液体検出装置及び同装置を備えた液体容器
【課題】 液体の有無を確実に判定できる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供する。
【解決手段】 本発明は、両面に電極46,49が形成された圧電層47を有する圧電素子を用いて、検出対象の液体を受け入れるキャビティ43の底面43aを振動させる液体検出装置60である。同装置60は、振動可能な底面43aを有するキャビティ43が形成された振動キャビティ形成基部40と、振動キャビティ形成基部40に積層された流路形成基部50と、を備える。流路形成基部50には、キャビティ43に検出対象の液体を供給する液体供給路53と、キャビティ43から検出対象の液体を排出する液体排出路54とが形成されている。
【解決手段】 本発明は、両面に電極46,49が形成された圧電層47を有する圧電素子を用いて、検出対象の液体を受け入れるキャビティ43の底面43aを振動させる液体検出装置60である。同装置60は、振動可能な底面43aを有するキャビティ43が形成された振動キャビティ形成基部40と、振動キャビティ形成基部40に積層された流路形成基部50と、を備える。流路形成基部50には、キャビティ43に検出対象の液体を供給する液体供給路53と、キャビティ43から検出対象の液体を排出する液体排出路54とが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体検出装置及び同装置を備えた液体容器に係わり、特に、液体噴射装置における液体残量の検出に適した液体検出装置及び同装置を備えた液体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ー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ディスプレー、面発光ディスプレー（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。
【０００３】
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いる。
【０００４】
インクジェット式記録装置では、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
上記の課題を解決すべく開発された装置が、特開２００１−１４６０２４号に圧電装置として開示されている。この圧電装置は、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ものであり、液体容器に装着して使用することができる。
【０００９】
即ち、特開２００１−１４６０２４号に記載の圧電装置によれば、圧電装置の振動部に対向する空間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、駆動パルスにより強制的に振動させた後の圧電装置の振動部の残留振動（自由振動）に起因して発生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ことができる。
【００１０】
図４９は、上述した従来の圧電装置を構成するアクチュエータを示している。このアクチュエータ６０６は、ほぼ中央に円形状の開口６６１を有する基板６７８と、開口６６１を被覆するように基板６７８の一方の面（以下、「表面」という。）に配置される振動板６７６と、振動板６７６の表面の側に配置される圧電層６６０と、圧電層６６０を両方からはさみこむ上部電極６６４および下部電極６６６と、上部電極６６４と電気的に結合する上部電極端子６６８と、下部電極６６６と電気的に結合する下部電極端子６７０と、上部電極６６４および上部電極端子６６８の間に配設され両者を電気的に結合する補助電極６７２と、を有する。
【００１１】
圧電層６６０、上部電極６６４および下部電極６６６は、それぞれの本体部としての円形部分を有する。そして、圧電層６６０、上部電極６６４および下部電極６６６のそれぞれの円形部分が、圧電素子を形成している。
【００１２】
振動板６７６は、基板６７８の表面に、開口６６１を覆うように形成される。振動板６７６のうち実際に振動する振動領域は、開口６６１によって決定される。キャビティ６６２は、開口６６１と面する振動板６７６の部分と基板（キャビティ形成部材）６７８の開口６６１とによって形成される。圧電素子とは反対側の基板６７８の面（以下、「裏面」という。）は、インク容器内方に面している。これにより、キャビティ６６２は液体（インク）と接触するように構成されている。なお、キャビティ６６２内に液体が入っても基板６７８の表面側に液体が漏れないように、振動板６７６は基板６７８に対して液密に取り付けられている。
【００１３】
そして、上述した従来の技術におけるアクチュエータ６０６では、圧電素子に駆動パルスを印加して振動部を強制的に振動させた後に生じる振動部の残留振動（自由振動）が、同じ圧電素子によって逆起電力として検出される。そして、インク容器内の液面がアクチュエータ６０６の設置位置（厳密にはキャビティ６６２の位置）を通過する前後で振動部の残留振動状態が変化すること利用して、インク容器内のインク残量を検出することができる。
【特許文献１】特開２００１−１４６０２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した従来のアクチュエータ（圧電装置）６０６は、図５０に示したようにインクカートリッジ６８０の容器本体６８１の容器壁に装着され、検出対象のインクを受け入れるキャビティ６６２をインク容器６８０内部のインク貯留空間に露出させるように構成されている。
【００１５】
ところが、上述した従来のアクチュエータ（圧電装置）６０６においては、前記の如くインクカートリッジ６８０内部のインク貯留空間にキャビティ６６２を露出させるように構成されていたため、振動等によってインクカートリッジ６８０内部のインクが泡立つと、アクチュエータ６０６のキャビティ６６２内に気泡が容易に進入してしまう。このようにキャビティ６６２に気泡が進入してそこに滞留すると、インクカートリッジ６８０のインク残量が十分であるにもかかわらず、アクチュエータ６０６により検出される残留振動の共振周波数が速くなり、液面がアクチュエータ６０６の位置を通過してインク残量が少なくなったものと誤判定するという問題があった。
【００１６】
また、液面の通過タイミングを精度良く検出するためにアクチュエータ６０６のキャビティ６６２の寸法を小さくすると、キャビティ６６２内にインクのメニスカスが形成されやすくなる。このため、インクの消費により液面がキャビティ６６２の位置を通過したにもかかわらず、キャビティ６６２の内部にインクが残留することにより、液面がアクチュエータ６０６の位置を通過しておらずインク残量が十分にあるものと誤判定するという問題があった。
【００１７】
また、上記アクチュエータ６０６では、インクカートリッジ６８０内部のインク貯留空間にキャビティ６６２を露出させるように構成されているため、アクチュエータ６０６の振動板６７６や圧電層６６０に対してインク貯留空間のインクの圧力が直接的に影響してしまうため、例えばオンキャリッジのインクカートリッジ６８０等においては、印字動作中のキャリッジの往復運動によってインク貯留空間内のインクが激しく振動し、この振動で発生したインクの圧力が直接的にアクチュエータ６０６に影響して誤判定するという問題があった。
【００１８】
さらに、アクチュエータ６０６と面する位置にインクの振動や波を防ぐ防波壁等を形成することも検討されているが、アクチュエータ６０６周辺の空間構造が複雑になり、アクチュエータ６０６により検出される残留振動の振動モードもそれだけ複雑化し、センシングしにくくなって検出感度を鈍らせることになりかねない。
【００１９】
本発明は、上述した事情を考慮して成されたものであって、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、上述した事情を考慮して成されたものであって、振動モードを単純にして検出感度を高めるとともに、液体から受ける振動の影響を低減することにより、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置および同装置を備えた液体容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、好ましくは、前記液体供給路の入口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている。
【００２３】
また、好ましくは、前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域に合わせて形成されている。
【００２４】
また、好ましくは、前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている。
【００２５】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、前記流路形成基部は、前記液体供給路の主要部及び前記液体排出路の主要部が形成された流路板と、前記液体供給路の入口及び前記液体排出路の出口が形成され、前記流路板に積層された出入口板と、を有する。
【００２６】
また、好ましくは、前記振動板、前記キャビティ板、前記流路板、及び前記出入口板が、同一材質から成り、一体的に焼結されている。
【００２７】
また、好ましくは、振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である。
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備え、前記容器本体の内部の液体が、前記液体検出装置の前記液体供給路を介して前記キャビティに供給され、前記液体排出路を介して前記キャビティから排出されるように構成されたことを特徴とする。
【００２９】
また、好ましくは、前記液体検出装置の前記液体供給路の入口から流入して前記液体排出路の出口から排出された液体が前記容器本体の前記液体送出口に送られるように構成されている。
【００３０】
また、好ましくは、前記容器本体の前記液体送出口に送られる液体の全量が事前に前記液体検出装置の前記液体供給路及び前記液体排出路を通過するように構成されている。
【００３１】
また、好ましくは、前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、前記液体検出装置の前記液体供給路の入口は前記第１室に連通し、前記液体排出路の出口は前記第２室に連通し、前記液体供給路及び前記液体排出路が前記第１室と前記第２室とを連絡する連絡流路を形成している。
【００３２】
また、好ましくは、前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している。
【００３３】
また、好ましくは、前記液体排出路の出口は、前記副貯留室の上端側に連通している。
【００３４】
また、好ましくは、密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に前記液体供給路の入口に連通する補助流路出口を形成し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している。
【００３５】
また、好ましくは、前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、前記容器本体の容器壁には、前記液体供給路の入口に連通する入口側開口と、前記液体排出路の出口に連通する出口側開口とが貫通形成されている。
【００３６】
また、好ましくは、前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部をさらに有する。
【００３７】
また、好ましくは、前記液体供給路は、液体供給溝によって形成されており、前記液体排出路は、液体排出溝によって形成されており、前記容器本体の容器壁には、前記液体供給溝、前記キャビティ、及び前記液体排出溝に連通する単一の液体流通開口が形成されており、前記液流規制部は、液体の流れ方向において前記液体供給溝と前記液体排出溝との間に配置されている。
【００３８】
また、好ましくは、前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されている。
【００３９】
また、好ましくは、前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである。
【００４０】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００４１】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を有する液体検出装置と、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体であって、内部に貯留した液体が前記キャビティに流入するようにして前記液体検出装置が装着された容器本体と、前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
また、好ましくは、前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、前記液流規制部は前記第１室と前記第２室との境界に配置されている。
【００４３】
また、好ましくは、前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している。
【００４４】
また、好ましくは、前記液流規制部は、前記副貯留室の上端側に配置されている。
【００４５】
また、好ましくは、密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に補助流路出口を形成すると共に前記補助流路出口の近傍に前記液流規制部を配置し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している。
【００４６】
また、好ましくは、前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、前記液体検出装置の前記キャビティに対向する部分の前記容器本体の容器壁には、前記容器本体内の液体を前記キャビティに流入させるための液体流通開口が貫通形成されている。
【００４７】
また、好ましくは、前記液体検出装置は、前記振動キャビティ形成基部に積層された流路形成基部をさらに有し、前記流路形成基部には、前記キャビティに液体を供給する液体供給溝と、前記キャビティから液体を排出する液体排出溝とが形成されている。
【００４８】
また、好ましくは、前記液体供給溝及び前記液体排出溝は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている。
【００４９】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、前記振動板、前記キャビティ板、及び前記流路形成基部が、同一材質から成り、一体的に焼結されている。
【００５０】
また、好ましくは、振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である。
【００５１】
また、好ましくは、前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである。
【００５２】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００５３】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、前記容器本体は、前記液体検出装置の前記キャビティに連通する第１開口及び第２開口を有し、前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されており、前記第１開口から流出した液体が前記キャビティに流入し、前記第２開口を介して前記キャビティから前記容器本体の内部に液体が流れるように構成されていることを特徴とする。
【００５４】
また、好ましくは、前記液体検出装置は、さらに、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されている出入口形成基板を有し、前記第１開口が前記液体供給口に連通し、前記第２開口が前記液体排出口に連通している。
【００５５】
また、好ましくは、前記容器本体の内部は、互いに分離された第１貯留室と第２貯留室とに区画されており、前記第１開口は前記第１貯留室に連通し、前記第２開口は前記第２貯留室に連通し、前記第１貯留室内の液体は、前記第１開口、前記キャビティ、及び前記第２開口を介して前記第２貯留室に供給される。
【００５６】
本発明によれば、液体検出装置のキャビティ内におけるインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体容器を提供することができる。
【００５７】
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されていることを特徴とする。
【００５８】
また、好ましくは、前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である請求項１記載の液体検出装置。
【００５９】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成された出入口形成板をさらに有する。
【００６０】
また、好ましくは、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えたことを特徴とする。
【００６１】
また、好ましくは、前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である。
【００６２】
また、好ましくは、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている。
【００６３】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有する。
【００６４】
また、好ましくは、前記圧電層は、その全体が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている。
【００６５】
また、好ましくは、前記キャビティの長手方向における前記圧電層の寸法は前記キャビティの前記長手方向寸法よりも大きく、前記圧電層は、前記キャビティの長手方向において前記キャビティをその全長にわたって覆うように形成されている。
【００６６】
上記課題を解決するために、本発明は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器において、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されていることを特徴とする。
【００６７】
上記課題を解決するために、本発明は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器において、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えていることを特徴とする。
【００６８】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止する上で好適なキャビティ形状を採用すると共に、振動部の残留振動時における不要振動の発生を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００６９】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止する上で好適なキャビティ形状を採用すると共に、キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に液体供給口及び液体排出口を設けることにより、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００７０】
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されていることを要旨とする。
【００７１】
すなわち、本発明の液体検出装置は、振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、液体検出装置を検出対象とする液体の容器等に装着する際には、検出対象とする液体の収容空間に液体検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して液体をキャビティに供給することができる。
【００７２】
このように、液体の消費時に液体検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができ、検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。
【００７３】
また、キャビティを液体の収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による液体検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
【００７４】
また、上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
【００７５】
本発明において、上記キャビティを形成する空間は実質的に円筒形である場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティの空間形状がより単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
【００７６】
本発明において、上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている場合には、液体供給路および液体排出路に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ底面の振動によって発生するキャビティ内の圧力変動が両バッファ室に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。
【００７７】
本発明において、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた場合には、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、検出対象とする液体の貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体の貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００７８】
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、液体の貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体の貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００７９】
本発明において、上記供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
【００８０】
本発明において、上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が液体検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
【００８１】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に装着された液体検出装置とを備え、
上記液体検出装置は、
互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成され、
上記容器本体の内部の液体が、上記液体検出装置の上記液体供給路を介して上記キャビティに供給され、上記液体排出路を介して上記キャビティから排出されるように構成されたことを要旨とする。
【００８２】
すなわち、本発明の液体容器は、振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、液体容器に液体検出装置を装着する際には、液体容器の容器本体内の液体収容空間に液体検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して容器本体内の液体をキャビティに供給することができる。
【００８３】
このように、液体容器内の液体の消費時に液体検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００８４】
また、キャビティを容器本体内の液体収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による液体検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
【００８５】
また、上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
【００８６】
本発明において、上記液体検出装置のキャビティを形成する空間は実質的に円筒形である場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティの空間形状がより単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
【００８７】
本発明において、上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている場合には、液体供給路および液体排出路に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ底面の振動によって発生するキャビティ内の圧力変動が両バッファ室に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。
【００８８】
本発明において、上記液体検出装置に、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた場合には、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、容器本体の液体貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。この場合において、液体検出装置を液体容器の底部近傍に配置した場合には、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。
【００８９】
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、容器本体の液体貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００９０】
本発明において、上記液体検出装置の供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
【００９１】
本発明において、上記液体検出装置の上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が液体検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
【００９２】
本発明において、上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口に連通する液体送出空間に連通している場合には、上記容器本体の液体貯留室に貯留された液体が、液体検出装置の上記供給側バッファ室の入口から流入して排出側バッファ室の出口から排出されて上記容器本体の液体送出口に送られるとともに、上記容器本体の上記液体送出口に送られる液体の全量が事前に上記液体検出装置の上記供給側バッファ室，キャビティおよび排出側バッファ室を通過するため、液体の消費を確実に検知することができる。
【００９３】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、容器本体と、前記容器本体の内部と流体連通する液体送出口と、圧電素子と、前記圧電素子が少なくとも部分的に配置された振動部と、前記振動部に面するキャビティと、前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第１流路と、前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第２流路と、を備えたことを特徴とする。
【００９４】
また、好ましくは、前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された板部材であって、一端側が封止された孔を含む、板部材をさらに有し、前記孔の封止端は前記振動部として機能し、前記孔の内部は前記キャビティとして機能する。
【００９５】
また、好ましくは、平面を含む第１板部材であって、前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された第１板部材と、貫通孔を含み、前記第１板部材の前記平面に取り付けられた第２板部材であって、前記第１板部材と前記容器本体の壁との間に配置された第２板部材と、をさらに有し、前記第１板部材の一部は前記振動部として機能し、前記平面に垂直な方向から見て、前記第１板部材の前記一部は、前記第２板部材の前記貫通孔の位置に対応しており、前記第１板部材の前記一部によって一端が封止された前記貫通孔の内部は、前記キャビティとして機能する。
【００９６】
また、好ましくは、平面を含む板部材をさらに有し、前記容器本体の壁は、凹部及び前記凹部の周囲の外面を含み、前記板部材の前記平面は、前記容器本体の壁の前記凹部の周囲の外面に取り付けられており、前記板部材の一部は、前記平面に垂直な方向から見て前記容器本体の壁の前記凹部の位置に対応すると共に、前記振動部として機能する。
【００９７】
また、好ましくは、第１貫通孔及び第２貫通孔を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている。
【００９８】
また、好ましくは、第１溝及び第２溝を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１溝によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２溝によって画成されている。
【００９９】
また、好ましくは、前記容器本体の壁は、第１貫通孔及び第２貫通孔を含み、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている。
【０１００】
また、好ましくは、前記容器本体の壁に形成された第１流通路と、前記容器本体の壁に形成された第２流通路と、をさらに有し、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１流通路によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２流通路によって画成されている。
【０１０１】
また、好ましくは、前記第１流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する。
【０１０２】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている。
【０１０３】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている。
【０１０４】
また、好ましくは、前記第２流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する。
【０１０５】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている。
【０１０６】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている。
【０１０７】
また、好ましくは、前記容器本体は、上流室と下流室とに区画されており、前記上流室は、前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路を介して前記下流室と流体連通している。
【０１０８】
また、好ましくは、前記上流室、前記第１流路、前記キャビティ、前記第２流路、及び前記下流室は、この順序で連続して接続されている。
【０１０９】
また、好ましくは、前記上流室は、第３流路を介して前記下流室と流体連通している。
【０１１０】
また、好ましくは、前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路は、バイパス流路を形成し、且つ、前記第３流路及び前記バイパス流路は、並列に、前記下流室及び前記上流室に接続されている。
【０１１１】
また、好ましくは、前記液体送出口は、前記第１及び第２流路とは異なる第３流路と流体連通している。
【０１１２】
また、好ましくは、前記上流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する。
【０１１３】
また、好ましくは、前記下流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する。
【０１１４】
また、好ましくは、前記上流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している。
【０１１５】
このように上流室を、少なくとも部分的にキャビティに面するように配置することによって、振動部によりキャビティ内の液体に与えられた振動が、ある一定の容積を持つ上流室にも直接伝わることで、不要な残留振動によるノイズを低減することができる。
【０１１６】
また、好ましくは、前記下流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している。
【０１１７】
このように下流室を、少なくとも部分的にキャビティに面するように配置することによって、振動部によりキャビティ内の液体に与えられた振動が、ある一定の容積を持つ下流室にも直接伝わることで、不要な残留振動によるノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１８】
以下、本発明の一実施形態による液体検出装置及びこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０１１９】
図１は、本実施形態による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）の概略構成を示し、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、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。
【０１２０】
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７が着脱可能に装着されている。
【０１２１】
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３１が配置されており、このキャップ部材３１はキャリッジ１に搭載された記録ヘッドがホームポジションに移動した時に、記録ヘッド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３１の下方には、キャップ部材３１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。
【０１２２】
そして、キャップ部材３１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３１側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド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。
【０１２３】
図２乃至図４は、本実施形態による液体検出装置６０を示した図であり、この液体検出装置６０は、キャビティ板４１に振動板４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部４０を有し、この振動キャビティ形成基部４０は、互いに対向する第１面４０ａ及び第２面４０ｂを有する。
【０１２４】
振動キャビティ形成基部４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるための円形のキャビティ４３が、第１面４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ４３の底面部４３ａが振動板４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ４３によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部４０の第２面４０ｂ側の両端には、下部電極端子４４及び上部電極端子４５が形成されている。
【０１２５】
振動キャビティ形成基部４０の第２面４０ｂには下部電極（第１電極）４６が形成されており、この下部電極４６は、略円形の本体部４６ａと、この本体部４６ａから下部電極端子４４の方向に延出して下部電極端子４４に接続された延出部４６ｂとを有する。下部電極４６の略円形の本体部４６ａの中心はキャビティ４３の中心と一致している。
【０１２６】
下部電極４６の略円形の本体部４６ａは、円形のキャビティ４３よりも大径に形成され、キャビティ４３に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極４６の略円形の本体部４６ａは、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部４６ｃを含んでいる。
【０１２７】
下部電極４６の上には圧電層４７が積層されており、この圧電層４７は、キャビティ４３よりも小径に形成された円形の本体部４７ａと、キャビティ４３に対応する領域の範囲内において本体部４７ａから突出した突出部４７ｂとを有する。図２から分かるように、圧電層４７はその全体がキャビティ４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層４７は、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０１２８】
圧電層４７の本体部４７ａの中心はキャビティ４３の中心と一致しており、圧電層４７の本体部４７ａは、下部電極４６の切欠き部４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極４６に積層されている。
【０１２９】
振動キャビティ形成基部４０の第２面４０ｂ側には補助電極４８が形成されている。この補助電極４８は、キャビティ４３に対応する領域の外側から、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置を越えてキャビティ４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極４８の一部は、第１電極４６の切欠き部４６ｃの内部に位置して圧電層４７の延出部４７ｂ及びその近傍を基板４０の第２面４０ｂ側から支持している。この補助電極４８は、好ましくは、下部電極４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極４８によって圧電層４７の延出部４７ｂ及びその近傍を基板４０の第２面４０ｂ側から支持することによって、圧電層４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０１３０】
圧電層４７には、上部電極（第２電極）４９の円形の本体部４９ａが積層されており、この上部電極４９は、圧電層４７の本体部４７ａよりも小径に形成されている。また、上部電極４９は、本体部４９ａから延出して補助電極４８に接続された延出部４９ｂを有している。図３（ｂ）から分かるように、上部電極４９の延出部４９ｂと補助電極４８との接続が始まる位置Ｐは、キャビティ４３に対応する領域の範囲内に位置している。
【０１３１】
下部電極４６、圧電層４７、及び上部電極４９のそれぞれの本体部によって圧電素子が形成されている。
【０１３２】
図２から分かるように、上部電極４９は補助電極４８を介して上部電極端子４５に電気的に接続されている。このように補助電極４８を介して上部電極４９を上部電極端子４５に接続することによって、圧電層４７及び下部電極４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極４９と補助電極４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０１３３】
上部電極４９の本体部４９ａは円形を成しており、その中心はキャビティ４３の中心と一致している。上部電極４９の本体部４９ａは、圧電層４７の本体部４７ａ及びキャビティ４３のいずれよりも小径に形成されている。
【０１３４】
このように、圧電層４７の本体部４７ａは、上部電極４９の本体部４９ａと下部電極４６の本体部４６ａとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層４７は効果的に変形駆動され得る。
【０１３５】
なお、圧電層４７と電気的に接続された下部電極４６の本体部４６ａおよび上部電極４９の本体部４９ａのうち、上部電極４９の本体部４９ａの方が小径に形成されている。従って、上部電極４９の本体部４９ａが、圧電層４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０１３６】
圧電層４７の本体部４７ａ、上部電極４９の本体部４９ａ、及び下部電極４６の本体部４６ａは、それらの中心がキャビティ４３の中心と一致している。また、振動板４２の振動可能な部分を決定する円形状のキャビティ４３の中心は、液体検出装置６０の全体の中心に位置している。
【０１３７】
キャビティ４３によって規定される振動板４２の振動可能な部分、下部電極４６の本体部４６ａのうちのキャビティ４３に対応する部分、圧電層４７の本体部４７ａ及び突出部４７ｂ、並びに上部電極４９の本体部４９ａ及び延出部４９ｂのキャビティ４３に対応する部分は、液体検出装置６０の振動部６１を構成する。そして、この液体検出装置６０の振動部６１の中心は、液体検出装置６０の中心と一致する。
【０１３８】
更に、圧電層４７の本体部４７ａ、上部電極４９の本体部４９ａ、下部電極４６の本体部４６ａ、及び振動板４２の振動可能な部分（即ちキャビティ４３の底面部４３ａに対応する部分）が円形形状を有しており、しかも、圧電層４７の全体、即ち圧電層４７の本体部４７ａ及び延出部４７ｂがキャビティ４３に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置６０の振動部６１は液体検出装置６０の中心に対して略対称な形状である。
【０１３９】
さらに、本実施形態による液体検出装置６０は、振動キャビティ形成基部４０の第１面４０ａに積層され接合された流路形成基部５０を備えている。この流路形成基部５０は、流路板５１と出入口板５２とを積層し接合して形成されている。
【０１４０】
流路形成基部５０には、キャビティ４３に検出対象のインクを供給するインク供給路（液体供給路）５３と、キャビティ４３から検出対象のインクを排出するインク排出路（液体排出路）５４とが形成されている。
【０１４１】
より具体的には、インク供給路５３の主要部５３ａ及びインク排出路５４の主要部５４ａが流路板５１に形成されており、インク供給路５３の入口５３ｂ及びインク排出路５４の出口５４ｂが出入口板５２に形成されている。
【０１４２】
また、インク供給路５３の入口５３ｂは、キャビティ４３に対応する領域を外して配置されている。一方、インク排出路５４の出口５４ｂは、キャビティ４３に対応する領域に合わせて、キャビティ４３の外周形状に整合させて形成されている。
【０１４３】
液体検出装置６０に含まれる部材、特にキャビティ板４１、振動板４２、流路板５１、及び出入口板５２は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０１４４】
圧電層４７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い。キャビティ板４１の材料としては、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４２には、キャビティ板４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極４９、下部電極４６、上部電極端子４５および下部電極端子４４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。
【０１４５】
図４は、上述した液体検出装置６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）７０を示しており、このインクカートリッジ７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）７１を有する容器本体７２を備えている。
【０１４６】
液体検出装置６０はその全体が容器本体７２の外側に装着されており、容器本体７２の容器壁には、液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂに連通する入口側開口７３と、インク排出路５４の出口５４ｂに連通する出口側開口７４とが貫通形成されている。
【０１４７】
容器本体７２の内部は、容器本体７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室（第１室）７５と、この主貯留室７５よりも小さな容積を有する副貯留室（第２室）７６とに区画されており、主貯留室７５と副貯留室７６とは互いに分離されている。副貯留室７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室７５よりもインク送出口７１に近い側に位置すると共に、インク送出口７１に連通している。
【０１４８】
容器本体７２の容器壁に形成された出口側開口７４は、副貯留室７６の上端部に連通している。上述したように出口側開口７４には、液体検出装置６０のインク排出路５４の出口５４ｂが接続されている。
【０１４９】
主貯留室７５の内部には、密閉された補助流路７７が形成されており、この補助流路７７の下端側には補助流路入口７７ａが形成されている。補助流路入口７７ａは、主貯留室７５の内部の下端に位置している。また、補助流路７７の上端部に、容器本体７２の容器壁に形成された入口側開口７３が連通しており、この入口側開口７３が補助流路７７の出口を構成している。
【０１５０】
上述したように液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂが入口側開口７３に連通し、インク排出路５４の出口５４ｂが出口側開口７４に連通しており、これにより、液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４が主貯留室７５と副貯留室７６とを連絡する連絡流路を形成している。
【０１５１】
そして、インクカートリッジ７０内のインクが消費される際には、主貯留室７５内のインクは、補助流路入口７７ａから補助流路７７内に流入し、この補助流路７７を通って入口側開口７３へと流れる。入口側開口７３から流出したインクは、液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂからインク供給路５３内に流入し、キャビティ４３及びインク排出路５４を経由して、インク排出路５４の出口５４ｂから流出する。インク排出路５４の出口５４ｂから流出したインクは、出口側開口７４を介して副貯留室７６内に流入する。そして、副貯留室７６内に流入したインクが、インク送出口７１を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド１２へ供給される。
【０１５２】
このように本実施形態においては、副貯留室７６を通ってインク送出口７１に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４を通過するように構成されている。
【０１５３】
上述した液体検出装置６０を備えたインクカートリッジ７０においては、容器本体７２にインクが十分に残っており、副貯留室７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ７の容器本体７２内の液体が消費され、主貯留室７５内のインクがなくなると、副貯留室７６内の液面が低下し、液体検出装置６０のキャビティ４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ４３内にインクが存在しない状態となる。
【０１５４】
そこで、液体検出装置６０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、液体検出装置６０は、容器本体７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０１５５】
より具体的には、液体検出装置６０において、上部電極端子４５および下部電極端子４４を介して上部電極４９と下部電極４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層４７のうち、上部電極４９および下部電極４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層４７が変形する。圧電層４７が変形することによって、振動板４２のうちの振動領域（キャビティ４３の底面部４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層４７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、たわみ振動が液体検出装置６０の振動部６１に残留する。
【０１５６】
この残留振動は、液体検出装置６０の振動部６１とキャビティ４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層４７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部６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置６０の振動部６１の振動であり、圧電層４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極４９、下部電極４６、上部電極端子４５および下部電極端子４４を介して検出される。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７の容器本体７２内のインクの有無を検出することができる。
【０１５７】
図５（ａ）、（ｂ）は、液体検出装置６０に駆動信号を供給して振動部６１を強制的に振動させた場合における、液体検出装置６０の振動部６１の残留振動（自由振動）の波形と残留振動の測定方法とを示している。図５（ａ）は、液体検出装置６０のキャビティ４３内にインクがあるときの波形であり、一方、図５（ｂ）は液体検出装置６０のキャビティ４３内にインクがないときの波形である。
【０１５８】
図５（ａ）、（ｂ）において、縦軸は液体検出装置６０に加えられる駆動パルス及び液体検出装置６０の振動部６１の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横軸は経過時間を示す。液体検出装置６０の振動部６１の残留振動によって、電圧のアナログ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号の周波数に対応するデジタル数値に変換（二値化）する。図５に示した例においては、アナログ信号の４パルス目から８パルス目までの４個のパルスが生じる時間を計測している。
【０１５９】
より詳細には、液体検出装置６０に駆動パルスを印加して振動部６１を強制的に振動させた後、残留振動による電圧波形が、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そして、４カウントから８カウントまでの間をＨｉｇｈとしたデジタル信号を生成し、所定のクロックパルスによって４カウントから８カウントまでの時間を計測する。
【０１６０】
図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると、図５（ａ）の方が図５（ｂ）よりも４カウントから８カウントまでの時間が長いことがわかる。換言すると、液体検出装置６０のキャビティ４３におけるインクの有無によって４カウントから８カウントまでの所要時間が異なる。この所要時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出することができる。
【０１６１】
アナログ波形の４カウント目から数えるのは、液体検出装置６０の残留振動（自由振動）が安定してから計測をはじめるためである。４カウント目からとしたのは単なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。ここでは、４カウント目から８カウント目までの信号を検出し、所定のクロックパルスによって４カウント目から８カウント目までの時間を測定している。この時間に基いて、共振周波数を求めることができる。クロックパルスは、８カウント目までの時間を測定する必要は無く、任意のカウントまで数えてもよい。
【０１６２】
図５においては、４カウント目から８カウント目までの時間を測定しているが、周波数を検出する回路構成にしたがって、異なったカウント間隔内の時間を検出してもよい。例えば、インクの品質が安定していてピークの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げるために４カウント目から６カウント目までの時間を検出することにより共振周波数を求めてもよい。また、インクの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合には、残留振動を正確に検出するために４カウント目から１２カウント目までの時間を検出してもよい。
【０１６３】
このように本実施形態による液体検出装置６０においては、液体検出装置６０の装着位置レベル（厳密にはキャビティ４３の位置）を液面が通過したか否かについて、液体検出装置６０の振動部６１を強制的に振動させた後の残留振動の周波数の変化や振幅の変化によって検出することができる。
【０１６４】
以上述べたように本実施形態による液体検出装置６０においては、キャビティ４３へのインクの供給がインク供給路５３を介して行われ、キャビティ４３からのインクの排出がインク排出路５４を介して行われるので、インクカートリッジ７０に液体検出装置６０を装着する際には、インクカートリッジ７０の容器本体７２内のインク収容空間に液体検出装置６０のキャビティ４３を露出させることなく、インク供給路５３を介して容器本体７２内のインクをキャビティ４３に供給することができる。
【０１６５】
このため、インクカートリッジ７０内のインクの消費時に液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４の内部をインクが流れるように構成することによって、もし仮にキャビティ４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置６０の誤検出を防止することができる。
【０１６６】
また、本実施形態による液体検出装置６０においては、キャビティ４３を容器本体７２内のインク収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ４３内でのインクの残留による液体検出装置６０の誤検出を防止することができる。
【０１６７】
また、本実施形態による液体検出装置６０においては、インク供給路５３の入口５３ｂがキャビティ４３に対応する領域を外して配置されているので、液体検出装置６０を容器本体７２の所定位置に装着する際の作業が容易になる。
【０１６８】
また、本実施形態による液体検出装置６０においては、インク排出路５４の出口５４ｂがキャビティ４３に対応する領域に合わせて形成されているので、キャビティ４３内に進入した気泡を確実に排出することができる。
【０１６９】
また、本実施形態によるインクカートリッジ７０においては、容器本体７２の内部を、互いに分離された主貯留室７５と副貯留室７６とに区画すると共に、液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４を介して主貯留室７５と副貯留室７６とを連絡し、液体検出装置６０のキャビティ４３を副貯留室７６の上端部に配置するようにした。
【０１７０】
このため、主貯留室７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置６０によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０１７１】
また、本実施形態によるインクカートリッジ７０においては、密閉された補助流路７７を主貯留室７５の内部に形成し、補助流路７７の補助流路入口７７ａを主貯留室７５の下端に位置させると共に、補助流路７７の上端部に液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂを連通させるようにした。このため、主貯留室７５内で発生した気泡は補助流路７７の内部に進入し難く、液体検出装置６０のキャビティ４３への気泡の進入を防止することができる。
【０１７２】
さらに、本実施形態によるインクカートリッジ７０においては、主貯留室７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室７５内にインクが残っている限りは副貯留室７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０１７３】
また、本実施形態による液体検出装置６０によれば、振動部６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０１７４】
また、キャビティ４３に対応する領域の略全体を下部電極４６の本体部４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置６０の振動部６１が液体検出装置６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０１７５】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置６０の振動部６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部６１の残留振動の検出が容易になる。
【０１７６】
また、キャビティ４３に対応する領域の略全体をキャビティ４３よりも大径の下部電極４６の本体部４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０１７７】
また、硬いが脆弱な圧電層４７の全体がキャビティ４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置には圧電層４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
【０１７８】
次に、本発明の他の実施形態による液体検出装置及び同装置を備えたインクカートリッジについて図６乃至図８を参照して説明する。
【０１７９】
本実施形態による液体検出装置６０Ａにおいては、インク排出路５４の出口５４ｂが、キャビティ４３に対応する領域を外した位置であって、キャビティ４３を間に挟んでインク供給路５３の入口５３ｂと反対側の位置に配置されている。
【０１８０】
さらに、図８（ａ）に示したように本実施形態によるインクカートリッジ７０Ａにおいては、容器本体７２の内部に形成された副貯留室７６の上部に、上方に突出した突出部７６ａが形成されている。そして、容器本体７２の容器壁に形成される出口側開口７４は、突出部７６ａに対応する位置に形成されている。つまり、液体検出装置６０Ａのインク排出路５４の出口５４ｂは、出口側開口７４を介して副貯留室７６の突出部７６ａに連通している。
【０１８１】
上記構成より成る本実施形態によれば、上述した実施形態とほぼ同様の効果が得られると共に、液体検出装置６０Ａにおいて、インク排出路５４の出口５４ｂが、キャビティ４３を間に挟んでインク供給路５３の入口５３ｂと反対側の位置に配置されているので、入口５３ｂと出口５４ｂとの間隔を大きく取ることができる。このため、液体検出装置６０をインクカートリッジ７０の容器本体７２の所定位置に装着する際の作業がより一層容易になる。
【０１８２】
以下、本発明の他の一実施形態による液体検出装置及びこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０１８３】
図９乃至図１２は、本実施形態によるインクカートリッジに装着される液体検出装置１６０を示した図であり、この液体検出装置１６０は、キャビティ板１４１に振動板１４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部１４０を有し、この振動キャビティ形成基部１４０は、互いに対向する第１面１４０ａ及び第２面１４０ｂを有する。
【０１８４】
振動キャビティ形成基部１４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるための円形のキャビティ１４３が、第１面１４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ１４３の底面部１４３ａが振動板４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板１４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ１４３によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部１４０の第２面１４０ｂ側の両端には、下部電極端子１４４及び上部電極端子１４５が形成されている。
【０１８５】
振動キャビティ形成基部１４０の第２面１４０ｂには下部電極（第１電極）１４６が形成されており、この下部電極１４６は、略円形の本体部１４６ａと、この本体部１４６ａから下部電極端子１４４の方向に延出して下部電極端子１４４に接続された延出部１４６ｂとを有する。下部電極１４６の略円形の本体部１４６ａの中心はキャビティ１４３の中心と一致している。
【０１８６】
下部電極１４６の略円形の本体部１４６ａは、円形のキャビティ１４３よりも大径に形成され、キャビティ１４３に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極１４６の略円形の本体部１４６ａは、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部１４６ｃを含んでいる。
【０１８７】
下部電極１４６の上には圧電層１４７が積層されており、この圧電層１４７は、キャビティ１４３よりも小径に形成された円形の本体部１４７ａと、キャビティ１４３に対応する領域の範囲内において本体部１４７ａから突出した突出部１４７ｂとを有する。図９から分かるように、圧電層１４７はその全体がキャビティ１４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層１４７は、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０１８８】
圧電層１４７の本体部１４７ａの中心はキャビティ１４３の中心と一致しており、圧電層１４７の本体部１４７ａは、下部電極１４６の切欠き部１４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極１４６に積層されている。
【０１８９】
振動キャビティ形成基部１４０の第２面１４０ｂ側には補助電極１４８が形成されている。この補助電極１４８は、キャビティ１４３に対応する領域の外側から、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置を越えてキャビティ１４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極１４８の一部は、第１電極１４６の切欠き部１４６ｃの内部に位置して圧電層１４７の延出部１４７ｂ及びその近傍を基板１４０の第２面１４０ｂ側から支持している。この補助電極１４８は、好ましくは、下部電極１４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極１４８によって圧電層１４７の延出部１４７ｂ及びその近傍を基板１４０の第２面１４０ｂ側から支持することによって、圧電層１４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０１９０】
圧電層１４７には、上部電極（第２電極）１４９の円形の本体部１４９ａが積層されており、この上部電極１４９は、圧電層１４７の本体部１４７ａよりも小径に形成されている。また、上部電極１４９は、本体部１４９ａから延出して補助電極１４８に接続された延出部１４９ｂを有している。図１０（ｂ）から分かるように、上部電極１４９の延出部１４９ｂと補助電極１４８との接続が始まる位置Ｐは、キャビティ１４３に対応する領域の範囲内に位置している。
【０１９１】
下部電極１４６、圧電層１４７、及び上部電極１４９のそれぞれの本体部によって圧電素子が形成されている。
【０１９２】
図９から分かるように、上部電極１４９は補助電極１４８を介して上部電極端子１４５に電気的に接続されている。このように補助電極１４８を介して上部電極１４９を上部電極端子１４５に接続することによって、圧電層１４７及び下部電極１４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極１４９と補助電極１４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極１４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０１９３】
上部電極１４９の本体部１４９ａは円形を成しており、その中心はキャビティ１４３の中心と一致している。上部電極１４９の本体部１４９ａは、圧電層１４７の本体部１４７ａ及びキャビティ１４３のいずれよりも小径に形成されている。
【０１９４】
このように、圧電層１４７の本体部１４７ａは、上部電極１４９の本体部１４９ａと下部電極１４６の本体部１４６ａとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層１４７は効果的に変形駆動され得る。
【０１９５】
なお、圧電層１４７と電気的に接続された下部電極１４６の本体部１４６ａおよび上部電極１４９の本体部１４９ａのうち、上部電極１４９の本体部１４９ａの方が小径に形成されている。従って、上部電極１４９の本体部１４９ａが、圧電層１４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０１９６】
圧電層１４７の本体部１４７ａ、上部電極１４９の本体部１４９ａ、及び下部電極１４６の本体部１４６ａは、それらの中心がキャビティ１４３の中心と一致している。また、振動板１４２の振動可能な部分を決定する円形状のキャビティ１４３の中心は、液体検出装置１６０の全体の中心に位置している。
【０１９７】
キャビティ１４３によって規定される振動板１４２の振動可能な部分、下部電極１４６の本体部１４６ａのうちのキャビティ１４３に対応する部分、圧電層１４７の本体部１４７ａ及び突出部１４７ｂ、並びに上部電極１４９の本体部１４９ａ及び延出部１４９ｂのキャビティ１４３に対応する部分は、液体検出装置１６０の振動部１６１を構成する。そして、この液体検出装置１６０の振動部１６１の中心は、液体検出装置１６０の中心と一致する。
【０１９８】
更に、圧電層１４７の本体部１４７ａ、上部電極１４９の本体部１４９ａ、下部電極１４６の本体部１４６ａ、及び振動板１４２の振動可能な部分（即ちキャビティ１４３の底面部１４３ａに対応する部分）が円形形状を有しており、しかも、圧電層１４７の全体、即ち圧電層１４７の本体部１４７ａ及び延出部１４７ｂがキャビティ１４３に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置１６０の振動部１６１は液体検出装置１６０の中心に対して略対称な形状である。
【０１９９】
さらに、本実施形態による液体検出装置１６０は、振動キャビティ形成基部１４０の第１面１４０ａに積層され接合された流路形成基部１５０を備えている。この流路形成基部１５０には、キャビティ１４３に検出対象のインクを供給するインク供給溝（液体供給溝）１５３と、キャビティ１４３から検出対象のインクを排出するインク排出溝（液体排出溝）１５４とが形成されている。インク供給溝１５３及びインク排出溝１５４は、キャビティ１４３を間に挟んで互いに対向する位置において、キャビティ１４３に対応する領域を外して配置されている。
【０２００】
液体検出装置１６０に含まれる部材、特にキャビティ板１４１、振動板１４２、及び流路形成基部１５０は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置１６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０２０１】
圧電層１４７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い。キャビティ板１４１の材料としては、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１４２には、キャビティ板１４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極１４９、下部電極１４６、上部電極端子１４５および下部電極端子１４４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。
【０２０２】
図１１は、上述した液体検出装置１６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）１７０を示しており、このインクカートリッジ１７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）１７１を有する容器本体１７２を備えている。
【０２０３】
液体検出装置１６０はその全体が容器本体１７２の外側に装着されており、容器本体１７２の容器壁には、液体検出装置１６０のインク供給溝１５３、キャビティ１４３、及びインク排出溝１５４に連通するインク流通開口（液体流通開口）１７３が貫通形成されている。
【０２０４】
容器本体１７２の内部は、容器本体１７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室（第１室）１７５と、この主貯留室１７５よりも小さな容積を有する副貯留室（第２室）１７６とに区画されており、主貯留室１７５と副貯留室１７６とは互いに分離されている。副貯留室１７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室１７５よりもインク送出口１７１に近い側に位置すると共に、インク送出口１７１に連通している。
【０２０５】
主貯留室１７５の内部には、密閉された補助流路１７７が形成されており、この補助流路１７７の下端側には補助流路入口１７７ａが形成されている。補助流路入口１７７ａは、主貯留室１７５の内部の下端に位置している。
【０２０６】
図１２に示したように本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、液流規制部１７４が、キャビティ１４３に向かって突出するようにして容器本体１７２の内壁面に設けられている。図１０（ａ）に破線で示したように液流規制部１７４は、その長手方向の長さがキャビティ１４３の直径よりも長い。
【０２０７】
そして、液流規制部１７４は、インクが消費される際に容器本体１７２内のインクの流れを規制して、キャビティ１４３に向かうインクの流れＦを生じさせる。
【０２０８】
図１１から分かるように、インク流通開口１７３の一部は、補助流路１７７の上端部に連通して補助流路１７７の補助流路出口１７７ｂを形成している。液流規制部１７４は、補助流路１７７の補助流路出口１７７ｂの近傍に配置されている。また、液流規制部１７４は、副貯留室１７６の上端側において、主貯留室１７５と副貯留室１７６との境界に配置されている。
【０２０９】
図１２から分かるように、容器本体１７２の容器壁のインク流通開口１７３、インク供給溝１５３、インク排出溝１５４、及びキャビティ１４３は、主貯留室１７５の一部を形成する補助流路１７７と副貯留室１７６との間を連絡する連絡流路を形成している。
【０２１０】
本実施形態によるインクカートリッジ１７０において内部のインクが消費される際には、主貯留室１７５内のインクは、補助流路入口１７７ａから補助流路１７７内に流入し、補助流路１７７を通って液流規制部１７４に向かって流れる。そして、液流規制部１７４によってインクの流れが規制されることにより、キャビティ１４３の方向に向かうインクの流れが生じる。液流規制部１７４をキャビティ１４３側に回避して乗り越え、副貯留室１７６内に流入したインクは、インク送出口１７１を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド１１２へと供給される。
【０２１１】
上述した液体検出装置１６０を備えたインクカートリッジ１７０においては、容器本体１７２にインクが十分に残っており、副貯留室１７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ１４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ１７０の容器本体１７２内の液体が消費され、主貯留室１７５内のインクがなくなると、副貯留室１７６内の液面が低下し、液体検出装置１６０のキャビティ１４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ１４３内にインクが存在しない状態となる。
【０２１２】
そこで、液体検出装置１６０は、この状態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、液体検出装置１６０は、容器本体１７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０２１３】
より具体的には、液体検出装置１６０において、上部電極端子１４５および下部電極端子１４４を介して上部電極１４９と下部電極１４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層１４７のうち、上部電極１４９および下部電極１４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層１４７が変形する。圧電層１４７が変形することによって、振動板１４２のうちの振動領域（キャビティ１４３の底面部１４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層１４７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、たわみ振動が液体検出装置１６０の振動部１６１に残留する。
【０２１４】
この残留振動は、液体検出装置１６０の振動部１６１とキャビティ１４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層１４７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部１６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置１６０の振動部１６１の振動であり、圧電層１４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層１４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極１４９、下部電極１４６、上部電極端子１４５および下部電極端子１４４を介して検出される。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１７０の容器本体１７２内のインクの有無を検出することができる。
【０２１５】
以上述べたように本実施形態による液体検出装置１６０においては、インクカートリッジ１７０内のインクが消費される際には、流路規制部１７４によってキャビティ１４３に向かうインクの流れが生じるので、もし仮にキャビティ１４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ１４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ１４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置６０の誤検出を防止することができる。
【０２１６】
また、キャビティ１４３に向かうインクの流れが生じることにより、液面通過時にキャビティ１４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ１４３内でのインクの残留による液体検出装置１６０の誤検出を防止することができる。
【０２１７】
また、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、容器本体１７２の内部を、互いに分離された主貯留室１７５と副貯留室１７６とに区画すると共に、容器本体１７２の容器壁のインク流通開口１７３、インク供給溝１５３、インク排出溝１５４、及びキャビティ１４３によって、主貯留室１７５と副貯留室１７６との間を連絡するようにした。
【０２１８】
このため、主貯留室１７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置１６０によって確実に検出することが可能であり、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室１７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０２１９】
また、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、密閉された補助流路１７７を主貯留室１７５の内部に形成し、補助流路１７７の補助流路入口１７７ａを主貯留室１７５の下端に位置させると共に、補助流路１７７の上端部に液体検出装置１６０のキャビティ１４３を連通させるようにした。このため、主貯留室１７５内で発生した気泡は補助流路１７７の内部に進入し難く、液体検出装置１６０のキャビティ１４３への気泡の進入を防止することができる。
【０２２０】
さらに、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、主貯留室１７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室１７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ１７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室１７５内にインクが残っている限りは副貯留室１７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置１６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０２２１】
また、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、キャビティ１４３に対応する領域の外側においてインク供給溝１５３とインク排出溝１５４とを対向配置にて形成したので、液体検出装置１６０を容器本体１７２に装着する際の、位置合わせを含む装着作業が容易になる。
【０２２２】
また、本実施形態による液体検出装置１６０によれば、振動部１６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ１４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０２２３】
また、キャビティ１４３に対応する領域の略全体を下部電極１４６の本体部１４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置１６０の振動部１６１が液体検出装置１６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部１６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０２２４】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置１６０の振動部１６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部１６１の残留振動の検出が容易になる。
【０２２５】
また、キャビティ１４３に対応する領域の略全体をキャビティ１４３よりも大径の下部電極１４６の本体部１４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極１４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０２２６】
また、硬いが脆弱な圧電層１４７の全体がキャビティ１４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置には圧電層１４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
【０２２７】
以下、本発明による液体容器の他の一実施形態としてのインクカートリッジついて図面を参照して説明する。
【０２２８】
図１３乃至図１８は、本実施形態によるインクカートリッジに装着された液体検出装置２６０を示した図であり、この液体検出装置２６０は、図１６に示したようにキャビティ板２４１に振動板２４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部２４０を有し、この振動キャビティ形成基部２４０は、互いに対向する第１面２４０ａ及び第２面２４０ｂを有する。
【０２２９】
振動キャビティ形成基部２４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるためのキャビティ２４３が、第１面２４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ２４３の底面部２４３ａが振動板２４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板２４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ２４３によってその輪郭が規定されている。
【０２３０】
図１３に示したようにキャビティ２４３の平面形状は、互いに直交する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有すると共に、第２対称軸Ｏ２に沿った長手方向寸法が第１対称軸Ｏ１に沿った幅方向寸法よりも長く設定されている。
【０２３１】
振動キャビティ形成基部２４０の第２面２４０ｂ側の両端には、下部電極端子２４４及び上部電極端子２４５が形成されている。
【０２３２】
さらに、振動キャビティ形成基部２４０の第２面２４０ｂには下部電極（第１電極）２４６が形成されており、この下部電極２４６は、キャビティ２４３と略同形で且つキャビティ２４３よりも大きな寸法にて形成された本体部２４６ａと、この本体部２４６ａから下部電極端子２４４の方向に延出して下部電極端子２４４に接続された延出部２４６ｂとを有する。下部電極２４６の本体部２４６ａは、キャビティ２４３に対応する領域の略全体を覆っている。
【０２３３】
この下部電極２４６の本体部２４６ａは、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部２４６ｃを含んでいる。
【０２３４】
下部電極２４６の上には圧電層２４７が積層されており、この圧電層２４７は、キャビティ２４３と略同形で且つキャビティ２４３よりも小さな寸法にて形成されている。図１３から分かるように、圧電層２４７はその全体がキャビティ２４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層２４７は、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０２３５】
圧電層２４７は、キャビティ２４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有しており、下部電極２４６の切欠き部２４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極２４６の上に積層されている。
【０２３６】
また、振動キャビティ形成基部２４０の第２面２４０ｂ側には補助電極２４８が形成されている。この補助電極２４８は、キャビティ２４３に対応する領域の外側から、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置を越えてキャビティ２４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極２４８の一部は、第１電極２４６の切欠き部２４６ｃの内部に位置して圧電層２４７の一部を基板２４０の第２面２４０ｂ側から支持している。この補助電極２４８は、好ましくは、下部電極２４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極２４８によって圧電層２４７の一部を基板２４０の第２面２４０ｂ側から支持することによって、圧電層２４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０２３７】
圧電層２４７には、上部電極（第２電極）２４９の本体部２４９ａが積層されており、この上部電極２４９は、全体として圧電層２４７よりも小さな寸法にて形成されている。また、上部電極２４９は、本体部２４９ａから延出して補助電極２４８に接続された延出部２４９ｂを有している。
【０２３８】
そして、本実施形態においては、図１３及び図１７（ｂ）に示したように、上部電極２４９が、キャビティ２４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成され、キャビティ２４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有している。
【０２３９】
下部電極２４６、圧電層２４７、及び上部電極２４９によって圧電素子が形成されている。上述したように圧電層２４７は上部電極２４９と下部電極２４６とによって挟みこまれる構造となっており、これにより圧電層２４７は効果的に変形駆動される。
【０２４０】
図１３及び図１６から分かるように、上部電極２４９は補助電極２４８を介して上部電極端子２４５に電気的に接続されている。このように補助電極２４８を介して上部電極２４９を上部電極端子２４５に接続することによって、圧電層２４７及び下部電極２４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極２４９と補助電極２４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極２４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０２４１】
圧電層２４７と電気的に接続された下部電極２４６の本体部２４６ａおよび上部電極２４９の本体部２４９ａのうち、上部電極２４９の本体部２４９ａの方が小さな寸法にて形成されている。従って、上部電極２４９の本体部２４９ａが、圧電層２４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０２４２】
圧電層２４７、上部電極２４９の本体部２４９ａ、及び下部電極２４６の本体部２４６ａは、それらの中心がキャビティ２４３の中心と一致している。また、振動板２４２の振動可能な部分を決定するキャビティ２４３の中心は、液体検出装置２６０の全体の中心に位置している。
【０２４３】
キャビティ２４３によって規定される振動板２４２の振動可能な部分、下部電極２４６の本体部２４６ａのうちのキャビティ２４３に対応する部分、圧電層２４７、並びに上部電極２４９全体のうちのキャビティ２４３に対応する部分は、液体検出装置２６０の振動部２６１を構成する。そして、この液体検出装置２６０の振動部２６１の中心は、液体検出装置２６０の中心と一致する。
【０２４４】
さらに、図１６及び図１５に示したように、本実施形態における液体検出装置２６０は、振動キャビティ形成基部２４０の第１面２４０ａに積層され接合された出入口形成板２５０を備えている。この出入口形成板２５０には、キャビティ２４３に検出対象のインクを供給するインク供給口（液体供給口）２５１と、キャビティ２４３から検出対象のインクを排出するインク排出口（液体排出口）２５２とが形成されている。
【０２４５】
インク供給口２５１及びインク排出口２５２は、キャビティ２４３に対応する領域の内側にて、キャビティ２４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。また、キャビティ２４３の長手方向の端縁部において、インク供給口２５１及びインク排出口２５２の各縁部が整合している。インク供給口２５１とインク排出口２５２とは、互いに同形同大にて形成されている。
【０２４６】
上述したようにインク供給口２５１及びインク排出口２５２をキャビティ２４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置することにより、インク供給口２５１とインク排出口２５２との間の距離が大きくなり、液体検出装置２６０の容器本体への装着が容易となる。また、インク供給口２５１及びインク排出口２５２をキャビティ２４３に対応する領域の内側に配置することにより、液体検出装置２６０の小型化を図ることができる。
【０２４７】
液体検出装置２６０に含まれる部材、特にキャビティ板２４１、振動板２４２、及び出入口形成板２５０は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置２６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０２４８】
圧電層２４７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い。キャビティ板２４１の材料としては、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２４２には、キャビティ板２４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極２４９、下部電極２４６、上部電極端子２４５および下部電極端子２４４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。
【０２４９】
図１９は、上述した液体検出装置２６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）２７０を示しており、このインクカートリッジ２７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）２７１を前面に有する容器本体２７２を備えている。
【０２５０】
液体検出装置２６０は、その全体が容器本体２７２の外側に配置されると共に、容器本体２７２の上面上に装着されている。容器本体２７２の上面を構成する容器壁には、液体検出装置２６０のインク供給口２５１に連通する第１開口２７３と、インク排出口２５２に連通する第２開口２７４とが貫通形成されている。
【０２５１】
容器本体２７２の内部にはインク貯留室２７５が形成されており、このインク貯留室２７５と第１開口２７３とが第１連絡流路２７６を介して接続され、第２開口２７４とインク送出口２７１とが第２連絡流路２７７を介して接続されている。
【０２５２】
上述したように本実施形態においては、キャビティ２４３が圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして液体検出装置２６０が容器本体２７２に装着されている。そして、容器本体２７２に形成された第１開口２７３から流出したインクが、液体検出装置２６０のインク供給口２５１を介してキャビティ２４３に流入し、液体検出装置２６０のインク排出口２５２及び容器本体２７２の第２開口２７４を介してキャビティ２４３から容器本体２７２の内部にインクが流れる。
【０２５３】
そして、本実施形態によるインクカートリッジ２７０においては、インク送出口２７１に送られるインクの全量が液体検出装置２６０の内部を通過するように構成されている。
【０２５４】
上述した液体検出装置２６０を備えたインクカートリッジ２７０においては、容器本体２７２内にインクが残っている場合には、キャビティ２４３の内部はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ７の容器本体２７２内の液体が消費され、インク貯留室２７５及び第１連絡流路２７６の内部のインクがすべて消費されると、液体検出装置２６０のキャビティ２４３内にインクが存在しない状態となる。
【０２５５】
そこで、液体検出装置２６０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し、これにより、容器本体２７２のインクの消費状態を検知することができる。
【０２５６】
より具体的には、液体検出装置２６０において、上部電極端子２４５および下部電極端子２４４を介して上部電極２４９と下部電極２４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層２４７のうち、上部電極２４９および下部電極２４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層２４７が変形する。圧電層２４７が変形することによって、振動板２４２のうちの振動領域（キャビティ２４３の底面部２４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層２４７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、たわみ振動が液体検出装置２６０の振動部２６１に残留する。
【０２５７】
この残留振動は、液体検出装置２６０の振動部２６１とキャビティ２４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層２４７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部２６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置２６０の振動部２６１の振動であり、圧電層２４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層２４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極２４９、下部電極２４６、上部電極端子２４５および下部電極端子２４４を介して検出される。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７の容器本体２７２内のインクの有無を検出することができる。
【０２５８】
そして、本実施形態においては、上述したようにキャビティ２４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして上部電極２４９を略十字状に形成したので、圧電素子に駆動パルスを印可して強制的に変形させた場合でも、キャビティ２４３の４つの隅部に対応する部分の変形量が小さい。これにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動（自由振動）時の振動モードとが近いモードになる。
【０２５９】
上述したように本実施形態においては、キャビティ２４３が圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして液体検出装置２６０が容器本体２７２に装着されているので、容器本体２７２内のインクが消費されてキャビティ２４３内にインクが供給されない状態になった場合には、キャビティ２４３内のインクは重力によって流下するので、キャビティ２４３内にインクが残留してしまうということがない。このため、液体検出装置２６０によるインクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０２６０】
また、本実施形態における液体検出装置２６０においては、上部電極２４９を略十字状に形成することにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動時の振動モードとを近いモードとしたので、キャビティ２４３の形状を前記の如く細長い形状としたにもかかわらず、検出信号の中の不要振動成分が低減され、これによりインクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０２６１】
また、本実施形態においては、キャビティ２４３へのインクの供給がインク供給口２５１を介して行われ、キャビティ２４３からのインクの排出がインク排出口２５２を介して行われるので、インクカートリッジ２７０に液体検出装置２６０を装着する際には、インクカートリッジ２７０の容器本体２７２内のインク収容空間に液体検出装置２６０のキャビティ２４３を露出させることなく、インク供給口２５１を介して容器本体２７２内のインクをキャビティ２４３に供給することができる。
【０２６２】
このため、インクカートリッジ２７０内のインクの消費時に、液体検出装置２６０のインク供給口２５１及びインク排出口２５２を介してキャビティ２４３内にインクの流れが生じるように構成することで、もし仮にキャビティ２４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ２４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ２４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置２６０の誤検出を防止することができる。
【０２６３】
しかも、本実施形態によれば、キャビティ２４３の形状を円形や正方形ではなく細長い形状としたので、キャビティ２４３の長手方向の両端部にインク供給口２５１及びインク排出口２５２を配置することにより、キャビティ２４３の内部にインクや気泡が滞留し難くなる。これにより、インクや気泡の排出性を十分に確保することが可能であり、インクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０２６４】
また、本実施形態における液体検出装置２６０においては、キャビティ２４３を容器本体２７２内のインク収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ２４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ２４３内でのインクの残留による液体検出装置２６０の誤検出を防止することができる。
【０２６５】
また、図２０は、本発明の他の実施形態によるインクカートリッジ２７０Ａを示している。このインクカートリッジ２７０Ａにおいては、容器本体２７２の内部が第１貯留室２７５ａと第２貯留室２７５ｂとに区画されており、第１貯留室２７５ａと第２貯留室２７５ｂとは互いに分離されている。第２貯留室２７５ｂは、インク消費時のインクの流れ方向において第１貯留室２７５ａよりもインク送出口２７１に近い側に位置すると共に、インク送出口２７１に連通している。
【０２６６】
本実施形態においても、液体検出装置２６０は容器本体２７２の上面上に装着されている。容器本体２７２の上面を構成する容器壁には、液体検出装置２６０のインク供給口２５１に連通する第１開口２７３と、インク排出口２５２に連通する第２開口２７４とが貫通形成されている。第１貯留室２７５ａと第１開口２７３とが連絡流路２７６を介して接続されており、第２開口２７４は第２貯留室２７５ｂに連通している。インク送出口２７１は容器本体２７２の底面に設けられている。
【０２６７】
このように本実施形態においては、液体検出装置２６０を介して第１貯留室２７５ａと第２貯留室２７５ｂとが連通しており、第１貯留室２７５ａから第２貯留室２７５ｂに送られるインクの全量が液体検出装置２６０を経由する。
【０２６８】
そして、本実施形態によるインクカートリッジ２７０においては、第１貯留室２７５ａ内のインクが無くなった時点を液体検出装置２６０によって確実に検出することができるので、インク消費状態に関する正確な情報を取得することができる。そして、液体検出装置２６０で得られた正確なインク消費状態情報に基づいて、ソフトカウントから得られたインク消費状態情報を校正することができる。
【０２６９】
また、本実施形態においては、第２貯留室２７５ｂの容積を第１貯留室２７５ａの容積に比べて小さく設定することにより、液体検出装置２６０によって正確なインクニアエンド情報を取得することができる。これにより、予め分かっている第２貯留室２７５ｂ内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０２７０】
また、本実施形態における液体検出装置２６０によれば、振動部２６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ２４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０２７１】
また、キャビティ２４３に対応する領域の略全体を下部電極２４６の本体部２４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置２６０の振動部２６１が液体検出装置２６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部２６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０２７２】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置２６０の振動部２６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部２６１の残留振動の検出が容易になる。
【０２７３】
また、キャビティ２４３に対応する領域の略全体をキャビティ２４３よりも大きな寸法の下部電極２４６の本体部２４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極２４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０２７４】
また、硬いが脆弱な圧電層２４７の全体がキャビティ２４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置には圧電層２４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電層のクラックの問題がない。
【０２７５】
次に、液体検出装置の他の例について図２１及び図２２を参照して説明する。なお、上述した液体検出装置２６０と共通する部分については説明を省略する。
【０２７６】
図２１に示したように本例における液体検出装置２６０Ａにおいては、キャビティ２４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）における圧電層２４７の寸法が、キャビティ２４３の長手方向の長さよりも長く設定されている。そして、この圧電層２４７は、キャビティ２４３の長手方向においてキャビティ２４３をその全長にわたって覆うように形成されている。なお、キャビティ２４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては、圧電層２４７はキャビティ２４３よりも小さな寸法にてキャビティ２４３の内側に形成されている。
【０２７７】
さらに、本例の液体検出装置２６０Ａにおいては、下部電極２４６が略長方形に形成されており、キャビティ２４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては下部電極２４６が圧電層２４７よりも大きな寸法を有し、キャビティ２４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）においては下部電極２４６と圧電層２４７とが共通寸法である。
【０２７８】
本例の液体検出装置２６０Ａにおいても、上述した実施形態と同様に、不要振動の発生を防止することができると共に、気泡やインクの滞留を防止することができる。
【０２７９】
さらに、本例の液体検出装置２６０Ａによれば、圧電層２４７の長手方向の寸法がキャビティ２４３の長手方向の寸法よりも大きく設定されているので、圧電層２４７の形成位置がキャビティ２４３の長手方向においてずれた場合でも、圧電層２４７全体のうちの振動に寄与する部分の大きさは変化しない。このため、圧電層２４７の形成位置のズレによる不要振動の発生を防止することができる。
【０２８０】
また、上述した実施形態の一変形例としては、液体検出装置２６０，２６０Ａにおいて出入口形成板２５０を省略し、インクカートリッジ２７０の容器本体２７２に形成された第１開口２７３及び第２開口２７４を、液体検出装置２６０，２６０Ａのキャビティ２４３へのインク供給口及びインク排出口として利用するように構成することもできる。
【０２８１】
以下、本発明の他の一実施形態による液体検出装置及びこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０２８２】
図２３乃至図２８は、本実施形態による液体検出装置３６０を示した図であり、この液体検出装置３６０は、図２６に示したようにキャビティ板３４１に振動板３４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部３４０を有し、この振動キャビティ形成基部３４０は、互いに対向する第１面３４０ａ及び第２面３４０ｂを有する。
【０２８３】
振動キャビティ形成基部３４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるためのキャビティ３４３が、第１面３４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ３４３の底面部３４３ａが振動板３４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板３４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ３４３によってその輪郭が規定されている。
【０２８４】
図２３に示したようにキャビティ３４３の平面形状は、互いに直交する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有すると共に、第２対称軸Ｏ２に沿った長手方向寸法が第１対称軸Ｏ１に沿った幅方向寸法よりも長く設定されている。
【０２８５】
振動キャビティ形成基部３４０の第２面３４０ｂ側の両端には、下部電極端子３４４及び上部電極端子３４５が形成されている。
【０２８６】
さらに、振動キャビティ形成基部３４０の第２面３４０ｂには下部電極（第１電極）３４６が形成されており、この下部電極３４６は、キャビティ３４３と略同形で且つキャビティ３４３よりも大きな寸法にて形成された本体部３４６ａと、この本体部３４６ａから下部電極端子３４４の方向に延出して下部電極端子３４４に接続された延出部３４６ｂとを有する。下部電極３４６の本体部３４６ａは、キャビティ３４３に対応する領域の略全体を覆っている。
【０２８７】
この下部電極３４６の本体部３４６ａは、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部３４６ｃを含んでいる。
【０２８８】
下部電極３４６の上には圧電層３４７が積層されており、この圧電層３４７は、キャビティ３４３と略同形で且つキャビティ３４３よりも小さな寸法にて形成されている。図２３から分かるように、圧電層３４７はその全体がキャビティ３４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層３４７は、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０２８９】
圧電層３４７は、キャビティ３４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有しており、下部電極３４６の切欠き部３４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極３４６の上に積層されている。
【０２９０】
また、振動キャビティ形成基部３４０の第２面３４０ｂ側には補助電極３４８が形成されている。この補助電極３４８は、キャビティ３４３に対応する領域の外側から、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置を越えてキャビティ３４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極３４８の一部は、第１電極３４６の切欠き部３４６ｃの内部に位置して圧電層３４７の一部を基板３４０の第２面３４０ｂ側から支持している。この補助電極３４８は、好ましくは、下部電極３４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極３４８によって圧電層３４７の一部を基板３４０の第２面３４０ｂ側から支持することによって、圧電層３４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０２９１】
圧電層３４７には、上部電極（第２電極）３４９の本体部３４９ａが積層されており、この上部電極３４９は、全体として圧電層３４７よりも小さな寸法にて形成されている。また、上部電極３４９は、本体部３４９ａから延出して補助電極３４８に接続された延出部３４９ｂを有している。
【０２９２】
そして、本実施形態においては、図２３及び図２７（ｂ）に示したように、上部電極３４９が、キャビティ３４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成され、キャビティ３４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有している。
【０２９３】
下部電極３４６、圧電層３４７、及び上部電極３４９によって圧電素子が形成されている。上述したように圧電層３４７は上部電極３４９と下部電極３４６とによって挟みこまれる構造となっており、これにより圧電層３４７は効果的に変形駆動される。
【０２９４】
図２３及び図２６から分かるように、上部電極３４９は補助電極３４８を介して上部電極端子３４５に電気的に接続されている。このように補助電極３４８を介して上部電極３４９を上部電極端子３４５に接続することによって、圧電層３４７及び下部電極３４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極３４９と補助電極３４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極３４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０２９５】
圧電層３４７と電気的に接続された下部電極３４６の本体部３４６ａおよび上部電極３４９の本体部３４９ａのうち、上部電極３４９の本体部３４９ａの方が小さな寸法にて形成されている。従って、上部電極３４９の本体部３４９ａが、圧電層３４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０２９６】
圧電層３４７、上部電極３４９の本体部３４９ａ、及び下部電極３４６の本体部３４６ａは、それらの中心がキャビティ３４３の中心と一致している。また、振動板３４２の振動可能な部分を決定するキャビティ３４３の中心は、液体検出装置３６０の全体の中心に位置している。
【０２９７】
キャビティ３４３によって規定される振動板３４２の振動可能な部分、下部電極３４６の本体部３４６ａのうちのキャビティ３４３に対応する部分、圧電層３４７、並びに上部電極３４９全体のうちのキャビティ３４３に対応する部分は、液体検出装置３６０の振動部３６１を構成する。そして、この液体検出装置３６０の振動部３６１の中心は、液体検出装置３６０の中心と一致する。
【０２９８】
さらに、図２６及び図２５に示したように、本実施形態による液体検出装置３６０は、振動キャビティ形成基部３４０の第１面３４０ａに積層され接合された出入口形成板３５０を備えている。この出入口形成板３５０には、キャビティ３４３に検出対象のインクを供給するインク供給口（液体供給口）３５１と、キャビティ３４３から検出対象のインクを排出するインク排出口（液体排出口）３５２とが形成されている。
【０２９９】
インク供給口３５１及びインク排出口３５２は、キャビティ３４３に対応する領域の内側にて、キャビティ３４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。また、キャビティ３４３の長手方向の端縁部において、インク供給口３５１及びインク排出口３５２の各縁部が整合している。インク供給口３５１とインク排出口３５２とは、互いに同形同大にて形成されている。
【０３００】
上述したようにインク供給口３５１及びインク排出口３５２をキャビティ３４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置することにより、インク供給口３５１とインク排出口３５２との間の距離が大きくなり、液体検出装置３６０の容器本体への装着が容易となる。また、インク供給口３５１及びインク排出口３５２をキャビティ３４３に対応する領域の内側に配置することにより、液体検出装置３６０の小型化を図ることができる。
【０３０１】
液体検出装置３６０に含まれる部材、特にキャビティ板３４１、振動板３４２、及び出入口形成板３５０は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置３６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０３０２】
圧電層３４７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い。キャビティ板３４１の材料としては、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３４２には、キャビティ板３４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極３４９、下部電極３４６、上部電極端子３４５および下部電極端子３４４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。
【０３０３】
図２９は、上述した液体検出装置３６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）３７０を示しており、このインクカートリッジ３７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）３７１を有する容器本体３７２を備えている。
【０３０４】
液体検出装置３６０はその全体が容器本体３７２の外側に装着されており、容器本体３７２の容器壁には、液体検出装置３６０のインク供給口３５１に連通する第１開口３７３と、インク排出口３５２に連通する第２開口３７４とが貫通形成されている。
【０３０５】
容器本体３７２の内部は、容器本体３７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室（第１室）３７５と、この主貯留室３７５よりも小さな容積を有する副貯留室（第２室）３７６とに区画されており、主貯留室３７５と副貯留室３７６とは互いに分離されている。副貯留室３７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室３７５よりもインク送出口３７１に近い側に位置すると共に、インク送出口３７１に連通している。
【０３０６】
容器本体３７２の容器壁に形成された第２開口３７４は、副貯留室３７６の上端部に連通している。上述したように第２開口３７４には、液体検出装置３６０のインク排出口３５２の出口３５２ｂが接続されている。
【０３０７】
主貯留室３７５の内部には、密閉された補助流路３７７が形成されており、この補助流路３７７の下端側には補助流路入口３７７ａが形成されている。補助流路入口３７７ａは、主貯留室３７５の内部の下端に位置している。また、補助流路３７７の上端部に、容器本体３７２の容器壁に形成された第１開口３７３が連通しており、この第１開口３７３が補助流路３７７の出口を構成している。
【０３０８】
上述したように液体検出装置３６０のインク供給口３５１が第１開口３７３に連通し、インク排出口３５２が第２開口３７４に連通しており、これにより、液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２が主貯留室３７５と副貯留室３７６とを連絡する連絡流路を形成している。
【０３０９】
そして、インクカートリッジ３７０内のインクが消費される際には、主貯留室３７５内のインクは、補助流路入口３７７ａから補助流路３７７内に流入し、この補助流路３７７を通って第１開口３７３へと流れる。第１開口３７３から流出したインクは、液体検出装置３６０のインク供給口３５１からキャビティ３４３に流入し、キャビティ３４３を通ってインク排出口３５２から流出する。インク排出口３５２から流出したインクは、第２開口３７４を介して副貯留室３７６内に流入する。そして、副貯留室３７６内に流入したインクが、インク送出口３７１を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド３１２へ供給される。
【０３１０】
このように本実施形態においては、副貯留室３７６を通ってインク送出口３７１に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２を通過するように構成されている。
【０３１１】
上述した液体検出装置３６０を備えたインクカートリッジ３７０においては、容器本体３７２にインクが十分に残っており、副貯留室３７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ３４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ３７０の容器本体３７２内の液体が消費され、主貯留室３７５内のインクがなくなると、副貯留室３７６内の液面が低下し、液体検出装置３６０のキャビティ３４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ３４３内にインクが存在しない状態となる。
【０３１２】
そこで、液体検出装置３６０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、液体検出装置３６０は、容器本体３７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０３１３】
より具体的には、液体検出装置３６０において、上部電極端子３４５および下部電極端子３４４を介して上部電極３４９と下部電極３４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層３４７のうち、上部電極３４９および下部電極３４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層３４７が変形する。圧電層３４７が変形することによって、振動板３４２のうちの振動領域（キャビティ３４３の底面部３４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層３４７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、たわみ振動が液体検出装置３６０の振動部３６１に残留する。
【０３１４】
この残留振動は、液体検出装置３６０の振動部３６１とキャビティ３４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層３４７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部３６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置３６０の振動部３６１の振動であり、圧電層３４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層３４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極３４９、下部電極３４６、上部電極端子３４５および下部電極端子３４４を介して検出される。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３７０の容器本体３７２内のインクの有無を検出することができる。
【０３１５】
そして、本実施形態においては、上述したようにキャビティ３４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして上部電極３４９を略十字状に形成したので、圧電素子に駆動パルスを印可して強制的に変形させた場合でも、キャビティ３４３の４つの隅部に対応する部分の変形量が小さい。これにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動（自由振動）時の振動モードとが近いモードになる。
【０３１６】
以上述べたように本実施形態による液体検出装置３６０においては、上部電極３４９を略十字状に形成することにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動時の振動モードとを近いモードとしたので、キャビティ３４３の形状を前記の如く細長い形状としたにもかかわらず、検出信号の中の不要振動成分が低減され、これによりインクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０３１７】
また、本実施形態においては、キャビティ３４３へのインクの供給がインク供給口３５１を介して行われ、キャビティ３４３からのインクの排出がインク排出口３５２を介して行われるので、インクカートリッジ３７０に液体検出装置３６０を装着する際には、インクカートリッジ３７０の容器本体３７２内のインク収容空間に液体検出装置３６０のキャビティ３４３を露出させることなく、インク供給口３５１を介して容器本体３７２内のインクをキャビティ３４３に供給することができる。
【０３１８】
このため、インクカートリッジ３７０内のインクの消費時に、液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２を介してキャビティ３４３内にインクの流れが生じるように構成することで、もし仮にキャビティ３４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ３４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ３４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置３６０の誤検出を防止することができる。
【０３１９】
しかも、本実施形態によれば、キャビティ３４３の形状を円形や正方形ではなく細長い形状としたので、キャビティ３４３の長手方向の両端部にインク供給口３５１及びインク排出口３５２を配置することにより、キャビティ３４３の内部にインクや気泡が滞留し難くなる。これにより、インクや気泡の排出性を十分に確保することが可能であり、インクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０３２０】
また、本実施形態による液体検出装置３６０においては、キャビティ３４３を容器本体３７２内のインク収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ３４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ３４３内でのインクの残留による液体検出装置３６０の誤検出を防止することができる。
【０３２１】
また、本実施形態によるインクカートリッジ３７０においては、容器本体３７２の内部を、互いに分離された主貯留室３７５と副貯留室３７６とに区画すると共に、液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２を介して主貯留室３７５と副貯留室３７６とを連絡し、液体検出装置３６０のキャビティ３４３を副貯留室３７６の上端部に配置するようにした。
【０３２２】
このため、主貯留室３７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置３６０によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室３７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０３２３】
また、本実施形態によるインクカートリッジ３７０においては、密閉された補助流路３７７を主貯留室３７５の内部に形成し、補助流路３７７の補助流路入口３７７ａを主貯留室３７５の下端に位置させると共に、補助流路３７７の上端部に液体検出装置３６０のインク供給口３５１の入口３５１ｂを連通させるようにした。このため、主貯留室３７５内で発生した気泡は補助流口３７７の内部に進入し難く、液体検出装置３６０のキャビティ３４３への気泡の進入を防止することができる。
【０３２４】
さらに、本実施形態によるインクカートリッジ３７０においては、主貯留室３７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室３７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ３７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室３７５内にインクが残っている限りは副貯留室３７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置３６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０３２５】
また、本実施形態による液体検出装置３６０によれば、振動部３６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ３４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０３２６】
また、キャビティ３４３に対応する領域の略全体を下部電極３４６の本体部３４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置３６０の振動部３６１が液体検出装置３６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部３６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０３２７】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置３６０の振動部３６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部３６１の残留振動の検出が容易になる。
【０３２８】
また、キャビティ３４３に対応する領域の略全体をキャビティ３４３よりも大きな寸法の下部電極３４６の本体部３４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極３４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０３２９】
また、硬いが脆弱な圧電層３４７の全体がキャビティ３４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置には圧電層３４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電層のクラックの問題がない。
【０３３０】
次に、本発明の他の実施形態による液体検出装置について図３０及び図３１を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略する。
【０３３１】
図３０に示したように本実施形態による液体検出装置３６０Ａにおいては、キャビティ３４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）における圧電層３４７の寸法が、キャビティ３４３の長手方向の長さよりも長く設定されている。そして、この圧電層３４７は、キャビティ３４３の長手方向においてキャビティ３４３をその全長にわたって覆うように形成されている。なお、キャビティ３４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては、圧電層３４７はキャビティ３４３よりも小さな寸法にてキャビティ３４３の内側に形成されている。
【０３３２】
さらに、本実施形態においては、下部電極３４６が略長方形に形成されており、キャビティ３４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては下部電極３４６が圧電層３４７よりも大きな寸法を有し、キャビティ３４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）においては下部電極３４６と圧電層３４７とが共通寸法である。
【０３３３】
本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、不要振動の発生を防止することができると共に、気泡やインクの滞留を防止することができる。
【０３３４】
さらに、本実施形態によれば、圧電層３４７の長手方向の寸法がキャビティ３４３の長手方向の寸法よりも大きく設定されているので、圧電層３４７の形成位置がキャビティ３４３の長手方向においてずれた場合でも、圧電層３４７全体のうちの振動に寄与する部分の大きさは変化しない。このため、圧電層３４７の形成位置のズレによる不要振動の発生を防止することができる。
【０３３５】
また、上述した各実施形態の一変形例としては、液体検出装置３６０，３６０Ａにおいて出入口形成板３５０を省略し、インクカートリッジ３７０の容器本体３７２に形成された第１開口３７３及び第２開口３７４を、液体検出装置３６０，３６０Ａのキャビティ３４３へのインク供給口及びインク排出口として利用するように構成することもできる。
【０３３６】
以下、本発明の他の一実施形態による液体検出装置およびこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０３３７】
図３２は本発明の実施形態としての液体検出装置４６０示す断面図である。また、図３３は上記液体検出装置４６０を構成する検出部４１３を示す図であり、図３４は上記液体検出装置４６０を構成するバッファ部４１４を示す図である。
【０３３８】
この液体検出装置４６０は、キャビティ４４３を有する検出部４１３と、上記キャビティ４４３に連通する供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６を有するバッファ部４１４とを備えて構成されている。
【０３３９】
上記検出部４１３は、キャビティ板４４１に振動板４４２を積層して構成されて、互いに対向する第１面４４０ａおよび第２面４４０ｂを有した振動キャビティ形成基部４４０と、上記振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側に積層された圧電素子４１７と、上記振動キャビティ形成基部４４０の第１面４４０ａ側に積層された流路形成板（流路形成基部）４１８とを備えてなる。
【０３４０】
振動キャビティ形成基部４４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるための円筒形の空間形状を呈するキャビティ４４３が、第１面４４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ４４３の底面部４４３ａが振動板４４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板４４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ４４３によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側の両端には、下部電極端子４４４および上部電極端子４４５が形成されている。
【０３４１】
振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂには下部電極（第１電極）４４６が形成されており、この下部電極４４６は、略円形の本体部４４６ａと、この本体部４４６ａから下部電極端子４４４の方向に延出して下部電極端子４４４に接続された延出部４４６ｂとを有する。下部電極４４６の略円形の本体部４４６ａの中心はキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致している。
【０３４２】
下部電極４４６の略円形の本体部４４６ａは、円形のキャビティ４４３よりも大径に形成され、キャビティ４４３に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極４４６の略円形の本体部４４６ａは、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部４４６ｃを含んでいる。
【０３４３】
下部電極４４６の上には圧電層４４７が積層されており、この圧電層４４７は、キャビティ４４３よりも小径に形成された円形の本体部４４７ａと、キャビティ４４３に対応する領域の範囲内において本体部４４７ａから突出した突出部４４７ｂとを有する。図３２から分かるように、圧電層４４７はその全体がキャビティ４４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層４４７は、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０３４４】
圧電層４４７の本体部４４７ａの中心はキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致しており、圧電層４４７の本体部４４７ａは、下部電極４４６の切欠き部４４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極４４６に積層されている。
【０３４５】
振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側には補助電極４４８が形成されている。この補助電極４４８は、キャビティ４４３に対応する領域の外側から、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置を越えてキャビティ４４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極４４８の一部は、下部電極（第１電極）４４６の切欠き部４４６ｃの内部に位置して圧電層４４７の突出部４４７ｂおよびその近傍を振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側から支持している。この補助電極４４８は、好ましくは、下部電極４４６と同じ材質でかつ同じ厚さを有している。このように補助電極４４８によって圧電層４４７の突出部４４７ｂおよびその近傍を振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側から支持することによって、圧電層４４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０３４６】
圧電層４４７には、上部電極（第２電極）４４９の円形の本体部４４９ａが積層されており、この上部電極４４９は、圧電層４４７の本体部４４７ａよりも小径に形成されている。また、上部電極４４９は、本体部４４９ａから延出して補助電極４４８に接続された延出部４４９ｂを有している。図３２から分かるように、上部電極４４９の延出部４４９ｂと補助電極４４８との接続が始まる位置Ｐは、キャビティ４４３に対応する領域の範囲内に位置している。
【０３４７】
下部電極４４６、圧電層４４７、および上部電極４４９のそれぞれの本体部によって圧電素子４１７が形成されている。
【０３４８】
図３３から分かるように、上部電極４４９は補助電極４４８を介して上部電極端子４４５に電気的に接続されている。このように補助電極４４８を介して上部電極４４９を上部電極端子４４５に接続することによって、圧電層４４７および下部電極４４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極４４９と補助電極４４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極４４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０３４９】
上部電極４４９の本体部４４９ａは円形を成しており、その中心はキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致している。上部電極４４９の本体部４４９ａは、圧電層４４７の本体部４４７ａおよびキャビティ４４３のいずれよりも小径に形成されている。
【０３５０】
このように、圧電層４４７の本体部４４７ａは、上部電極４４９の本体部４４９ａと下部電極４４６の本体部４４６ａとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層４４７は効果的に変形駆動され得る。
【０３５１】
なお、圧電層４４７と電気的に接続された下部電極４４６の本体部４４６ａおよび上部電極４４９の本体部４４９ａのうち、上部電極４４９の本体部４４９ａの方が小径に形成されている。従って、上部電極４４９の本体部４４９ａが、圧電層４４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０３５２】
圧電層４４７の本体部４４７ａ、上部電極４４９の本体部４４９ａ、および下部電極４４６の本体部４４６ａは、それらの中心がキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致している。また、振動板４４２の振動可能な部分を決定する円筒形状のキャビティ４４３の中心軸Ｃは、液体検出装置４６０の全体の中心に位置している。
【０３５３】
キャビティ４４３によって規定される振動板４４２の振動可能な部分、下部電極４４６の本体部４４６ａのうちのキャビティ４４３に対応する部分、圧電層４４７の本体部４４７ａおよび突出部４４７ｂ、並びに上部電極４４９の本体部４４９ａおよび延出部４４９ｂのキャビティ４４３に対応する部分は、液体検出装置４６０の振動部４６１を構成する。そして、この液体検出装置４６０の振動部４６１の中心は、液体検出装置４６０の中心と一致する。
【０３５４】
さらに、圧電層４４７の本体部４４７ａ、上部電極４４９の本体部４４９ａ、下部電極４４６の本体部４４６ａ、および振動板４４２の振動可能な部分（即ちキャビティ４４３の底面部４４３ａに対応する部分）が円形形状を有しており、しかも、圧電層４４７の全体、即ち圧電層４４７の本体部４４７ａおよび突出部４４７ｂがキャビティ４４３に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置４６０の振動部４６１は液体検出装置４６０の中心に対して略対称な形状である。
【０３５５】
さらに、本実施形態による液体検出装置４６０は、振動キャビティ形成基部４４０の第１面４４０ａに積層され接合された流路形成板（流路形成基部）４１８を備えている。
【０３５６】
上記流路形成板４１８には、キャビティ４４３に検出対象のインクを供給するインク供給路（液体供給路）４１９と、キャビティ４４３から検出対象のインクを排出するインク排出路（液体排出路）４２０とが形成されている。インク供給路４１９とインク排出路４２０は、同じ大きさ形状に形成され、いずれも円筒形の空間形状を呈している。
【０３５７】
上記流路形成板４１８に形成されたインク供給路４１９とインク排出路４２０は、いずれも上記円形のキャビティ４４３に対応する領域内に形成されており、かつインク供給路４１９とインク排出路４２０はキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に配置されている。これにより、上記キャビティ４４３，インク供給路４１９およびインク排出路４２０を含んで形成される空間は、インク供給路４１９とインク排出路４２０に挟まれた領域に存在するキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されている。
【０３５８】
また、上記インク供給路４１９およびインク排出路４２０は、それぞれキャビティ４４３に対して流路面積が絞られている。すなわち、この実施形態では、１つのキャビティ４４３に対してインク供給路４１９とインク排出路４２０が１つずつ形成されているが、一方の流路（インク供給路４１９またはインク排出路４２０）の流路面積は、キャビティ４４３の面積の少なくとも半分より小さくなるように設定されている。また、上記インク供給路４１９およびインク排出路４２０は、内部に液体の流体的質量が存在するよう、ある程度の長さが設定されており、好ましくはインク供給路４１９およびインク排出路４２０の流路長さは、それぞれ流路径の２倍以上になるよう設定される。
【０３５９】
一方、上記液体検出装置４６０は、上記インク供給路４１９に連通する供給側バッファ室４１５と、上記インク排出路４２０に連通する排出側バッファ室４１６とを有するバッファ部４１４を備えている。
【０３６０】
上記バッファ部４１４は、この実施形態では平面視で上記液体検出装置４６０よりも一回り大きな長方形を呈し、全体として直方体状に形成されている。上記バッファ部４１４の内部は、中央部に配置された１枚の仕切壁４２１により同じ大きさ形状の２つの空間に２分されており、一方が供給側バッファ室４１５に、他方が排出側バッファ室４１６になっている。
【０３６１】
上記バッファ部４１４の検出部４１３が接合される面と反対側の部分には、供給側バッファ室４１５にインクを流入させる流入開口４２２と、排出側バッファ室４１６のインクを流出させる流出開口４２３とが形成されている。また、上記バッファ部４１４の検出部４１３が接合される面には、供給側バッファ室４１５に流入したインクをインク供給路４１９を介してキャビティ４４３に供給する流入流路４２４と、キャビティ４４３のインクをインク排出路４２０を介して供給側バッファ室４１５に流出させる流出流路４２５とが形成されている。
【０３６２】
上記流入流路４２４および流出流路４２５は、実質的に円柱状の流路空間に形成されており、同じ大きさ形状に形成されている。また、流入流路４２４および流出流路４２５の開口は、それぞれインク供給路４１９およびインク排出路４２０の開口と一致しており、この実施形態では、インク供給路４１９と流入流路４２４で本発明の液体供給路を形成し、インク排出路４２０と流出流路４２５とで本発明の液体排出路を形成している。
【０３６３】
そして、上記液体検出装置４６０の供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６は、上記キャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されている。さらに言い換えると、キャビティ４４３、インク供給路４１９、インク排出路４２０、流入流路４２４、流出流路４２５、供給側バッファ室４１５、排出側バッファ室４１６によって形成される空間が、上記キャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されている。
【０３６４】
また、上記液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６の容量は、それぞれキャビティ４４３の容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するように設定されている。
【０３６５】
図３２から分かるように液体検出装置４６０は、容器本体４７２の内部とキャビティ４４３とを流体連通させる第１流路と、容器本体４７２の内部とキャビティ４４３とを流体連通させる第２流路と、を備える。
【０３６６】
そして、前記第１流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路としての流入流路４２４と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路としての供給側バッファ室４１５と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路としての流入開口２２と、を有する。
【０３６７】
また、前記第２流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路としての流出流路２５と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路としての排出側バッファ室４１６と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路としての流出開口４２３と、を有する。
【０３６８】
このような構成により、上記検出対象となるカートリッジ内部のインクは、流入開口４２２から供給側バッファ室４１５に流入して流入流路４２４およびインク供給路４１９を介してキャビティ４４３に供給される。そして、キャビティ４４３に供給されたインクは、上記インク排出路４２０および流出流路４２５を介して排出側バッファ室４１６に排出され、さらに排出側バッファ室４１６から流出開口４２３を介して排出される。
【０３６９】
上記液体検出装置４６０に含まれる部材、特にキャビティ板４４１、振動板４４２、流路形成板４１８は、同一材質で形成されるとともに互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置４６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０３７０】
圧電層４４７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い。キャビティ板４４１の材料としては、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４４２には、キャビティ板４４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極４４９、下部電極４４６、上部電極端子４４５および下部電極端子４４４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。
【０３７１】
図３５は上記液体検出装置を備えた本発明のインクカートリッジ４７０を示す図であり、図３６はインクカートリッジ４７０に対する液体検出装置の取り付け部分の一例を示す図である。
【０３７２】
図３５は、上述した液体検出装置４６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）４７０を示しており、このインクカートリッジ４７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）４７１を有する容器本体４７２を備えている。
【０３７３】
図３６に示すように、液体検出装置４６０はその全体が容器本体４７２に装着されており、容器本体４７２の壁面４２７に形成された長方形状の開口４２６に、バッファ部４１４が接着剤４２８等によって液密状に取り付けられている。このとき、液体検出装置４６０の検出部４１３が容器本体４７２の外側に配置され、バッファ部４１４の流入開口４２２および流出開口４２３が容器本体４７２の内側に開口するよう配置されている。
【０３７４】
そして、容器本体４７２の内部は（図３５に戻る）、容器本体４７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室（液体貯留室）４７５と、この主貯留室４７５よりも小さな容積を有する副貯留室（液体送出空間）４７６とに区画されており、主貯留室４７５と副貯留室４７６とは互いに分離されている。副貯留室４７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室４７５よりもインク送出口４７１に近い側に位置している。
【０３７５】
上記液体検出装置４６０の流入開口４２２は上記主貯留室４７５に連通する位置に開口し、流出開口４２３は上記液体送出空間である副貯留室４７６に開口するよう配置されている。これにより、上記供給側バッファ室４１５は、上記容器本体４７２の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する主貯留室４７５に連通し、上記排出側バッファ室４１６は、上記容器本体４７２の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出するインク送出口４７１に連通する液体送出空間に連通するようになっている。
【０３７６】
主貯留室４７５の内部には、密閉された補助流路４７７が形成されており、この補助流路４７７の下端側には補助流路入口４７７ａが形成されている。補助流路入口４７７ａは、主貯留室４７５の内部の下端に位置している。また、補助流路４７７の上端部に、液体検出装置４６０の流入開口４２２が連通しており、この流入開口４２２が補助流路４７７の出口を構成している。
【０３７７】
上述したように、液体検出装置４６０の流入開口４２２が補助流路４７７を介して主貯留室４７５に連通し、流出開口４２３が副貯留室４７６を介してインク送出口４７１に連通している。これにより、主貯留室４７５に貯留されたインクは、補助流路４７７を経て流入開口４２２から供給側バッファ室４１５に流入して流入流路４２４およびインク供給路４１９を介してキャビティ４４３に供給される。そして、キャビティ４４３に供給されたインクは、上記インク排出路４２０および流出流路４２５を介して排出側バッファ室４１６に排出され、さらに排出側バッファ室４１６から流出開口４２３、副貯留室４７６を経てインク送出口４７１から排出され、記録ヘッド４１２に供給される。
【０３７８】
このように本実施形態においては、副貯留室４７６を通ってインク送出口４７１に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置４６０のインク供給路４１９およびインク排出路４２０を通過するように構成されている。
【０３７９】
つぎに、上記液体容器において液体を検出する動作について説明する。
【０３８０】
上述した液体検出装置４６０を備えたインクカートリッジ４７０においては、容器本体４７２にインクが十分に残っており、副貯留室４７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ４４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ４７０の容器本体４７２内の液体が消費され、主貯留室４７５内のインクがなくなると、副貯留室４７６内の液面が低下し、液体検出装置４６０のキャビティ４４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ４４３内にインクが存在しない状態となる。
【０３８１】
そこで、液体検出装置４６０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、液体検出装置４６０は、容器本体４７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０３８２】
より具体的には、液体検出装置４６０において、上部電極端子４４５および下部電極端子４４４を介して上部電極４４９と下部電極４４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層４４７のうち、上部電極４４９および下部電極４４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層４４７が変形する。圧電層４４７が変形することによって、振動板４４２のうちの振動領域（キャビティ４４３の底面部４４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層４４７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、たわみ振動が液体検出装置４６０の振動部４６１に残留する。
【０３８３】
この残留振動は、液体検出装置４６０の振動部４６１とキャビティ４４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層４４７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部４６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置４６０の振動部４６１の振動であり、圧電層４４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層４４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極４４９、下部電極４４６、上部電極端子４４５および下部電極端子４４４を介して検出される。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４７０の容器本体４７２内のインクの有無を検出することができる。
【０３８４】
図３７は、上記のような液体検出装置４６０の振動部４６１の振動を近似してシュミレーションしうる等価回路図である。
【０３８５】
この図では、振動部４６１（Ｓｅｎｓｏｒ Ｃｈｉｐ）のイナータンス（Ｍｃ）、インク供給路４１９およびインク排出路４２０（Ｈｏｌｅ）のイナータンス（Ｍｓ１，Ｍｓ２）をコイルで、振動部４６１（Ｓｅｎｓｏｒ Ｃｈｉｐ）のコンプライアンス（Ｃｃ）、インクのコンプライアンス（Ｃｉ）をコンデンサで、インク供給路４１９およびインク排出路４２０（Ｈｏｌｅ）の抵抗（Ｒｓ１，Ｒｓ２）を抵抗で、インク供給路４１９およびインク排出路４２０が連通する供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６をグランドで、それぞれ表している。
【０３８６】
そして、振動部４６１のコンプライアンス（Ｃｃ）は構造有限要素法で求める。また、振動部４６１のイナータンス（Ｍｃ）は、イナータンスとコンプライアンスの直列系で近似し、つぎの近似式で近似値を計算できる。
Ｍｃ＝１／（４π２）×１／（ｆ２）×１／Ｃｃ
ここで、ｆは振動部４６１の固有周期であり、構造有限要素法もしくは実測で求めることができる。
【０３８７】
また、インクのコンプライアンス（Ｃｉ）は、下記の式で求めることができる。
Ｃｉ＝Ｃ×Ｖｉ
ここで、Ｃはインクの圧縮率、Ｖｉはインクの体積である。水の圧縮率は４．５ｅ−１０／Ｐａである。
【０３８８】
また、インク供給路４１９，インク排出路４２０（Ｈｏｌｅ）のイナータンス（Ｍｓ）は、流体有限要素法で求めるか、もしくは流路（Ｈｏｌｅ）が円筒の場合は下記の簡易式で求めることができる。
Ｍｓ＝ρ×Ｌ／π／ｒ２
ここで、ρはインクの粘度、Ｌは流路（Ｈｏｌｅ）の長さ、ｒは流路（Ｈｏｌｅ）の半径である。
【０３８９】
上記のようにして求めた値を使用し、図３７の等価回路で近似して振動部４６１の振動をシュミレーションすることができる。
【０３９０】
このような等価回路で振動部４６１の振動をシュミレーションした結果、Ｍｓ１とＭｓ２、Ｒｓ１とＲｓ２はそれぞれ略等しいほうが振動がシンプルで余計な振動モードが発生しないことがわかる。したがって、本発明では、キャビティ４４３とインク供給路４１９，インク排出路４２０で形成される空間をキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成したのである。
【０３９１】
また、供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６がバッファとして機能する要件は、振動部４６１の振動によって各バッファ室４１５，４１６内の圧力がほとんど高くならないようにするために、バッファ室４１５，４１６のコンプライアンスを振動部４６１のコンプライアンス（Ｃｃ）の１０倍以上とするのが好ましい。また、余計な振動を発生させないために、バッファ室４１５，４１６のイナータンスを流路（Ｈｏｌｅ）のイナータンス（Ｍｓ）の１／１０以下とするのが好ましい。
【０３９２】
以上に述べたように、本実施形態による液体検出装置４６０およびインクカートリッジ４７０によれば、上記キャビティ４４３にインクを供給するインク供給路４１９と、上記キャビティ４４３からインクを排出するインク排出路４２０とが形成された振動キャビティ形成基部４４０を備えているため、キャビティ４４３へのインクの供給がインク供給路４１９を介して行われ、キャビティ４４３からのインクの排出がインク排出路４２０を介して行われるので、液体検出装置４６０をインクカートリッジ４７０等に装着する際には、インクの収容空間に液体検出装置４６０のキャビティ４４３を直接露出させることなく、インク供給路４１９を介してインクをキャビティ４４３に供給することができる。
【０３９３】
このように、インクの消費時に液体検出装置４６０のインク供給路４１９およびインク排出路４２０の内部をインクが流れるように構成することによって、もし仮にキャビティ４４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ４４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ４４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。このように、液体検出装置４６０の検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。
【０３９４】
また、キャビティ４４３をインクの収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ４４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ４４３内でのインクの残留による液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティ４４３がインクの収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成板４１８により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、インク液面の変化やインクの有無等によって、振動部４６１を強制振動させたときの振動部４６１に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
【０３９５】
また、上記キャビティ４４３，インク供給路４１９およびインク排出路４２０を含んで形成される空間が、インク供給路４１９とインク排出路４２０に挟まれた領域に存在するキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されているため、キャビティ４４３底面の振動が伝播する空間であるキャビティ４４３，インク供給路４１９およびインク排出路４２０を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ４４３底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ４４３底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
【０３９６】
また、上記キャビティ４４３を形成する空間は実質的に円筒形であるため、キャビティ４４３底面の振動が伝播する空間であるキャビティ４４３の空間形状がより単純化し、キャビティ４４３底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ４４３底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
【０３９７】
さらに、上記インク供給路４１９およびインク排出路４２０は、それぞれキャビティ４４３に対して流路面積が絞られるとともに、内部にインクの流体的質量が存在するよう長さが設定されているため、インク供給路４１９およびインク排出路４２０に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ４４３底面の振動によって発生するキャビティ４４３内の圧力変動が両バッファ室４１５，４１６に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。特に、インク供給路４１９およびインク排出路４２０の流路長さを、それぞれ流路径の２倍以上になるよう設定することにより当該効果が顕著となる。
【０３９８】
また、上記液体検出装置４６０に、上記インク供給路４１９に連通する供給側バッファ室４１５と、上記インク排出路４２０に連通する排出側バッファ室４１６とを備えているため、キャビティ４４３に対してインクが出入するインク供給路４１９およびインク排出路４２０が、それぞれ供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６に対して開口し、容器本体４７２のインク貯留空間に対して直接開口するのではないため、インク貯留空間においてインクの振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室４１５や排出側バッファ室４１６に一旦トラップされてキャビティ４４３に侵入しにくくなる。したがって、キャビティ４４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。また、液体検出装置４６０をインクカートリッジ４７０の底部近傍に配置しているため、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。
【０３９９】
また、キャビティ４４３に対してインクが出入するインク供給路４１９およびインク排出路４２０が、容器本体４７２のインク貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６に対して開口しているため、インクカートリッジ４７０内のインク貯留空間に発生したインクの圧力が直接キャビティ４４３に作用しないため、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。
【０４００】
さらに、上記液体検出装置４６０の供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６は、上記キャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されているため、供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６とを対称とすることにより両バッファ室４１５，４１６を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
【０４０１】
しかも、上記液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６は、それぞれキャビティ４４３の容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものとすることにより、インクカートリッジ４７０内のインク貯留空間に発生したインクの圧力変動が液体検出装置４６０のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ４４３底面の振動によって両バッファ室４１５，４１６内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ４４３底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
【０４０２】
さらに、上記供給側バッファ室４１５は、上記容器本体４７２の内部空間のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室４７５に連通し、上記排出側バッファ室４１６は、上記容器本体４７２の内部空間のうち内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口４７１に連通する液体送出空間である副貯留室４７６に連通しているため、上記容器本体４７２の主貯留室４７５に貯留されたインクが、液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５の入口から流入して排出側バッファ室４１６の出口から排出されて上記容器本体４７２のインク送出口４７１に送られるとともに、上記容器本体４７２の上記インク送出口４７１に送られるインクの全量が事前に上記液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５，キャビティ４４３および排出側バッファ室４１６を通過するため、インクの消費を確実に検知することができる。
【０４０３】
また、上記液体検出装置４６０によれば、インク排出路４２０がキャビティ４４３に対応する領域に合わせて形成されているので、キャビティ４４３内に進入した気泡を確実に排出することができる。
【０４０４】
また、上記インクカートリッジ４７０では、容器本体４７２の内部を、互いに分離された主貯留室４７５と副貯留室４７６とに区画すると共に、液体検出装置４６０の流入開口４２２および流出開口４２３を介して主貯留室４７５と副貯留室４７６とを連絡し、液体検出装置４６０のキャビティ４４３を副貯留室４７６の上端部に配置するようにした。
【０４０５】
このため、主貯留室４７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置４６０によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室４７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０４０６】
また、上記インクカートリッジ４７０によれば、密閉された補助流路４７７を主貯留室４７５の内部に形成し、補助流路４７７の補助流路入口４７７ａを主貯留室４７５の下端に位置させると共に、補助流路４７７の上端部に液体検出装置４６０の流入開口４２２を連通させるようにした。このため、主貯留室４７５内で発生した気泡は補助流路４７７の内部に進入し難く、液体検出装置４６０のキャビティ４４３への気泡の進入を防止することができる。
【０４０７】
さらに、上記インクカートリッジ４７０によれば、主貯留室４７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室４７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ４７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室４７５内にインクが残っている限りは副貯留室４７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置４６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０４０８】
また、上記液体検出装置４６０によれば、振動部４６１とインクとが接触する範囲が、キャビティ４４３が存在する範囲に限られているので、インクの検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０４０９】
また、キャビティ４４３に対応する領域の略全体を下部電極４４６の本体部４４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置４６０の振動部４６１が液体検出装置４６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部４６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０４１０】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置４６０の振動部４６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上するとともに、振動部４６１の残留振動の検出が容易になる。
【０４１１】
また、キャビティ４４３に対応する領域の略全体をキャビティ４４３よりも大径の下部電極４４６の本体部４４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極４４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０４１２】
また、硬いが脆弱な圧電層４４７の全体がキャビティ４４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置には圧電層４４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
【０４１３】
図３８は、本発明のインクカートリッジの他の実施形態である。
【０４１４】
このインクカートリッジ４７０Ａは、容器本体４７２の内部に形成された副貯留室４７６の上部に、上方に突出した突出部４７６ａが形成されている。そして、液体検出装置４６０の流出開口４２３は、上記突出部４７６ａに対応する位置に配置されて当該副貯留室４７６の突出部４７６ａに連通している。それ以外は図３５に示した上述の実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施形態でも上述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０４１５】
図３９および図４０は、本発明の液体検出装置４６０Ａの他の実施形態である。
【０４１６】
この液体検出装置４６０Ａは、振動キャビティ形成基部４４０の第１面４４０ａに積層され接合された流路形成基部４５０が、流路板４５１と４出入口板５２とを積層し接合して形成されている。
【０４１７】
流路形成基部４５０の流路板４５１には、キャビティ４４３に検出対象のインクを供給するインク供給路（液体供給路）４１９Ａと、キャビティ４４３から検出対象のインクを排出するインク排出路（液体排出路）４２０Ａとが形成されている。そして、出入口板４５２には、インク供給路４１９Ａの入口４５３ｂおよびインク排出路４２０Ａの出口４５４ｂが形成されている。そして、インク供給路４１９Ａの入口４５３ｂとインク排出路４２０Ａの出口４５４ｂは、キャビティ４４３に対応する領域を外して配置されている。
【０４１８】
この実施形態によれば、インク排出路４２０Ａの出口４５４ｂが、キャビティ４４３を間に挟んでインク供給路４２０Ａの入口４５３ｂと反対側の位置に配置されて入口４５３ｂと出口４５４ｂとの間隔を大きく取ることができるため、液体検出装置４６０Ａをインクカートリッジ４７０の容器本体４７２の所定位置に装着する際の作業が容易になり、インクカートリッジ４７０の設計の自由度も向上する。それ以外は図３５に示した上述の実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施形態でも上述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０４１９】
一変形例として、図４１は、図２６に記載の実施形態において、出入口形成板３５０を省略した構成を示している。即ち、この変形例においては、キャビティ形成基部３４０は、出入口形成板３５０を介することなく容器本体３７２の壁に取り付けられている。キャビティ３４３は、図２９（ａ）に示した主貯留室３７５（の内部の補助流路３７７）に、容器本体３７２の壁に貫通形成された第１開口３７３を介して連通しており、且つ、副貯留室３７６に、容器本体３７２の壁に貫通形成された第２開口３７４を介して連通している。この変形例から、主貯留室３７５とキャビティ３４３とを流体連通させる流路の全体を、容器本体３７２側で形成することができることが分かる。同様に、この変形例から、インク送出口３７１とキャビティ３４３とを流体連通させる流路の全体を、容器本体３７２側で形成することができることが分かる。
【０４２０】
他の変形例として、図４２は、図３２に記載の実施形態において、流路形成板４１８を省略した構成を示している。即ち、この変形例においては、振動キャビティ形成基部４４０は、流路形成板４１８を介することなくバッファ部４１４の壁に取り付けられている。キャビティ４４３は、バッファ部４１４の流入流路４２４を介してバッファ部４１４の供給側バッファ室４１５に連通しており、且つ、バッファ部４１４の流出流路４２５を介してバッファ部４１４の排出側バッファ室４１６に連通している。この変形例から、供給側バッファ室４１５とキャビティ４４３とを流体連通させる流路の全体を、バッファ部４１４側で形成することができることが分かる。同様に、この変形例から、排出側バッファ室４１６とキャビティ４４３とを流体連通させる流路の全体を、バッファ部４１４側で形成することができることが分かる。
【０４２１】
他の変形例として、図４３及び図４４は、図２６に記載の実施形態において、出入口形成板３５０及びキャビティ板３４１を省略した構成を示している。即ち、この変形例においては、振動板３４２は、出入口形成板３５０及びキャビティ板３４１を介することなく容器本体３７２の壁に取り付けられている。そして、容器本体３７２の壁に振動板３４２を取り付けた際にキャビティ３４３が画成されるように、図４４に示したように容器本体３７２の壁に凹部３４３Ａが形成されている。なお、図４４は、液体検出装置３６０を取り付ける前の状態のインクカートリッジ３７０の側面図である。図４３に示したように、凹部３４３Ａの深さは、容器本体３７２の壁の厚みよりも小さい。凹部３４３Ａの底部には２つの貫通孔、即ち第１開口３７３及び第２開口３７４が貫通形成されている。振動板３４２が容器本体３７２の壁に取り付けられると、平板状の振動板３４２と凹部３４３Ａの底部との間にキャビティ３４３が画成される。このようにして画成されたキャビティ３４３は、第１開口３７３を介して主貯留室３７５と連通し、且つ、第２開口３７４を介してインク送出口３７１と連通する。この変形例から、キャビティ３４３は容器本体３７２によって部分的に形成することができることが分かる。
【０４２２】
他の変形例として、図３２に記載の実施形態において、図４５に示したように、バッファ部４１４を、容器本体４７２の壁４２７の中に一体的に形成することができる。即ち、この変形例においては、容器本体４７２が、供給側バッファ室４１５及び排出側バッファ室４１６を画成している。さらに、容器本体４７２は、供給側バッファ室４１５及び排出側バッファ室４１６よりも小さな断面領域からなる流入開口４２２、流出開口４２３、流入流路４２４、流出流路４２５等の流路を画成している。この変形例から、供給側バッファ室４１５及び排出側バッファ室４１６を、液体検出装置４６０側ではなく、容器本体４７２側に形成できることが分かる。また、この変形例から、流入流路４２４、流出流路４２５のようなインク流路を、液体検出装置４６０側ではなく容器本体４７２側に形成して、キャビティ４４３とバッファ室４１５、４１６とを連通させることができることが分かる。さらに、この変形例から、流入開口４２２、流出開口４２３のようなインク流路を、液体検出装置４６０側ではなく容器本体４７２側に形成して、バッファ室４１５、４１６と主貯留室７５・副貯留室７６と連通させることができることが分かる。
【０４２３】
図４６は、図８に示した実施形態の一変形例を示しており、本変形例におけるインクカートリッジ（液体容器）７０においては、主貯留室（第１室））７５と副貯留室（第２室）７６とが補助流路７７によって連通されている。この補助流路７７は、主貯留室７５に開口する補助流路入口７７ａと、副貯留室７６に開口する補助流路出口７７ｂとを含む。そして、入口側開口７３及び出口側開口７４は、それぞれ、補助流路入口７７ａと補助流路出口７７ｂとの間の補助流路７７の途中に連通している。なお、本例においては補助流路７７の水平部分に入口側開口７３及び出口側開口７４を連通させているが、補助流路７７の垂直部分に連通させることもできる。
【０４２４】
液体検出装置６０Ａは、そのインク供給路５３の入口５３ｂ及びインク排出路５４の出口５４ｂが入口側開口７３及び出口側開口７４に接続されるようにして容器本体７２に取り付けられている。
【０４２５】
そして、インクカートリッジ７０内のインクが消費されると、主貯留室７５内のインクが補助流路７７を介して副貯留室７６に流入する。補助流路７７内にインクの流れが生じると、この補助流路７７と並列に配置された液体検出装置６０Ａの内部にもインクの流れが生じる。より詳細には、補助流路７７内を流れるインクの一部が、入口側開口７３及び入口５３ｂを介してキャビティ４３に流入し、さらに、出口５４ｂ及び出口側開口７４を介して補助流路７７に流れる。主貯留室７５内のインクがなくなると、副貯留室７６内の液面が低下し、さらに、補助流路７７内のインクがなくなる。これにより、例えば、インクカートリッジ７０内のインクが所定量以上に消費されたことを検出することができる。
【０４２６】
また、図８等に示した実施形態においては主貯留室（第１室）７５と副貯留室（第２室）７６とにわたって液体検出装置６０Ａを配置するようにしたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図４７に示したように液体検出装置６０Ａを主貯留室７５のみに面するように配置することもできるし、或いは、図４８に示したように副貯留室７６のみに面するように配置することもできる。図４７、図４８に示したいずれの例においても、出口側開口７４（及び出口５４ｂ）は、入口側開口７３（及び入口５３ｂ）に対して重力方向の下方に配置されている。このため、これらの例はキャビティ４３からのインクの排出特性においても優れている。また、これらの例においては、容器本体７２の内部を主貯留室（第１室）７５と副貯留室（第２室）７６との２つに区画する必要はないし、或いはまた、容器本体７２の内部を３つ以上に区画することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０４２７】
【図１】本発明の一実施形態による液体検出装置を備えた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の概略構成を示した斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態による液体検出装置を示した平面図、（ｂ）は同底面図。
【図３】図２に示した液体検出装置の断面図であり、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図４】（ａ）は図２に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの側面図、（ｂ）は同正面図。
【図５】本発明の一実施形態による液体検出装置における駆動パルス波形及び逆起電力波形を示す図であり、（ａ）はキャビティ内にインクが存在する場合の波形図、（ｂ）はキャビティ内にインクが存在しない場合の波形図。
【図６】本発明の他の実施形態による液体検出装置を示した平面図、（ｂ）は同底面図。
【図７】図６に示した液体検出装置の断面図であり、（ａ）は図６のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図８】図６に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの側面図、（ｂ）は同正面図。
【図９】（ａ）は、本発明の他の一実施形態によるインクカートリッジに装着される液体検出装置を示した平面図、（ｂ）は同底面図。
【図１０】図９に示した液体検出装置の断面図であり、（ａ）は図９のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１１】図９に示した液体検出装置が装着されたインクカートリッジを示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は同正面図。
【図１２】図１１に示したインクカートリッジの主要部を拡大して示した断面図。
【図１３】本発明の他の実施形態によるインクカートリッジに装着される液体検出装置を示した平面図。
【図１４】図１３に示した液体検出装置を示した底面図。
【図１５】図１３に示した液体検出装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図１６】図１３に示した液体検出装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１７】図１３に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図１８】図１３に示した液体検出装置の基板の部分の分解図であり、（ａ）は振動板を示し、（ｂ）はキャビティ板を示し、（ｃ）は出入口形成板を示す。
【図１９】図１３に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの一実施形態を示した側面図。
【図２０】図１３に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの他の実施形態を示した側面図。
【図２１】本発明における液体検出装置の他の例を示した平面図。
【図２２】図２１に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図２３】本発明の他の一実施形態による液体検出装置を示した平面図。
【図２４】図２３に示した液体検出装置を示した底面図。
【図２５】図２３に示した液体検出装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図２６】図２３に示した液体検出装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図２７】図２３に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図２８】図２３に示した液体検出装置の基板の部分の分解図であり、（ａ）は振動板を示し、（ｂ）はキャビティ板を示し、（ｃ）は出入口形成板を示す。
【図２９】図２３に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジを示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
【図３０】本発明の他の実施形態による液体検出装置を示した平面図。
【図３１】図３０に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図３２】本発明の他の一実施形態による液体検出装置の図３３におけるＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３３】上記液体検出装置の検出部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同底面図。
【図３４】上記液体検出装置のバッファ部を示す平面図。
【図３５】上記液体検出装置を備えたインクカートリッジを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は同正面図。
【図３６】上記インクカートリッジの液体検出装置の取り付け部分を示す拡大断面図。
【図３７】振動部の振動を近似してシュミレーションする等価回路の一例を示す図。
【図３８】本発明の液体検出装置を備えたインクカートリッジの他の実施形態であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は同正面図。
【図３９】本発明の液体検出装置の他の実施形態であり、図４０におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図４０】上記液体検出装置の検出部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同底面図。
【図４１】図２６に示した実施形態の一変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４２】図３２に示した実施形態の一変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４３】図２６に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４４】図４３に示したインクカートリッジにおいて液体検出装置を外した状態を示した側面図。
【図４５】図３２に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４６】図８に示した実施形態の一変形例としてのインクカートリッジを示した側面図。
【図４７】図８に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジを示した側面図。
【図４８】図８に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジを示した側面図。
【図４９】従来の液体検出装置を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図５０】図４９に示した従来の液体検出装置を備えた従来のインクカートリッジの断面図。
【符号の説明】
【０４２８】
４０、１４０、２４０、３４０、４４０ 振動キャビティ形成基部
４１、１４１、２４１、３４１、４４１ キャビティ板
４２、１４２、２４２、３４２、４４２ 振動板
４３、１４３、２４３、３４３、４４３ キャビティ
４３ａ、１４３ａ、２４３ａ、３４３ａ、４４３ａ キャビティの底面部
４６、１４６、２４６、３４６、４４６ 下部電極（第１電極））
４７、１４７、２４７、３４７、４４７ 圧電層
４９、１４９、２４９、３４９、４４９ 上部電極（第２電極）
５０、１５０、４５０ 流路形成基部
５１、４５１ 流路板
５２、４５２ 出入口板
５３、４１９、４１９Ａ インク供給路（液体供給路）
５３ａ インク供給路の主要部
５３ｂ、４５３ｂ インク供給路の入口
５４、４２０、４２０Ａ インク排出路（液体排出路）
５４ａ インク排出路の主要部
５４ｂ インク排出路の出口
６０、６０Ａ、１６０、２６０、２６０Ａ、３６０、３６０Ａ、４６０、４６０Ａ 液体検出装置
６１、１６１、２６１、３６１、４６１ 液体検出装置の振動部
７０、７０Ａ、１７０、２７０、２７０Ａ、３７０、４７０、４７０Ａ インクカートリッジ（液体容器）
７１、１７１、２７１、３７１、４７１ インク送出口（液体送出口）
７２、１７２、２７２、３７２、４７２ 容器本体
７３ 入口側開口
７４ 出口側開口
７５、１７５、３７５、４７５ 主貯留室（第１室）
７６、１７６、３７６、４７６ 副貯留室（第２室）
７７、１７７、３７７、４７７ 補助流路
７７ａ、１７７ａ、３７７ａ、４７７ａ 補助流路入口
１５３ インク供給溝（液体供給溝）
１５４ インク排出溝（液体排出溝）
１７３ インク流通開口（液体流通開口）
１７４ 液流規制部
１７７ｂ 補助流路出口
２５０、３５０ 出入口形成板
２５１、３５１ インク供給口（液体供給口）
２５２、３５２ インク排出口（液体排出口）
２７３、３７３ 第１開口
２７４、３７４ 第２開口
２７５ インク貯留室
２７５ａ 第１貯留室
２７５ｂ 第２貯留室
３４３ａ 凹部
４１３ 検出部
４１４ バッファ部
４１５ 供給側バッファ室
４１６ 排出側バッファ室
４１７ 圧電素子
４１８ 流路形成板
４２１ 仕切壁
４２２ 流入開口
４２３ 流出開口
４２４ 流入流路
４２５ 流出流路
４２６ 開口
４２７ 容器本体の壁面（壁）
４２８ 接着剤
４４３ｂ 周縁
４４６ａ 下部電極の本体部
４４６ｂ 下部電極の延出部
４４６ｃ 下部電極の切欠き部
４４７ａ 圧電層の本体部
４４７ｂ 圧電層の突出部
４４９ａ 上部電極の本体部
４４９ｂ 上部電極の延出部
４５４ｂ インク供給路の出口
４７６ａ 突出部
Ｆ キャビティに向かうインクの流れ
Ｏ１ キャビティの第１対称軸
Ｏ２ キャビティの第２対称軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体検出装置及び同装置を備えた液体容器に係わり、特に、液体噴射装置における液体残量の検出に適した液体検出装置及び同装置を備えた液体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ー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ディスプレー、面発光ディスプレー（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。
【０００３】
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いる。
【０００４】
インクジェット式記録装置では、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
上記の課題を解決すべく開発された装置が、特開２００１−１４６０２４号に圧電装置として開示されている。この圧電装置は、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ものであり、液体容器に装着して使用することができる。
【０００９】
即ち、特開２００１−１４６０２４号に記載の圧電装置によれば、圧電装置の振動部に対向する空間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、駆動パルスにより強制的に振動させた後の圧電装置の振動部の残留振動（自由振動）に起因して発生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ことができる。
【００１０】
図４９は、上述した従来の圧電装置を構成するアクチュエータを示している。このアクチュエータ６０６は、ほぼ中央に円形状の開口６６１を有する基板６７８と、開口６６１を被覆するように基板６７８の一方の面（以下、「表面」という。）に配置される振動板６７６と、振動板６７６の表面の側に配置される圧電層６６０と、圧電層６６０を両方からはさみこむ上部電極６６４および下部電極６６６と、上部電極６６４と電気的に結合する上部電極端子６６８と、下部電極６６６と電気的に結合する下部電極端子６７０と、上部電極６６４および上部電極端子６６８の間に配設され両者を電気的に結合する補助電極６７２と、を有する。
【００１１】
圧電層６６０、上部電極６６４および下部電極６６６は、それぞれの本体部としての円形部分を有する。そして、圧電層６６０、上部電極６６４および下部電極６６６のそれぞれの円形部分が、圧電素子を形成している。
【００１２】
振動板６７６は、基板６７８の表面に、開口６６１を覆うように形成される。振動板６７６のうち実際に振動する振動領域は、開口６６１によって決定される。キャビティ６６２は、開口６６１と面する振動板６７６の部分と基板（キャビティ形成部材）６７８の開口６６１とによって形成される。圧電素子とは反対側の基板６７８の面（以下、「裏面」という。）は、インク容器内方に面している。これにより、キャビティ６６２は液体（インク）と接触するように構成されている。なお、キャビティ６６２内に液体が入っても基板６７８の表面側に液体が漏れないように、振動板６７６は基板６７８に対して液密に取り付けられている。
【００１３】
そして、上述した従来の技術におけるアクチュエータ６０６では、圧電素子に駆動パルスを印加して振動部を強制的に振動させた後に生じる振動部の残留振動（自由振動）が、同じ圧電素子によって逆起電力として検出される。そして、インク容器内の液面がアクチュエータ６０６の設置位置（厳密にはキャビティ６６２の位置）を通過する前後で振動部の残留振動状態が変化すること利用して、インク容器内のインク残量を検出することができる。
【特許文献１】特開２００１−１４６０２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した従来のアクチュエータ（圧電装置）６０６は、図５０に示したようにインクカートリッジ６８０の容器本体６８１の容器壁に装着され、検出対象のインクを受け入れるキャビティ６６２をインク容器６８０内部のインク貯留空間に露出させるように構成されている。
【００１５】
ところが、上述した従来のアクチュエータ（圧電装置）６０６においては、前記の如くインクカートリッジ６８０内部のインク貯留空間にキャビティ６６２を露出させるように構成されていたため、振動等によってインクカートリッジ６８０内部のインクが泡立つと、アクチュエータ６０６のキャビティ６６２内に気泡が容易に進入してしまう。このようにキャビティ６６２に気泡が進入してそこに滞留すると、インクカートリッジ６８０のインク残量が十分であるにもかかわらず、アクチュエータ６０６により検出される残留振動の共振周波数が速くなり、液面がアクチュエータ６０６の位置を通過してインク残量が少なくなったものと誤判定するという問題があった。
【００１６】
また、液面の通過タイミングを精度良く検出するためにアクチュエータ６０６のキャビティ６６２の寸法を小さくすると、キャビティ６６２内にインクのメニスカスが形成されやすくなる。このため、インクの消費により液面がキャビティ６６２の位置を通過したにもかかわらず、キャビティ６６２の内部にインクが残留することにより、液面がアクチュエータ６０６の位置を通過しておらずインク残量が十分にあるものと誤判定するという問題があった。
【００１７】
また、上記アクチュエータ６０６では、インクカートリッジ６８０内部のインク貯留空間にキャビティ６６２を露出させるように構成されているため、アクチュエータ６０６の振動板６７６や圧電層６６０に対してインク貯留空間のインクの圧力が直接的に影響してしまうため、例えばオンキャリッジのインクカートリッジ６８０等においては、印字動作中のキャリッジの往復運動によってインク貯留空間内のインクが激しく振動し、この振動で発生したインクの圧力が直接的にアクチュエータ６０６に影響して誤判定するという問題があった。
【００１８】
さらに、アクチュエータ６０６と面する位置にインクの振動や波を防ぐ防波壁等を形成することも検討されているが、アクチュエータ６０６周辺の空間構造が複雑になり、アクチュエータ６０６により検出される残留振動の振動モードもそれだけ複雑化し、センシングしにくくなって検出感度を鈍らせることになりかねない。
【００１９】
本発明は、上述した事情を考慮して成されたものであって、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、上述した事情を考慮して成されたものであって、振動モードを単純にして検出感度を高めるとともに、液体から受ける振動の影響を低減することにより、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置および同装置を備えた液体容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、好ましくは、前記液体供給路の入口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている。
【００２３】
また、好ましくは、前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域に合わせて形成されている。
【００２４】
また、好ましくは、前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている。
【００２５】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、前記流路形成基部は、前記液体供給路の主要部及び前記液体排出路の主要部が形成された流路板と、前記液体供給路の入口及び前記液体排出路の出口が形成され、前記流路板に積層された出入口板と、を有する。
【００２６】
また、好ましくは、前記振動板、前記キャビティ板、前記流路板、及び前記出入口板が、同一材質から成り、一体的に焼結されている。
【００２７】
また、好ましくは、振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である。
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備え、前記容器本体の内部の液体が、前記液体検出装置の前記液体供給路を介して前記キャビティに供給され、前記液体排出路を介して前記キャビティから排出されるように構成されたことを特徴とする。
【００２９】
また、好ましくは、前記液体検出装置の前記液体供給路の入口から流入して前記液体排出路の出口から排出された液体が前記容器本体の前記液体送出口に送られるように構成されている。
【００３０】
また、好ましくは、前記容器本体の前記液体送出口に送られる液体の全量が事前に前記液体検出装置の前記液体供給路及び前記液体排出路を通過するように構成されている。
【００３１】
また、好ましくは、前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、前記液体検出装置の前記液体供給路の入口は前記第１室に連通し、前記液体排出路の出口は前記第２室に連通し、前記液体供給路及び前記液体排出路が前記第１室と前記第２室とを連絡する連絡流路を形成している。
【００３２】
また、好ましくは、前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している。
【００３３】
また、好ましくは、前記液体排出路の出口は、前記副貯留室の上端側に連通している。
【００３４】
また、好ましくは、密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に前記液体供給路の入口に連通する補助流路出口を形成し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している。
【００３５】
また、好ましくは、前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、前記容器本体の容器壁には、前記液体供給路の入口に連通する入口側開口と、前記液体排出路の出口に連通する出口側開口とが貫通形成されている。
【００３６】
また、好ましくは、前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部をさらに有する。
【００３７】
また、好ましくは、前記液体供給路は、液体供給溝によって形成されており、前記液体排出路は、液体排出溝によって形成されており、前記容器本体の容器壁には、前記液体供給溝、前記キャビティ、及び前記液体排出溝に連通する単一の液体流通開口が形成されており、前記液流規制部は、液体の流れ方向において前記液体供給溝と前記液体排出溝との間に配置されている。
【００３８】
また、好ましくは、前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されている。
【００３９】
また、好ましくは、前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである。
【００４０】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００４１】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を有する液体検出装置と、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体であって、内部に貯留した液体が前記キャビティに流入するようにして前記液体検出装置が装着された容器本体と、前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
また、好ましくは、前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、前記液流規制部は前記第１室と前記第２室との境界に配置されている。
【００４３】
また、好ましくは、前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している。
【００４４】
また、好ましくは、前記液流規制部は、前記副貯留室の上端側に配置されている。
【００４５】
また、好ましくは、密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に補助流路出口を形成すると共に前記補助流路出口の近傍に前記液流規制部を配置し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している。
【００４６】
また、好ましくは、前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、前記液体検出装置の前記キャビティに対向する部分の前記容器本体の容器壁には、前記容器本体内の液体を前記キャビティに流入させるための液体流通開口が貫通形成されている。
【００４７】
また、好ましくは、前記液体検出装置は、前記振動キャビティ形成基部に積層された流路形成基部をさらに有し、前記流路形成基部には、前記キャビティに液体を供給する液体供給溝と、前記キャビティから液体を排出する液体排出溝とが形成されている。
【００４８】
また、好ましくは、前記液体供給溝及び前記液体排出溝は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている。
【００４９】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、前記振動板、前記キャビティ板、及び前記流路形成基部が、同一材質から成り、一体的に焼結されている。
【００５０】
また、好ましくは、振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である。
【００５１】
また、好ましくは、前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである。
【００５２】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００５３】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、前記容器本体は、前記液体検出装置の前記キャビティに連通する第１開口及び第２開口を有し、前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されており、前記第１開口から流出した液体が前記キャビティに流入し、前記第２開口を介して前記キャビティから前記容器本体の内部に液体が流れるように構成されていることを特徴とする。
【００５４】
また、好ましくは、前記液体検出装置は、さらに、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されている出入口形成基板を有し、前記第１開口が前記液体供給口に連通し、前記第２開口が前記液体排出口に連通している。
【００５５】
また、好ましくは、前記容器本体の内部は、互いに分離された第１貯留室と第２貯留室とに区画されており、前記第１開口は前記第１貯留室に連通し、前記第２開口は前記第２貯留室に連通し、前記第１貯留室内の液体は、前記第１開口、前記キャビティ、及び前記第２開口を介して前記第２貯留室に供給される。
【００５６】
本発明によれば、液体検出装置のキャビティ内におけるインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体容器を提供することができる。
【００５７】
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されていることを特徴とする。
【００５８】
また、好ましくは、前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である請求項１記載の液体検出装置。
【００５９】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成された出入口形成板をさらに有する。
【００６０】
また、好ましくは、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えたことを特徴とする。
【００６１】
また、好ましくは、前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である。
【００６２】
また、好ましくは、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている。
【００６３】
また、好ましくは、前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有する。
【００６４】
また、好ましくは、前記圧電層は、その全体が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている。
【００６５】
また、好ましくは、前記キャビティの長手方向における前記圧電層の寸法は前記キャビティの前記長手方向寸法よりも大きく、前記圧電層は、前記キャビティの長手方向において前記キャビティをその全長にわたって覆うように形成されている。
【００６６】
上記課題を解決するために、本発明は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器において、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されていることを特徴とする。
【００６７】
上記課題を解決するために、本発明は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器において、前記液体検出装置は、互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えていることを特徴とする。
【００６８】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止する上で好適なキャビティ形状を採用すると共に、振動部の残留振動時における不要振動の発生を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００６９】
本発明によれば、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止する上で好適なキャビティ形状を採用すると共に、キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に液体供給口及び液体排出口を設けることにより、キャビティ内での気泡の滞留やインクの残留を防止して、液体の有無を確実に判定することができる液体検出装置及び同装置を備えた液体容器を提供することができる。
【００７０】
上記課題を解決するために、本発明による液体検出装置は、互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されていることを要旨とする。
【００７１】
すなわち、本発明の液体検出装置は、振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、液体検出装置を検出対象とする液体の容器等に装着する際には、検出対象とする液体の収容空間に液体検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して液体をキャビティに供給することができる。
【００７２】
このように、液体の消費時に液体検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができ、検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。
【００７３】
また、キャビティを液体の収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による液体検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
【００７４】
また、上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
【００７５】
本発明において、上記キャビティを形成する空間は実質的に円筒形である場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティの空間形状がより単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
【００７６】
本発明において、上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている場合には、液体供給路および液体排出路に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ底面の振動によって発生するキャビティ内の圧力変動が両バッファ室に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。
【００７７】
本発明において、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた場合には、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、検出対象とする液体の貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体の貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００７８】
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、液体の貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体の貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００７９】
本発明において、上記供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
【００８０】
本発明において、上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が液体検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
【００８１】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に装着された液体検出装置とを備え、
上記液体検出装置は、
互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成され、
上記容器本体の内部の液体が、上記液体検出装置の上記液体供給路を介して上記キャビティに供給され、上記液体排出路を介して上記キャビティから排出されるように構成されたことを要旨とする。
【００８２】
すなわち、本発明の液体容器は、振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備えているため、キャビティへの液体の供給が液体供給路を介して行われ、キャビティからの液体の排出が液体排出路を介して行われるので、液体容器に液体検出装置を装着する際には、液体容器の容器本体内の液体収容空間に液体検出装置のキャビティを露出させることなく、液体供給路を介して容器本体内の液体をキャビティに供給することができる。
【００８３】
このように、液体容器内の液体の消費時に液体検出装置の液体供給路および液体排出路の内部を液体が流れるように構成することによって、もし仮にキャビティの内部に気泡が進入したとしても、液体の流れによってキャビティ内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００８４】
また、キャビティを容器本体内の液体収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ内での液体の残留による液体検出装置の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティが液体の収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成基部により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、液面の変化や液体の有無等によって、キャビティ底面を強制振動させたときのキャビティ底面に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
【００８５】
また、上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されているため、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
【００８６】
本発明において、上記液体検出装置のキャビティを形成する空間は実質的に円筒形である場合には、キャビティ底面の振動が伝播する空間であるキャビティの空間形状がより単純化し、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
【００８７】
本発明において、上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている場合には、液体供給路および液体排出路に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ底面の振動によって発生するキャビティ内の圧力変動が両バッファ室に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。
【００８８】
本発明において、上記液体検出装置に、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた場合には、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口し、容器本体の液体貯留空間に対して直接開口するのではないため、液体貯留空間において液体の振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室や排出側バッファ室に一旦トラップされてキャビティに侵入しにくくなる。したがって、キャビティ内に気泡が滞留することによる液体検出装置の誤検出を防止することができる。この場合において、液体検出装置を液体容器の底部近傍に配置した場合には、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。
【００８９】
また、キャビティに対して液体が出入する液体供給路および液体排出路が、容器本体の液体貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室と排出側バッファ室に対して開口しているため、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力が直接キャビティに作用しないため、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。
【００９０】
本発明において、上記液体検出装置の供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている場合には、供給側バッファ室と排出側バッファ室とを対称とすることにより両バッファ室を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
【００９１】
本発明において、上記液体検出装置の上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである場合には、液体容器内の液体貯留空間に発生した液体の圧力変動が液体検出装置のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、液体の振動等による圧力の影響による液体検出装置の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ底面の振動によって両バッファ室内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
【００９２】
本発明において、上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口に連通する液体送出空間に連通している場合には、上記容器本体の液体貯留室に貯留された液体が、液体検出装置の上記供給側バッファ室の入口から流入して排出側バッファ室の出口から排出されて上記容器本体の液体送出口に送られるとともに、上記容器本体の上記液体送出口に送られる液体の全量が事前に上記液体検出装置の上記供給側バッファ室，キャビティおよび排出側バッファ室を通過するため、液体の消費を確実に検知することができる。
【００９３】
上記課題を解決するために、本発明による液体容器は、容器本体と、前記容器本体の内部と流体連通する液体送出口と、圧電素子と、前記圧電素子が少なくとも部分的に配置された振動部と、前記振動部に面するキャビティと、前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第１流路と、前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第２流路と、を備えたことを特徴とする。
【００９４】
また、好ましくは、前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された板部材であって、一端側が封止された孔を含む、板部材をさらに有し、前記孔の封止端は前記振動部として機能し、前記孔の内部は前記キャビティとして機能する。
【００９５】
また、好ましくは、平面を含む第１板部材であって、前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された第１板部材と、貫通孔を含み、前記第１板部材の前記平面に取り付けられた第２板部材であって、前記第１板部材と前記容器本体の壁との間に配置された第２板部材と、をさらに有し、前記第１板部材の一部は前記振動部として機能し、前記平面に垂直な方向から見て、前記第１板部材の前記一部は、前記第２板部材の前記貫通孔の位置に対応しており、前記第１板部材の前記一部によって一端が封止された前記貫通孔の内部は、前記キャビティとして機能する。
【００９６】
また、好ましくは、平面を含む板部材をさらに有し、前記容器本体の壁は、凹部及び前記凹部の周囲の外面を含み、前記板部材の前記平面は、前記容器本体の壁の前記凹部の周囲の外面に取り付けられており、前記板部材の一部は、前記平面に垂直な方向から見て前記容器本体の壁の前記凹部の位置に対応すると共に、前記振動部として機能する。
【００９７】
また、好ましくは、第１貫通孔及び第２貫通孔を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている。
【００９８】
また、好ましくは、第１溝及び第２溝を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１溝によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２溝によって画成されている。
【００９９】
また、好ましくは、前記容器本体の壁は、第１貫通孔及び第２貫通孔を含み、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている。
【０１００】
また、好ましくは、前記容器本体の壁に形成された第１流通路と、前記容器本体の壁に形成された第２流通路と、をさらに有し、前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１流通路によって画成されており、前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２流通路によって画成されている。
【０１０１】
また、好ましくは、前記第１流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する。
【０１０２】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている。
【０１０３】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている。
【０１０４】
また、好ましくは、前記第２流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する。
【０１０５】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている。
【０１０６】
また、好ましくは、前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている。
【０１０７】
また、好ましくは、前記容器本体は、上流室と下流室とに区画されており、前記上流室は、前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路を介して前記下流室と流体連通している。
【０１０８】
また、好ましくは、前記上流室、前記第１流路、前記キャビティ、前記第２流路、及び前記下流室は、この順序で連続して接続されている。
【０１０９】
また、好ましくは、前記上流室は、第３流路を介して前記下流室と流体連通している。
【０１１０】
また、好ましくは、前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路は、バイパス流路を形成し、且つ、前記第３流路及び前記バイパス流路は、並列に、前記下流室及び前記上流室に接続されている。
【０１１１】
また、好ましくは、前記液体送出口は、前記第１及び第２流路とは異なる第３流路と流体連通している。
【０１１２】
また、好ましくは、前記上流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する。
【０１１３】
また、好ましくは、前記下流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する。
【０１１４】
また、好ましくは、前記上流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している。
【０１１５】
このように上流室を、少なくとも部分的にキャビティに面するように配置することによって、振動部によりキャビティ内の液体に与えられた振動が、ある一定の容積を持つ上流室にも直接伝わることで、不要な残留振動によるノイズを低減することができる。
【０１１６】
また、好ましくは、前記下流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している。
【０１１７】
このように下流室を、少なくとも部分的にキャビティに面するように配置することによって、振動部によりキャビティ内の液体に与えられた振動が、ある一定の容積を持つ下流室にも直接伝わることで、不要な残留振動によるノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１８】
以下、本発明の一実施形態による液体検出装置及びこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０１１９】
図１は、本実施形態による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）の概略構成を示し、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、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。
【０１２０】
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７が着脱可能に装着されている。
【０１２１】
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３１が配置されており、このキャップ部材３１はキャリッジ１に搭載された記録ヘッドがホームポジションに移動した時に、記録ヘッド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３１の下方には、キャップ部材３１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。
【０１２２】
そして、キャップ部材３１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３１側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド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。
【０１２３】
図２乃至図４は、本実施形態による液体検出装置６０を示した図であり、この液体検出装置６０は、キャビティ板４１に振動板４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部４０を有し、この振動キャビティ形成基部４０は、互いに対向する第１面４０ａ及び第２面４０ｂを有する。
【０１２４】
振動キャビティ形成基部４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるための円形のキャビティ４３が、第１面４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ４３の底面部４３ａが振動板４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ４３によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部４０の第２面４０ｂ側の両端には、下部電極端子４４及び上部電極端子４５が形成されている。
【０１２５】
振動キャビティ形成基部４０の第２面４０ｂには下部電極（第１電極）４６が形成されており、この下部電極４６は、略円形の本体部４６ａと、この本体部４６ａから下部電極端子４４の方向に延出して下部電極端子４４に接続された延出部４６ｂとを有する。下部電極４６の略円形の本体部４６ａの中心はキャビティ４３の中心と一致している。
【０１２６】
下部電極４６の略円形の本体部４６ａは、円形のキャビティ４３よりも大径に形成され、キャビティ４３に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極４６の略円形の本体部４６ａは、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部４６ｃを含んでいる。
【０１２７】
下部電極４６の上には圧電層４７が積層されており、この圧電層４７は、キャビティ４３よりも小径に形成された円形の本体部４７ａと、キャビティ４３に対応する領域の範囲内において本体部４７ａから突出した突出部４７ｂとを有する。図２から分かるように、圧電層４７はその全体がキャビティ４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層４７は、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０１２８】
圧電層４７の本体部４７ａの中心はキャビティ４３の中心と一致しており、圧電層４７の本体部４７ａは、下部電極４６の切欠き部４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極４６に積層されている。
【０１２９】
振動キャビティ形成基部４０の第２面４０ｂ側には補助電極４８が形成されている。この補助電極４８は、キャビティ４３に対応する領域の外側から、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置を越えてキャビティ４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極４８の一部は、第１電極４６の切欠き部４６ｃの内部に位置して圧電層４７の延出部４７ｂ及びその近傍を基板４０の第２面４０ｂ側から支持している。この補助電極４８は、好ましくは、下部電極４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極４８によって圧電層４７の延出部４７ｂ及びその近傍を基板４０の第２面４０ｂ側から支持することによって、圧電層４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０１３０】
圧電層４７には、上部電極（第２電極）４９の円形の本体部４９ａが積層されており、この上部電極４９は、圧電層４７の本体部４７ａよりも小径に形成されている。また、上部電極４９は、本体部４９ａから延出して補助電極４８に接続された延出部４９ｂを有している。図３（ｂ）から分かるように、上部電極４９の延出部４９ｂと補助電極４８との接続が始まる位置Ｐは、キャビティ４３に対応する領域の範囲内に位置している。
【０１３１】
下部電極４６、圧電層４７、及び上部電極４９のそれぞれの本体部によって圧電素子が形成されている。
【０１３２】
図２から分かるように、上部電極４９は補助電極４８を介して上部電極端子４５に電気的に接続されている。このように補助電極４８を介して上部電極４９を上部電極端子４５に接続することによって、圧電層４７及び下部電極４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極４９と補助電極４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０１３３】
上部電極４９の本体部４９ａは円形を成しており、その中心はキャビティ４３の中心と一致している。上部電極４９の本体部４９ａは、圧電層４７の本体部４７ａ及びキャビティ４３のいずれよりも小径に形成されている。
【０１３４】
このように、圧電層４７の本体部４７ａは、上部電極４９の本体部４９ａと下部電極４６の本体部４６ａとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層４７は効果的に変形駆動され得る。
【０１３５】
なお、圧電層４７と電気的に接続された下部電極４６の本体部４６ａおよび上部電極４９の本体部４９ａのうち、上部電極４９の本体部４９ａの方が小径に形成されている。従って、上部電極４９の本体部４９ａが、圧電層４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０１３６】
圧電層４７の本体部４７ａ、上部電極４９の本体部４９ａ、及び下部電極４６の本体部４６ａは、それらの中心がキャビティ４３の中心と一致している。また、振動板４２の振動可能な部分を決定する円形状のキャビティ４３の中心は、液体検出装置６０の全体の中心に位置している。
【０１３７】
キャビティ４３によって規定される振動板４２の振動可能な部分、下部電極４６の本体部４６ａのうちのキャビティ４３に対応する部分、圧電層４７の本体部４７ａ及び突出部４７ｂ、並びに上部電極４９の本体部４９ａ及び延出部４９ｂのキャビティ４３に対応する部分は、液体検出装置６０の振動部６１を構成する。そして、この液体検出装置６０の振動部６１の中心は、液体検出装置６０の中心と一致する。
【０１３８】
更に、圧電層４７の本体部４７ａ、上部電極４９の本体部４９ａ、下部電極４６の本体部４６ａ、及び振動板４２の振動可能な部分（即ちキャビティ４３の底面部４３ａに対応する部分）が円形形状を有しており、しかも、圧電層４７の全体、即ち圧電層４７の本体部４７ａ及び延出部４７ｂがキャビティ４３に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置６０の振動部６１は液体検出装置６０の中心に対して略対称な形状である。
【０１３９】
さらに、本実施形態による液体検出装置６０は、振動キャビティ形成基部４０の第１面４０ａに積層され接合された流路形成基部５０を備えている。この流路形成基部５０は、流路板５１と出入口板５２とを積層し接合して形成されている。
【０１４０】
流路形成基部５０には、キャビティ４３に検出対象のインクを供給するインク供給路（液体供給路）５３と、キャビティ４３から検出対象のインクを排出するインク排出路（液体排出路）５４とが形成されている。
【０１４１】
より具体的には、インク供給路５３の主要部５３ａ及びインク排出路５４の主要部５４ａが流路板５１に形成されており、インク供給路５３の入口５３ｂ及びインク排出路５４の出口５４ｂが出入口板５２に形成されている。
【０１４２】
また、インク供給路５３の入口５３ｂは、キャビティ４３に対応する領域を外して配置されている。一方、インク排出路５４の出口５４ｂは、キャビティ４３に対応する領域に合わせて、キャビティ４３の外周形状に整合させて形成されている。
【０１４３】
液体検出装置６０に含まれる部材、特にキャビティ板４１、振動板４２、流路板５１、及び出入口板５２は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０１４４】
圧電層４７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い。キャビティ板４１の材料としては、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４２には、キャビティ板４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極４９、下部電極４６、上部電極端子４５および下部電極端子４４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。
【０１４５】
図４は、上述した液体検出装置６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）７０を示しており、このインクカートリッジ７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）７１を有する容器本体７２を備えている。
【０１４６】
液体検出装置６０はその全体が容器本体７２の外側に装着されており、容器本体７２の容器壁には、液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂに連通する入口側開口７３と、インク排出路５４の出口５４ｂに連通する出口側開口７４とが貫通形成されている。
【０１４７】
容器本体７２の内部は、容器本体７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室（第１室）７５と、この主貯留室７５よりも小さな容積を有する副貯留室（第２室）７６とに区画されており、主貯留室７５と副貯留室７６とは互いに分離されている。副貯留室７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室７５よりもインク送出口７１に近い側に位置すると共に、インク送出口７１に連通している。
【０１４８】
容器本体７２の容器壁に形成された出口側開口７４は、副貯留室７６の上端部に連通している。上述したように出口側開口７４には、液体検出装置６０のインク排出路５４の出口５４ｂが接続されている。
【０１４９】
主貯留室７５の内部には、密閉された補助流路７７が形成されており、この補助流路７７の下端側には補助流路入口７７ａが形成されている。補助流路入口７７ａは、主貯留室７５の内部の下端に位置している。また、補助流路７７の上端部に、容器本体７２の容器壁に形成された入口側開口７３が連通しており、この入口側開口７３が補助流路７７の出口を構成している。
【０１５０】
上述したように液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂが入口側開口７３に連通し、インク排出路５４の出口５４ｂが出口側開口７４に連通しており、これにより、液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４が主貯留室７５と副貯留室７６とを連絡する連絡流路を形成している。
【０１５１】
そして、インクカートリッジ７０内のインクが消費される際には、主貯留室７５内のインクは、補助流路入口７７ａから補助流路７７内に流入し、この補助流路７７を通って入口側開口７３へと流れる。入口側開口７３から流出したインクは、液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂからインク供給路５３内に流入し、キャビティ４３及びインク排出路５４を経由して、インク排出路５４の出口５４ｂから流出する。インク排出路５４の出口５４ｂから流出したインクは、出口側開口７４を介して副貯留室７６内に流入する。そして、副貯留室７６内に流入したインクが、インク送出口７１を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド１２へ供給される。
【０１５２】
このように本実施形態においては、副貯留室７６を通ってインク送出口７１に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４を通過するように構成されている。
【０１５３】
上述した液体検出装置６０を備えたインクカートリッジ７０においては、容器本体７２にインクが十分に残っており、副貯留室７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ７の容器本体７２内の液体が消費され、主貯留室７５内のインクがなくなると、副貯留室７６内の液面が低下し、液体検出装置６０のキャビティ４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ４３内にインクが存在しない状態となる。
【０１５４】
そこで、液体検出装置６０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、液体検出装置６０は、容器本体７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０１５５】
より具体的には、液体検出装置６０において、上部電極端子４５および下部電極端子４４を介して上部電極４９と下部電極４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層４７のうち、上部電極４９および下部電極４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層４７が変形する。圧電層４７が変形することによって、振動板４２のうちの振動領域（キャビティ４３の底面部４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層４７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、たわみ振動が液体検出装置６０の振動部６１に残留する。
【０１５６】
この残留振動は、液体検出装置６０の振動部６１とキャビティ４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層４７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部６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置６０の振動部６１の振動であり、圧電層４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極４９、下部電極４６、上部電極端子４５および下部電極端子４４を介して検出される。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７の容器本体７２内のインクの有無を検出することができる。
【０１５７】
図５（ａ）、（ｂ）は、液体検出装置６０に駆動信号を供給して振動部６１を強制的に振動させた場合における、液体検出装置６０の振動部６１の残留振動（自由振動）の波形と残留振動の測定方法とを示している。図５（ａ）は、液体検出装置６０のキャビティ４３内にインクがあるときの波形であり、一方、図５（ｂ）は液体検出装置６０のキャビティ４３内にインクがないときの波形である。
【０１５８】
図５（ａ）、（ｂ）において、縦軸は液体検出装置６０に加えられる駆動パルス及び液体検出装置６０の振動部６１の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横軸は経過時間を示す。液体検出装置６０の振動部６１の残留振動によって、電圧のアナログ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号の周波数に対応するデジタル数値に変換（二値化）する。図５に示した例においては、アナログ信号の４パルス目から８パルス目までの４個のパルスが生じる時間を計測している。
【０１５９】
より詳細には、液体検出装置６０に駆動パルスを印加して振動部６１を強制的に振動させた後、残留振動による電圧波形が、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そして、４カウントから８カウントまでの間をＨｉｇｈとしたデジタル信号を生成し、所定のクロックパルスによって４カウントから８カウントまでの時間を計測する。
【０１６０】
図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると、図５（ａ）の方が図５（ｂ）よりも４カウントから８カウントまでの時間が長いことがわかる。換言すると、液体検出装置６０のキャビティ４３におけるインクの有無によって４カウントから８カウントまでの所要時間が異なる。この所要時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出することができる。
【０１６１】
アナログ波形の４カウント目から数えるのは、液体検出装置６０の残留振動（自由振動）が安定してから計測をはじめるためである。４カウント目からとしたのは単なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。ここでは、４カウント目から８カウント目までの信号を検出し、所定のクロックパルスによって４カウント目から８カウント目までの時間を測定している。この時間に基いて、共振周波数を求めることができる。クロックパルスは、８カウント目までの時間を測定する必要は無く、任意のカウントまで数えてもよい。
【０１６２】
図５においては、４カウント目から８カウント目までの時間を測定しているが、周波数を検出する回路構成にしたがって、異なったカウント間隔内の時間を検出してもよい。例えば、インクの品質が安定していてピークの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げるために４カウント目から６カウント目までの時間を検出することにより共振周波数を求めてもよい。また、インクの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合には、残留振動を正確に検出するために４カウント目から１２カウント目までの時間を検出してもよい。
【０１６３】
このように本実施形態による液体検出装置６０においては、液体検出装置６０の装着位置レベル（厳密にはキャビティ４３の位置）を液面が通過したか否かについて、液体検出装置６０の振動部６１を強制的に振動させた後の残留振動の周波数の変化や振幅の変化によって検出することができる。
【０１６４】
以上述べたように本実施形態による液体検出装置６０においては、キャビティ４３へのインクの供給がインク供給路５３を介して行われ、キャビティ４３からのインクの排出がインク排出路５４を介して行われるので、インクカートリッジ７０に液体検出装置６０を装着する際には、インクカートリッジ７０の容器本体７２内のインク収容空間に液体検出装置６０のキャビティ４３を露出させることなく、インク供給路５３を介して容器本体７２内のインクをキャビティ４３に供給することができる。
【０１６５】
このため、インクカートリッジ７０内のインクの消費時に液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４の内部をインクが流れるように構成することによって、もし仮にキャビティ４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置６０の誤検出を防止することができる。
【０１６６】
また、本実施形態による液体検出装置６０においては、キャビティ４３を容器本体７２内のインク収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ４３内でのインクの残留による液体検出装置６０の誤検出を防止することができる。
【０１６７】
また、本実施形態による液体検出装置６０においては、インク供給路５３の入口５３ｂがキャビティ４３に対応する領域を外して配置されているので、液体検出装置６０を容器本体７２の所定位置に装着する際の作業が容易になる。
【０１６８】
また、本実施形態による液体検出装置６０においては、インク排出路５４の出口５４ｂがキャビティ４３に対応する領域に合わせて形成されているので、キャビティ４３内に進入した気泡を確実に排出することができる。
【０１６９】
また、本実施形態によるインクカートリッジ７０においては、容器本体７２の内部を、互いに分離された主貯留室７５と副貯留室７６とに区画すると共に、液体検出装置６０のインク供給路５３及びインク排出路５４を介して主貯留室７５と副貯留室７６とを連絡し、液体検出装置６０のキャビティ４３を副貯留室７６の上端部に配置するようにした。
【０１７０】
このため、主貯留室７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置６０によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０１７１】
また、本実施形態によるインクカートリッジ７０においては、密閉された補助流路７７を主貯留室７５の内部に形成し、補助流路７７の補助流路入口７７ａを主貯留室７５の下端に位置させると共に、補助流路７７の上端部に液体検出装置６０のインク供給路５３の入口５３ｂを連通させるようにした。このため、主貯留室７５内で発生した気泡は補助流路７７の内部に進入し難く、液体検出装置６０のキャビティ４３への気泡の進入を防止することができる。
【０１７２】
さらに、本実施形態によるインクカートリッジ７０においては、主貯留室７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室７５内にインクが残っている限りは副貯留室７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０１７３】
また、本実施形態による液体検出装置６０によれば、振動部６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０１７４】
また、キャビティ４３に対応する領域の略全体を下部電極４６の本体部４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置６０の振動部６１が液体検出装置６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０１７５】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置６０の振動部６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部６１の残留振動の検出が容易になる。
【０１７６】
また、キャビティ４３に対応する領域の略全体をキャビティ４３よりも大径の下部電極４６の本体部４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０１７７】
また、硬いが脆弱な圧電層４７の全体がキャビティ４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ４３の周縁４３ａに対応する位置には圧電層４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
【０１７８】
次に、本発明の他の実施形態による液体検出装置及び同装置を備えたインクカートリッジについて図６乃至図８を参照して説明する。
【０１７９】
本実施形態による液体検出装置６０Ａにおいては、インク排出路５４の出口５４ｂが、キャビティ４３に対応する領域を外した位置であって、キャビティ４３を間に挟んでインク供給路５３の入口５３ｂと反対側の位置に配置されている。
【０１８０】
さらに、図８（ａ）に示したように本実施形態によるインクカートリッジ７０Ａにおいては、容器本体７２の内部に形成された副貯留室７６の上部に、上方に突出した突出部７６ａが形成されている。そして、容器本体７２の容器壁に形成される出口側開口７４は、突出部７６ａに対応する位置に形成されている。つまり、液体検出装置６０Ａのインク排出路５４の出口５４ｂは、出口側開口７４を介して副貯留室７６の突出部７６ａに連通している。
【０１８１】
上記構成より成る本実施形態によれば、上述した実施形態とほぼ同様の効果が得られると共に、液体検出装置６０Ａにおいて、インク排出路５４の出口５４ｂが、キャビティ４３を間に挟んでインク供給路５３の入口５３ｂと反対側の位置に配置されているので、入口５３ｂと出口５４ｂとの間隔を大きく取ることができる。このため、液体検出装置６０をインクカートリッジ７０の容器本体７２の所定位置に装着する際の作業がより一層容易になる。
【０１８２】
以下、本発明の他の一実施形態による液体検出装置及びこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０１８３】
図９乃至図１２は、本実施形態によるインクカートリッジに装着される液体検出装置１６０を示した図であり、この液体検出装置１６０は、キャビティ板１４１に振動板１４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部１４０を有し、この振動キャビティ形成基部１４０は、互いに対向する第１面１４０ａ及び第２面１４０ｂを有する。
【０１８４】
振動キャビティ形成基部１４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるための円形のキャビティ１４３が、第１面１４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ１４３の底面部１４３ａが振動板４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板１４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ１４３によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部１４０の第２面１４０ｂ側の両端には、下部電極端子１４４及び上部電極端子１４５が形成されている。
【０１８５】
振動キャビティ形成基部１４０の第２面１４０ｂには下部電極（第１電極）１４６が形成されており、この下部電極１４６は、略円形の本体部１４６ａと、この本体部１４６ａから下部電極端子１４４の方向に延出して下部電極端子１４４に接続された延出部１４６ｂとを有する。下部電極１４６の略円形の本体部１４６ａの中心はキャビティ１４３の中心と一致している。
【０１８６】
下部電極１４６の略円形の本体部１４６ａは、円形のキャビティ１４３よりも大径に形成され、キャビティ１４３に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極１４６の略円形の本体部１４６ａは、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部１４６ｃを含んでいる。
【０１８７】
下部電極１４６の上には圧電層１４７が積層されており、この圧電層１４７は、キャビティ１４３よりも小径に形成された円形の本体部１４７ａと、キャビティ１４３に対応する領域の範囲内において本体部１４７ａから突出した突出部１４７ｂとを有する。図９から分かるように、圧電層１４７はその全体がキャビティ１４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層１４７は、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０１８８】
圧電層１４７の本体部１４７ａの中心はキャビティ１４３の中心と一致しており、圧電層１４７の本体部１４７ａは、下部電極１４６の切欠き部１４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極１４６に積層されている。
【０１８９】
振動キャビティ形成基部１４０の第２面１４０ｂ側には補助電極１４８が形成されている。この補助電極１４８は、キャビティ１４３に対応する領域の外側から、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置を越えてキャビティ１４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極１４８の一部は、第１電極１４６の切欠き部１４６ｃの内部に位置して圧電層１４７の延出部１４７ｂ及びその近傍を基板１４０の第２面１４０ｂ側から支持している。この補助電極１４８は、好ましくは、下部電極１４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極１４８によって圧電層１４７の延出部１４７ｂ及びその近傍を基板１４０の第２面１４０ｂ側から支持することによって、圧電層１４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０１９０】
圧電層１４７には、上部電極（第２電極）１４９の円形の本体部１４９ａが積層されており、この上部電極１４９は、圧電層１４７の本体部１４７ａよりも小径に形成されている。また、上部電極１４９は、本体部１４９ａから延出して補助電極１４８に接続された延出部１４９ｂを有している。図１０（ｂ）から分かるように、上部電極１４９の延出部１４９ｂと補助電極１４８との接続が始まる位置Ｐは、キャビティ１４３に対応する領域の範囲内に位置している。
【０１９１】
下部電極１４６、圧電層１４７、及び上部電極１４９のそれぞれの本体部によって圧電素子が形成されている。
【０１９２】
図９から分かるように、上部電極１４９は補助電極１４８を介して上部電極端子１４５に電気的に接続されている。このように補助電極１４８を介して上部電極１４９を上部電極端子１４５に接続することによって、圧電層１４７及び下部電極１４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極１４９と補助電極１４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極１４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０１９３】
上部電極１４９の本体部１４９ａは円形を成しており、その中心はキャビティ１４３の中心と一致している。上部電極１４９の本体部１４９ａは、圧電層１４７の本体部１４７ａ及びキャビティ１４３のいずれよりも小径に形成されている。
【０１９４】
このように、圧電層１４７の本体部１４７ａは、上部電極１４９の本体部１４９ａと下部電極１４６の本体部１４６ａとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層１４７は効果的に変形駆動され得る。
【０１９５】
なお、圧電層１４７と電気的に接続された下部電極１４６の本体部１４６ａおよび上部電極１４９の本体部１４９ａのうち、上部電極１４９の本体部１４９ａの方が小径に形成されている。従って、上部電極１４９の本体部１４９ａが、圧電層１４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０１９６】
圧電層１４７の本体部１４７ａ、上部電極１４９の本体部１４９ａ、及び下部電極１４６の本体部１４６ａは、それらの中心がキャビティ１４３の中心と一致している。また、振動板１４２の振動可能な部分を決定する円形状のキャビティ１４３の中心は、液体検出装置１６０の全体の中心に位置している。
【０１９７】
キャビティ１４３によって規定される振動板１４２の振動可能な部分、下部電極１４６の本体部１４６ａのうちのキャビティ１４３に対応する部分、圧電層１４７の本体部１４７ａ及び突出部１４７ｂ、並びに上部電極１４９の本体部１４９ａ及び延出部１４９ｂのキャビティ１４３に対応する部分は、液体検出装置１６０の振動部１６１を構成する。そして、この液体検出装置１６０の振動部１６１の中心は、液体検出装置１６０の中心と一致する。
【０１９８】
更に、圧電層１４７の本体部１４７ａ、上部電極１４９の本体部１４９ａ、下部電極１４６の本体部１４６ａ、及び振動板１４２の振動可能な部分（即ちキャビティ１４３の底面部１４３ａに対応する部分）が円形形状を有しており、しかも、圧電層１４７の全体、即ち圧電層１４７の本体部１４７ａ及び延出部１４７ｂがキャビティ１４３に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置１６０の振動部１６１は液体検出装置１６０の中心に対して略対称な形状である。
【０１９９】
さらに、本実施形態による液体検出装置１６０は、振動キャビティ形成基部１４０の第１面１４０ａに積層され接合された流路形成基部１５０を備えている。この流路形成基部１５０には、キャビティ１４３に検出対象のインクを供給するインク供給溝（液体供給溝）１５３と、キャビティ１４３から検出対象のインクを排出するインク排出溝（液体排出溝）１５４とが形成されている。インク供給溝１５３及びインク排出溝１５４は、キャビティ１４３を間に挟んで互いに対向する位置において、キャビティ１４３に対応する領域を外して配置されている。
【０２００】
液体検出装置１６０に含まれる部材、特にキャビティ板１４１、振動板１４２、及び流路形成基部１５０は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置１６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０２０１】
圧電層１４７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い。キャビティ板１４１の材料としては、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１４２には、キャビティ板１４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極１４９、下部電極１４６、上部電極端子１４５および下部電極端子１４４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。
【０２０２】
図１１は、上述した液体検出装置１６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）１７０を示しており、このインクカートリッジ１７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）１７１を有する容器本体１７２を備えている。
【０２０３】
液体検出装置１６０はその全体が容器本体１７２の外側に装着されており、容器本体１７２の容器壁には、液体検出装置１６０のインク供給溝１５３、キャビティ１４３、及びインク排出溝１５４に連通するインク流通開口（液体流通開口）１７３が貫通形成されている。
【０２０４】
容器本体１７２の内部は、容器本体１７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室（第１室）１７５と、この主貯留室１７５よりも小さな容積を有する副貯留室（第２室）１７６とに区画されており、主貯留室１７５と副貯留室１７６とは互いに分離されている。副貯留室１７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室１７５よりもインク送出口１７１に近い側に位置すると共に、インク送出口１７１に連通している。
【０２０５】
主貯留室１７５の内部には、密閉された補助流路１７７が形成されており、この補助流路１７７の下端側には補助流路入口１７７ａが形成されている。補助流路入口１７７ａは、主貯留室１７５の内部の下端に位置している。
【０２０６】
図１２に示したように本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、液流規制部１７４が、キャビティ１４３に向かって突出するようにして容器本体１７２の内壁面に設けられている。図１０（ａ）に破線で示したように液流規制部１７４は、その長手方向の長さがキャビティ１４３の直径よりも長い。
【０２０７】
そして、液流規制部１７４は、インクが消費される際に容器本体１７２内のインクの流れを規制して、キャビティ１４３に向かうインクの流れＦを生じさせる。
【０２０８】
図１１から分かるように、インク流通開口１７３の一部は、補助流路１７７の上端部に連通して補助流路１７７の補助流路出口１７７ｂを形成している。液流規制部１７４は、補助流路１７７の補助流路出口１７７ｂの近傍に配置されている。また、液流規制部１７４は、副貯留室１７６の上端側において、主貯留室１７５と副貯留室１７６との境界に配置されている。
【０２０９】
図１２から分かるように、容器本体１７２の容器壁のインク流通開口１７３、インク供給溝１５３、インク排出溝１５４、及びキャビティ１４３は、主貯留室１７５の一部を形成する補助流路１７７と副貯留室１７６との間を連絡する連絡流路を形成している。
【０２１０】
本実施形態によるインクカートリッジ１７０において内部のインクが消費される際には、主貯留室１７５内のインクは、補助流路入口１７７ａから補助流路１７７内に流入し、補助流路１７７を通って液流規制部１７４に向かって流れる。そして、液流規制部１７４によってインクの流れが規制されることにより、キャビティ１４３の方向に向かうインクの流れが生じる。液流規制部１７４をキャビティ１４３側に回避して乗り越え、副貯留室１７６内に流入したインクは、インク送出口１７１を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド１１２へと供給される。
【０２１１】
上述した液体検出装置１６０を備えたインクカートリッジ１７０においては、容器本体１７２にインクが十分に残っており、副貯留室１７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ１４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ１７０の容器本体１７２内の液体が消費され、主貯留室１７５内のインクがなくなると、副貯留室１７６内の液面が低下し、液体検出装置１６０のキャビティ１４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ１４３内にインクが存在しない状態となる。
【０２１２】
そこで、液体検出装置１６０は、この状態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、液体検出装置１６０は、容器本体１７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０２１３】
より具体的には、液体検出装置１６０において、上部電極端子１４５および下部電極端子１４４を介して上部電極１４９と下部電極１４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層１４７のうち、上部電極１４９および下部電極１４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層１４７が変形する。圧電層１４７が変形することによって、振動板１４２のうちの振動領域（キャビティ１４３の底面部１４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層１４７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、たわみ振動が液体検出装置１６０の振動部１６１に残留する。
【０２１４】
この残留振動は、液体検出装置１６０の振動部１６１とキャビティ１４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層１４７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部１６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置１６０の振動部１６１の振動であり、圧電層１４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層１４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極１４９、下部電極１４６、上部電極端子１４５および下部電極端子１４４を介して検出される。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１７０の容器本体１７２内のインクの有無を検出することができる。
【０２１５】
以上述べたように本実施形態による液体検出装置１６０においては、インクカートリッジ１７０内のインクが消費される際には、流路規制部１７４によってキャビティ１４３に向かうインクの流れが生じるので、もし仮にキャビティ１４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ１４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ１４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置６０の誤検出を防止することができる。
【０２１６】
また、キャビティ１４３に向かうインクの流れが生じることにより、液面通過時にキャビティ１４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ１４３内でのインクの残留による液体検出装置１６０の誤検出を防止することができる。
【０２１７】
また、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、容器本体１７２の内部を、互いに分離された主貯留室１７５と副貯留室１７６とに区画すると共に、容器本体１７２の容器壁のインク流通開口１７３、インク供給溝１５３、インク排出溝１５４、及びキャビティ１４３によって、主貯留室１７５と副貯留室１７６との間を連絡するようにした。
【０２１８】
このため、主貯留室１７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置１６０によって確実に検出することが可能であり、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室１７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０２１９】
また、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、密閉された補助流路１７７を主貯留室１７５の内部に形成し、補助流路１７７の補助流路入口１７７ａを主貯留室１７５の下端に位置させると共に、補助流路１７７の上端部に液体検出装置１６０のキャビティ１４３を連通させるようにした。このため、主貯留室１７５内で発生した気泡は補助流路１７７の内部に進入し難く、液体検出装置１６０のキャビティ１４３への気泡の進入を防止することができる。
【０２２０】
さらに、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、主貯留室１７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室１７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ１７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室１７５内にインクが残っている限りは副貯留室１７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置１６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０２２１】
また、本実施形態によるインクカートリッジ１７０においては、キャビティ１４３に対応する領域の外側においてインク供給溝１５３とインク排出溝１５４とを対向配置にて形成したので、液体検出装置１６０を容器本体１７２に装着する際の、位置合わせを含む装着作業が容易になる。
【０２２２】
また、本実施形態による液体検出装置１６０によれば、振動部１６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ１４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０２２３】
また、キャビティ１４３に対応する領域の略全体を下部電極１４６の本体部１４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置１６０の振動部１６１が液体検出装置１６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部１６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０２２４】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置１６０の振動部１６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部１６１の残留振動の検出が容易になる。
【０２２５】
また、キャビティ１４３に対応する領域の略全体をキャビティ１４３よりも大径の下部電極１４６の本体部１４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極１４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０２２６】
また、硬いが脆弱な圧電層１４７の全体がキャビティ１４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ１４３の周縁１４３ａに対応する位置には圧電層１４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
【０２２７】
以下、本発明による液体容器の他の一実施形態としてのインクカートリッジついて図面を参照して説明する。
【０２２８】
図１３乃至図１８は、本実施形態によるインクカートリッジに装着された液体検出装置２６０を示した図であり、この液体検出装置２６０は、図１６に示したようにキャビティ板２４１に振動板２４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部２４０を有し、この振動キャビティ形成基部２４０は、互いに対向する第１面２４０ａ及び第２面２４０ｂを有する。
【０２２９】
振動キャビティ形成基部２４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるためのキャビティ２４３が、第１面２４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ２４３の底面部２４３ａが振動板２４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板２４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ２４３によってその輪郭が規定されている。
【０２３０】
図１３に示したようにキャビティ２４３の平面形状は、互いに直交する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有すると共に、第２対称軸Ｏ２に沿った長手方向寸法が第１対称軸Ｏ１に沿った幅方向寸法よりも長く設定されている。
【０２３１】
振動キャビティ形成基部２４０の第２面２４０ｂ側の両端には、下部電極端子２４４及び上部電極端子２４５が形成されている。
【０２３２】
さらに、振動キャビティ形成基部２４０の第２面２４０ｂには下部電極（第１電極）２４６が形成されており、この下部電極２４６は、キャビティ２４３と略同形で且つキャビティ２４３よりも大きな寸法にて形成された本体部２４６ａと、この本体部２４６ａから下部電極端子２４４の方向に延出して下部電極端子２４４に接続された延出部２４６ｂとを有する。下部電極２４６の本体部２４６ａは、キャビティ２４３に対応する領域の略全体を覆っている。
【０２３３】
この下部電極２４６の本体部２４６ａは、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部２４６ｃを含んでいる。
【０２３４】
下部電極２４６の上には圧電層２４７が積層されており、この圧電層２４７は、キャビティ２４３と略同形で且つキャビティ２４３よりも小さな寸法にて形成されている。図１３から分かるように、圧電層２４７はその全体がキャビティ２４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層２４７は、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０２３５】
圧電層２４７は、キャビティ２４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有しており、下部電極２４６の切欠き部２４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極２４６の上に積層されている。
【０２３６】
また、振動キャビティ形成基部２４０の第２面２４０ｂ側には補助電極２４８が形成されている。この補助電極２４８は、キャビティ２４３に対応する領域の外側から、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置を越えてキャビティ２４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極２４８の一部は、第１電極２４６の切欠き部２４６ｃの内部に位置して圧電層２４７の一部を基板２４０の第２面２４０ｂ側から支持している。この補助電極２４８は、好ましくは、下部電極２４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極２４８によって圧電層２４７の一部を基板２４０の第２面２４０ｂ側から支持することによって、圧電層２４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０２３７】
圧電層２４７には、上部電極（第２電極）２４９の本体部２４９ａが積層されており、この上部電極２４９は、全体として圧電層２４７よりも小さな寸法にて形成されている。また、上部電極２４９は、本体部２４９ａから延出して補助電極２４８に接続された延出部２４９ｂを有している。
【０２３８】
そして、本実施形態においては、図１３及び図１７（ｂ）に示したように、上部電極２４９が、キャビティ２４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成され、キャビティ２４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有している。
【０２３９】
下部電極２４６、圧電層２４７、及び上部電極２４９によって圧電素子が形成されている。上述したように圧電層２４７は上部電極２４９と下部電極２４６とによって挟みこまれる構造となっており、これにより圧電層２４７は効果的に変形駆動される。
【０２４０】
図１３及び図１６から分かるように、上部電極２４９は補助電極２４８を介して上部電極端子２４５に電気的に接続されている。このように補助電極２４８を介して上部電極２４９を上部電極端子２４５に接続することによって、圧電層２４７及び下部電極２４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極２４９と補助電極２４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極２４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０２４１】
圧電層２４７と電気的に接続された下部電極２４６の本体部２４６ａおよび上部電極２４９の本体部２４９ａのうち、上部電極２４９の本体部２４９ａの方が小さな寸法にて形成されている。従って、上部電極２４９の本体部２４９ａが、圧電層２４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０２４２】
圧電層２４７、上部電極２４９の本体部２４９ａ、及び下部電極２４６の本体部２４６ａは、それらの中心がキャビティ２４３の中心と一致している。また、振動板２４２の振動可能な部分を決定するキャビティ２４３の中心は、液体検出装置２６０の全体の中心に位置している。
【０２４３】
キャビティ２４３によって規定される振動板２４２の振動可能な部分、下部電極２４６の本体部２４６ａのうちのキャビティ２４３に対応する部分、圧電層２４７、並びに上部電極２４９全体のうちのキャビティ２４３に対応する部分は、液体検出装置２６０の振動部２６１を構成する。そして、この液体検出装置２６０の振動部２６１の中心は、液体検出装置２６０の中心と一致する。
【０２４４】
さらに、図１６及び図１５に示したように、本実施形態における液体検出装置２６０は、振動キャビティ形成基部２４０の第１面２４０ａに積層され接合された出入口形成板２５０を備えている。この出入口形成板２５０には、キャビティ２４３に検出対象のインクを供給するインク供給口（液体供給口）２５１と、キャビティ２４３から検出対象のインクを排出するインク排出口（液体排出口）２５２とが形成されている。
【０２４５】
インク供給口２５１及びインク排出口２５２は、キャビティ２４３に対応する領域の内側にて、キャビティ２４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。また、キャビティ２４３の長手方向の端縁部において、インク供給口２５１及びインク排出口２５２の各縁部が整合している。インク供給口２５１とインク排出口２５２とは、互いに同形同大にて形成されている。
【０２４６】
上述したようにインク供給口２５１及びインク排出口２５２をキャビティ２４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置することにより、インク供給口２５１とインク排出口２５２との間の距離が大きくなり、液体検出装置２６０の容器本体への装着が容易となる。また、インク供給口２５１及びインク排出口２５２をキャビティ２４３に対応する領域の内側に配置することにより、液体検出装置２６０の小型化を図ることができる。
【０２４７】
液体検出装置２６０に含まれる部材、特にキャビティ板２４１、振動板２４２、及び出入口形成板２５０は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置２６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０２４８】
圧電層２４７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い。キャビティ板２４１の材料としては、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２４２には、キャビティ板２４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極２４９、下部電極２４６、上部電極端子２４５および下部電極端子２４４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。
【０２４９】
図１９は、上述した液体検出装置２６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）２７０を示しており、このインクカートリッジ２７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）２７１を前面に有する容器本体２７２を備えている。
【０２５０】
液体検出装置２６０は、その全体が容器本体２７２の外側に配置されると共に、容器本体２７２の上面上に装着されている。容器本体２７２の上面を構成する容器壁には、液体検出装置２６０のインク供給口２５１に連通する第１開口２７３と、インク排出口２５２に連通する第２開口２７４とが貫通形成されている。
【０２５１】
容器本体２７２の内部にはインク貯留室２７５が形成されており、このインク貯留室２７５と第１開口２７３とが第１連絡流路２７６を介して接続され、第２開口２７４とインク送出口２７１とが第２連絡流路２７７を介して接続されている。
【０２５２】
上述したように本実施形態においては、キャビティ２４３が圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして液体検出装置２６０が容器本体２７２に装着されている。そして、容器本体２７２に形成された第１開口２７３から流出したインクが、液体検出装置２６０のインク供給口２５１を介してキャビティ２４３に流入し、液体検出装置２６０のインク排出口２５２及び容器本体２７２の第２開口２７４を介してキャビティ２４３から容器本体２７２の内部にインクが流れる。
【０２５３】
そして、本実施形態によるインクカートリッジ２７０においては、インク送出口２７１に送られるインクの全量が液体検出装置２６０の内部を通過するように構成されている。
【０２５４】
上述した液体検出装置２６０を備えたインクカートリッジ２７０においては、容器本体２７２内にインクが残っている場合には、キャビティ２４３の内部はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ７の容器本体２７２内の液体が消費され、インク貯留室２７５及び第１連絡流路２７６の内部のインクがすべて消費されると、液体検出装置２６０のキャビティ２４３内にインクが存在しない状態となる。
【０２５５】
そこで、液体検出装置２６０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し、これにより、容器本体２７２のインクの消費状態を検知することができる。
【０２５６】
より具体的には、液体検出装置２６０において、上部電極端子２４５および下部電極端子２４４を介して上部電極２４９と下部電極２４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層２４７のうち、上部電極２４９および下部電極２４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層２４７が変形する。圧電層２４７が変形することによって、振動板２４２のうちの振動領域（キャビティ２４３の底面部２４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層２４７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、たわみ振動が液体検出装置２６０の振動部２６１に残留する。
【０２５７】
この残留振動は、液体検出装置２６０の振動部２６１とキャビティ２４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層２４７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部２６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置２６０の振動部２６１の振動であり、圧電層２４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層２４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極２４９、下部電極２４６、上部電極端子２４５および下部電極端子２４４を介して検出される。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７の容器本体２７２内のインクの有無を検出することができる。
【０２５８】
そして、本実施形態においては、上述したようにキャビティ２４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして上部電極２４９を略十字状に形成したので、圧電素子に駆動パルスを印可して強制的に変形させた場合でも、キャビティ２４３の４つの隅部に対応する部分の変形量が小さい。これにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動（自由振動）時の振動モードとが近いモードになる。
【０２５９】
上述したように本実施形態においては、キャビティ２４３が圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして液体検出装置２６０が容器本体２７２に装着されているので、容器本体２７２内のインクが消費されてキャビティ２４３内にインクが供給されない状態になった場合には、キャビティ２４３内のインクは重力によって流下するので、キャビティ２４３内にインクが残留してしまうということがない。このため、液体検出装置２６０によるインクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０２６０】
また、本実施形態における液体検出装置２６０においては、上部電極２４９を略十字状に形成することにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動時の振動モードとを近いモードとしたので、キャビティ２４３の形状を前記の如く細長い形状としたにもかかわらず、検出信号の中の不要振動成分が低減され、これによりインクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０２６１】
また、本実施形態においては、キャビティ２４３へのインクの供給がインク供給口２５１を介して行われ、キャビティ２４３からのインクの排出がインク排出口２５２を介して行われるので、インクカートリッジ２７０に液体検出装置２６０を装着する際には、インクカートリッジ２７０の容器本体２７２内のインク収容空間に液体検出装置２６０のキャビティ２４３を露出させることなく、インク供給口２５１を介して容器本体２７２内のインクをキャビティ２４３に供給することができる。
【０２６２】
このため、インクカートリッジ２７０内のインクの消費時に、液体検出装置２６０のインク供給口２５１及びインク排出口２５２を介してキャビティ２４３内にインクの流れが生じるように構成することで、もし仮にキャビティ２４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ２４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ２４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置２６０の誤検出を防止することができる。
【０２６３】
しかも、本実施形態によれば、キャビティ２４３の形状を円形や正方形ではなく細長い形状としたので、キャビティ２４３の長手方向の両端部にインク供給口２５１及びインク排出口２５２を配置することにより、キャビティ２４３の内部にインクや気泡が滞留し難くなる。これにより、インクや気泡の排出性を十分に確保することが可能であり、インクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０２６４】
また、本実施形態における液体検出装置２６０においては、キャビティ２４３を容器本体２７２内のインク収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ２４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ２４３内でのインクの残留による液体検出装置２６０の誤検出を防止することができる。
【０２６５】
また、図２０は、本発明の他の実施形態によるインクカートリッジ２７０Ａを示している。このインクカートリッジ２７０Ａにおいては、容器本体２７２の内部が第１貯留室２７５ａと第２貯留室２７５ｂとに区画されており、第１貯留室２７５ａと第２貯留室２７５ｂとは互いに分離されている。第２貯留室２７５ｂは、インク消費時のインクの流れ方向において第１貯留室２７５ａよりもインク送出口２７１に近い側に位置すると共に、インク送出口２７１に連通している。
【０２６６】
本実施形態においても、液体検出装置２６０は容器本体２７２の上面上に装着されている。容器本体２７２の上面を構成する容器壁には、液体検出装置２６０のインク供給口２５１に連通する第１開口２７３と、インク排出口２５２に連通する第２開口２７４とが貫通形成されている。第１貯留室２７５ａと第１開口２７３とが連絡流路２７６を介して接続されており、第２開口２７４は第２貯留室２７５ｂに連通している。インク送出口２７１は容器本体２７２の底面に設けられている。
【０２６７】
このように本実施形態においては、液体検出装置２６０を介して第１貯留室２７５ａと第２貯留室２７５ｂとが連通しており、第１貯留室２７５ａから第２貯留室２７５ｂに送られるインクの全量が液体検出装置２６０を経由する。
【０２６８】
そして、本実施形態によるインクカートリッジ２７０においては、第１貯留室２７５ａ内のインクが無くなった時点を液体検出装置２６０によって確実に検出することができるので、インク消費状態に関する正確な情報を取得することができる。そして、液体検出装置２６０で得られた正確なインク消費状態情報に基づいて、ソフトカウントから得られたインク消費状態情報を校正することができる。
【０２６９】
また、本実施形態においては、第２貯留室２７５ｂの容積を第１貯留室２７５ａの容積に比べて小さく設定することにより、液体検出装置２６０によって正確なインクニアエンド情報を取得することができる。これにより、予め分かっている第２貯留室２７５ｂ内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０２７０】
また、本実施形態における液体検出装置２６０によれば、振動部２６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ２４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０２７１】
また、キャビティ２４３に対応する領域の略全体を下部電極２４６の本体部２４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置２６０の振動部２６１が液体検出装置２６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部２６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０２７２】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置２６０の振動部２６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部２６１の残留振動の検出が容易になる。
【０２７３】
また、キャビティ２４３に対応する領域の略全体をキャビティ２４３よりも大きな寸法の下部電極２４６の本体部２４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極２４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０２７４】
また、硬いが脆弱な圧電層２４７の全体がキャビティ２４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ２４３の周縁２４３ａに対応する位置には圧電層２４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電層のクラックの問題がない。
【０２７５】
次に、液体検出装置の他の例について図２１及び図２２を参照して説明する。なお、上述した液体検出装置２６０と共通する部分については説明を省略する。
【０２７６】
図２１に示したように本例における液体検出装置２６０Ａにおいては、キャビティ２４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）における圧電層２４７の寸法が、キャビティ２４３の長手方向の長さよりも長く設定されている。そして、この圧電層２４７は、キャビティ２４３の長手方向においてキャビティ２４３をその全長にわたって覆うように形成されている。なお、キャビティ２４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては、圧電層２４７はキャビティ２４３よりも小さな寸法にてキャビティ２４３の内側に形成されている。
【０２７７】
さらに、本例の液体検出装置２６０Ａにおいては、下部電極２４６が略長方形に形成されており、キャビティ２４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては下部電極２４６が圧電層２４７よりも大きな寸法を有し、キャビティ２４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）においては下部電極２４６と圧電層２４７とが共通寸法である。
【０２７８】
本例の液体検出装置２６０Ａにおいても、上述した実施形態と同様に、不要振動の発生を防止することができると共に、気泡やインクの滞留を防止することができる。
【０２７９】
さらに、本例の液体検出装置２６０Ａによれば、圧電層２４７の長手方向の寸法がキャビティ２４３の長手方向の寸法よりも大きく設定されているので、圧電層２４７の形成位置がキャビティ２４３の長手方向においてずれた場合でも、圧電層２４７全体のうちの振動に寄与する部分の大きさは変化しない。このため、圧電層２４７の形成位置のズレによる不要振動の発生を防止することができる。
【０２８０】
また、上述した実施形態の一変形例としては、液体検出装置２６０，２６０Ａにおいて出入口形成板２５０を省略し、インクカートリッジ２７０の容器本体２７２に形成された第１開口２７３及び第２開口２７４を、液体検出装置２６０，２６０Ａのキャビティ２４３へのインク供給口及びインク排出口として利用するように構成することもできる。
【０２８１】
以下、本発明の他の一実施形態による液体検出装置及びこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０２８２】
図２３乃至図２８は、本実施形態による液体検出装置３６０を示した図であり、この液体検出装置３６０は、図２６に示したようにキャビティ板３４１に振動板３４２を積層して構成された振動キャビティ形成基部３４０を有し、この振動キャビティ形成基部３４０は、互いに対向する第１面３４０ａ及び第２面３４０ｂを有する。
【０２８３】
振動キャビティ形成基部３４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるためのキャビティ３４３が、第１面３４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ３４３の底面部３４３ａが振動板３４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板３４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ３４３によってその輪郭が規定されている。
【０２８４】
図２３に示したようにキャビティ３４３の平面形状は、互いに直交する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有すると共に、第２対称軸Ｏ２に沿った長手方向寸法が第１対称軸Ｏ１に沿った幅方向寸法よりも長く設定されている。
【０２８５】
振動キャビティ形成基部３４０の第２面３４０ｂ側の両端には、下部電極端子３４４及び上部電極端子３４５が形成されている。
【０２８６】
さらに、振動キャビティ形成基部３４０の第２面３４０ｂには下部電極（第１電極）３４６が形成されており、この下部電極３４６は、キャビティ３４３と略同形で且つキャビティ３４３よりも大きな寸法にて形成された本体部３４６ａと、この本体部３４６ａから下部電極端子３４４の方向に延出して下部電極端子３４４に接続された延出部３４６ｂとを有する。下部電極３４６の本体部３４６ａは、キャビティ３４３に対応する領域の略全体を覆っている。
【０２８７】
この下部電極３４６の本体部３４６ａは、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部３４６ｃを含んでいる。
【０２８８】
下部電極３４６の上には圧電層３４７が積層されており、この圧電層３４７は、キャビティ３４３と略同形で且つキャビティ３４３よりも小さな寸法にて形成されている。図２３から分かるように、圧電層３４７はその全体がキャビティ３４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層３４７は、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０２８９】
圧電層３４７は、キャビティ３４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有しており、下部電極３４６の切欠き部３４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極３４６の上に積層されている。
【０２９０】
また、振動キャビティ形成基部３４０の第２面３４０ｂ側には補助電極３４８が形成されている。この補助電極３４８は、キャビティ３４３に対応する領域の外側から、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置を越えてキャビティ３４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極３４８の一部は、第１電極３４６の切欠き部３４６ｃの内部に位置して圧電層３４７の一部を基板３４０の第２面３４０ｂ側から支持している。この補助電極３４８は、好ましくは、下部電極３４６と同じ材質で且つ同じ厚さを有している。このように補助電極３４８によって圧電層３４７の一部を基板３４０の第２面３４０ｂ側から支持することによって、圧電層３４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０２９１】
圧電層３４７には、上部電極（第２電極）３４９の本体部３４９ａが積層されており、この上部電極３４９は、全体として圧電層３４７よりも小さな寸法にて形成されている。また、上部電極３４９は、本体部３４９ａから延出して補助電極３４８に接続された延出部３４９ｂを有している。
【０２９２】
そして、本実施形態においては、図２３及び図２７（ｂ）に示したように、上部電極３４９が、キャビティ３４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成され、キャビティ３４３と共通する第１対称軸Ｏ１及び第２対称軸Ｏ２を有している。
【０２９３】
下部電極３４６、圧電層３４７、及び上部電極３４９によって圧電素子が形成されている。上述したように圧電層３４７は上部電極３４９と下部電極３４６とによって挟みこまれる構造となっており、これにより圧電層３４７は効果的に変形駆動される。
【０２９４】
図２３及び図２６から分かるように、上部電極３４９は補助電極３４８を介して上部電極端子３４５に電気的に接続されている。このように補助電極３４８を介して上部電極３４９を上部電極端子３４５に接続することによって、圧電層３４７及び下部電極３４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極３４９と補助電極３４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極３４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０２９５】
圧電層３４７と電気的に接続された下部電極３４６の本体部３４６ａおよび上部電極３４９の本体部３４９ａのうち、上部電極３４９の本体部３４９ａの方が小さな寸法にて形成されている。従って、上部電極３４９の本体部３４９ａが、圧電層３４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０２９６】
圧電層３４７、上部電極３４９の本体部３４９ａ、及び下部電極３４６の本体部３４６ａは、それらの中心がキャビティ３４３の中心と一致している。また、振動板３４２の振動可能な部分を決定するキャビティ３４３の中心は、液体検出装置３６０の全体の中心に位置している。
【０２９７】
キャビティ３４３によって規定される振動板３４２の振動可能な部分、下部電極３４６の本体部３４６ａのうちのキャビティ３４３に対応する部分、圧電層３４７、並びに上部電極３４９全体のうちのキャビティ３４３に対応する部分は、液体検出装置３６０の振動部３６１を構成する。そして、この液体検出装置３６０の振動部３６１の中心は、液体検出装置３６０の中心と一致する。
【０２９８】
さらに、図２６及び図２５に示したように、本実施形態による液体検出装置３６０は、振動キャビティ形成基部３４０の第１面３４０ａに積層され接合された出入口形成板３５０を備えている。この出入口形成板３５０には、キャビティ３４３に検出対象のインクを供給するインク供給口（液体供給口）３５１と、キャビティ３４３から検出対象のインクを排出するインク排出口（液体排出口）３５２とが形成されている。
【０２９９】
インク供給口３５１及びインク排出口３５２は、キャビティ３４３に対応する領域の内側にて、キャビティ３４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置されている。また、キャビティ３４３の長手方向の端縁部において、インク供給口３５１及びインク排出口３５２の各縁部が整合している。インク供給口３５１とインク排出口３５２とは、互いに同形同大にて形成されている。
【０３００】
上述したようにインク供給口３５１及びインク排出口３５２をキャビティ３４３の長手方向の両端部に対応する位置に配置することにより、インク供給口３５１とインク排出口３５２との間の距離が大きくなり、液体検出装置３６０の容器本体への装着が容易となる。また、インク供給口３５１及びインク排出口３５２をキャビティ３４３に対応する領域の内側に配置することにより、液体検出装置３６０の小型化を図ることができる。
【０３０１】
液体検出装置３６０に含まれる部材、特にキャビティ板３４１、振動板３４２、及び出入口形成板３５０は、同一材質で形成されると共に互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置３６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０３０２】
圧電層３４７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い。キャビティ板３４１の材料としては、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３４２には、キャビティ板３４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極３４９、下部電極３４６、上部電極端子３４５および下部電極端子３４４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。
【０３０３】
図２９は、上述した液体検出装置３６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）３７０を示しており、このインクカートリッジ３７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）３７１を有する容器本体３７２を備えている。
【０３０４】
液体検出装置３６０はその全体が容器本体３７２の外側に装着されており、容器本体３７２の容器壁には、液体検出装置３６０のインク供給口３５１に連通する第１開口３７３と、インク排出口３５２に連通する第２開口３７４とが貫通形成されている。
【０３０５】
容器本体３７２の内部は、容器本体３７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室（第１室）３７５と、この主貯留室３７５よりも小さな容積を有する副貯留室（第２室）３７６とに区画されており、主貯留室３７５と副貯留室３７６とは互いに分離されている。副貯留室３７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室３７５よりもインク送出口３７１に近い側に位置すると共に、インク送出口３７１に連通している。
【０３０６】
容器本体３７２の容器壁に形成された第２開口３７４は、副貯留室３７６の上端部に連通している。上述したように第２開口３７４には、液体検出装置３６０のインク排出口３５２の出口３５２ｂが接続されている。
【０３０７】
主貯留室３７５の内部には、密閉された補助流路３７７が形成されており、この補助流路３７７の下端側には補助流路入口３７７ａが形成されている。補助流路入口３７７ａは、主貯留室３７５の内部の下端に位置している。また、補助流路３７７の上端部に、容器本体３７２の容器壁に形成された第１開口３７３が連通しており、この第１開口３７３が補助流路３７７の出口を構成している。
【０３０８】
上述したように液体検出装置３６０のインク供給口３５１が第１開口３７３に連通し、インク排出口３５２が第２開口３７４に連通しており、これにより、液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２が主貯留室３７５と副貯留室３７６とを連絡する連絡流路を形成している。
【０３０９】
そして、インクカートリッジ３７０内のインクが消費される際には、主貯留室３７５内のインクは、補助流路入口３７７ａから補助流路３７７内に流入し、この補助流路３７７を通って第１開口３７３へと流れる。第１開口３７３から流出したインクは、液体検出装置３６０のインク供給口３５１からキャビティ３４３に流入し、キャビティ３４３を通ってインク排出口３５２から流出する。インク排出口３５２から流出したインクは、第２開口３７４を介して副貯留室３７６内に流入する。そして、副貯留室３７６内に流入したインクが、インク送出口３７１を介してインクジェット式記録装置の記録ヘッド３１２へ供給される。
【０３１０】
このように本実施形態においては、副貯留室３７６を通ってインク送出口３７１に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２を通過するように構成されている。
【０３１１】
上述した液体検出装置３６０を備えたインクカートリッジ３７０においては、容器本体３７２にインクが十分に残っており、副貯留室３７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ３４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ３７０の容器本体３７２内の液体が消費され、主貯留室３７５内のインクがなくなると、副貯留室３７６内の液面が低下し、液体検出装置３６０のキャビティ３４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ３４３内にインクが存在しない状態となる。
【０３１２】
そこで、液体検出装置３６０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、液体検出装置３６０は、容器本体３７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０３１３】
より具体的には、液体検出装置３６０において、上部電極端子３４５および下部電極端子３４４を介して上部電極３４９と下部電極３４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層３４７のうち、上部電極３４９および下部電極３４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層３４７が変形する。圧電層３４７が変形することによって、振動板３４２のうちの振動領域（キャビティ３４３の底面部３４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層３４７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、たわみ振動が液体検出装置３６０の振動部３６１に残留する。
【０３１４】
この残留振動は、液体検出装置３６０の振動部３６１とキャビティ３４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層３４７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部３６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置３６０の振動部３６１の振動であり、圧電層３４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層３４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極３４９、下部電極３４６、上部電極端子３４５および下部電極端子３４４を介して検出される。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３７０の容器本体３７２内のインクの有無を検出することができる。
【０３１５】
そして、本実施形態においては、上述したようにキャビティ３４３の４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして上部電極３４９を略十字状に形成したので、圧電素子に駆動パルスを印可して強制的に変形させた場合でも、キャビティ３４３の４つの隅部に対応する部分の変形量が小さい。これにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動（自由振動）時の振動モードとが近いモードになる。
【０３１６】
以上述べたように本実施形態による液体検出装置３６０においては、上部電極３４９を略十字状に形成することにより、強制振動時の振動モードと強制振動後の残留振動時の振動モードとを近いモードとしたので、キャビティ３４３の形状を前記の如く細長い形状としたにもかかわらず、検出信号の中の不要振動成分が低減され、これによりインクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０３１７】
また、本実施形態においては、キャビティ３４３へのインクの供給がインク供給口３５１を介して行われ、キャビティ３４３からのインクの排出がインク排出口３５２を介して行われるので、インクカートリッジ３７０に液体検出装置３６０を装着する際には、インクカートリッジ３７０の容器本体３７２内のインク収容空間に液体検出装置３６０のキャビティ３４３を露出させることなく、インク供給口３５１を介して容器本体３７２内のインクをキャビティ３４３に供給することができる。
【０３１８】
このため、インクカートリッジ３７０内のインクの消費時に、液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２を介してキャビティ３４３内にインクの流れが生じるように構成することで、もし仮にキャビティ３４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ３４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ３４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置３６０の誤検出を防止することができる。
【０３１９】
しかも、本実施形態によれば、キャビティ３４３の形状を円形や正方形ではなく細長い形状としたので、キャビティ３４３の長手方向の両端部にインク供給口３５１及びインク排出口３５２を配置することにより、キャビティ３４３の内部にインクや気泡が滞留し難くなる。これにより、インクや気泡の排出性を十分に確保することが可能であり、インクの有無の判定を確実に行うことができる。
【０３２０】
また、本実施形態による液体検出装置３６０においては、キャビティ３４３を容器本体３７２内のインク収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ３４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ３４３内でのインクの残留による液体検出装置３６０の誤検出を防止することができる。
【０３２１】
また、本実施形態によるインクカートリッジ３７０においては、容器本体３７２の内部を、互いに分離された主貯留室３７５と副貯留室３７６とに区画すると共に、液体検出装置３６０のインク供給口３５１及びインク排出口３５２を介して主貯留室３７５と副貯留室３７６とを連絡し、液体検出装置３６０のキャビティ３４３を副貯留室３７６の上端部に配置するようにした。
【０３２２】
このため、主貯留室３７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置３６０によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室３７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０３２３】
また、本実施形態によるインクカートリッジ３７０においては、密閉された補助流路３７７を主貯留室３７５の内部に形成し、補助流路３７７の補助流路入口３７７ａを主貯留室３７５の下端に位置させると共に、補助流路３７７の上端部に液体検出装置３６０のインク供給口３５１の入口３５１ｂを連通させるようにした。このため、主貯留室３７５内で発生した気泡は補助流口３７７の内部に進入し難く、液体検出装置３６０のキャビティ３４３への気泡の進入を防止することができる。
【０３２４】
さらに、本実施形態によるインクカートリッジ３７０においては、主貯留室３７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室３７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ３７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室３７５内にインクが残っている限りは副貯留室３７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置３６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０３２５】
また、本実施形態による液体検出装置３６０によれば、振動部３６１と液体とが接触する範囲が、キャビティ３４３が存在する範囲に限られているので、液体の検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０３２６】
また、キャビティ３４３に対応する領域の略全体を下部電極３４６の本体部３４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置３６０の振動部３６１が液体検出装置３６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部３６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０３２７】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置３６０の振動部３６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上すると共に、振動部３６１の残留振動の検出が容易になる。
【０３２８】
また、キャビティ３４３に対応する領域の略全体をキャビティ３４３よりも大きな寸法の下部電極３４６の本体部３４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極３４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０３２９】
また、硬いが脆弱な圧電層３４７の全体がキャビティ３４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ３４３の周縁３４３ａに対応する位置には圧電層３４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電層のクラックの問題がない。
【０３３０】
次に、本発明の他の実施形態による液体検出装置について図３０及び図３１を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略する。
【０３３１】
図３０に示したように本実施形態による液体検出装置３６０Ａにおいては、キャビティ３４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）における圧電層３４７の寸法が、キャビティ３４３の長手方向の長さよりも長く設定されている。そして、この圧電層３４７は、キャビティ３４３の長手方向においてキャビティ３４３をその全長にわたって覆うように形成されている。なお、キャビティ３４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては、圧電層３４７はキャビティ３４３よりも小さな寸法にてキャビティ３４３の内側に形成されている。
【０３３２】
さらに、本実施形態においては、下部電極３４６が略長方形に形成されており、キャビティ３４３の幅方向（第１対称軸Ｏ１の延在方向）においては下部電極３４６が圧電層３４７よりも大きな寸法を有し、キャビティ３４３の長手方向（第２対称軸Ｏ２の延在方向）においては下部電極３４６と圧電層３４７とが共通寸法である。
【０３３３】
本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、不要振動の発生を防止することができると共に、気泡やインクの滞留を防止することができる。
【０３３４】
さらに、本実施形態によれば、圧電層３４７の長手方向の寸法がキャビティ３４３の長手方向の寸法よりも大きく設定されているので、圧電層３４７の形成位置がキャビティ３４３の長手方向においてずれた場合でも、圧電層３４７全体のうちの振動に寄与する部分の大きさは変化しない。このため、圧電層３４７の形成位置のズレによる不要振動の発生を防止することができる。
【０３３５】
また、上述した各実施形態の一変形例としては、液体検出装置３６０，３６０Ａにおいて出入口形成板３５０を省略し、インクカートリッジ３７０の容器本体３７２に形成された第１開口３７３及び第２開口３７４を、液体検出装置３６０，３６０Ａのキャビティ３４３へのインク供給口及びインク排出口として利用するように構成することもできる。
【０３３６】
以下、本発明の他の一実施形態による液体検出装置およびこの液体検出装置を備えたインクカートリッジ（液体容器）ついて図面を参照して説明する。
【０３３７】
図３２は本発明の実施形態としての液体検出装置４６０示す断面図である。また、図３３は上記液体検出装置４６０を構成する検出部４１３を示す図であり、図３４は上記液体検出装置４６０を構成するバッファ部４１４を示す図である。
【０３３８】
この液体検出装置４６０は、キャビティ４４３を有する検出部４１３と、上記キャビティ４４３に連通する供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６を有するバッファ部４１４とを備えて構成されている。
【０３３９】
上記検出部４１３は、キャビティ板４４１に振動板４４２を積層して構成されて、互いに対向する第１面４４０ａおよび第２面４４０ｂを有した振動キャビティ形成基部４４０と、上記振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側に積層された圧電素子４１７と、上記振動キャビティ形成基部４４０の第１面４４０ａ側に積層された流路形成板（流路形成基部）４１８とを備えてなる。
【０３４０】
振動キャビティ形成基部４４０には、検出対象の媒体（インク）を受け入れるための円筒形の空間形状を呈するキャビティ４４３が、第１面４４０ａ側に開口するようにして形成されており、キャビティ４４３の底面部４４３ａが振動板４４２にて振動可能に形成されている。換言すれば、振動板４４２全体のうちの実際に振動する部分は、キャビティ４４３によってその輪郭が規定されている。振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側の両端には、下部電極端子４４４および上部電極端子４４５が形成されている。
【０３４１】
振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂには下部電極（第１電極）４４６が形成されており、この下部電極４４６は、略円形の本体部４４６ａと、この本体部４４６ａから下部電極端子４４４の方向に延出して下部電極端子４４４に接続された延出部４４６ｂとを有する。下部電極４４６の略円形の本体部４４６ａの中心はキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致している。
【０３４２】
下部電極４４６の略円形の本体部４４６ａは、円形のキャビティ４４３よりも大径に形成され、キャビティ４４３に対応する領域の略全体を覆っている。また、この下部電極４４６の略円形の本体部４４６ａは、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置よりも内側に入り込むようにして形成された切欠き部４４６ｃを含んでいる。
【０３４３】
下部電極４４６の上には圧電層４４７が積層されており、この圧電層４４７は、キャビティ４４３よりも小径に形成された円形の本体部４４７ａと、キャビティ４４３に対応する領域の範囲内において本体部４４７ａから突出した突出部４４７ｂとを有する。図３２から分かるように、圧電層４４７はその全体がキャビティ４４３に対応する領域の範囲内に収まっている。換言すれば、圧電層４４７は、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置を横切って延在する部分をまったく有していない。
【０３４４】
圧電層４４７の本体部４４７ａの中心はキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致しており、圧電層４４７の本体部４４７ａは、下部電極４４６の切欠き部４４６ｃに対応する部分を除いてその略全体が下部電極４４６に積層されている。
【０３４５】
振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側には補助電極４４８が形成されている。この補助電極４４８は、キャビティ４４３に対応する領域の外側から、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置を越えてキャビティ４４３に対応する領域の内部まで延在する。補助電極４４８の一部は、下部電極（第１電極）４４６の切欠き部４４６ｃの内部に位置して圧電層４４７の突出部４４７ｂおよびその近傍を振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側から支持している。この補助電極４４８は、好ましくは、下部電極４４６と同じ材質でかつ同じ厚さを有している。このように補助電極４４８によって圧電層４４７の突出部４４７ｂおよびその近傍を振動キャビティ形成基部４４０の第２面４４０ｂ側から支持することによって、圧電層４４７に段差が生じないようにして機械的強度の低下を防止することができる。
【０３４６】
圧電層４４７には、上部電極（第２電極）４４９の円形の本体部４４９ａが積層されており、この上部電極４４９は、圧電層４４７の本体部４４７ａよりも小径に形成されている。また、上部電極４４９は、本体部４４９ａから延出して補助電極４４８に接続された延出部４４９ｂを有している。図３２から分かるように、上部電極４４９の延出部４４９ｂと補助電極４４８との接続が始まる位置Ｐは、キャビティ４４３に対応する領域の範囲内に位置している。
【０３４７】
下部電極４４６、圧電層４４７、および上部電極４４９のそれぞれの本体部によって圧電素子４１７が形成されている。
【０３４８】
図３３から分かるように、上部電極４４９は補助電極４４８を介して上部電極端子４４５に電気的に接続されている。このように補助電極４４８を介して上部電極４４９を上部電極端子４４５に接続することによって、圧電層４４７および下部電極４４６の合計の厚さから生じる段差を、上部電極４４９と補助電極４４８との両方によって吸収することができる。このため、上部電極４４９に大きな段差が生じて機械的強度が低下することを防止することができる。
【０３４９】
上部電極４４９の本体部４４９ａは円形を成しており、その中心はキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致している。上部電極４４９の本体部４４９ａは、圧電層４４７の本体部４４７ａおよびキャビティ４４３のいずれよりも小径に形成されている。
【０３５０】
このように、圧電層４４７の本体部４４７ａは、上部電極４４９の本体部４４９ａと下部電極４４６の本体部４４６ａとによって挟みこまれる構造となっている。これにより、圧電層４４７は効果的に変形駆動され得る。
【０３５１】
なお、圧電層４４７と電気的に接続された下部電極４４６の本体部４４６ａおよび上部電極４４９の本体部４４９ａのうち、上部電極４４９の本体部４４９ａの方が小径に形成されている。従って、上部電極４４９の本体部４４９ａが、圧電層４４７のうちで圧電効果を発生する部分の範囲を決定することになる。
【０３５２】
圧電層４４７の本体部４４７ａ、上部電極４４９の本体部４４９ａ、および下部電極４４６の本体部４４６ａは、それらの中心がキャビティ４４３の中心軸Ｃと一致している。また、振動板４４２の振動可能な部分を決定する円筒形状のキャビティ４４３の中心軸Ｃは、液体検出装置４６０の全体の中心に位置している。
【０３５３】
キャビティ４４３によって規定される振動板４４２の振動可能な部分、下部電極４４６の本体部４４６ａのうちのキャビティ４４３に対応する部分、圧電層４４７の本体部４４７ａおよび突出部４４７ｂ、並びに上部電極４４９の本体部４４９ａおよび延出部４４９ｂのキャビティ４４３に対応する部分は、液体検出装置４６０の振動部４６１を構成する。そして、この液体検出装置４６０の振動部４６１の中心は、液体検出装置４６０の中心と一致する。
【０３５４】
さらに、圧電層４４７の本体部４４７ａ、上部電極４４９の本体部４４９ａ、下部電極４４６の本体部４４６ａ、および振動板４４２の振動可能な部分（即ちキャビティ４４３の底面部４４３ａに対応する部分）が円形形状を有しており、しかも、圧電層４４７の全体、即ち圧電層４４７の本体部４４７ａおよび突出部４４７ｂがキャビティ４４３に対応する領域の内部に配置されているので、液体検出装置４６０の振動部４６１は液体検出装置４６０の中心に対して略対称な形状である。
【０３５５】
さらに、本実施形態による液体検出装置４６０は、振動キャビティ形成基部４４０の第１面４４０ａに積層され接合された流路形成板（流路形成基部）４１８を備えている。
【０３５６】
上記流路形成板４１８には、キャビティ４４３に検出対象のインクを供給するインク供給路（液体供給路）４１９と、キャビティ４４３から検出対象のインクを排出するインク排出路（液体排出路）４２０とが形成されている。インク供給路４１９とインク排出路４２０は、同じ大きさ形状に形成され、いずれも円筒形の空間形状を呈している。
【０３５７】
上記流路形成板４１８に形成されたインク供給路４１９とインク排出路４２０は、いずれも上記円形のキャビティ４４３に対応する領域内に形成されており、かつインク供給路４１９とインク排出路４２０はキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に配置されている。これにより、上記キャビティ４４３，インク供給路４１９およびインク排出路４２０を含んで形成される空間は、インク供給路４１９とインク排出路４２０に挟まれた領域に存在するキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されている。
【０３５８】
また、上記インク供給路４１９およびインク排出路４２０は、それぞれキャビティ４４３に対して流路面積が絞られている。すなわち、この実施形態では、１つのキャビティ４４３に対してインク供給路４１９とインク排出路４２０が１つずつ形成されているが、一方の流路（インク供給路４１９またはインク排出路４２０）の流路面積は、キャビティ４４３の面積の少なくとも半分より小さくなるように設定されている。また、上記インク供給路４１９およびインク排出路４２０は、内部に液体の流体的質量が存在するよう、ある程度の長さが設定されており、好ましくはインク供給路４１９およびインク排出路４２０の流路長さは、それぞれ流路径の２倍以上になるよう設定される。
【０３５９】
一方、上記液体検出装置４６０は、上記インク供給路４１９に連通する供給側バッファ室４１５と、上記インク排出路４２０に連通する排出側バッファ室４１６とを有するバッファ部４１４を備えている。
【０３６０】
上記バッファ部４１４は、この実施形態では平面視で上記液体検出装置４６０よりも一回り大きな長方形を呈し、全体として直方体状に形成されている。上記バッファ部４１４の内部は、中央部に配置された１枚の仕切壁４２１により同じ大きさ形状の２つの空間に２分されており、一方が供給側バッファ室４１５に、他方が排出側バッファ室４１６になっている。
【０３６１】
上記バッファ部４１４の検出部４１３が接合される面と反対側の部分には、供給側バッファ室４１５にインクを流入させる流入開口４２２と、排出側バッファ室４１６のインクを流出させる流出開口４２３とが形成されている。また、上記バッファ部４１４の検出部４１３が接合される面には、供給側バッファ室４１５に流入したインクをインク供給路４１９を介してキャビティ４４３に供給する流入流路４２４と、キャビティ４４３のインクをインク排出路４２０を介して供給側バッファ室４１５に流出させる流出流路４２５とが形成されている。
【０３６２】
上記流入流路４２４および流出流路４２５は、実質的に円柱状の流路空間に形成されており、同じ大きさ形状に形成されている。また、流入流路４２４および流出流路４２５の開口は、それぞれインク供給路４１９およびインク排出路４２０の開口と一致しており、この実施形態では、インク供給路４１９と流入流路４２４で本発明の液体供給路を形成し、インク排出路４２０と流出流路４２５とで本発明の液体排出路を形成している。
【０３６３】
そして、上記液体検出装置４６０の供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６は、上記キャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されている。さらに言い換えると、キャビティ４４３、インク供給路４１９、インク排出路４２０、流入流路４２４、流出流路４２５、供給側バッファ室４１５、排出側バッファ室４１６によって形成される空間が、上記キャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されている。
【０３６４】
また、上記液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６の容量は、それぞれキャビティ４４３の容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するように設定されている。
【０３６５】
図３２から分かるように液体検出装置４６０は、容器本体４７２の内部とキャビティ４４３とを流体連通させる第１流路と、容器本体４７２の内部とキャビティ４４３とを流体連通させる第２流路と、を備える。
【０３６６】
そして、前記第１流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路としての流入流路４２４と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路としての供給側バッファ室４１５と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路としての流入開口２２と、を有する。
【０３６７】
また、前記第２流路は、第１最大断面領域を含む第１流通路としての流出流路２５と、前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路としての排出側バッファ室４１６と、前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路としての流出開口４２３と、を有する。
【０３６８】
このような構成により、上記検出対象となるカートリッジ内部のインクは、流入開口４２２から供給側バッファ室４１５に流入して流入流路４２４およびインク供給路４１９を介してキャビティ４４３に供給される。そして、キャビティ４４３に供給されたインクは、上記インク排出路４２０および流出流路４２５を介して排出側バッファ室４１６に排出され、さらに排出側バッファ室４１６から流出開口４２３を介して排出される。
【０３６９】
上記液体検出装置４６０に含まれる部材、特にキャビティ板４４１、振動板４４２、流路形成板４１８は、同一材質で形成されるとともに互いに焼成されることによって一体的に形成されている。このように複数の基板を焼成して一体化することによって、液体検出装置４６０の取り扱いが容易になる。また、各部材を同一材質で形成することによって、線膨張係数の違いによるクラックの発生を防止することができる。
【０３７０】
圧電層４４７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い。キャビティ板４４１の材料としては、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４４２には、キャビティ板４４１と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極４４９、下部電極４４６、上部電極端子４４５および下部電極端子４４４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。
【０３７１】
図３５は上記液体検出装置を備えた本発明のインクカートリッジ４７０を示す図であり、図３６はインクカートリッジ４７０に対する液体検出装置の取り付け部分の一例を示す図である。
【０３７２】
図３５は、上述した液体検出装置４６０が装着されたインクカートリッジ（液体容器）４７０を示しており、このインクカートリッジ４７０は、内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口（液体送出口）４７１を有する容器本体４７２を備えている。
【０３７３】
図３６に示すように、液体検出装置４６０はその全体が容器本体４７２に装着されており、容器本体４７２の壁面４２７に形成された長方形状の開口４２６に、バッファ部４１４が接着剤４２８等によって液密状に取り付けられている。このとき、液体検出装置４６０の検出部４１３が容器本体４７２の外側に配置され、バッファ部４１４の流入開口４２２および流出開口４２３が容器本体４７２の内側に開口するよう配置されている。
【０３７４】
そして、容器本体４７２の内部は（図３５に戻る）、容器本体４７２の内部空間全体のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室（液体貯留室）４７５と、この主貯留室４７５よりも小さな容積を有する副貯留室（液体送出空間）４７６とに区画されており、主貯留室４７５と副貯留室４７６とは互いに分離されている。副貯留室４７６は、インク消費時のインクの流れ方向において主貯留室４７５よりもインク送出口４７１に近い側に位置している。
【０３７５】
上記液体検出装置４６０の流入開口４２２は上記主貯留室４７５に連通する位置に開口し、流出開口４２３は上記液体送出空間である副貯留室４７６に開口するよう配置されている。これにより、上記供給側バッファ室４１５は、上記容器本体４７２の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する主貯留室４７５に連通し、上記排出側バッファ室４１６は、上記容器本体４７２の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出するインク送出口４７１に連通する液体送出空間に連通するようになっている。
【０３７６】
主貯留室４７５の内部には、密閉された補助流路４７７が形成されており、この補助流路４７７の下端側には補助流路入口４７７ａが形成されている。補助流路入口４７７ａは、主貯留室４７５の内部の下端に位置している。また、補助流路４７７の上端部に、液体検出装置４６０の流入開口４２２が連通しており、この流入開口４２２が補助流路４７７の出口を構成している。
【０３７７】
上述したように、液体検出装置４６０の流入開口４２２が補助流路４７７を介して主貯留室４７５に連通し、流出開口４２３が副貯留室４７６を介してインク送出口４７１に連通している。これにより、主貯留室４７５に貯留されたインクは、補助流路４７７を経て流入開口４２２から供給側バッファ室４１５に流入して流入流路４２４およびインク供給路４１９を介してキャビティ４４３に供給される。そして、キャビティ４４３に供給されたインクは、上記インク排出路４２０および流出流路４２５を介して排出側バッファ室４１６に排出され、さらに排出側バッファ室４１６から流出開口４２３、副貯留室４７６を経てインク送出口４７１から排出され、記録ヘッド４１２に供給される。
【０３７８】
このように本実施形態においては、副貯留室４７６を通ってインク送出口４７１に送られるインクの全量が、事前に液体検出装置４６０のインク供給路４１９およびインク排出路４２０を通過するように構成されている。
【０３７９】
つぎに、上記液体容器において液体を検出する動作について説明する。
【０３８０】
上述した液体検出装置４６０を備えたインクカートリッジ４７０においては、容器本体４７２にインクが十分に残っており、副貯留室４７６の内部がインクで満たされている場合には、キャビティ４４３内はインクによって満たされている。一方、インクカートリッジ４７０の容器本体４７２内の液体が消費され、主貯留室４７５内のインクがなくなると、副貯留室４７６内の液面が低下し、液体検出装置４６０のキャビティ４４３の位置よりも下方まで液面が降下すると、キャビティ４４３内にインクが存在しない状態となる。
【０３８１】
そこで、液体検出装置４６０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、液体検出装置４６０は、容器本体４７２に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た状態であるか、を検知することができる。
【０３８２】
より具体的には、液体検出装置４６０において、上部電極端子４４５および下部電極端子４４４を介して上部電極４４９と下部電極４４６との間に電圧を印加する。すると、圧電層４４７のうち、上部電極４４９および下部電極４４６に挟まれた部分に電界が生じる。この電界によって圧電層４４７が変形する。圧電層４４７が変形することによって、振動板４４２のうちの振動領域（キャビティ４４３の底面部４４３ａに対応する領域）に、たわみ振動が生じる。このようにして圧電層４４７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、たわみ振動が液体検出装置４６０の振動部４６１に残留する。
【０３８３】
この残留振動は、液体検出装置４６０の振動部４６１とキャビティ４４３内の媒体との自由振動である。従って、圧電層４４７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部４６１と媒体との共振状態を容易に得ることができる。この残留振動は、液体検出装置４６０の振動部４６１の振動であり、圧電層４４７の変形を伴う。このため、残留振動に伴って圧電層４４７は逆起電力を発生する。この逆起電力は、上部電極４４９、下部電極４４６、上部電極端子４４５および下部電極端子４４４を介して検出される。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４７０の容器本体４７２内のインクの有無を検出することができる。
【０３８４】
図３７は、上記のような液体検出装置４６０の振動部４６１の振動を近似してシュミレーションしうる等価回路図である。
【０３８５】
この図では、振動部４６１（Ｓｅｎｓｏｒ Ｃｈｉｐ）のイナータンス（Ｍｃ）、インク供給路４１９およびインク排出路４２０（Ｈｏｌｅ）のイナータンス（Ｍｓ１，Ｍｓ２）をコイルで、振動部４６１（Ｓｅｎｓｏｒ Ｃｈｉｐ）のコンプライアンス（Ｃｃ）、インクのコンプライアンス（Ｃｉ）をコンデンサで、インク供給路４１９およびインク排出路４２０（Ｈｏｌｅ）の抵抗（Ｒｓ１，Ｒｓ２）を抵抗で、インク供給路４１９およびインク排出路４２０が連通する供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６をグランドで、それぞれ表している。
【０３８６】
そして、振動部４６１のコンプライアンス（Ｃｃ）は構造有限要素法で求める。また、振動部４６１のイナータンス（Ｍｃ）は、イナータンスとコンプライアンスの直列系で近似し、つぎの近似式で近似値を計算できる。
Ｍｃ＝１／（４π２）×１／（ｆ２）×１／Ｃｃ
ここで、ｆは振動部４６１の固有周期であり、構造有限要素法もしくは実測で求めることができる。
【０３８７】
また、インクのコンプライアンス（Ｃｉ）は、下記の式で求めることができる。
Ｃｉ＝Ｃ×Ｖｉ
ここで、Ｃはインクの圧縮率、Ｖｉはインクの体積である。水の圧縮率は４．５ｅ−１０／Ｐａである。
【０３８８】
また、インク供給路４１９，インク排出路４２０（Ｈｏｌｅ）のイナータンス（Ｍｓ）は、流体有限要素法で求めるか、もしくは流路（Ｈｏｌｅ）が円筒の場合は下記の簡易式で求めることができる。
Ｍｓ＝ρ×Ｌ／π／ｒ２
ここで、ρはインクの粘度、Ｌは流路（Ｈｏｌｅ）の長さ、ｒは流路（Ｈｏｌｅ）の半径である。
【０３８９】
上記のようにして求めた値を使用し、図３７の等価回路で近似して振動部４６１の振動をシュミレーションすることができる。
【０３９０】
このような等価回路で振動部４６１の振動をシュミレーションした結果、Ｍｓ１とＭｓ２、Ｒｓ１とＲｓ２はそれぞれ略等しいほうが振動がシンプルで余計な振動モードが発生しないことがわかる。したがって、本発明では、キャビティ４４３とインク供給路４１９，インク排出路４２０で形成される空間をキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成したのである。
【０３９１】
また、供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６がバッファとして機能する要件は、振動部４６１の振動によって各バッファ室４１５，４１６内の圧力がほとんど高くならないようにするために、バッファ室４１５，４１６のコンプライアンスを振動部４６１のコンプライアンス（Ｃｃ）の１０倍以上とするのが好ましい。また、余計な振動を発生させないために、バッファ室４１５，４１６のイナータンスを流路（Ｈｏｌｅ）のイナータンス（Ｍｓ）の１／１０以下とするのが好ましい。
【０３９２】
以上に述べたように、本実施形態による液体検出装置４６０およびインクカートリッジ４７０によれば、上記キャビティ４４３にインクを供給するインク供給路４１９と、上記キャビティ４４３からインクを排出するインク排出路４２０とが形成された振動キャビティ形成基部４４０を備えているため、キャビティ４４３へのインクの供給がインク供給路４１９を介して行われ、キャビティ４４３からのインクの排出がインク排出路４２０を介して行われるので、液体検出装置４６０をインクカートリッジ４７０等に装着する際には、インクの収容空間に液体検出装置４６０のキャビティ４４３を直接露出させることなく、インク供給路４１９を介してインクをキャビティ４４３に供給することができる。
【０３９３】
このように、インクの消費時に液体検出装置４６０のインク供給路４１９およびインク排出路４２０の内部をインクが流れるように構成することによって、もし仮にキャビティ４４３の内部に気泡が進入したとしても、インクの流れによってキャビティ４４３内から気泡が押し出される。これにより、キャビティ４４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。このように、液体検出装置４６０の検出精度を向上させ、残量液体が減って産業廃棄物の減少にもつながる。
【０３９４】
また、キャビティ４４３をインクの収容空間に露出させる必要がないので、液面通過時にキャビティ４４３内にメニスカスが形成されることを防止できる。これにより、キャビティ４４３内でのインクの残留による液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。しかも、キャビティ４４３がインクの収容空間に向かって露出した空間ではなく、流路形成板４１８により上記収容空間から仕切られた空間となっているため、インク液面の変化やインクの有無等によって、振動部４６１を強制振動させたときの振動部４６１に残る残留振動の違いが大きくなり、検出感度が高くなって検出精度を高めることができ、誤検出を防止することができる。
【０３９５】
また、上記キャビティ４４３，インク供給路４１９およびインク排出路４２０を含んで形成される空間が、インク供給路４１９とインク排出路４２０に挟まれた領域に存在するキャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されているため、キャビティ４４３底面の振動が伝播する空間であるキャビティ４４３，インク供給路４１９およびインク排出路４２０を含んで形成される空間の空間形状が単純化し、キャビティ４４３底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。このため、キャビティ４４３底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくてすんだり、検出精度を向上させたりすることが可能となる。
【０３９６】
また、上記キャビティ４４３を形成する空間は実質的に円筒形であるため、キャビティ４４３底面の振動が伝播する空間であるキャビティ４４３の空間形状がより単純化し、キャビティ４４３底面に残る残留振動の振動モードも単純化する。そして、キャビティ４４３底面を強制振動させたときの残留振動のシュミレーションも極めて行いやすくなり、設計と実際との乖離が少なくなって、調整作業が少なくて済み、検出精度を向上させることが可能となる。
【０３９７】
さらに、上記インク供給路４１９およびインク排出路４２０は、それぞれキャビティ４４３に対して流路面積が絞られるとともに、内部にインクの流体的質量が存在するよう長さが設定されているため、インク供給路４１９およびインク排出路４２０に適当な流路抵抗が生じるため、キャビティ４４３底面の振動によって発生するキャビティ４４３内の圧力変動が両バッファ室４１５，４１６に拡散されてしまうのを防止し、適切な残留振動を発生させて検出精度を向上し確保することが可能となる。特に、インク供給路４１９およびインク排出路４２０の流路長さを、それぞれ流路径の２倍以上になるよう設定することにより当該効果が顕著となる。
【０３９８】
また、上記液体検出装置４６０に、上記インク供給路４１９に連通する供給側バッファ室４１５と、上記インク排出路４２０に連通する排出側バッファ室４１６とを備えているため、キャビティ４４３に対してインクが出入するインク供給路４１９およびインク排出路４２０が、それぞれ供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６に対して開口し、容器本体４７２のインク貯留空間に対して直接開口するのではないため、インク貯留空間においてインクの振動等によって気泡が発生したとしても、気泡は供給側バッファ室４１５や排出側バッファ室４１６に一旦トラップされてキャビティ４４３に侵入しにくくなる。したがって、キャビティ４４３内に気泡が滞留することによる液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。また、液体検出装置４６０をインクカートリッジ４７０の底部近傍に配置しているため、より気泡の侵入を防止する効果が高くなる。
【０３９９】
また、キャビティ４４３に対してインクが出入するインク供給路４１９およびインク排出路４２０が、容器本体４７２のインク貯留空間に対して直接開口するのではなく、それぞれ供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６に対して開口しているため、インクカートリッジ４７０内のインク貯留空間に発生したインクの圧力が直接キャビティ４４３に作用しないため、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。
【０４００】
さらに、上記液体検出装置４６０の供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６は、上記キャビティ４４３の中心軸Ｃに対して対称に形成されているため、供給側バッファ室４１５と排出側バッファ室４１６とを対称とすることにより両バッファ室４１５，４１６を構成する部材の形状が単純化し、製造が容易になるうえ、部材の小型化も可能となる。
【０４０１】
しかも、上記液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５および排出側バッファ室４１６は、それぞれキャビティ４４３の容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものとすることにより、インクカートリッジ４７０内のインク貯留空間に発生したインクの圧力変動が液体検出装置４６０のセンサ特性にほとんど影響しなくなり、インクの振動等による圧力の影響による液体検出装置４６０の誤検出を防止することができる。さらに、キャビティ４４３底面の振動によって両バッファ室４１５，４１６内の圧力が高まることがないため、余分な振動が発生しなくなり、キャビティ４４３底面に残る残留振動の振動モードが単純化し、検出精度を向上させることが可能となる。
【０４０２】
さらに、上記供給側バッファ室４１５は、上記容器本体４７２の内部空間のうちの主要な部分を構成してインクを貯留する主貯留室４７５に連通し、上記排出側バッファ室４１６は、上記容器本体４７２の内部空間のうち内部に貯留したインクを外部に送出するインク送出口４７１に連通する液体送出空間である副貯留室４７６に連通しているため、上記容器本体４７２の主貯留室４７５に貯留されたインクが、液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５の入口から流入して排出側バッファ室４１６の出口から排出されて上記容器本体４７２のインク送出口４７１に送られるとともに、上記容器本体４７２の上記インク送出口４７１に送られるインクの全量が事前に上記液体検出装置４６０の上記供給側バッファ室４１５，キャビティ４４３および排出側バッファ室４１６を通過するため、インクの消費を確実に検知することができる。
【０４０３】
また、上記液体検出装置４６０によれば、インク排出路４２０がキャビティ４４３に対応する領域に合わせて形成されているので、キャビティ４４３内に進入した気泡を確実に排出することができる。
【０４０４】
また、上記インクカートリッジ４７０では、容器本体４７２の内部を、互いに分離された主貯留室４７５と副貯留室４７６とに区画すると共に、液体検出装置４６０の流入開口４２２および流出開口４２３を介して主貯留室４７５と副貯留室４７６とを連絡し、液体検出装置４６０のキャビティ４４３を副貯留室４７６の上端部に配置するようにした。
【０４０５】
このため、主貯留室４７５内のインクが無くなった時点を液体検出装置４６０によって確実に検出することができるので、ユーザーにインクエンドが近づいていることを報知できる。さらに、予め分かっている副貯留室４７６内のインク量に基づいて、残存インクでの印刷可能枚数等をユーザーに知らせることが可能であり、１ページの途中でインクが無くなって印刷用紙を無駄にしてしまうようなことを防止できる。
【０４０６】
また、上記インクカートリッジ４７０によれば、密閉された補助流路４７７を主貯留室４７５の内部に形成し、補助流路４７７の補助流路入口４７７ａを主貯留室４７５の下端に位置させると共に、補助流路４７７の上端部に液体検出装置４６０の流入開口４２２を連通させるようにした。このため、主貯留室４７５内で発生した気泡は補助流路４７７の内部に進入し難く、液体検出装置４６０のキャビティ４４３への気泡の進入を防止することができる。
【０４０７】
さらに、上記インクカートリッジ４７０によれば、主貯留室４７５内のインクがすべて消費されるまで、副貯留室４７６の内部はインクで満たされた状態にあるので、インクカートリッジ４７０に振動が加えられた場合でも、主貯留室４７５内にインクが残っている限りは副貯留室４７６内で液面が揺れるということがない。従って、液面の揺れによって液体検出装置４６０が誤検出を起こすことを防止することができる。
【０４０８】
また、上記液体検出装置４６０によれば、振動部４６１とインクとが接触する範囲が、キャビティ４４３が存在する範囲に限られているので、インクの検出をピンポイントで行うことが可能であり、これにより、インクレベルを高精度にて検出することができる。
【０４０９】
また、キャビティ４４３に対応する領域の略全体を下部電極４４６の本体部４４６ａで覆うようにしたので、強制振動時の変形モードと自由振動時の変形モードとの相違が小さくなる。また、液体検出装置４６０の振動部４６１が液体検出装置４６０の中心に対して対称な形状であるので、この振動部４６１の剛性はその中心から見てほぼ等方的となる。
【０４１０】
このため、構造の非対称性から生じ得る不要な振動の発生が抑制される共に、強制振動時と自由振動時との間の変形モードの相違による逆起電力の出力低下が防止される。これにより、液体検出装置４６０の振動部４６１における残留振動の共振周波数の検出精度が向上するとともに、振動部４６１の残留振動の検出が容易になる。
【０４１１】
また、キャビティ４４３に対応する領域の略全体をキャビティ４４３よりも大径の下部電極４４６の本体部４４６ａで覆うようにしたので、製造時における下部電極４４６の位置ズレに起因する不要振動の発生が防止され、検出精度の低下を防止することができる。
【０４１２】
また、硬いが脆弱な圧電層４４７の全体がキャビティ４４３に対応する領域の内部に配置されており、キャビティ４４３の周縁４４３ｂに対応する位置には圧電層４４７が存在しない。このため、キャビティの周縁に対応する位置での圧電膜のクラックの問題がない。
【０４１３】
図３８は、本発明のインクカートリッジの他の実施形態である。
【０４１４】
このインクカートリッジ４７０Ａは、容器本体４７２の内部に形成された副貯留室４７６の上部に、上方に突出した突出部４７６ａが形成されている。そして、液体検出装置４６０の流出開口４２３は、上記突出部４７６ａに対応する位置に配置されて当該副貯留室４７６の突出部４７６ａに連通している。それ以外は図３５に示した上述の実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施形態でも上述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０４１５】
図３９および図４０は、本発明の液体検出装置４６０Ａの他の実施形態である。
【０４１６】
この液体検出装置４６０Ａは、振動キャビティ形成基部４４０の第１面４４０ａに積層され接合された流路形成基部４５０が、流路板４５１と４出入口板５２とを積層し接合して形成されている。
【０４１７】
流路形成基部４５０の流路板４５１には、キャビティ４４３に検出対象のインクを供給するインク供給路（液体供給路）４１９Ａと、キャビティ４４３から検出対象のインクを排出するインク排出路（液体排出路）４２０Ａとが形成されている。そして、出入口板４５２には、インク供給路４１９Ａの入口４５３ｂおよびインク排出路４２０Ａの出口４５４ｂが形成されている。そして、インク供給路４１９Ａの入口４５３ｂとインク排出路４２０Ａの出口４５４ｂは、キャビティ４４３に対応する領域を外して配置されている。
【０４１８】
この実施形態によれば、インク排出路４２０Ａの出口４５４ｂが、キャビティ４４３を間に挟んでインク供給路４２０Ａの入口４５３ｂと反対側の位置に配置されて入口４５３ｂと出口４５４ｂとの間隔を大きく取ることができるため、液体検出装置４６０Ａをインクカートリッジ４７０の容器本体４７２の所定位置に装着する際の作業が容易になり、インクカートリッジ４７０の設計の自由度も向上する。それ以外は図３５に示した上述の実施形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施形態でも上述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０４１９】
一変形例として、図４１は、図２６に記載の実施形態において、出入口形成板３５０を省略した構成を示している。即ち、この変形例においては、キャビティ形成基部３４０は、出入口形成板３５０を介することなく容器本体３７２の壁に取り付けられている。キャビティ３４３は、図２９（ａ）に示した主貯留室３７５（の内部の補助流路３７７）に、容器本体３７２の壁に貫通形成された第１開口３７３を介して連通しており、且つ、副貯留室３７６に、容器本体３７２の壁に貫通形成された第２開口３７４を介して連通している。この変形例から、主貯留室３７５とキャビティ３４３とを流体連通させる流路の全体を、容器本体３７２側で形成することができることが分かる。同様に、この変形例から、インク送出口３７１とキャビティ３４３とを流体連通させる流路の全体を、容器本体３７２側で形成することができることが分かる。
【０４２０】
他の変形例として、図４２は、図３２に記載の実施形態において、流路形成板４１８を省略した構成を示している。即ち、この変形例においては、振動キャビティ形成基部４４０は、流路形成板４１８を介することなくバッファ部４１４の壁に取り付けられている。キャビティ４４３は、バッファ部４１４の流入流路４２４を介してバッファ部４１４の供給側バッファ室４１５に連通しており、且つ、バッファ部４１４の流出流路４２５を介してバッファ部４１４の排出側バッファ室４１６に連通している。この変形例から、供給側バッファ室４１５とキャビティ４４３とを流体連通させる流路の全体を、バッファ部４１４側で形成することができることが分かる。同様に、この変形例から、排出側バッファ室４１６とキャビティ４４３とを流体連通させる流路の全体を、バッファ部４１４側で形成することができることが分かる。
【０４２１】
他の変形例として、図４３及び図４４は、図２６に記載の実施形態において、出入口形成板３５０及びキャビティ板３４１を省略した構成を示している。即ち、この変形例においては、振動板３４２は、出入口形成板３５０及びキャビティ板３４１を介することなく容器本体３７２の壁に取り付けられている。そして、容器本体３７２の壁に振動板３４２を取り付けた際にキャビティ３４３が画成されるように、図４４に示したように容器本体３７２の壁に凹部３４３Ａが形成されている。なお、図４４は、液体検出装置３６０を取り付ける前の状態のインクカートリッジ３７０の側面図である。図４３に示したように、凹部３４３Ａの深さは、容器本体３７２の壁の厚みよりも小さい。凹部３４３Ａの底部には２つの貫通孔、即ち第１開口３７３及び第２開口３７４が貫通形成されている。振動板３４２が容器本体３７２の壁に取り付けられると、平板状の振動板３４２と凹部３４３Ａの底部との間にキャビティ３４３が画成される。このようにして画成されたキャビティ３４３は、第１開口３７３を介して主貯留室３７５と連通し、且つ、第２開口３７４を介してインク送出口３７１と連通する。この変形例から、キャビティ３４３は容器本体３７２によって部分的に形成することができることが分かる。
【０４２２】
他の変形例として、図３２に記載の実施形態において、図４５に示したように、バッファ部４１４を、容器本体４７２の壁４２７の中に一体的に形成することができる。即ち、この変形例においては、容器本体４７２が、供給側バッファ室４１５及び排出側バッファ室４１６を画成している。さらに、容器本体４７２は、供給側バッファ室４１５及び排出側バッファ室４１６よりも小さな断面領域からなる流入開口４２２、流出開口４２３、流入流路４２４、流出流路４２５等の流路を画成している。この変形例から、供給側バッファ室４１５及び排出側バッファ室４１６を、液体検出装置４６０側ではなく、容器本体４７２側に形成できることが分かる。また、この変形例から、流入流路４２４、流出流路４２５のようなインク流路を、液体検出装置４６０側ではなく容器本体４７２側に形成して、キャビティ４４３とバッファ室４１５、４１６とを連通させることができることが分かる。さらに、この変形例から、流入開口４２２、流出開口４２３のようなインク流路を、液体検出装置４６０側ではなく容器本体４７２側に形成して、バッファ室４１５、４１６と主貯留室７５・副貯留室７６と連通させることができることが分かる。
【０４２３】
図４６は、図８に示した実施形態の一変形例を示しており、本変形例におけるインクカートリッジ（液体容器）７０においては、主貯留室（第１室））７５と副貯留室（第２室）７６とが補助流路７７によって連通されている。この補助流路７７は、主貯留室７５に開口する補助流路入口７７ａと、副貯留室７６に開口する補助流路出口７７ｂとを含む。そして、入口側開口７３及び出口側開口７４は、それぞれ、補助流路入口７７ａと補助流路出口７７ｂとの間の補助流路７７の途中に連通している。なお、本例においては補助流路７７の水平部分に入口側開口７３及び出口側開口７４を連通させているが、補助流路７７の垂直部分に連通させることもできる。
【０４２４】
液体検出装置６０Ａは、そのインク供給路５３の入口５３ｂ及びインク排出路５４の出口５４ｂが入口側開口７３及び出口側開口７４に接続されるようにして容器本体７２に取り付けられている。
【０４２５】
そして、インクカートリッジ７０内のインクが消費されると、主貯留室７５内のインクが補助流路７７を介して副貯留室７６に流入する。補助流路７７内にインクの流れが生じると、この補助流路７７と並列に配置された液体検出装置６０Ａの内部にもインクの流れが生じる。より詳細には、補助流路７７内を流れるインクの一部が、入口側開口７３及び入口５３ｂを介してキャビティ４３に流入し、さらに、出口５４ｂ及び出口側開口７４を介して補助流路７７に流れる。主貯留室７５内のインクがなくなると、副貯留室７６内の液面が低下し、さらに、補助流路７７内のインクがなくなる。これにより、例えば、インクカートリッジ７０内のインクが所定量以上に消費されたことを検出することができる。
【０４２６】
また、図８等に示した実施形態においては主貯留室（第１室）７５と副貯留室（第２室）７６とにわたって液体検出装置６０Ａを配置するようにしたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図４７に示したように液体検出装置６０Ａを主貯留室７５のみに面するように配置することもできるし、或いは、図４８に示したように副貯留室７６のみに面するように配置することもできる。図４７、図４８に示したいずれの例においても、出口側開口７４（及び出口５４ｂ）は、入口側開口７３（及び入口５３ｂ）に対して重力方向の下方に配置されている。このため、これらの例はキャビティ４３からのインクの排出特性においても優れている。また、これらの例においては、容器本体７２の内部を主貯留室（第１室）７５と副貯留室（第２室）７６との２つに区画する必要はないし、或いはまた、容器本体７２の内部を３つ以上に区画することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０４２７】
【図１】本発明の一実施形態による液体検出装置を備えた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の概略構成を示した斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態による液体検出装置を示した平面図、（ｂ）は同底面図。
【図３】図２に示した液体検出装置の断面図であり、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図４】（ａ）は図２に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの側面図、（ｂ）は同正面図。
【図５】本発明の一実施形態による液体検出装置における駆動パルス波形及び逆起電力波形を示す図であり、（ａ）はキャビティ内にインクが存在する場合の波形図、（ｂ）はキャビティ内にインクが存在しない場合の波形図。
【図６】本発明の他の実施形態による液体検出装置を示した平面図、（ｂ）は同底面図。
【図７】図６に示した液体検出装置の断面図であり、（ａ）は図６のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図８】図６に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの側面図、（ｂ）は同正面図。
【図９】（ａ）は、本発明の他の一実施形態によるインクカートリッジに装着される液体検出装置を示した平面図、（ｂ）は同底面図。
【図１０】図９に示した液体検出装置の断面図であり、（ａ）は図９のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１１】図９に示した液体検出装置が装着されたインクカートリッジを示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は同正面図。
【図１２】図１１に示したインクカートリッジの主要部を拡大して示した断面図。
【図１３】本発明の他の実施形態によるインクカートリッジに装着される液体検出装置を示した平面図。
【図１４】図１３に示した液体検出装置を示した底面図。
【図１５】図１３に示した液体検出装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図１６】図１３に示した液体検出装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１７】図１３に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図１８】図１３に示した液体検出装置の基板の部分の分解図であり、（ａ）は振動板を示し、（ｂ）はキャビティ板を示し、（ｃ）は出入口形成板を示す。
【図１９】図１３に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの一実施形態を示した側面図。
【図２０】図１３に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジの他の実施形態を示した側面図。
【図２１】本発明における液体検出装置の他の例を示した平面図。
【図２２】図２１に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図２３】本発明の他の一実施形態による液体検出装置を示した平面図。
【図２４】図２３に示した液体検出装置を示した底面図。
【図２５】図２３に示した液体検出装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図２６】図２３に示した液体検出装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図２７】図２３に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図２８】図２３に示した液体検出装置の基板の部分の分解図であり、（ａ）は振動板を示し、（ｂ）はキャビティ板を示し、（ｃ）は出入口形成板を示す。
【図２９】図２３に示した液体検出装置を備えたインクカートリッジを示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
【図３０】本発明の他の実施形態による液体検出装置を示した平面図。
【図３１】図３０に示した液体検出装置の電極及び圧電層の部分の分解図であり、（ａ）は電極端子のパターンを示し、（ｂ）は上部電極のパターンを示し、（ｃ）は圧電層のパターンを示し、（ｄ）は下部電極及び補助電極のパターンを示す。
【図３２】本発明の他の一実施形態による液体検出装置の図３３におけるＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３３】上記液体検出装置の検出部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同底面図。
【図３４】上記液体検出装置のバッファ部を示す平面図。
【図３５】上記液体検出装置を備えたインクカートリッジを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は同正面図。
【図３６】上記インクカートリッジの液体検出装置の取り付け部分を示す拡大断面図。
【図３７】振動部の振動を近似してシュミレーションする等価回路の一例を示す図。
【図３８】本発明の液体検出装置を備えたインクカートリッジの他の実施形態であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は同正面図。
【図３９】本発明の液体検出装置の他の実施形態であり、図４０におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図４０】上記液体検出装置の検出部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同底面図。
【図４１】図２６に示した実施形態の一変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４２】図３２に示した実施形態の一変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４３】図２６に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４４】図４３に示したインクカートリッジにおいて液体検出装置を外した状態を示した側面図。
【図４５】図３２に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジの主要部を示した断面図。
【図４６】図８に示した実施形態の一変形例としてのインクカートリッジを示した側面図。
【図４７】図８に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジを示した側面図。
【図４８】図８に示した実施形態の他の変形例としてのインクカートリッジを示した側面図。
【図４９】従来の液体検出装置を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図５０】図４９に示した従来の液体検出装置を備えた従来のインクカートリッジの断面図。
【符号の説明】
【０４２８】
４０、１４０、２４０、３４０、４４０ 振動キャビティ形成基部
４１、１４１、２４１、３４１、４４１ キャビティ板
４２、１４２、２４２、３４２、４４２ 振動板
４３、１４３、２４３、３４３、４４３ キャビティ
４３ａ、１４３ａ、２４３ａ、３４３ａ、４４３ａ キャビティの底面部
４６、１４６、２４６、３４６、４４６ 下部電極（第１電極））
４７、１４７、２４７、３４７、４４７ 圧電層
４９、１４９、２４９、３４９、４４９ 上部電極（第２電極）
５０、１５０、４５０ 流路形成基部
５１、４５１ 流路板
５２、４５２ 出入口板
５３、４１９、４１９Ａ インク供給路（液体供給路）
５３ａ インク供給路の主要部
５３ｂ、４５３ｂ インク供給路の入口
５４、４２０、４２０Ａ インク排出路（液体排出路）
５４ａ インク排出路の主要部
５４ｂ インク排出路の出口
６０、６０Ａ、１６０、２６０、２６０Ａ、３６０、３６０Ａ、４６０、４６０Ａ 液体検出装置
６１、１６１、２６１、３６１、４６１ 液体検出装置の振動部
７０、７０Ａ、１７０、２７０、２７０Ａ、３７０、４７０、４７０Ａ インクカートリッジ（液体容器）
７１、１７１、２７１、３７１、４７１ インク送出口（液体送出口）
７２、１７２、２７２、３７２、４７２ 容器本体
７３ 入口側開口
７４ 出口側開口
７５、１７５、３７５、４７５ 主貯留室（第１室）
７６、１７６、３７６、４７６ 副貯留室（第２室）
７７、１７７、３７７、４７７ 補助流路
７７ａ、１７７ａ、３７７ａ、４７７ａ 補助流路入口
１５３ インク供給溝（液体供給溝）
１５４ インク排出溝（液体排出溝）
１７３ インク流通開口（液体流通開口）
１７４ 液流規制部
１７７ｂ 補助流路出口
２５０、３５０ 出入口形成板
２５１、３５１ インク供給口（液体供給口）
２５２、３５２ インク排出口（液体排出口）
２７３、３７３ 第１開口
２７４、３７４ 第２開口
２７５ インク貯留室
２７５ａ 第１貯留室
２７５ｂ 第２貯留室
３４３ａ 凹部
４１３ 検出部
４１４ バッファ部
４１５ 供給側バッファ室
４１６ 排出側バッファ室
４１７ 圧電素子
４１８ 流路形成板
４２１ 仕切壁
４２２ 流入開口
４２３ 流出開口
４２４ 流入流路
４２５ 流出流路
４２６ 開口
４２７ 容器本体の壁面（壁）
４２８ 接着剤
４４３ｂ 周縁
４４６ａ 下部電極の本体部
４４６ｂ 下部電極の延出部
４４６ｃ 下部電極の切欠き部
４４７ａ 圧電層の本体部
４４７ｂ 圧電層の突出部
４４９ａ 上部電極の本体部
４４９ｂ 上部電極の延出部
４５４ｂ インク供給路の出口
４７６ａ 突出部
Ｆ キャビティに向かうインクの流れ
Ｏ１ キャビティの第１対称軸
Ｏ２ キャビティの第２対称軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備えた液体検出装置。
【請求項２】
前記液体供給路の入口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている請求項１記載の液体検出装置。
【請求項３】
前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域に合わせて形成されている請求項１又は２に記載の液体検出装置。
【請求項４】
前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている請求項１又は２に記載の液体検出装置。
【請求項５】
前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、
前記流路形成基部は、前記液体供給路の主要部及び前記液体排出路の主要部が形成された流路板と、前記液体供給路の入口及び前記液体排出路の出口が形成され、前記流路板に積層された出入口板と、を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項６】
前記振動板、前記キャビティ板、前記流路板、及び前記出入口板が、同一材質から成り、一体的に焼結されている請求項５記載の液体検出装置。
【請求項７】
振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項８】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備え、
前記容器本体の内部の液体が、前記液体検出装置の前記液体供給路を介して前記キャビティに供給され、前記液体排出路を介して前記キャビティから排出されるように構成された液体容器。
【請求項９】
前記液体検出装置の前記液体供給路の入口から流入して前記液体排出路の出口から排出された液体が前記容器本体の前記液体送出口に送られるように構成されている請求項８記載の液体容器。
【請求項１０】
前記容器本体の前記液体送出口に送られる液体の全量が事前に前記液体検出装置の前記液体供給路及び前記液体排出路を通過するように構成されている請求項９記載の液体容器。
【請求項１１】
前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、
前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、
前記液体検出装置の前記液体供給路の入口は前記第１室に連通し、前記液体排出路の出口は前記第２室に連通し、前記液体供給路及び前記液体排出路が前記第１室と前記第２室とを連絡する連絡流路を形成している請求項９又は１０に記載の液体容器。
【請求項１２】
前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、
前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している請求項１１記載の液体容器。
【請求項１３】
前記液体排出路の出口は、前記副貯留室の上端側に連通している請求項１２記載の液体容器。
【請求項１４】
密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に前記液体供給路の入口に連通する補助流路出口を形成し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１５】
前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、
前記容器本体の容器壁には、前記液体供給路の入口に連通する入口側開口と、前記液体排出路の出口に連通する出口側開口とが貫通形成されている請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１６】
前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部をさらに有する、請求項８及び１１乃至１４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１７】
前記液体供給路は、液体供給溝によって形成されており、
前記液体排出路は、液体排出溝によって形成されており、
前記容器本体の容器壁には、前記液体供給溝、前記キャビティ、及び前記液体排出溝に連通する単一の液体流通開口が形成されており、
前記液流規制部は、液体の流れ方向において前記液体供給溝と前記液体排出溝との間に配置されている、請求項１６記載の液体容器。
【請求項１８】
前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されている、請求項８乃至１７のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１９】
前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである請求項８乃至１８のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２０】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を有する液体検出装置と、
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体であって、内部に貯留した液体が前記キャビティに流入するようにして前記液体検出装置が装着された容器本体と、
前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部と、を備えた液体容器。
【請求項２１】
前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、
前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、
前記液流規制部は前記第１室と前記第２室との境界に配置されている請求項２０記載の液体容器。
【請求項２２】
前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、
前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している請求項２１記載の液体容器。
【請求項２３】
前記液流規制部は、前記副貯留室の上端側に配置されている請求項２２記載の液体容器。
【請求項２４】
密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に補助流路出口を形成すると共に前記補助流路出口の近傍に前記液流規制部を配置し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している請求項２１乃至２３のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２５】
前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、
前記液体検出装置の前記キャビティに対向する部分の前記容器本体の容器壁には、前記容器本体内の液体を前記キャビティに流入させるための液体流通開口が貫通形成されている請求項２０乃至２４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２６】
前記液体検出装置は、前記振動キャビティ形成基部に積層された流路形成基部をさらに有し、前記流路形成基部には、前記キャビティに液体を供給する液体供給溝と、前記キャビティから液体を排出する液体排出溝とが形成されている請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２７】
前記液体供給溝及び前記液体排出溝は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている請求項２６記載の液体容器。
【請求項２８】
前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、
前記振動板、前記キャビティ板、及び前記流路形成基部が、同一材質から成り、一体的に焼結されている請求項２６又は２７に記載の液体容器。
【請求項２９】
振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である請求項２０乃至２８のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項３０】
前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである請求項２０乃至２９のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項３１】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、
前記容器本体は、前記液体検出装置の前記キャビティに連通する第１開口及び第２開口を有し、
前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されており、前記第１開口から流出した液体が前記キャビティに流入し、前記第２開口を介して前記キャビティから前記容器本体の内部に液体が流れるように構成されている、液体容器。
【請求項３２】
前記液体検出装置は、さらに、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されている出入口形成基板を有し、前記第１開口が前記液体供給口に連通し、前記第２開口が前記液体排出口に連通している請求項３１記載の液体容器。
【請求項３３】
前記容器本体の内部は、互いに分離された第１貯留室と第２貯留室とに区画されており、前記第１開口は前記第１貯留室に連通し、前記第２開口は前記第２貯留室に連通し、前記第１貯留室内の液体は、前記第１開口、前記キャビティ、及び前記第２開口を介して前記第２貯留室に供給される請求項３１又は３２に記載の液体容器。
【請求項３４】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、
前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、
前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されている、液体検出装置。
【請求項３５】
前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である請求項３４記載の液体検出装置。
【請求項３６】
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成された出入口形成板をさらに有する請求項３４又は３５に記載の液体検出装置。
【請求項３７】
前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている請求項３６記載の液体検出装置。
【請求項３８】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えた液体検出装置。
【請求項３９】
前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である請求項３８記載の液体検出装置。
【請求項４０】
前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている請求項３６乃至３９のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４１】
前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有する請求項３４乃至４０のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４２】
前記圧電層は、その全体が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている請求項３４乃至４１のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４３】
前記キャビティの長手方向における前記圧電層の寸法は前記キャビティの前記長手方向寸法よりも大きく、前記圧電層は、前記キャビティの長手方向において前記キャビティをその全長にわたって覆うように形成されている請求項３４乃至４１のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４４】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器であって、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、
前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、
前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されている、液体容器。
【請求項４５】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器であって、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えている、液体容器。
【請求項４６】
互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されていることを特徴とする液体検出装置。
【請求項４７】
上記キャビティを形成する空間は実質的に円筒形である請求項４６記載の液体検出装置。
【請求項４８】
上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている請求項４６または４７記載の液体検出装置。
【請求項４９】
上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた請求項４６乃至４８のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項５０】
上記供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている請求項４９記載の液体検出装置。
【請求項５１】
上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである請求項４９または５０記載の液体検出装置。
【請求項５２】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に装着された液体検出装置とを備え、
上記液体検出装置は、
互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成され、
上記容器本体の内部の液体が、上記液体検出装置の上記液体供給路を介して上記キャビティに供給され、上記液体排出路を介して上記キャビティから排出されるように構成されたことを特徴とする液体容器。
【請求項５３】
上記液体検出装置のキャビティを形成する空間は実質的に円筒形である請求項５２記載の液体容器。
【請求項５４】
上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている請求項５２または５３に記載の液体容器。
【請求項５５】
上記液体検出装置に、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた請求項５２乃至５４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項５６】
上記液体検出装置の供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている請求項５５記載の液体容器。
【請求項５７】
上記液体検出装置の上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである請求項５５または５６記載の液体容器。
【請求項５８】
上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口に連通する液体送出空間に連通している請求項５５乃至５７のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項５９】
容器本体と、
前記容器本体の内部と流体連通する液体送出口と、
圧電素子と、
前記圧電素子が少なくとも部分的に配置された振動部と、
前記振動部に面するキャビティと、
前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第１流路と、
前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第２流路と、を備えた液体容器。
【請求項６０】
前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された板部材であって、一端側が封止された孔を含む、板部材をさらに有し、前記孔の封止端は前記振動部として機能し、前記孔の内部は前記キャビティとして機能する、請求項５９記載の液体容器。
【請求項６１】
平面を含む第１板部材であって、前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された第１板部材と、
貫通孔を含み、前記第１板部材の前記平面に取り付けられた第２板部材であって、前記第１板部材と前記容器本体の壁との間に配置された第２板部材と、をさらに有し、
前記第１板部材の一部は前記振動部として機能し、前記平面に垂直な方向から見て、前記第１板部材の前記一部は、前記第２板部材の前記貫通孔の位置に対応しており、
前記第１板部材の前記一部によって一端が封止された前記貫通孔の内部は、前記キャビティとして機能する、請求項５９記載の液体容器。
【請求項６２】
平面を含む板部材をさらに有し、
前記容器本体の壁は、凹部及び前記凹部の周囲の外面を含み、
前記板部材の前記平面は、前記容器本体の壁の前記凹部の周囲の外面に取り付けられており、
前記板部材の一部は、前記平面に垂直な方向から見て前記容器本体の壁の前記凹部の位置に対応すると共に、前記振動部として機能する、請求項５９記載の液体容器。
【請求項６３】
第１貫通孔及び第２貫通孔を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６４】
第１溝及び第２溝を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１溝によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２溝によって画成されている、請求項５９乃至６１のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６５】
前記容器本体の壁は、第１貫通孔及び第２貫通孔を含み、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている、請求項５９乃至６１のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６６】
前記容器本体の壁に形成された第１流通路と、
前記容器本体の壁に形成された第２流通路と、をさらに有し、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１流通路によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２流通路によって画成されている、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６７】
前記第１流路は、
第１最大断面領域を含む第１流通路と、
前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、
前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６８】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている、請求項６７記載の液体容器。
【請求項６９】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている、請求項６７記載の液体容器。
【請求項７０】
前記第２流路は、
第１最大断面領域を含む第１流通路と、
前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、
前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７１】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている、請求項７０記載の液体容器。
【請求項７２】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている、請求項７０記載の液体容器。
【請求項７３】
前記容器本体は、上流室と下流室とに区画されており、
前記上流室は、前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路を介して前記下流室と流体連通している、請求項５９乃至７２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７４】
前記上流室、前記第１流路、前記キャビティ、前記第２流路、及び前記下流室は、この順序で連続して接続されている、請求項７３記載の液体容器。
【請求項７５】
前記上流室は、第３流路を介して前記下流室と流体連通している、請求項７３記載の液体容器。
【請求項７６】
前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路は、バイパス流路を形成し、且つ、前記第３流路及び前記バイパス流路は、並列に、前記下流室及び前記上流室に接続されている、請求項７５記載の液体容器。
【請求項７７】
前記液体送出口は、前記第１及び第２流路とは異なる第３流路と流体連通している、請求項５９乃至請求項７２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７８】
前記上流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する、請求項７３乃至７６のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７９】
前記下流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する、請求項７３乃至７６及び７８のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項８０】
前記上流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している、請求項７３乃至７６、７８及び７９のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項８１】
前記下流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している、請求項７３乃至７６、７８、７９及び８０のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備えた液体検出装置。
【請求項２】
前記液体供給路の入口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている請求項１記載の液体検出装置。
【請求項３】
前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域に合わせて形成されている請求項１又は２に記載の液体検出装置。
【請求項４】
前記液体排出路の出口は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている請求項１又は２に記載の液体検出装置。
【請求項５】
前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、
前記流路形成基部は、前記液体供給路の主要部及び前記液体排出路の主要部が形成された流路板と、前記液体供給路の入口及び前記液体排出路の出口が形成され、前記流路板に積層された出入口板と、を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項６】
前記振動板、前記キャビティ板、前記流路板、及び前記出入口板が、同一材質から成り、一体的に焼結されている請求項５記載の液体検出装置。
【請求項７】
振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項８】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成されている流路形成基部と、を備え、
前記容器本体の内部の液体が、前記液体検出装置の前記液体供給路を介して前記キャビティに供給され、前記液体排出路を介して前記キャビティから排出されるように構成された液体容器。
【請求項９】
前記液体検出装置の前記液体供給路の入口から流入して前記液体排出路の出口から排出された液体が前記容器本体の前記液体送出口に送られるように構成されている請求項８記載の液体容器。
【請求項１０】
前記容器本体の前記液体送出口に送られる液体の全量が事前に前記液体検出装置の前記液体供給路及び前記液体排出路を通過するように構成されている請求項９記載の液体容器。
【請求項１１】
前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、
前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、
前記液体検出装置の前記液体供給路の入口は前記第１室に連通し、前記液体排出路の出口は前記第２室に連通し、前記液体供給路及び前記液体排出路が前記第１室と前記第２室とを連絡する連絡流路を形成している請求項９又は１０に記載の液体容器。
【請求項１２】
前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、
前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している請求項１１記載の液体容器。
【請求項１３】
前記液体排出路の出口は、前記副貯留室の上端側に連通している請求項１２記載の液体容器。
【請求項１４】
密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に前記液体供給路の入口に連通する補助流路出口を形成し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１５】
前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、
前記容器本体の容器壁には、前記液体供給路の入口に連通する入口側開口と、前記液体排出路の出口に連通する出口側開口とが貫通形成されている請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１６】
前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部をさらに有する、請求項８及び１１乃至１４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１７】
前記液体供給路は、液体供給溝によって形成されており、
前記液体排出路は、液体排出溝によって形成されており、
前記容器本体の容器壁には、前記液体供給溝、前記キャビティ、及び前記液体排出溝に連通する単一の液体流通開口が形成されており、
前記液流規制部は、液体の流れ方向において前記液体供給溝と前記液体排出溝との間に配置されている、請求項１６記載の液体容器。
【請求項１８】
前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されている、請求項８乃至１７のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項１９】
前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである請求項８乃至１８のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２０】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を有する液体検出装置と、
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体であって、内部に貯留した液体が前記キャビティに流入するようにして前記液体検出装置が装着された容器本体と、
前記キャビティに向かって突出するようにして前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液体が消費される際に前記容器本体内の液体の流れを規制して前記キャビティに向かう液体の流れを生じさせる液流規制部と、を備えた液体容器。
【請求項２１】
前記容器本体の内部は、互いに分離された第１室と第２室とに区画されており、
前記第２室は、液体消費時の液体の流れ方向において前記第１室よりも前記液体送出口に近い側に位置しており、
前記液流規制部は前記第１室と前記第２室との境界に配置されている請求項２０記載の液体容器。
【請求項２２】
前記第１室は、前記容器本体の内部空間全体のうちの主要な部分を構成する主貯留室を形成し、
前記第２室は、前記主貯留室よりも小さな容積を有する副貯留室を形成している請求項２１記載の液体容器。
【請求項２３】
前記液流規制部は、前記副貯留室の上端側に配置されている請求項２２記載の液体容器。
【請求項２４】
密閉された補助流路を前記第１室の内部に形成し、前記補助流路の上端側に補助流路出口を形成すると共に前記補助流路出口の近傍に前記液流規制部を配置し、前記補助流路の下端側に前記第１室に連通する補助流路入口を形成し、前記補助流路入口は前記第１室の内部の下端側に位置している請求項２１乃至２３のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２５】
前記液体検出装置は前記容器本体の外側に装着されており、
前記液体検出装置の前記キャビティに対向する部分の前記容器本体の容器壁には、前記容器本体内の液体を前記キャビティに流入させるための液体流通開口が貫通形成されている請求項２０乃至２４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２６】
前記液体検出装置は、前記振動キャビティ形成基部に積層された流路形成基部をさらに有し、前記流路形成基部には、前記キャビティに液体を供給する液体供給溝と、前記キャビティから液体を排出する液体排出溝とが形成されている請求項２０乃至２５のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項２７】
前記液体供給溝及び前記液体排出溝は、前記キャビティに対応する領域を外して配置されている請求項２６記載の液体容器。
【請求項２８】
前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有し、
前記振動板、前記キャビティ板、及び前記流路形成基部が、同一材質から成り、一体的に焼結されている請求項２６又は２７に記載の液体容器。
【請求項２９】
振動領域を形成する前記キャビティの底面は実質的に円形である請求項２０乃至２８のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項３０】
前記液体容器は、液体噴射装置に着脱自在に装着される液体カートリッジである請求項２０乃至２９のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項３１】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備え、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、
前記容器本体は、前記液体検出装置の前記キャビティに連通する第１開口及び第２開口を有し、
前記液体検出装置は、前記キャビティが前記圧電素子よりも垂直方向の下方に位置するようにして前記容器本体に装着されており、前記第１開口から流出した液体が前記キャビティに流入し、前記第２開口を介して前記キャビティから前記容器本体の内部に液体が流れるように構成されている、液体容器。
【請求項３２】
前記液体検出装置は、さらに、前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された流路形成基部であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されている出入口形成基板を有し、前記第１開口が前記液体供給口に連通し、前記第２開口が前記液体排出口に連通している請求項３１記載の液体容器。
【請求項３３】
前記容器本体の内部は、互いに分離された第１貯留室と第２貯留室とに区画されており、前記第１開口は前記第１貯留室に連通し、前記第２開口は前記第２貯留室に連通し、前記第１貯留室内の液体は、前記第１開口、前記キャビティ、及び前記第２開口を介して前記第２貯留室に供給される請求項３１又は３２に記載の液体容器。
【請求項３４】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、
前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、
前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されている、液体検出装置。
【請求項３５】
前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である請求項３４記載の液体検出装置。
【請求項３６】
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成された出入口形成板をさらに有する請求項３４又は３５に記載の液体検出装置。
【請求項３７】
前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている請求項３６記載の液体検出装置。
【請求項３８】
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えた液体検出装置。
【請求項３９】
前記キャビティは、互いに直交する第１対称軸及び第２対称軸を有し、前記幅方向寸法は前記第１対称軸に沿った寸法であり、前記長手方向寸法は前記第２対称軸に沿った寸法である請求項３８記載の液体検出装置。
【請求項４０】
前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている請求項３６乃至３９のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４１】
前記振動キャビティ形成基部は、前記キャビティを形成する貫通孔が形成されたキャビティ板と、前記キャビティ板に積層された振動板と、を有する請求項３４乃至４０のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４２】
前記圧電層は、その全体が前記キャビティに対応する領域の内側に形成されている請求項３４乃至４１のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４３】
前記キャビティの長手方向における前記圧電層の寸法は前記キャビティの前記長手方向寸法よりも大きく、前記圧電層は、前記キャビティの長手方向において前記キャビティをその全長にわたって覆うように形成されている請求項３４乃至４１のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項４４】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器であって、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、を備え、
前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有し、
前記第１電極は、前記キャビティに対応する領域の略全体を覆うようにして形成されており、
前記第２電極は、前記キャビティの４つの隅部に対応する部分を切り欠くようにして略十字状に形成されている、液体容器。
【請求項４５】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体に装着された液体検出装置と、を備えた液体容器であって、
前記液体検出装置は、
互いに対向する第１面及び第２面を有する振動キャビティ形成基部であって、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが前記第１面側に開口するようにして形成され、前記キャビティの底面が振動可能に形成されており、前記キャビティの平面形状は、長手方向寸法及び前記長手方向寸法よりも短い幅方向寸法を有する、振動キャビティ形成基部と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第２面側に形成された第１電極、前記第１電極に積層された圧電層、及び前記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
前記振動キャビティ形成基部の前記第１面側に積層された出入口形成板であって、前記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給口と、前記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出口とが形成されており、前記液体供給口及び前記液体排出口が前記キャビティの長手方向の両端部に対応する位置に配置されている出入口形成板と、を備えている、液体容器。
【請求項４６】
互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成されていることを特徴とする液体検出装置。
【請求項４７】
上記キャビティを形成する空間は実質的に円筒形である請求項４６記載の液体検出装置。
【請求項４８】
上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている請求項４６または４７記載の液体検出装置。
【請求項４９】
上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた請求項４６乃至４８のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項５０】
上記供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている請求項４９記載の液体検出装置。
【請求項５１】
上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである請求項４９または５０記載の液体検出装置。
【請求項５２】
内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口を有する容器本体と、
上記容器本体に装着された液体検出装置とを備え、
上記液体検出装置は、
互いに対向する第１面および第２面を有し、検出対象の媒体を受け入れるためのキャビティが、上記第１面側に開口するようにして形成され、上記キャビティの底面が振動可能に形成されている振動キャビティ形成基部と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第２面側に形成された第１電極、上記第１電極に積層された圧電層、および上記圧電層に積層された第２電極を有する圧電素子と、
上記振動キャビティ形成基部の上記第１面側に積層され、上記キャビティに検出対象の液体を供給する液体供給路と、上記キャビティから検出対象の液体を排出する液体排出路とが形成された流路形成基部とを備え、
上記キャビティ，液体供給路および液体排出路を含んで形成される空間が、液体供給路と液体排出路に挟まれた領域に存在するキャビティの中心に対して対称に形成され、
上記容器本体の内部の液体が、上記液体検出装置の上記液体供給路を介して上記キャビティに供給され、上記液体排出路を介して上記キャビティから排出されるように構成されたことを特徴とする液体容器。
【請求項５３】
上記液体検出装置のキャビティを形成する空間は実質的に円筒形である請求項５２記載の液体容器。
【請求項５４】
上記液体供給路および液体排出路は、それぞれキャビティに対して流路面積が絞られるとともに、内部に液体の流体的質量が存在するよう長さが設定されている請求項５２または５３に記載の液体容器。
【請求項５５】
上記液体検出装置に、上記液体供給路に連通する供給側バッファ室と、上記液体排出路に連通する排出側バッファ室とを備えた請求項５２乃至５４のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項５６】
上記液体検出装置の供給側バッファ室と排出側バッファ室は、上記キャビティの中心に対して対称に形成されている請求項５５記載の液体容器。
【請求項５７】
上記液体検出装置の上記供給側バッファ室および排出側バッファ室は、それぞれキャビティの容量の少なくとも１０倍以上の容量を有するものである請求項５５または５６記載の液体容器。
【請求項５８】
上記供給側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうちの主要な部分を構成して液体を貯留する液体貯留室に連通し、上記排出側バッファ室は、上記容器本体の内部空間のうち内部に貯留した液体を外部に送出する液体送出口に連通する液体送出空間に連通している請求項５５乃至５７のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項５９】
容器本体と、
前記容器本体の内部と流体連通する液体送出口と、
圧電素子と、
前記圧電素子が少なくとも部分的に配置された振動部と、
前記振動部に面するキャビティと、
前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第１流路と、
前記容器本体の内部と前記キャビティとを流体連通させる第２流路と、を備えた液体容器。
【請求項６０】
前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された板部材であって、一端側が封止された孔を含む、板部材をさらに有し、前記孔の封止端は前記振動部として機能し、前記孔の内部は前記キャビティとして機能する、請求項５９記載の液体容器。
【請求項６１】
平面を含む第１板部材であって、前記圧電素子と前記容器本体の壁との間に配置された第１板部材と、
貫通孔を含み、前記第１板部材の前記平面に取り付けられた第２板部材であって、前記第１板部材と前記容器本体の壁との間に配置された第２板部材と、をさらに有し、
前記第１板部材の一部は前記振動部として機能し、前記平面に垂直な方向から見て、前記第１板部材の前記一部は、前記第２板部材の前記貫通孔の位置に対応しており、
前記第１板部材の前記一部によって一端が封止された前記貫通孔の内部は、前記キャビティとして機能する、請求項５９記載の液体容器。
【請求項６２】
平面を含む板部材をさらに有し、
前記容器本体の壁は、凹部及び前記凹部の周囲の外面を含み、
前記板部材の前記平面は、前記容器本体の壁の前記凹部の周囲の外面に取り付けられており、
前記板部材の一部は、前記平面に垂直な方向から見て前記容器本体の壁の前記凹部の位置に対応すると共に、前記振動部として機能する、請求項５９記載の液体容器。
【請求項６３】
第１貫通孔及び第２貫通孔を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６４】
第１溝及び第２溝を含む板部材であって、前記キャビティと前記容器本体の壁との間に配置された板部材をさらに有し、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１溝によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２溝によって画成されている、請求項５９乃至６１のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６５】
前記容器本体の壁は、第１貫通孔及び第２貫通孔を含み、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１貫通孔によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２貫通孔によって画成されている、請求項５９乃至６１のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６６】
前記容器本体の壁に形成された第１流通路と、
前記容器本体の壁に形成された第２流通路と、をさらに有し、
前記第１流路は、少なくとも部分的に前記第１流通路によって画成されており、
前記第２流路は、少なくとも部分的に前記第２流通路によって画成されている、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６７】
前記第１流路は、
第１最大断面領域を含む第１流通路と、
前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、
前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項６８】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている、請求項６７記載の液体容器。
【請求項６９】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている、請求項６７記載の液体容器。
【請求項７０】
前記第２流路は、
第１最大断面領域を含む第１流通路と、
前記第１最大断面領域よりも大きな第２最大断面領域を含む第２流通路であって、前記第１流通路に接続された第２流通路と、
前記第２最大断面領域よりも小さな第３最大断面領域を含む第３流通路であって、前記第１流通路と前記第３流通路とが前記第２流通路を介して互いに流体連通するように前記第２流通路に接続された、第３流通路と、を有する、請求項５９乃至６２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７１】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁の中に形成されている、請求項７０記載の液体容器。
【請求項７２】
前記第１流通路、前記第２流通路、及び前記第３流通路の少なくとも一つは、前記容器本体の壁に取り付けられた別個の部材に形成されている、請求項７０記載の液体容器。
【請求項７３】
前記容器本体は、上流室と下流室とに区画されており、
前記上流室は、前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路を介して前記下流室と流体連通している、請求項５９乃至７２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７４】
前記上流室、前記第１流路、前記キャビティ、前記第２流路、及び前記下流室は、この順序で連続して接続されている、請求項７３記載の液体容器。
【請求項７５】
前記上流室は、第３流路を介して前記下流室と流体連通している、請求項７３記載の液体容器。
【請求項７６】
前記第１流路、前記キャビティ、及び前記第２流路は、バイパス流路を形成し、且つ、前記第３流路及び前記バイパス流路は、並列に、前記下流室及び前記上流室に接続されている、請求項７５記載の液体容器。
【請求項７７】
前記液体送出口は、前記第１及び第２流路とは異なる第３流路と流体連通している、請求項５９乃至請求項７２のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７８】
前記上流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する、請求項７３乃至７６のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項７９】
前記下流室は、前記キャビティよりも大きな容積を有する、請求項７３乃至７６及び７８のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項８０】
前記上流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している、請求項７３乃至７６、７８及び７９のいずれか一項に記載の液体容器。
【請求項８１】
前記下流室は、少なくとも部分的に前記キャビティに面している、請求項７３乃至７６、７８、７９及び８０のいずれか一項に記載の液体容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【公開番号】特開２００６−１９４８５４（Ｐ２００６−１９４８５４Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２１１５８（Ｐ２００５−１２１１５８）
【出願日】平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]