JP2010089369A - Liquid container - Google Patents
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Abstract
【課題】精度良く液体切れを検出可能な液体容器を提供する。
【解決手段】液体容器は、液体を収容する液体収容部と、液体を液体噴射装置に供給する液体供給部と、液体収容部と液体供給部とを接続する液体流路と、外部から気体を導入する気体導入部と、液体貯留室と、検出部とを備える。液体貯留室は、液体流路の途中に配置され、内壁の一部が振動板で形成されている。検出部は、振動板を介して液体貯留室に存在する流体に振動を付与し、振動板を介して前記液体貯留室に存在する流体の振動の振幅を検出する。液体貯留室は、液体貯留室に前記気体が存在しない場合において検出される流体の振動の振幅が検出閾値より小さくなり、液体貯留室に気体が存在する場合において検出される流体の振動の振幅が検出閾値より大きくなるように構成されている。
【選択図】図9A liquid container capable of detecting a breakage of liquid with high accuracy is provided.
A liquid container includes a liquid storage unit that stores a liquid, a liquid supply unit that supplies the liquid to the liquid ejecting apparatus, a liquid channel that connects the liquid storage unit and the liquid supply unit, and gas from the outside. A gas introduction part to be introduced, a liquid storage chamber, and a detection part are provided. A liquid storage chamber is arrange | positioned in the middle of the liquid flow path, and a part of inner wall is formed with the diaphragm. The detection unit applies vibration to the fluid existing in the liquid storage chamber via the vibration plate, and detects the amplitude of vibration of the fluid existing in the liquid storage chamber via the vibration plate. In the liquid storage chamber, the amplitude of the vibration of the fluid detected when the gas does not exist in the liquid storage chamber is smaller than the detection threshold, and the amplitude of the vibration of the fluid detected when the gas exists in the liquid storage chamber It is comprised so that it may become larger than a detection threshold value.
[Selection] Figure 9
Description
本発明は、特に液体容器に関し、特に液体の残量を検出するセンサを備えた液体容器に関する。 The present invention particularly relates to a liquid container, and more particularly to a liquid container including a sensor for detecting a remaining amount of liquid.
インクジェットプリンタを始めとする液体噴射装置に噴射する液体を供給するために、当該液体を収容する液体容器が用いられている。従来、液体容器内部の液体残量の管理方法としては、液体噴射装置が、噴射した液体の量をソフトウェアにより積算して管理する方法や、液体容器に液体残量センサを設ける方法が知られている。後者の例として、圧電素子を含む液体残量センサが知られている(例えば、特許文献1)。このセンサは、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、液体が存在する場合と空気が存在する場合とで、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、液体切れを判定するというものである。 In order to supply a liquid to be ejected to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet printer, a liquid container that stores the liquid is used. Conventionally, as a method for managing the remaining amount of liquid in the liquid container, a method in which the liquid ejecting apparatus integrates and manages the amount of ejected liquid by software, and a method in which a liquid remaining amount sensor is provided in the liquid container are known. Yes. As an example of the latter, a liquid remaining amount sensor including a piezoelectric element is known (for example, Patent Document 1). This sensor is caused by residual vibration (free vibration) of the diaphragm after forced vibration in the presence of liquid and air in the cavity facing the diaphragm on which the piezoelectric elements are stacked. It is determined that the liquid has run out by utilizing the change in the resonance frequency of the residual vibration signal.
しかしながら、共振周波数の変化を利用する液体残量センサは、キャビティ内に液体と空気の両方が存在する場合に、中途半端な共振周波数が検出される場合があった。このような場合、液体容器の液体切れを精度良く検出できないおそれがあった。 However, in the liquid remaining amount sensor using the change in the resonance frequency, when both liquid and air exist in the cavity, a halfway resonance frequency may be detected. In such a case, there is a possibility that the lack of liquid in the liquid container cannot be accurately detected.
そこで、本発明は、精度良く液体切れを検出可能な液体容器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid container that can detect liquid breakage with high accuracy.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the above-described problems.
[適用例1] 液体噴射装置に装着される液体容器であって、
液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部より下流側に配置され、前記液体を前記液体噴射装置に供給する液体供給部と、
前記液体収容部と前記液体供給部とを接続する液体流路と、
前記液体収容部より上流側に配置され、前記液体供給部からの前記液体の供給に伴い、外部から気体を導入する気体導入部と、
前記液体流路の途中に配置され、内壁の一部が振動板で形成された液体貯留室と、
前記振動板を介して前記液体貯留室に存在する流体に振動を付与し、前記振動板を介して前記液体貯留室に存在する流体の振動の振幅を検出する検出部と、
を備え、
前記液体貯留室は、前記液体貯留室に前記気体が存在しない場合において検出される前記流体の振動の振幅が検出閾値より小さくなり、前記液体貯留室に前記気体が存在する場合において検出される前記流体の振動の振幅が前記検出閾値より大きくなるように構成されている、液体容器。
Application Example 1 A liquid container mounted on a liquid ejecting apparatus,
A liquid container for containing liquid;
A liquid supply unit that is disposed downstream of the liquid storage unit and supplies the liquid to the liquid ejecting apparatus;
A liquid flow path connecting the liquid storage part and the liquid supply part;
A gas introduction part that is arranged upstream of the liquid storage part and introduces a gas from the outside along with the supply of the liquid from the liquid supply part,
Disposed in the middle of the liquid flow path, and a liquid storage chamber in which a part of the inner wall is formed of a diaphragm;
A detection unit that applies vibration to the fluid existing in the liquid storage chamber via the vibration plate and detects the amplitude of vibration of the fluid existing in the liquid storage chamber via the vibration plate;
With
The liquid storage chamber is detected when the amplitude of the vibration of the fluid detected when the gas does not exist in the liquid storage chamber is smaller than a detection threshold, and the gas exists in the liquid storage chamber. A liquid container configured to have an amplitude of vibration of fluid larger than the detection threshold.
こうすれば、液体貯留室に存在する流体の振動の振幅に基づいて、インク残量を精度良く検出することができる。 In this way, the remaining amount of ink can be accurately detected based on the amplitude of vibration of the fluid existing in the liquid storage chamber.
[適用例2]適用例1に記載の液体容器であって、
前記液体貯留室は、前記振動板で形成された内壁の一部を除く内壁が剛体で形成されており、
前記液体貯留室の上流側流路および下流側流路の圧力損失は、前記検出部によって付与された振動により前記液体が前記上流側流路および前記下流側流路の内部を流動することを抑制することにより、前記液体貯留室に前記気体が存在しない場合において検出される前記流体の振動の振幅が検出閾値より小さくなる程度に大きく設定されている、液体流路。
こうすれば、液体貯留室に気体が流入していない状態で、液体貯留室内部の振動の振幅を小さくすることができる。
[Application Example 2] The liquid container according to Application Example 1,
The liquid storage chamber has an inner wall formed of a rigid body excluding a part of the inner wall formed of the diaphragm,
The pressure loss of the upstream flow path and the downstream flow path of the liquid storage chamber suppresses the liquid from flowing inside the upstream flow path and the downstream flow path due to vibration applied by the detection unit. Accordingly, the liquid flow path is set to be large enough that the amplitude of the vibration of the fluid detected when the gas does not exist in the liquid storage chamber is smaller than a detection threshold.
In this way, the amplitude of vibration in the liquid storage chamber can be reduced in a state where no gas flows into the liquid storage chamber.
[適用例3]適用例1または適用例2に記載の液体容器であって、
前記液体貯留室は、前記液体貯留室に流入した気体を捕集する気体捕集部を有する、液体容器。
こうすれば、液体貯留部に流入した気体が下流側に移動することを抑制することができる。
[Application Example 3] The liquid container according to Application Example 1 or Application Example 2,
The liquid storage chamber is a liquid container having a gas collection part that collects gas flowing into the liquid storage chamber.
If it carries out like this, it can suppress that the gas which flowed into the liquid storage part moves downstream.
[適用例4]適用例1ないし適用例3に記載の液体容器であって、
前記液体貯留室は、
前記上流側流路および前記下流側流路と連通する第1の部屋と、
前記第1の部屋と連通し、前記検出部が配置された第2の部屋と、
を有する、液体容器。
Application Example 4 The liquid container according to Application Example 1 to Application Example 3,
The liquid reservoir is
A first chamber communicating with the upstream flow path and the downstream flow path;
A second room in communication with the first room, in which the detection unit is disposed;
Having a liquid container.
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、液体容器と液体噴射装置を含む液体噴射システム、液体残量の検出装置などとして実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, a liquid ejecting system including a liquid container and a liquid ejecting apparatus, a liquid remaining amount detecting apparatus, and the like.
A.実施例:
・印刷システムの構成:
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図1は、実施例における印刷システムの概略構成を示す説明図である。印刷システムは、プリンタ20と、コンピュータ90と、インクカートリッジ100を備えている。プリンタ20は、コネクタ80を介して、コンピュータ90と接続されている。
A. Example:
・ Configuration of printing system:
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a printing system according to an embodiment. The printing system includes a
プリンタ20は、副走査送り機構と、主走査送り機構と、ヘッド駆動機構と、各機構を制御するための主制御部40と、を備えている。副走査送り機構は、紙送りモータ22とプラテン26とを備えており、紙送りモータの回転をプラテンに伝達することによって用紙Pを副走査方向に搬送する。主走査送り機構は、キャリッジモータ32と、プーリ38と、キャリッジモータ32とプーリ38との間に張設された駆動ベルト36と、プラテン26の軸と並行に設けられた摺動軸34と、を備えている。摺動軸34は、駆動ベルト36に固定されたキャリッジ30を摺動可能に保持している。キャリッジモータ32の回転は、駆動ベルト36を介してキャリッジ30に伝達され、キャリッジ30は、摺動軸34に沿ってプラテン26の軸方向(主走査方向)に往復動する。ヘッド駆動機構は、キャリッジ30に搭載された印刷ヘッドユニット60を備えており、印刷ヘッドを駆動して用紙P上にインクを吐出させる。印刷ヘッドユニット60には、複数のインクカートリッジを脱着自在に装着可能である。キャリッジ30には、さらに、キャリッジ回路50が搭載されている。キャリッジ回路50は、主制御部40と協働してインクカートリッジ100に関連する制御を行うための回路であり、以下ではサブ制御部ともいう。プリンタ20は、さらに、ユーザがプリンタの各種の設定を行ったり、プリンタのステータスを確認したりするための操作部70を備えている。
The
図2は、インクカートリッジ100の概略構成を示す分解斜視図である。図3は、容器本体102の斜視図である。図4は、容器本体102の正面図および上面図である。インクカートリッジ100がキャリッジ30に装着された状態での上下方向は、図2におけるZ軸方向と一致している。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the
インクカートリッジ100は、容器本体102と、蓋体108を備えている。容器本体102および蓋体108は、例えば、互いに熱溶着可能な樹脂で形成されている。また、容器本体102および蓋体108は、剛性を有する材料、例えば、剛性を有する樹脂で形成されている。容器本体102の下面には、液体供給部110が形成されている。液体供給部110には、インクカートリッジ100が印刷ヘッドユニット60に装着されたときに、印刷ヘッドユニット60と接続される供給孔110aが形成されている(図4)。
The
容器本体102のX軸負方向側の面には、各種の流路形成部が形成されている。蓋体108は、容器本体102のX軸負方向側の面の全体を覆うように、容器本体102のX軸負方向側の端部に接着されている。蓋体108は、容器本体102に形成された流路形成部の端面との間に隙間が生じないように緻密に接着されている。これらの流路形成部と蓋体108により、インクカートリッジ100の内部には、インク収容室120と、第1の細流路130と、インク貯留室140と、第2の細流路150が区画形成される。容器本体102には、さらに、インク収容室120と連通する大気連通孔160が形成されている。インク収容室120の下流側は、連通孔130aを介して、第1の細流路130の上流端と連通している。第1の細流路130の下流端は、インク貯留室140と連通している。第2の細流路150の上流側は、インク貯留室140と連通している。第2の細流路150の下流端は、液体供給部110の供給孔110aと連通している(図4)。インクは、インクカートリッジ100の出荷時において、例えば、インク収容室120の80%程度まで充填される。以上の説明から解る通り、インク収容室120に収容されたインクが、液体供給部110の供給孔110aまで流動する流動経路は、上流側から第1の細流路130、インク貯留室140、第2の細流路150という順序となる。インクカートリッジ100は、インクがプリンタ20に供給されるに従い、大気連通孔160を介して内部に大気が導入される大気連通型のカートリッジである。
Various flow path forming portions are formed on the surface of the
容器本体102のY軸正方向側の面には、回路基板250が装着されている。回路基板250は、第1の端子251と第2の端子252を備えている。第1の端子251および第2の端子252は、後述するセンサの2つの電極と電気的に接続されている。
A
図5は、インク貯留室140の周辺部分(図4における領域AR)の拡大斜視図である。インク貯留室140は、全体として直方体の形状を有している。インク貯留室140は、気体捕捉部142と、インク保持部141とを有している。気体捕捉部142は、第1の細流路130との連通部および第2の細流路150との連通部よりZ軸の正方向側の部分である。インク保持部141は、第1の細流路130との連通部および第2の細流路150との連通部よりZ軸の負方向側の部分である。インク保持部141のZ軸方向の負方向側の内壁は、振動板143によって形成されている。インク保持部141の他の内壁、および、気体捕捉部142の内壁は、容器本体102であり、剛性を有する。振動板143の外側の面、すなわち、インク保持部141の内壁を形成する面の反対側の面には、センサ220が配置されている。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a peripheral portion (area AR in FIG. 4) of the
インク貯留室140の周辺部分の構成は、Y軸方向に延びる第1の細流路130と第2の細流路150との間にZ軸の負方向に分岐した流路(インク保持部141)が形成されており、その分岐した流路が振動板143によって袋小路にされていると表現することもできる。
The configuration of the peripheral portion of the
図6は、センサ220の構成を示す図である。センサ220は、圧電素子226と、第1の電極端子228と、第2の電極端子229と、補助電極320が配置されている。圧電素子226は、インク保持部141と振動板143を挟んで対向する位置に配置されている。2つの電極端子228、229は、圧電素子226の両側に配置されている。圧電素子226は、下部電極310と、圧電層312と、上部電極314とを含んでいる。下部電極310は、振動板143に接して配置されている。圧電層312は、下部電極310の上に積層されている。上部電極314は、圧電層312の上に積層されている。圧電層312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。
FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the
下部電極310は、第1の電極端子228に電気的に接続されている。上部電極314は、補助電極320に電気的に接続されている。この補助電極320は第2の電極端子229に電気的に接続されている。補助電極320は、下部電極310と絶縁されている。第1の電極端子228は、上述した回路基板250の第1の端子251と図示しない配線を介して、電気的に接続されている。第2の電極端子229は、同様に、回路基板250の第2の端子252と配線を介して、電気的に接続されている。
The
図7は、インクカートリッジ100とプリンタ20の電気的構成を示す図である。図7において、プリンタ20の電気的構成は、インク残量の判断に必要な部分のみが選択的に描かれている。また、図7では、6つのインクカートリッジ100が、印刷ヘッドユニット60に搭載されている状態を示している。印刷ヘッドユニット60には、各インクカートリッジ100に対して一組のプリンタ側端子51、52を有しており、印刷ヘッドユニット60にインクカートリッジ100が装着されたときに、インクカートリッジ100の第1の端子251、第2の端子252と電気的に接続される。この結果、プリンタ20は、装着されたインクカートリッジ100のセンサ220の圧電素子226に、電気的に接続されることになる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an electrical configuration of the
主制御部40は、駆動信号生成回路42と、CPUおよびメモリを含む第1の制御回路48と、を備えている。第1の制御回路48は、インク残量を判断する際に、駆動信号生成回路42にセンサを駆動するための駆動信号DSを生成させる。なお、インク残量の判断は、カートリッジが交換されたときや、プリンタの電源が投入されたときなどに、実行される。駆動信号生成回路42は、駆動信号データメモリ44を備えている。駆動信号データメモリ44には、駆動信号DSを示すデータが格納されている。駆動信号生成回路42は、第1の制御回路48からの指示に従って、駆動信号データメモリ44から該データを読み出して駆動信号DSを生成する。
The
具体的には、駆動信号生成回路42は、図示しない演算器とデジタル/アナログ(D/A)変換器と増幅器とを備えている。演算器は、駆動信号データメモリ44から読み出されたセンサ駆動信号を示すデータを用いて、出力すべき電圧を示すデジタル信号を生成する。D/A変換器は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。増幅器は、アナログ信号を増幅して、センサ駆動信号を生成する。このようにして、駆動信号生成回路42は、任意の波形を有するセンサ駆動信号を生成することができる。
Specifically, the drive
サブ制御部50は、3つのスイッチSW1〜SW3と、CPUおよびメモリを含む第2の制御回路58と、を備えている。3つのスイッチSW1〜SW3の動作は、第2の制御回路58によって制御される。
The
第1のスイッチSW1は、1チャネルのアナログスイッチである。第1のスイッチSW1の一方の端子は、主制御部40の駆動信号生成回路42に接続されており、他方の端子は、第2および第3のスイッチSW2,SW3と接続されている。第1のスイッチSW1は、センサ220の圧電素子226に駆動信号DSを供給する際にオン状態に設定され、圧電素子226からの応答信号RSを検出する際にオフ状態に設定される。
The first switch SW1 is a one-channel analog switch. One terminal of the first switch SW1 is connected to the drive
第2のスイッチSW2は、6チャネルのアナログスイッチである。第2のスイッチSW2の一方の側の1つの端子は、第1および第3のスイッチSW1,SW3に接続されており、他方の側の6つの端子のそれぞれは、6つのインクカートリッジ100のそれぞれの圧電素子226の第1の電極端子228に、プリンタ側端子51および第1の端子251を介して接続される。なお、6つのインクカートリッジ100のそれぞれの圧電素子226の第2の電極端子229は、プリンタ側端子52および第1の端子251を介して接地されている。第2のスイッチSW2を順次切り替えることによって、6つのインクカートリッジ100がインク残量の判断対象として選択される。
The second switch SW2 is a 6-channel analog switch. One terminal on one side of the second switch SW2 is connected to the first and third switches SW1 and SW3, and each of the six terminals on the other side corresponds to each of the six
第3のスイッチSW3は、1チャネルのアナログスイッチである。第3のスイッチSW3の一方の端子は、第1および第2のスイッチSW1,SW2と接続されており、他方の端子は、第2の制御回路58に接続されている。第3のスイッチSW3は、インクカートリッジ100の圧電素子226に駆動信号DSを供給する際にオフ状態に設定され、圧電素子226からの応答信号RSを検出する際にオン状態に設定される。
The third switch SW3 is a one-channel analog switch. One terminal of the third switch SW3 is connected to the first and second switches SW1 and SW2, and the other terminal is connected to the
前述したように、第2の制御回路58は、第2のスイッチSW2を制御して、インクカートリッジ100を順次選択する。そして、第2の制御回路58は、選択されたインクカートリッジ100の圧電素子226に駆動信号DSを供給する際に、第1のスイッチSW1をオン状態に設定し、第3のスイッチSW3をオフ状態に設定する。また、第2の制御回路58は、選択されたインクカートリッジ100の圧電素子226からの応答信号RSを検出する際に、第1のスイッチSW1をオフ状態に設定し、第3のスイッチSW3をオン状態に設定する。
As described above, the
図8は、インク残量の判断を行う処理のタイミングチャートである。図8では、クロック信号と、駆動信号DSと、応答信号RSが示されている。なお、クロック信号は、第2の制御回路58内部の図示しない発振器の出力である。駆動信号DSと応答信号RSとは、図7の点Pmにおいて測定される信号である。なお、応答信号RSについては、インク有の場合の信号と、インク無の場合の信号とを図示している。インク有の状態とは、インク貯留室140にインクが充填されていて、空気が存在しない状態、すなわち、インクカートリッジ100に存在するインク残量が所定値以上である状態である。インク無の状態とは、インクカートリッジ100内のインクが消費された結果、大気連通孔160から導入された空気がインク貯留室140に到達して、インク貯留室140に空気が存在する状態、すなわち、インクカートリッジ100に存在するインク残量が所定値より低い状態である。
FIG. 8 is a timing chart of processing for determining the ink remaining amount. In FIG. 8, a clock signal, a drive signal DS, and a response signal RS are shown. The clock signal is an output of an oscillator (not shown) inside the
時刻t1では、第1のスイッチSW1がオフ状態からオン状態に切り替えられると共に、第2のスイッチSW2によっていずれかのインクカートリッジ100が選択される。そして、時刻t1〜t4(駆動信号印加期間)では、駆動信号DSが選択されたインクカートリッジ100の圧電素子226に印加される。なお、時刻t1では、第3のスイッチSW3は、オフ状態に設定されている。
At time t1, the first switch SW1 is switched from the off state to the on state, and one of the
駆動信号DSは、図示するように、時刻t1〜t2の期間に発生する第1のパルス信号W1と、時刻t2〜t3の期間に発生する第2のパルス信号W2を含む。このようなパルス信号を圧電素子226に印加することにより、圧電素子226に伸縮振動が付与される。圧電素子226の伸縮振動は、振動板143を介して、インク貯留室140内部の流体(インクまたは空気)に伝達される。
As shown in the figure, the drive signal DS includes a first pulse signal W1 generated during a period from time t1 to t2, and a second pulse signal W2 generated during a period from time t2 to t3. By applying such a pulse signal to the
時刻t4では、第1のスイッチSW1がオフ状態に切り替えられ、圧電素子226への駆動信号DSの供給が終了する。そして、時刻t4以降では、圧電素子226はインク貯留室140内部の状態に応じて振動し、圧電素子226から応答信号RSが出力される。なお、時刻t4の直後に、第3のスイッチSW3がオフ状態からオン状態に切り換えられる。この結果、圧電素子226からの応答信号RSは、第3のスイッチSW3を介して第2の制御回路58に入力される。
At time t4, the first switch SW1 is turned off, and the supply of the drive signal DS to the
応答信号RSは、図8に示すように、圧電素子226の振動に応じて、振動する振動波形を有する。応答信号RSの振動波形の周波数は、圧電素子226の振動の周波数と等しい。ここで、図8に示すように、インク有の場合の応答信号RSの振幅VA1は、インク無の場合の応答信号RSの振幅VA2より、小さい。第2の制御回路58は、時刻t4〜時刻t5までの振幅測定期間に応答信号RSの平均振幅を算出する。そして、第2の制御回路58は、応答信号RSの平均振幅が所定の検出閾値VArefより大きいか小さいかを判断する。第2の制御回路58は、平均振幅の大きさの判断結果を、主制御部40に通知する。
As shown in FIG. 8, the response signal RS has a vibration waveform that vibrates according to the vibration of the
主制御部40の第1の制御回路48は、第2の制御回路58からの通知に基づいて、選択されたインクカートリッジ100内が、上述したインク有の状態であるかインク無の状態であるかを判断する。具体的には、平均振幅の大きさが検出閾値VArefより小さい場合には、インク有の状態であると判断され、平均振幅の大きさが検出閾値VArefより大きい場合には、インク無の状態であると判断される。
Based on the notification from the
以上のようにして、主制御部40とサブ制御部50とは、協働して、各カートリッジのインク残量を判断する。なお、主制御部40の第1の制御回路48は、判断結果をコンピュータ90に供給する。この結果、コンピュータ90は、インク残量の判断結果をユーザに通知することができる。
As described above, the
図9は、インク有の場合とインク無の場合のインク貯留室140の様子を示す概念図である。図9(A)は、インク有の場合、すなわち、インクがインク貯留室140の全体に充填されている場合(インクIKを斜線で表す)を示している。インクは、液体であるため、気体と異なり、力が加えられても体積の変動がない。そして、インク貯留室140の内壁は、振動板143で形成されている部分を除いて、剛体で形成されている。さらに、第1の細流路130および第2の細流路150は、振動板143の振動を受けてインク貯留室140内部のインクが振動しようとしたときに、第1の細流路130の内部のインクが図9(A)に矢印A1、A2で示す方向にほぼ流動しない程度に、圧力損失が大きく設計されている。具体的には、第1の細流路130および第2の細流路150は、圧力損失が十分に大きくなるように、細く長く設計されている。この結果、インク貯留室140の全体にインクが充填されている場合、圧電素子226に駆動信号DSを供給することによって、振動板143を介して、インク貯留室140内部のインクに振動を付与しても、インクはあまり振動しない。この結果、応答信号RSの振幅が検出閾値VArefより小さくなる。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the state of the
図9(B)は、インク無の場合、すなわち、インク貯留室140に大気連通孔160から導入された空気BBが流入してきた状態を示している。空気は、外部からの圧力に応じて、体積が変動する。このため、インク貯留室140に空気BBが流入している場合、圧電素子226に駆動信号DSを供給することによって、振動板143を介してインク貯留室140内部のインクに振動を付与すると、図9(B)において矢印A3で示すように、空気BBが収縮・膨張することにより、インク貯留室140内部のインクは、比較的大きく振動する。この結果、応答信号RSの振幅が検出閾値VArefより大きくなる。インク貯留室140に流入した空気BBは、気体捕捉部142に捕捉されることにより、下流の第2の細流路150に侵入することを抑制される。
FIG. 9B shows a state where no ink is present, that is, a state where the air BB introduced from the
以上説明した本実施例によれば、インクがプリンタ20において消費されて、インクカートリッジ100内のインク残量が所定値以下になった場合、すなわち、インク貯留室140に空気が流入する程度までインク残量が減った場合、上述したインク残量の判断処理によって、インク残量が所定値以下になったことを精度良く検出することができる。
According to the present embodiment described above, when ink is consumed in the
例えば、従来の大気導入型のインクカートリッジでは、空気とインクとの固有振動数の違いを用いて、インク残量が所定値以下になったか否か判断していた。例えば、インクカートリッジのインク供給部の近傍のインク流路の壁面を振動板で形成し、その振動版に圧電素子を用いて振動を付与していた。そして、圧電素子からの応答信号RSの振動数がインクの固有振動数(例えば約30KHz)である場合にはインク有と判断し、応答信号RSの振動数が空気の固有振動数(例えば約110KHz)である場合にはインク無と判断していた。このような場合、例えば、振動板の周囲にインクと空気が混じり合った泡状の流体が存在する場合、インクの固有振動数と空気の固有振動数との中間の振動数(例えば、60KHz)が検出される場合があった。このような場合、インクカートリッジの状態がインク無の状態であるか、インク有の状態か解らない場合があった。本実施例によれば、インク貯留室140に空気が流入した時点で、応答信号RSの振幅が大きく変化するので、精度良く、インク残量の判断が可能である。また、インク貯留室140のどの部分(振動板143の近傍、あるいは、インク保持部141側)に、どのような態様(小さな泡状、あるいは、大きな泡状)で空気が流入しても、応答信号RSの振幅が大きく変化するので、精度良く、インク残量の判断が可能である。したがって、インクカートリッジ100の姿勢がどのような方向を向いていても、精度良く、インク残量の判断が可能である。このように、インク残量の判断を精度良く行うことで、プリンタ20はインクカートリッジ100内部のインク残量が所定量以下になったことを正確に認識することができる。したがって、プリンタ20はインクカートリッジ100内部のインクを無駄なく使い切ることができる。また、従来に比較して、インク貯留室140周辺の構造を簡素にし、部品点数を少なくすることができる。さらに、インク貯留室140は気体捕捉部142を有するので、インク貯留室140に流入した空気BBは、気体捕捉部142に捕捉されることにより、下流の第2の細流路150に侵入することを抑制される。この結果、インクに混じって気体がプリンタ20に供給されることにより、プリンタ20に生じるドット抜けなどの不具合を抑制することができる。
For example, in a conventional air introduction type ink cartridge, it is determined whether or not the remaining amount of ink has become a predetermined value or less using a difference in natural frequency between air and ink. For example, the wall surface of the ink flow path in the vicinity of the ink supply part of the ink cartridge is formed by a vibration plate, and vibration is applied to the vibration plate using a piezoelectric element. When the frequency of the response signal RS from the piezoelectric element is the natural frequency of ink (for example, about 30 KHz), it is determined that ink is present, and the frequency of the response signal RS is set to the natural frequency of air (for example, about 110 KHz). ), It was determined that there was no ink. In such a case, for example, when there is a bubble-like fluid in which ink and air are mixed around the diaphragm, the frequency is intermediate between the natural frequency of ink and the natural frequency of air (for example, 60 KHz). May have been detected. In such a case, there is a case where it is not known whether the ink cartridge is in an ink-free state or an ink-existing state. According to this embodiment, since the amplitude of the response signal RS changes greatly when air flows into the
B.変形例:
・第1変形例:
図10は、第1変形例におけるインク貯留室の斜視図である。インク貯留室の構成を除いて、第1変形例のインクカートリッジの構造は、上述した実施例におけるインクカートリッジ100の構造と同一であるので、第1変形例については、インク貯留室140aの構成のみを説明する。第1変形例におけるインク貯留室140aは、インク保持室141aと、気体捕捉室142aと、連通部144aとを有している。第1変形例におけるインク貯留室140aは、インク保持室141aと気体捕捉室142aとが異なる部屋として形成されている。インク保持室141aのZ軸の負方向側の内壁は、振動板143aによって形成されている。振動板143aの外側の面、すなわち、インク保持室141aの内壁を形成する面の反対側の面には、センサ220が配置されている。
B. Variation:
・ First modification:
FIG. 10 is a perspective view of the ink storage chamber in the first modification. Except for the configuration of the ink storage chamber, the structure of the ink cartridge of the first modification is the same as the structure of the
インク保持室141aと気体捕捉室142aとの間は、連通部144aによって連通されている。連通部144aは、第1の細流路130および第2の細流路150とは異なり、十分に圧力損失が小さい。すなわち、連通部144aは、流路断面積が、第1の細流路130および第2の細流路150より大きく、流路長が第1の細流路130および第2の細流路150より短い。すなわち、振動板143を介して、インク貯留室140内部のインクに振動を付与した場合に、その振動により連通部144aのインクがZ軸方向に流動することを妨げない程度に、連通部144aにおける圧力損失は小さい。
The
以上説明した第1変形例においても、上記実施例と同様の作用・効果を生じる。さらに、第1変形例では、気体捕捉室142aに流入した気体が、振動板143が配置されたインク保持室141aに移動しにくいので、センサ220から出力される応答信号RSが安定する。
Also in the first modified example described above, the same operations and effects as those in the above embodiment are produced. Furthermore, in the first modification, the gas flowing into the
・第2変形例:
図11は、第2変形例におけるインク貯留室周辺の概略図である。第2変形例におけるインク貯留室140bは、ドーム形状を有している。そして、ドーム形状の底面が振動板143によって形成されている。振動板143の外側の面、すなわち、インク貯留室140bの内壁を形成する面の反対側の面には、センサ220が配置されている。このように、インク貯留室の形状は、様々に変形可能である。第2変形例におけるインク貯留室140bでは、インク保持部とインク捕捉部が明確に分離しておらず、ドーム形状の部分が両方の役割を果たしている。
・ Second modification:
FIG. 11 is a schematic view around the ink storage chamber in the second modification. The
・第3変形例:
図12は、第3変形例におけるインク貯留室周辺の概略図である。第3変形例におけるインク貯留室140cは、円筒形状のインク保持部141cとドーム形状を有する気体捕捉部142cとを有している。インク保持部141cの底面は、振動板143によって形成されている。振動板143の外側の面、すなわち、インク貯留室140cの内壁を形成する面の反対側の面には、センサ220が配置されている。
・ Third modification:
FIG. 12 is a schematic view around the ink storage chamber in the third modification. The
第3変形例において、インク貯留室140cの上流側に配置された第1の細流路130cは、複数回に亘って、折り返された形状を有している。このような形状にすることで、振動板143の振動を受けてインク貯留室140c内部のインクが振動しようとしたときに、第1の細流路130cの内部のインクが流路方向にほぼ流動しない程度に、圧力損失が大きくされている。このように、第1の細流路は、断面積や長さ以外の形状を変更することにより、その圧力損失を十分に大きくされても良い。インク貯留室140cの下流側に配置された第2の細流路150cについても同様である。
In the third modification, the first
・第4変形例:
上記実施例では、1つのインクタンクを1つのインクカートリッジ100等として構成しているが、複数のインクタンクを1つのインクカートリッジ100として構成しても良い。
-Fourth modification:
In the above embodiment, one ink tank is configured as one
・第5変形例:
上記実施例は、インクジェット式のプリンタ20と、インクカートリッジ100が採用されているが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器と、を採用しても良い。ここでいう液体は、溶媒に機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェル状のような流状体を含む。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であっても良い。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置、該液体のための液体容器に本発明を適用することができる。
-5th modification:
In the above embodiment, the
以上、本発明の実施例および変形例について説明したが、本発明はこれらの実施例および変形例になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。 As mentioned above, although the Example and modification of this invention were demonstrated, this invention is not limited to these Example and modification at all, and implementation in a various aspect is possible within the range which does not deviate from the summary. It is.
20…プリンタ
22…モータ
26…プラテン
30…キャリッジ
32…キャリッジモータ
34…摺動軸
36…駆動ベルト
38…プーリ
40…主制御部
42…駆動信号生成回路
44…駆動信号データメモリ
48…第1の制御回路
50…サブ制御部
51、52…プリンタ側端子
58…第2の制御回路
60…印刷ヘッドユニット
70…操作部
80…コネクタ
90…コンピュータ
100…インクカートリッジ
102…容器本体
108…蓋体
110…液体供給部
110a…供給孔
120…インク収容室
130…第1の細流路
140…インク貯留室
141…インク保持部
142…気体捕捉部
142a…気体捕捉室
142c…気体捕捉部
143…振動板
150…第2の細流路
150c…第2の細流路
220…センサ
226…圧電素子
250…回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部より下流側に配置され、前記液体を前記液体噴射装置に供給する液体供給部と、
前記液体収容部と前記液体供給部とを接続する液体流路と、
前記液体収容部より上流側に配置され、前記液体供給部からの前記液体の供給に伴い、外部から気体を導入する気体導入部と、
前記液体流路の途中に配置され、内壁の一部が振動板で形成された液体貯留室と、
前記振動板を介して前記液体貯留室に存在する流体に振動を付与し、前記振動板を介して前記液体貯留室に存在する流体の振動の振幅を検出する検出部と、
を備え、
前記液体貯留室は、前記液体貯留室に前記気体が存在しない場合において検出される前記流体の振動の振幅が検出閾値より小さくなり、前記液体貯留室に前記気体が存在する場合において検出される前記流体の振動の振幅が前記検出閾値より大きくなるように構成されている、液体容器。 A liquid container attached to the liquid ejecting apparatus,
A liquid container for containing liquid;
A liquid supply unit that is disposed downstream of the liquid storage unit and supplies the liquid to the liquid ejecting apparatus;
A liquid flow path connecting the liquid storage part and the liquid supply part;
A gas introduction part that is arranged upstream of the liquid storage part and introduces a gas from the outside along with the supply of the liquid from the liquid supply part,
Disposed in the middle of the liquid flow path, and a liquid storage chamber in which a part of the inner wall is formed of a diaphragm;
A detection unit that applies vibration to the fluid existing in the liquid storage chamber via the vibration plate and detects the amplitude of vibration of the fluid existing in the liquid storage chamber via the vibration plate;
With
The liquid storage chamber is detected when the amplitude of the vibration of the fluid detected when the gas does not exist in the liquid storage chamber is smaller than a detection threshold, and the gas exists in the liquid storage chamber. A liquid container configured to have an amplitude of vibration of fluid larger than the detection threshold.
前記液体貯留室は、前記振動板で形成された内壁の一部を除く内壁が剛体で形成されており、
前記液体貯留室の上流側流路および下流側流路の圧力損失は、前記検出部によって付与された振動により前記液体が前記上流側流路および前記下流側流路の内部を流動することを抑制することにより、前記液体貯留室に前記気体が存在しない場合において検出される前記流体の振動の振幅が検出閾値より小さくなる程度に大きく設定されている、液体流路。 The liquid container according to claim 1,
The liquid storage chamber has an inner wall formed of a rigid body excluding a part of the inner wall formed of the diaphragm,
The pressure loss of the upstream flow path and the downstream flow path of the liquid storage chamber suppresses the liquid from flowing inside the upstream flow path and the downstream flow path due to vibration applied by the detection unit. Accordingly, the liquid flow path is set to be large enough that the amplitude of the vibration of the fluid detected when the gas does not exist in the liquid storage chamber is smaller than a detection threshold.
前記液体貯留室は、前記液体貯留室に流入した気体を捕集する気体捕集部を有する、液体容器。 The liquid container according to claim 1 or 2,
The liquid storage chamber is a liquid container having a gas collection part that collects gas flowing into the liquid storage chamber.
前記液体貯留室は、
前記上流側流路および前記下流側流路と連通する第1の部屋と、
前記第1の部屋と連通し、前記検出部が配置された第2の部屋と、
を有する、液体容器。 The liquid container according to claim 2,
The liquid reservoir is
A first chamber communicating with the upstream flow path and the downstream flow path;
A second room in communication with the first room, in which the detection unit is disposed;
Having a liquid container.
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