JP4821169B2

JP4821169B2 - Container with liquid detection function

Info

Publication number: JP4821169B2
Application number: JP2005140436A
Authority: JP
Inventors: 俊華張; 孝浩片倉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: JP2006315301A

Description

本発明は、特にインクジェット式記録装置等の液体噴射装置に適用される液体検出機能（主にインク残量検出機能）付きの容器に関する。 The present invention relates to a container having a liquid detection function (mainly an ink remaining amount detection function) applied to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus.

従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレイ、面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。 A typical example of a conventional liquid ejecting apparatus is an ink jet recording apparatus provided with an ink jet recording head for image recording. Other liquid ejecting apparatuses include, for example, an electrode material (conductive paste) used for electrode formation such as an apparatus provided with a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and a surface emitting display (FED). ) An apparatus equipped with an ejection head, an apparatus equipped with a bioorganic matter ejection head used for biochip production, an apparatus equipped with a sample ejection head as a precision pipette, and the like.

液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置においては、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と加圧されたインクをインク滴として射出するノズル開口とを有するインクジェット記録ヘッドが、キャリッジに搭載されており、インク容器内のインクが流路を介して記録ヘッドに供給され続けることにより、印刷を継続可能に構成されている。インク容器は、例えばインクが消費された時点でユーザーが簡単に交換できる、着脱可能なカートリッジとして構成されている。 In an ink jet recording apparatus which is a typical example of a liquid ejecting apparatus, an ink jet recording head having a pressure generating means for pressurizing a pressure generating chamber and a nozzle opening for ejecting pressurized ink as ink droplets is mounted on a carriage. The ink in the ink container is continuously supplied to the recording head via the flow path, so that printing can be continued. The ink container is configured as a detachable cartridge that can be easily replaced by the user when the ink is consumed, for example.

従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法としては、記録ヘッドでのインク滴の射出数やメンテナンスにより吸引されたインク量をソフトウ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や、インクカートリッジに液面検出用の電極を取付けることにより実際にインクが所定量消費された時点を管理する方法などがある。 Conventionally, the ink consumption management method of the ink cartridge includes a method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplets ejected from the recording head and the amount of ink sucked by the maintenance by software, or an ink cartridge. There is a method of managing a point in time when a predetermined amount of ink is actually consumed by attaching an electrode for detecting a liquid level.

しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数やインク量を積算してインク消費を計算上管理する方法には、次のような問題がある。ヘッドの中には吐出インク滴に重量バラツキを有するものがある。このインク滴の重量バラツキは画質には影響を与えないが、バラツキによるインク消費量の誤差が累積した場合を考慮して、マージンを持たせた量のインクをインクカートリッジに充填してある。従って、個体によってはマージン分だけインクが余るという問題が生ずる。 However, the method of managing the ink consumption by calculating the number of ink droplet ejections and the amount of ink by software has the following problems. Some heads have variations in weight of ejected ink droplets. Although the weight variation of the ink droplets does not affect the image quality, the ink cartridge is filled with an amount of ink with a margin in consideration of the accumulation of errors in the ink consumption due to the variation. Therefore, depending on the individual, there is a problem that ink is left by the margin.

一方、電極によりインクが消費された時点を管理する方法は、インクの実量を検出できるので、インク残量を高い信頼性で管理できる。しかしながら、インクの液面の検出をインクの導電性に頼ることになるので、検出可能なインクの種類が限定されてしまったり、電極のシール構造が複雑化してしまうという欠点がある。また、電極の材料としては、通常は導電性が良く耐腐食性も高い貴金属が使用されるので、インクカートリッジの製造コストがかさむ。さらに、２本の電極を装着する必要があるため、製造工程が多くなり、結果として製造コストがかさんでしまう。 On the other hand, the method for managing the point in time when ink is consumed by the electrode can detect the actual amount of ink, so that the remaining amount of ink can be managed with high reliability. However, since the detection of the ink level depends on the conductivity of the ink, there are disadvantages that the types of ink that can be detected are limited and the electrode sealing structure is complicated. In addition, as a material for the electrode, a noble metal having high conductivity and high corrosion resistance is usually used, which increases the manufacturing cost of the ink cartridge. Furthermore, since it is necessary to mount two electrodes, the number of manufacturing steps increases, resulting in an increase in manufacturing cost.

そこで、上記の課題を解決すべく開発された装置が、特許文献１に圧電装置（ここでは、センサユニットと言う）として開示されている。このセンサユニットは、圧電素子が積層された振動板に対向するキャビティの内部に、インクが存在する場合とインクが存在しない場合とで、強制振動後の振動板の残留振動（自由振動）に起因する残留振動信号の共振周波数が変化することを利用して、インクカートリッジ内のインク残量を監視するというものである。
特開２００１−１４６０３０号公報 Therefore, an apparatus developed to solve the above problem is disclosed in Patent Document 1 as a piezoelectric device (herein referred to as a sensor unit). This sensor unit is caused by residual vibration (free vibration) of the vibration plate after forced vibration in the presence or absence of ink in the cavity facing the vibration plate on which the piezoelectric elements are stacked. The remaining amount of ink in the ink cartridge is monitored by utilizing the change in the resonance frequency of the residual vibration signal.
JP 2001-146030 A

ところで、特許文献１に記載の技術では、センサユニットのキャビティをカートリッジのインク貯留室に直接臨ませているので、インクに混入している気泡の影響やインクの波動等のノイズの影響を受けやすく、検出精度が落ちる場合があった。 By the way, in the technique described in Patent Document 1, since the cavity of the sensor unit directly faces the ink storage chamber of the cartridge, it is easily affected by noise such as the influence of air bubbles mixed in the ink and the wave of the ink. In some cases, the detection accuracy was lowered.

本発明は、上記事情を考慮し、インクの波動やインク中の気泡の影響を受けにくく、検出精度の向上が期待できる液体検出機能を備えた容器を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a container having a liquid detection function that is not easily affected by the wave of ink or bubbles in the ink and can be expected to improve detection accuracy.

内部に貯留した液体を外部に送出する送出通路を有した容器本体と、前記送出通路の終端付近に介在されたバッファ室と、前記バッファ室に臨むように設けられたセンサユニットと、を有し、
前記センサユニットはセンサチップを有し、
前記センサチップは、前記バッファ室と連通するセンサキャビティと、該センサキャビティの前記バッファ室に連通した側と反対側の開口面を塞ぐ振動板と、該振動板の前記センサキャビティと反対側の面に設けられ、前記振動板を介して前記センサキャビティ及び前記バッファ室に向けて振動波を出射すると共に、該バッファ室から返ってくる反射波を前記振動板を介して受けることで電気信号に変換する圧電素子と、を有しており、
前記バッファ室は前記センサユニットと反対側の壁が開口しており、該開口を封止する封止フィルムの弾性により前記バッファ室の容量が変化すると共に、前記振動板の弾性により前記センサキャビティの容量が変化し、該センサキャビティよりも前記バッファ室の方が容量変化し易く、
前記バッファ室は、仕切壁を介して互いに隣り合う上流側バッファ室と下流側バッファ室に区分されており、
前記上流側バッファ室は、その上流部が前記送出通路の上流側に連通すると共に、下流部が上流側連通路を介して前記センサキャビティに連通し、前記下流側バッファ室は、その上流部が下流側連通路を介して前記センサキャビティに連通すると共に、下流部が前記送出通路の下流側に連通しており、
前記送出通路の上流側から流れてきた液体は、前記上流側バッファ室に流れ込み、前記上流側連通路を介して前記センサキャビティに入り、該センサキャビティから前記下流側連通路を介して前記下流側バッファ室を通って、前記送出通路の下流側に排出されるように構成されていることを特徴とする容器。
A container body having a delivery passage for delivering the liquid stored inside to the outside; a buffer chamber interposed near the end of the delivery passage; and a sensor unit provided to face the buffer chamber. ,
The sensor unit has a sensor chip;
The sensor chip includes a sensor cavity that communicates with the buffer chamber, a diaphragm that covers an opening surface of the sensor cavity opposite to the side that communicates with the buffer chamber, and a surface of the diaphragm opposite to the sensor cavity. provided, the conversion through said diaphragm with emits vibration wave toward the sensor cavity and the buffer chamber, a reflected wave returned from said buffer chamber into an electric signal by receiving through the diaphragm A piezoelectric element that
The buffer chamber has an opening on the opposite side of the sensor unit. The capacity of the buffer chamber changes due to the elasticity of the sealing film that seals the opening, and the elasticity of the diaphragm causes the sensor cavity to The capacity changes, and the capacity of the buffer chamber is more easily changed than the sensor cavity,
The buffer chamber is divided into an upstream buffer chamber and a downstream buffer chamber adjacent to each other via a partition wall,
The upstream buffer chamber has an upstream portion communicating with the upstream side of the delivery passage, a downstream portion communicating with the sensor cavity via the upstream communication passage, and the downstream buffer chamber has an upstream portion communicating with the sensor cavity. The downstream portion communicates with the sensor cavity via a downstream communication passage, and the downstream portion communicates with the downstream side of the delivery passage,
The liquid flowing from the upstream side of the delivery passage flows into the upstream buffer chamber, enters the sensor cavity via the upstream communication passage, and flows from the sensor cavity to the downstream side via the downstream communication passage. A container configured to be discharged to the downstream side of the delivery passage through the buffer chamber .

本発明によれば、液体の送出通路の終端付近にバッファ室を設け、そのバッファ室に臨ませてセンサユニットを設け、センサユニットのセンサチップからバッファ室に向けて振動波を出射し、バッファ室からセンサキャビティに戻ってきた反射波に基づいて、例えば、バッファ室やセンサキャビティ内の液体の有無を検出するようにしているので、液体の波動や液体中の気泡の影響を受けにくい条件下で、液体の残量等を検出することができる。 According to the present invention, a buffer chamber is provided near the end of the liquid delivery passage, a sensor unit is provided facing the buffer chamber, and vibration waves are emitted from the sensor chip of the sensor unit toward the buffer chamber. Based on the reflected wave returned from the sensor cavity to the sensor cavity, for example, the presence or absence of liquid in the buffer chamber or sensor cavity is detected, so that it is difficult to be affected by liquid waves and bubbles in the liquid. The remaining amount of liquid can be detected.

特に、バッファ室はセンサユニットと反対側の壁が開口しており、該開口を封止する封止フィルムの弾性によりバッファ室の容量が変化すると共に、振動板の弾性によりセンサキャビティの容量が変化し、該センサキャビティよりもバッファ室の方が容量変化し易いので、センサチップの発する振動が吸収されにくくなり、その結果、圧電素子の逆起電圧を大きくすることができて、感度の良い検出を行うことができる。

In particular, the buffer chamber has an opening on the opposite side of the sensor unit. The capacity of the buffer chamber changes due to the elasticity of the sealing film that seals the opening, and the capacity of the sensor cavity changes due to the elasticity of the diaphragm. However, since the capacity of the buffer chamber is more easily changed than that of the sensor cavity, the vibration generated by the sensor chip is less likely to be absorbed. As a result, the back electromotive voltage of the piezoelectric element can be increased and detection with high sensitivity is possible. It can be performed.

本発明によれば、振動板に対向するバッファ室の壁面を開口させてその開口を柔軟性を有する封止フィルムで塞いでいるので、バッファ室のコンプライアンス値を簡単に大きくすることができる。 According to the present invention, since the wall surface of the buffer chamber facing the diaphragm is opened and the opening is closed with a flexible sealing film, the compliance value of the buffer chamber can be easily increased.

本発明によれば、センサキャビティを、液体が流れる流路の一部とすることができるので、センサキャビティに液体や気泡が滞留することによる誤検出を極力防止することができる。 According to the present invention, since the sensor cavity can be a part of the flow path through which the liquid flows, it is possible to prevent erroneous detection due to liquid or bubbles remaining in the sensor cavity as much as possible.

以下、本発明の実施形態の液体検出機能付きのインクカートリッジ（液体検出機能を備えた容器）について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an ink cartridge with a liquid detection function (a container having a liquid detection function) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態のインクカートリッジが使用されるインクジェット式記録装置（液体噴射装置）の概略構成を示す。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１は、キャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus) in which the ink cartridge of this embodiment is used. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage. The carriage 1 is guided by a guide member 4 via a timing belt 3 driven by a carriage motor 2 and is reciprocated in the axial direction of the platen 5. ing.

キャリッジ１の記録用紙６に対向する側にはインクジェット式記録ヘッド１２が搭載され、またその上部には記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ１００が着脱可能に装着されている。 An ink jet recording head 12 is mounted on the side of the carriage 1 that faces the recording paper 6, and an ink cartridge 100 that supplies ink to the recording head 12 is detachably mounted thereon.

この記録装置の非印字領域であるホームポジション(図中、右側)にはキャップ部材１３が配置されており、このキャップ部材１３はキャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与えてクリーニング等を実施するためのポンプユニット１０が配置されている。 A cap member 13 is disposed at a home position (right side in the figure) which is a non-printing area of the recording apparatus. When the recording head 12 mounted on the carriage 1 is moved to the home position, the cap member 13 is The recording head 12 is pressed against the nozzle forming surface to form a sealed space with the nozzle forming surface. A pump unit 10 is disposed below the cap member 13 for applying a negative pressure to the sealed space formed by the cap member 13 to perform cleaning or the like.

また、キャップ部材１３における印字領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段１１が記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ１がキャップ部材１３側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。 Further, in the vicinity of the printing area side of the cap member 13, a wiping means 11 having an elastic plate such as rubber is disposed so as to be able to advance and retreat in the horizontal direction with respect to the movement locus of the recording head 12. Is configured to be able to wipe off the nozzle forming surface of the recording head 12 as necessary when reciprocating toward the cap member 13 side.

図２は、インクカートリッジ１００の概略構成を示す斜視図である。このインクカートリッジ１００には、本実施形態の液体検出装置であるセンサユニット２００が内蔵されている。 FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the ink cartridge 100. The ink cartridge 100 incorporates a sensor unit 200 that is a liquid detection device of the present embodiment.

インクカートリッジ１００は、内部にインク貯留部を備える樹脂製のカートリッジケース（容器本体）１０１と、カートリッジケース１０１の下端面を覆うように装着された樹脂製のカバー１０２とを有する。カバー１０２は、カートリッジケース１０１の下端面に貼られた各種の封止フィルムを保護するために設けられている。カートリッジケース１０１の下端面にはインク送出部１０３が突設され、インク送出部１０３の下端面には、インク送出口（図示略）を保護するためのカバーフィルム１０４が貼られている。 The ink cartridge 100 includes a resin cartridge case (container body) 101 having an ink storage portion therein, and a resin cover 102 mounted so as to cover the lower end surface of the cartridge case 101. The cover 102 is provided for protecting various sealing films attached to the lower end surface of the cartridge case 101. An ink delivery unit 103 projects from the lower end surface of the cartridge case 101, and a cover film 104 for protecting an ink delivery port (not shown) is attached to the lower end surface of the ink delivery unit 103.

また、カートリッジケース１０１の細幅の側面には、センサユニット２００を収容するためのセンサ収容凹部１１０が設けられ、そのセンサ収容凹部１１０には、センサユニット２００とスプリング３００とが収容されている。このスプリング３００は、後述するが、センサユニット２００を、センサ収容凹部１１０内底部のセンサ受壁１２０（図６参照）に押し付けてシールリング２７０（図６参照）を押し潰すことにより、センサユニット２００とカートリッジケース１０１との間のシール性の確保を行うものである。 A sensor housing recess 110 for housing the sensor unit 200 is provided on the narrow side surface of the cartridge case 101, and the sensor unit 200 and the spring 300 are housed in the sensor housing recess 110. As will be described later, the spring 300 presses the sensor unit 200 against the sensor receiving wall 120 (see FIG. 6) on the inner bottom of the sensor receiving recess 110 to crush the seal ring 270 (see FIG. 6), thereby crushing the sensor unit 200. The sealing property between the cartridge case 101 and the cartridge case 101 is ensured.

センサ収容凹部１１０は、カートリッジケース１０１の細幅の側面に開口しており、その側面の開口からセンサユニット２００とスプリング３００とが挿入されている。そして、センサ収容凹部１１０の側面の開口は、センサユニット２００及びスプリング３００を内部に収納した状態で、外側から基板５００の付いた封止カバー４００で塞がれている。 The sensor housing recess 110 is open on the narrow side surface of the cartridge case 101, and the sensor unit 200 and the spring 300 are inserted through the opening on the side surface. The opening on the side surface of the sensor housing recess 110 is closed from the outside by a sealing cover 400 with a substrate 500 in a state where the sensor unit 200 and the spring 300 are housed inside.

図３はセンサユニット２００と、スプリング３００と、封止カバー４００と、基板５００の各構成を示す分解斜視図である。また、図４はセンサユニット２００の分解斜視図、図５は別の角度から見たセンサユニット２００の分解斜視図、図６はインクカートリッジ１００のセンサユニット収容部分の縦断面図である。また、図７はセンサユニット２００の要部の断面図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。 FIG. 3 is an exploded perspective view showing each configuration of the sensor unit 200, the spring 300, the sealing cover 400, and the substrate 500. 4 is an exploded perspective view of the sensor unit 200, FIG. 5 is an exploded perspective view of the sensor unit 200 viewed from another angle, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a sensor unit housing portion of the ink cartridge 100. 7 is a cross-sectional view of the main part of the sensor unit 200, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.

図６に示すように、カートリッジケース１０１のセンサ収容凹部１１０の内底部には、センサユニット２００の下端を受けるためのセンサ受壁１２０が設けられている。センサ受壁１２０は、その上面にセンサユニット２００が載り、スプリング３００の弾性力で、センサユニット２００の下端のシールリング２７０が圧接する部分である。 As shown in FIG. 6, a sensor receiving wall 120 for receiving the lower end of the sensor unit 200 is provided on the inner bottom portion of the sensor housing recess 110 of the cartridge case 101. The sensor receiving wall 120 is a portion where the sensor unit 200 is placed on the upper surface and the seal ring 270 at the lower end of the sensor unit 200 is pressed by the elastic force of the spring 300.

このセンサ受壁１２０の下側には、隔壁（仕切壁）１２７を挟んで互いに区分された上流側と下流側の一対のセンサバッファ室１２２、１２３が設けられ、センサ受壁１２０には、センサバッファ室１２２、１２３に対応させて一対の連通口（連通路）１３２、１３３が設けられている。カートリッジケース１０１の内部には、図示しないが、貯留したインクを外部に送出するための送出通路が設けられており、送出通路の終端付近（インク送出口付近）に位置させてセンサ収容凹部１１０が設けられ、そのセンサ収容凹部１１０内にセンサユニット２００が配設されている。この場合、上流側センサバッファ室１２２は、連絡通路１２４を介して上流側の送出通路に連通され、下流側センサバッファ室１２３は、連絡通路１２５を介して、インク送出口に近い下流側の送出通路に連通されている。 Below the sensor receiving wall 120, a pair of upstream and downstream sensor buffer chambers 122, 123 that are separated from each other with a partition wall (partition wall) 127 interposed therebetween are provided. A pair of communication ports (communication paths) 132 and 133 are provided corresponding to the buffer chambers 122 and 123. Although not shown, the cartridge case 101 is provided with a delivery path for delivering the stored ink to the outside. The sensor housing recess 110 is located near the end of the delivery path (near the ink delivery port). The sensor unit 200 is provided in the sensor housing recess 110. In this case, the upstream sensor buffer chamber 122 communicates with the upstream delivery passage via the communication passage 124, and the downstream sensor buffer chamber 123 communicates with the downstream delivery near the ink delivery port via the communication passage 125. It is in communication with the passage.

また、センサバッファ室１２２、１２３の下面は、剛性壁で封じられているのではなく開口しており、その開口が、樹脂製の薄い柔軟性を持つ封止フィルム１０５によって覆われている。 The lower surfaces of the sensor buffer chambers 122 and 123 are not sealed with a rigid wall, but are opened, and the openings are covered with a resin-made thin sealing film 105 having flexibility.

センサユニット２００は、図４及び図５に示すように、上面に凹所２１１を有する樹脂製でプレート状のユニットベース２１０と、ユニットベース２１０の上面の凹所２１１に収容された金属製でプレート状のセンサベース２２０と、センサベース２２０の上面に載置固定されたセンサチップ２３０と、センサベース２２０とユニットベース２１０を固着する接着フィルム２４０と、ユニットベース２１０の上側に配された一対の端子プレート２５０と、端子プレート２５０の押さえとセンサチップ２３０の保護を行うプレート状の押さえカバー２６０と、ユニットベース２１０の下面に配されたゴム製のシールリング２７０と、から構成されている。 4 and 5, the sensor unit 200 is made of a resin-made plate-like unit base 210 having a recess 211 on the upper surface, and a metal plate accommodated in the recess 211 on the upper surface of the unit base 210. Sensor base 220, sensor chip 230 placed and fixed on the upper surface of sensor base 220, adhesive film 240 for fixing sensor base 220 and unit base 210, and a pair of terminals arranged on the upper side of unit base 210 The plate 250, a plate-shaped pressing cover 260 that holds the terminal plate 250 and protects the sensor chip 230, and a rubber seal ring 270 disposed on the lower surface of the unit base 210 are configured.

各部品の詳細を述べると、ユニットベース２１０は、図５に示すように、上面中央にセンサベース２２０の嵌まる凹所２１１を有すると共に、凹所２１１の周囲の上面壁２１４の外側に、上面壁２１４よりも一段高く設定された取付壁２１５を有する。取付壁２１５は凹所２１１を挟んで対向するように一対設けられており、取付壁２１５上に位置させて、ユニットベース２１０の上面の四隅には４つの支持ピン２１６が立設されている。また、凹所２１１の底壁には、円形の貫通孔よりなる入側流路（上流側連通路）２１２と出側流路（下流側連通路）２１３が設けられている。また、ユニットベース２１０の下面には、図４に示すようにシールリング２１７の嵌まる長円形の凸部２１７が設けられ、前記入側流路２１２と出側流路２１３はこの凸部２１７上に位置している。なお、シールリング２１７は、ゴム製のリングパッキンよりなり、下面に断面半円状の環状凸部２７１を有している。 As shown in FIG. 5, the unit base 210 has a recess 211 into which the sensor base 220 fits at the center of the upper surface, and an upper surface outside the upper surface wall 214 around the recess 211 as shown in FIG. The mounting wall 215 is set one step higher than the wall 214. A pair of mounting walls 215 are provided so as to face each other across the recess 211, and four support pins 216 are erected on the four corners of the upper surface of the unit base 210 so as to be positioned on the mounting wall 215. In addition, the bottom wall of the recess 211 is provided with an inlet-side flow path (upstream communication path) 212 and an outlet-side flow path (downstream communication path) 213 each having a circular through hole. Further, as shown in FIG. 4, an oval convex portion 217 into which the seal ring 217 is fitted is provided on the lower surface of the unit base 210, and the inlet-side channel 212 and the outlet-side channel 213 are arranged on the convex portion 217. Is located. The seal ring 217 is made of rubber ring packing and has an annular convex portion 271 having a semicircular cross section on the lower surface.

センサベース２２０は、センサの音響特性の向上を図る目的で、樹脂よりも剛性の高いステンレス等の金属プレートによって構成されている。センサベース２２０は、四つの角を面取りした矩形板状をなし、ユニットベース２１０の入側流路２１２及び出側流路２１３に対応した、２つの貫通孔よりなる入側流路（上流側連通路）２２２及び出側流路（下流側連通路）２２３を有している。 The sensor base 220 is made of a metal plate made of stainless steel or the like having higher rigidity than resin for the purpose of improving the acoustic characteristics of the sensor. The sensor base 220 has a rectangular plate shape with four chamfered corners, and is an inlet-side channel (upstream-side connection) composed of two through holes corresponding to the inlet-side channel 212 and the outlet-side channel 213 of the unit base 210. A passage) 222 and an outlet-side flow path (downstream communication passage) 223.

このセンサベース２２０の上面には、例えば両面接着フィルムの貼り付けや接着剤の塗布などによって接着層２４２が形成されており、この接着層２４２の上に、センサチップ２３０が搭載され固着されている。 An adhesive layer 242 is formed on the upper surface of the sensor base 220 by, for example, attaching a double-sided adhesive film or applying an adhesive, and the sensor chip 230 is mounted and fixed on the adhesive layer 242. .

センサチップ２３０は、検出対象のインク（液体）を受け入れるセンサキャビティ２３２を有しており、センサキャビティ２３２の下面をインクの受け入れを可能とするために開放し、上面を振動板２３３で塞いで、振動板２３３の上面に圧電素子２３４を配した構成をなしている。 The sensor chip 230 has a sensor cavity 232 that receives ink (liquid) to be detected. The lower surface of the sensor cavity 232 is opened to enable ink reception, and the upper surface is closed with a diaphragm 233. The piezoelectric element 234 is arranged on the upper surface of the diaphragm 233.

具体的に述べると、センサチップ２３０は、図６及び図７に示すように、円形開口よりなるセンサキャビティ２３２を中心に有するセラミック製のチップ本体２３１と、チップ本体２３１の上面に積層され、センサキャビティ２３２の底面壁を構成する振動板２３３と、振動板２３３の上に積層された圧電素子２３４と、チップ本体２３１の上に積層された端子２３５、２３６とで構成されている。 Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the sensor chip 230 is laminated on a ceramic chip body 231 having a sensor cavity 232 having a circular opening as a center, and an upper surface of the chip body 231, The diaphragm 233 constituting the bottom wall of the cavity 232, the piezoelectric element 234 laminated on the diaphragm 233, and terminals 235 and 236 laminated on the chip body 231.

圧電素子２３４は、具体的に図示しないが、前記各端子２３５、２３６に接続された上下の電極層と、上下の電極層の間に積層された圧電層とからなるものであり、例えば、センサキャビティ２３２内のインクの有無による電気特性の違いでインクエンドを判断する機能を果たす。圧電層の材料としては、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、等を用いることができる。 Although not specifically shown, the piezoelectric element 234 includes an upper and lower electrode layer connected to each of the terminals 235 and 236, and a piezoelectric layer stacked between the upper and lower electrode layers. It fulfills the function of determining the ink end based on the difference in electrical characteristics depending on the presence or absence of ink in the cavity 232. As a material of the piezoelectric layer, lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), a lead-less piezoelectric film that does not use lead, or the like can be used.

センサチップ２３０は、チップ本体２３１の下面をセンサベース２２０の上面中央部に載せることにより、前記接着層２４２によってセンサベース２２０に一体に固着されており、その接着層２４２によって同時に、センサベース２２０とセンサチップ２３０間がシールされている。そして、センサベース２２０及びユニットベース２１０の入側流路２２２、２１２と出側流路２２３、２１３は、センサチップ２３０のセンサキャビティ２３２に連通している。この構成により、インクは、入側流路２１２、２２２を介してセンサキャビティ２３２に入り、出側流路２２３、２１３を介してセンサキャビティ２３２から排出されるようになる。 The sensor chip 230 is integrally fixed to the sensor base 220 by the adhesive layer 242 by placing the lower surface of the chip main body 231 on the center of the upper surface of the sensor base 220, and simultaneously with the sensor base 220 by the adhesive layer 242. A space between the sensor chips 230 is sealed. The inlet side channels 222 and 212 and the outlet side channels 223 and 213 of the sensor base 220 and the unit base 210 communicate with the sensor cavity 232 of the sensor chip 230. With this configuration, the ink enters the sensor cavity 232 through the inlet-side channels 212 and 222 and is discharged from the sensor cavity 232 through the outlet-side channels 223 and 213.

このようにセンサチップ２３０が搭載された金属製のセンサベース２２０は、ユニットベース２１０の上面の凹所２１１に収容されている。そして、その上から樹脂製の接着フィルム２４０を被せることにより、センサベース２２０とユニットベース２１０が一体に接着されている。 Thus, the metal sensor base 220 on which the sensor chip 230 is mounted is accommodated in the recess 211 on the upper surface of the unit base 210. The sensor base 220 and the unit base 210 are integrally bonded by covering the resin adhesive film 240 thereon.

即ち、接着フィルム２４０は、中央に開口２４１を有しており、センサベース２２０をユニットベース２１０の上面の凹所２１１に収容した状態でその上から被せることにより、中央の開口２４１からセンサチップ２３０を露出させている。また、接着フィルム２４０の内周側を、センサベース２２０の上面に接着層２４２を介して接着させ、且つ、外周側をユニットベース２１０の凹所２１１の周囲の上面壁２１４に接着させることにより、つまり、接着フィルム２４０を２部品（センサベース２２０とユニットベース２１０）の上面に跨って貼り付けることにより、センサベース２２０とユニットベース２１０間を互いに固着すると同時にシールしている。 That is, the adhesive film 240 has an opening 241 at the center, and the sensor base 220 is covered from the recess 211 on the upper surface of the unit base 210 so as to cover the sensor base 220 from the center opening 241 to the sensor chip 230. Is exposed. Further, by bonding the inner peripheral side of the adhesive film 240 to the upper surface of the sensor base 220 via the adhesive layer 242 and bonding the outer peripheral side to the upper surface wall 214 around the recess 211 of the unit base 210, That is, by sticking the adhesive film 240 across the upper surfaces of the two components (the sensor base 220 and the unit base 210), the sensor base 220 and the unit base 210 are fixed to each other and sealed at the same time.

この場合、センサベース２２０の上面は、ユニットベース２１０の凹所２１１より上側に突出しており、接着フィルム２４０は、ユニットベース２１０の凹所２１１の周囲の上面壁２１４に対する接着位置よりも高い位置で、センサベース２２０の上面に接着されている。このように、センサベース２２０に対するフィルム接着面の高さを、ユニットベース２１０に対するフィルム接着面の高さよりも上の位置に設定したことにより、段差をもってセンサベース２２０を接着フィルム２４０で押え付けることができ、ユニットベース２１０に対するセンサベース２２０の固着力の強化を図ることができる。また、ガタツキのない取付も可能となる。 In this case, the upper surface of the sensor base 220 protrudes above the recess 211 of the unit base 210, and the adhesive film 240 is at a position higher than the bonding position with respect to the upper wall 214 around the recess 211 of the unit base 210. The sensor base 220 is bonded to the upper surface. Thus, by setting the height of the film bonding surface with respect to the sensor base 220 to a position higher than the height of the film bonding surface with respect to the unit base 210, the sensor base 220 can be pressed with the adhesive film 240 with a step. In addition, the fixing force of the sensor base 220 to the unit base 210 can be enhanced. In addition, mounting without backlash is possible.

また、各端子プレート２５０は、帯状の基板部２５１と、基板部２５１の側縁に突設されたバネ片２５２と、基板部２５１の両側に形成された取付孔２５３と、基板部２５１の両端に形成された折曲片２５４とを有するもので、それぞれ取付孔２５３に支持ピン２１６を通して位置決めした状態で、ユニットベース２１０の取付壁２１５の上面に配置されている。そして、その上から押さえカバー２６０を載せることで、ユニットベース２１０と押さえカバー２６０とにより挟持され、その状態で、各バネ片２５２が、センサチップ２３０の上面の端子２３５、２３６に接触導通している。 Each terminal plate 250 includes a strip-shaped substrate portion 251, spring pieces 252 projecting from the side edge of the substrate portion 251, attachment holes 253 formed on both sides of the substrate portion 251, and both ends of the substrate portion 251. And are arranged on the upper surface of the mounting wall 215 of the unit base 210 in a state of being positioned through the support pins 216 in the mounting holes 253, respectively. Then, by placing the pressing cover 260 from above, it is sandwiched between the unit base 210 and the pressing cover 260, and in this state, each spring piece 252 is brought into contact with the terminals 235 and 236 on the upper surface of the sensor chip 230. Yes.

押さえカバー２６０は、端子プレート２５０の基板部２５１を挟みながらユニットベース２１０の取付壁２１５の上面に載る平板部２６１と、平板部２６１の四隅に配され、ユニットベース２１０の支持ピン２１６に嵌まる４つの取付孔２６２と、平板部２６１の中央上面に設けられた立壁２６３と、立壁２６３に設けられたスプリング受座２６４と、平板部２６１の下面に設けられ、端子プレート２５０のバネ片２５２の逃げを作る凹部２６５とを有し、端子プレート２５０を上から押さえ付けながらユニットベース２１０の上面に載せられることで、ユニットベース２１０の上面の凹所２１１に収容されたセンサプレート２２０及びセンサチップ２３０を保護している。 The holding cover 260 is disposed on the upper surface of the mounting wall 215 of the unit base 210 while sandwiching the board portion 251 of the terminal plate 250, and is disposed at the four corners of the flat plate portion 261, and fits on the support pins 216 of the unit base 210. Four mounting holes 262, a standing wall 263 provided on the central upper surface of the flat plate portion 261, a spring receiving seat 264 provided on the standing wall 263, a lower surface of the flat plate portion 261, and a spring piece 252 of the terminal plate 250 The sensor plate 220 and the sensor chip 230 accommodated in the recess 211 on the upper surface of the unit base 210 are mounted on the upper surface of the unit base 210 while pressing the terminal plate 250 from above. Is protecting.

以上の部品によりセンサユニット２００を組み立てるには、まず、センサベース２２０の上面全面に接着層２４２を形成し、その接着層２４２の上にセンサチップ２３０を載置することで、センサチップ２３０とセンサベース２２０間を接着層２４２によって一体に固着すると共にシールする。 In order to assemble the sensor unit 200 with the above components, first, the adhesive layer 242 is formed on the entire upper surface of the sensor base 220, and the sensor chip 230 is placed on the adhesive layer 242. The bases 220 are integrally fixed and sealed with an adhesive layer 242.

次いで、そのセンサチップ２３０と一体になったセンサベース２２０を、ユニットベース２１０の上面の凹所２１１に収容し、その状態で、上方から接着フィルム２４０を被せることで、接着フィルム２４０の内周側をセンサベース２２０の上面に接着層２４２を介して接着させ、外周側をユニットベース２１０の凹所２１１の周囲の上面壁２１４に接着させる。それにより、センサベース２２０とユニットベース２１０間を、接着フィルム２４０によって一体に固着すると共にシールすることができる。 Next, the sensor base 220 integrated with the sensor chip 230 is accommodated in the recess 211 on the upper surface of the unit base 210, and in this state, the adhesive film 240 is covered from above, so that the inner peripheral side of the adhesive film 240 is covered. Is bonded to the upper surface of the sensor base 220 via the adhesive layer 242, and the outer peripheral side is bonded to the upper surface wall 214 around the recess 211 of the unit base 210. Accordingly, the sensor base 220 and the unit base 210 can be integrally fixed and sealed with the adhesive film 240.

次に、端子プレート２５０を、取付孔２５３をユニットベース２１０の支持ピン２１６に嵌めながら、ユニットベース２１０の上に配設し、その上から押さえカバー２６０を配置する。また、任意の段階で、ユニットベース２１０の下面の凸部２１７にシールリング２７０を嵌めておく。以上により、センサユニット２００を組み立てることができる。 Next, the terminal plate 250 is disposed on the unit base 210 while fitting the mounting holes 253 to the support pins 216 of the unit base 210, and the pressing cover 260 is disposed thereon. Further, at an arbitrary stage, the seal ring 270 is fitted on the convex portion 217 on the lower surface of the unit base 210. As described above, the sensor unit 200 can be assembled.

センサユニット２００は、以上のように構成されており、カートリッジケース１００のセンサ収容凹所１１０にスプリング３００と一緒に収容されている。そして収容された状態で、図６に示すようにスプリング３００が押さえカバー２６０を下向きに押圧することにより、センサユニット２００の下面に設けたシールリング２７０が潰れながらセンサ収容凹所１１０内のセンサ受壁１２０に圧接し、これにより、センサユニット２００とカートリッジケース１０１の間のシール性が確保されている。 The sensor unit 200 is configured as described above, and is housed together with the spring 300 in the sensor housing recess 110 of the cartridge case 100. Then, in the accommodated state, the spring 300 presses the pressing cover 260 downward as shown in FIG. 6, so that the seal ring 270 provided on the lower surface of the sensor unit 200 is crushed and the sensor receiving in the sensor accommodating recess 110 is collapsed. The wall 120 is pressed against the wall 120, thereby ensuring a sealing property between the sensor unit 200 and the cartridge case 101.

このような組み付けが行われることにより、シール性が確保された条件の下で、カートリッジケース１０１内の上流側バッファ室１２２が、センサ受壁１２０の連通口（上流側連通路）１３２を介してセンサユニット２００内の入側流路（上流側連通路）２１２、２２２に連通され、カートリッジケース１０１内の下流側バッファ室１２３が、センサ受壁１２０の連通口（下流側連通路）１３３を介してセンサユニット２００内の出側流路（下流側連通路）２１３、２２３に連通される。そして、入側流路２１２、２２２、センサキャビティ２３２、出側流路２１３、２２３は、この順に上流側から並ぶように、カートリッジケース１０１内の送出通路に直列に介在することになる。 As a result of such assembly, the upstream buffer chamber 122 in the cartridge case 101 passes through the communication port (upstream communication path) 132 of the sensor receiving wall 120 under a condition in which sealing performance is ensured. The downstream side buffer chamber 123 in the cartridge case 101 communicates with the inlet side flow paths (upstream side communication paths) 212 and 222 in the sensor unit 200, and the downstream side buffer chamber 123 in the cartridge case 101 passes through the communication port (downstream side communication path) 133 of the sensor receiving wall 120. Are connected to the outlet side flow paths (downstream side communication paths) 213 and 223 in the sensor unit 200. The inlet-side channels 212 and 222, the sensor cavity 232, and the outlet-side channels 213 and 223 are interposed in series in the delivery passage in the cartridge case 101 so as to be arranged from the upstream side in this order.

ここで、センサキャビティ２３２につながる上流側の流路は、流路断面の大きな上流側バッファ室１２２、及び、流路断面の小さなセンサ受壁１２０の連通口１３２、センサユニット２００内の入側流路２１２、２２２で構成される。また、センサキャビティ２３２につながる下流側の流路は、流路断面の大きな下流側バッファ室１２３、及び、流路断面の小さなセンサ受壁１２０の連通口１３３、センサユニット２００内の出側流路２１３、２２３で構成される。センサキャビティ２３２につながる流路のうち、バッファ室１２２、１２３に比較して流路断面の小さな連通路（連通口１３２、１３３、入側流路２１２、２２２、２１３、２２３）は、狭隘流路となっている。 Here, the upstream flow path connected to the sensor cavity 232 includes the upstream buffer chamber 122 having a large flow section, the communication port 132 of the sensor receiving wall 120 having a small flow section, and the inlet flow in the sensor unit 200. It consists of paths 212 and 222. The downstream flow path connected to the sensor cavity 232 includes a downstream buffer chamber 123 having a large flow section, a communication port 133 of the sensor receiving wall 120 having a small flow section, and an exit flow path in the sensor unit 200. 213 and 223. Of the flow paths connected to the sensor cavity 232, communication paths (communication ports 132 and 133, inlet-side flow paths 212, 222, 213, and 223) having a smaller flow path cross section than the buffer chambers 122 and 123 are narrow flow paths. It has become.

また、センサ収容凹所１１０の側面開口を塞ぐ封止カバー４００は、図３に示すように、板状の本体４０１の外面に基板５００の嵌まる凹部４０２を設け、凹部４０２の底壁に、各端子プレート２５０の折曲片２５４の露出する開口４０３と、基板５００の位置決め用のピン４０６、４０７とを設け、本体４０１の内面に、センサ収容凹所１１０内の所定部位に係止する係止爪４０５を突設した構成を有しており、センサユニット２００及びスプリング３００をセンサ収容凹所１１０の内部に収容した状態で、カートリッジケース１０１に取り付けられている。この状態で、封止カバー４００の凹部４０２に基板５００を取り付けることにより、基板５００の所定の接点５０１と端子プレート２５０とが接触導通する。なお、基板５００には、位置決め用のピン４０６、４０７と係合する切欠５０６や孔５０７が設けられている。 Further, as shown in FIG. 3, the sealing cover 400 that closes the side opening of the sensor receiving recess 110 is provided with a recess 402 into which the substrate 500 is fitted on the outer surface of the plate-like main body 401, and the bottom wall of the recess 402 An opening 403 through which the bent piece 254 of each terminal plate 250 is exposed and pins 406 and 407 for positioning the substrate 500 are provided, and the inner surface of the main body 401 is engaged with a predetermined portion in the sensor receiving recess 110. A pawl 405 is provided in a projecting manner, and is attached to the cartridge case 101 in a state where the sensor unit 200 and the spring 300 are housed in the sensor housing recess 110. In this state, by attaching the substrate 500 to the recess 402 of the sealing cover 400, the predetermined contact 501 of the substrate 500 and the terminal plate 250 are brought into contact with each other. The substrate 500 is provided with notches 506 and holes 507 that engage with positioning pins 406 and 407.

次に、センサユニット２００によるインクの検出原理について説明する。
インクカートリッジ１０１内のインクが消費される際には、貯留されたインクは、センサユニット２００のセンサキャビティ２３２を経由して、インク送出部１０３からインクジェット式記録装置の記録ヘッド１２へ送られる。 Next, the principle of ink detection by the sensor unit 200 will be described.
When the ink in the ink cartridge 101 is consumed, the stored ink is sent from the ink delivery unit 103 to the recording head 12 of the ink jet recording apparatus via the sensor cavity 232 of the sensor unit 200.

この際、インクカートリッジ１００内にインクが十分に残っている段階では、センサキャビティ２３２内はインクで満たされている。一方、インクカートリッジ１００内のインク残量が少なくなると、センサキャビティ２３２内にインクが存在しない状態となる。 At this time, the sensor cavity 232 is filled with ink when ink is sufficiently left in the ink cartridge 100. On the other hand, when the remaining amount of ink in the ink cartridge 100 decreases, no ink exists in the sensor cavity 232.

そこで、センサユニット２００は、この状態の変化に起因する音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、インクが十分に残っている状態であるか、あるいは、ある一定以上のインクが消費されて残量が少なくなった状態であるか、を検知することができる。 Therefore, the sensor unit 200 detects a difference in acoustic impedance caused by the change in this state. Accordingly, it is possible to detect whether the ink is sufficiently remaining or whether the remaining amount is low due to consumption of a certain amount of ink.

具体的には、圧電素子２３４に電圧を印加すると、圧電素子２３４の変形に伴い振動板２３３が変形する。圧電素子２３４を強制的に変形させた後、電圧の印加を解除すると、しばらくは、たわみ振動が振動板２３３に残留する。この残留振動は、振動板２３３とキャビティ２３２内の媒体との自由振動である。従って、圧電素子２３４に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後の振動板２３３と媒体との共振状態を容易に得ることができる。 Specifically, when a voltage is applied to the piezoelectric element 234, the diaphragm 233 is deformed along with the deformation of the piezoelectric element 234. When the application of voltage is canceled after the piezoelectric element 234 is forcibly deformed, the flexural vibration remains on the diaphragm 233 for a while. This residual vibration is free vibration between the diaphragm 233 and the medium in the cavity 232. Therefore, by setting the voltage applied to the piezoelectric element 234 to a pulse waveform or a rectangular wave, the resonance state between the diaphragm 233 and the medium after the voltage is applied can be easily obtained.

この残留振動は、振動板２３３の振動であり、圧電素子２３４の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電素子７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、端子プレート２５０を介して外部で検出される。 This residual vibration is vibration of the diaphragm 233 and is accompanied by deformation of the piezoelectric element 234. For this reason, the piezoelectric element 7 generates a counter electromotive force with the residual vibration. This counter electromotive force is detected outside via the terminal plate 250.

このようにして検出された逆起電力によって共振周波数が特定できるので、この共振周波数に基づいてインクカートリッジ１００内のインクの有無を検出することができる。 Since the resonance frequency can be specified by the back electromotive force detected in this way, the presence or absence of ink in the ink cartridge 100 can be detected based on this resonance frequency.

ところで、このような原理でインク残量を検出する場合に、インク残量の多寡による音響インピーダンスの相違を正確に分別するには、振動板２３３に伝わってくる振動の強さが大きい方が断然有利である。従って、圧電素子２３４の駆動により振動板２３３を振動させて、振動波をバッファ室１２２、１２３に向け出射した後の反射波が、反射波に打ち消されない条件を作り出せれば、検出の感度を上げることができる。 By the way, when detecting the remaining amount of ink based on such a principle, in order to accurately distinguish the difference in acoustic impedance due to the large amount of remaining ink, it is obvious that the intensity of vibration transmitted to the diaphragm 233 is larger. It is advantageous. Therefore, if the reflected wave after the vibration plate 233 is vibrated by driving the piezoelectric element 234 and the vibration wave is emitted toward the buffer chambers 122 and 123 can be created so that the reflected wave does not cancel out, the detection sensitivity can be improved. Can be raised.

そのために、本実施形態では、センサキャビティ２３２からバッファ室１２２、１２３までの空間を振動波の伝播空間として捉えた場合、バッファ室１２２、１２３の容量変化のしやすさとして定義されるコンプライアンス値を、センサキャビティ２３２のコンプライアンス値の１０倍以上となるように設定してある。この場合、センサキャビティ２３２のコンプライアンス値は、主に振動板２３３の弾性によって与えられているが、バッファ室１２２、１２３のコンプライアンス値は、下面開口を封止する封止フィルム１０５の弾性によって主に与えられている。 Therefore, in this embodiment, when the space from the sensor cavity 232 to the buffer chambers 122 and 123 is regarded as a propagation space of vibration waves, the compliance value defined as the ease of capacity change of the buffer chambers 122 and 123 is set. The compliance value of the sensor cavity 232 is set to be 10 times or more. In this case, the compliance value of the sensor cavity 232 is mainly given by the elasticity of the diaphragm 233, while the compliance value of the buffer chambers 122 and 123 is mainly given by the elasticity of the sealing film 105 that seals the lower surface opening. Is given.

封止フィルム１０５は、ユニットベース２１０及びセンサベース２２０の入側流路（連通孔）２１２、２２２及び出側流路（連通孔）２２３，２１３を介して直接センサキャビディ２３２、すなわちセンサチップ２３０と面するように配置されている。すなわち、本実施形態では、封止フィルム１０５は、センサチップ２３０と対抗するように配置されている。 The sealing film 105 is directly attached to the sensor cavity 232, that is, the sensor chip 230 via the inlet-side channels (communication holes) 212 and 222 and the outlet-side channels (communication holes) 223 and 213 of the unit base 210 and the sensor base 220. It is arranged to face. That is, in this embodiment, the sealing film 105 is disposed so as to oppose the sensor chip 230.

なお、封止フィルム１０５は、カバー１０２により覆われている（不図示）。即ち、封止フィルム１０５は、カバー１０２により外部から保護されており、外乱による封止フィルムの破損が未然に防止されている。 The sealing film 105 is covered with a cover 102 (not shown). That is, the sealing film 105 is protected from the outside by the cover 102, so that the sealing film is prevented from being damaged by disturbance.

以上の実施形態によれば、インクの送出通路の終端付近にバッファ室１２２、１２３を設け、そのバッファ室１２２、１２３に臨ませてセンサユニット２００を設け、センサユニット２００のセンサチップ２３０からバッファ室１２２、１２３に向けて振動波を出射し、バッファ室１２２、１２３からセンサキャビティ２３２に戻ってきた反射波に基づいて、バッファ室１２２、１２３やセンサキャビティ２３２内のインクの有無を検出するようにしているので、インクの波動やインク中の気泡の影響を受けずに、インクの残量を検出することができる。 According to the embodiment described above, the buffer chambers 122 and 123 are provided near the end of the ink delivery path, the sensor unit 200 is provided facing the buffer chambers 122 and 123, and the buffer chamber is moved from the sensor chip 230 of the sensor unit 200. Oscillation waves are emitted toward 122 and 123, and the presence or absence of ink in the buffer chambers 122 and 123 and the sensor cavity 232 is detected based on the reflected waves returned from the buffer chambers 122 and 123 to the sensor cavity 232. Therefore, the remaining amount of ink can be detected without being affected by the wave of ink or bubbles in the ink.

特に、バッファ室１２２、１２３のコンプライアンス値を、センサキャビティ２３２のコンプライアンス値の１０倍以上となるように設定しているので、センサチップ２３０の発する振動が吸収されにくくなり、その結果、圧電素子２３４の逆起電圧を大きくすることができて、感度の良い検出を行うことができる。 In particular, since the compliance values of the buffer chambers 122 and 123 are set to be 10 times or more than the compliance value of the sensor cavity 232, vibration generated by the sensor chip 230 is hardly absorbed, and as a result, the piezoelectric element 234 is obtained. The back electromotive voltage can be increased, and sensitive detection can be performed.

この場合、振動板２３３に対向するバッファ室１２２、１２３の壁面を開口させ、その開口を柔軟性を有する封止フィルム１０５で塞いでいるので、バッファ室１２２、１２３のコンプライアンス値を簡単に大きくすることができ、上記の条件を容易に満たすことができる。 In this case, since the wall surfaces of the buffer chambers 122 and 123 facing the diaphragm 233 are opened and the openings are closed with a flexible sealing film 105, the compliance value of the buffer chambers 122 and 123 is easily increased. And the above conditions can be easily satisfied.

また、送出通路の上流側から流れてきたインクが、上流側バッファ室１２２から上流側連通路（センサ受壁１２０の連通口１３２、ユニットベース２１０及びセンサベース２２０の入側流路２１２、２２２）を介してセンサキャビティ２３２に供給され、センサキャビティ２３２から下流側連通路（ユニットベース２１０及びセンサベース２２０の出側流路２１３、２２３及びセンサ受壁１２０の連通口１３３）及び下流側バッファ室１２３を介して送出通路の下流側に排出されるように構成されているので、センサキャビティ２３２を、インクが流れる流路の一部とすることができる。従って、センサキャビティ２３２にインクや気泡が滞留することによる誤検出を極力防止することができる。 Further, the ink flowing from the upstream side of the delivery path passes from the upstream side buffer chamber 122 to the upstream side communication path (the communication port 132 of the sensor receiving wall 120, the unit base 210, and the inlet side flow paths 212 and 222 of the sensor base 220). To the sensor cavity 232, and from the sensor cavity 232 to the downstream communication path (the unit base 210 and the outlet channels 213 and 223 of the sensor base 220 and the communication port 133 of the sensor receiving wall 120) and the downstream buffer chamber 123. Therefore, the sensor cavity 232 can be a part of the flow path through which the ink flows. Therefore, it is possible to prevent erroneous detection due to ink or bubbles remaining in the sensor cavity 232 as much as possible.

また、センサチップ２３０を金属製のセンサベース２２０の上に配置し、センサベース２２０を樹脂製のユニットベース２１０の上に配置し、ユニットベース２１０をセンサ受壁１２０の上に配置し、センサキャビティ２３２とバッファ室１２２、１２３を、センサベース２２０、ユニットベース２１０、及びセンサ受壁１２０にそれぞれ形成した連通路（上流側及び下流側流路２１２、２２２、２１３、２２３及び連通口１３２、１３３）を介して連通させているので、インクの波動やインク中の気泡の影響を受けずに、インクの残量を正確に検出することができる。また、樹脂製のユニットベース２１０とセンサチップ２３０との間に金属製のセンサベース２２０を介在させているので、音響特性を良好にすることができる。また、連通路（上流側及び下流側流路２１２、２２２、２１３、２２３及び連通口１３２、１３３）を狭隘流路としているので、音響特性上においてはバッファ室１２２、１２３の寸法を最適な条件に設定するだけで、吸収の少ない条件で反射波を振動板２３３上に捕らえることができ、高い感度を保つことができる。 Further, the sensor chip 230 is disposed on the metal sensor base 220, the sensor base 220 is disposed on the resin unit base 210, the unit base 210 is disposed on the sensor receiving wall 120, and the sensor cavity is disposed. 232 and buffer chambers 122 and 123 are formed in the sensor base 220, the unit base 210, and the sensor receiving wall 120, respectively (upstream and downstream channels 212, 222, 213, and 223 and communication ports 132 and 133). Therefore, the remaining amount of ink can be accurately detected without being affected by the wave of ink or bubbles in the ink. Further, since the metal sensor base 220 is interposed between the resin unit base 210 and the sensor chip 230, the acoustic characteristics can be improved. In addition, since the communication paths (upstream and downstream flow paths 212, 222, 213, and 223 and communication ports 132 and 133) are narrow flow paths, the dimensions of the buffer chambers 122 and 123 are optimal in terms of acoustic characteristics. Therefore, the reflected wave can be captured on the diaphragm 233 under a condition with little absorption, and high sensitivity can be maintained.

本発明の実施形態のインクカートリッジが使用されるインクジェット式記録装置（液体噴射装置）の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus) in which an ink cartridge according to an embodiment of the present invention is used. 本発明に実施形態のインクカートリッジの概略構成を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of an ink cartridge according to an embodiment of the present invention. 図２のインクカートリッジに装備されるセンサユニット（液体検出装置）を始めとする部品の詳細構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a detailed configuration of components including a sensor unit (liquid detection device) installed in the ink cartridge of FIG. 2. 図３のセンサユニットの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the sensor unit of FIG. 3. 図３のセンサユニットの別の角度から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view seen from another angle of the sensor unit of FIG. 図２のインクカートリッジのセンサユニットを装着した部分の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a portion where a sensor unit of the ink cartridge of FIG. 2 is mounted. 図６のセンサユニットの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the sensor unit of FIG. 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。It is VIII-VIII arrow sectional drawing of FIG.

Explanation of symbols

１００インクカートリッジ（液体検出機能を備えた容器）
１０１カートリッジケース（容器本体）
１０５封止フィルム
１２０センサ受壁
１２２上流側センサバッファ室
１２３下流側センサバッファ室
１２７隔壁（仕切壁）
２００センサユニット
２１０ユニットベース
２１２入側流路（上流側連通路）
２１３出側流路（下流側連通路）
２２０センサベース
２２２入側流路（上流側連通路）
２２３出側流路（下流側連通路）
２３０センサチップ
２３２センサキャビティ
２３３振動板
２３４圧電素子 100 Ink cartridge (container with liquid detection function)
101 Cartridge case (container body)
105 Sealing film 120 Sensor receiving wall 122 Upstream sensor buffer chamber 123 Downstream sensor buffer chamber 127 Partition (partition wall)
200 Sensor unit 210 Unit base 212 Inlet flow path (upstream communication path)
213 Outlet channel (downstream communication path)
220 Sensor base 222 Inlet flow path (upstream communication path)
223 Outlet channel (downstream communication path)
230 Sensor chip 232 Sensor cavity 233 Diaphragm 234 Piezoelectric element

Claims

A container body having a delivery passage for delivering the liquid stored inside to the outside; a buffer chamber interposed near the end of the delivery passage; and a sensor unit provided to face the buffer chamber. ,
The sensor unit has a sensor chip;
The sensor chip includes a sensor cavity that communicates with the buffer chamber, a diaphragm that covers an opening surface of the sensor cavity opposite to the side that communicates with the buffer chamber, and a surface of the diaphragm opposite to the sensor cavity. provided, the conversion through said diaphragm with emits vibration wave toward the sensor cavity and the buffer chamber, a reflected wave returned from said buffer chamber into an electric signal by receiving through the diaphragm A piezoelectric element that
The buffer chamber has an opening on the opposite side of the sensor unit. The capacity of the buffer chamber changes due to the elasticity of the sealing film that seals the opening, and the elasticity of the diaphragm causes the sensor cavity to The capacity changes, and the capacity of the buffer chamber is more easily changed than the sensor cavity,
The buffer chamber is divided into an upstream buffer chamber and a downstream buffer chamber adjacent to each other via a partition wall,
The upstream buffer chamber has an upstream portion communicating with the upstream side of the delivery passage, a downstream portion communicating with the sensor cavity via the upstream communication passage, and the downstream buffer chamber has an upstream portion communicating with the sensor cavity. The downstream portion communicates with the sensor cavity via a downstream communication passage, and the downstream portion communicates with the downstream side of the delivery passage,
The liquid flowing from the upstream side of the delivery passage flows into the upstream buffer chamber, enters the sensor cavity via the upstream communication passage, and flows from the sensor cavity to the downstream side via the downstream communication passage. A container configured to be discharged to the downstream side of the delivery passage through the buffer chamber .