める。この時点で、検出側インク収容小室２１３ｉ、２１３ｊおよび２１３ｋには、インクが満たされている。さらに、検出側インク収容小室２１３ｈ内のインクの液面が隔壁２１２ｉの下端２１２ｉｉに達すると、空気が検出側インク収容小室２１３ｉに侵入し、検出側インク収容小室２１３ｉ内のインクが消費され始める。このように、通気側インク収容室２１３ａから検出側インク収容小室２１３ｋへと順番にインクが消費される。
【００５４】
アクチュエータ１０６ｈ、１０６ｉ、１０６ｊおよび１０６ｋがそれぞれの検出側インク収容小室ごとに頂壁１９４ｃに配置されている。従って、アクチュエータ１０６ｈ、１０６ｉ、１０６ｊおよび１０６ｋはインク量の減少を段階的に検出することができる。更に、インク収容室の容量が、インク供給口１８７の近くの通気側インク収容室２１３ａから検出側インク収容小室２１３ｋへと徐々に小さくなっている。従って、アクチュエータ１０６ｈ、１０６ｉ、１０６ｊおよび１０６ｋがインク量の減少を検出する時間間隔は徐々に小さくなり、インクエンドに近づくほど頻度を高く検出することができる。
【００５５】
図１４は、圧電装置の一実施形態であるアクチュエータ１０６の詳細を示す。ここでいうアクチュエータは、少なくとも音響インピーダンスの変化を検知して液体容器内の液体の消費状態を検出する方法に用いられる。特に、残留振動により共振周波数の検出することで、少なくとも音響インピーダンスの変化を検知して液体容器内の液体の消費状態を検出する方法に用いられる。図１４（Ａ）は、アクチュエータ１０６の拡大平面図である。図１４（Ｂ）は、アクチュエータ１０６のＢ−Ｂ断面を示す。図１４（Ｃ）は、アクチュエータ１０６のＣ-Ｃ断面を示す。
【００５６】
アクチュエータ１０６は、ほぼ中央に円形状の開口１６１を有する基板１７８と、開口１６１を被覆するように基板１７８の一方の面（以下、表面という）に配備される振動板１７６と、振動板１７６の表面の側に配置される圧電層１６０と、圧電層１６０を両方からはさみこむ上部電極１６４および下部電極１６６と、上部電極１６４と電気的に結合する上部電極端子１６８と、下部電極１６６と電気的に結合する下部電極端子１７０と、上部電極１６４および上部電極端子１６８の間に配設され、両者を電気的に結合する補助電極１７２と、を有する。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６はそれぞれの主要部として円形部分を有する。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６のそれぞれの円形部分は圧電素子を形成する。
【００５７】
振動板１７６は、基板１７８の表面に、開口１６１を覆うように形成される。キャビティ１６２は、振動板１７６の開口１６１と面する部分と基板１７８の表面の開口１６１とによって形成される。基板１７８の圧電素子とは反対側の面（以下、裏面という）は液体容器側に面しており、キャビティ１６２は液体と接触するように構成されている。キャビティ１６２内に液体が入っても基板１７８の表面側に液体が漏れないように、振動板１７６は基板１７８に対して液密に取り付けられる。
【００５８】
下部電極１６６は振動板１７６の表面、即ち液体容器とは反対側の面に位置しており、下部電極１６６の主要部である円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように取り付けられている。なお、下部電極１６６の円形部分の面積が開口１６１の面積よりも小さくなるように設定されている。一方、下部電極１６６の表面側には、圧電層１６０が、その円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように形成されている。圧電層１６０の円形部分の面積は、開口１６１の面積よりも小さく、かつ下部電極１６６の円形部分の面積よりも大きくなるように設定されている。
【００５９】
一方、圧電層１６０の表面側には、上部電極１６４が、その主要部である円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように形成される。上部電極１６４の円形部分の面積は、開口１６１および圧電層１６０の円形部分の面積よりも小さく、かつ下部電極１６６の円形部分の面積よりも大きくなるよう設定されている。
【００６０】
したがって、圧電層１６０の主要部は、上部電極１６４の主要部と下部電極１６６の主要部とによって、それぞれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造となっていて、圧電層１６０を効果的に変形駆動することができる。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６のそれぞれの主要部である円形部分がアクチュエータ１０６における圧電素子を形成する。上述のように圧電素子は振動板１７６に接している。また、上部電極１６４の円形部分、圧電層１６０の円形部分、下部電極１６６の円形部分および開口１６１のうちで、面積が最も大きいのは開口１６１である。この構造によって、振動板１７６のうち実際に振動する振動領域は、上部電極１６４の円形部分、圧電層１６０の円形部分および下部電極１６６の円形部分は開口１６１より面積が小さいので、振動板１７６がより振動しやすくなる。さらに、圧電層１６０と電気的に接続する下部電極１６６の円形部分および上部電極１６４の円形部分のうち、下部電極１６６の円形部分の方が小さい。従って、下部端子１６６の円形部分が圧電層１６０のうち圧電効果を発生する部分を決定する。
【００６１】
上部電極端子１６８は、補助電極１７２を介して上部電極１６４と電気的に接続するように振動板１７６の表面側に形成される。一方、下部電極端子１７０は、下部電極１６６に電気的に接続するように振動板１７６の表面側に形成される。上部電極１６４は、圧電層１６０の表面側に形成されるため、上部電極端子１６８と接続する途中において、圧電層１６０の厚さと下部電極１６６の厚さとの和に等しい段差を有する必要がある。上部電極１６４だけでこの段差を形成することは難しく、かりに可能であったとしても上部電極１６４と上部電極端子１６８との接続状態が弱くなってしまい、切断してしまう危険がある。そこで、補助電極１７２を補助部材として用いて上部電極１６４と上部電極端子１６８とを接続させている。このようにすることで、圧電層１６０も上部電極１６４も補助電極１７２に支持された構造となり、所望の機械的強度を得ることができ、また上部電極１６４と上部電極端子１６８との接続を確実にすることが可能となる。
【００６２】
なお、圧電素子と振動板１７６のうちの圧電素子に直面する振動領域とが、アクチュエータ１０６において実際に振動する振動部である。また、アクチュエータ１０６に含まれる部材は、互いに焼成されることによって一体的に形成されることが好ましい。アクチュエータ１０６を一体的に形成することによって、アクチュエータ１０６の取り扱いが容易になる。さらに、基板１７８の強度を高めることによって振動特性が向上する。即ち、基板１７８の強度を高めることによって、アクチュエータ１０６の振動部のみが振動し、アクチュエータ１０６のうち振動部以外の部分が振動しない。また、アクチュエータ１０６の振動部以外の部分が振動しないためには、基板１７８の強度を高めるのに対し、アクチュエータ１０６の圧電素子を薄くかつ小さくし、振動板１７６を薄くすることによって達成できる。
【００６３】
圧電層１６０の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）または鉛を使用しない鉛レス圧電膜を用いることが好ましく、基板１７８の材料としてジルコニアまたはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板１７６には、基板１７８と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極１６４、下部電極１６６、上部電極端子１６８および下部電極端子１７０は、導電性を有する材料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニッケルなどの金属を用いることができる。
【００６４】
上述したように構成されるアクチュエータ１０６は、液体を収容する容器に適用することができる。例えば、インクジェット記録装置に用いられるインクカートリッジやインクタンク、あるいは記録ヘッドを洗浄するための洗浄液を収容した容器などに装着することができる。
【００６５】
圧電装置（アクチュエータ）は、振動現象を利用することで、液体容器内の液体の状態（液体容器内の液体の有無、液体の量、液体の水位、液体の種類、液体の組成を含む）を検出することである。具体的な振動現象を利用した液体容器内の液体の状態の検出としてはいくつかの方法が考えられる。例えば弾性波発生手段が液体容器の内部に対して弾性波を発生し、液面あるいは対向する壁によって反射する反射波を受波することで、液体容器内の媒体およびその状態の変化を検出する方法がある。また、これとは別に、振動する物体の振動特性から音響インピーダンスの変化を検知する方法もある。音響インピーダンスの変化を利用する方法としては、圧電素子を有する圧電装置またはアクチュエータの振動部を振動させ、その後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することによって、共振周波数または逆起電力波形の振幅を検出することで音響インピーダンスの変化を検知する方法や、測定機、例えば伝送回路等のインピーダンスアナライザによって液体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定し、電流値や電圧値の変化または、振動を液体に与えたときの電流値や電圧値の周波数による変化を測定する方法がある。本実施例において、アクチュエータ１０６は、上記のいずれの方法によって液体容器内の液体の状態を検出するのに使用してもよい。
【００６６】
図１４に示されるアクチュエータ１０６は、液体容器の所定の場所に、キャビティ１６２を液体容器内に収容される液体と接触するように装着される。液体容器に液体が十分に収容されている場合には、キャビティ１６２内およびその外側は液体によって満たされている。一方、液体容器の液体が消費され、アクチュエータの装着位置以下まで液面が降下すると、キャビティ１６２内には液体は存在しないか、あるいはキャビティ１６２内にのみ液体が残存されその外側には気体が存在する状態となる。アクチュエータ１０６はこの状態の変化に起因する少なくとも音響インピーダンスの相違を検出し、それによって、液体容器に液体が十分に収容されている状態であるか、あるいはある一定以上液体が消費された状態であるかを検知することができる。さらに、アクチュエータ１０６は、液体容器内の液体の種類も検出することが可能である。
【００６７】
図１５は、アクチュエータ１０６をモジュール体１００として一体形成した構成を示す斜視図である。モジュール体１００はアクチュエータ１０６を取付構造体１０２と一体的に形成され、インクカートリッジの容器の所定個所に装着される。モジュール体１００は、インク液中の少なくとも音響インピーダンスの変化を検出することにより、容器1内の液体の消費状態を検知するように構成されている。本実施形態のモジュール体１００は、容器１にアクチュエータ１０６を取り付けるための液体容器取付部１０１を有する。液体容器取付部１０１は、平面がほぼ矩形の基台１１２上に駆動信号により発振するアクチュエータ１０６を収容した円柱部１１６を載せた構造となっている。リードワイヤ１０４がアクチュエータ１０６の電極端子に電気的に接続するように設けられている。取付構造体１０２が、アクチュエータ１０６をインクカートリッジへの取り付けを容易にする。また、モジュール体１００が、インクカートリッジに装着されたときに、モジュール体１００のアクチュエータ１０６が外部から接触できないように構成されているので、アクチュエータ１０６を外部の接触から保護することができる。なお、円柱部１１６の先端側エッジは丸みが付けられていて、インクカートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなっている。
【００６８】
図１６は、モジュール体の他の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のモジュール体４００は、液体容器取付部４０１に圧電装置装着部４０５が形成されている。液体容器取付部４０１は、平面がほぼ角丸の正方形状の基台４０２上に円柱状の円柱部４０３が形成されている。更に、圧電装置装着部４０５は、円柱部４０３上に立てられた板状要素４０６および凹部４１３を含む。板状要素４０６の側面に設けられた凹部４１３には、アクチュエータ１０６が配置される。なお、板状要素４０６の先端は所定角度に面取りされていて、インクカートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなっている。
【００６９】
図１７（Ａ）はモジュール体７００Ｂを容器１に装着したときのインク容器の断面図を示す。本実施例では取付構造体の１つとしてモジュール体７００Ｂを使用する。モジュール体７００Ｂは、液体容器取付部３６０が容器１の内部に突出するようにして容器１に装着されている。取付プレート３５０には貫通孔３７０が形成され、貫通孔３７０とアクチュエータ１０６の振動部が面している。更に、モジュール体７００Ｂの底壁には孔３８２が形成され、圧電装置装着部３６３が形成される。アクチュエータ１０６が孔３８２の一方を塞ぐようにして配備される。したがって、インクは、圧電装置装着部３６３の孔３８２及び取付プレート３５０の貫通孔３７０を介して振動板１７６と接触する。圧電装置装着部３６３の孔３８２及び取付プレート３５０の貫通孔３７０は、共にインク溜部を形成する。圧電装置装着部３６３とアクチュエータ１０６とは、取付プレート３５０及びフィルム部材によって固定されている。液体容器取付部３６０と容器１との接続部にはシーリング構造３７２が設けられている。シーリング構造３７２は合成樹脂等の可塑性の材料により形成されてもよいし、Ｏリングにより形成されてもよい。図１７（Ａ）のモジュール体７００Ｂと容器１とは別体であるが、図１７（Ｂ）ようにモジュール体７００Ｂの圧電装置装着部を容器１の一部で構成してもよい。
【００７０】
図１７（Ａ）のモジュール体７００Ｂは、図１５および図１６に示したリードワイヤのモジュール体への埋め込みが不要となる。そのため成形工程が簡素化される。更に、モジュール体７００Ｂの交換が可能となりリサイクルが可能となる。
【００７１】
インクカートリッジが揺れる際にインクが容器１の上面あるいは側面に付着し、容器１の上面あるいは側面から垂れてきたインクがアクチュエータ１０６に接触することでアクチュエータ１０６が誤作動する可能性がある。しかし、モジュール体７００Ｂは液体容器取付部３６０が容器１の内部に突出しているので、容器１の上面や側面から垂れてきたインクによりアクチュエータ１０６が誤作動しない。
【００７２】
また、図１７（Ａ）の実施例では、振動板１７６と取付プレート３５０の一部のみが、容器１内のインクと接触するように容器１に装着される。図１７（Ａ）の実施例では、図１５および図１６に示したリードワイヤの電極のモジュール体への埋め込みが不要となる。そのため成形工程が簡素化される。更に、アクチュエータ１０６の交換が可能となりリサイクルが可能となる。
【００７３】
図１７（Ｂ）は、アクチュエータ１０６を容器１に装着したときの実施例としてインク容器の断面図を示す。図１７（Ｂ）の実施例によるインクカートリッジでは、保護部材３６１はアクチュエータ１０６とは別体として容器１に取り付けられている。従って、保護部材３６１とアクチュエータ１０６とはモジュールとして一体となっていないが、一方で、保護部材３６１はアクチュエータ１０６にユーザーの手が触れないように保護することができる。アクチュエータ１０６の前面に設けられる孔３８０は、容器１の側壁に配設されている。アクチュエータ１０６は、圧電層１６０、上部電極１６４、下部電極１６６、振動板１７６及び取付プレート３５０を含む。取付プレート３５０の上面に振動板１７６が形成され、振動板１７６の上面に下部電極１６６が形成されている。下部電極１６６の上面には圧電層１６０が形成され、圧電層１６０の上面に上部電極１６４が形成されている。したがって、圧電層１６０の主要部は、上部電極１６４の主要部及び下部電極１６６の主要部によって上下から挟まれるように形成されている。圧電層１６０、上部電極１６４、及び下部電極１６６のそれぞれの主要部である円形部分は、圧電素子を形成する。圧電素子は振動板１７６上に形成される。圧電素子及び振動板１７６の振動領域はアクチュエータが実際に振動する振動部である。取付プレート３５０には貫通孔３７０が設けられている。更に、容器１の側壁には孔３８０が形成されている。したがって、インクは、容器１の孔３８０及び取付プレート３５０の貫通孔３７０を介して振動板１７６と接触する。容器１の孔３８０及び取付プレート３５０の貫通孔３７０は、共にインク溜部を形成する。また、図１７（Ｂ）の実施例では、アクチュエータ１０６は保護部材３６１により保護されているのでアクチュエータ１０６を外部との接触から保護できる。
【００７４】
尚、図１７（Ａ）および（Ｂ）の実施例における取付プレート３５０に代えて、図１４の基板１７８を使用してもよい。
【００７５】
図１７（Ｃ）はアクチュエータ１０６を含むモールド構造体６００を備える実施形態を示す。本実施例では、取付構造体の１つとしてモールド構造体６００を使用する。モールド構造体６００はアクチュエータ１０６とモールド部３６４とを有する。アクチュエータ１０６とモールド部３６４とは一体に成形されている。モールド部３６４はシリコン樹脂等の可塑性の材料によって成形される。モールド部３６４は内部にリードワイヤ３６２を有する。モールド部３６４はアクチュエータ１０６から延びる２本の足を有するように形成されている。モールド部３６４はモールド部３６４と容器１とを液密に固定するために、モールド部３６４の２本の足の端が半球状に形成される。モールド部３６４はアクチュエータ１０６が容器１の内部に突出するよう容器１に装着され、アクチュエータ１０６の振動部は容器１内のインクと接触する。モールド部３６４によって、アクチュエータ１０６の上部電極１６４、圧電層１６０、及び下部電極１６６はインクから保護されている。
【００７６】
図１７（Ｃ）のモールド構造体６００は、モールド部３６４と容器１との間にシーリング構造３７２が必要ないので、インクが容器１から漏れにくい。また、容器１の外部からモールド構造体６００が突出しない形態であるので、アクチュエータ１０６を外部との接触から保護することができる。インクカートリッジが揺れる際に、インクが容器１の上面あるいは側面に付き、容器１の上面あるいは側面から垂れてきたインクが、アクチュエータ１０６に接触することで、アクチュエータ１０６が、誤作動する可能性がある。モールド構造体６００は、モールド部３６４が、容器１の内部に突出しているので、容器１の上面や側面から垂れてきたインクにより、アクチュエータ１０６が誤作動しない。
【００７７】
図１８はインクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す。図１８（Ａ）はインクカートリッジ１８０Ｊの断面図、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）に示したインクカートリッジ１８０Ｊの頂壁１９４ｃを拡大した断面図、及び図１８（Ｃ）はその正面からの透視図である。インクカートリッジ１８０Ｊは、半導体記憶手段７とアクチュエータ１０６とが同一の回路基板６１０上に形成されている。図１８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、半導体記憶手段７は回路基板６１０の上方に形成され、アクチュエータ１０６は同一の回路基板６１０において半導体記憶手段７の下方に形成されている。
【００７８】
アクチュエータ１０６の周囲を囲むように異型Ｏリング６１４が、側壁１９４ｂに装着される。側壁１９４ｂには、回路基板６１０を容器１９４に接合するためのカシメ部６１６が複数形成されている。カシメ部６１６によって回路基板６１０を容器１９４に接合し、異型Ｏリング６１４を容器１９４に押しつけることで、アクチュエータ１０６の振動領域がインクと接触することをできるようにしつつ、インクカートリッジの外部と内部とを液密に保つ。
【００７９】
半導体記憶手段７及び半導体記憶手段７付近には端子６１２が形成されている。端子６１２は半導体記憶手段７とインクジェット記憶装置等の外部との間の信号の受け渡しをする。半導体記憶手段７は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な半導体メモリによって構成されてもよい。半導体記憶手段７とアクチュエータ１０６とが同一の回路基板６１０上に形成さているので、アクチュエータ１０６及び半導体記憶手段７をインクカートリッジ１８０Ｃに取付ける際に１回の取付け工程で済む。また、インクカートリッジ１８０Ｃの製造時及びリサイクル時の作業工程が簡素化される。更に、部品の点数が削減されるので、インクカートリッジ１８０Ｃの製造コストが低減できる。また、隔壁２１２Ｊが、頂壁１９４ｃからインクの液面に対して下方へ延びている。隔壁２１２Ｊは、インクが波打ち、あるいは泡立つことを防止する。それによって、アクチュエータ１０６が誤って動作することを防止する。
【００８０】
アクチュエータ１０６は、容器１９４内のインクの消費状態を検知する。半導体記憶手段７はアクチュエータ１０６が検出したインク残量などインクの情報を格納する。すなわち、半導体記憶手段７は検出する際に用いられるインク及びインクカートリッジの特性等の特性パラメータに関する情報を格納する。半導体記憶手段７は、予め、容器１９４内のインクがフルのとき、即ちインクが容器１９４内に満たされたとき、又は容器１９４内のインクがエンドのとき、即ち容器１９４内のインクが消費されたときの共振周波数を特性パラメータの一つとして格納する。容器１９４内のインクがフル又はエンド状態の共振周波数は、容器が初めてインクジェット記録装置に装着されたときに格納されてもよい。また、容器１９４内のインクがフル又はエンド状態の共振周波数は、容器１９４の製造中に格納されてもよい。半導体記憶手段７に予め容器１９４内のインクがフル又はエンドのときの共振周波数を格納し、インクジェット記録装置側で共振周波数のデータを読出すことによりインク残量を検出する際のばらつきを補正できるので、インク残量が基準値まで減少したことを正確に検出することができる。
【００８１】
図１９は、本発明のインクカートリッジの更に他の実施例を示す。図１９のインクカートリッジ１８０Ｋは、容器１９４の頂壁１９４ｃから下方に延びる複数の隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑを有する。尚、隔壁２１２ｍは第１隔壁であり、隔壁２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑは第２隔壁である。隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑの下端２１２ｍｍ、２１２ｎｎ、２１２ｐｐおよび２１２ｑｑと容器１９４の底壁１ａとは所定の間隔が空けられているので、容器１９４の底部は連通している。また、隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑは、通気孔２３３に近い側から順に長くなっている。従って、下端２１２ｍｍ、２１２ｎｎ、２１２ｐｐおよび２１２ｑｑと容器１９４の底壁１ａとの間隔は、隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑの順に狭くなっている。
【００８２】
さらに、インクカートリッジ１８０Ｋは、複数の隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑのそれぞれによって区画された通気側インク収容室２１３ａおよび複数の検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎ、２１３ｐ、２１３ｑを有する。通気側インク収容室２１３ａおよび複数の検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎ、２１３ｐ、２１３ｑの底部は互いに連通する。複数の検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎ、２１３ｐ、２１３ｑのそれぞれの頂壁１９４ｃにアクチュエータ１０６ｍ、１０６ｎ、１０６ｐおよび１０６ｑが装着されている。各アクチュエータ１０６ｍ、１０６ｎ、１０６ｐおよび１０６ｑは、容器１９４の検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎ、２１３ｐ、２１３ｑのそれぞれの頂壁１９４ｃのほぼ中央に配置される。
【００８３】
インクが消費されると通気孔２３３から気体が導入される。よって、通気孔２３３に近い通気側インク収容室２１３ａから検出側インク収容小室２１３ｑへとインクが消費される。従って、まず、通気孔２３３に最も近い通気側インク収容室２１３ａのインクが消費されて、通気側インク収容室２１３ａのインクの水位が下がっている間、他の検出側インク収容小室にはインクが満たされている。通気側インク収容室２１３ａのインクの液面が隔壁２１２ｍの下端２１２ｍｍに達すると、空気が検出側インク収容小室２１３ｍに侵入し、検出側インク収容小室２１３ｍ内のインクが消費され始める。この時点で、検出側インク収容小室２１３ｎ、２１３ｐおよび２１３ｑには、インクが満たされている。さらに、検出側インク収容小室２１３ｍ内のインクの液面が隔壁２１２ｎの下端２１２ｎｎに達すると、空気が検出側インク収容小室２１３ｎに侵入し、検出側インク収容小室２１３ｎ内のインクが消費され始める。よって、通気側インク収容室２１３ａから検出側インク収容小室２１３ｑへと順番にインクが消費される。
【００８４】
隔壁の下端２１２ｍｍ、２１２ｎｎ、２１２ｐｐおよび２１２ｑｑの順で、それらの下端と底壁１ａとの間隔が次第に狭くなっているので、通気側インク収容室２１３ａ、検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎ、２１３ｐ、２１３ｑの順でインクが消費されていくと共に、同じ順で気体が誤って侵入することをより効果的に防止する。例えば、検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎに気体が誤って侵入し、アクチュエータ１０６ｍ、１０６ｎが誤ってインクが無いと検出した場合であっても、隔壁２１２ｍ、２１２ｎより長い隔壁２１２ｐ、２１２ｑが、検出側インク収容小室２１３ｐ、２１３ｑに気体が侵入することを防止するので、アクチュエータ１０６ｐ、１０６ｑが誤ってインクを無いと検出することが無い。従って、本実施例においては、アクチュエータ１０６ｑが最後にインクが無いことを検出し、かつアクチュエータ１０６ｑが最も確実にインクエンドを検出ことができる。
【００８５】
さらに、隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑがインクの波打ちを防止するため、容器１９４内において気泡が生ずるのを防止する。
【００８６】
また、図１９における隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑの相互の間隔および隔壁２１２ｑと容器１の側壁１９４ｂとの間隔をそれぞれ等しくしてもよい。かかる場合には、隔壁２１２ｍ、２１２ｎ、２１２ｐおよび２１２ｑの長さを調節することによって、各検出側インク収容小室２１３ｍ、２１３ｎ、２１３ｐ、２１３ｑの容積を調節することができる。
【００８７】
図２０は、図１４にアクチュエータ１０６を用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録装置のヘッド部周辺の一部の実施形態を示す。本実施例においては、図６のインクカートリッジ１８０Ａを使用する。しかし、図７から図１３のインクカートリッジのいずれのインクカートリッジを使用してもよい。さらに、他の形態のインクカートリッジを使用することに差し支えない。複数のインクカートリッジ１８０Ａは、それぞれのインクカートリッジ１８０Ａに対応した複数のインク導入部１８２及びホルダー１８４を有するインクジェット記録装置に装着される。複数のインクカートリッジ１８０Ａは、それぞれ異なった種類、例えば色のインクを収容する。複数のインクカートリッジ１８０Ａのそれぞれの頂壁には、少なくとも音響インピーダンスを検出する手段であるアクチュエータ１０６が装着されている。複数のインクカートリッジ１８０Ａのそれぞれの頂壁には、アクチュエータ１０６、隔壁２１２ａが配備されている。アクチュエータ１０６をインクカートリッジ１８０Ａに装着することによって、インクカートリッジ１８０Ａ内のインク残量を検出する。隔壁２１２ａはインクの波打ちおよび泡立ちを防止する。
【００８８】
図２１は、インクジェット記録装置のヘッド部周辺の詳細を示す。本実施例においては、図６のインクカートリッジ１８０Ａを使用する。しかし、図７から図１３のインクカートリッジ１８０Ｂからインクカートリッジ１８０Ｉのいずれのインクカートリッジを使用してもよい。さらに、他の形態のインクカートリッジを使用することは差し支えない。インクジェット記録装置は、インク導入部１８２、ホルダー１８４、ヘッドプレート１８６、及びノズルプレート１８８を有する。インクを噴射するノズル１９０がノズルプレート１８８に複数形成されている。インク導入部１８２は空気供給口１８１とインク導入口１８３とを有する。空気供給口１８１はインクカートリッジ１８０Ａに空気を供給する。インク導入口１８３はインクカートリッジ１８０Ａからインクを導入する。インクカートリッジ１８０Ａは空気導入口１８５とインク供給口１８７とを有する。空気導入口１８５はインク導入部１８２の空気供給口１８１から空気を導入する。インク供給口１８７はインク導入部１８２のインク導入口１８３にインクを供給する。インクカートリッジ１８０Ａがインク導入部１８２から空気を導入することによって、インクカートリッジ１８０Ａからインク導入部１８２へのインクの供給を促す。ホルダー１８４は、インクカートリッジ１８０Ａからインク導入部１８２を介して供給されたインクをヘッドプレート１８６に連通する。インクはインクカートリッジ１８０Ａからインク導入部１８２を介してヘッドへ供給され、ノズルから記録媒体に吐出される。それによって、インクジェット記録装置は、記録媒体に印字する。
【００８９】
以上、キャリッジに装着される、キャリッジと別体のインクカートリッジにおいて、インクカートリッジ又はキャリッジにアクチュエータ１０６を装着する場合について述べたが、キャリッジと一体化され、キャリッジと共に、インクジェット記録装置に装着されるインクタンクにアクチュエータ１０６を装着してもよい。更に、キャリッジと別体の、チューブ等を介して、キャリッジにインクを供給するオフキャリッジ方式のインクタンクにアクチュエータ１０６を装着してもよい。またさらに、記録ヘッドと容器とが一体となって交換可能に構成されたインクカートリッジに、本発明のアクチュエータを装着してもよい。
さらに、液体容器の実施例としてインクカートリッジに代替して洗浄液カートリッジを使用してもよい。かかる場合は、本明細書におけるインクカートリッジの語を洗浄液カートリッジを読みかえるものとする。
【００９０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９１】
【発明の効果】
本発明に従った液体容器は、液体の残量を正確に検出でき、かつ容器を液密に保持するための複雑なシール構造を不要とする。
【００９２】
本発明に従った液体容器は、液体容器内の液体が波打ち、または泡立つことを防止する。
【００９３】
本発明に従った液体容器は、液体容器内の液体が波打ち、または泡立った場合においても、圧電装置が、正確に液面の検出をし、液体容器の消費量を正確に検出できる。
【００９４】
本発明に従った液体容器は、液体容器内の液体の有無を検出することができ、かつ圧電装置を配備する位置が液体の液面に対して上方にある壁であっても、液体の消費状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 単色、例えばブラックインク用のインクカートリッジの一実施例を示す図である。
【図２】 複数種類のインクを収容するインクカートリッジの一実施例を示す図である。
【図３】 図１及び２に示したインクカートリッジに適したインクジェット記録装置の一実施例を示す図である。
【図４】 アクチュエータ１０６、１５、１６、及び１７の製造方法を示す図である。
【図５】 図４に示したアクチュエータ１０６の他の実施形態を示す図である。
【図６】 本発明のインクカートリッジの他の実施例を示す図である。
【図７】 本発明のインクカートリッジの更に他の実施例を示す図である。
【図８】 本発明のインクカートリッジの更に他の実施例を示す図である。
【図９】 本発明のインクカートリッジの更に他の実施例を示す図である。
【図１０】 本発明のインクカートリッジの更に他の実施形態を示す図である。
【図１１】 図１０に示したインクカートリッジの他の実施形態を示す図である。
【図１２】 本発明のインクカートリッジの更に他の実施形態を示す図である。
【図１３】 本発明のインクジェット記録装置の実施形態の断面を示す図である。
【図１４】 アクチュエータ１０６の詳細を示す図である。
【図１５】モジュール体を示す斜視図である図である。
【図１６】 モジュール体の他の実施形態を示す図である。
【図１７】 モジュール体の更に他の実施形態を示す図である。
【図１８】 インクカートリッジ１８０の更に他の実施形態を示す図である。
【図１９】 本発明のインクカートリッジの更に他の実施例を示す図である。
【図２０】 図１４に示したアクチュエータ１０６を用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録装置の実施形態を示す図である。
【図２１】 インクジェット記録装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１・・・容器
１ａ・・・底壁
１ｃ、４０ａ・・・貫通孔
２・・・インク供給口
４・・・パッキン
５・・・バネ
６・・・弁体
７・・・半導体記憶手段
８・・・容器
９、１０、１１・・・部屋
１２、１３、１４・・・インク供給口
２０・・・固定基板
３０・・・キャリッジ
３１・・・記録ヘッド
３２・・・インク供給針
３３・・・サブタンクユニット
３４・・・インク室
３５・・・インク供給路
３６・・・膜弁
３８・・・弁体
１００、４００、７００・・・モジュール
１０２・・・取付構造体
１０４、３６２・・・リードワイヤ
１０６・・・アクチュエータ
１１０・・・プレート
１１２・・・基台
１１６・・・円柱部
１２３、１２４、２１３、２２５・・・インク収容室
１２３ａ・・・通気側インク収容室
１２３ｂ・・・検出側インク収容室
１６０・・・圧電層
１６２・・・キャビティ
１６４・・・上部電極
１６６・・・下部電極
１６８・・・上部電極端子
１７０・・・下部電極端子
１７２・・・補助電極
１７４・・・圧電素子
１７６・・・振動板
１７８・・・基板
１８０・・・インクカートリッジ
１８１・・・空気供給口
１８２・・・インク導入部
１８３・・・インク導入口
１８４・・・弁部
１８５・・・空気導入口
１８６・・・ヘッドプレート
１８７・・・インク供給口
１８８・・・ノズルプレート
１８９・・・切替弁
１９０・・・ノズル
１９３、２１２、２２２、２２４・・・隔壁
１９４・・・容器
１９４ａ・・・底面
１９４ｂ・・・側壁
１９４ｃ・・・頂壁
２１３・・・収容室
２１４・・・バッファ
２２０・・・インクカートリッジ
２２８・・・逆止弁
２３０・・・インク供給口
２３２・・・弁
２３２ａ・・・羽根
２３３・・・通気孔
２３５・・・バネ
３５０・・・取付プレート
３６０・・・基台部
３６４・・・モールド部
３７０・・・貫通孔
３７２・・・シーリング構造
４０２・・・取付構造体
４０３・・・基台
４１３・・・凹部
６００・・・取付構造体
６１０・・・基板
６１２・・・端子
１０３１・・・頂壁
１１２３ａ、１１２３ｂ・・・検出側インク収容小室
Ｋ・・・インク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a liquid container having a liquid sensor for detecting a consumption state of a liquid in the liquid container. More specifically, in the ink jet recording apparatus, the consumption state of the liquid in the liquid container for supplying the liquid to the recording head is detected. The present invention relates to a liquid container having a liquid sensor and a partition partitioning the inside of the container.
[0002]
[Prior art]
  An ink jet recording apparatus mounts an ink jet recording head including pressure generating means for pressurizing a pressure generating chamber and a nozzle opening for ejecting pressurized ink as ink droplets from the nozzle opening on a carriage. The ink jet recording apparatus is configured to be able to continue printing while supplying ink from an ink tank to a recording head via a flow path. The ink tank is configured as a removable cartridge so that the user can easily replace it when the ink is consumed.
[0003]
  Conventionally, as a method for managing ink consumption of an ink cartridge, the number of ink droplets discharged from a recording head and the amount of ink sucked by maintenance are integrated by software, and the ink consumption is managed by calculation. Surface detection electrodeOr piezoelectric deviceThere is a method of managing the point in time when a predetermined amount of ink is actually consumed by attaching the.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplets discharged and the amount of ink by software causes an error depending on the printing mode on the user side, and a large error occurs when the same cartridge is remounted. There is a problem that arises. Also, depending on the usage environment, the pressure in the ink cartridge and the viscosity of the ink change depending on the room temperature, for example, extremely high or low, or the elapsed time after opening the ink cartridge, and the calculated ink consumption and actual consumption There was also a problem that an error that could not be ignored occurred.
[0005]
  On the other hand, the method for managing the point in time when ink is consumed by the electrode can detect the actual amount of ink, so that the remaining amount of ink can be managed with high reliability. However, since the detection of the ink level depends on the conductivity of the ink, there are problems that the types of ink that can be detected are limited and the electrode seal structure is complicated. In addition, since a noble metal having high conductivity and high corrosion resistance is usually used as the electrode material, there is a problem that the manufacturing cost of the ink cartridge is increased. Furthermore, since it is necessary to mount the two electrodes in different locations of the ink cartridge, there is a problem that the manufacturing process increases and as a result, the manufacturing cost increases.
[0006]
  Also,The method for managing the time point when ink is consumed by the piezoelectric device has the following problems.When the ink cartridge vibrates due to scanning or the like during printing and the ink undulates, bubbles may be generated. As a result, even if the ink in the container is small, if the ink accidentally adheres to the undulating piezoelectric device, the ink is still sufficiently in the container where the piezoelectric device should detect the ink end. If there is, there is a risk of erroneous detection. In addition, when air bubbles adhere to the piezoelectric device, there is a possibility that it is erroneously detected that there is no ink even though the container is filled with ink.
[0007]
  Furthermore, in order to detect the state of the ink end in the ink cartridge, there is a problem that the position where the piezoelectric device is provided in the ink cartridge is limited. For example, if a piezoelectric device is provided on a wall below the ink surface, the piezoelectric device can detect the ink end. On the other hand, if a piezoelectric device is provided on the wall above the ink surface, the piezoelectric device cannot detect the ink end.
[0008]
  Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid container that can accurately detect the remaining amount of liquid and that does not require a complicated seal structure.
[0009]
  It is another object of the present invention to prevent the liquid in the liquid container from wavy or foaming.
[0010]
  It is another object of the present invention to provide a liquid container in which the piezoelectric device can accurately detect the liquid level and accurately detect the consumption of the liquid even when the liquid in the liquid container is waved or bubbled.
[0011]
  Furthermore, the state when the liquid in the liquid container is consumed can be detected, and the liquid consumption state can be detected even when the position where the piezoelectric device is disposed is above the liquid surface of the liquid. An object is to provide a liquid container that can be used.
[0012]
  This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  That is, according to the first form of the liquid container according to the present invention, the container that contains the liquid and has a top wall that is above the liquid level of the liquid, and the liquid supply that supplies the liquid to the outside of the container A mouth, a liquid sensor for detecting a consumption state of the liquid in the container, and a first partition partitioning at least two liquid storage chambers so that the liquid communicates with each other in the container. The at least two liquid storage chambers include a ventilation-side liquid storage chamber communicating with the atmosphere, and a detection-side liquid storage chamber in which the liquid sensor is arranged on the top wall. A communication port for communicating the at least two liquid storage chambers with each other is formed below the partition wall.The liquid supply port for supplying liquid to the outside communicates with the vent-side liquid storage chamber, extends from the inner wall of the detection-side liquid storage chamber, and communicates with the liquid in the detection-side liquid storage chamber. The second partition wall is further divided into at least two detection-side liquid storage chambers, and a communication port for communicating the liquid storage chamber is formed below the second partition wall. The liquid sensor is provided in the detection-side liquid storage chamber. Each of the at least two detection-side liquid storage chambers has a smaller capacity as the detection-side liquid storage chamber is farther from the liquid supply port.
[0014]
  Preferably,The capacity of the detection side liquid storage chamber is half or less than the capacity of the ventilation side liquid storage chamber.
[0015]
  Preferably,Capillary force that holds the liquid does not act on the detection-side liquid storage chamber.Yes.
[0016]
  Preferably, on the top wall of the detection-side liquid storage chamberCatch bubblesA recess is formed. The liquid sensor may have a cavity that opens to the inside of the container and holds the liquid.
[0017]
  Preferably, the liquid sensor is a piezoelectric device having a vibration part that generates vibration, and after the vibration part generates vibration, a back electromotive force is generated by residual vibration remaining in the vibration part. Based on this, the consumption state of the liquid is detected. Preferably, the liquid container is attached to an ink jet recording apparatus having a recording head for discharging ink droplets, and supplies the liquid in the container to the recording head.
[0018]
  The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are the solution of the invention. It is not always essential to the means.
[0020]
  FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of an ink cartridge for a single color, for example, black ink, as an example of a liquid container to which the present invention is applied. The ink cartridge shown in FIG. 1 detects the resonance frequency by measuring the counter electromotive force generated by the residual vibration remaining in the vibration part of the methods described above, and detects the position of the liquid surface in the liquid container and the liquid level. Based on the method of detecting the presence or absence. An actuator 106 is used as an example of a liquid sensor that detects liquid. A container 1 containing the ink K and having a top wall 1030 above the liquid level of the ink K, an ink supply port 2 for supplying the ink K to the outside of the container 1, and the ink K in the container 1 An actuator 106 for detecting a consumption state and a first partition wall 193a that partitions at least two ink storage chambers so that the ink K communicates with each other in the container 1 are provided. The at least two ink storage chambers include a ventilation-side ink storage chamber 123a communicating with the atmosphere, and a detection-side ink storage chamber 123b in which the actuator 106 is provided on the top wall 1030.
[0021]
  A vent hole 233 is provided on the top wall 1030 in the vent-side ink storage chamber 123a communicating with the atmosphere. As the vent 233, a check valve may be used as in the embodiment of FIG. However, the vent hole 233 is not limited to the check valve of FIG. When the ink K is consumed and the inside of the container 1 becomes extremely negative pressure, air is introduced from the outside of the container 1 into the vent-side ink storage chamber 123a through the vent hole 233 to prevent the inside of the container 1 from becoming negative pressure. Therefore, as the ink K is consumed, air is introduced into the vent-side ink storage chamber 123a through the vent hole 233, and the liquid level of the ink K is lowered. On the other hand, the partition wall 193a and the top wall 1030 are liquid-tightly coupled. Therefore, even when the ink K is consumed, the detection-side ink storage chamber 123b of the container 1 is filled with the ink K until the liquid level of the ink K reaches the lower end 193aa of the partition wall 193a. . When ink consumption progresses and the liquid level of the ink K reaches the lower end 193aa of the partition wall 193a, gas enters the detection-side ink storage chamber 123b. As a result, the ink K remaining in the detection-side ink storage chamber 123b flows out toward the ink supply port 2, and the area around the actuator 106 is changed from the ink K to the atmosphere. Accordingly, the actuator 106 can detect that the ink cartridge is in the ink end. Therefore, according to the present embodiment, it is the lower end 193aa that determines the liquid level of the ink K that is the ink end. The capacity of the detection-side ink storage chamber 123b is determined by the width between the side wall 1010 and the partition wall 193a extending substantially perpendicular to the ink surface. Therefore, the amount of ink remaining in the container 1 when the ink end is detected can be set by the width between the side wall 1010 and the partition wall 193a and the height of the lower end 193aa in the direction perpendicular to the ink surface. .
[0022]
  The capacity of the detection-side ink storage chamber 123b is preferably half or less than the capacity of the ventilation-side ink storage chamber 123a. However, a capillary force that holds the ink K does not act on the detection-side ink storage chamber 123b.
[0023]
  Also,Details of the structure of the vent are described in FIG.
[0024]
  Further, a packing 4 and a valve body 6 are provided in the ink supply port 2 of the ink cartridge according to this embodiment. As shown in FIG. 3, the packing 4 is fluid-tightly engaged with an ink supply needle 32 communicating with the recording head 31. The valve body 6 is always elastically contacted with the packing 4 by a spring 5. When the ink supply needle 32 is inserted, the valve body 6 is pushed by the ink supply needle 32 to open the ink flow path, and the ink in the container 1 passes through the ink supply port 2 and the ink supply needle 32 and the recording head 31. Supplied to. On the upper wall of the container 1, semiconductor storage means 7 that stores information about ink in the ink cartridge is mounted.
[0025]
  In the case where the partition wall 193a is not present, bubbles may be generated when the ink cartridge vibrates due to scanning or the like during printing and the ink undulates. As a result, even if the ink in the container 1 is small, if the ink is accidentally attached to the undulating actuator 106, the ink is still in the container 1 where the actuator 106 should detect the ink end. If it is sufficient, there is a risk of erroneous detection. Further, when air bubbles adhere to the actuator 106, it may be erroneously detected that there is no ink, even though the container 1 is filled with ink.
[0026]
  However, according to the embodiment of the liquid container of the present invention, even when the ink cartridge vibrates due to scanning or the like during printing, the partition prevents the ink from undulating in the vicinity of the piezoelectric device. By preventing the ink from undulating near the piezoelectric device, bubbles are prevented from being generated. Further, even if bubbles are generated in the vent-side ink storage chamber, the partition wall separates the vent-side ink storage chamber and the detection-side ink storage chamber in an airtight or liquid-tight manner. Thus, the septum prevents bubbles from approaching and contacting the actuator 106.
[0027]
  There is no limitation on the size, thickness, shape, flexibility and material of the partition wall. Therefore, the partition wall may be relatively large or small. Further, the partition wall may be relatively thick or thin. Moreover, a square may be sufficient as a partition, and a rectangle may be sufficient as it. Preferably, the shape, size and thickness of the partition wall are changed according to the shape of the ink cartridge. The partition wall may be formed from a steel material or a flexible material. For example, there are plastic, Teflon, nylon, polypropylene, PET, and the like. Preferably, the partition wall is a material that does not allow the passage of gas and liquid. Preferably, the container and the partition are made of the same material so that they can be integrally molded. Thereby, the manufacturing process of the ink cartridge is shortened.
[0028]
  FIG. 2 is a perspective view observed from the outside of an ink cartridge containing a plurality of types of ink. FIG. 2 is a perspective view from the side of the top wall 1038 that is above the liquid level of the ink K in the wall of the container 8. The container 8 is divided into three ink chambers 9, 10 and 11. Ink supply ports 12, 13 and 14 are formed in the respective ink chambers. Actuators 15, 16, and 17 are provided in the top walls 1038 of the respective ink chambers 9, 10, and 11 through the through holes (not shown) disposed in the container 8. It is installed so that it can touch. Further, a partition wall (not shown) is provided in each of the ink chambers 9, 10 and 11, like the ink cartridge according to the embodiment of FIG. The partition provided in each ink chamber 9, 10 and 11 separates each ink chamber 9, 10 and 11 into a ventilation side ink storage chamber and a detection side ink storage chamber (not shown).
[0029]
  FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a main part of an ink jet recording apparatus suitable for the ink cartridge shown in FIGS. 1 and 2. The carriage 30 that can reciprocate in the width direction of the recording paper includes a sub tank unit 33, and the recording head 31 is provided on the lower surface of the sub tank unit 33. The ink supply needle 32 is provided on the ink cartridge mounting surface side of the sub tank unit 33. In FIG. 3, the ink cartridge shown in FIG. 1 or 2 is used. However, ink cartridges shown in other drawings may be used.
[0030]
  When the ink supply port 2 of the container 1 is inserted into the ink supply needle 32 of the sub tank unit 33, the valve body 6 moves backward against the spring 5, an ink flow path is formed, and the ink in the container 1 enters the ink chamber 34. Flows in. When the ink chamber 34 is filled with ink, a negative pressure is applied to the nozzle openings of the recording head 31 to fill the recording head 31 with ink, and then a recording operation is performed.
[0031]
  When ink is consumed in the recording head 31 by the recording operation, the pressure on the downstream side of the membrane valve 36 is reduced, so that the membrane valve 36 is opened. By opening the membrane valve 36, the ink in the ink chamber 34 flows into the recording head 31 via the ink supply path 35. As the ink flows into the recording head 31, the ink in the container 1 flows into the sub tank unit 33 via the ink supply needle 32.
[0032]
  FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of an ink cartridge as an example of a liquid container to which the present invention is applied. In the ink cartridge according to the present embodiment, the top wall 1039 that is above the liquid level of the ink K is inclined with respect to the liquid level of the ink K. The actuator 106 is arranged so as to be in contact with the ink K through the through hole 1c provided in the top wall 1039. The partition wall 193c extends downward from the top wall 1039 with respect to the ink level. Further, in this embodiment, at least two detection-side ink storage chambers 1123a and 1123b extend from the top wall 1039 in the detection-side ink storage chamber 123b and communicate with each other in the detection-side ink storage chamber 123b. It has the 2nd partition 193d which partitions off. The two actuators 106a and 106b are disposed on the top walls 1039 of the detection-side ink storage chambers 1123a and 1123b, respectively.
[0033]
  Further, the capacity of the vent-side ink storage chamber 123a close to the ink supply port 2 isIt is farther from the ink supply port 2 than the ventilation side ink storage chamber 123a.It is larger than the capacity of the detection-side ink storage chamber 123b. Further, in the detection-side ink storage chamber 123b, the capacity of the detection-side ink storage chamber 1123a close to the ink supply port 2 isThe detection side ink storage chamber 1123a is farther from the ink supply port 2It is larger than the capacity of the detection-side ink storage chamber 1123b. Accordingly, first, the ink in the vent-side ink storage chamber 123a is consumed. As the ink is consumed, the ink level in the vent-side ink storage chamber 123a decreases. On the other hand, since the partition wall 193cc and the top wall 1039 are connected in an air-tight or liquid-tight manner, the detection-side ink storage chamber 123b is filled with ink until the ink level reaches the lower end 193cc of the partition wall 193c. . Next, when the ink level in the vent-side ink storage chamber 123a reaches the lower end 193cc of the partition wall 193c, the ink in the detection-side ink storage chamber 1123a flows out, and the ink in the detection-side ink storage chamber 1123a begins to be consumed. . As the ink is consumed, the ink level in the detection-side ink storage chamber 1123a decreases. On the other hand, since the partition wall 193dd and the top wall 1039 are connected in an air-tight or liquid-tight manner, the detection-side ink storage chamber 1123b is filled with ink until the ink level reaches the lower end 193dd of the partition wall 193d. . Finally, when the ink level in the detection-side ink storage chamber 1123a reaches the lower end 193dd of the partition wall 193d, the ink in the detection-side ink storage chamber 1123b flows out, and the ink in the detection-side ink storage chamber 1123b begins to be consumed. .
[0034]
  Therefore, the actuators 106a and 106b can detect the ink consumption state step by step. Further, from the ventilation side ink storage chamber 123a close to the ink supply port 2,To detection-side ink storage chamber 1123a and detection-side ink storage chamber 1123bAs the capacity decreases, the frequency at which the actuators 106a and 106b detect ink gradually increases. Therefore, the detection frequency can be set to increase when the remaining amount of ink becomes small.
[0035]
  Although the container in the ink cartridge in FIG. 4 has one second partition wall, as another embodiment, the container further includes a plurality of detection side ink storage chambers 123b divided into three or more detection side ink storage chambers. A second partition may be provided. The plurality of second partitions partition the detection-side ink storage chamber 123b into two or more detection-side ink storage chambers. The respective capacities of the two or more detection-side ink storage chambers may be gradually changed from one side wall to the other side wall of at least two side walls facing each other among the walls of the container. Preferably, as shown in FIG. 4, the respective capacities of the detection-side ink storage chambers are connected to the ink supply port 2.closeFrom the detection-side ink storage chamber to the ink supply port 2farThe size is gradually reduced toward the detection-side ink containing chamber. Thereby, the actuator 106 can detect a state in which the ink K in the ink cartridge is gradually consumed. Further, since the detection-side ink containing chamber close to the ink supply port 2 gradually decreases from the detection-side ink containing chamber 2 far from the ink supply port 2, the embodiment shown in FIG.With ink cartridgeSimilarly, the time interval at which the actuator 106 detects a decrease in the ink amount gradually decreases, and the frequency can be detected higher as the ink end is approached.
[0036]
  Further, in the embodiment of FIG. 4, the actuator 106a among the plurality of actuators 106a and 106b is disposed in the vicinity of the partition wall 193c. The actuator 106b is provided in the vicinity of the partition wall 193d. As a result, even if the bubble G enters or is generated in the detection-side ink storage chamber 123b before the ink in the vent-side ink storage chamber 123a reaches the lower end 193c of the partition wall 193c, the bubble G is generated by the top wall 1039 and the partition wall 193c. Or a boundary between the top wall 1039 and the side wall, the upper boundary with respect to the ink level. Therefore, the bubbles G do not adhere to the actuator 106.
[0037]
  FIG. 5 shows still another embodiment of the ink cartridge using the actuator 106. The ink cartridge 220A shown in FIG. 5A includes a first partition 222 provided so as to extend downward from the upper surface of the ink cartridge 220A. Since a predetermined gap is provided between the lower end of the first partition 222 and the bottom surface of the ink cartridge 220A, ink can flow to the ink supply port 230 through the bottom surface of the ink cartridge 220A. A second partition 224 is formed on the ink supply port 230 side from the first partition 222 so as to extend upward from the bottom surface of the ink cartridge 220A. Since a predetermined gap is provided between the upper end of the second partition 224 and the upper surface of the ink cartridge 220A, ink can flow into the ink supply port 230 through the upper surface of the ink cartridge 220A.
[0038]
  By the first partition 222,Ventilation side ink storage chamber 225a and detection side ink storage chamberIs formed. The second partition 224 forms a detection-side ink storage chamber 225b and a detection-side ink storage chamber 227. The capacity of the ventilation side ink storage chamber 225a is larger than the capacity of the detection side ink storage chamber 225b. Between the first partition 222 and the second partition 224, a detection-side ink containing chamber 227 having a gap enough to cause capillary action is formed. Accordingly, the ink in the vent-side ink storage chamber 225 a is collected in the detection-side ink storage chamber 227 by the capillary force of the detection-side ink storage chamber 227. Further, since the first partition 222 is provided, it is possible to prevent gas and bubbles from being mixed into the detection-side ink storage chamber 225b. Furthermore, the water level of the ink in the detection-side ink storage chamber 225b can be gradually and gradually lowered. Since the vent-side ink storage chamber 225a is formed behind the detection-side ink storage chamber 225b when viewed from the ink supply port 230, after the ink in the vent-side ink storage chamber 225a is consumed, the detection-side ink storage chamber 225a. 225b of ink is consumed. In addition, when ink is supplied from the ventilation-side ink storage chamber 225a to the detection-side ink storage chamber 225b by the detection-side ink storage chamber 227, the actuator 106 is affected by the roll of ink due to the roll of the ink cartridge 220A. Absent. Therefore, the actuator 106 can reliably measure the remaining amount of ink. Furthermore, since the detection-side ink storage chamber 227 holds ink, the ink is prevented from flowing back from the detection-side ink storage chamber 225b to the ventilation-side ink storage chamber 225a.
[0039]
  An actuator 106 is mounted on the top wall 1013 on the ink supply port 230 side of the detection-side ink containing small chamber 225b. The actuator 106 detects the ink consumption state in the detection-side ink storage chamber 225b. By mounting the actuator 106 in the detection-side ink containing chamber 225b, it is possible to stably detect the remaining amount of ink at a time closer to the ink end.
[0040]
  A vent hole 233 is disposed in the top wall 1013 of the ink cartridge 220A. The vent hole 233 is provided with a check valve 228. The check valve 228 can prevent ink from leaking outside the ink cartridge 220A when the ink cartridge 220A rolls. Further, by installing the check valve 228 on the upper surface of the ink cartridge 220A, it is possible to prevent the ink from evaporating from the vent hole 233 of the ink cartridge 220A. When the ink in the ink cartridge 220A is consumed and an extreme negative pressure is generated in the ink cartridge 220A, the check valve 228 is opened, air is sucked into the ink cartridge 220A, and then closed to close the ink from the ink cartridge 220A. Encourage the discharge.
[0041]
  5B and 5C show a detailed cross section of the check valve 228. FIG. The check valve 228 in FIG. 5B has a valve 232 having a blade 232a formed of rubber. A ventilation hole 233 for the outside of the ink cartridge 220 is provided in the ink cartridge 220 so as to face the blade 232a. The air hole 233 is opened and closed by the blade 232a. When the ink in the ink cartridge 220 decreases and negative pressure is generated in the ink cartridge 220, the check valve 228 opens the blade 232 a to the inside of the ink cartridge 220, and takes in external air into the ink cartridge 220. The check valve 228 in FIG. 5C includes a valve 232 and a spring 235 made of rubber. In the check valve 228, when a negative pressure is generated in the ink cartridge 220, the valve 232 presses and opens the spring 235, sucks external air into the ink cartridge 220, and then closes to close the ink from the ink cartridge 220. Encourage discharge.
[0042]
  FIG. 6 shows an ink cartridge 180 as still another embodiment of the ink cartridge using the actuator 106. The ink cartridge 180A in FIG. 6 includes a partition wall 212a extending downward from a top wall 194c of the container 194 that is above the ink level. By the partition wall 212a, the inside of the container 194 is separated into a ventilation side ink storage chamber 213a and a detection side ink storage chamber 213b. Since the lower end 212aa of the partition wall 212a and the bottom wall 1a of the container 194 are spaced apart from each other, the ventilation-side ink storage chamber 213a and the detection-side ink storage chamber 213b communicate with each other. In the detection-side ink storage chamber 213b, the actuator 106 is mounted on the top wall 194c of the container 194. The capacity of the detection-side ink storage chamber 213b is smaller than the capacity of the ventilation-side ink storage chamber 213a. The capacity of the detection-side ink storage chamber 213b is preferably smaller than half of the capacity of the ventilation-side ink storage chamber 213a.
[0043]
  The top wall 194c of the detection-side ink storage chamber 213b is formed with a buffer 214a that is a recess that captures bubbles entering the ink cartridge 180A. In FIG. 6, the buffer 214 a is formed as a recess that protrudes upward from the top wall 194 c of the container 194. If a bubble accidentally enters the detection-side ink storage chamber 213b when the detection-side ink storage chamber 213b is filled with ink, the buffer 214a captures the bubble. This prevents bubbles from adhering to the actuator 106. Therefore, the actuator 106 prevents erroneous detection that there is no ink even though the container 194 has ink. Further, the predetermined amount of ink remaining after the ink end is detected can be changed by changing the length of the partition wall 212a or changing the width of the partition wall 212a and the side wall 194b. Can do.
[0044]
  FIG. 7 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. In the ink cartridge 180B of FIG. 7, the partition wall 212b is formed in an L shape. The partition wall 212b extends from the top wall 194c. The lower end 212bb of the partition wall 212b is longer than the lower end 212aa of the partition wall 212a in the embodiment of FIG. Therefore, it is relatively difficult for the gas in the vent-side ink storage chamber 213a to enter the detection-side ink storage chamber 213b. Therefore, it is possible to further prevent the actuator 106 from erroneously detecting the ink end due to air bubbles adhering to the actuator 106. A gap is provided between the lower end 212bb and the bottom wall 1a of the container 194. No capillary force is generated in the gap between the lower end 212bb and the bottom wall 1a to hold the ink.
[0045]
  FIG. 8 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. In the ink cartridge 180C of FIG. 8, the partition wall 212c is disposed so as to be inclined with respect to the ink surface. The partition wall 212c extends from the top wall 194c. The interval between the side wall 194b of the ink cartridge 180C and the partition wall 212c is gradually narrowed downward with respect to the ink surface. Therefore, it is relatively difficult for the gas in the vent-side ink storage chamber 213a to enter the detection-side ink storage chamber 213b. Therefore, it is possible to further prevent the actuator 106 from erroneously detecting the ink end due to bubbles. A gap is provided between the lower end 212cc and the bottom wall 1a of the container 194. No capillary force is generated in the gap between the lower end 212cc of the partition wall 212c and the side wall 194b to hold the ink.
[0046]
  FIG. 9 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. In the ink cartridge 180D of FIG. 9, the first partition 212d extends downward from the top wall 194c with respect to the ink level. Further, the second partition 212e extends substantially parallel to the ink liquid surface from the first partition 212d toward the side wall 194b. The first partition 212d divides the inside of the container 194 into a ventilation side ink storage chamber 213a and a detection side ink storage chamber. The second partition 212e divides the detection-side ink storage chamber into a first detection-side ink storage chamber 213c and a second detection-side ink storage chamber 213d. A gap is provided between the bottom wall 1a of the ink cartridge 180D and the first partition 212d. In addition, a gap is provided between the side wall 194b of the ink cartridge 180D and the one end 212dd of the second partition wall 212e. A recess is provided in a part of the top wall 194c, and a buffer 214a for receiving bubbles is provided.
[0047]
  One end of the second partition wall 212e extending from the partition wall 212d toward the side wall 194b extends to a position directly below the buffer 214a that stores gas. Therefore, first, the first partition 212d prevents bubbles from entering the first detection-side ink storage chamber 213c. If the bubbles accidentally enter the first detection-side ink storage chamber 213c, the bubbles are guided to the position just below the buffer 214a by the second partition 212e, whereby the bubbles are received in the buffer 214a. The Therefore, it is possible to further prevent the actuator 106 from erroneously detecting the ink end due to air bubbles adhering to the actuator 106 in the second detection-side ink storage chamber 213d.
[0048]
  FIG. 10 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. The ink cartridge 180E in FIG. 10 includes a partition wall 212a similar to that in FIG. The partition wall 212a extends downward from the top wall 194c with respect to the ink level. The partition wall 212a divides the inside of the container 194 into a ventilation side ink storage chamber 213a and a detection side ink storage chamber 213b. A gap is provided between the bottom wall 1a of the ink cartridge 180E and the partition wall 212a. Furthermore, a recess is provided in a part of the top wall 194c, and a buffer 214b for receiving bubbles is provided. A tapered surface 1040 is provided between the buffer 214b and the actuator 106.
[0049]
  Therefore, first, the partition wall 212a prevents bubbles from entering the detection-side ink storage chamber 213b. If the bubbles accidentally enter the detection-side ink storage chamber 213b, the bubbles are directly received by the buffer 214b or guided to the buffer 214b along the tapered surface 1040. Therefore, it is possible to further prevent the actuator 106 from erroneously detecting the ink end due to air bubbles adhering to the actuator 106. It should be noted that the shape and size of the buffer can be any other shape or size.
[0050]
  FIG. 11 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. In the ink cartridge 180F of FIG. 11, a protrusion 214f that protrudes to the inside of the container 194 is provided on a part of the top wall 194c. The actuator 106 is disposed at the bottom of the protrusion 214f. The partition wall 212f extends downward from the top wall 194c with respect to the ink level. Buffers 214c are provided between the actuator 106 and the partition wall 212f and between the actuator 106 and the side wall 194b of the container 194, respectively. Therefore, since the periphery of the actuator 106 is surrounded by the buffer 214c, it is difficult for bubbles to adhere to the actuator.
[0051]
  FIG. 12 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. In the ink cartridge 180G of FIG. 12, the partition wall 212g extends downward from the top wall 194c with respect to the ink level. The partition 212g divides the inside of the container 194 into a ventilation side ink storage chamber 213a and a detection side ink storage chamber 213b. The top wall 194c is provided with irregularities, and the two actuators 106 are provided in a portion protruding to the inside of the container. The concave portion of the top wall 194c functions as a buffer 214d that receives air bubbles. By providing two actuators, more reliable detection can be performed.
[0052]
  FIG. 13 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. The ink cartridge 180I in FIG. 13 has a plurality of partition walls 212h, 212i, 212j and 212k extending downward from the top wall 194c of the container 194. The partition 212h is a first partition, and the partitions 212i, 212j, and 212k are second partitions. Since the lower ends 212hh, 212ii, 212jj, and 212kk of the partition walls 212h, 212i, 212j, and 212k and the bottom wall 1a of the container 194 are spaced apart from each other, the bottom of the container 194 communicates. The ink cartridge 180I has a ventilation-side ink storage chamber 213a and a plurality of detection-side ink storage chambers 213h, 213i, 213j, and 213k that are partitioned by a plurality of partition walls 212h, 212i, 212j, and 212k, respectively. The bottoms of the vent-side ink storage chamber 213a and the plurality of detection-side ink storage chambers 213h, 213i, 213j, and 213k communicate with each other. Actuators 106h, 106i, 106j, and 106k are mounted on the top walls 194c of the plurality of detection-side ink storage chambers 213h, 213i, 213j, and 213k, respectively. The actuators 106h, 106i, 106j, and 106k are disposed approximately at the center of the top walls 194c of the detection-side ink storage chambers 213h, 213i, 213j, and 213k of the container 194, respectively. The capacity of the ink storage chamber is the largest in the ventilation side ink storage chamber 213a on the ink supply port 187 side. Further, the capacity of the ink storage chamber gradually decreases as the distance from the ink supply port 187 increases. Therefore, the capacity of the detection-side ink storage chamber 213k far from the ink supply port 187 is the smallest among the ink storage chambers.
[0053]
  Since the gas is introduced from the vent 233, the ink supply port 187 sideVent side ink storage chamber 213aInk is consumed from the detection side ink storage chamber 213k. That is, while the ink in the vent-side ink storage chamber 213a closest to the ink supply port 187 is consumed and the ink level in the vent-side ink storage chamber 213a is lowered, the other detection-side ink storage chambers are filled with ink. Has been. When the ink level in the vent-side ink storage chamber 213a reaches the lower end 212hh of the partition wall 212h, air enters the detection-side ink storage chamber 213h, and ink in the detection-side ink storage chamber 213h starts to be consumed. At this time, the detection-side ink storage chambers 213i, 213j, and 213k are filled with ink. Further, when the ink level in the detection-side ink storage chamber 213h reaches the lower end 212ii of the partition wall 212i, air enters the detection-side ink storage chamber 213i and ink in the detection-side ink storage chamber 213i starts to be consumed. In this way, ink is consumed in order from the ventilation side ink storage chamber 213a to the detection side ink storage chamber 213k.
[0054]
  Actuators 106h, 106i, 106j, and 106k are arranged on the top wall 194c for each detection-side ink storage chamber. Therefore, the actuators 106h, 106i, 106j, and 106k can detect a decrease in the ink amount in stages. Further, the capacity of the ink storage chamber gradually decreases from the ventilation side ink storage chamber 213a near the ink supply port 187 to the detection side ink storage chamber 213k. Therefore, the time interval at which the actuators 106h, 106i, 106j, and 106k detect the decrease in the ink amount gradually decreases, and the frequency can be detected higher as the ink end is approached.
[0055]
  FIG. 14 shows details of the actuator 106 which is an embodiment of the piezoelectric device. The actuator here is used in a method of detecting a consumption state of a liquid in a liquid container by detecting at least a change in acoustic impedance. In particular, it is used in a method for detecting a consumption state of liquid in a liquid container by detecting at least a change in acoustic impedance by detecting a resonance frequency by residual vibration. FIG. 14A is an enlarged plan view of the actuator 106. FIG. 14B shows a BB cross section of the actuator 106. FIG. 14C shows a CC cross section of the actuator 106.
[0056]
  The actuator 106 includes a substrate 178 having a circular opening 161 at substantially the center, a vibration plate 176 disposed on one surface (hereinafter referred to as a surface) of the substrate 178 so as to cover the opening 161, and the vibration plate 176. The piezoelectric layer 160 disposed on the surface side, the upper electrode 164 and the lower electrode 166 sandwiching the piezoelectric layer 160 from both sides, the upper electrode terminal 168 electrically coupled to the upper electrode 164, and the lower electrode 166 electrically A lower electrode terminal 170 to be coupled and an auxiliary electrode 172 disposed between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 and electrically coupled to each other are provided. The piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 each have a circular portion as a main part. Each circular portion of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 forms a piezoelectric element.
[0057]
  The diaphragm 176 is formed on the surface of the substrate 178 so as to cover the opening 161. The cavity 162 is formed by a portion facing the opening 161 of the vibration plate 176 and the opening 161 on the surface of the substrate 178. A surface of the substrate 178 opposite to the piezoelectric element (hereinafter referred to as a back surface) faces the liquid container side, and the cavity 162 is configured to come into contact with the liquid. The diaphragm 176 is liquid-tightly attached to the substrate 178 so that the liquid does not leak to the surface side of the substrate 178 even if the liquid enters the cavity 162.
[0058]
  The lower electrode 166 is located on the surface of the vibration plate 176, that is, the surface opposite to the liquid container, and is attached so that the center of the circular portion which is the main part of the lower electrode 166 and the center of the opening 161 are substantially coincided with each other. It has been. The area of the circular portion of the lower electrode 166 is set to be smaller than the area of the opening 161. On the other hand, on the surface side of the lower electrode 166, the piezoelectric layer 160 is formed so that the center of the circular portion and the center of the opening 161 substantially coincide. The area of the circular portion of the piezoelectric layer 160 is set to be smaller than the area of the opening 161 and larger than the area of the circular portion of the lower electrode 166.
[0059]
  On the other hand, on the surface side of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164 is formed so that the center of the circular portion which is the main part thereof substantially coincides with the center of the opening 161. The area of the circular portion of the upper electrode 164 is set to be smaller than the area of the circular portion of the opening 161 and the piezoelectric layer 160 and larger than the area of the circular portion of the lower electrode 166.
[0060]
  Accordingly, the main part of the piezoelectric layer 160 is structured to be sandwiched between the main part of the upper electrode 164 and the main part of the lower electrode 166 from the front surface side and the back surface side, respectively. Deformation drive is possible. The circular portions that are the main portions of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element in the actuator 106. As described above, the piezoelectric element is in contact with the diaphragm 176. Of the circular portion of the upper electrode 164, the circular portion of the piezoelectric layer 160, the circular portion of the lower electrode 166, and the opening 161, the opening 161 has the largest area. With this structure, the vibration region of the vibration plate 176 that actually vibrates has a circular portion of the upper electrode 164, a circular portion of the piezoelectric layer 160, and a circular portion of the lower electrode 166 having a smaller area than the opening 161. It becomes easier to vibrate. Furthermore, of the circular portion of the lower electrode 166 and the circular portion of the upper electrode 164 that are electrically connected to the piezoelectric layer 160, the circular portion of the lower electrode 166 is smaller. Accordingly, the circular portion of the lower terminal 166 determines the portion of the piezoelectric layer 160 that generates the piezoelectric effect.
[0061]
  The upper electrode terminal 168 is formed on the surface side of the diaphragm 176 so as to be electrically connected to the upper electrode 164 via the auxiliary electrode 172. On the other hand, the lower electrode terminal 170 is formed on the surface side of the diaphragm 176 so as to be electrically connected to the lower electrode 166. Since the upper electrode 164 is formed on the surface side of the piezoelectric layer 160, it is necessary to have a step equal to the sum of the thickness of the piezoelectric layer 160 and the thickness of the lower electrode 166 in the middle of connection with the upper electrode terminal 168. It is difficult to form the step with only the upper electrode 164, and even if possible, the connection state between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 becomes weak and there is a risk of disconnection. Therefore, the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 are connected using the auxiliary electrode 172 as an auxiliary member. By doing so, the piezoelectric layer 160 and the upper electrode 164 are both supported by the auxiliary electrode 172, and a desired mechanical strength can be obtained, and the connection between the upper electrode 164 and the upper electrode terminal 168 is ensured. It becomes possible to.
[0062]
  The vibration region facing the piezoelectric element in the piezoelectric element and the diaphragm 176 is a vibration part that actually vibrates in the actuator 106. Moreover, it is preferable that the members included in the actuator 106 are integrally formed by firing each other. By integrally forming the actuator 106, the handling of the actuator 106 becomes easy. Furthermore, the vibration characteristics are improved by increasing the strength of the substrate 178. That is, by increasing the strength of the substrate 178, only the vibration portion of the actuator 106 vibrates, and portions other than the vibration portion of the actuator 106 do not vibrate. Further, in order not to vibrate parts other than the vibration part of the actuator 106, the strength of the substrate 178 can be increased, whereas the piezoelectric element of the actuator 106 is made thin and small and the vibration plate 176 is made thin.
[0063]
  As the material of the piezoelectric layer 160, it is preferable to use lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), or lead-free piezoelectric film that does not use lead, and the substrate 178 is made of zirconia or alumina. It is preferable to use it. Further, it is preferable to use the same material as the substrate 178 for the diaphragm 176. For the upper electrode 164, the lower electrode 166, the upper electrode terminal 168, and the lower electrode terminal 170, a conductive material, for example, a metal such as gold, silver, copper, platinum, aluminum, or nickel can be used.
[0064]
  The actuator 106 configured as described above can be applied to a container that contains a liquid. For example, it can be mounted on an ink cartridge or an ink tank used in an ink jet recording apparatus, or a container containing a cleaning liquid for cleaning a recording head.
[0065]
  Piezoelectric devices (actuators) use vibration phenomena to determine the state of liquid in the liquid container (including the presence or absence of liquid in the liquid container, the amount of liquid, the liquid level, the type of liquid, and the composition of the liquid). Is to detect. Several methods are conceivable for detecting the state of the liquid in the liquid container using a specific vibration phenomenon. For example, the elastic wave generating means generates an elastic wave to the inside of the liquid container, and receives a reflected wave reflected by the liquid surface or an opposing wall, thereby detecting a medium in the liquid container and a change in the state thereof. There is a way. In addition, there is a method for detecting a change in acoustic impedance from the vibration characteristics of a vibrating object. As a method of using a change in acoustic impedance, a vibration part of a piezoelectric device or an actuator having a piezoelectric element is vibrated, and then a counter electromotive force generated by residual vibration remaining in the vibration part is measured, whereby a resonance frequency or an inverse is obtained. A method for detecting a change in acoustic impedance by detecting the amplitude of an electromotive force waveform, or measuring a liquid impedance characteristic or an admittance characteristic with an impedance analyzer such as a measuring machine, for example, a transmission circuit, and a change in current value or voltage value or There is a method of measuring a change in current value or voltage value depending on the frequency when vibration is applied to a liquid. In this embodiment, the actuator 106 may be used to detect the state of the liquid in the liquid container by any of the methods described above.
[0066]
  The actuator 106 shown in FIG. 14 is mounted at a predetermined position of the liquid container so that the cavity 162 is in contact with the liquid contained in the liquid container. When the liquid is sufficiently contained in the liquid container, the inside of the cavity 162 and the outside thereof are filled with the liquid. On the other hand, when the liquid in the liquid container is consumed and the liquid level drops below the mounting position of the actuator, there is no liquid in the cavity 162, or liquid remains only in the cavity 162 and there is gas outside the cavity 162. It becomes a state to do. The actuator 106 detects at least a difference in acoustic impedance caused by the change in the state, so that the liquid is sufficiently contained in the liquid container, or the liquid is consumed more than a certain amount. Can be detected. Furthermore, the actuator 106 can also detect the type of liquid in the liquid container.
[0067]
  FIG. 15 is a perspective view showing a configuration in which the actuator 106 is integrally formed as a module body 100. In the module body 100, the actuator 106 is formed integrally with the mounting structure 102, and is attached to a predetermined portion of the container of the ink cartridge. The module body 100 is configured to detect the consumption state of the liquid in the container 1 by detecting a change in at least the acoustic impedance in the ink liquid. The module body 100 of the present embodiment includes a liquid container mounting portion 101 for mounting the actuator 106 to the container 1. The liquid container mounting portion 101 has a structure in which a cylindrical portion 116 that houses an actuator 106 that oscillates in response to a drive signal is mounted on a base 112 having a substantially rectangular plane. A lead wire 104 is provided so as to be electrically connected to the electrode terminal of the actuator 106. A mounting structure 102 facilitates mounting the actuator 106 to the ink cartridge. Further, since the actuator 106 of the module body 100 cannot be contacted from the outside when the module body 100 is mounted on the ink cartridge, the actuator 106 can be protected from external contact. The leading edge of the cylindrical portion 116 is rounded so that it can be easily fitted into a hole formed in the ink cartridge.
[0068]
  FIG. 16 is a perspective view showing another embodiment of the module body. In the module body 400 of this embodiment, a piezoelectric device mounting portion 405 is formed in the liquid container mounting portion 401. In the liquid container mounting portion 401, a cylindrical column portion 403 is formed on a square-shaped base 402 whose plane is substantially rounded. Further, the piezoelectric device mounting portion 405 includes a plate-like element 406 and a concave portion 413 that stand on the cylindrical portion 403. The actuator 106 is disposed in the recess 413 provided on the side surface of the plate-like element 406. Note that the tip of the plate-like element 406 is chamfered at a predetermined angle so that it can be easily fitted into a hole formed in the ink cartridge.
[0069]
  FIG. 17A is a cross-sectional view of the ink container when the module body 700B is mounted on the container 1. FIG. In this embodiment, the module body 700B is used as one of the mounting structures. The module 700B is mounted on the container 1 such that the liquid container mounting portion 360 protrudes into the container 1. A through hole 370 is formed in the mounting plate 350, and the through hole 370 faces the vibration portion of the actuator 106. Further, a hole 382 is formed in the bottom wall of the module body 700B, and a piezoelectric device mounting portion 363 is formed. Actuator 106 is deployed to block one of the holes 382. Therefore, the ink comes into contact with the vibration plate 176 through the hole 382 of the piezoelectric device mounting portion 363 and the through hole 370 of the mounting plate 350. The hole 382 of the piezoelectric device mounting portion 363 and the through hole 370 of the mounting plate 350 together form an ink reservoir. The piezoelectric device mounting portion 363 and the actuator 106 are fixed by a mounting plate 350 and a film member. A sealing structure 372 is provided at a connection portion between the liquid container mounting portion 360 and the container 1. The sealing structure 372 may be formed of a plastic material such as a synthetic resin, or may be formed of an O-ring. Although the module body 700B and the container 1 in FIG. 17A are separate bodies, the piezoelectric device mounting portion of the module body 700B may be configured as a part of the container 1 as shown in FIG.
[0070]
  In the module body 700B of FIG. 17A, the lead wires shown in FIGS. 15 and 16 need not be embedded in the module body. Therefore, the molding process is simplified. Furthermore, the module body 700B can be replaced and recycled.
[0071]
  When the ink cartridge is shaken, the ink adheres to the upper surface or the side surface of the container 1, and the ink dripping from the upper surface or the side surface of the container 1 may contact the actuator 106, so that the actuator 106 may malfunction. However, since the liquid container mounting portion 360 protrudes into the container 1 in the module 700B, the actuator 106 does not malfunction due to ink dripping from the upper surface or side surface of the container 1.
[0072]
  In the embodiment of FIG. 17A, only a part of the vibration plate 176 and the mounting plate 350 is attached to the container 1 so as to come into contact with the ink in the container 1. In the embodiment of FIG. 17A, the lead wire electrode shown in FIGS. 15 and 16 need not be embedded in the module body. Therefore, the molding process is simplified. Furthermore, the actuator 106 can be replaced and recycled.
[0073]
  FIG. 17B shows a cross-sectional view of an ink container as an example when the actuator 106 is mounted on the container 1. In the ink cartridge according to the embodiment of FIG. 17B, the protection member 361 is attached to the container 1 as a separate body from the actuator 106. Therefore, although the protection member 361 and the actuator 106 are not integrated as a module, the protection member 361 can protect the actuator 106 from being touched by the user's hand. A hole 380 provided in the front surface of the actuator 106 is disposed on the side wall of the container 1. The actuator 106 includes a piezoelectric layer 160, an upper electrode 164, a lower electrode 166, a vibration plate 176, and a mounting plate 350. A vibration plate 176 is formed on the upper surface of the mounting plate 350, and a lower electrode 166 is formed on the upper surface of the vibration plate 176. A piezoelectric layer 160 is formed on the upper surface of the lower electrode 166, and an upper electrode 164 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 160. Accordingly, the main part of the piezoelectric layer 160 is formed so as to be sandwiched from above and below by the main part of the upper electrode 164 and the main part of the lower electrode 166. The circular portions that are the main parts of the piezoelectric layer 160, the upper electrode 164, and the lower electrode 166 form a piezoelectric element. The piezoelectric element is formed on the vibration plate 176. The vibration region of the piezoelectric element and the diaphragm 176 is a vibration part where the actuator actually vibrates. A through hole 370 is provided in the mounting plate 350. Further, a hole 380 is formed in the side wall of the container 1. Therefore, the ink contacts the vibration plate 176 through the hole 380 of the container 1 and the through hole 370 of the mounting plate 350. The hole 380 of the container 1 and the through hole 370 of the mounting plate 350 together form an ink reservoir. In the embodiment of FIG. 17B, the actuator 106 is protected by the protective member 361, so that the actuator 106 can be protected from contact with the outside.
[0074]
  In addition, it may replace with the attachment plate 350 in the Example of FIG. 17 (A) and (B), and may use the board | substrate 178 of FIG.
[0075]
  FIG. 17C shows an embodiment including a mold structure 600 including the actuator 106. In this embodiment, a mold structure 600 is used as one of the attachment structures. The mold structure 600 includes an actuator 106 and a mold part 364. The actuator 106 and the mold part 364 are integrally formed. The mold part 364 is formed of a plastic material such as silicon resin. The mold part 364 has a lead wire 362 inside. Mold portion 364 is formed to have two legs extending from actuator 106. In order to fix the mold part 364 and the container 1 in a liquid-tight manner, the mold part 364 has two hemispherical ends of the mold part 364. The mold part 364 is mounted on the container 1 so that the actuator 106 protrudes into the container 1, and the vibration part of the actuator 106 contacts the ink in the container 1. The mold part 364 protects the upper electrode 164, the piezoelectric layer 160, and the lower electrode 166 of the actuator 106 from ink.
[0076]
  The mold structure 600 in FIG. 17C does not require the sealing structure 372 between the mold part 364 and the container 1, so that ink is unlikely to leak from the container 1. In addition, since the mold structure 600 does not protrude from the outside of the container 1, the actuator 106 can be protected from contact with the outside. When the ink cartridge is shaken, the ink is applied to the upper surface or the side surface of the container 1, and the ink dripping from the upper surface or the side surface of the container 1 contacts the actuator 106, so that the actuator 106 may malfunction. . In the mold structure 600, since the mold part 364 protrudes inside the container 1, the actuator 106 does not malfunction due to the ink dripping from the upper surface or the side surface of the container 1.
[0077]
  FIG. 18 shows still another embodiment of the ink cartridge 180. 18A is a sectional view of the ink cartridge 180J, FIG. 18B is an enlarged sectional view of the top wall 194c of the ink cartridge 180J shown in FIG. 18A, and FIG. 18C is a front view thereof. FIG. In the ink cartridge 180J, the semiconductor storage means 7 and the actuator 106 are formed on the same circuit board 610. As shown in FIGS. 18B and 18C, the semiconductor memory means 7 is formed above the circuit board 610, and the actuator 106 is formed below the semiconductor memory means 7 on the same circuit board 610.
[0078]
  Atypical O-ring 614 is attached to side wall 194b so as to surround actuator 106. A plurality of crimping portions 616 for joining the circuit board 610 to the container 194 are formed on the side wall 194b. The caulking portion 616 joins the circuit board 610 to the container 194 and presses the modified O-ring 614 against the container 194 so that the vibration region of the actuator 106 can come into contact with the ink, while the outside and inside of the ink cartridge Keep liquid tight.
[0079]
  Terminals 612 are formed in the semiconductor memory means 7 and in the vicinity of the semiconductor memory means 7. The terminal 612 exchanges signals between the semiconductor storage means 7 and the outside of the ink jet storage device or the like. The semiconductor memory means 7 may be constituted by a rewritable semiconductor memory such as an EEPROM. Since the semiconductor storage means 7 and the actuator 106 are formed on the same circuit board 610, a single attachment process is sufficient when the actuator 106 and the semiconductor storage means 7 are attached to the ink cartridge 180C. Further, the work process at the time of manufacturing and recycling the ink cartridge 180C is simplified. Furthermore, since the number of parts is reduced, the manufacturing cost of the ink cartridge 180C can be reduced. A partition wall 212J extends downward from the top wall 194c with respect to the ink level. The partition 212J prevents the ink from wavy or foaming. This prevents the actuator 106 from operating erroneously.
[0080]
  The actuator 106 detects the ink consumption state in the container 194. The semiconductor storage means 7 stores ink information such as the remaining ink amount detected by the actuator 106. In other words, the semiconductor storage means 7 stores information on characteristic parameters such as the characteristics of ink and ink cartridges used for detection. The semiconductor storage means 7 is preliminarily consumed when the ink in the container 194 is full, that is, when the ink is filled in the container 194, or when the ink in the container 194 is at the end, that is, the ink in the container 194 is consumed. Is stored as one of the characteristic parameters. The resonance frequency when the ink in the container 194 is full or in an end state may be stored when the container is first attached to the ink jet recording apparatus. Further, the resonance frequency when the ink in the container 194 is full or in an end state may be stored during the manufacture of the container 194. The resonance frequency when the ink in the container 194 is full or end is stored in the semiconductor memory unit 7 in advance, and the variation in detecting the remaining amount of ink can be corrected by reading the resonance frequency data on the ink jet recording apparatus side. Therefore, it is possible to accurately detect that the remaining amount of ink has decreased to the reference value.
[0081]
  FIG. 19 shows still another embodiment of the ink cartridge of the present invention. The ink cartridge 180K in FIG. 19 has a plurality of partition walls 212m, 212n, 212p and 212q extending downward from the top wall 194c of the container 194. The partition 212m is a first partition, and the partitions 212n, 212p, and 212q are second partitions. Since the lower ends 212 mm, 212 nn, 212 pp and 212 qq of the partition walls 212 m, 212 n, 212 p and 212 q and the bottom wall 1 a of the container 194 are spaced apart from each other, the bottom of the container 194 communicates. The partition walls 212m, 212n, 212p, and 212q are longer in order from the side closer to the vent hole 233. Accordingly, the intervals between the lower ends 212 mm, 212 nn, 212 pp, and 212 qq and the bottom wall 1 a of the container 194 become narrower in the order of the partition walls 212 m, 212 n, 212 p, and 212 q.
[0082]
  Further, the ink cartridge 180K includes a ventilation-side ink storage chamber 213a and a plurality of detection-side ink storage chambers 213m, 213n, 213p, and 213q that are partitioned by a plurality of partition walls 212m, 212n, 212p, and 212q, respectively. The bottoms of the ventilation side ink storage chamber 213a and the plurality of detection side ink storage chambers 213m, 213n, 213p, and 213q communicate with each other. Actuators 106m, 106n, 106p, and 106q are mounted on the top walls 194c of the plurality of detection-side ink storage chambers 213m, 213n, 213p, and 213q, respectively. The actuators 106m, 106n, 106p, and 106q are disposed approximately at the center of the top walls 194c of the detection-side ink storage chambers 213m, 213n, 213p, and 213q of the container 194, respectively.
[0083]
  When the ink is consumed, gas is introduced from the vent hole 233. Therefore, it is close to the vent 233Vent side ink storage chamber 213aInk is consumed from the detection side ink storage chamber 213q. Therefore, first, while the ink in the vent-side ink storage chamber 213a closest to the vent hole 233 is consumed and the water level of the ink in the vent-side ink storage chamber 213a is lowered, ink is stored in the other detection-side ink storage chambers. be satisfied. When the liquid level of the ink in the ventilation-side ink storage chamber 213a reaches the lower end 212mm of the partition wall 212m, the air enters the detection-side ink storage chamber 213m and the ink in the detection-side ink storage chamber 213m starts to be consumed. At this time, the detection-side ink storage chambers 213n, 213p, and 213q are filled with ink. Further, when the ink level in the detection-side ink storage chamber 213m reaches the lower end 212nn of the partition wall 212n, air enters the detection-side ink storage chamber 213n and the ink in the detection-side ink storage chamber 213n starts to be consumed. Therefore, ink is consumed in order from the ventilation side ink storage chamber 213a to the detection side ink storage chamber 213q.
[0084]
  Since the intervals between the lower ends of the partition walls 212 mm, 212 nn, 212 pp, and 212 qq are gradually narrowed, the ventilation side ink storage chamber 213 a, the detection side ink storage chambers 213 m, 213 n, 213 p, As ink is consumed in the order of 213q, it is more effectively prevented that gas intrudes in the same order. For example, even when gas accidentally enters the detection-side ink storage chambers 213m and 213n and the actuators 106m and 106n detect that there is no ink, the partition walls 212p and 212q longer than the partition walls 212m and 212n are detected. Since the gas is prevented from entering the side ink containing small chambers 213p and 213q, the actuators 106p and 106q will not detect that there is no ink by mistake. Therefore, in this embodiment, the actuator 106q can detect the absence of ink at the end, and the actuator 106q can most reliably detect the ink end.
[0085]
  Furthermore, since the partition walls 212m, 212n, 212p and 212q prevent the ink from undulating, the formation of bubbles in the container 194 is prevented.
[0086]
  Further, the interval between the partition walls 212m, 212n, 212p and 212q and the interval between the partition wall 212q and the side wall 194b of the container 1 in FIG. In such a case, by adjusting the lengths of the partition walls 212m, 212n, 212p, and 212q, the volumes of the detection-side ink storage chambers 213m, 213n, 213p, and 213q can be adjusted.
[0087]
  FIG. 20 shows an embodiment of a part around the head portion of an ink cartridge and an ink jet recording apparatus using the actuator 106 in FIG. In this embodiment, the ink cartridge 180A shown in FIG. 6 is used. However, any of the ink cartridges shown in FIGS. 7 to 13 may be used. In addition, other forms of ink cartridges can be used. The plurality of ink cartridges 180A are mounted on an ink jet recording apparatus having a plurality of ink introduction portions 182 and holders 184 corresponding to the respective ink cartridges 180A. The plurality of ink cartridges 180A contain different types of ink, for example, colors. On each top wall of the plurality of ink cartridges 180A, an actuator 106 as a means for detecting at least acoustic impedance is mounted. An actuator 106 and a partition wall 212a are arranged on the top wall of each of the plurality of ink cartridges 180A. By mounting the actuator 106 on the ink cartridge 180A, the remaining amount of ink in the ink cartridge 180A is detected. The partition wall 212a prevents ink waving and bubbling.
[0088]
  FIG. 21 shows details of the vicinity of the head portion of the ink jet recording apparatus. In this embodiment, the ink cartridge 180A shown in FIG. 6 is used. However, any one of the ink cartridges 180B to 180I in FIGS. 7 to 13 may be used. In addition, other forms of ink cartridges can be used. The ink jet recording apparatus includes an ink introduction unit 182, a holder 184, a head plate 186, and a nozzle plate 188. A plurality of nozzles 190 for ejecting ink are formed on the nozzle plate 188. The ink introduction part 182 has an air supply port 181 and an ink introduction port 183. The air supply port 181 supplies air to the ink cartridge 180A. The ink introduction port 183 introduces ink from the ink cartridge 180A. The ink cartridge 180 </ b> A has an air introduction port 185 and an ink supply port 187. The air introduction port 185 introduces air from the air supply port 181 of the ink introduction unit 182. The ink supply port 187 supplies ink to the ink introduction port 183 of the ink introduction unit 182. The ink cartridge 180 </ b> A introduces air from the ink introduction unit 182, thereby prompting the supply of ink from the ink cartridge 180 </ b> A to the ink introduction unit 182. The holder 184 communicates the ink supplied from the ink cartridge 180 </ b> A via the ink introduction unit 182 to the head plate 186. Ink is supplied from the ink cartridge 180 </ b> A to the head via the ink introducing portion 182, and is ejected from the nozzle to the recording medium. Thereby, the ink jet recording apparatus prints on the recording medium.
[0089]
  As described above, the ink cartridge mounted on the carriage is separated from the carriage, and the ink cartridge or the actuator 106 is mounted on the carriage. However, the ink is integrated with the carriage and mounted on the inkjet recording apparatus together with the carriage. The actuator 106 may be attached to the tank. Further, the actuator 106 may be mounted on an off-carriage type ink tank that supplies ink to the carriage via a tube or the like that is separate from the carriage. Furthermore, the actuator of the present invention may be attached to an ink cartridge that is configured so that the recording head and the container can be replaced integrally.
  Further, as an example of the liquid container, a cleaning liquid cartridge may be used instead of the ink cartridge. In such a case, the term “ink cartridge” in this specification should be read as “cleaning liquid cartridge”.
[0090]
  As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
[0091]
【The invention's effect】
  The liquid container according to the present invention can accurately detect the remaining amount of liquid and eliminates the need for a complicated sealing structure for holding the container liquid-tight.
[0092]
  The liquid container according to the present invention prevents the liquid in the liquid container from wavy or foaming.
[0093]
  In the liquid container according to the present invention, even when the liquid in the liquid container is waved or bubbled, the piezoelectric device can accurately detect the liquid level and accurately detect the consumption amount of the liquid container.
[0094]
  The liquid container according to the present invention can detect the presence or absence of the liquid in the liquid container, and even if the position where the piezoelectric device is arranged is a wall above the liquid level, the liquid consumption The state can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of an ink cartridge for a single color, for example, black ink.
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of an ink cartridge that stores a plurality of types of ink.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an ink jet recording apparatus suitable for the ink cartridge shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing the actuators 106, 15, 16, and 17.
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the actuator shown in FIG.
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
FIG. 7 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
FIG. 8 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
FIG. 9 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
FIG. 10 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the ink cartridge shown in FIG.
FIG. 12 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
FIG. 13 is a view showing a cross section of an embodiment of the ink jet recording apparatus of the present invention.
14 is a diagram showing details of the actuator 106. FIG.
FIG. 15 is a perspective view showing a module body.
FIG. 16 is a diagram showing another embodiment of the module body.
FIG. 17 is a view showing still another embodiment of a module body.
18 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge 180. FIG.
FIG. 19 is a view showing still another embodiment of the ink cartridge of the present invention.
20 is a diagram showing an embodiment of an ink cartridge and an ink jet recording apparatus using the actuator shown in FIG.
FIG. 21 is a diagram illustrating details of the ink jet recording apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... Container
1a ... Bottom wall
1c, 40a ... through hole
2 ... Ink supply port
4 ... Packing
5 ... Spring
6 ... Valve
7 ... Semiconductor memory means
8 ... Container
9, 10, 11 ... Room
12, 13, 14 ... ink supply port
20: Fixed substrate
30 ... carriage
31 ... Recording head
32 ... Ink supply needle
33 ... Sub tank unit
34 ... Ink chamber
35 ... Ink supply path
36 ... Membrane valve
38 ... Valve
100, 400, 700... Module
102 ... Mounting structure
104,362 ... lead wire
106. Actuator
110 ... Plate
112 ... Base
116 ... Cylinder part
123, 124, 213, 225 ... ink storage chamber
123a: Vent side ink storage chamber
123b: Detection-side ink storage chamber
160 ... piezoelectric layer
162 ... cavity
164 ... Upper electrode
166 ... Lower electrode
168 ... Upper electrode terminal
170 ... Lower electrode terminal
172 ... Auxiliary electrode
174 ... Piezoelectric element
176 ... Diaphragm
178 ... Substrate
180... Ink cartridge
181 ... Air supply port
182 ... Ink introduction part
183: Ink inlet
184 ... Valve part
185 ... Air inlet
186 ... Head plate
187 ... Ink supply port
188 ... Nozzle plate
189 ... Switching valve
190 ... Nozzle
193, 212, 222, 224 ... partition walls
194 ... Container
194a ... Bottom
194b ... sidewall
194c ... top wall
213 ... Storage room
214 ... Buffer
220: Ink cartridge
228 ... Check valve
230: Ink supply port
232 ... Valve
232a ... Feather
233 ... Vent hole
235 ... Spring
350 ... Mounting plate
360 ... base part
364 ... Mold part
370 ... through hole
372 ... Sealing structure
402 ... Mounting structure
403 ... Base
413 ... concave portion
600 ... Mounting structure
610 ... Substrate
612 ... Terminal
1031 ... Top wall
1123a, 1123b... Detection side ink storage chamber
K ... ink

Claims (8)

液体を収容し、かつ液体の液面に対して上方にある頂壁を有する容器と、液体を前記容器の外部へ供給する液体供給口と、前記容器内の液体の消費状態を検出する液体センサと、前記容器内において互いに液体が連通するように少なくとも二つの液体収容室を仕切る第１隔壁とを備え、
前記少なくとも二つの液体収容室は、大気と連通する通気側液体収容室と、上方に前記液体センサを配備した検出側液体収容室と、を含み、
前記少なくとも二つの液体収容室を互いに連通させる連通口が前記隔壁の下方に形成されており、
外部に液体を供給する液体供給口を前記通気側液体収容室と連通するように形成されており、
前記検出側液体収容室の内壁から延びて、前記検出側液体収容室内を、互いに液体が連通するように少なくとも二つの検出側液体収容小室に仕切る第２隔壁をさらに有し、
前記液体収容小室を連通させる連通口が前記第２隔壁の下方に形成されており、
前記液体センサは、前記検出側液体収容小室にそれぞれ配備されており、
前記少なくとも二つの検出側液体収容小室について、前記液体供給口に遠い前記検出側液体収容小室ほど容量が小さいことを特徴とする液体容器。A container that contains a liquid and has a top wall that is above the liquid level of the liquid, a liquid supply port that supplies the liquid to the outside of the container, and a liquid sensor that detects a consumption state of the liquid in the container And a first partition that partitions at least two liquid storage chambers so that liquids communicate with each other in the container,
The at least two liquid storage chambers include a vent-side liquid storage chamber that communicates with the atmosphere, and a detection-side liquid storage chamber in which the liquid sensor is disposed above.
A communication port for communicating the at least two liquid storage chambers with each other is formed below the partition ;
A liquid supply port for supplying liquid to the outside is formed to communicate with the vent-side liquid storage chamber,
A second partition that extends from the inner wall of the detection-side liquid storage chamber and divides the detection-side liquid storage chamber into at least two detection-side liquid storage chambers so that liquids communicate with each other;
A communication port for communicating the liquid chamber is formed below the second partition;
The liquid sensors are respectively disposed in the detection-side liquid storage chambers,
A capacity of the at least two detection-side liquid storage chambers is smaller as the detection-side liquid storage chamber is farther from the liquid supply port . 前記検出側液体収容室の容量は、前記通気側液体収容室の容量の半分またはそれより小さいことを特徴とする請求項１に記載の液体容器。2. The liquid container according to claim 1, wherein a capacity of the detection-side liquid storage chamber is half or less than a capacity of the ventilation-side liquid storage chamber. 前記検出側液体収容室には、液体を保持する毛細管力が作用しないことを特徴とする請求項１に記載の液体容器。2. The liquid container according to claim 1, wherein a capillary force for holding the liquid does not act on the detection-side liquid storage chamber. 前記検出側液体収容室の前記頂壁には気泡を捕らえる凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体容器。The liquid container according to claim 1, wherein the top wall of the detection-side liquid storage chamber is formed with a recess for capturing bubbles . 前記液体センサは、前記容器の内方に開口して液体を保持するキャビティを有することを特徴とする請求項１に記載の液体容器。The liquid container according to claim 1, wherein the liquid sensor has a cavity that opens inward of the container and holds the liquid. 前記液体センサは振動を生ずる振動部を有する圧電装置であり、前記振動部に残留する残留振動によって発生する逆起電力に基づいて、前記液体の消費状態を検出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体容器。2. The liquid sensor according to claim 1, wherein the liquid sensor is a piezoelectric device having a vibration part that generates vibration, and detects a consumption state of the liquid based on a counter electromotive force generated by residual vibration remaining in the vibration part. The liquid container according to claim 5 . 前記液体センサは少なくとも液体の音響インピーダンスを検出し、この音響インピーダンスに基づいて液体の消費状態を検出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体容器。The liquid container according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid sensor detects at least an acoustic impedance of the liquid and detects a consumption state of the liquid based on the acoustic impedance. 当該液体容器は、インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に装着され、前記記録ヘッドへ前記容器内の液体を供給することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の液体容器。The liquid container is mounted on the ink jet recording apparatus having a recording head for ejecting ink droplets, according to any one of claims 1 to 7, characterized in that to supply the liquid in the recording in the the head container Liquid container.
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