專(zhuān)利名稱(chēng)：具有液體檢測(cè)功能的容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有液體檢測(cè)功能(主要是剩余墨水檢測(cè)功能)的容器，其適用于諸如噴墨打印機(jī)之類(lèi)的液體噴射裝置。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)液體噴射裝置的代表示例，已知一種包括用于打印圖像的噴墨打印頭的噴墨打印機(jī)。其他液體噴射裝置的示例可以包括包括用于制造液晶顯示器等的色彩過(guò)濾器的顏料噴射頭的裝置，包括用于形成有機(jī)EL顯示器、場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)等的電極的電極材料(導(dǎo)電糊)噴射頭的裝置，包括用于制造生物芯片的活性有機(jī)材料噴射頭的裝置，以及包括作為精確移液管的樣品噴射頭的裝置。
在作為液體噴射裝置代表示例的噴墨打印機(jī)中，托架包括噴墨打印頭，所述噴墨打印頭具有用于對(duì)壓力產(chǎn)生腔施壓的施壓?jiǎn)卧蛯⑹軌旱哪鳛槟螄娚涞膰娮炜凇娔蛴C(jī)具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中墨水容器中的墨水通過(guò)流動(dòng)通路被連續(xù)供應(yīng)到打印頭，因此連續(xù)進(jìn)行打印工作。墨水容器被構(gòu)造為可拆卸的盒，例如在墨水用完時(shí)用戶(hù)可以更換該盒。
傳統(tǒng)上，作為墨盒的墨水消耗的管理方法，已知這樣一種方法，其中從打印頭噴射的墨滴數(shù)或通過(guò)維護(hù)所吸收的墨水量在軟件中累計(jì)以計(jì)算墨水消耗量，并已知這樣一種方法，其通過(guò)安裝用于檢測(cè)墨盒中液面的電極來(lái)管理實(shí)際消耗了預(yù)定墨水量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)。
但是，在軟件中累計(jì)噴射墨滴的次數(shù)或墨水量來(lái)計(jì)算墨水消耗量的管理方法存在如下問(wèn)題。一些頭在噴射的墨滴中表現(xiàn)出重量變化。墨滴的重量變化對(duì)于顯示質(zhì)量沒(méi)有影響。但是考慮由于該偏差造成的墨水消耗量的誤差被累積的情況，墨盒用墨水以及余量墨水一起填充。所以，根據(jù)各個(gè)墨盒的不同，殘留了與余量墨水同樣多的墨水。
另一方面，在用電極管理墨水被消耗完的時(shí)間點(diǎn)的方法中，可以檢測(cè)到墨水的實(shí)際量，使得可以以高可靠性管理墨水的殘余量。但是，因?yàn)槟好娴臋z測(cè)依賴(lài)于墨水的導(dǎo)電性，所以存在這樣的缺陷，即所檢測(cè)的墨水種類(lèi)是有限的，并且電極的密封結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。此外，具有優(yōu)異導(dǎo)電性和耐腐蝕性的貴金屬常被用作電極材料。因此，墨盒的制造成本升高。此外，因?yàn)樾枰惭b兩個(gè)電極，所以增加了制造工藝的數(shù)量，由此制造成本升高。
所以，開(kāi)發(fā)來(lái)解決上述問(wèn)題的設(shè)備在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中作為壓電設(shè)備(下面稱(chēng)為傳感器單元)被公開(kāi)。當(dāng)在面對(duì)振動(dòng)板(壓電元件堆疊在其上)的腔內(nèi)存在和不存在墨水時(shí)，通過(guò)使用由強(qiáng)迫振動(dòng)后振動(dòng)板的殘余振動(dòng)(自由振動(dòng))所產(chǎn)生的殘余振動(dòng)信號(hào)的共振頻率的變化，傳感器單元監(jiān)測(cè)墨盒中的墨水的殘余量。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1JP-A-2001-146030在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的技術(shù)中，因?yàn)樵试S傳感器單元的腔直接面對(duì)盒的墨水存儲(chǔ)腔，所以傳感器單元可能受到混入墨水中的氣泡或諸如墨水波動(dòng)之類(lèi)的噪聲的影響，從而降低檢測(cè)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述情況而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供一種具有液體檢測(cè)功能的容器，其可以幾乎不受墨水的波動(dòng)或墨水中的氣泡的影響以提高檢測(cè)精度。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其提供了一種能夠可靠判斷液體是否存在的液體傳感器和包括該液體傳感器的液體容器。通過(guò)簡(jiǎn)化振動(dòng)模式以提高檢測(cè)靈敏度并進(jìn)一步減小接收自液體的振動(dòng)的影響，來(lái)判斷液體的存在。
(1)在一個(gè)說(shuō)明性而非限制性的實(shí)施例中，一種容器包括容器主體，其具有用于將存儲(chǔ)在其中的液體輸送出去的輸送通道；布置在所述輸送通道的端部附近的緩沖器室；和布置成面對(duì)所述緩沖器室的傳感器單元。在此，所述傳感器單元具有傳感器芯片，并且所述傳感器芯片包括與所述緩沖器室連通的傳感器腔；振動(dòng)板，其封閉所述傳感器腔的同與所述緩沖器室連通一側(cè)相對(duì)的開(kāi)口側(cè)；和壓電元件，其布置在所述振動(dòng)板的與面對(duì)所述傳感器腔的表面相對(duì)的表面上，通過(guò)所述振動(dòng)板向所述傳感器腔和所述緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，接收從所述緩沖器室返回的反射波，并將所述反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。優(yōu)選地，定義為所述緩沖器室容量變化的容易程度的所述緩沖器室的柔量值被設(shè)定為所述傳感器腔的柔量值的至少十倍。
(2)根據(jù)(1)的容器，其中所述緩沖器室的與所述振動(dòng)板相對(duì)的壁表面被開(kāi)口，所述開(kāi)口用具有柔性的密封膜封閉，所述緩沖器室的柔量值由所述密封膜的彈性給出，并且所述傳感器腔的柔量值由所述振動(dòng)板的彈性給出。
(3)根據(jù)(2)的容器，其中所述緩沖器室包括兩個(gè)緩沖器室，即其間具有分隔壁的彼此相鄰的上游緩沖器室和下游緩沖器室，所述上游緩沖器室的上游部分與所述輸送通道的上游側(cè)連通，且所述上游緩沖器室的下游部分通過(guò)上游連通通道與所述傳感器腔連通，所述下游緩沖器室的上游部分通過(guò)下游連通通道與所述傳感器腔連通，且所述下游緩沖器室的下游部分與所述輸送通道的下游側(cè)連通，并且液體從所述輸送通道的所述上游側(cè)流入所述上游緩沖器室，通過(guò)所述上游連通通道進(jìn)入所述傳感器腔，從所述傳感器腔穿過(guò)所述下游連通通道和所述下游緩沖器室，并隨后排出到所述輸送通道的所述下游側(cè)。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室設(shè)置在用于送出液體的輸送通道的端部附近，傳感器單元布置成面對(duì)緩沖器室，傳感器單元的傳感器芯片向緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，并且傳感器單元基于從緩沖器室返回到傳感器腔的反射波來(lái)檢測(cè)緩沖器室或傳感器腔內(nèi)的液體，所以可以在幾乎不受液體波動(dòng)或液體中氣泡影響的條件下檢測(cè)殘留液體量。
具體而言，因?yàn)榫彌_器室的柔量值被設(shè)定成傳感器腔柔量值的至少10倍，所以幾乎不吸收由傳感器芯片產(chǎn)生的振動(dòng)，于是可以提高壓電元件的反電動(dòng)勢(shì)電壓，由此進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室的與振動(dòng)板相對(duì)的壁表面被開(kāi)口并且所述開(kāi)口用具有柔性的密封膜封閉，所以可以簡(jiǎn)單地提高緩沖器室的柔量值。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)閭鞲衅髑粯?gòu)成液體流過(guò)的流動(dòng)通路的一部分，所以可以盡可能防止由于墨水或氣泡留滯在傳感器腔中而導(dǎo)致的錯(cuò)誤檢測(cè)。
(4)一個(gè)說(shuō)明性而非限制性的實(shí)施例的容器包括容器主體，其具有用于將存儲(chǔ)在其中的液體輸送出去的輸送通道；布置在所述輸送通道的端部附近的緩沖器室；和布置成面對(duì)所述緩沖器室的傳感器單元，其中設(shè)置在所述傳感器單元中的傳感器芯片包括與所述緩沖器室連通的傳感器腔；振動(dòng)板，其封閉所述傳感器腔的同與所述緩沖器室連通一側(cè)相對(duì)的開(kāi)口側(cè)；和壓電元件，其布置在所述振動(dòng)板的與面對(duì)所述傳感器腔的表面相對(duì)的表面上，通過(guò)所述振動(dòng)板向所述傳感器腔和所述緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，接收從所述緩沖器室返回的反射波，并將所述反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
所述緩沖器室的尺寸被設(shè)定為這樣的尺寸，以避免從所述傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)板與從所述緩沖器室返回的所述反射波的抵消。
(5)根據(jù)(4)的容器，其中所述緩沖器室的面對(duì)所述振動(dòng)板的壁表面是開(kāi)口端，并且其中當(dāng)從所述傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)波的波長(zhǎng)為λ時(shí)，在從所述振動(dòng)板到所述緩沖器室的所述開(kāi)口端的振動(dòng)傳播空間之中最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域在振動(dòng)傳播方向上的尺寸H被設(shè)定為滿足以下表達(dá)式(1)和(2)中任一個(gè)(1)(n×λ/2-λ/8)≤H≤(n×λ/2+λ/8)其中n＝1，2，3，...
(2)0＜H≤λ/8。
(6)根據(jù)(4)的容器，其中所述緩沖器室的面對(duì)所述振動(dòng)板的壁表面是封閉端，并且其中當(dāng)從所述傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)波的波長(zhǎng)為λ時(shí)，在從所述振動(dòng)板到所述緩沖器室的所述封閉端的振動(dòng)傳播空間之中最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域在振動(dòng)傳播方向上的尺寸H被設(shè)定為滿足以下表達(dá)式(n×λ/2-λ/4-λ/8)≤H≤(n×λ/2-λ/4+λ/8)其中n＝1，2，3，...。
(7)根據(jù)(5)或(6)的容器，其中所述緩沖器室包括其間具有分隔壁的彼此相鄰的上游緩沖器室和下游緩沖器室，其中所述上游緩沖器室的上游部分與所述輸送通道的上游側(cè)連通，且所述上游緩沖器室的下游部分通過(guò)上游連通通道與所述傳感器腔連通，其中所述下游緩沖器室的上游部分通過(guò)下游連通通道與所述傳感器腔連通，且所述下游緩沖器室的下游部分與所述輸送通道的下游側(cè)連通，并且其中從所述輸送通道的所述上游側(cè)流動(dòng)的液體從所述上游緩沖器室通過(guò)所述上游連通通道被供應(yīng)到所述傳感器腔，并從所述傳感器腔通過(guò)所述下游連通通道和所述下游緩沖器室被排出到所述輸送通道的所述下游側(cè)。
(8)根據(jù)(7)的容器，其中所述傳感器單元液密配合安裝到的傳感器接納壁布置在所述傳感器單元與所述上游緩沖器室和下游緩沖器室之間，其中所述傳感器單元具有金屬的傳感器基座和樹(shù)脂的單元基座，所述傳感器芯片安裝并固定在所述傳感器基座上，所述傳感器基座安裝并固定在所述單元基座上，并且當(dāng)所述傳感器單元除了所述傳感器芯片之外也安裝在所述傳感器接納壁上時(shí)所述單元基座與所述傳感器接納壁液密接觸，其中所述上游連通通道和下游連通通道形成在所述傳感器基座、所述單元基座和所述傳感器接納壁中，其中所述上游連通通道和下游連通通道是具有比所述上游緩沖器室和下游緩沖器室更小的流動(dòng)通路截面的窄流動(dòng)通路，并且其中除作為窄流動(dòng)通路的所述上游連通通道和下游連通通道之外的所述上游緩沖器室和下游緩沖器室是最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室設(shè)置在用于送出液體的輸送通道的端部附近，傳感器單元布置成面對(duì)緩沖器室，傳感器單元的傳感器芯片向緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，并且傳感器單元基于從緩沖器室返回到傳感器腔的反射波來(lái)檢測(cè)緩沖器室或傳感器腔內(nèi)的液體的存在，所以可以在不受液體波動(dòng)或液體中氣泡影響的情況下檢測(cè)殘留液體量。
具體而言，因?yàn)榫彌_器室的尺寸被設(shè)定為這樣的尺寸，以避免從傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)板與從緩沖器室返回的反射波的抵消，所以可以在難以吸收反射波的條件下由振動(dòng)板接收反射波。結(jié)果，可以提高壓電元件的反電動(dòng)勢(shì)電壓，由此進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)。
在此，例如當(dāng)緩沖器室的面對(duì)所述振動(dòng)板的壁表面是開(kāi)口端(當(dāng)壁表面被開(kāi)口并用柔性膜覆蓋)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)定所包括尺寸來(lái)減小振動(dòng)吸收，由此提高靈敏度。
此外，當(dāng)緩沖器室的面對(duì)所述振動(dòng)板的壁表面是封閉端(當(dāng)壁表面用剛性壁封閉)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)定所包括尺寸來(lái)減小振動(dòng)吸收，由此提高靈敏度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)閭鞲衅髑粯?gòu)成液體流過(guò)的流動(dòng)通路的一部分，所以可以盡可能防止由于墨水或氣泡留滯在傳感器腔中而導(dǎo)致的錯(cuò)誤檢測(cè)。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)閭鞲衅餍酒贾迷谟山饘僦瞥傻膫鞲衅骰希瑐鞲衅骰贾迷谟蓸?shù)脂制成的單元基座上，單元基座布置在傳感器接納壁上，并且傳感器腔與緩沖器室彼此通過(guò)分別形成于傳感器基座、單元基座和傳感器接納壁中的連通通道連通，所以可以不受墨水波動(dòng)或墨水中氣泡的影響而精確地檢測(cè)殘留墨水量。此外，因?yàn)橛山饘僦瞥傻膫鞲衅骰糜谟蓸?shù)脂制成的單元基座和傳感器芯片之間，所以可以提高聲學(xué)特性。另外，因?yàn)檫B通通道是窄流動(dòng)通路，所以?xún)H僅通過(guò)將緩沖器室的尺寸設(shè)定為聲學(xué)特性中的最優(yōu)條件，就可以在小吸收的條件下由振動(dòng)板接收反射波。所以，可以保持高靈敏度。
(9)一個(gè)說(shuō)明性而非限制性的實(shí)施例的容器包括容器主體，其具有用于將存儲(chǔ)在其中的液體輸送出去的輸送通道；布置在所述輸送通道的端部附近的緩沖器室；和布置成面對(duì)所述緩沖器室的傳感器單元，其中設(shè)置在所述傳感器單元中的傳感器芯片包括與所述緩沖器室連通的傳感器腔；振動(dòng)板，其封閉所述傳感器腔的同與所述緩沖器室連通一側(cè)相對(duì)的開(kāi)口側(cè)；和壓電元件，其布置在所述振動(dòng)板的與面對(duì)所述傳感器腔的表面相對(duì)的表面上，通過(guò)所述振動(dòng)板向所述傳感器腔和所述緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，接收從所述緩沖器室返回的反射波，并將所述反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其中所述緩沖器室包括其間具有分隔壁的彼此相鄰的上游緩沖器室和下游緩沖器室，其中所述上游緩沖器室的上游部分通過(guò)流入開(kāi)口與所述輸送通道的上游側(cè)連通，且所述上游緩沖器室的下游部分通過(guò)上游連通通道與所述傳感器腔連通，其中所述下游緩沖器室的上游部分通過(guò)下游連通通道與所述傳感器腔連通，且所述下游緩沖器室的下游部分通過(guò)流出開(kāi)口與所述輸送通道的下游側(cè)連通，其中從所述輸送通道的所述上游側(cè)流動(dòng)的液體通過(guò)所述流入開(kāi)口而流入所述上游緩沖器室，通過(guò)所述上游連通通道進(jìn)入所述傳感器腔，從所述傳感器腔穿過(guò)所述下游連通通道和所述下游緩沖器室，并通過(guò)所述流出開(kāi)口排出到所述輸送通道的所述下游側(cè)，其中所述流入開(kāi)口與所述上游緩沖器室連通，并且其中垂直于所述上游緩沖器室中的墨水流的流動(dòng)通路截面被設(shè)定為這樣的小截面，使得當(dāng)液體從所述流入開(kāi)口流到所述傳感器腔時(shí)，至少寬度或高度可以通過(guò)所述液體的表面張力來(lái)形成半球形彎月面。
(10)根據(jù)(9)的容器，其中所述上游緩沖器室和下游緩沖器室串聯(lián)布置在水平方向上，其中所述傳感器腔通過(guò)將所述振動(dòng)板定位在其上而向下與所述緩沖器室連通，其中所述振動(dòng)板與所述緩沖器室的下表面相對(duì)，且所述傳感器腔和所述連通通道位于其間，其中所述流入開(kāi)口在從所述傳感器腔觀察偏離視角的隱藏位置處與所述上游緩沖器室的下端連通，并且其中從所述緩沖器室的下表面到上表面的高度被設(shè)定為2mm或更小。
(11)根據(jù)(10)的容器，其中所述流入開(kāi)口的直徑或相對(duì)表面之間的距離被設(shè)定在0.6至0.7mm的范圍中。
(12)根據(jù)(9)至(11)中任一項(xiàng)的容器，其中所述傳感器單元液密配合安裝到的傳感器接納壁布置在所述傳感器單元與所述上游緩沖器室和下游緩沖器室之間，其中所述傳感器單元具有金屬的傳感器基座和樹(shù)脂的單元基座，所述傳感器芯片安裝并固定在所述傳感器基座上，所述傳感器基座安裝并固定在所述單元基座上，且當(dāng)所述傳感器單元除了所述傳感器芯片之外也安裝在所述傳感器接納壁上時(shí)所述單元基座與所述傳感器接納壁液密接觸，其中所述上游連通通道和下游連通通道形成在所述傳感器基座、所述單元基座和所述傳感器接納壁中，并且其中所述上游連通通道和下游連通通道是具有比所述上游緩沖器室和下游緩沖器室更小的流動(dòng)通路截面的窄流動(dòng)通路。
(13)根據(jù)(9)至(12)中任一項(xiàng)的容器，還包括導(dǎo)向壁，其在所述流入開(kāi)口與所述上游緩沖器室到所述上游連通通道的出口之間延伸，用于防止液體殘留在所述上游緩沖器室的角部處，或用于防止殘留在所述角部處的液體從其流出。
(14)根據(jù)(13)的容器，還包括導(dǎo)向壁，其在所述下游緩沖器室從所述下游連通通道的入口與所述流出開(kāi)口之間延伸，并且其在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)于所述上游緩沖器室的所述導(dǎo)向壁。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室設(shè)置在用于送出液體的輸送通道的端部附近，傳感器單元布置成面對(duì)緩沖器室，傳感器單元的傳感器芯片向緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，并且傳感器單元基于從緩沖器室返回到傳感器腔的反射波來(lái)檢測(cè)緩沖器室或傳感器腔內(nèi)的液體，所以可以在幾乎不受液體波動(dòng)或液體中氣泡影響的情況下檢測(cè)殘留液體量。
具體而言，因?yàn)榇怪庇诰彌_器室中墨水流的流動(dòng)通路截面被設(shè)定為這樣的小截面，使得當(dāng)液體從流入開(kāi)口流到傳感器腔時(shí)，可以通過(guò)液體的表面張力在寬度方向和高度方向之一上形成半球形彎月面(空氣和液體之間的彎曲邊界)，所以可以防止氣泡在液體之前被輸送到傳感器腔的現(xiàn)象。就是說(shuō)，因?yàn)殡y以產(chǎn)生墨水和空氣在傳感器芯片之前混和的狀態(tài)，所以由傳感器芯片檢測(cè)到的波形是穩(wěn)定的，并且由此容易檢測(cè)到液體的用盡。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室的高度被設(shè)定為2mm或更小，所以可以更可靠地防止氣泡侵入到傳感器芯片，由此提高檢測(cè)液體用盡的精度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榱魅腴_(kāi)口的直徑或用于將液體引入緩沖器室的相對(duì)表面之間的距離被設(shè)定到0.6至0.7mm的范圍，所以可以更可靠地防止氣泡侵入到傳感器芯片，由此提高檢測(cè)液體用盡的精度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)閭鞲衅餍酒贾迷谟山饘僦瞥傻膫鞲衅骰?，傳感器基座布置在由?shù)脂制成的單元基座上，單元基座布置在傳感器接納壁上，并且傳感器腔與緩沖器室彼此通過(guò)分別形成于傳感器基座、單元基座和傳感器接納壁中的連通通道連通，所以可以不受墨水波動(dòng)或墨水中氣泡的影響而精確地檢測(cè)殘留墨水量。此外，因?yàn)橛山饘僦瞥傻膫鞲衅骰糜谟蓸?shù)脂制成的單元基座和傳感器芯片之間，所以可以提高聲學(xué)特性。另外，因?yàn)檫B通通道是窄流動(dòng)通路，所以?xún)H僅通過(guò)將緩沖器室的尺寸設(shè)定為聲學(xué)特性中的最優(yōu)條件，就可以在小吸收的條件下由振動(dòng)板接收反射波。所以，可以保持高靈敏度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)閷?dǎo)向壁設(shè)置成在流入開(kāi)口與上游緩沖器室到上游連通通道的出口之間延伸，用于防止液體殘留在上游緩沖器室的角部處，或用于防止殘留在所述角部處的液體從其流出，所以可以在檢測(cè)到液體用盡之后殘留液體錯(cuò)誤地流入傳感器腔時(shí)，防止關(guān)于墨水存在的錯(cuò)誤檢測(cè)。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)閷?dǎo)向壁設(shè)置成在下游緩沖器室從下游連通通道的入口與流出開(kāi)口之間延伸，并且其在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)于上游緩沖器室的導(dǎo)向壁，所以可以使上游緩沖器室和下游緩沖器室的振動(dòng)特性均勻，由此抑制特性的變化。
(15)一個(gè)說(shuō)明性而非限制性的實(shí)施例的容器包括容器主體，其具有用于將存儲(chǔ)在其中的液體輸送出去的輸送通道；一對(duì)上游緩沖器室和下游緩沖器室，其串聯(lián)布置在所述輸送通道的端部附近，并在其間具有分隔壁的情況下彼此相鄰；和布置成面對(duì)上游緩沖器室和下游緩沖器室兩者的傳感器單元，其中所述傳感器單元具有傳感器芯片，其中所述傳感器芯片包括傳感器腔，其與上游緩沖器室和下游緩沖器室兩者連通，以形成從所述上游緩沖器室到所述下游緩沖器室的U形通道的一部分；振動(dòng)板，其封閉所述傳感器腔的同與兩個(gè)緩沖器室連通一側(cè)相對(duì)的開(kāi)口側(cè)；和壓電元件，其布置在所述振動(dòng)板的與面對(duì)所述傳感器腔的表面相對(duì)的表面上，通過(guò)所述振動(dòng)板向所述傳感器腔、所述上游緩沖器室和所述下游緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，接收從兩個(gè)緩沖器室返回的反射波，并將所述反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且其中旁路所述傳感器腔的上游側(cè)和下游側(cè)并具有比所述傳感器腔更大的流動(dòng)通路阻力的旁路通道，布置在從所述上游緩沖器室到所述下游緩沖器室的流動(dòng)通路中。
(16)根據(jù)(15)的容器，其中所述上游緩沖器室和下游緩沖器室布置在水平方向上，其中所述傳感器腔通過(guò)將所述振動(dòng)板定位在其上而向下與兩個(gè)緩沖器室連通，并且其中所述振動(dòng)板在所述傳感器腔位于其間的情況下與所述緩沖器室的下表面相對(duì)，并且至少一個(gè)旁路通道形成在兩個(gè)緩沖器室的下端。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室設(shè)置在用于送出液體的輸送通道的端部附近，傳感器單元布置成面對(duì)緩沖器室，傳感器單元的傳感器芯片向緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，并且傳感器單元基于從緩沖器室返回到傳感器腔的反射波來(lái)檢測(cè)緩沖器室或傳感器腔內(nèi)的液體，所以可以在幾乎不受液體波動(dòng)或液體中氣泡影響的情況下檢測(cè)殘留液體量。
因?yàn)橐后w從上游緩沖器室通過(guò)U形通路流到下游緩沖器室，所以難以允許空氣從上游緩沖器室直接流到下游緩沖器室。此外，因?yàn)榕月穫鞲衅髑坏纳嫌蝹?cè)和下游側(cè)的旁路通道位于從上游緩沖器室到下游緩沖器室的流動(dòng)通路中，所以可以減小當(dāng)液體從上游緩沖器室流到下游緩沖器室時(shí)的整個(gè)流動(dòng)通路阻力。另外，因?yàn)榕月吠ǖ赖牧鲃?dòng)通路阻力大于傳感器腔的阻力，所以液體必須穿過(guò)傳感器腔。所以，可以防止在傳感器腔中殘留液體的狀態(tài)下液體僅僅流過(guò)旁路通道，從而可靠地檢測(cè)殘留液體的存在。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)榕月吠ǖ涝O(shè)置在兩個(gè)緩沖器室的底部處，所以可以允許液體在殘留液體量減少的時(shí)候，從上游側(cè)通過(guò)底部處的旁路通道流到下游側(cè)而不穿過(guò)傳感器腔。所以，可以防止由于含許多氣泡的液體殘留在緩沖器室中并在傳感器腔中流動(dòng)而導(dǎo)致的不穩(wěn)定檢測(cè)。就是說(shuō)，因?yàn)榕月吠ǖ牢挥诰彌_器室的底部處，所以殘留在緩沖器室中或穿過(guò)傳感器腔的氣泡量可以減少并且不穩(wěn)定的檢測(cè)區(qū)域可以減少，由此提高檢測(cè)精度。此外，因?yàn)樵谙掠尉彌_器室變空之后，殘留在上游緩沖器室中的液體通過(guò)底部處的旁路通道排出到下游側(cè)，所以傳感器腔的空狀態(tài)被穩(wěn)定，由此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的檢測(cè)。
(17)一個(gè)說(shuō)明性而非限制性的實(shí)施例的液體傳感器，包括振動(dòng)腔形成基部，其具有彼此面對(duì)的第一表面和第二表面。用于接納待檢測(cè)介質(zhì)的腔形成為向著所述第一表面開(kāi)口使得所述腔的底表面可以被振動(dòng)。另外，液體傳感器包括壓電元件，其具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第二表面一側(cè)，所述壓電層層疊在所述第一電極上，所述第二電極層疊在所述壓電層上。另外，液體傳感器包括流動(dòng)通路形成基部，其層疊在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第一表面一側(cè)。所述流動(dòng)通路形成基部形成有用于向所述腔供應(yīng)待檢測(cè)液體的液體供應(yīng)通路和用于從所述腔排出待檢測(cè)液體的液體排出通路。由所述腔、所述液體供應(yīng)通路和所述液體排出通路限定的空間相對(duì)于位于所述液體供應(yīng)通路和所述液體排出通路之間的區(qū)域中存在的腔中心而對(duì)稱(chēng)形成。
換言之，該說(shuō)明性而非限制性實(shí)施例的液體傳感器層疊在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第一表面一側(cè)，并包括流動(dòng)通路形成基部，該流動(dòng)通路形成基部形成有用于向所述腔供應(yīng)待檢測(cè)液體的液體供應(yīng)通路和用于從所述腔排出待檢測(cè)液體的液體排出通路。因此，通過(guò)液體供應(yīng)通路向腔進(jìn)行液體供應(yīng)，并且通過(guò)液體排出通路從腔進(jìn)行液體排出。所以，當(dāng)液體傳感器安裝在用于待檢測(cè)液體的容器等上時(shí)，液體傳感器的腔不暴露到待檢測(cè)液體的液體存儲(chǔ)空間，使得液體可以通過(guò)液體供應(yīng)通路供應(yīng)到腔。
這樣，構(gòu)造成當(dāng)消耗液體時(shí)，液體流入液體傳感器的液體供應(yīng)通路和液體排出通路內(nèi)。因此，即使氣泡進(jìn)入腔，該氣泡也被液體的流動(dòng)從腔的內(nèi)部擠出。所以，可以防止由腔內(nèi)氣泡聚集而導(dǎo)致的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。另外，液體傳感器的檢測(cè)精度被提高，并且殘余液體減少而減少工業(yè)上的浪費(fèi)。
此外，因?yàn)榍徊槐乇槐┞队谝后w存儲(chǔ)空間，所以可以防止液體通過(guò)液面時(shí)在腔中形成彎月面。所以，可以防止由于在腔中的液體殘余導(dǎo)致的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，腔不被朝向液體存儲(chǔ)空間暴露，而是由流動(dòng)通路形成部分從液體儲(chǔ)存空間封閉。因此，根據(jù)墨水平面的變化、墨水的存在等，當(dāng)腔的底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的差異變大，于是檢測(cè)靈敏度變高，從而提高了檢測(cè)精度并防止了錯(cuò)誤檢測(cè)。
此外，因?yàn)橛汕?、液體供應(yīng)通路和液體排出通路限定的空間相對(duì)于腔的處于液體供應(yīng)通路和液體排出通路之間的區(qū)域中的中心對(duì)稱(chēng)地形成，所以由腔、液體供應(yīng)通路和液體排出通路限定的空間的形狀以及在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變得簡(jiǎn)單。腔是傳播腔的底表面上的振動(dòng)的空間。而且，當(dāng)腔的底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)的殘余振動(dòng)的模擬變得容易進(jìn)行，并且設(shè)計(jì)和實(shí)際之間的差異變小，因此調(diào)節(jié)操作可以很簡(jiǎn)單或者檢測(cè)精度可以被提高。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，當(dāng)液體供應(yīng)通路和液體排出通路分別相對(duì)于腔變窄，并且其長(zhǎng)度被設(shè)定成使得液體的射流量存在于內(nèi)部時(shí)，在液體供應(yīng)通路和液體排出通路中產(chǎn)生合適的流動(dòng)通路阻力。因此，防止了通過(guò)腔的底表面上的振動(dòng)產(chǎn)生的腔內(nèi)壓力變化穿過(guò)兩個(gè)緩沖器室被散播，并且產(chǎn)生了適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝?dòng)以提高和保證檢測(cè)精度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，在還包括與液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室和與液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室的情況下，液體供應(yīng)通路和液體排出通路被分別開(kāi)口在供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中，并且沒(méi)有被直接開(kāi)口到儲(chǔ)存待檢測(cè)液體的空間。液體通過(guò)液體供應(yīng)通路和液體排出通路流入和流出腔。因此，即使由于液體的振動(dòng)等在液體儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡也被預(yù)先地捕集在供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中，使得其難以進(jìn)入腔中。所以，可以防止由氣泡在腔的內(nèi)部聚集導(dǎo)致的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。
此外，因?yàn)橐后w通過(guò)其流入和流出腔的液體供應(yīng)通路和液體排出通路沒(méi)有直接開(kāi)口到液體儲(chǔ)存空間，而是被分別開(kāi)口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中，所以在液體儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生的液體壓力不會(huì)直接作用在腔上。因此，可以防止由液體的振動(dòng)導(dǎo)致的壓力的影響所產(chǎn)生的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)楣?yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室相對(duì)于腔的中心對(duì)稱(chēng)地形成，所以構(gòu)成兩個(gè)緩沖器室的構(gòu)件的形狀可以變簡(jiǎn)單，這些構(gòu)件的制造變得容易，并且這些構(gòu)件可以被小型化。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，當(dāng)供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中的每一個(gè)都具有腔的至少10倍大的體積時(shí)，在液體容器內(nèi)的液體儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生的液體的壓力變化不會(huì)對(duì)液體傳感器的傳感器特性產(chǎn)生任何影響，從而可以防止由于液體的振動(dòng)等導(dǎo)致的壓力的影響所產(chǎn)生的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，因?yàn)閮蓚€(gè)緩沖器室內(nèi)的壓力不會(huì)由于腔的底表面上的振動(dòng)而增大，所以不會(huì)產(chǎn)生多余的振動(dòng)，并且在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變簡(jiǎn)單，這可以提高檢測(cè)精度。
(18)一個(gè)說(shuō)明性而非限制性的實(shí)施例的液體容器包括容器主體和安裝在所述容器主體上的液體傳感器，該容器主體具有用于將儲(chǔ)存在內(nèi)部的液體輸送到外部的液體輸送開(kāi)口。該液體傳感器包括振動(dòng)腔形成基部，其具有彼此面對(duì)的第一表面和第二表面。用于接納待檢測(cè)介質(zhì)的腔形成為向著所述第一表面開(kāi)口使得所述腔的底表面可以被振動(dòng)。另外，液體傳感器包括壓電元件，其具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第二表面一側(cè)，所述壓電層層疊在所述第一電極上，所述第二電極層疊在所述壓電層上。另外，液體傳感器包括流動(dòng)通路形成基部，其層疊在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第一表面一側(cè)。所述流動(dòng)通路形成基部形成有用于向所述腔供應(yīng)待檢測(cè)液體的液體供應(yīng)通路和用于從所述腔排出待檢測(cè)液體的液體排出通路。由所述腔、所述液體供應(yīng)通路和所述液體排出通路限定的空間相對(duì)于位于所述液體供應(yīng)通路和所述液體排出通路之間的區(qū)域中存在的腔中心而對(duì)稱(chēng)形成，并且所述容器主體內(nèi)的液體通過(guò)所述液體傳感器的所述液體供應(yīng)通路供應(yīng)到所述腔，并從所述腔通過(guò)所述液體排出通路排出。
換言之，該說(shuō)明性而非限制性實(shí)施例的液體容器層疊在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第一表面一側(cè)，并包括流動(dòng)通路形成基部，該流動(dòng)通路形成基部形成有用于向所述腔供應(yīng)待檢測(cè)液體的液體供應(yīng)通路和用于從所述腔排出待檢測(cè)液體的液體排出通路。因此，通過(guò)液體供應(yīng)通路向腔進(jìn)行液體供應(yīng)，并且通過(guò)液體排出通路從腔進(jìn)行液體排出。所以，當(dāng)液體傳感器安裝在液體容器等上時(shí)，液體傳感器的腔不暴露到液體容器的容器主體內(nèi)的液體存儲(chǔ)空間，使得容器主體內(nèi)的液體可以通過(guò)液體供應(yīng)通路供應(yīng)到腔。
這樣，構(gòu)造成當(dāng)消耗容器主體內(nèi)的液體時(shí)，液體流入液體傳感器的液體供應(yīng)通路和液體排出通路內(nèi)。因此，即使氣泡進(jìn)入腔，該氣泡也被液體的流動(dòng)從腔的內(nèi)部擠出。所以，可以防止由腔內(nèi)氣泡聚集而導(dǎo)致的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。
此外，因?yàn)榍徊槐乇槐┞队谝后w存儲(chǔ)空間，所以可以防止液體通過(guò)液面時(shí)在腔中形成彎月面。所以，可以防止由于在腔中的液體殘余導(dǎo)致的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，腔不被朝向液體存儲(chǔ)空間暴露，而是由流動(dòng)通路形成部分從液體存儲(chǔ)空間封閉。因此，根據(jù)液面的變化、液體的存在等，當(dāng)腔的底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的差異變大，于是檢測(cè)靈敏度變高，從而提高了檢測(cè)精度并防止了錯(cuò)誤檢測(cè)。
此外，因?yàn)橛汕弧⒁后w供應(yīng)通路和液體排出通路限定的空間相對(duì)于腔的處于液體供應(yīng)通路和液體排出通路之間的區(qū)域中的中心對(duì)稱(chēng)地形成，所以由腔、液體供應(yīng)通路和液體排出通路限定的空間的形狀以及在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變得簡(jiǎn)單。腔是傳播腔的底表面上的振動(dòng)的空間。而且，當(dāng)腔的底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)的殘余振動(dòng)的模擬變得容易進(jìn)行，并且設(shè)計(jì)和實(shí)際之間的差異變小，因此調(diào)節(jié)操作可以很簡(jiǎn)單或者檢測(cè)精度可以被提高。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，當(dāng)限定液體傳感器的腔的空間是基本圓筒形的時(shí)，傳播腔的底表面上的振動(dòng)的腔的空間形狀以及在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變得更簡(jiǎn)單。另外，當(dāng)腔的底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)的殘余振動(dòng)的模擬變得極其容易進(jìn)行，并且設(shè)計(jì)和實(shí)際之間的差異變小，因此調(diào)節(jié)操作可以很簡(jiǎn)單或者檢測(cè)精度可以被提高。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，當(dāng)液體供應(yīng)通路和液體排出通路分別相對(duì)于腔變窄，并且其長(zhǎng)度被設(shè)定成使得液體的射流量存在于內(nèi)部時(shí)，在液體供應(yīng)通路和液體排出通路中產(chǎn)生合適的流動(dòng)通路阻力。因此，防止了通過(guò)腔的底表面上的振動(dòng)產(chǎn)生的腔內(nèi)壓力變化穿過(guò)兩個(gè)緩沖器室被散播，并且產(chǎn)生了適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝?dòng)以提高和保證檢測(cè)精度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，當(dāng)液體傳感器包括與液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室和與液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室時(shí)，液體通過(guò)其流入和流出腔的液體供應(yīng)通路和液體排出通路被分別開(kāi)口在供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中，并且沒(méi)有被直接開(kāi)口到儲(chǔ)存待檢測(cè)液體的空間。因此，即使由于液體的振動(dòng)等在液體儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡也被預(yù)先地捕集在供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中，使得其難以進(jìn)入腔中。所以，可以防止由氣泡在腔的內(nèi)部聚集導(dǎo)致的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。在此情況下，當(dāng)液體傳感器布置在液體容器底部附近時(shí)，防止氣泡進(jìn)入的效果被進(jìn)一步提高。
此外，因?yàn)橐后w通過(guò)其流入和流出腔的液體供應(yīng)通路和液體排出通路沒(méi)有直接開(kāi)口到容器主體的液體儲(chǔ)存空間，而是被分別開(kāi)口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室中，所以在液體儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生的液體壓力不會(huì)直接作用在腔上。因此，可以防止由液體的振動(dòng)等導(dǎo)致的壓力的影響所產(chǎn)生的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，因?yàn)橐后w傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室相對(duì)于腔的中心對(duì)稱(chēng)地形成，所以構(gòu)成兩個(gè)緩沖器室的構(gòu)件的形狀可以變簡(jiǎn)單，這些構(gòu)件的制造變得容易，并且這些構(gòu)件可以被小型化。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，當(dāng)液體傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室分別具有腔的至少10倍大的體積時(shí)，在液體容器內(nèi)的液體儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生的液體的壓力變化不會(huì)對(duì)液體傳感器的傳感器特性產(chǎn)生任何影響，從而可以防止由于液體的振動(dòng)等導(dǎo)致的壓力的影響所產(chǎn)生的液體傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，因?yàn)閮蓚€(gè)緩沖器室內(nèi)的壓力不會(huì)由于腔的底表面上的振動(dòng)而增大，所以不會(huì)產(chǎn)生多余的振動(dòng)，并且在腔的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變簡(jiǎn)單，這可以提高檢測(cè)精度。
根據(jù)說(shuō)明性的非限制性實(shí)施例，供應(yīng)側(cè)緩沖器室與構(gòu)成容器主體內(nèi)部空間的主要部分以?xún)?chǔ)存液體的液體儲(chǔ)存室連通，而排出側(cè)緩沖器室與液體輸送空間連通，該液體輸送空間與容器主體的內(nèi)部空間中用于將儲(chǔ)存在內(nèi)部的液體輸送到外部的液體輸送開(kāi)口連通。在此情況下，儲(chǔ)存在容器主體的液體儲(chǔ)存室中的液體從液體傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室的入口流入，而從排出側(cè)緩沖器室的出口排出，以最終輸送到容器主體的液體輸送開(kāi)口。此外，將被輸送到容器主體的液體輸送開(kāi)口的所有液體都預(yù)先通過(guò)液體傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室、腔以及排出側(cè)緩沖器室，因此液體的消耗可以被可靠地檢測(cè)。
本公開(kāi)涉及日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2004-359551(2004年12月13日遞交)、2005-140433(2005年5月12日遞交)、2005-140434(2005年5月12日遞交)、2005-140435(2005年5月12日遞交)、2005-140436(2005年5月12日遞交)以及2005-329050(2005年11月14日遞交)中所包含的主題，其每個(gè)都通過(guò)整體引用而被明確包括于此。


圖1是圖示噴墨式打印設(shè)備的示意性構(gòu)造的立體圖，其中使用了包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體傳感器在內(nèi)的墨盒。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體傳感器沿圖3中的線A-A所取的剖視圖。
圖3A是圖示該液體傳感器的傳感器部分的俯視圖，而圖3B是其仰視圖。
圖4是圖示液體傳感器的緩沖器部分的俯視圖。
圖5A是圖示包括該液體傳感器的墨盒的側(cè)視圖，而圖5B是其正視圖。
圖6是圖示墨盒的液體傳感器的安裝部分的放大剖視圖。
圖7A和7B是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖波形和反電動(dòng)勢(shì)波形的視圖，其中圖7A是腔中有墨水時(shí)的波形圖，圖7B是腔中沒(méi)有墨水時(shí)的波形圖。
圖8是圖示用于近似模擬振動(dòng)部分的振動(dòng)的等效電路示例的視圖。
圖9A是圖示包括本發(fā)明液體傳感器的墨盒的第二實(shí)施例的側(cè)視圖，而圖9B是其正視圖。
圖10是沿圖11中的線B-B所取的剖視圖，其圖示根據(jù)本發(fā)明的液體傳感器的第三實(shí)施例。
圖11A是圖示該液體傳感器的傳感器部分的俯視圖，而圖11B是其仰視圖。
圖12是圖示采用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的墨盒的噴墨打印機(jī)(液體噴射裝置)的示意性結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的墨盒的示意性結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖14是圖示配合安裝到圖13所示墨盒的諸如傳感器單元(液體檢測(cè)設(shè)備)之類(lèi)的元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖15是圖14所示傳感器單元的分解立體圖。
圖16是從另一角度觀察到的圖14所示傳感器單元的分解立體圖。
圖17是圖13所示墨盒中傳感器單元所配合安裝到的部分的垂直剖視圖。
圖18是圖示圖17所示傳感器單元的重要部分的放大剖視圖。
圖19是沿線VIII-VIII所取的剖視圖。
圖20是圖示圖17所示傳感器單元的重要部分以解釋部件間尺寸關(guān)系的放大剖視圖。
圖21示出圖示在開(kāi)口端的情況下的振動(dòng)狀況的視圖。
圖22示出圖示在封閉端的情況下的振動(dòng)狀況的視圖。
圖23是圖示圖17所示傳感器單元的重要部分以解釋部件間尺寸關(guān)系的放大剖視圖。
圖24是安裝有根據(jù)另一實(shí)施例的傳感器單元的墨盒一部分的垂直剖視圖。
圖25是圖示圖24所示傳感器單元的重要部分的放大剖視圖。
圖26是沿圖25中的線X-X所取的剖視圖。
圖27是另一實(shí)施例的立體圖，主要示出了在圖23中的箭頭Y的方向上看到的對(duì)應(yīng)于圖23中的截面X-X的部分。
圖28示出了圖27所示實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于圖23的截面X-X的部分。
圖29是示出圖28所示實(shí)施例的變型的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體傳感器和包括此液體傳感器的墨盒(液體容器)。
圖1是圖示噴墨式打印設(shè)備(液體噴射設(shè)備)的示意性構(gòu)造的立體圖，其中使用了包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體傳感器在內(nèi)的墨盒。標(biāo)號(hào)1表示托架，其由引導(dǎo)構(gòu)件4引導(dǎo)通過(guò)由托架電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的同步帶3而在滾筒5的軸向上往返運(yùn)動(dòng)。
噴墨打印頭12被安裝到托架1的與打印紙6相對(duì)的一側(cè)，并且用于向打印頭12供應(yīng)墨水的墨盒7被可拆卸地安裝在上部。
蓋構(gòu)件31布置在打印設(shè)備不進(jìn)行打印的出發(fā)位置(圖1中的右側(cè))。當(dāng)安裝在托架1上的打印頭移動(dòng)到出發(fā)位置時(shí)，蓋構(gòu)件31被壓向打印頭12的噴嘴形成表面，以在蓋構(gòu)件31和噴嘴形成表面之間形成封閉空間。向由蓋構(gòu)件31形成的封閉空間施加負(fù)壓來(lái)進(jìn)行清潔等的泵單元10布置在蓋構(gòu)件31的下方。
在蓋構(gòu)件31的打印區(qū)域側(cè)附近，包括諸如橡膠等的彈性板在內(nèi)的擦拭單元11被布置成在水平方向上相對(duì)于打印頭12的運(yùn)動(dòng)軌跡前進(jìn)和后退。因此，當(dāng)托架1向著蓋構(gòu)件31往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以按需要擦拭打印頭12的噴嘴形成表面。接著，將描述根據(jù)本發(fā)明的液體傳感器和包括該液體傳感器的墨盒。
圖2是圖示本發(fā)明的液體傳感器60的剖視圖。另外，圖3是圖示構(gòu)成液體傳感器60的傳感器部分13的視圖，而圖4是圖示構(gòu)成液體傳感器60的緩沖器部分14的視圖。
液體傳感器60構(gòu)造成包括傳感器部分13和緩沖器部分14，前者具有腔43，后者具有與腔43連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16。
傳感器部分13被構(gòu)造成使得振動(dòng)板42層疊在腔板41上，傳感器部分13包括振動(dòng)腔形成基部40、壓電元件17和流動(dòng)通路形成板(流動(dòng)通路形成基部)18，其中，振動(dòng)腔形成基部40具有彼此面對(duì)的第一表面40a和第二表面40b，壓電元件17被層疊在振動(dòng)腔形成基部40的第二表面40b一側(cè)，流動(dòng)通路形成板18被層疊在振動(dòng)腔形成基部40的第一表面40a一側(cè)。
在振動(dòng)腔形成基部40中，用于接納待檢測(cè)的介質(zhì)(墨水)的腔43被一圓柱形空間限定出，以在第一表面40a中開(kāi)口，并且腔43的底部43a被形成為被振動(dòng)板42振動(dòng)。換言之，整個(gè)振動(dòng)板42中實(shí)際振動(dòng)的部分的外形由腔43限定。下部電極端子44和上部電極端子45被形成在振動(dòng)腔形成基部40的第二表面40b側(cè)的兩端上。
下部電極(第一電極)46被形成在振動(dòng)腔形成基部40的第二表面40b上，并且下部電極46具有基本圓形的主體部分46a以及延伸部分46b，延伸部分46b從主體部分46a朝向下部電極端子44延伸以連接到下部電極端子44。下部電極46的基本圓形的主體部分46a的中心與腔43的中心軸C排成一線。
下部電極46的基本圓形主體部分46a被形成為具有大于圓形腔43的直徑，覆蓋對(duì)應(yīng)于腔43的區(qū)域的基本整個(gè)部分。此外，下部電極46的基本圓形主體部分46a包括切口部分46c，該切口部分46c被形成為比對(duì)應(yīng)于腔43的外周緣43b的位置更靠里。
壓電層47被層疊在下部電極46上，并且該壓電層47具有被形成為具有小于腔43的直徑的圓形主體部分47a和在與腔43對(duì)應(yīng)的區(qū)域范圍內(nèi)從主體部分47a突出的突出部分47b。如從圖2可見(jiàn)，壓電層47的整個(gè)部分落入與腔43對(duì)應(yīng)的區(qū)域的范圍中。換言之，壓電層47不包括任何延伸穿過(guò)與腔43的外周緣43b相應(yīng)位置的部分。
壓電層47的主體部分47a的中心與腔43的中心軸C排成一線(即相一致)。壓電層47的主體部分47a的基本整個(gè)部分都層疊在下部電極46上，除了與下部電極46的切口部分46c相對(duì)應(yīng)的部分。
輔助電極48形成在振動(dòng)腔形成基部40的第二表面40b上，輔助電極48從與腔43的相應(yīng)區(qū)域的外部越過(guò)與腔43的外周緣43b相應(yīng)的位置延伸到與腔43相應(yīng)區(qū)域的內(nèi)部。輔助電極48的一部分位于下部電極(第一電極)46的切口部分46c的內(nèi)部，以從振動(dòng)腔形成基部40的第二表面40b支撐壓電層47的突出部分47b及其附近部分。輔助電極48優(yōu)選由與下部電極46相同的材料制成并具有與下部電極46相同的厚度。這樣，輔助電極48從振動(dòng)腔形成基部40的第二表面40b支撐壓電層47的突出部分47b及其附近部分，以不在壓電層47中產(chǎn)生水平面的差異，從而可以防止機(jī)械強(qiáng)度的下降。
上部電極(第二電極)49的圓形主體部分49a層疊在壓電層47上，上部電極49被形成為具有小于壓電層47的主體部分47a的直徑。此外，上部電極49具有延伸部分49b，該延伸部分49b從主體部分49a延伸以連接到輔助電極48。如從圖2可見(jiàn)，上部電極49的延伸部分49b和輔助電極48之間的連接開(kāi)始處的位置P位于與腔43相應(yīng)區(qū)域的范圍中。
壓電元件17由下部電極46、壓電層47以及上部電極49的各主體部分形成。
如從圖3可見(jiàn)，上部電極49通過(guò)輔助電極48電連接到上部電極端子45。這樣，當(dāng)上部電極49通過(guò)輔助電極48連接到上部電極端子45時(shí)，由壓電層47和下部電極46的總厚度導(dǎo)致的水平面差可以被上部電極49和輔助電極48兩者吸收。因此，可以防止在上部電極49中產(chǎn)生大的水平面差而使機(jī)械強(qiáng)度下降。
上部電極49的主體部分49a被形成為圓形，并且其中心與腔43的中心軸C排成一線。上部電極49的主體部分49a被形成為具有小于壓電層47的主體部分47a和腔43中任一個(gè)的直徑。
這樣，壓電層47的主體部分47a被構(gòu)造為插入上部電極49的主體部分49a和下部電極46的主體部分46a之間。因此，壓電層47可以被有效地驅(qū)動(dòng)變形。
而且，在由壓電層47連接的上部電極49的主體部分49a和下部電極46的主體部分46a之間，上部電極49的主體部分49a具有更小的直徑。因此，上部電極49的主體部分49a確定了在壓電層47中產(chǎn)生壓電效應(yīng)的部分。
壓電層47的主體部分47a、上部電極49的主體部分49a和下部電極46的主體部分46a中每一個(gè)的中心與腔43的中心軸C排成一線。此外，用于確定振動(dòng)板42中可以振動(dòng)的部分的圓柱形腔43的中心軸C被定位在液體傳感器60的中心。
由腔43限定的振動(dòng)板42中可振動(dòng)的部分、下部電極46主體部分46a的對(duì)應(yīng)于腔43的部分、以及上部電極49的主體部分49a和延伸部分49b中的對(duì)應(yīng)于腔43的部分連同壓電層47的主體部分47a和突出部分47b一起構(gòu)成了液體傳感器60的振動(dòng)部分61。而且，液體傳感器60的振動(dòng)部分61的中心與液體傳感器60的中心排成一線。
壓電層47的主體部分47a、上部電極49的主體部分49a、下部電極46的主體部分46a以及振動(dòng)板42中可以振動(dòng)的部分(即，與腔43的底部43a相對(duì)應(yīng)的部分)具有圓形形狀，并且被布置在壓電層47的整個(gè)部分中，即布置在壓電層47的主體部分47a和延伸部分47b與腔43相應(yīng)區(qū)域的內(nèi)部。因此，液體傳感器60的振動(dòng)部分61相對(duì)于液體傳感器60的中心基本對(duì)稱(chēng)。
此外，根據(jù)此實(shí)施例的液體傳感器60包括流動(dòng)通路形成板(流動(dòng)通路形成基部)18，該流動(dòng)通路形成板18層疊并且連接在振動(dòng)腔形成基部40的第一表面40a上。
流動(dòng)通路形成板18形成有用于向腔43供應(yīng)將被檢測(cè)的墨水的墨水供應(yīng)通路(液體供應(yīng)通路)19，以及用于從腔43排出被檢測(cè)的墨水的墨水排出通路(液體排出通路)20。墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20具有相同的尺寸并由圓柱形空間所限定。
形成在上述流動(dòng)通路形成板18中的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20的任一個(gè)被形成在與圓形腔43相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)部，并且墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20相對(duì)于腔43的中心軸C對(duì)稱(chēng)布置。因此，由腔43、墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20限定出的空間相對(duì)于腔43的中心軸C對(duì)稱(chēng)地形成，而所述中心軸C處在墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20之間的區(qū)域中。
此外，墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20相對(duì)于腔43而變窄。就是說(shuō)，在此實(shí)施例中，在單個(gè)腔43中形成墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中的每一個(gè)，但是流動(dòng)通路(墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20)之一的流動(dòng)通路面積被設(shè)為小于腔43面積的至少一半。此外，墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20被設(shè)為某一長(zhǎng)度，以使液體的射流量存在于內(nèi)部，并且墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中的每一個(gè)的流動(dòng)通路長(zhǎng)度可以被設(shè)為墨水供應(yīng)通路和墨水排出通路中的每一個(gè)的流通通路直徑的2倍。
同時(shí)，液體傳感器60包括緩沖器部分14，該部分具有與墨水供應(yīng)通路19連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器腔15和與墨水排出通路20連通的排出側(cè)緩沖器腔16。
從此實(shí)施例的俯視圖來(lái)看，具有矩形形狀的緩沖器部分14稍大于液體傳感器60(傳感器部分13)，并且整體上被形成為立方體形。緩沖器部分14的內(nèi)部被布置在中央的分隔壁21分成具有相同體積的兩個(gè)空間。兩個(gè)空間中的一個(gè)為供應(yīng)側(cè)緩沖器室15，而另一個(gè)為排出側(cè)緩沖器室16。
緩沖器部分14中與傳感器部分13所接合到的表面相反的部分形成有流入開(kāi)口22和排出開(kāi)口23，其中，墨水通過(guò)所述流入開(kāi)口22流入到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15，并且排出開(kāi)口23用于排出排出側(cè)緩沖器室16的墨水。此外，緩沖器部分14的傳感器部分13所接合到的表面形成有流入流動(dòng)通路24和排出流動(dòng)通路25，其中，所述流入流動(dòng)通路24用于將流入到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15的墨水通過(guò)墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43，所述排出流動(dòng)通路25用于通過(guò)墨水排出通路20將腔43的墨水排出到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15。
流入流動(dòng)通路24和排出流動(dòng)通路25由具有基本為圓柱體形狀的流動(dòng)通路空間限定，其具有相同的尺寸。此外，流入流動(dòng)通路24和排出流動(dòng)通路25的開(kāi)口分別與墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20的開(kāi)口相匹配。在本實(shí)施例中，本發(fā)明的液體供應(yīng)通路由墨水供應(yīng)通路19和流入流動(dòng)通路24形成，并且本發(fā)明的液體排出通路由墨水排出通路20和排出流動(dòng)通路25形成。
液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16相對(duì)于腔43的中心軸C對(duì)稱(chēng)地形成。換言之，由腔43、墨水供應(yīng)通路19、墨水排出通路20、流入流動(dòng)通路24、排出流動(dòng)通路25、供應(yīng)側(cè)緩沖器室15以及排出側(cè)緩沖器室16所限定的空間相對(duì)于腔43的中心軸C對(duì)稱(chēng)地形成。
此外，液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16中的每一個(gè)的體積被設(shè)為腔43的至少10倍。
在這樣的構(gòu)造下，盒內(nèi)的將被檢測(cè)的墨水從流入開(kāi)口22流到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15中，以通過(guò)流入流動(dòng)通路24和墨水供應(yīng)通路19被供應(yīng)到腔43中。而且，供應(yīng)到腔43中的墨水通過(guò)墨水排出通路20和排出流動(dòng)通路25被排出到排出側(cè)緩沖器室16中，并進(jìn)一步通過(guò)排出開(kāi)口23從排出側(cè)緩沖器室16排出。
在液體傳感器60所包括的構(gòu)件之中，腔板41、振動(dòng)板42和流動(dòng)通路形成板18由相同的材料形成，并且通過(guò)相互燒結(jié)一體地形成。這樣，因?yàn)槎鄠€(gè)襯底被燒結(jié)整合，所以對(duì)液體傳感器60的處理變得容易。此外，因?yàn)楦鳂?gòu)件由相同的材料形成，所以可以防止由于線膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。
作為壓電層47的材料，優(yōu)選使用鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)或者無(wú)鉛壓電膜。作為腔板41的材料，優(yōu)選使用氧化鋯或者氧化鋁。此外，對(duì)于振動(dòng)板42，優(yōu)選使用與腔板41相同的材料。上部電極49、下部電極46、上部電極端子45和下部電極端子44可以由具有導(dǎo)電性的金屬材料制成，例如金、銀、銅、鉑、鋁、鎳等。
圖5是圖示包括該液體傳感器的本發(fā)明的墨盒70的視圖，而圖6是圖示安裝在墨盒70上的液體傳感器示例的視圖。
圖5示出了其上安裝有液體傳感器60的墨盒(液體容器)70。墨盒70包括容器主體72，該容器主體72具有用于將存儲(chǔ)在內(nèi)部的墨水輸送到外部的墨水流出端口(液體流出端口)71。
如圖6所示，液體傳感器60整體安裝到容器主體72上。緩沖器部分14通過(guò)膠粘劑28等以液密的方式固定在形成于容器主體72的壁表面27上的矩形開(kāi)口26上。在此情況下，液體傳感器60的傳感器部分13被布置在容器主體72的外部，以使緩沖器部分14的流入開(kāi)口22和排出開(kāi)口23開(kāi)口在容器主體72的內(nèi)部。
容器主體72的內(nèi)部(回頭參考圖5)被分成主儲(chǔ)存室(液體儲(chǔ)存室)75和副儲(chǔ)存室(液體輸送空間)76，主儲(chǔ)存室75構(gòu)成容器主體72的整個(gè)內(nèi)部空間的主要部分以?xún)?chǔ)存墨水，副儲(chǔ)存室76的體積小于主儲(chǔ)存室75。主儲(chǔ)存室75與副儲(chǔ)存室76是分開(kāi)的。副儲(chǔ)存室76位于在消耗墨水時(shí)墨水的流動(dòng)方向上比主儲(chǔ)存室75更靠近墨水輸送開(kāi)口71的一側(cè)。
液體傳感器60的流入開(kāi)口22被這樣開(kāi)口，以與主儲(chǔ)存室75連通，并且排出開(kāi)口23被這樣布置，以開(kāi)口在作為液體輸送空間的副儲(chǔ)存室76中。因此，供應(yīng)側(cè)緩沖器室15與構(gòu)成容器主體72的內(nèi)部空間中的主要部分并用于儲(chǔ)存液體的主儲(chǔ)存室75連通。此外，排出側(cè)緩沖器室16被這樣布置，以與容器主體72的內(nèi)部空間中的液體輸送空間連通。液體輸送空間與用于將儲(chǔ)存在內(nèi)部的液體輸送到外部的墨水輸送開(kāi)口71連通。
封閉的輔助流動(dòng)通路77形成在主儲(chǔ)存室75的內(nèi)部，并且輔助流動(dòng)通路入口77a形成在輔助流動(dòng)通路77的下端。輔助流動(dòng)通路入口77a位于主儲(chǔ)存室75內(nèi)部的下端。此外，液體傳感器60的流入開(kāi)口22與輔助流動(dòng)通路77的上端連通，以構(gòu)成輔助流動(dòng)通路77的出口。
如上所述，液體傳感器60的流入開(kāi)口22通過(guò)輔助流動(dòng)通路77與主儲(chǔ)存室75連通，并且排出開(kāi)口23通過(guò)副儲(chǔ)存室76與墨水輸送開(kāi)口71連通。因此，儲(chǔ)存在主儲(chǔ)存室75中的墨水從流入開(kāi)口22經(jīng)由輔助流動(dòng)通路77流入供應(yīng)側(cè)緩沖器室15中，以通過(guò)流入流動(dòng)通路24和墨水供應(yīng)通路19被供應(yīng)到腔43中。然后，被供應(yīng)到腔43中的墨水通過(guò)墨水排出流動(dòng)通路20和排出流動(dòng)通路25被排出到排出側(cè)緩沖器室16中，并且墨水從墨水輸送開(kāi)口71經(jīng)由排出開(kāi)口23和副儲(chǔ)存室76從排出側(cè)緩沖器室16排出，最終被供應(yīng)到打印頭12。
在具有這樣的構(gòu)造的本實(shí)施例中，通過(guò)副儲(chǔ)存室76輸送到墨水輸送開(kāi)口71的所有墨水預(yù)先通過(guò)液體傳感器60的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20。
接著，將描述檢測(cè)上述液體容器中的液體的操作。
在包括前述液體傳感器60的墨盒70中，當(dāng)容器主體72中殘留足夠墨水使得副儲(chǔ)存室76的內(nèi)部充滿墨水時(shí)，腔43充滿墨水。另一方面，如果墨盒70的容器主體72內(nèi)的液體被消耗，使得主儲(chǔ)存室75中的墨水用完時(shí)，副儲(chǔ)存室76內(nèi)的液面下降。此外，如果液面變得低于液體傳感器60的腔43的位置時(shí)，則腔43中不再有墨水。
隨后，液體傳感器60檢測(cè)由于此狀態(tài)變化導(dǎo)致的聲阻差。這樣，液體傳感器60可以檢測(cè)是在容器主體72中殘留了足夠墨水，還是已經(jīng)消耗了一定量以上的墨水。
更具體地，在液體傳感器60中，電壓通過(guò)上部電極端子45和下部電極端子44被施加在上部電極49和下部電極46之間。在此情況下，在壓電層47中夾在上部電極49和下部電極46之間的部分中產(chǎn)生電場(chǎng)。此電場(chǎng)使壓電層47變形。如果壓電層47被變形，則在振動(dòng)板42的振動(dòng)區(qū)域(與腔43的底部43a相對(duì)應(yīng)的區(qū)域)中發(fā)生撓性振動(dòng)。如果在壓電層47被如上所述強(qiáng)迫變形之后停止施加電壓，則撓性振動(dòng)在液體傳感器60的振動(dòng)部分61中持續(xù)一段時(shí)間。
殘余振動(dòng)是液體傳感器60的振動(dòng)部分61和腔43內(nèi)的介質(zhì)之間的自由振動(dòng)。因此，當(dāng)使具有脈沖波形或者矩形波形的電壓被施加到壓電層47上時(shí)，可以容易地獲得施加電壓之后振動(dòng)部分61和介質(zhì)之間的共振狀態(tài)。此殘余振動(dòng)是液體傳感器60的振動(dòng)部分61的振動(dòng)，并且伴隨著壓電層47的變形。因此，壓電層47通過(guò)殘余振動(dòng)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。此反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)上部電極49、下部電極46、上部電極端子45和下部電極端子44被檢測(cè)。因?yàn)樗鶛z測(cè)到的反電動(dòng)勢(shì)可以指明共振頻率，所以基于共振頻率可以檢測(cè)墨盒70的容器主體72中的墨水的存在。
圖7A和7B示出了在向液體傳感器60供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以強(qiáng)迫振動(dòng)振動(dòng)部分61時(shí)液體傳感器60的振動(dòng)部分61的殘余振動(dòng)(自由振動(dòng))的波形，以及殘余振動(dòng)的測(cè)量方法。圖7A示出了當(dāng)液體傳感器60的腔43中有墨水時(shí)的波形，而圖7B示出了當(dāng)液體傳感器60的腔43中沒(méi)有墨水時(shí)的波形。
在圖7A和7B中，豎軸表示由施加到液體傳感器60上的驅(qū)動(dòng)脈沖和液體傳感器60的振動(dòng)部分61的殘余振動(dòng)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)的電壓，橫軸表示過(guò)去的時(shí)間。通過(guò)液體傳感器60的振動(dòng)部分61的殘余振動(dòng)產(chǎn)生電壓的模擬信號(hào)的波形。接著，模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換(二值化)成與信號(hào)頻率相對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)值。在圖7A和7B中所示出的示例中，測(cè)量了模擬信號(hào)中產(chǎn)生從第四脈沖到第八脈沖的四個(gè)脈沖時(shí)的時(shí)間。
更具體地，在驅(qū)動(dòng)脈沖被施加到液體傳感器60以強(qiáng)迫振動(dòng)振動(dòng)部分61之后，對(duì)殘余振動(dòng)導(dǎo)致的電壓波形從低電壓側(cè)越過(guò)預(yù)定的參考電壓而到達(dá)高電壓側(cè)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，產(chǎn)生使其中第四次計(jì)數(shù)和第八次計(jì)數(shù)之間的部分為“高”的數(shù)字信號(hào)，并測(cè)量從第四次計(jì)數(shù)到第八次計(jì)數(shù)的時(shí)間。
當(dāng)比較圖7A的示例和圖7B的示例時(shí)，可以理解圖7A中從第四次計(jì)數(shù)到第八次計(jì)數(shù)的時(shí)間比圖7B中的長(zhǎng)。換言之，從第四次計(jì)數(shù)到第八次計(jì)數(shù)所需的時(shí)間根據(jù)液體傳感器60的腔43中墨水的存在而不同。通過(guò)利用所需時(shí)間的差異，可以檢測(cè)墨水的消耗狀態(tài)。
從模擬波形的第四次計(jì)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)的原因在于，在液體傳感器60的殘余振動(dòng)(自由振動(dòng))變穩(wěn)定之后開(kāi)始測(cè)量。從第四次計(jì)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)僅僅是一個(gè)示例，可以從隨機(jī)計(jì)數(shù)開(kāi)始進(jìn)行計(jì)數(shù)。此處，檢測(cè)從第四次計(jì)數(shù)到第八次計(jì)數(shù)的信號(hào)，并且用預(yù)定的時(shí)鐘脈沖檢測(cè)從第四次計(jì)數(shù)到第八次計(jì)數(shù)的時(shí)間?？梢曰诖藭r(shí)間計(jì)算共振頻率。在時(shí)鐘脈沖中，不必測(cè)量直到第八次計(jì)數(shù)的時(shí)間，而是計(jì)數(shù)可以進(jìn)行到任意計(jì)數(shù)。
雖然在圖7中測(cè)量了從第四次計(jì)數(shù)到第八次計(jì)數(shù)的時(shí)間，但是根據(jù)檢測(cè)頻率的電路結(jié)構(gòu)可以測(cè)量不同計(jì)數(shù)間隔的時(shí)間。例如，在墨水質(zhì)量穩(wěn)定并且因此峰值幅值變化小時(shí)，為了提高檢測(cè)速度，可以通過(guò)檢測(cè)從第四次計(jì)數(shù)到第六次計(jì)數(shù)的時(shí)間來(lái)計(jì)算共振頻率。在墨水質(zhì)量不穩(wěn)定并且因此脈沖幅值變化大時(shí)，為了精確檢測(cè)殘余振動(dòng)，可以檢測(cè)從第四次計(jì)數(shù)到第十二次計(jì)數(shù)的時(shí)間。
在如上所述根據(jù)此實(shí)施例的液體傳感器60中，通過(guò)在液體傳感器60的振動(dòng)部分61被強(qiáng)迫振動(dòng)之后的殘余振動(dòng)的頻率或振幅的變化，可以檢測(cè)液面是否已通過(guò)液體傳感器60的安裝位置水平(嚴(yán)格地講，腔43的位置)。
圖8是圖示用于近似地模擬上述液體傳感器60的振動(dòng)部分61的振動(dòng)的等效電路的視圖。
在圖8中，振動(dòng)部分61(傳感器芯片)的慣量(Mc)以及墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20(孔)的慣量(Ms1和Ms2)由線圈表示。振動(dòng)部分61(傳感器芯片)的柔量(Cc)和墨水的柔量(Ci)由電容器表示。墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20(孔)的阻力(Rs1、Rs2)由電阻表示。此外，分別與墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16由地表示。
振動(dòng)部分61的柔量(Cc)由結(jié)構(gòu)有限元法計(jì)算。此外，振動(dòng)部分61的慣量(Mc)由慣量和柔量的串聯(lián)體系近似，其近似值可以通過(guò)如下的近似表達(dá)式來(lái)計(jì)算
Mc＝1/(4π2)×1/(f2)×1/Cc在此，f是振動(dòng)部分61的自身固有周期，其可以通過(guò)結(jié)構(gòu)有限元法或者實(shí)際測(cè)量計(jì)算出。
此外，墨水的柔量(Ci)可以通過(guò)下面的表達(dá)式計(jì)算出Ci＝C×Vi在此，C是墨水的壓縮系數(shù)而Vi是墨水的體積。水的壓縮系數(shù)為4.5e-10/Pa。
此外，墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20(孔)的慣量(Ms)由體積有限元法計(jì)算或者在流動(dòng)通路(孔)為圓柱體的情況下可以通過(guò)下面的簡(jiǎn)單表達(dá)式來(lái)計(jì)算Ms＝ρ×L/πr2在此，ρ是墨水的粘度，L是流動(dòng)通路(孔)的長(zhǎng)度，并且r是流動(dòng)通路(孔)的半徑。
使用如上計(jì)算出的值，于是振動(dòng)部分61的振動(dòng)可以由圖8的等效電路近似地模擬。
利用由該等效電路模擬振動(dòng)部分61的振動(dòng)得到的結(jié)果，可以理解下面的內(nèi)容。當(dāng)Ms1和Rs1分別基本上等于Ms2和Rs2時(shí)，振動(dòng)是簡(jiǎn)單的，從而不會(huì)產(chǎn)生多余振動(dòng)模式。因此在本發(fā)明中，由腔43、墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20限定的空間相對(duì)于腔43的中心軸C對(duì)稱(chēng)地形成。
此外，對(duì)于供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16充當(dāng)緩沖器的要求是緩沖器室15和16各自的柔量?jī)?yōu)選被設(shè)為振動(dòng)部分61柔量(Cc)的10倍，于是各個(gè)緩沖器室15和16中的壓力不會(huì)由于振動(dòng)部分61的振動(dòng)而變得很高。此外，為了不產(chǎn)生多余的振動(dòng)，緩沖器室15和16的慣量?jī)?yōu)選為流動(dòng)通路(孔)的慣量(Ms)的十分之一。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的液體傳感器60和墨盒70包括振動(dòng)腔形成基部40，所述振動(dòng)腔形成基部40形成有用于將墨水供應(yīng)到腔43的墨水供應(yīng)通路19和用于將墨水從腔43排出的墨水排出通路20，從而到腔43中的墨水供應(yīng)通過(guò)墨水供應(yīng)通路19來(lái)進(jìn)行，并且從腔43的墨水排出通過(guò)墨水排出通路20來(lái)進(jìn)行。因此，當(dāng)液體傳感器60被安裝在墨盒70等上時(shí)，液體傳感器60的腔43不直接暴露于墨水存儲(chǔ)空間，并且墨水可以通過(guò)墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43。
這樣，構(gòu)造成當(dāng)墨水被消耗時(shí)墨水流入液體傳感器60的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20內(nèi)。因此，即使氣泡進(jìn)入腔43，該氣泡也被墨水的流動(dòng)從腔43的內(nèi)部擠出。結(jié)果，可以防止由于在腔43內(nèi)氣泡聚集而導(dǎo)致的液體傳感器60的錯(cuò)誤檢測(cè)。這樣，液體傳感器60的檢測(cè)精度被提高，并且殘余液體減少而減少工業(yè)上的浪費(fèi)。
此外，因?yàn)榍?3不必被暴露于墨水存儲(chǔ)空間，所以可以防止墨水通過(guò)液面時(shí)在腔43中形成彎月面。因此，可以防止由于在腔43中的墨水殘余導(dǎo)致的液體傳感器60的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，腔43不被朝向墨水存儲(chǔ)空間暴露，而是由流動(dòng)通路形成板18從墨水儲(chǔ)存空間封閉。因此，由于墨水平面的變化、墨水的存在等，當(dāng)振動(dòng)部分61被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)在振動(dòng)部分61中殘留的殘余振動(dòng)的差異變大，于是檢測(cè)靈敏度變高，提高了檢測(cè)精度并防止了錯(cuò)誤檢測(cè)。
此外，因?yàn)橛汕?3、墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20限定的空間相對(duì)于腔43的處于夾在墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20之間的區(qū)域中的中心軸C對(duì)稱(chēng)地形成，所以由腔43、墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20限定的空間的形狀以及在腔43的底表面中殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變得簡(jiǎn)單。腔43是傳播腔43的底表面的振動(dòng)的空間。因此，當(dāng)腔43底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)的殘余振動(dòng)的模擬變得容易進(jìn)行，并且設(shè)計(jì)和實(shí)際之間的差異變小，因此調(diào)節(jié)操作可以很簡(jiǎn)單或者檢測(cè)精度可以被提高。
此外，因?yàn)橄薅ㄇ?3的空間基本為圓形的，所以腔43底表面的振動(dòng)在其中傳播的腔43的形狀以及在腔43的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變得更加簡(jiǎn)單。此外，當(dāng)腔43底表面被強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)的殘余振動(dòng)的模擬變得極為容易進(jìn)行，并且設(shè)計(jì)和實(shí)際之間的差異變小，因此調(diào)節(jié)操作可以很簡(jiǎn)單并且檢測(cè)精度可以被提高。
此外，因?yàn)槟?yīng)通路19和墨水排出通路20分別相對(duì)于腔43變窄，并且其長(zhǎng)度被設(shè)定成使得墨水的射流量存在于內(nèi)部，所以在墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中產(chǎn)生合適的流動(dòng)通路阻力。因此，防止了通過(guò)腔43的底表面上的振動(dòng)產(chǎn)生的腔43中的壓力變化穿過(guò)兩個(gè)緩沖器室15和16被散播，并且產(chǎn)生了適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝?dòng)以提高和保證檢測(cè)精度。具體地，當(dāng)墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中每一個(gè)的流動(dòng)通路長(zhǎng)度被設(shè)為流動(dòng)通路直徑的2倍時(shí)，上述的效果變得明顯。
此外，在包括與墨水供應(yīng)通路19連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和與墨水排出通路20連通的排出側(cè)緩沖器室16的液體傳感器60中，墨水通過(guò)其流入和流出腔43的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20被分別開(kāi)口在供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16中，并且沒(méi)有被直接開(kāi)口到容器主體72的墨水儲(chǔ)存空間。因此，即使由于墨水的振動(dòng)在墨水儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生氣泡，這些氣泡也被預(yù)先地捕集在供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16中，使得其難以進(jìn)入腔43中。因此，可以防止由氣泡在腔43的內(nèi)部聚集導(dǎo)致的液體傳感器60的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，因?yàn)橐后w傳感器60被布置在墨盒70的底部附近，所以防止氣泡進(jìn)入的效果被進(jìn)一步提高。
此外，因?yàn)槟ㄟ^(guò)其流入和流出腔43的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20沒(méi)有直接開(kāi)口到容器主體72的墨水儲(chǔ)存空間，而是被分別開(kāi)口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16中，所以在墨盒70內(nèi)的墨水儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生的墨水壓力不會(huì)直接作用在腔43上。因此，可以防止由墨水的振動(dòng)導(dǎo)致的壓力的影響所產(chǎn)生的液體傳感器60的錯(cuò)誤檢測(cè)。
因?yàn)橐后w傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16相對(duì)于腔43的中心軸C對(duì)稱(chēng)地形成，所以構(gòu)成緩沖器室15和16的構(gòu)件的形狀可以變簡(jiǎn)單，制造變得容易，并且這些構(gòu)件可以被小型化。
當(dāng)液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16分別具有腔43的至少10倍的體積時(shí)，在墨盒70內(nèi)的墨水儲(chǔ)存空間中產(chǎn)生的墨水的壓力變化不會(huì)對(duì)液體傳感器60的傳感器特性產(chǎn)生影響，因此可以防止由于墨水的振動(dòng)導(dǎo)致的壓力的影響所產(chǎn)生的液體傳感器60的錯(cuò)誤檢測(cè)。此外，因?yàn)閮蓚€(gè)緩沖器室15和16內(nèi)的壓力不會(huì)由于腔43的底表面的振動(dòng)而增大，所以不會(huì)產(chǎn)生多余的振動(dòng)，并且在腔43的底表面上殘留的殘余振動(dòng)的振動(dòng)模式變簡(jiǎn)單，這可以提高檢測(cè)精度。
供應(yīng)側(cè)緩沖器室15與構(gòu)成容器主體72內(nèi)部空間的主要部分以?xún)?chǔ)存墨水的主儲(chǔ)存室75連通，排出側(cè)緩沖器室16與副儲(chǔ)存室76連通，該副儲(chǔ)存室76是與用于將儲(chǔ)存在容器主體72內(nèi)部的墨水輸送到外部的墨水輸送開(kāi)口71連通的液體輸送空間。因此，儲(chǔ)存在容器主體72的主儲(chǔ)存室75中的墨水從液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15的入口流入，而從排出側(cè)緩沖器室16的出口排出，以最終輸送到容器主體72的墨水輸送開(kāi)口71。此外，將被輸送到容器主體72的墨水輸送開(kāi)口71的所有墨水都預(yù)先通過(guò)液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15、腔43以及排出側(cè)緩沖器室16，因此墨水的消耗可以被可靠地檢測(cè)。
此外，根據(jù)上述的液體傳感器60，按照與腔43相應(yīng)的區(qū)域來(lái)形成墨水排出通路20，于是進(jìn)入腔43的氣泡可以被可靠地排出。
此外，在墨盒70中，容器主體72的內(nèi)部被分成彼此分開(kāi)的主儲(chǔ)存室75和副儲(chǔ)存室76，并且通過(guò)液體傳感器60的流入開(kāi)口22和排出開(kāi)口23同主儲(chǔ)存室75和副儲(chǔ)存室76連通，因此液體傳感器60的腔43被布置在副儲(chǔ)存室76的上端處。
結(jié)果，因?yàn)楫?dāng)主儲(chǔ)存室75內(nèi)的墨水用完的時(shí)間可以由液體傳感器60檢測(cè)，所以可以通知用戶(hù)墨水快用完了。此外，基于預(yù)先檢測(cè)的副儲(chǔ)存室76中的墨水量，可以通知用戶(hù)用剩余墨水可以打印的張數(shù)。因此，可以防止在墨水在打印紙張的打印中途用完了時(shí)而浪費(fèi)打印紙張。
此外，根據(jù)上述墨盒70，封閉的輔助流動(dòng)通路77形成在主儲(chǔ)存室75內(nèi)部，輔助流動(dòng)通路77的輔助流動(dòng)通路入口77a被布置在主儲(chǔ)存室75的下端，并且液體傳感器60的流入開(kāi)口22與輔助流動(dòng)通路77的上端連通。因此，在主儲(chǔ)存室75中產(chǎn)生的氣泡難以進(jìn)入輔助流動(dòng)通路77，并且可以防止氣泡進(jìn)入液體傳感器60的腔43中。
根據(jù)上述墨盒70，副儲(chǔ)存室76內(nèi)部直到主儲(chǔ)存室75中的所有墨水被用完為止都充滿墨水。因此，即使在對(duì)墨盒70施加振動(dòng)時(shí)，只要在主儲(chǔ)存室75中殘留墨水，副儲(chǔ)存室76中的液面就不會(huì)震動(dòng)。因此，可以防止發(fā)生由于液面的震動(dòng)而導(dǎo)致的液體傳感器60的錯(cuò)誤檢測(cè)。
此外，根據(jù)上述液體傳感器60，振動(dòng)部分61接觸液體的范圍被限制到與腔43相應(yīng)的范圍。因此，可以進(jìn)行墨水的精確檢測(cè)，于是可以以高精度檢測(cè)墨水水平。
因?yàn)榕c腔43相應(yīng)的基本整個(gè)區(qū)域都用下部電極46的主體部分46a覆蓋，所以在強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)的變形模式和自由振動(dòng)時(shí)的變形模式之間的差異變小。此外，因?yàn)橐后w傳感器60的振動(dòng)部分61相對(duì)于液體傳感器60的中心對(duì)稱(chēng)地形成，所以當(dāng)從中心觀察時(shí)此振動(dòng)部分61的剛度為基本各向同性的。
因此，抑制了由結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)所產(chǎn)生的多余振動(dòng)的發(fā)生，并且防止了由于強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)和自由振動(dòng)時(shí)之間的變形模式的差異造成的反電動(dòng)勢(shì)的輸出減小。因此，提高了對(duì)于液體傳感器60的振動(dòng)部分61中殘余振動(dòng)共振頻率的檢測(cè)精度，并且振動(dòng)部分61的殘余振動(dòng)的檢測(cè)變得容易。
此外，因?yàn)榕c腔43相應(yīng)的基本整個(gè)區(qū)域都用下部電極46的具有大于腔43的直徑的主體部分46a覆蓋，所以防止了由于在制造時(shí)下部電極46位置偏移所造成的多余振動(dòng)的發(fā)生。結(jié)果，可以防止檢測(cè)精度的下降。
此外，整個(gè)本身很脆的壓電層47被布置在與腔43相應(yīng)區(qū)域的內(nèi)部，并且壓電層47不出現(xiàn)在與腔43的外周緣43b相應(yīng)的區(qū)域。因此，防止了壓電膜在與腔壓蓋260緣相應(yīng)的位置處出現(xiàn)裂縫。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的墨盒。
在墨盒70A中，向上突出的突出部分76a被形成在副儲(chǔ)存室76的上部，而副儲(chǔ)存室76被形成在容器主體72的內(nèi)部。同樣，液體傳感器60的排出開(kāi)口23被布置在與突出部分76a相應(yīng)的位置上，以與副儲(chǔ)存室76的突出部分76a連通。本實(shí)施例的其余方面與第一實(shí)施例的相同，因此相似的標(biāo)號(hào)被附加到相同的部分。此外，本實(shí)施例還取得與第一實(shí)施例相同的效果。
圖10和11示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液體傳感器60A。
在液體傳感器60A中，層疊在振動(dòng)腔形成基部40的第一表面40a上并被接合到其的流動(dòng)通路形成基部50形成有彼此層疊和接合的流動(dòng)通路板51和出口/入口板52。
流動(dòng)通路形成基部50的流動(dòng)通路板51形成有用于將待檢測(cè)的墨水供應(yīng)到腔43中的墨水供應(yīng)通路(液體供應(yīng)通路)19A和用于將被檢測(cè)的墨水從腔43中排出的墨水排出通路(液體排出通路)20A。同樣，出口/入口板52形成有墨水供應(yīng)通路19A的入口53b和墨水排出通路20A的出口54b。此外，墨水供應(yīng)通路19A的入口53b和墨水排出通路20A的出口54b被布置在與腔43相應(yīng)的區(qū)域以外。
根據(jù)本實(shí)施例，墨水排出流動(dòng)通路20A的出口54b被與墨水供應(yīng)通路19A的入口53b相反地布置，于是入口53b和出口54b之間的間距可以被增大。腔43被夾在入口53b和出口54b之間。因此，當(dāng)將液體傳感器60A安裝在墨盒70的預(yù)定位置上時(shí)的操作變?nèi)菀祝⑶以O(shè)計(jì)墨盒70的自由度也被提高。本實(shí)施例的其余方面與第一實(shí)施例的相同，因此相似的標(biāo)號(hào)被附加到相同的部分。此外，本實(shí)施例還取得與第一實(shí)施例相同的效果。
下面，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有液體檢測(cè)功能的墨盒(具有液體檢測(cè)功能的容器)。
圖12示出了采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的墨盒的噴墨打印機(jī)(液體噴射裝置)的示意性結(jié)構(gòu)。在圖12中，標(biāo)號(hào)1表示托架。托架1通過(guò)由托架電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的同步帶3引導(dǎo)到引導(dǎo)構(gòu)件4并在滾筒5的軸向上往返運(yùn)動(dòng)。
噴墨打印頭12被安裝到托架1的與打印紙6相對(duì)的一側(cè)，并且用于向打印頭12供應(yīng)墨水的墨盒100被可拆卸地安裝在其上。
蓋構(gòu)件13布置在打印設(shè)備不進(jìn)行打印的出發(fā)位置(圖12中的右側(cè))。當(dāng)安裝在托架1上的打印頭12移動(dòng)到出發(fā)位置時(shí)，蓋構(gòu)件13被壓向打印頭12的噴嘴形成表面，以在蓋構(gòu)件和噴嘴形成表面之間形成封閉空間。向由蓋構(gòu)件13形成的封閉空間施加負(fù)壓來(lái)進(jìn)行清潔工作等的泵單元10布置在蓋構(gòu)件13的下方。
在蓋構(gòu)件13的打印區(qū)域側(cè)附近，包括諸如橡膠等的彈性板在內(nèi)的擦拭單元11被布置成在水平方向上相對(duì)于打印頭12的運(yùn)動(dòng)軌跡前進(jìn)和后退。因此，當(dāng)托架1向著蓋構(gòu)件13往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以按需要擦拭打印頭12的噴嘴形成表面。
圖13是圖示根據(jù)墨盒100的示意性結(jié)構(gòu)的立體圖。傳感器單元200是根據(jù)本實(shí)施例的液體檢測(cè)設(shè)備并置于墨盒100中。
墨盒100包括其中具有墨水存儲(chǔ)部分的樹(shù)脂盒殼體(容器主體)101和布置成覆蓋盒殼體101的下端表面的樹(shù)脂封蓋102。封蓋102用來(lái)保護(hù)布置在盒殼體101下端表面上的各個(gè)密封膜。送墨部分103從盒殼體101的下端表面突出，并且用于保護(hù)出墨口(未示出)的封蓋膜104附裝到送墨部分103的下端表面。
用于接納傳感器單元200的傳感器接納凹入110形成在盒殼體101的窄側(cè)表面中。傳感器單元200和彈簧300被接納在傳感器接納凹入110中。通過(guò)將傳感器單元200壓靠在位于傳感器接納凹入110底部上的傳感器接納壁120(參見(jiàn)圖17)上并擠壓密封環(huán)270(參見(jiàn)圖17)，彈簧300用來(lái)確保傳感器單元200和盒殼體101之間的密封特性。
傳感器接納凹入110通過(guò)將盒殼體101的窄側(cè)表面開(kāi)口形成，并且傳感器單元200和彈簧300被插入側(cè)表面的開(kāi)口中。在傳感器單元200和彈簧300容納在其中的情況下，傳感器接納凹入110的側(cè)表面的開(kāi)口用密封封蓋400封閉，在該密封封蓋400中基板500附裝到其外側(cè)。
圖14是圖示傳感器單元200、彈簧300、密封封蓋400和基板500的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖15是傳感器單元200的分解立體圖，圖16是從另一角度觀察到的傳感器單元200的分解立體圖，而圖17是圖示墨盒100中傳感器單元接納部分的垂直剖視圖。圖18是圖示傳感器單元200的重要部分的剖視圖，而圖19是沿線VIII-VIII所取的剖視圖。
如圖17所示，用于接納傳感器單元200下端的傳感器接納壁120設(shè)置在盒殼體101的傳感器接納凹入110的內(nèi)底部上。傳感器單元200布置在傳感器接納壁120上，該傳感器接納壁120利用彈簧300的彈性力在傳感器單元200的下端處與密封環(huán)270緊密接觸。
由隔板(分隔壁)127分隔的一對(duì)上游傳感器緩沖器室122和下游傳感器緩沖器123布置在傳感器接納壁120下方。上游傳感器緩沖器室122和下游傳感器緩沖器123布置在水平方向上。傳感器接納壁120設(shè)有一對(duì)連通開(kāi)口(連通通道)132和133以分別對(duì)應(yīng)于傳感器緩沖器室122盒123。盡管未示出，但用于送出所存儲(chǔ)墨水的輸送通道設(shè)置在盒殼體101內(nèi)部。傳感器接納凹入110布置在輸送通道的端部附近(出墨口附近)，并且傳感器單元200布置在傳感器接納凹入110中。
在此情況下，上游傳感器緩沖器室122通過(guò)布置在上游傳感器緩沖器室122下端處的流入開(kāi)口124與輸送通道的上游側(cè)連通，并且下游傳感器緩沖器123通過(guò)布置在下游傳感器緩沖器123下端處的流出開(kāi)口125與輸送通道靠近出墨口的下游側(cè)連通。
傳感器緩沖器室122和123的底側(cè)可以用剛性壁密封。但是在本實(shí)施例中，下側(cè)被開(kāi)口并且開(kāi)口用具有柔性的薄樹(shù)脂密封膜105覆蓋。這樣，當(dāng)緩沖器室122和123的下部開(kāi)口用薄密封膜105覆蓋時(shí)，考慮到下述振動(dòng)系統(tǒng)而將緩沖器室122和123作為開(kāi)口端。當(dāng)下部開(kāi)口用剛性壁覆蓋時(shí)，該端部作為封閉端。
如圖15和16所示，傳感器單元200包括其上具有凹入部分211的板形樹(shù)脂單元基座210、單元基座210的上表面上的凹入部分211中接納的板形金屬傳感器基座220、安裝并固定在傳感器基座220的上表面上的傳感器芯片230、用于將傳感器基座220固定到單元基座210的接合膜240、布置在單元基座210上的一對(duì)端子板250、用于壓緊端子板250并保護(hù)傳感器芯片230的板形壓蓋260、以及布置在單元基座210的下表面上的橡膠密封環(huán)270。
詳細(xì)描述各個(gè)元件，如圖16所示，單元基座210包括凹入部分211和配合安裝壁215，傳感器基座220在上表面中心處插入凹入部分211中，配合安裝壁215的高度比凹入部分211周?chē)纳媳砻姹?14的外側(cè)處的上表面壁214的高度高出一個(gè)臺(tái)階。配合安裝壁215包括凹入部分211位于其間的一對(duì)彼此相對(duì)的配合安裝壁。四個(gè)支撐銷(xiāo)216設(shè)置在單元基座210的上表面上的四個(gè)角部處，而從配合安裝壁215向上突出。凹入部分211的底壁設(shè)有由圓形開(kāi)口構(gòu)成的入口側(cè)流動(dòng)通路(上游連通通道)212和出口側(cè)流動(dòng)通路(下游連通通道)213。單元基座210的下表面設(shè)有橢圓形突出部分217，密封環(huán)270如圖15所示地插入突出部分217中，并且入口側(cè)流動(dòng)通路212和出口側(cè)流動(dòng)通路213位于突出部分217上。密封環(huán)270由橡膠環(huán)密封圈制成并具有環(huán)形突出部分271，該突出部分271在其下表面上具有半圓形部分。
傳感器基座220由諸如不銹鋼之類(lèi)的金屬板制成，其剛度大于樹(shù)脂的剛度以提高傳感器的聲學(xué)特性。傳感器基座220具有四個(gè)角被切除的矩形板形狀，并包括入口側(cè)流動(dòng)通路(上游連通通道)222和出口側(cè)流動(dòng)通路(下游連通通道)223，其包括兩個(gè)開(kāi)口以對(duì)應(yīng)于單元基座210的入口側(cè)流動(dòng)通路212和出口側(cè)流動(dòng)通路213。
粘結(jié)層242例如通過(guò)附裝雙面接合膜或涂敷粘結(jié)劑而形成在傳感器基座220上。傳感器芯片230安裝并固定在粘結(jié)層242上。
傳感器芯片230具有用于接納作為檢測(cè)目標(biāo)的墨水(液體)的傳感器腔232并具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中傳感器腔232的下側(cè)被開(kāi)口以接納墨水，上側(cè)用振動(dòng)板233封閉，而壓電元件234布置在振動(dòng)板233上。
具體而言，如圖17和18所示，傳感器芯片230包括在其中心處具有圓形開(kāi)口形傳感器腔232的陶瓷芯片體231、層疊在芯片體231上以構(gòu)成傳感器腔232底壁的振動(dòng)板233、層疊在振動(dòng)板233上的壓電元件234、以及層疊在芯片體231上的端子235和236。
盡管未具體示出，但壓電元件234包括分別連接到端子235和236的上電極層和下電極層、以及形成在上電極層和下電極層之間的壓電層。壓電元件用來(lái)基于例如由于傳感器腔232中墨水存在導(dǎo)致的特性差異而檢測(cè)墨水用盡。壓電元件可以由鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)或者不含鉛的無(wú)鉛壓電膜制成。
通過(guò)將芯片體231的下表面置于傳感器基座220的上部中心上，而利用粘結(jié)層242將傳感器芯片230一體固定到傳感器基座220。同時(shí)，用粘結(jié)層242密封傳感器基座220和傳感器芯片230之間的間隙。傳感器基座220和單元基座210的入口側(cè)流動(dòng)通路222和212以及出口側(cè)流動(dòng)通路223和213與傳感器芯片230的傳感器腔232連通。所以，墨水通過(guò)入口側(cè)流動(dòng)通路212和222進(jìn)入傳感器腔232，并通過(guò)出口側(cè)流動(dòng)通路223和213從傳感器腔232排出。
這樣，安裝有傳感器芯片230的金屬傳感器基座220接納在單元基座210的上表面上的凹入部分211中。然后，傳感器基座220和單元基座210通過(guò)從其上側(cè)用樹(shù)脂接合膜240覆蓋它們而彼此一體固定。
就是說(shuō)，接合膜240在其中心處具有開(kāi)口241，并由此通過(guò)在傳感器基座220接納在單元基座210上表面上的凹入部分211中的狀態(tài)下用接合膜覆蓋它們而將傳感器芯片230暴露到中心開(kāi)口241。通過(guò)將接合膜240的內(nèi)周通過(guò)粘結(jié)層242接合到傳感器基座220的上表面并將壓蓋260接合到繞著單元基座210凹入部分211的上表面壁214，即通過(guò)將接合膜240接合到兩個(gè)部件(傳感器基座220和單元基座210)的上表面，而將傳感器基座220和單元基座210彼此固定和密封。
在此情況下，傳感器基座220的上表面從單元基座210的凹入部分211向上突出，并且接合膜240在比繞著單元基座210的凹入部分211的上表面壁214的接合位置更高的位置處接合到傳感器基座220的上表面。這樣，通過(guò)將傳感器基座220的膜接合表面的高度設(shè)成高于單元基座210的膜接合表面的高度，可以通過(guò)臺(tái)階差用接合膜240將傳感器基座220壓緊，由此加強(qiáng)傳感器基座220對(duì)單元基座210的固定力。其可以不設(shè)有臺(tái)階差。
每個(gè)端子板250具有帶形基部251、設(shè)置在基部251的邊緣處的彈性構(gòu)件252、形成在基部251兩側(cè)上的配合安裝孔253、以及在基部251的兩端處形成的彎片254。在通過(guò)使用支撐銷(xiāo)216用配合安裝孔253將端子板定位的狀態(tài)下，將端子板布置在單元基座210的配合安裝壁215上。通過(guò)將壓蓋260置于其上，端子板被置于單元基座210和壓蓋260之間，并且在此狀態(tài)下，彈性構(gòu)件252與傳感器芯片230上的端子235和236接觸并電連接到其。
壓蓋260包括布置在單元基座210的配合安裝壁215的上表面上的平板部分261，端子板250的基部251位于其間；四個(gè)配合安裝孔262，其布置在平板部分261的四個(gè)角處并插入單元基座210的支撐銷(xiāo)216中；布置在平板部分261的上表面的中心處的肋263；布置在肋263中的彈簧接納板264；以及凹入部分265，其布置在平板部分261的下表面上以提供彈性構(gòu)件252的背隙(back clearance)。壓蓋260在從上側(cè)壓緊端子板250的同時(shí)布置在單元基座210上，由此保護(hù)接納在單元基座210上的凹入部分211中的傳感器基座220和傳感器芯片230。
為了使用這些元件裝配傳感器單元200，首先在傳感器基座220的整個(gè)上表面上形成粘結(jié)層242，然后將傳感器芯片230安裝在粘結(jié)層242上，由此用粘結(jié)層242將傳感器芯片230和傳感器基座220彼此一體固定和密封。
接著，一體固定到傳感器芯片230的傳感器基座220被接納在單元基座210上的凹入部分211中，并在此狀態(tài)下，從上側(cè)將接合膜240覆蓋在其上，由此通過(guò)使用粘結(jié)層242將接合膜240的內(nèi)周接合到傳感器基座220的上表面并將壓蓋260接合到繞著單元基座210凹入部分211的上表面壁214。所以，通過(guò)使用接合膜240將傳感器基座220和單元基座210彼此固定并密封。
接著，通過(guò)將配合安裝孔253配合安裝到單元基座210的支撐銷(xiāo)而將端子板250布置在單元基座210上，并且壓蓋260被布置在其上。在任一步驟中，將密封環(huán)270配合安裝到單元基座210的下表面上的突出部分217。結(jié)果，裝配好傳感器單元200。
傳感器單元200具有上述結(jié)構(gòu)并與彈簧300一起被接納在盒殼體101的傳感器接納凹入110中。在此狀態(tài)下，如圖17所示，彈簧300將壓蓋260向下壓，由此壓緊設(shè)置在傳感器單元200的下表面上的密封環(huán)270并使密封環(huán)270與傳感器接納凹入110中的傳感器接納壁120緊密接觸。所以，確保了傳感器單元200和盒殼體101之間的密封特性。
在通過(guò)進(jìn)行這樣的裝配而確保密封特性的情況下，盒殼體101中的上游傳感器緩沖器室122通過(guò)傳感器接納壁120的連通開(kāi)口(上游連通通道)132而與傳感器單元200中的入口側(cè)流動(dòng)通路(上游連通通道)212和222連通，并且盒殼體101中的下游傳感器緩沖器123通過(guò)傳感器接納壁120的連通開(kāi)口(下游連通通道)133而與傳感器單元200中的出口側(cè)流動(dòng)通路(下游連通通道)213和223連通。入口側(cè)流動(dòng)通路212和222、傳感器腔232、以及出口側(cè)流動(dòng)通路213和223串聯(lián)布置在盒殼體101中的輸送通道中，以使其按此順序從上游側(cè)開(kāi)始布置。
在此，與傳感器腔232連通的上游流動(dòng)通路由具有垂直于墨水流動(dòng)的大流動(dòng)通路截面的上游緩沖器室122、傳感器接納壁120的具有垂直于墨水流動(dòng)的小流動(dòng)通路截面的連通開(kāi)口132、以及傳感器單元200中的入口側(cè)流動(dòng)通路212和222形成。與傳感器腔232連通的下游流動(dòng)通路由具有垂直于墨水流動(dòng)的大流動(dòng)通路截面的下游緩沖器室123、傳感器接納壁120的具有垂直于墨水流動(dòng)的小流動(dòng)通路截面的連通開(kāi)口133、以及傳感器單元200中的出口側(cè)流動(dòng)通路213和223形成。
因此，從上游緩沖器室122到下游緩沖器室123的墨水流動(dòng)通路形成為豎直U形通路，其中傳感器腔232位于該U形的頂端處。所以，流出輸送通道的上游側(cè)的墨水從流入開(kāi)口124流入上游緩沖器室122，通過(guò)上游連通通道(連通開(kāi)口132以及入口側(cè)流動(dòng)通路212和222)進(jìn)入傳感器腔232，從傳感器腔232穿過(guò)下游連通通道(出口側(cè)流動(dòng)通路223和213)和下游緩沖器123，并隨后從流出開(kāi)口125排出到輸送通道的下游側(cè)。
在與傳感器腔232連通的流動(dòng)通路之中，流動(dòng)通路截面小于緩沖器室122和123的連通通道(連通開(kāi)口132和133以及流動(dòng)通路212、222、213和223)是窄流動(dòng)通路。
如圖14所示，占據(jù)傳感器接納凹入110的側(cè)表面開(kāi)口的密封封蓋400具有這樣的結(jié)構(gòu)，即基板500所插入的凹入部分402分別設(shè)置在板形主體401的外表面上，用于將端子板250的彎片254分別露出的開(kāi)口403、以及用于定位基板500的銷(xiāo)406和407設(shè)置在凹入部分402的底壁上，鎖定到傳感器接納凹入110中的預(yù)定位置的鎖定爪405從主體401的內(nèi)表面伸出。在傳感器單元200和彈簧300接納在傳感器接納凹入110中的狀態(tài)下，密封封蓋400被配合安裝到盒殼體101。在此狀態(tài)下，通過(guò)將基板500配合安裝到密封封蓋400的凹入部分402，基板500的觸點(diǎn)501被電連接到端子板250。定位銷(xiāo)406和407所插入的切口506或孔507設(shè)置在基板500中。
接著將描述通過(guò)使用傳感器單元200來(lái)檢測(cè)墨水的原理。
當(dāng)墨盒100中的墨水被消耗時(shí)，所存儲(chǔ)的墨水從送墨部分103通過(guò)傳感器單元200的傳感器腔232被輸送到噴墨打印機(jī)的打印頭12。
此時(shí)，當(dāng)墨盒100中殘留足夠墨水時(shí)，傳感器腔232充滿墨水。另一方面，當(dāng)墨盒100中殘留的墨水量減少時(shí)，傳感器腔232未充滿墨水。
因此，傳感器單元200檢測(cè)由于狀態(tài)變化導(dǎo)致的聲阻差。所以，可以檢測(cè)出殘留了足夠墨水，還是消耗了一部分墨水并且殘留的墨水量減少了。
具體地，當(dāng)對(duì)壓電元件234施加電壓時(shí)，利用壓電元件234的變形使振動(dòng)板233變形，并隨后如圖20和23所示，振動(dòng)波K通過(guò)傳感器腔232發(fā)射到緩沖器室122和123。從振動(dòng)板233發(fā)出的振動(dòng)波K從緩沖器室122和123的端部(本實(shí)施例中的開(kāi)口端)反射并返回，并且被反射的波使得振動(dòng)板233振動(dòng)。重復(fù)此操作直到往復(fù)運(yùn)動(dòng)的波被衰減。
當(dāng)在使壓電元件234強(qiáng)迫變形之后停止施加電壓，則撓性振動(dòng)在振動(dòng)板233中持續(xù)一段時(shí)間。殘余振動(dòng)是振動(dòng)板233和傳感器腔232中的介質(zhì)的自由振動(dòng)。因此，通過(guò)允許施加到壓電元件234的電壓具有脈沖波形或者矩形波形，可以容易地獲得施加電壓之后振動(dòng)板233和介質(zhì)之間的共振狀態(tài)。
殘余振動(dòng)是振動(dòng)板233的振動(dòng)，并且伴隨著壓電元件234的變形。因此，壓電元件234通過(guò)殘余振動(dòng)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。此反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)端子板250從外部檢測(cè)。
這樣，因?yàn)槭褂脵z測(cè)到的反電動(dòng)勢(shì)可以指明共振頻率，所以基于共振頻率可以檢測(cè)墨盒100中的墨水的存在。
當(dāng)使用這樣的原理檢測(cè)殘留墨水量時(shí)，傳播到振動(dòng)板233的更大強(qiáng)度的振動(dòng)有利于檢測(cè)由殘留墨水量的變化導(dǎo)致的聲阻差。因此，在通過(guò)允許振動(dòng)波(其通過(guò)激勵(lì)壓電元件234而從振動(dòng)板233產(chǎn)生)從緩沖器室122和123反射而獲得的反射波不被反射波抵消的情況下，可以提高檢測(cè)的靈敏度。
因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)從傳感器腔232到緩沖器室122和123的空間被用作振動(dòng)波的傳播空間時(shí)，定義為緩沖器室122和123的容量變化的容易程度的柔量值被設(shè)定為傳感器腔232的柔量值的10倍。在此情況下，傳感器腔232的柔量值主要由振動(dòng)板233的彈性給出，而緩沖器室122和123的柔量值主要由密封下開(kāi)口的密封膜105的彈性給出。
此外，在本實(shí)施例中，緩沖器室122和123的尺寸被設(shè)定為這樣，即盡可能避免從傳感器芯片230發(fā)射的振動(dòng)波和從緩沖器室122和123返回的反射波之間抵消。例如，在本實(shí)施例中，因?yàn)榫彌_器室122和123面對(duì)振動(dòng)板233的壁表面是開(kāi)口端(其中形成具有柔性的密封膜105)，所以在開(kāi)口端的振動(dòng)條件之中設(shè)定難以吸收振動(dòng)的尺寸條件。
這樣的條件將參考圖20和21進(jìn)行描述。
圖20是圖示非常影響聲學(xué)特性的部件尺寸的解釋性視圖，而圖21示出圖示在開(kāi)口端的情況下的發(fā)射波(當(dāng)前波)和反射波之間關(guān)系的視圖。
如圖20所示，當(dāng)振動(dòng)波K從振動(dòng)板233通過(guò)傳感器腔232和連通通道(上下游流動(dòng)通路212、222、213和223以及連通開(kāi)口132和133)發(fā)射到緩沖器室122和123時(shí)，此波傳播其空間中的介質(zhì)并且反射波從緩沖器室122和123的開(kāi)口端(其中形成具有柔性的密封膜105)返回。此波在振動(dòng)板233和開(kāi)口端之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)允許振動(dòng)板233振動(dòng)。所以，通過(guò)找到難以吸收波的條件并設(shè)定波傳播空間的尺寸，振動(dòng)板233可以顯著振動(dòng)，由此提高壓電元件234的反電動(dòng)勢(shì)電壓。
作為影響從振動(dòng)板233到緩沖器室122和123的開(kāi)口端的振動(dòng)傳播空間中的振動(dòng)的尺寸，主要考慮圖20中的H1、H2、H3和H4。H1表示與從緩沖器室122和123的開(kāi)口端到振動(dòng)板233的整個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)的尺寸。H2表示與從緩沖器室122和123的開(kāi)口端到由金屬制成的傳感器基座220的底表面的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的尺寸。H3表示與從緩沖器室122和123的開(kāi)口端到由樹(shù)脂制成的單元基座210的底表面的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的尺寸。H4表示緩沖器室122和123的高度。
因?yàn)榫彌_器室122和123具有比其他空間大得多的空間，所以可以認(rèn)為緩沖器室122和123是最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域。因此，當(dāng)從傳感器芯片230發(fā)射的振動(dòng)波的波長(zhǎng)是λ時(shí)，作為在從振動(dòng)板233到緩沖器室122和123的開(kāi)口端的振動(dòng)傳播空間之中沿最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域的振動(dòng)傳播方向的尺寸H，將緩沖器室122和123的高度H4＝H設(shè)定成滿足以下表達(dá)式(1)或(2)。
(1)(n×λ/2-λ/8)≤H≤(n×λ/2+λ/8)其中n＝1，2，3，...
(2)0＜H≤λ/8就是說(shuō)，考慮波長(zhǎng)λ，緩沖器室122和123的尺寸被設(shè)成最優(yōu)高度。
描述波長(zhǎng)的具體示例。
假定墨水的動(dòng)力粘度為υ＝1500m/s并且振動(dòng)周期為f＝30kHz，波長(zhǎng)λ如下得到λ＝1500m/s×1/30000s＝50mm因此，通過(guò)基于波長(zhǎng)數(shù)據(jù)設(shè)定緩沖器室122和123的高度，可以利用最優(yōu)條件進(jìn)行檢測(cè)。
參考圖21描述在開(kāi)口端的振動(dòng)條件下當(dāng)前波KA和反射波KB之間的關(guān)系。在圖21中，A表示發(fā)射端(對(duì)應(yīng)于振動(dòng)板233)，而B(niǎo)1表示開(kāi)口端(對(duì)應(yīng)于緩沖器室122和123的開(kāi)口端)。在圖21中，(a)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/2的情況，(b)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/4的情況，(c)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/8的情況，而(d)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/16的情況。
(a)當(dāng)H＝λ/2時(shí)，當(dāng)前波KA和反射波KB同相并由此彼此重疊。所以，在發(fā)射端A處幅值最大。
(b)當(dāng)H＝λ/4時(shí)，當(dāng)前波KA和反射波KB反相并由此彼此抵消。所以，在發(fā)射端A處幅值最小。
(c)當(dāng)H＝λ/8時(shí)，在發(fā)射端A處幅值很大。
(d)當(dāng)H＝λ/16時(shí)，在發(fā)射端A處幅值很大。
結(jié)果，考慮哪種情況令人滿意或者哪種情況不令人滿意，可以看到情況(b)不令人滿意。情況(a)是最令人滿意的，但是可以預(yù)計(jì)到，如果尺寸包括在相對(duì)于最令人滿意情況的±λ/8范圍內(nèi)，則獲得令人滿意的結(jié)果。就是說(shuō)，基于這樣的考慮，得到表達(dá)式(1)或(2)。
接著，考慮封閉端的情況。在封閉端的情況下，可以如圖22所示地考慮當(dāng)前波和反射波之間的關(guān)系。與圖21類(lèi)似，(a)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/2的情況，(b)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/4的情況，(c)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/8的情況，而(d)示出發(fā)射端A和開(kāi)口端B1之間的距離為H＝λ/16的情況。
(a)當(dāng)H＝λ/2時(shí)，當(dāng)前波KA和反射波KB反相并由此彼此抵消。所以，在發(fā)射端A處幅值最小。
(b)當(dāng)H＝λ/4時(shí)，當(dāng)前波KA和反射波KB同相并由此彼此重疊。所以，在發(fā)射端A處幅值最大。
(c)當(dāng)H＝λ/8時(shí)，在發(fā)射端A處幅值很小。
(d)當(dāng)H＝λ/16時(shí)，在發(fā)射端A處幅值很小。
結(jié)果，考慮哪種情況令人滿意或者哪種情況不令人滿意，可以看到情況(a)最令人滿意，而其他情況都不令人滿意。基于這樣的考慮，可以得到以下表達(dá)式。
(n×λ/2-λ/4-λ/8)≤H≤(n×λ/2-λ/4+λ/8)其中n＝1，2，3，...
因此，在封閉端的情況下，可以根據(jù)條件確定緩沖器室122和123的高度。
當(dāng)使用這樣的原理檢測(cè)殘留墨水量并且加入氣泡的墨水流入上游緩沖器室122時(shí)，加入氣泡的墨水可以進(jìn)入傳感器腔232。當(dāng)氣泡進(jìn)入傳感器腔232時(shí)，不可以利用壓電元件234檢測(cè)到穩(wěn)定的聲學(xué)波形，由此難以檢測(cè)到墨水的用盡。
因此在本實(shí)施例中，上游緩沖器室122的流動(dòng)通路部分被設(shè)定成這樣的一個(gè)小的部分，使得在液體從流入開(kāi)口124流向傳感器腔232時(shí)可以通過(guò)液體的表面張力形成半球形的彎月面。
具體而言，如圖23所示，從緩沖器室122和123的底部到頂部的高度H5被設(shè)成2mm或更小。至少與上游緩沖器室122連通的流入開(kāi)口在離傳感器單元200最遠(yuǎn)的位置處以及在從傳感器腔232觀察偏離視角的隱藏位置處與上游緩沖器室122的底部連通。在此情況下，流入開(kāi)口124的直徑或相對(duì)表面之間的距離H6被設(shè)成0.6至0.7mm，以使得在墨水流動(dòng)時(shí)可以形成彎月面M。此外，截面形狀并不特別受限，而只要該截面的尺寸使得可以在寬度方向或深度方向上形成彎月面就足夠了。
密封膜105布置成通過(guò)單元基座210和傳感器基座220的入口側(cè)流動(dòng)通路(上游連通通道)212和222以及出口側(cè)流動(dòng)通路(下游連通通道)213和223而直接面對(duì)傳感器腔232，即面對(duì)傳感器芯片230。就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，密封膜105布置成面對(duì)傳感器芯片230。
密封膜105用封蓋102(未示出)覆蓋。就是說(shuō)，用封蓋102將密封膜105從外部保護(hù)起來(lái)，由此預(yù)先防止由于干擾導(dǎo)致的密封膜損壞。
根據(jù)上述實(shí)施例，因?yàn)榫彌_器室122和123布置在用于送出墨水的輸送通道的端部附近，傳感器單元200布置成面對(duì)緩沖器室122和123，傳感器單元200的傳感器芯片230向緩沖器室122和123發(fā)射振動(dòng)波K，并且傳感器單元基于從緩沖器室122和123返回到傳感器腔232的反射波來(lái)檢測(cè)緩沖器室122和123或傳感器腔232內(nèi)墨水的存在，所以可以在幾乎不受墨水波動(dòng)或墨水中氣泡影響的條件下檢測(cè)殘留墨水量。
具體而言，因?yàn)榫彌_器室122和123的尺寸被設(shè)定成這樣，以避免從傳感器芯片230發(fā)射的振動(dòng)波與從緩沖器室122和123反射的反射波之間的抵消，所以可以在難以吸收反射波的條件下通過(guò)振動(dòng)板233接收到反射波。結(jié)果，可以提高壓電元件234的反電動(dòng)勢(shì)電壓，由此進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)。
具體而言，因?yàn)榫彌_器室122和123的柔量值被設(shè)定成傳感器腔232柔量值的至少10倍，所以難以吸收從傳感器芯片230產(chǎn)生的振動(dòng)。結(jié)果，可以提高壓電元件234的反電動(dòng)勢(shì)電壓，由此進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)。
因?yàn)閺妮斔屯ǖ赖纳嫌蝹?cè)流過(guò)流入開(kāi)口123的墨水，從上游緩沖器室122通過(guò)上游連通通道(傳感器接納壁120的連通開(kāi)口132以及單元基座210和傳感器基座220的入口側(cè)流動(dòng)通路212和222)供應(yīng)到傳感器腔232，并從傳感器腔232通過(guò)下游連通通道(單元基座210和傳感器基座220的出口側(cè)流動(dòng)通路213和223以及傳感器接納壁120的連通開(kāi)口133)、下游緩沖器室123和流出開(kāi)口125排出到輸送通道的下游側(cè)，所以傳感器腔232可以用作墨水流過(guò)的流動(dòng)通路的一部分。因此，可以盡可能防止由于墨水或氣泡留滯在傳感器腔232中而導(dǎo)致的錯(cuò)誤檢測(cè)。
特別地，因?yàn)樯嫌尉彌_器室122的流動(dòng)通路截面被設(shè)定為這樣的小截面(具體而言，上游緩沖器室122的高度被設(shè)定為2mm或更小)，以使得在墨水從流入開(kāi)口124流到傳感器腔232時(shí)可以通過(guò)墨水的表面張力形成半球形彎月面M(空氣和墨水之間的彎曲邊界)，所以可以防止氣泡在墨水之前被輸送到傳感器腔232的現(xiàn)象。就是說(shuō)，因?yàn)殡y以產(chǎn)生墨水和空氣在傳感器芯片230之前混和的狀態(tài)，所以由傳感器芯片230檢測(cè)到的波形是穩(wěn)定的，并且由此容易檢測(cè)到液體的用盡。此外，因?yàn)榱魅腴_(kāi)口124的直徑或用于將液體引入上游緩沖器室122的相對(duì)表面之間的距離被設(shè)定到0.6至0.7mm的范圍，所以可以更可靠地防止氣泡侵入到傳感器芯片230。
因?yàn)閭鞲衅餍酒?30布置在由金屬制成的傳感器基座220上，傳感器基座220布置在由樹(shù)脂制成的單元基座210上，單元基座210布置在傳感器接納壁120上，并且傳感器腔232與緩沖器室122和123彼此通過(guò)分別形成于傳感器基座220、單元基座210和傳感器接納壁120中的連通通道(上下游流動(dòng)通路212、222、213和223以及連通開(kāi)口132和133)連通，所以可以不受墨水波動(dòng)或墨水中氣泡的影響而精確地檢測(cè)殘留墨水量。此外，因?yàn)橛山饘僦瞥傻膫鞲衅骰?20置于由樹(shù)脂制成的單元基座210和傳感器芯片230之間，所以可以提高聲學(xué)特性。另外，因?yàn)檫B通通道(上下游流動(dòng)通路212、222、213和223以及連通開(kāi)口132和133)是窄流動(dòng)通路，所以?xún)H僅通過(guò)將緩沖器室122和123的尺寸設(shè)定為聲學(xué)特性中的最優(yōu)條件，就可以在小吸收的條件下由振動(dòng)板233接收反射波。所以，可以保持高靈敏度。
圖24、25和26示出了本發(fā)明的第五實(shí)施例。在此，如圖24、25和26所示，第四和第五實(shí)施例之間的不同在于，旁路傳感器腔232的上游側(cè)和下游側(cè)的旁路通道141至144布置在從上游緩沖器室122到下游緩沖器室123的流動(dòng)通路中。這些旁路通道141至144由增大流動(dòng)通路阻力的開(kāi)口或切口形成，而非穿過(guò)傳感器腔232。例如，如圖26所示，在旁路通道142的情況下，旁路通道142通過(guò)在相鄰部分的相對(duì)表面之間的間隙中設(shè)置切口來(lái)形成。一個(gè)旁路通道141布置在兩個(gè)緩沖器室122和123的底部處。
因?yàn)槟畯纳嫌尉彌_器室122和下游緩沖器室123流過(guò)U形通路，所以難以允許空氣從上游緩沖器室122流到下游緩沖器室123。此外，因?yàn)榕月穫鞲衅髑?32的上游側(cè)和下游側(cè)的旁路通道141至144布置在從上游緩沖器室122到下游緩沖器室123的流動(dòng)通路中，所以減小了當(dāng)墨水從上游緩沖器室122流到下游緩沖器室123時(shí)的整個(gè)流動(dòng)通路阻力。另外，因?yàn)榕月吠ǖ?41至144的流動(dòng)通路阻力大于墨水穿過(guò)傳感器腔232的情況下的阻力，所以墨水必須穿過(guò)傳感器腔232并由此可以防止墨水或空氣在傳感器腔232中殘留墨水的狀態(tài)下僅僅流過(guò)旁路通道141至144，從而可靠地檢測(cè)殘留墨水的存在。
在本實(shí)施例中，因?yàn)橐粋€(gè)旁路通道141布置在兩個(gè)緩沖器室122和123的底部處，所以可以允許墨水在殘留墨水量減少的時(shí)候，從上游側(cè)通過(guò)底部處的旁路通道141流到下游側(cè)而不穿過(guò)傳感器腔232。所以，可以防止由于氣泡殘留在緩沖器室122中或在傳感器腔232中流動(dòng)而導(dǎo)致的不穩(wěn)定檢測(cè)。就是說(shuō)，因?yàn)榕月吠ǖ?41位于緩沖器室122和123的底部處，所以殘留在緩沖器室122中或穿過(guò)傳感器腔232的氣泡量可以減少并且不穩(wěn)定的檢測(cè)區(qū)域可以減少，由此提高檢測(cè)精度。此外，因?yàn)樵谙掠尉彌_器室123變空之后，殘留在上游緩沖器室122中的墨水通過(guò)底部處的旁路通道141排出到下游側(cè)，所以傳感器腔232的空狀態(tài)被穩(wěn)定，由此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的檢測(cè)。
圖27和28示出了本發(fā)明的第六實(shí)施例。圖27是第六實(shí)施例的立體圖，主要示出了在圖23的箭頭Y的方向上看到的對(duì)應(yīng)于圖23中的截面X-X的部分。圖28示出了第六實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于圖23的截面X-X的部分。
在第六實(shí)施例中，導(dǎo)向壁122W設(shè)置成從上游緩沖器室122中的流入開(kāi)口124向著傳感器接納壁120的連通開(kāi)口(上游連通通道)132延伸。導(dǎo)向壁122W用來(lái)防止緩沖器室122的角部處的殘留墨水(殘留液體)Ip從其流出。
具體而言，在本實(shí)施例中，一對(duì)肋狀導(dǎo)向壁122W設(shè)置成覆蓋或遮蔽緩沖器室122中墨水可能殘留的角部。通過(guò)這種布置，角部處殘留的墨水Ip被捕集，并被防止在檢測(cè)到墨水用盡之后不必要地從其向著連通開(kāi)口132流出。這樣，可以在檢測(cè)到墨水用盡之后防止殘留墨水流入傳感器腔232(參見(jiàn)圖23)。就是說(shuō)，可以消除關(guān)于墨水存在的錯(cuò)誤檢測(cè)。
類(lèi)似地，下游緩沖器室123設(shè)有導(dǎo)向壁123W，該導(dǎo)向壁123W從傳感器接納壁120的連通開(kāi)口(下游連通通道)133延伸到流出開(kāi)口125，并在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)于上游緩沖器室122的導(dǎo)向壁122W。因?yàn)閷?dǎo)向壁123W類(lèi)似于上游緩沖器室122地布置在下游緩沖器室123中，所以可以使上游緩沖器室122和下游緩沖器室123的振動(dòng)特性均勻，由此抑制特性的變化。
圖29示出了第六實(shí)施例的一種變型。如圖29所示，導(dǎo)向壁122W、123W之后的部分可以被填滿，以消除緩沖器室122、123中墨水可能殘留的角部。通過(guò)此變型，因?yàn)榭梢酝耆@些角部處殘留的墨水，所以可以完全消除在檢測(cè)到墨水用盡之后殘留墨水錯(cuò)誤地流入傳感器腔232時(shí)對(duì)墨水存在的錯(cuò)誤檢測(cè)。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可應(yīng)用于要求精確檢測(cè)液體的液體傳感器和具有該液體傳感器的液體容器。
權(quán)利要求
1.一種容器，包括容器主體，其具有用于將存儲(chǔ)在其中的液體輸送出去的輸送通道；布置在所述輸送通道的端部附近的緩沖器室；和布置成面對(duì)所述緩沖器室的傳感器單元，其中所述傳感器單元具有傳感器芯片，并且其中所述傳感器芯片包括與所述緩沖器室連通的傳感器腔；振動(dòng)板，其封閉所述傳感器腔的同與所述緩沖器室連通一側(cè)相對(duì)的開(kāi)口側(cè)；和壓電元件，其布置在所述振動(dòng)板的與面對(duì)所述傳感器腔的表面相對(duì)的表面上，通過(guò)所述振動(dòng)板向所述傳感器腔和所述緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，接收從所述緩沖器室返回的反射波，并將所述反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中定義為所述緩沖器室容量變化的容易程度的所述緩沖器室的柔量值被設(shè)定為所述傳感器腔的柔量值的至少十倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的容器，其中所述緩沖器室的與所述振動(dòng)板相對(duì)的壁表面被開(kāi)口，所述開(kāi)口用具有柔性的密封膜封閉，所述緩沖器室的柔量值由所述密封膜的彈性給出，并且所述傳感器腔的柔量值由所述振動(dòng)板的彈性給出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的容器，其中所述緩沖器室包括兩個(gè)緩沖器室，即其間具有分隔壁的彼此相鄰的上游緩沖器室和下游緩沖器室，其中所述上游緩沖器室的上游部分與所述輸送通道的上游側(cè)連通，并且所述上游緩沖器室的下游部分通過(guò)上游連通通道與所述傳感器腔連通，其中所述下游緩沖器室的上游部分通過(guò)下游連通通道與所述傳感器腔連通，并且所述下游緩沖器室的下游部分與所述輸送通道的下游側(cè)連通，并且其中液體從所述輸送通道的所述上游側(cè)流入所述上游緩沖器室，通過(guò)所述上游連通通道進(jìn)入所述傳感器腔，從所述傳感器腔穿過(guò)所述下游連通通道和所述下游緩沖器室，并隨后排出到所述輸送通道的所述下游側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述緩沖器室的尺寸被設(shè)定為這樣的尺寸，以避免從所述傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)波與從所述緩沖器室返回的所述反射波的抵消。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的容器，其中所述緩沖器室的面對(duì)所述振動(dòng)板的壁表面是開(kāi)口端，并且其中當(dāng)從所述傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)波的波長(zhǎng)為λ時(shí)，在從所述振動(dòng)板到所述緩沖器室的所述開(kāi)口端的振動(dòng)傳播空間之中最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域在振動(dòng)傳播方向上的尺寸H被設(shè)定為滿足以下表達(dá)式(1)和(2)中任一個(gè)(1)(n×λ/2-λ/8)≤H≤(n×λ/2+λ/8)其中n＝1，2，3，…(2)0＜H≤λ/8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述緩沖器室的面對(duì)所述振動(dòng)板的壁表面是封閉端，并且其中當(dāng)從所述傳感器芯片發(fā)射的所述振動(dòng)波的波長(zhǎng)為λ時(shí)，在從所述振動(dòng)板到所述緩沖器室的所述封閉端的振動(dòng)傳播空間之中最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域在振動(dòng)傳播方向上的尺寸H被設(shè)定為滿足以下表達(dá)式(n×λ/2-λ/4-λ/8)≤H≤(n×λ/2-λ/4+λ/8)其中n＝1，2，3，…。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的容器，其中所述緩沖器室包括其間具有分隔壁的彼此相鄰的上游緩沖器室和下游緩沖器室，其中所述上游緩沖器室的上游部分與所述輸送通道的上游側(cè)連通，并且所述上游緩沖器室的下游部分通過(guò)上游連通通道與所述傳感器腔連通，其中所述下游緩沖器室的上游部分通過(guò)下游連通通道與所述傳感器腔連通，并且所述下游緩沖器室的下游部分與所述輸送通道的下游側(cè)連通，并且其中從所述輸送通道的所述上游側(cè)流動(dòng)的液體從所述上游緩沖器室通過(guò)所述上游連通通道被供應(yīng)到所述傳感器腔，并從所述傳感器腔通過(guò)所述下游連通通道和所述下游緩沖器室被排出到所述輸送通道的所述下游側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容器，其中所述傳感器單元液密配合安裝到的傳感器接納壁布置在所述傳感器單元與所述上游緩沖器室和下游緩沖器室之間，其中所述傳感器單元具有金屬的傳感器基座和樹(shù)脂的單元基座，所述傳感器芯片安裝并固定在所述傳感器基座上，所述傳感器基座安裝并固定在所述單元基座上，并且當(dāng)所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納壁上時(shí)所述單元基座與所述傳感器接納壁液密接觸，其中所述上游連通通道和下游連通通道形成在所述傳感器基座、所述單元基座和所述傳感器接納壁中，其中所述上游連通通道和下游連通通道是具有比所述上游緩沖器室和下游緩沖器室更小的流動(dòng)通路截面的窄流動(dòng)通路，并且其中除作為窄流動(dòng)通路的所述上游連通通道和下游連通通道之外的所述上游緩沖器室和下游緩沖器室是最影響振動(dòng)吸收的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述緩沖器室包括其間具有分隔壁的彼此相鄰的上游緩沖器室和下游緩沖器室，其中所述上游緩沖器室的上游部分通過(guò)流入開(kāi)口與所述輸送通道的上游側(cè)連通，并且所述上游緩沖器室的下游部分通過(guò)上游連通通道與所述傳感器腔連通，其中所述下游緩沖器室的上游部分通過(guò)下游連通通道與所述傳感器腔連通，并且所述下游緩沖器室的下游部分通過(guò)流出開(kāi)口與所述輸送通道的下游側(cè)連通，其中從所述輸送通道的所述上游側(cè)流動(dòng)的液體通過(guò)所述流入開(kāi)口而流入所述上游緩沖器室，通過(guò)所述上游連通通道進(jìn)入所述傳感器腔，從所述傳感器腔穿過(guò)所述下游連通通道和所述下游緩沖器室，并通過(guò)所述流出開(kāi)口排出到所述輸送通道的所述下游側(cè)，其中所述流入開(kāi)口與所述上游緩沖器室連通，并且其中垂直于所述上游緩沖器室中的墨水流的流動(dòng)通路截面被設(shè)定為這樣的小截面，使得當(dāng)液體從所述流入開(kāi)口流到所述傳感器腔時(shí)，至少寬度或高度可以通過(guò)所述液體的表面張力來(lái)形成半球形彎月面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的容器，其中所述上游緩沖器室和下游緩沖器室串聯(lián)布置在水平方向上，其中所述傳感器腔通過(guò)將所述振動(dòng)板定位在其上而向下與所述緩沖器室連通，其中所述振動(dòng)板與所述緩沖器室的下表面相對(duì)，并且所述傳感器腔和所述連通通道位于其間，其中所述流入開(kāi)口在從所述傳感器腔觀察偏離視角的隱藏位置處與所述上游緩沖器室的下端連通，并且其中從所述緩沖器室的下表面到上表面的高度被設(shè)定為2mm或更小。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容器，其中所述流入開(kāi)口的直徑或相對(duì)表面之間的距離被設(shè)定在0.6至0.7mm的范圍中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的容器，其中所述傳感器單元液密配合安裝到的傳感器接納壁布置在所述傳感器單元與所述上游緩沖器室和下游緩沖器室之間，其中所述傳感器單元具有金屬的傳感器基座和樹(shù)脂的單元基座，所述傳感器芯片安裝并固定在所述傳感器基座上，所述傳感器基座安裝并固定在所述單元基座上，并且當(dāng)所述傳感器單元除了所述傳感器芯片之外也安裝在所述傳感器接納壁上時(shí)所述單元基座與所述傳感器接納壁液密接觸，其中所述上游連通通道和下游連通通道形成在所述傳感器基座、所述單元基座和所述傳感器接納壁中，并且其中所述上游連通通道和下游連通通道是具有比所述上游緩沖器室和下游緩沖器室更小的流動(dòng)通路截面的窄流動(dòng)通路。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的容器，還包括導(dǎo)向壁，其在所述流入開(kāi)口與所述上游緩沖器室到所述上游連通通道的出口之間延伸，用于防止液體殘留在所述上游緩沖器室的角部處，或用于防止殘留在所述角部處的液體從其流出。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的容器，還包括導(dǎo)向壁，其在所述下游緩沖器室從所述下游連通通道的入口與所述流出開(kāi)口之間延伸，并且其在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)于所述上游緩沖器室的所述導(dǎo)向壁。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中所述緩沖器室包括上游緩沖器室和下游緩沖器室，所述上游緩沖器室和下游緩沖器室串聯(lián)布置在所述輸送通道的端部附近并且在其間具有分隔壁的情況下彼此相鄰，其中所述傳感器腔與上游緩沖器室和下游緩沖器室兩者連通，以形成從所述上游緩沖器室到所述下游緩沖器室的U形通道的一部分，并且其中旁路所述傳感器腔的上游側(cè)和下游側(cè)并具有比所述傳感器腔更大的流動(dòng)通路阻力的旁路通道，布置在從所述上游緩沖器室到所述下游緩沖器室的流動(dòng)通路中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的容器，其中所述上游緩沖器室和下游緩沖器室串聯(lián)布置在水平方向上，其中所述傳感器腔通過(guò)將所述振動(dòng)板定位在其上而向下與兩個(gè)緩沖器室連通，并且其中所述振動(dòng)板在所述傳感器腔位于其間的情況下與所述緩沖器室的下表面相對(duì)，并且至少一個(gè)旁路通道形成在兩個(gè)緩沖器室的下端。
18.一種液體傳感器，包括振動(dòng)腔形成基部，其具有彼此面對(duì)的第一表面和第二表面，用于接納待檢測(cè)介質(zhì)的腔形成為向著所述第一表面開(kāi)口使得所述腔的底表面可以被振動(dòng)；壓電元件，其具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第二表面一側(cè)，所述壓電層層疊在所述第一電極上，所述第二電極層疊在所述壓電層上；流動(dòng)通路形成基部，其層疊在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第一表面一側(cè)，所述流動(dòng)通路形成基部形成有用于向所述腔供應(yīng)待檢測(cè)液體的液體供應(yīng)通路和用于從所述腔排出待檢測(cè)液體的液體排出通路；與所述液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室；和與所述液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液體傳感器，其中所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室相對(duì)于所述腔的中心對(duì)稱(chēng)形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或者19所述的液體傳感器，其中所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室的體積分別是所述腔的至少十倍。
21.一種液體容器，包括容器主體，其具有用于將儲(chǔ)存在內(nèi)部的液體輸送到外部的液體輸送開(kāi)口；和安裝在所述容器主體上的液體傳感器，其中所述液體傳感器包括振動(dòng)腔形成基部，其具有彼此面對(duì)的第一表面和第二表面，用于接納待檢測(cè)介質(zhì)的腔形成為向著所述第一表面開(kāi)口使得所述腔的底表面可以被振動(dòng)；壓電元件，其具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第二表面一側(cè)，所述壓電層層疊在所述第一電極上，所述第二電極層疊在所述壓電層上；和流動(dòng)通路形成基部，其層疊在所述振動(dòng)腔形成基部的所述第一表面一側(cè)，所述流動(dòng)通路形成基部形成有用于向所述腔供應(yīng)待檢測(cè)液體的液體供應(yīng)通路和用于從所述腔排出待檢測(cè)液體的液體排出通路，所述液體容器還包括與所述液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室；和與所述液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室，并且其中所述容器主體內(nèi)的液體通過(guò)所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述液體供應(yīng)通路供應(yīng)到所述腔，并從所述腔通過(guò)所述液體排出通路和所述排出側(cè)緩沖器室排出。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液體容器，其中所述液體傳感器的所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室相對(duì)于所述腔的中心對(duì)稱(chēng)形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或者22所述的液體容器，其中所述液體傳感器的所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室的體積分別是所述腔的至少十倍。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的液體容器，其中所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室與構(gòu)成所述容器主體的內(nèi)部空間主要部分來(lái)儲(chǔ)存墨水的液體儲(chǔ)存室連通，并且所述排出側(cè)緩沖器室與所述容器主體的所述內(nèi)部空間中的液體輸送空間連通，所述液體輸送空間與用于將儲(chǔ)存在內(nèi)部的液體輸送到外部的液體輸送開(kāi)口連通。
全文摘要
公開(kāi)了一種具有液體檢測(cè)功能的容器，其包括盒殼體(101)，其具有用于將其中存儲(chǔ)的液體輸送出去的輸送通道；布置在輸送通道端部附近的緩沖器室(122、123)；和布置成面對(duì)緩沖器室的傳感器單元(200)。設(shè)置在傳感器單元中的傳感器芯片(230)包括與緩沖器室連通的傳感器腔(232)；振動(dòng)板(233)，封閉傳感器腔的同與緩沖器室連通一側(cè)相對(duì)的開(kāi)口側(cè)；和壓電元件(234)，其布置在振動(dòng)板的與面對(duì)傳感器腔的表面相對(duì)的表面上，通過(guò)振動(dòng)板向傳感器腔和緩沖器室發(fā)射振動(dòng)波，接收通過(guò)振動(dòng)板從緩沖器室返回的反射波，并隨后將反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。緩沖器室(122、123)的柔量值被設(shè)成傳感器腔柔量值的10倍。
文檔編號(hào)G01F23/22GK1799845SQ20051013013
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者張俊華, 片倉(cāng)孝浩, 勝村隆義 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社