專利名稱：液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)和液體容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體傳感器和具有該液體傳感器的液體容器，更具體地，本發(fā)明涉及適合于檢測在液體噴射裝置中的液體剩余量的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)和液體容器。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)液體噴射裝置的代表性示例，已知一種包括用于打印圖像的噴墨打印頭的噴墨打印機。其他的液體噴射裝置的示例可以包括，包含用于制造液晶顯示器等的色彩過濾器的顏料噴射頭的裝置，包含用于形成有機EL顯示器、場發(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，包含用于制造生物芯片的活性有機材料噴射頭的裝置，和包含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性示例的噴墨打印機中，噴墨打印頭被安裝于托架上，所述噴墨打印頭具有對壓力產(chǎn)生腔施壓的施壓單元和將受壓的墨水以墨滴噴射出的噴嘴口。
噴墨打印機具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過將墨水容器中的墨水通過流動通路連續(xù)供應(yīng)到打印頭而可以連續(xù)進行打印。墨水容器被構(gòu)造為可拆卸的盒，例如，在墨水被用盡時用戶可以更換該盒。
傳統(tǒng)上，作為墨盒的墨水消耗的管理方法，已知有一種管理方法，其中從打印頭噴射的墨滴的數(shù)量或者維護所吸收的墨水量由軟件累計，以計算墨水消耗量；以及一種這樣的方法，其通過在墨盒中安裝檢測液體平面的電極，管理實際消耗了預(yù)定量墨水時的時間點。
但是，在其中由軟件累計噴射出的墨滴的數(shù)量或墨水量以計算墨水消耗量的方法中，存在如下所述的問題。一些頭存在所噴射的墨滴的重量的波動。雖然墨滴重量的波動對于顯示質(zhì)量沒有影響。但是，考慮由于該波動造成的墨水消耗量的誤差被累積的情況，墨水連同余量墨水被填充在墨盒中。因此，根據(jù)個體的墨盒，殘留有多達余量墨水的墨水。
另一方面，在使用電極管理墨水被用盡的時間點的方法中，因為墨水的實際量可以被檢測，所以可以以高可靠性管理墨水的殘余量。但是，因為墨水面的檢測依賴于墨水的導(dǎo)電性，所以存在這樣的缺陷，即可檢測的墨水種類是有限的，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常被用作電極材料。因此，墨盒的制造成本升高。此外，因為需要安裝兩個電極，所以增加了制造步驟數(shù)，由此使得制造成本升高。
因此，被開發(fā)來解決上述問題的設(shè)備在JP-A-2001-146024或者JP-A-2001-146030中作為壓電設(shè)備被公開。此壓電設(shè)備可以可靠地檢測液體的殘余量，不需要復(fù)雜的密封結(jié)構(gòu)。該壓電設(shè)備可以在安裝在液體容器上進行使用。
就是說，在所述出版物中所描述的壓電設(shè)備中，當(dāng)在與壓電設(shè)備的振動部分相對的腔中存在或者不存在墨水時，通過利用由振動部分在驅(qū)動脈沖強迫振動之后的殘余振動(自由振動)所產(chǎn)生的殘余振動信號的共振頻率的變化，可以監(jiān)測墨盒中的墨水的殘余量。
圖27示出了構(gòu)成前述傳統(tǒng)壓電設(shè)備的致動器。此致動器1106包括襯底1178，在大致中心處具有圓形開口1161；振動板1176，布置在襯底1178的一個表面(此后稱為“前表面”)上，以覆蓋開口1161；壓電層1160，布置在振動板1176的前表面上；上部電極1164和下部電極1166，上部電極1164和下部電極1166將壓電層1160夾在兩者之間；上部電極端子1168，電連接到上部電極1164；下部電極端子1170，電連接到下部電極1166；以及輔助電極1172，布置在上部電極1164和上部電極端子1168之間并且與這兩者電連接。
壓電層1160、上部電極1164和下部電極1166中的每一個都具有一圓形部分作為主體部分。壓電層1160、上部電極1164和下部電極1166的各圓形部分構(gòu)成壓電元件。
振動板1176被形成在襯底1178的前表面上，以覆蓋開口1161。振動板1176中實際振動的振動區(qū)域由開口1161限定。腔1162由振動板1176的面向開口1161的一部分和襯底(腔形成構(gòu)件)1178的開口1161形成。襯底1178在與壓電元件相反側(cè)的表面(此后稱為“后表面”)而向墨水容器的內(nèi)部。因此，腔1162被構(gòu)造成與液體(墨水)接觸。此外，振動板被液密地安裝到襯底1178，因此即使液體進入腔1162，液體也不會泄漏到襯底1178的前表面?zhèn)取?br> 在根據(jù)上述傳統(tǒng)技術(shù)的致動器1106中，在由向壓電元件施加振動脈沖強迫振動振動部分之后所產(chǎn)生的振動部分的殘余振動(自由振動)，被檢測為該同一壓電元件產(chǎn)生的反電動勢。
如圖28所示，上述的傳統(tǒng)致動器(壓電設(shè)備)1106被安裝在墨盒1180的容器主體1181的容器壁上，并且被構(gòu)造為用于接納將被檢測的墨水的腔1162被暴露在墨盒1180內(nèi)的墨水存儲空間中。
但是，如上所述，上述的傳統(tǒng)致動器(壓電設(shè)備)1106被構(gòu)造成使得腔1162被暴露在墨盒1180內(nèi)的墨水存儲空間中。因此，如果墨盒1180內(nèi)的墨水由于振動等而起泡，則氣泡容易進入致動器1106的腔1162。如果氣泡進入腔1162中并且在此積累時，由致動器1106檢測到的殘余振動的共振頻率變高，于是盡管墨盒1180中的墨水的殘余量是足夠的，也會錯誤判定液體平面通過了致動器1106的位置并且墨水的殘余量變小。
因為致動器1106被構(gòu)造成將腔1162被暴露在墨盒1180內(nèi)的墨水存儲空間，所以墨水存儲空間內(nèi)的墨水壓力對致動器1106的振動板1176和壓電層1160有直接影響。因此，在墨盒1180或類似物中，墨水存儲空間內(nèi)的墨水由于托架在打印操作時往復(fù)運動而被劇烈振動，于是由此振動產(chǎn)生的墨水壓力對致動器1106產(chǎn)生直接影響，這導(dǎo)致錯誤的判斷。
此外，也考慮了在面向致動器1106的位置形成用于防止墨水振動或者波動的擋板。但是，圍繞致動器1106的空間結(jié)構(gòu)被復(fù)雜，并且由致動器1106檢測到的殘余振動的振動模式也同樣變復(fù)雜。結(jié)果，檢測操作變困難，因而使得檢測靈敏度下降。
當(dāng)致動器1106的腔1162的尺寸被制造得很小，以精確檢測墨水面的通過時刻時，容易在腔1162中形成墨水的彎月面。因此，即使液體平面由于墨水的消耗而已經(jīng)通過腔1162的位置，也會因為墨水積存在腔1162內(nèi)，而錯誤地判定液體平面還沒有通過腔1162的位置并且墨水的殘余量是足夠的。
在使用在JP-A-2001-146024或者JP-A-2001-146030中所公開的傳感器單元時，允許墨水自由地進入與振動板相對的腔，但是不允許墨水進入作為電氣元件的壓電元件等被布置在其中的空間。因此，在安裝時，相鄰元件之間的空間必須被液密密封。
作為密封結(jié)構(gòu)，已知有這樣一種結(jié)構(gòu)，即傳感器元件被直接接合到容器主體的開口的周邊，或者已知有這樣一種結(jié)構(gòu)，即傳感器單元被直接接合到模塊的開口的周邊，然后模塊被安裝到容器主體上，而O形環(huán)被置于它們之間。但是，因為傳感器單元被接合到開口的周邊，所以尺寸的偏差使得難以確保密封能力。此外，當(dāng)傳感器單元被直接接合到容器主體的開口的周邊或者模塊的開口的周邊時，其可能容易受到墨水波動或者墨水中的氣泡的影響，由此導(dǎo)致錯誤判斷。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述的情況設(shè)計了本發(fā)明。本發(fā)明的第一目的是提供一種液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)和液體容器，其中通過簡化振動模式可以提高檢測靈敏度并且通過減少來自液體振動的影響可以可靠地確定液體的存在。
本發(fā)明的第二目的是提供一種具有液體檢測功能的容器，其中在將傳感器單元安裝在容器主體上時的密封操作可以簡單可靠地完成，而不會受到構(gòu)件尺寸精度的影響，并且所述容器具有幾乎不會受到墨水波動或者墨水中的氣泡的影響的結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)至少一個目的，本發(fā)明具有如下的構(gòu)造<第一方面>
(1)一種液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)，包括振動腔形成基部，所述振動腔形成基部具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔形成為朝向所述第一表面一側(cè)開口，并且所述腔的底表面可以振動；壓電元件，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動腔形成基部的所述第二表面一側(cè)上，所述壓電層形成在所述第一電極上，所述第二電極形成在所述壓電層上；包括流動通路形成基部的傳感器，所述流動通路形成基部形成在振動腔形成基部的所述第一表面上，并且所述流動通路形成基部具有用于將作為檢測目標(biāo)的液體供應(yīng)到所述腔的液體供應(yīng)通路和用于將作為檢測目標(biāo)的液體從所述腔排出的液體排出通路；安裝有所述傳感器的安裝目標(biāo)構(gòu)件，所述安裝目標(biāo)構(gòu)件具有上游空間和下游空間，所述上游空間與所述液體供應(yīng)通路連通，供應(yīng)到所述液體供應(yīng)通路的液體存在于所述上游空間中，所述下游空間與所述液體排出通路連通，從所述液體排出通路排出的液體存在于所述下游空間中；以及彈性密封構(gòu)件，所述彈性密封構(gòu)件布置在所述傳感器和所述安裝目標(biāo)構(gòu)件之間，并具有允許所述液體供應(yīng)通路與所述上游空間彼此連通的供應(yīng)側(cè)開口和允許所述液體排出通路與所述下游空間彼此連通的排出側(cè)開口，并且所述彈性密封構(gòu)件密封所述液體供應(yīng)通路和所述上游空間之間的間隙以及所述液體排出通路和所述下游空間之間的間隙。
就是說，在本發(fā)明中，因為設(shè)置流動通路形成基部，其中所述流動通路形成基部層疊在振動腔形成基部的第一表面?zhèn)壬?，包括用于將作為檢測目標(biāo)的液體供應(yīng)到腔的液體供應(yīng)通路和用于將作為檢測目標(biāo)的液體從腔排出的液體排出通路，所以到腔的液體供應(yīng)通過液體供應(yīng)通路來執(zhí)行，并且從腔的液體排出通過液體排出通路來執(zhí)行。因此，當(dāng)傳感器安裝在作為檢測目標(biāo)的液體的容器上時，可以通過液體供應(yīng)通路將液體供應(yīng)到腔，而不用將傳感器的腔暴露于儲存作為檢測目標(biāo)的液體的存儲空間。
這樣，通過在消耗液體時允許液體流動通過傳感器的液體供應(yīng)通路和液體排出通路，即使氣泡進入腔中，該氣泡也由于液體流動被從腔排擠出。因此，可以防止由氣泡在腔中的停留導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測，由此提高了檢測精度。此外，殘留液體減少，由此使得工業(yè)浪費減少。
因為腔不必被暴露于液體存儲空間，所以可以防止液體通過液體平面時在腔中形成彎月面。因此，可以防止由于在腔中的液體殘余導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。此外，因為腔不被暴露至液體存儲空間，而是被流動通路形成基部從液體存儲空間分隔開，因此，根據(jù)墨水平面的變化、或墨水的存在或不存在，當(dāng)腔的底表面被強迫振動時在腔的底表面上殘留的殘余振動的差異變得更大。因此，檢測靈敏度變得更高，由此提高了檢測精度并且防止了錯誤檢測。
此外，因為彈性密封構(gòu)件被布置在傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間，該彈性密封構(gòu)件具有允許液體供應(yīng)通路與上游空間連通的供應(yīng)側(cè)開口和允許液體排出通路與下游空間連通的排出側(cè)開口，并且該彈性密封構(gòu)件用于密封液體供應(yīng)通路和上游空間之間的空間和液體排出通路和下游空間之間的空間，所以可以確保檢測精度并且可以簡化制造工藝。
就是說，例如，當(dāng)用膠粘劑密封安裝目標(biāo)構(gòu)件和傳感器之間的空間時，該膠粘劑可能容易被擠壓到由液體供應(yīng)通路和上游空間形成的流動通路或者由液體排出通路和下游空間形成的流動通路中。于是，因為氣泡附著到被擠壓出的膠粘劑并且不能很好地去除，所以氣泡會影響腔的底表面上的殘余振動，由此不利地影響檢測精度。因此，應(yīng)該設(shè)法不將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此使得接合工藝變復(fù)雜。
相反，在本發(fā)明中，因為彈性密封構(gòu)件密封液體供應(yīng)通路和上游空間之間的空間和液體排出通路和下游空間之間的空間，所以根本不會將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此解決了由于氣泡附著導(dǎo)致的檢測精度降低或者用于設(shè)法不擠壓出膠粘劑的工藝的復(fù)雜性的問題。
(2)在根據(jù)(1)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，彈性密封構(gòu)件的供應(yīng)側(cè)開口的開口可以大于傳感器的液體供應(yīng)通路的開口，并且彈性密封構(gòu)件的排出側(cè)開口的開口可以大于傳感器的液體排出通路的開口。在此情況下，可以防止腔的底表面的振動通過液體被傳遞到彈性密封構(gòu)件。因此，可以防止由于在彈性密封構(gòu)件中產(chǎn)生的振動對腔的底表面的殘余振動的影響所造成的檢測精度的下降。
(3)在根據(jù)(2)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，彈性密封構(gòu)件的供應(yīng)側(cè)開口的開口直徑可以設(shè)為比傳感器的液體供應(yīng)通路的開口直徑大兩倍或者更多倍，并且彈性密封構(gòu)件的排出側(cè)開口的開口直徑可以設(shè)為比傳感器的液體排出通路的開口直徑大兩倍或者更多倍。在此情況下，可以有效地防止腔底表面的振動通過液體被傳遞到彈性密封構(gòu)件。因此，可以防止由于在彈性密封構(gòu)件中產(chǎn)生的振動對腔的底表面的殘余振動的影響所造成的檢測精度的下降。
(4)在根據(jù)(2)或(3)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，彈性密封構(gòu)件的供應(yīng)側(cè)開口和傳感器的液體供應(yīng)通路可以同心地布置，并且彈性密封構(gòu)件的排出側(cè)開口和傳感器的液體排出通路可以同心地布置。在此情況下，即使當(dāng)腔底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件時，在彈性密封構(gòu)件中產(chǎn)生的振動模式也可以通過分別以同心的方式布置供應(yīng)側(cè)開口和液體供應(yīng)通路以及排出側(cè)開口和液體排出通路而進一步簡化。因此，可以盡可能地抑制由于在彈性密封構(gòu)件中產(chǎn)生的振動造成的檢測精度的下降。
(5)在根據(jù)(1)到(4)中的任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，液體供應(yīng)通路和液體排出通路的開口可以設(shè)為相同的尺寸和形狀，并且供應(yīng)側(cè)開口和排出側(cè)開口的開口可以設(shè)為相同的尺寸和形狀。在此情況下，腔底表面的振動通過其傳播的、包括液體供應(yīng)通路和液體排出通路的空間的形狀被簡化，由此在腔的底表面上殘留的殘余振動的振動模式也被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被簡化或者檢測精度可以被提高。
(6)在根據(jù)(5)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，液體供應(yīng)通路和供應(yīng)側(cè)開口以及液體排出通路和排出側(cè)開口可以關(guān)于腔的中心對稱。在此情況下，腔底表面的振動通過其傳播的、包括液體供應(yīng)通路和液體排出通路的空間的形狀被簡化，由此在腔的底表面上殘留的殘余振動的振動模式也被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被簡化或者檢測精度可以被提高。
(7)根據(jù)(1)到(6)中任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)，還包括偏置構(gòu)件，用于通過將傳感器朝向安裝目標(biāo)構(gòu)件偏置來將傳感器固定到安裝目標(biāo)構(gòu)件。在此情況下，傳感器可以通過利用偏置構(gòu)件的偏置力被可靠地安裝在安裝目標(biāo)構(gòu)件上，并且彈性密封構(gòu)件被偏置構(gòu)件壓縮，由此很少再導(dǎo)致變形。因此，即使當(dāng)腔底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件時，彈性密封構(gòu)件也幾乎不振動。因此，可以有效地防止由于彈性密封構(gòu)件的振動導(dǎo)致的檢測精度的下降。
(8)根據(jù)(1)到(7)中任一項所述的液體傳感器的安裝構(gòu)件，還包括保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件被安裝在彈性密封構(gòu)件的外周，以在外部保持彈性密封構(gòu)件。在此情況下，彈性密封構(gòu)件朝向外周的變形被保持構(gòu)件限制，并且當(dāng)彈性密封構(gòu)件被偏置構(gòu)件的偏置力壓縮時，彈性密封構(gòu)件的變形被進一步抑制。因此，即使當(dāng)腔底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件時，彈性密封構(gòu)件的振動也被進一步抑制。因此，可以有效地防止由于彈性密封構(gòu)件的振動導(dǎo)致的檢測精度的下降。
(9)在根據(jù)(1)到(8)中任一項所述的液體傳感器的安裝構(gòu)件，安裝目標(biāo)構(gòu)件可以是緩沖器構(gòu)件，其具有作為上游空間的與液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室和作為下游空間的與液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室。在此情況下，液體通過其進入和離開腔的液體供應(yīng)通路和液體排出通路分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室，而不是直接開口到作為檢測目標(biāo)的液體的存儲空間。因此，即使當(dāng)由于液體在液體存儲空間中的振動產(chǎn)生氣泡時，這些氣泡也被供應(yīng)側(cè)緩沖器室一次性地捕集，而幾乎沒有氣泡進入腔中。因此，可以防止由氣泡在腔內(nèi)停留導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。
此外，因為液體通過其進入和離開腔的液體供應(yīng)通路和液體排出通路分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室，而不是直接開口到液體的存儲空間，所以在液體存儲空間中的液體壓力不會直接作用于腔。因此，可以防止由氣泡在腔內(nèi)停留導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。
(10)在根據(jù)(9)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室可以關(guān)于腔的中心對稱。在此情況下，通過允許供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室對稱，簡化了形成兩個緩沖器室的構(gòu)件的形狀，由此便于制造加工，并且實現(xiàn)該構(gòu)件尺寸的減小。
(11)此外，在根據(jù)(9)或(10)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室可以具有比腔大10倍或者更多倍的體積。在此情況下，因為在液體容器的液體存儲空間中產(chǎn)生的液體的壓力變化幾乎不對傳感器的傳感器特性產(chǎn)生影響，所以可以防止由于諸如液體的振動之類的壓力的影響所導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。此外，因為兩個緩沖器室內(nèi)的壓力都不會由于腔的底表面的振動而增大，所以不會產(chǎn)生額外的振動，因而在腔的底表面上殘留的殘余振動的振動模式被簡化，由此提高了檢測精度。
(12)在根據(jù)(9)到(11)中任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，緩沖器構(gòu)件可以安裝在容器主體上，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口，供應(yīng)側(cè)緩沖器室可以構(gòu)成容器主體的內(nèi)部空間的主要部分并可以與儲存液體的液體存儲室連通，并且排出側(cè)緩沖器室可以充當(dāng)與用于輸出儲存在容器主體內(nèi)部空間中的液體的液體輸送開口連通的液體輸送空間。在此情況下，儲存在容器主體的液體存儲室中的液體流入傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室的入口，而從排出側(cè)緩沖器室的出口排出，并被輸送到容器主體的液體輸送開口。此外，被輸送到容器主體的液體輸送開口的所有液體都預(yù)先通過傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室、腔、以及排出側(cè)緩沖器室。結(jié)果，可以可靠地檢測墨水的消耗。
(13)根據(jù)本發(fā)明的一種液體容器包括容器主體，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口；和傳感器，所述傳感器安裝在所述容器主體上，以檢測其中的液體。所述傳感器包括振動腔形成基部，所述振動腔形成基部具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔朝向所述第一表面開口，并且所述腔的底表面可以振動；壓電元件，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動腔形成基部的所述第二表面一側(cè)上，所述壓電層形成在所述第一電極上，所述第二電極形成在所述壓電層上；和流動通路形成基部，所述流動通路形成基部層疊在所述振動腔形成基部的所述第一表面一側(cè)上，并且在所述流動通路形成基部中形成用于將作為檢測目標(biāo)的液體供應(yīng)到腔的液體供應(yīng)通路和用于從腔排出作為檢測目標(biāo)的液體的液體排出通路。所述容器主體具有通過液體供應(yīng)通路與所述腔連通的上游空間和與液體排出通路連通的下游空間，其中，供應(yīng)到所述液體供應(yīng)通路的液體存在于所述上游空間中，從所述液體排出通路排出的液體存在于所述下游空間中。所述液體容器還包括彈性密封構(gòu)件，所述彈性密封構(gòu)件布置在所述傳感器和所述容器主體之間，具有允許所述液體供應(yīng)通路與上游空間彼此連通的供應(yīng)側(cè)開口和允許所述液體排出通路與所述下游空間彼此連通的排出側(cè)開口，并且分別密封所述液體供應(yīng)通路和所述上游空間之間的空間和所述液體排出通路和所述下游空間之間的空間。
(14)一種液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)，包括振動腔形成基部，所述振動腔形成基部具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔形成為朝向所述第一表面開口，并且所述腔的底表面可以振動；包括壓電元件的傳感器，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動腔形成基部的所述第二表面一側(cè)上，所述壓電層形成在所述第一電極上，所述第二電極形成在所述壓電層上；安裝有所述傳感器的安裝目標(biāo)構(gòu)件，所述安裝目標(biāo)構(gòu)件具有上游空間和下游空間，所述上游空間通過上游流動通路與所述腔連通，所述下游空間通過下游流動通路與所述腔連通；和彈性密封構(gòu)件，所述彈性密封構(gòu)件布置在所述傳感器和所述安裝目標(biāo)構(gòu)件之間，并且密封所述傳感器和所述安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間。所述彈性密封構(gòu)件布置在除流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，其中在所述流動通路空間中，所述腔、所述上游流動通路和所述下游流動通路彼此連通。
就是說，在本發(fā)明中，因為設(shè)置具有通過上游流動通路與腔連通的上游空間和通過下游流動通路與腔連通的下游空間的安裝目標(biāo)構(gòu)件，所以到腔的液體供應(yīng)通過上游流動通路來執(zhí)行，并且從腔的液體排出通過下游流動通路來執(zhí)行。因此，當(dāng)傳感器安裝在作為檢測目標(biāo)的液體的容器上時，可以通過上游流動通路將液體供應(yīng)到腔，而不用將傳感器的腔暴露于儲存作為檢測目標(biāo)的液體的存儲空間。
這樣，通過在消耗液體時允許液體流動通過傳感器的上游流動通路和下游流動通路，即使氣泡進入腔中，該氣泡也由于液體流動被從腔排擠出。因此，可以防止由氣泡在腔中的停留導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測，由此提高了檢測精度。此外，殘留液體減少，由此使得工業(yè)浪費減少。
因為腔不必被暴露于液體存儲空間，所以可以防止液體通過液體平面時在腔中形成彎月面。因此，可以防止由于在腔中的液體殘余導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。此外，因為腔不被暴露至液體存儲空間，而是被具有上游流動通路和下游流動通路的構(gòu)件從液體存儲空間分隔開，因此，根據(jù)液體平面的變化、或液體的存在或不存在，當(dāng)腔的底表面被強迫振動時在腔的底表面上殘留的殘余振動的差異變得更大。因此，檢測靈敏度變得更高，由此提高了檢測精度并且防止了錯誤檢測。
此外，因為彈性密封構(gòu)件被布置在傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間，并且該彈性密封構(gòu)件用于密封傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間，所以可以確保檢測精度并且還可以簡化制造工藝。
就是說，例如，當(dāng)用膠粘劑密封安裝目標(biāo)構(gòu)件和傳感器之間的空間時，該膠粘劑可能容易被擠壓到腔與上游流動通路和下游流動通路在其中連通的流動通路中。于是，因為氣泡附著到被擠壓出的膠粘劑并且不能很好地去除，所以氣泡會影響腔的底表面上的殘余振動，由此不利地影響檢測精度。因此，應(yīng)該設(shè)法不將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此使得接合工藝變復(fù)雜。
相反，在本發(fā)明中，因為彈性密封構(gòu)件密封傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間，所以根本不會將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此解決了由于氣泡附著導(dǎo)致的檢測精度降低或者用于設(shè)法不擠壓出膠粘劑的工藝的復(fù)雜性的問題。
此外，因為彈性密封構(gòu)件布置在除流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，其中所述腔、所述上游流動通路和所述下游流動通路在所述流動通路空間中彼此連通，所以腔底表面的振動不會通過液體傳遞到彈性密封構(gòu)件。因此，可以防止由于在彈性密封構(gòu)件中產(chǎn)生的振動對腔底表面的殘余振動的影響導(dǎo)致的檢測精度的下降。
就是說，例如，當(dāng)彈性密封構(gòu)件暴露于上游流動通路或者下游流動通路與腔之間的流動通路空間時，腔底表面的振動可以通過液體傳遞到彈性密封構(gòu)件，使得彈性密封構(gòu)件振動，并且彈性密封構(gòu)件的振動可以影響腔底表面的振動，由此使振動模式變復(fù)雜。因此，通過將彈性密封構(gòu)件布置在除腔、上游流動通路和下游流動通路在其中彼此連通的流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，這樣的問題可以被預(yù)先防止，由此防止了檢測精度的下降。
(15)在根據(jù)(14)所述的液體傳感器的安裝構(gòu)件中，上游流動通路和下游流動通路開口于其中的流動通路突起可以被形成在安裝目標(biāo)構(gòu)件中，并且彈性密封構(gòu)件可以在流動通路突起的外周處密封傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間。在此情況下，通過將上游流動通路和下游流動通路開口于其中的流動通路突起的表面與傳感器的腔相對然后接合到其，上游流動通路和下游流動通路被允許與腔連通，由此形成流動通路。此外，通過用彈性密封構(gòu)件密封相對的兩部分的周圍，可以令人滿意地進行密封，而不用將彈性密封構(gòu)件暴露于流動通路。
(16)在根據(jù)(14)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，圍繞上游流動通路和下游流動通路的兩個開口的環(huán)形突起可以被形成在流動通路突起的與傳感器單元相對的表面上。在此情況下，當(dāng)將流動通路突起的上游流動通路和下游流動通路開口于其中的表面與傳感器的腔相對，并且允許上游流動通路和下游流動通路與腔連通以形成流動通路時，環(huán)形突起與傳感器緊密接觸，因此由腔和流動通路突起之間的接合部分的平坦度導(dǎo)致的微小間隙變得非常小，由此進一步提高了密封能力。此外，因為彈性密封構(gòu)件和液體的接觸幾乎被防止，所以可以幾乎防止彈性密封構(gòu)件通過液體的振動，由此可靠地防止了檢測精度的下降。
(17)在根據(jù)(14)到(16)中任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，上游流動通路和下游流動通路可以關(guān)于腔的中心對稱。在此情況下，腔底表面的振動通過其傳播的包括上游流動通路和下游流動通路的空間的形狀可以被簡化，因此在腔底表面上殘留的殘余振動的振動模式也可以被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被簡化或者檢測精度可以被提高。
(18)在根據(jù)(14)到(17)中任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，上游流動通路和下游流動通路可以設(shè)為具有小于腔的流動通路面積，并且具有使得其中存在液體的流體質(zhì)量的長度。在此情況下，因為在上游流動通路和下游流動通路中產(chǎn)生合適的流動通路阻力，所以可以防止由于腔的底表面的振動導(dǎo)致的腔中的壓力變化傳播到上游空間或者下游空間中，并且可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝?，由此提高和確保檢測精度。
(19)根據(jù)(14)到(18)中任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)還包括偏置構(gòu)件，用于通過將傳感器朝向安裝目標(biāo)構(gòu)件偏置來將傳感器固定到安裝目標(biāo)構(gòu)件。在此情況下，傳感器可以通過利用偏置構(gòu)件的偏置力被可靠地安裝在安裝目標(biāo)構(gòu)件上，并且彈性密封構(gòu)件被偏置構(gòu)件壓縮，由此幾乎不再導(dǎo)致變形。因此，即使當(dāng)腔底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件時，彈性密封構(gòu)件也幾乎不振動。因此，可以有效地防止由于彈性密封構(gòu)件的振動導(dǎo)致的檢測精度的下降。
(20)在根據(jù)(14)到(19)中任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，安裝目標(biāo)構(gòu)件可以是緩沖器構(gòu)件，所述緩沖器構(gòu)件具有作為上游空間的與液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室和作為下游空間的與液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室。在此情況下，液體通過其進入和離開腔的上游流動通路和下游流動通路分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室，而不是直接開口到作為檢測目標(biāo)的液體的存儲空間。因此，即使當(dāng)由于液體的振動在液體存儲空間中產(chǎn)生氣泡時，這些氣泡也被供應(yīng)側(cè)緩沖器室一次性地捕集，而幾乎沒有氣泡進入腔中。因此，可以防止由氣泡在腔內(nèi)停留導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。
此外，因為液體通過其流入和流出腔的上游流動通路和下游流動通路分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室，而不是直接開口到液體存儲空間。因此，可以防止由于氣泡在腔中的停留導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。
(21)在根據(jù)(20)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室可以關(guān)于腔的中心對稱。在此情況下，通過允許供應(yīng)側(cè)緩沖器腔和排出側(cè)緩沖器腔對稱，形成兩個緩沖器室的構(gòu)件的形狀被簡化，由此便于制造加工，并且實現(xiàn)了構(gòu)件尺寸的減小。
(22)在根據(jù)(20)或者(21)所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，供應(yīng)側(cè)緩沖器室和排出側(cè)緩沖器室可以具有比腔的體積大10倍或者更多倍的體積。在此情況下，因為在液體容器的液體存儲空間中產(chǎn)生的液體的壓力變化不會對傳感器的傳感器特性產(chǎn)生影響，所以可以防止由于諸如液體的振動造成的壓力的影響所導(dǎo)致的傳感器的錯誤檢測。此外，因為兩個緩沖器室內(nèi)的壓力都不會由于腔的底表面的振動而增大，所以不會產(chǎn)生多余的振動，因而在腔的底表面上殘留的殘余振動的振動模式被簡化，由此提高了檢測精度。
(23)在根據(jù)(20)到(22)中的任一項所述的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)中，緩沖器構(gòu)件可以安裝在容器主體上，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口，供應(yīng)側(cè)緩沖器室可以構(gòu)成容器主體的內(nèi)部空間的主要部分并可以與儲存液體的液體存儲室連通，并且排出側(cè)緩沖器室可以充當(dāng)與用于輸出儲存在容器主體內(nèi)部空間中的液體的液體輸送開口連通的液體輸送空間。在此情況下，儲存在容器主體的液體存儲室中的液體流入傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室的入口，而從排出側(cè)緩沖器室的出口排出，并被輸送到容器主體的液體輸送開口。此外，被輸送到容器主體的液體輸送開口的所有液體都預(yù)先通過傳感器的供應(yīng)側(cè)緩沖器室、腔、以及排出側(cè)緩沖器室。結(jié)果，可以可靠地檢測墨水的消耗。
(24)根據(jù)本發(fā)明的一種液體容器，包括容器主體，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口；和傳感器，所述傳感器安裝在所述容器主體上，以檢測其中的液體。所述傳感器包括振動腔形成基部，所述振動腔形成基部具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔朝向所述第一表面開口，并且所述腔的底表面可以振動；壓電元件，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動腔形成基部的所述第二表面一側(cè)上，所述壓電層形成在所述第一電極上，所述第二電極形成在所述壓電層上。所述容器主體具有通過上游流動通路與所述腔連通的上游空間和通過下游流動通路與所述腔連通的下游空間。所述液體容器還包括彈性密封構(gòu)件，所述彈性密封構(gòu)件布置在所述傳感器和所述容器主體之間，并且密封所述傳感器和所述容器主體之間的空間。所述彈性密封構(gòu)件布置在除所述上游流動通路和所述下游流動通路與腔在其中連通的流動通路空間的流動通路壁之外的部分中。
<第二方面>
(1)一種具有液體檢測功能的液體容器，包括容器主體，所述容器主體在其中具有液體存儲部分，并且所述容器主體具有用于從所述液體存儲部分輸出液體的輸送通路和布置在所述輸送通路中的傳感器接納部分；傳感器單元，所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納部分上并且檢測液體；緩沖器室，所述緩沖器室布置在所述容器主體中，通過傳感器接納壁與所述傳感器接納部分鄰接，并且布置在所述輸送通路中，以與所述輸送通路的上游側(cè)和下游側(cè)連通；環(huán)形密封構(gòu)件，所述環(huán)形密封構(gòu)件具有彈性，并且密封所述傳感器單元和所述傳感器接納壁之間的空間；和施壓彈簧，所述施壓彈簧將所述傳感器單元壓靠所述傳感器接納壁，以擠壓所述密封構(gòu)件并向所述密封構(gòu)件、所述傳感器單元和所述傳感器接納壁提供所述密封所必須的表面壓力。
根據(jù)本發(fā)明，具有彈性的環(huán)形密封構(gòu)件被布置在傳感器單元和傳感器接納壁之間，并且傳感器單元和傳感器接納壁之間的空間被密封，同時通過使用施壓彈簧將傳感器單元壓靠傳感器接納壁來擠壓密封構(gòu)件。因此，當(dāng)傳感器單元被預(yù)先單獨組裝，然后傳感器單元被裝配到容器主體中時，組裝可以比使用膠粘劑的情形更簡單地完成。此外，因為部件之間的尺寸偏差可以利用密封構(gòu)件的彈性吸收，所以可以用簡單的組裝完成令人滿意的密封。此外，因為由密封構(gòu)件密封的液體存儲空間被固定在傳感器腔的前面(在開口側(cè))，所以墨水的波動或者墨水中的氣泡幾乎不會產(chǎn)生影響。
(2)根據(jù)(1)所述的液體容器，所述傳感器單元可以包括用于檢測液體的傳感器芯片、用于支撐所述傳感器芯片的傳感器基座和用于支撐所述傳感器基座的單元基座。所述施壓彈簧可以用于通過所述傳感器基座或者所述傳感器芯片向所述單元基座提供壓力。
施壓彈簧的壓力通過傳感器基座或者傳感器芯片施加到單元基座。因此，例如，當(dāng)施壓彈簧的壓力被施加到傳感器芯片時，傳感器芯片和傳感器基座之間的密封表面以及傳感器基座和單元基座之間的密封表面的表面壓力可以一起被增大，由此提高了它們之間的密封能力。例如，當(dāng)施壓彈簧的壓力被施加到傳感器基座時，傳感器基座和單元基座之間的密封表面的表面壓力可以一起被增大，由此提高了它們之間的密封能力。在后一情況中，因為不必將多余的負(fù)載施加到傳感器芯片，所以檢測特性幾乎不受到影響。
(3)在根據(jù)(2)所述的液體容器中，所述傳感器芯片可以具有用于接納作為檢測目標(biāo)的液體的腔，其中所述腔的底表面被開口以接納液體，所述腔的頂表面由振動板封閉，并且壓電元件布置在所述振動板的頂表面上。所述傳感器基座可以是用于將傳感器芯片安裝并固定到其上的金屬基座體。所述單元基座可以是用于將所述傳感器基座安裝并固定到其上的樹脂基座體，并且當(dāng)所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納部分上時，所述單元基座的底表面通過所述密封構(gòu)件與所述傳感器接納壁相對。與所述腔連通的液體存儲空間可以形成在所述傳感器基座和所述單元基座中，并且與所述液體存儲空間和所述緩沖器室在所述環(huán)形密封構(gòu)件內(nèi)部連通的流動通路可以設(shè)置在所述傳感器接納壁中。
(4)在根據(jù)(1)到(3)中任一項所述的液體容器中，所述施壓彈簧可以以壓縮狀態(tài)被接納在所述傳感器接納部分的與所述傳感器單元相對的壁和所述傳感器單元之間。
根據(jù)本發(fā)明，因為壓縮彈簧以壓縮狀態(tài)被接納在傳感器接納部分中，所以僅僅通過將施壓彈簧連同傳感器單元一起插入到傳感器接納部分中，就可以完成組裝操作。
(5)在根據(jù)(1)到(4)中任一項所述的液體容器中，壓蓋可以布置在所述傳感器芯片的上方，并且所述施壓彈簧的壓力通過所述壓蓋提供到所述傳感器基座或者所述傳感器芯片。
根據(jù)本發(fā)明，因為壓蓋被布置在傳感器芯片的上方，所以可以保護傳感器芯片。此外，因為施壓彈簧的負(fù)載通過壓蓋施加到傳感器芯片或者傳感器基座，所以可以提高施壓彈簧和傳感器芯片或者傳感器基座之間的組合的自由度。
(6)在根據(jù)(1)到(5)中任一項所述的液體容器中，凹入部分可以形成在所述單元基座的頂表面上，并且所述傳感器基座被接納在所述凹入部分中，所述傳感器芯片和所述傳感器基座可以由布置在所述傳感器基座的頂表面上的粘附層彼此固定和密封，所述傳感器基座和所述單元基座由粘附膜彼此固定和密封，所述密封膜的內(nèi)周在粘附層處在其間的情況下接合到所述傳感器基座的頂表面，并且所述粘附膜的外周接合到圍繞所述單元基座的所述凹入部分的頂表面壁。
根據(jù)本發(fā)明，僅僅通過將安裝有傳感器芯片的傳感器基座從上側(cè)插入到單元基座中，并且將粘附膜接合到兩個布置好的部件的頂表面上，即傳感器基座和單元基座兩者的頂表面上，就可以同時實現(xiàn)由不同材料制成的兩個部件(金屬的傳感器基座和樹脂的單元基座)之間的固定和密封。因此，組裝可加工性非常優(yōu)異。因為粘附膜被接合到兩個部件，所以可以實現(xiàn)部件之間的密封，而不會受到部件尺寸精度的影響。例如，當(dāng)粘附膜通過使用大規(guī)模生產(chǎn)機械加熱、受壓然后熔合時，僅僅通過控制大規(guī)模生產(chǎn)機械的溫度和壓力就可以提高密封能力，由此實現(xiàn)了在大規(guī)模生產(chǎn)時的穩(wěn)定性。因為對密封能力有很大影響的粘附膜可以容易地涂敷，并且具有優(yōu)異的空間效率，所以可以實現(xiàn)傳感器單元尺寸的減小。
(7)在根據(jù)(6)所述的液體容器中，所述傳感器基座的所述頂表面可以從所述單元基座的所述凹入部分向上突起，并且所述粘附膜可以在高于圍繞所述單元基座的所述凹入部分的所述頂表面壁上的接合位置的位置上接合到所述傳感器基座的所述頂表面。
根據(jù)本發(fā)明，因為單元基座上的膜接合表面的高度被設(shè)為小于傳感器基座的膜接合表面的高度，所以傳感器基座可以通過水平差被粘附膜施壓，由此加強了傳感器基座到單元基座的固定力。它們可以不設(shè)有水平差。
(8)在根據(jù)(1)到(5)中任一項所述的液體容器中，所述傳感器基座和所述單元基座可以分別具有作為液體存儲空間的用于所述傳感器腔的入口側(cè)流動通路和出口側(cè)流動通路。所述容器主體可以具有作為所述緩沖器室的與所述輸送通路的所述上游側(cè)和所述入口側(cè)流動通路連通的上游緩沖器室和與所述輸送通路的所述下游側(cè)和所述出口側(cè)流動通路連通的下游緩沖器室。從所述輸送通路的所述上游側(cè)流入的液體可以通過所述上游緩沖器室和所述入口側(cè)流動通路供應(yīng)到所述傳感器腔，并且可以從所述傳感器腔通過所述出口側(cè)流動通路和所述下游緩沖器室排出到所述輸送通路的所述下游側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，因為從所述容器主體中的輸送通路的上游側(cè)流入的液體通過上游緩沖器室和單元基座和傳感器基座的入口側(cè)流動通路供應(yīng)到傳感器腔，并且可以從傳感器腔通過單元基座和傳感器基座的出口側(cè)流動通路和下游緩沖器室排出到輸送通路的下游側(cè)，所以液體總是在傳感器腔中流動。因此，可以防止由于液體或者氣泡在傳感器腔中的停留導(dǎo)致的錯誤檢測。
(9)一種具有液體檢測功能的液體容器，包括容器主體，所述容器主體在其中具有液體存儲部分，并且所述容器主體具有用于從所述液體存儲部分輸出液體的輸送通路；傳感器接納部分，所述傳感器接納部分布置在所述容器主體中所述輸送通路的端部附近；傳感器單元，所述傳感器單元布置在所述傳感器接納部分中以檢測液體；緩沖器室，所述緩沖器室布置在所述容器主體中，通過傳感器接納壁與所述傳感器接納部分鄰接，并且串聯(lián)布置在所述輸送通路中，以與所述輸送通路的上游側(cè)和下游側(cè)連通；環(huán)形密封構(gòu)件，所述環(huán)形密封構(gòu)件具有彈性，并且密封所述傳感器單元和所述傳感器接納壁之間的空間；和施壓彈簧，所述施壓彈簧將所述傳感器單元壓靠所述傳感器接納壁，以擠壓所述密封構(gòu)件并向所述密封構(gòu)件、所述傳感器單元和所述傳感器接納壁提供所述密封所必須的表面壓力。所述傳感器單元包括傳感器芯片，其具有用于接納作為檢測目標(biāo)的液體的傳感器腔，其中所述傳感器腔的底表面被開口以接納液體，頂表面由振動板封閉，并且壓電元件被布置在所述振動板的頂表面上；金屬傳感器基座，用于將傳感器芯片安裝并固定到其上；樹脂單元基座，用于將所述傳感器基座安裝并固定到其上，其中，當(dāng)所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納部分上時，所述單元基座的底表面在所述密封構(gòu)件處在其間的情況下與所述傳感器接納壁相對。與所述傳感器腔連通的液體存儲空間形成在所述傳感器基座和所述單元基座中，并且與所述液體存儲空間和所述緩沖器室在所述環(huán)形密封構(gòu)件內(nèi)部連通的流動通路設(shè)置在所述傳感器接納壁中。所述施壓彈簧用于通過繞開所述傳感器單元的所述傳感器基座或者所述傳感器芯片的力傳遞路徑僅僅向所述單元基座提供壓力。
根據(jù)本發(fā)明，具有彈性的環(huán)形密封構(gòu)件被布置在傳感器單元和傳感器接納壁之間，并且傳感器單元和傳感器接納壁之間的空間被密封，同時通過使用施壓彈簧將傳感器單元壓靠傳感器接納壁來擠壓密封構(gòu)件。因此，當(dāng)傳感器單元被預(yù)先單獨組裝，然后傳感器單元被裝配到容器主體中時，組裝可以比使用膠粘劑的情形更簡單地完成。此外，因為部件之間的尺寸偏差可以利用密封構(gòu)件的彈性吸收，所以可以用簡單的組裝令人滿意地完成密封操作。此外，因為由密封構(gòu)件密封的液體存儲空間被固定在傳感器腔的前面(在開口側(cè))，所以墨水的波動或者墨水中的氣泡幾乎不會產(chǎn)生影響。此外，因為施壓彈簧的壓力被直接施加到與傳感器接納壁相對的單元基座，所以可以防止將壓力作用在傳感器基座或者傳感器芯片上，由此提高了檢測精確度。
(10)在根據(jù)(9)所述的具有液體檢測功能的液體容器中，所述施壓彈簧可以以壓縮狀態(tài)被接納在所述傳感器接納部分的與所述傳感器單元相對的壁和所述傳感器單元之間。
根據(jù)本發(fā)明，因為壓縮彈簧以壓縮狀態(tài)被接納在傳感器接納部分中，所以僅僅通過將施壓彈簧連同傳感器單元一起插入到傳感器接納部分中，就可以完成組裝操作。
(11)在根據(jù)(9)或者(10)所述的具有液體檢測功能的液體容器中，壓蓋可以布置在所述單元基座的上方以覆蓋所述傳感器芯片，而不接觸所述傳感器芯片和所述傳感器基座，并且所述施壓彈簧的壓力可以通過所述壓蓋提供到所述單元基座。
根據(jù)本發(fā)明，因為壓蓋被布置在單元基座的上方，所以可以保護傳感器芯片和傳感器基座。此外，因為施壓彈簧的負(fù)載通過壓蓋施加到單元基座，所以可以提高施壓彈簧和單元基座之間的組合的自由度。
(12)在根據(jù)(9)所述的具有液體檢測功能的液體容器中，用于覆蓋所述傳感器芯片和所述傳感器基座的蓋構(gòu)件安裝在所述單元基座的上方，不與所述單元基座直接接觸，所述蓋構(gòu)件通過螺釘固定到所述容器主體，并且所述施壓彈簧以壓縮狀態(tài)置于所述蓋構(gòu)件和所述單元基座之間。
根據(jù)本發(fā)明，因為壓蓋布置在單元基座的上方，所以可以保護傳感器芯片和傳感器基座。此外，因為蓋構(gòu)件利用螺釘固定到容器主體，并且施壓彈簧以壓縮狀態(tài)布置在蓋構(gòu)件和單元基座之間，所以可以緊湊地組裝施壓彈簧。
(13)在根據(jù)(12)所述的具有液體檢測功能的液體容器中，所述施壓彈簧可以由片簧構(gòu)成，所述片簧可以與電連接到所述傳感器芯片的電極上的端子板一體地形成。
根據(jù)本發(fā)明，因為施壓彈簧可以由片簧構(gòu)成，并且所述片簧可以與電連接到傳感器芯片的電極上的端子板一體地形成，所以可以進行緊湊組裝操作，并且減小部件數(shù)量，由此減少組裝步驟的數(shù)量。
(14)在根據(jù)(9)到(13)中任一項所述的具有液體檢測功能的液體容器中，凹入部分可以形成在所述單元基座的所述頂表面上，并且所述傳感器基座被接納在所述凹入部分中。所述傳感器芯片和所述傳感器基座可以由布置在所述傳感器基座的頂表面上的粘附層彼此固定和密封。所述傳感器基座和所述單元基座可以由粘附膜彼此固定和密封，所述密封膜的內(nèi)周在所述粘附層處在其間的情況下接合到所述傳感器基座的所述頂表面，并且所述粘附膜的外周接合到圍繞所述單元基座的所述凹入部分的頂表面壁。
根據(jù)本發(fā)明，僅僅通過將安裝有傳感器芯片的傳感器基座從上側(cè)插入到單元基座中，并且將粘附膜接合到兩個布置好的部件的頂表面上，即傳感器基座和單元基座兩者的頂表面上，就可以同時實現(xiàn)由不同材料制成的兩個部件(金屬的傳感器基座和樹脂的單元基座)之間的固定和密封。因此，組裝可加工性非常優(yōu)異。因為粘附膜被接合到兩個部件，所以可以實現(xiàn)部件之間的密封，而不會受到部件尺寸精度的影響。例如，當(dāng)粘附膜通過使用大規(guī)模生產(chǎn)機械加熱、受壓然后熔合時，僅僅通過控制大規(guī)模生產(chǎn)機械的溫度和壓力就可以提高密封能力，由此實現(xiàn)了在大規(guī)模生產(chǎn)時的穩(wěn)定性。因為對密封能力有很大影響的粘附膜可以容易地涂敷，并且具有優(yōu)異的空間效率，所以可以實現(xiàn)傳感器單元尺寸的減小。
(15)在在根據(jù)(14)所述的具有液體檢測功能的液體容器中，所述傳感器基座的所述頂表面可以從所述單元基座的所述凹入部分向上突起，并且所述粘附膜在高于圍繞所述單元基座的所述凹入部分的所述頂表面壁上的接合位置的位置上接合到所述傳感器基座的所述頂表面。
根據(jù)本發(fā)明，因為單元基座上的膜接合表面的高度被設(shè)為小于傳感器基座的膜接合表面的高度，所以傳感器基座可以通過水平差被粘附膜施壓，由此加強了傳感器基座到單元基座的固定力。它們可以不設(shè)有水平差。
(16)在根據(jù)(9)到(15)中任一項所述的具有液體檢測功能的液體容器中，所述傳感器基座和所述單元基座可以分別具有作為液體存儲空間的用于所述傳感器腔的入口側(cè)流動通路和出口側(cè)流動通路，所述容器主體可以具有作為所述緩沖器室的與所述輸送通路的所述上游側(cè)和所述入口側(cè)流動通路連通的上游緩沖器室和與所述輸送通路的所述下游側(cè)和所述出口側(cè)流動通路連通的下游緩沖器室，從所述輸送通路的所述上游側(cè)流入的液體可以通過所述上游緩沖器室和所述入口側(cè)流動通路供應(yīng)到所述傳感器腔，并且從所述傳感器腔通過所述出口側(cè)流動通路和所述下游緩沖器室排出到所述輸送通路的所述下游側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，因為從容器主體中的輸送通路的上游側(cè)流入的液體通過上游緩沖器室和單元基座和傳感器基座的入口側(cè)流動通路供應(yīng)到傳感器腔，并且從傳感器腔通過傳感器基座和單元基座的出口側(cè)流動通路和下游緩沖器室排出到輸送通路的下游側(cè)。所以，液體總是流動通過傳感器腔。因此，可以防止由于液體或者氣泡在傳感器腔中的停留導(dǎo)致的錯誤檢測。


圖1是示出噴墨打印機的示意性構(gòu)造的透視圖，該打印機使用具有根據(jù)本發(fā)明的液體傳感器的墨盒。
圖2是沿圖3的線A-A所取的、示出使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一實施例的安裝結(jié)構(gòu)的液體傳感器的橫截面圖。
圖3是示出液體傳感器的傳感器單元的視圖，其中圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是仰視圖。
圖4是沿圖2的線B-B所取的液體傳感器的緩沖器部分的橫截面圖。
圖5是示出具有該液體傳感器的墨盒的視圖，其中圖5(a)是側(cè)視圖并且圖5(b)是正視圖。
圖6是示出墨盒的用于液體傳感器的安裝部分的放大的橫截面圖。
圖7是示出使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的第二實施例的安裝結(jié)構(gòu)的墨盒的視圖。
圖8是沿圖9的線A-A所取的、示出使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的第三實施例的安裝結(jié)構(gòu)的液體傳感器的橫截面圖。
圖9是示出液體傳感器的傳感器單元的視圖，其中圖9(a)是俯視圖，圖9(b)是仰視圖。
圖10是沿圖8的線B-B所取的液體傳感器的緩沖器部分的橫截面圖。
圖11是示出具有該液體傳感器的墨盒的視圖，其中圖11(a)是側(cè)視圖并且圖11(b)是正視圖。
圖12是示出墨盒的用于液體傳感器的安裝部分的放大的橫截面圖。
圖13是示出使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的第四實施例的安裝結(jié)構(gòu)的液體傳感器的視圖。
圖14是沿圖13的線D-D所取的、根據(jù)第四實施例的緩沖器部分的橫截面圖。
圖15是示出使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的第五實施例的安裝結(jié)構(gòu)的墨盒的視圖。
圖16是示出在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的液體傳感器中的驅(qū)動脈沖的波形和反電動勢的波形的視圖，其中圖16(a)是示出在腔中存在墨水的情況下的波形圖，圖16(b)是示出在腔中不存在墨水的情況下的波形圖。
圖17是示出用于近似模擬振動部分的振動的等效電路的示例的視圖。
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明第二方面的墨盒的示意性構(gòu)造的分解透視圖。
圖19是示出當(dāng)從前側(cè)觀察時，用于將傳感器單元安裝到根據(jù)本發(fā)明第二方面的墨盒的部分的橫截面圖。
圖20是示出根據(jù)本發(fā)明第二方面的第一實施例的墨盒的重要部分的放大視圖。
圖21是示出根據(jù)本發(fā)明第二方面的第二實施例的墨盒的主要部分的放大視圖。
圖22是示出用于將傳感器單元安裝到根據(jù)本發(fā)明第二方面的第三實施例的墨盒的部分的正視圖。
圖23是沿圖22的箭頭IV-IV所取的橫截面圖。
圖24是沿圖23的箭頭V-V所取的橫截面圖。
圖25是示出圖24的主要部分的放大視圖。
圖26是示出根據(jù)本發(fā)明第二方面的第四實施例的墨盒的主要部分的橫截面圖。
圖27是示出傳統(tǒng)液體傳感器的視圖，其中圖27(a)是俯視圖，圖27(b)是沿圖27(a)的線B-B所取的橫截面圖，圖27(c)是沿圖27(a)的線C-C所取的橫截面圖。
圖28是示出使用圖27所示的傳統(tǒng)液體傳感器的傳統(tǒng)墨盒的橫截面圖。
具體實施例方式
圖1示出了使用根據(jù)本發(fā)明的具有液體傳感器的墨盒的噴墨打印機(液體噴射裝置)的示意性構(gòu)造。在圖1中，標(biāo)號1表示托架。托架1通過由托架電機2致動的同步帶3引導(dǎo)到引導(dǎo)構(gòu)件4，并在滾筒5的軸向上往返運動。
托架1的與記錄紙張6相對的一側(cè)安裝有噴墨打印頭12，并且用于向打印頭12供應(yīng)墨水的墨盒7被可拆卸地安裝在其上。
蓋構(gòu)件31被布置在作為打印機的非打印區(qū)域的出發(fā)位置(圖中的右側(cè))。當(dāng)安裝在托架1上的打印頭12移動到出發(fā)位置時，蓋構(gòu)件31被壓靠著打印頭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31形成的封閉空間施加負(fù)壓以進行清潔操作等的泵單元10被布置在蓋構(gòu)件31的下方。
在蓋構(gòu)件31的打印區(qū)域側(cè)附近，具有諸如橡膠等的彈性板的擦拭單元11被布置成能夠例如在水平方向上相對于打印頭12的運動軌跡前進和后退。因此，當(dāng)托架1朝向蓋構(gòu)件31往返運動時，可以根據(jù)需要擦拭打印頭12的噴嘴形成表面。
現(xiàn)在，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明第一方面的液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)。
圖2是示出了使用根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一實施例的安裝結(jié)構(gòu)的液體傳感器60的橫截面圖。圖3是示出液體傳感器60的傳感器單元(傳感器)13的視圖，并且圖4是示出構(gòu)造液體傳感器60的緩沖器部分和彈性密封構(gòu)件29的視圖。
在本實施例中，液體傳感器60由圖2所示的全體元件構(gòu)成，所述全體元件包括對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的傳感器的傳感器單元13和對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的安裝目標(biāo)構(gòu)件的緩沖器部分14，并且液體傳感器60被安裝在將在后面描述的容器主體72上，由此構(gòu)成墨盒70。
液體傳感器60包括具有腔43的傳感器單元13和緩沖器部分(安裝目標(biāo)構(gòu)件)14，其中所述緩沖器部分14具有與腔43連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室(上游空間)15和排出側(cè)緩沖器室(下游空間)16。
傳感器單元13被安裝在緩沖器部分14的頂表面上，而彈性密封構(gòu)件29處在它們之間，并且傳感器單元13和緩沖器部分14之間的空間被彈性密封構(gòu)件29密封。傳感器單元13通過鉤形的傳感器固定構(gòu)件34和形成在緩沖器部分14的頂表面上的偏置構(gòu)件35壓靠并且固定到緩沖器部分14的頂表面上。
其中振動板42被層疊在腔板41上的傳感器單元13包括振動腔形成基部40、壓電元件17和流動通路形成板(流動通路形成基部)18，其中，振動腔形成基部40具有彼此面對的第一表面40a和第二表面40b，壓電元件17被層疊在振動腔形成基部40的第二表面40b一側(cè)，流動通路形成板18被層疊在振動腔形成基部40的第一表面40a一側(cè)。
在振動腔形成基部40中，用于接納待檢測的介質(zhì)(墨水)的腔43被一圓柱形空間限定出，以開口到第一表面40a，并且腔43的底部43a被形成為被振動板42振動。換句話說，整個振動板42中實際振動的部分的外形由腔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被形成在振動腔形成基部40的第二表面40b上，所述下部電極46具有基本圓形的主體部分46a和延伸部分46b，所述延伸部分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共線。
下部電極46的基本圓形的主體部分46a被形成為具有大于圓形腔43的直徑，以覆蓋對應(yīng)于腔43的區(qū)域的基本整個部分。此外，下部電極46的基本圓形的主體部分46a包括切口部分46c，該切口部分46c被形成為比對應(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包括具有小于腔43的直徑的圓形主體部分47a和在與腔43對應(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，壓電層47的整個部分落入與腔43對應(yīng)的區(qū)域的范圍中。換句話說，壓電層47不包括任何延伸穿過對應(yīng)于腔43的外周緣43b的位置的部分。
壓電層47的主體部分47a的中心與腔43的中心軸C共線。除了與下部電極46的切口部分46c相對應(yīng)的部分之外，壓電層47的主體部分47a的基本整個部分都層疊在下部電極46上。
輔助電極48形成在振動腔形成基部40的第二表面40b上。輔助電極48從與腔43相對應(yīng)的區(qū)域的外部越過與腔43的外周緣43b相對應(yīng)的位置延伸到與腔43相對應(yīng)的區(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，以從振動腔形成基部40的第二表面40b側(cè)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相同的材料制成并且具有與下部電極46相同的厚度。通過使用輔助電極48從振動腔形成基部40的第二表面40b側(cè)支撐壓電層47的突出部分47b及其附近部分，不會在壓電層47中導(dǎo)致水平面的差異，由此可以防止機械強度的下降。
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，并且上部電極49具有小于主體部分47a的直徑。上部電極49具有延伸部分49b，該延伸部分49b從主體部分49a突出并連接到輔助電極48。如從圖2可見的，上部電極49的延伸部分49b和輔助電極48開始接觸處的位置P位于與腔43相對應(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的各主體部分構(gòu)成。
如從圖3可見的，上部電極49通過輔助電極48電連接到上部電極端子45。這樣，通過使上部電極49通過輔助電極48連接到上部電極端子45，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)生大的水平面差而導(dǎo)致的機械強度下降。
上部電極49的主體部分49a為圓形，并且其中心與腔43的中心軸C共線。上部電極49的主體部分49a的直徑小于壓電層47的主體部分47a和腔43的直徑。
這樣，壓電層47的主體部分47a被插入上部電極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可以被有效地變形致動。
在電連接到壓電層47的上部電極49的主體部分49a和下部電極46的主體部分46a之中，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決定了由壓電層47產(chǎn)生壓電效應(yīng)的部分的范圍。
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的各中心與腔43的中心軸C共線。此外，用于確定振動板42中可以振動的部分的范圍的圓柱形腔43的中心軸C被定位在整個液體傳感器60的中心。
由腔43限定的振動板42中可振動的部分、下部電極46主體部分46a的對應(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連同壓電層47的主體部分47a和突出部分47b中的對應(yīng)于腔43的部分一起構(gòu)成了液體傳感器60的振動部分61。液體傳感器60的振動部分61的中心與液體傳感器60的中心共線。
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以及振動板42中可以振動的部分(即，與腔43的底表面43a相對應(yīng)的部分)具有圓形形狀，并且整個壓電層47，即壓電層47的主體部分47a和延伸部分47b被布置在與腔43相對應(yīng)區(qū)域的內(nèi)部。因此，液體傳感器60的振動部分61關(guān)于液體傳感器60的中心基本對稱。
根據(jù)本實施例的液體傳感器60包括流動通路形成板(流動通路形成基部)18，該流動通路形成板18層疊并接合在振動腔形成基部40的第一表面40a上。
在流動通路形成板18中形成有用于向腔43供應(yīng)作為檢測目標(biāo)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排出作為檢測目標(biāo)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具有相同的大小和相同的圓柱形形狀。
形成在流動通路形成板18中的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20被形成在與圓形腔43相對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，并且墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20被關(guān)于腔43的中心軸C對稱布置。因此，腔43、包括墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20的空間關(guān)于腔43的中心軸C對稱，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。
墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20的流動通路面積小于腔43的。就是說，在本實施例中，在一個腔43中形成一個墨水供應(yīng)通路19和一個墨水排出通路20，但是任何一個流動通路(墨水供應(yīng)通路19或墨水排出通路20)的流動通路面積被設(shè)為小于腔43面積的一半。墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20具有一定的長度，以使其中存在液體的流體質(zhì)量。
另一方面，液體傳感器60包括緩沖器部分，該部分具有與墨水供應(yīng)通路19連通的并且其中存在被供應(yīng)到墨水供應(yīng)通路19的墨水的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和與墨水排出通路20連通的并且其中存在從墨水排出通路20排出的墨水的排出側(cè)緩沖器室16。
從俯視圖中作為整體來看，緩沖器部分14具有稍大于液體傳感器60矩形形狀。緩沖器部分14的內(nèi)部被布置在其中央的分隔壁21分成兩個具有相同體積的空間。一個為供應(yīng)側(cè)緩沖器室15，而另一個為排出側(cè)緩沖器室16。
緩沖器部分14中與其上安裝傳感器單元13的表面相反的表面中形成有流入開口22和排出開口23，其中，流入開口22用于允許墨水流入供應(yīng)側(cè)緩沖器室15，并且排出開口23用于允許墨水流出排出側(cè)緩沖器室16。在緩沖器部分14的其上安裝傳感器單元13的表面中形成有上部開口30A和上部開口30B，所述上部開口30A用于將流入到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15的墨水通過墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43，所述上部開口30B用于將腔43中的墨水通過墨水排出通路20排出到排出側(cè)緩沖器室16。
彈性密封構(gòu)件29被置于傳感器單元13和緩沖器部分14之間。彈性密封構(gòu)件29包括供應(yīng)側(cè)開口32和排出側(cè)開口33，所述供應(yīng)側(cè)開口32允許墨水供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15相互連通，所述排出側(cè)開口33允許墨水排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16相互連通，并且所述彈性密封構(gòu)件29密封墨水供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15之間的空間和墨水排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16之間的空間。
彈性密封構(gòu)件29可以由諸如橡膠和彈性體之類的彈性材料制成，并且優(yōu)選地可以由防振彈性材料制成，所述防振彈性材料即混合有油的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物并且設(shè)定了合適的硬度、損耗特性和彈性常數(shù)。
彈性密封構(gòu)件29具有稍大于作為整體的傳感器單元13并且稍小于緩沖器部分14的矩形板狀形狀。合成樹脂保持構(gòu)件36具有四邊形截面和四邊形框的形狀，以保持彈性密封構(gòu)件29，所述合成樹脂保持構(gòu)件36被裝配到彈性密封構(gòu)件29的外周。保持構(gòu)件36的高度基本等于彈性密封構(gòu)件29的厚度，并且保持構(gòu)件36通過使得左右兩端接觸左右傳感器固定構(gòu)件34，將彈性密封構(gòu)件29定位在緩沖器部分14的頂表面上的預(yù)定位置處。
另一方面，具有鉤形形狀的傳感器固定構(gòu)件34向上延伸并且其端部向內(nèi)彎曲，所述傳感器固定構(gòu)件34被形成在緩沖器部分14的頂表面的左右兩端。通過在緩沖器部分14的頂表面的左右兩側(cè)使圖2中的垂直延伸的板狀垂直件34A聳起，來提供傳感器固定構(gòu)件34。從垂直件34A的端部以鉤形形狀向內(nèi)彎曲板狀水平件34B。
用于定位偏置構(gòu)件35的定位突起37被形成在傳感器固定構(gòu)件34的水平件34B的底表面和下部電極端子44和上部電極端子45的頂表面上。偏置構(gòu)件35由水平地側(cè)置的U形片簧形成，并且所述突起被插入其中的插入孔(沒有示出)被形成在水平側(cè)置的U形自由端的附近。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，保持構(gòu)件36被外圍地套入彈性密封構(gòu)件29，所述彈性密封構(gòu)件29被安裝在緩沖器部分14的頂表面上，傳感器單元13被安裝在彈性密封構(gòu)件29上，水平側(cè)置的U形偏置構(gòu)件35被插入傳感器固定構(gòu)件34的水平件34B和傳感器單元13的頂表面之間同時壓縮偏置構(gòu)件，偏置構(gòu)件35的插入孔被裝配到傳感器固定構(gòu)件34的水平件34B和傳感器單元13頂表面上的突起。因此，傳感器單元13可以被定位在彈性密封構(gòu)件29上的適當(dāng)位置處，傳感器單元13被偏置構(gòu)件35的偏置力朝向緩沖器部分14偏置，于是傳感器單元被壓靠并且固定到緩沖器部分14的頂表面。通過使用壓力，由彈性密封構(gòu)件29維持了墨水供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15之間以及墨水排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16之間的密封性能。
在此狀態(tài)下，彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32和排出側(cè)開口33分別被布置在緩沖器部分14的上部開口30A和開口30B上。傳感器單元13的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20分別被布置在彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32和排出側(cè)開口33上。
根據(jù)上述構(gòu)造，盒內(nèi)作為檢測目標(biāo)的墨水從流入開口22流入供應(yīng)側(cè)緩沖器室15中，然后通過上部開口30A、供應(yīng)側(cè)開口32以及墨水供應(yīng)通路19被供應(yīng)到腔43。供應(yīng)到腔43中的墨水通過墨水排出通路20、排出側(cè)開口33和上部開口30B被排出到排出側(cè)緩沖器室16，并通過流出開口23從排出側(cè)緩沖器室16排出。
如上所述，墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20具有相同尺寸的圓柱形形狀。在本實施例中，供應(yīng)側(cè)開口32和排出側(cè)開口33被形成成基本圓形的開口空間，并且具有相同的形狀和尺寸。
彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32的開口被設(shè)定為大于傳感器單元13的墨水供應(yīng)通路19的開口。類似地，彈性密封構(gòu)件29的排出側(cè)開口33的開口被設(shè)定為大于傳感器單元13的墨水排出通路20的開口。在此，傳感器單元13的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20的開口直徑D1和D3與彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32和排出側(cè)開口33的開口直徑D2和D4的比值可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。但是，優(yōu)選的是，彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32的開口直徑D2被設(shè)定為比傳感器單元13的墨水供應(yīng)通路19的開口直徑D1大兩倍或者更多倍，并且彈性密封構(gòu)件29的排出側(cè)開口33的開口直徑D4被設(shè)定為比傳感器單元13的墨水排出通路20的開口直徑D2大兩倍或者更多倍。
在本實施例中，彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32和傳感器單元13的液體供應(yīng)通路19被同心地布置，并且彈性密封構(gòu)件29的排出側(cè)開口33和傳感器單元13的液體排出通路20被同心地布置。由墨水供應(yīng)通路19、供應(yīng)側(cè)開口32、墨水排出通路20和排出側(cè)開口33形成的空間關(guān)于腔43的中心軸C對稱。
在本實施例中，液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15、上部開口30A、排出側(cè)緩沖器室16和上部開口30B關(guān)于腔43的中心軸C對稱。換句話說，由腔43、墨水供應(yīng)通路19、墨水排出通路20、供應(yīng)側(cè)開口32、排出側(cè)開口33、上部開口30A和30B、供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16形成的空間關(guān)于腔43的中心軸C對稱。
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的體積被設(shè)定為至少比腔43的體積大10倍。
在液體傳感器60所包括的構(gòu)件之中，腔板41、振動板42和流動通路形成板18由相同的材料形成，并且通過相互燒結(jié)而一體地形成。這樣，因為多個襯底被燒結(jié)形成一體，使得液體傳感器60的搬運變得容易。此外，由于各構(gòu)件由相同的材料制成，所以可以防止由于它們的線膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。
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，對于振動板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、諸如金、銀、銅、鉑、鋁或者鎳等之類的金屬材料制成。
圖5是示出了包括液體傳感器的本發(fā)明的墨盒70的視圖，圖6是示出了安裝在墨盒70上的液體傳感器的示例的視圖。
圖5示出了其上安裝有液體傳感器60得墨盒(液體容器)70。墨盒70包括容器主體72，容器主體72具有用于將內(nèi)部儲存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作為整體安裝在容器主體72上。緩沖器部分14通過膠粘劑28或類似物以液密的方式被固定在形成于容器主體72的壁表面27上的矩形開口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的流入開口22和流出開口23開口在容器主體72的內(nèi)部。
容器主體72的內(nèi)部(回過來參考圖5)被分隔成主儲存室(液體儲存室)75和副儲存室(液體輸送室)76，主儲存室75構(gòu)成容器主體72的整個內(nèi)部空間的主要部分以儲存墨水，副儲存室76的體積小于主儲存室75。主儲存室75與副儲存室76是分開的。副儲存室76位于在消耗墨水時墨水的流動方向上比主儲存室75更靠近墨水流出端口71的一側(cè)。
液體傳感器60的流入開口22被這樣開口，以與主儲存室75連通，并且流出開口23被這樣布置，以開口在作為液體輸送空間的副儲存室76中。因此，供應(yīng)側(cè)緩沖器室15構(gòu)成容器主體72的內(nèi)部空間中的主要部分，以與用于儲存液體的主儲存室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存在內(nèi)部的液體輸送到外部的墨水流出端口71連通。
封閉輔助流動通路77形成在主儲存室75的內(nèi)部，并且輔助流動通路入口77a形成在輔助流動通路77的下端。輔助流動通路入口77a位于主儲存室75內(nèi)部的下端。此外，液體傳感器60的流入開口22與輔助流動通路77的上端連通，以構(gòu)成輔助流動通路77的出口。
如上所述，液體傳感器60的流入開口22通過輔助流動通路77與主儲存室75連通，并且流出開口23通過副儲存室76與墨水流出端口71連通。因此，儲存在主儲存室75中的墨水經(jīng)由輔助流動通路77從流入開口22流入供應(yīng)側(cè)緩沖器室15中，以通過上部開口30A、供應(yīng)側(cè)開口32和墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43。然后，被供應(yīng)到腔43中的墨水通過墨水排出流動通路20、排出側(cè)開口33和上部開口30B被排出到排出側(cè)緩沖器室16中，并且墨水從排出側(cè)緩沖器室16經(jīng)由流出開口23和副儲存室76從墨水流出端口71排出，最終被供應(yīng)到打印頭12。
在具有這樣的構(gòu)造的本實施例中，通過副儲存室76輸送到墨水流出端口71的所有墨水預(yù)先通過液體傳感器60的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20。
如上所述，根據(jù)本實施例的液體傳感器60和墨盒70包括振動腔形成基部40，所述振動腔形成基部40形成有用于將墨水供應(yīng)到腔43中的墨水供應(yīng)通路19和用于將墨水從腔43排出的墨水排出通路20，因此，到腔43中的墨水供應(yīng)通過墨水供應(yīng)通路19來進行，并且從腔43的墨水排出通過墨水排出通路20來進行。因此，當(dāng)液體傳感器60被安裝在墨盒70等上時，液體傳感器60的腔43不直接暴露于墨水存儲空間，并且墨水可以通過墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43中。
此外，因為腔43不必被暴露于墨水存儲空間，所以可以防止墨水通過液體平面時在腔43中形成彎月面。因此，可以防止由于在腔43中的殘余墨水導(dǎo)致的液體傳感器60的錯誤檢測。此外，腔43不被暴露至墨水存儲空間，而是被流動通路形成板18從墨水存儲空間封閉。因此，由于墨水平面的變化、墨水的存在等，當(dāng)振動部分61被強迫振動時在振動部分61中殘留的殘余振動的差異變大，于是檢測靈敏度變高，提高了檢測精度并且防止了錯誤檢測。
此外，因為彈性密封構(gòu)件29被布置在傳感器單元13和緩沖器部分14之間，具有允許液體供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15彼此連通的供應(yīng)側(cè)開口32和允許液體排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16彼此連通的排出側(cè)開口33，并且密封了液體供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15之間的間隙和液體排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16之間的間隙，所以可以確保檢測精度并且可以簡化制造工藝。
就是說，例如，當(dāng)用膠粘劑密封緩沖器部分14和傳感器單元13之間的空間時，該膠粘劑可能容易被擠壓到由液體供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15形成的流動通路或者由液體排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16形成的流動通路中。于是，因為氣泡附著到被擠壓的膠粘劑并且不能很好地去除，所以氣泡會影響腔43的振動部分61的殘余振動，由此不利地影響檢測精度。因此，應(yīng)該設(shè)法不將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此使得接合工藝變復(fù)雜。
相反，在本實施例中，因為彈性密封構(gòu)件29密封液體供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15之間的空間以及液體排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16之間的空間，所以根本不會將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此解決了由于氣泡附著導(dǎo)致的檢測精度降低或者用于設(shè)法不擠壓出膠粘劑的工藝的復(fù)雜性的問題。
在本實施例中，彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32的開口大于傳感器單元13的液體供應(yīng)通路19的開口，并且彈性密封構(gòu)件29的排出側(cè)開口33的開口大于傳感器單元13的液體排出通路20的開口。具體地，彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32的開口直徑D2被設(shè)為比傳感器單元13的墨水供應(yīng)通路19的開口直徑D1大兩倍或者更多倍，并且彈性密封構(gòu)件29的排出側(cè)開口33的開口直徑D4被設(shè)為比傳感器單元13的墨水排出通路20的開口直徑D3大兩倍或者更多倍。由此，可以有效地防止腔43底表面的振動通過液體被傳遞到彈性密封構(gòu)件29。因此，可以有效地防止由于在彈性密封構(gòu)件29中產(chǎn)生的振動對腔43底表面的殘余振動的影響所造成的檢測精度的下降。
在本實施例中，彈性密封構(gòu)件29的供應(yīng)側(cè)開口32和傳感器單元13的液體供應(yīng)通路19被同心地布置，并且彈性密封構(gòu)件29的排出側(cè)開口33和傳感器單元13的液體排出通路20被同心地布置。因此，即使當(dāng)腔43底表面的振動通過墨水被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件29時，在彈性密封構(gòu)件29中產(chǎn)生的振動模式也可以通過分別以同心的方式布置供應(yīng)側(cè)開口32和液體供應(yīng)通路19以及排出側(cè)開口33和液體排出通路20而進一步簡化。因此，可以盡可能地抑制由于在彈性密封構(gòu)件29中產(chǎn)生的振動造成的檢測精度的下降。
在本實施例中，液體供應(yīng)通路19和液體排出通路20的開口被設(shè)為相同的尺寸和形狀，并且供應(yīng)側(cè)開口32和排出側(cè)開口33的開口被設(shè)為相同的尺寸和形狀。此外，供應(yīng)側(cè)開口32和液體供應(yīng)通路19與排出側(cè)開口33和液體排出通路20關(guān)于腔43的中心軸C對稱。因此，腔43底表面的振動通過其傳播的、包括液體供應(yīng)通路19、供應(yīng)側(cè)開口32、液體排出通路20、排出側(cè)開口33以及腔43的空間的形狀被簡化，由此在腔43的底表面上殘留的殘余振動的振動模式也被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔43的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被簡化或者檢測精度可以被提高。
因為構(gòu)成腔43的空間基本為圓形，所以腔43底表面的振動在其中傳播的腔43的空間形狀被更加簡化，由此在腔43的底表面上殘留的殘余振動的振動模式也被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔43的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被簡化或者檢測精度可以被提高。
因為墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20被設(shè)為具有小于腔43的流動通路面積，并且具有使得其中存在流體質(zhì)量的長度，所以在墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中產(chǎn)生合適的流動通路阻力。因此，可以防止通過腔43的底表面的振動產(chǎn)生的腔43中的壓力變化傳播到兩個緩沖器室15和16中，并且可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝樱纱颂岣吆痛_保檢測精度。
在本實施例中，因為還設(shè)置了偏置構(gòu)件35，用于通過將傳感器單元13朝向緩沖器部分14偏置來將傳感器單元13固定到緩沖器部分14，所以傳感器單元13可以通過利用偏置構(gòu)件35的偏置力被可靠地安裝在緩沖器部分14上，并且彈性密封構(gòu)件29被偏置構(gòu)件壓縮，由此很少再導(dǎo)致變形。因此，即使當(dāng)腔43底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件29時，彈性密封構(gòu)件29也幾乎不振動。此外，因為保持構(gòu)件36被安裝在彈性密封構(gòu)件29的外周，以從彈性密封構(gòu)件29的周緣保持彈性密封構(gòu)件29，所以彈性密封構(gòu)件29朝向外周的變形被保持構(gòu)件36限制，并且當(dāng)彈性密封構(gòu)件29被偏置構(gòu)件35的偏置力壓縮時，彈性密封構(gòu)件29的變形被進一步抑制。因此，即使當(dāng)腔43底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件29時，彈性密封構(gòu)件29的振動也被進一步抑制。因此，可以有效地防止由于彈性密封構(gòu)件29的振動導(dǎo)致的檢測精度的下降。
在本實施例中，安裝目標(biāo)構(gòu)件是緩沖器部分14，其具有作為上游空間的與液體供應(yīng)通路19連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和作為下游空間的與液體排出通路20連通的排出側(cè)緩沖器室16。因此，液體通過其進入和離開腔43的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16，而不是直接開口到容器主體72的墨水存儲空間。因此，即使當(dāng)由于墨水的振動在墨水存儲空間中產(chǎn)生氣泡時，這些氣泡也被供應(yīng)側(cè)緩沖器室15或排出側(cè)緩沖器室16一次性地捕集，而幾乎沒有氣泡進入腔43中。因此，可以防止由氣泡在腔43內(nèi)停留導(dǎo)致的液體傳感器60的錯誤檢測。此外，因為液體傳感器60被布置在墨盒70的底部附近，所以提高了防止氣泡進入的效果。
此外，因為液體通過其進入和離開腔43的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16中，而不是直接開口到容器主體272的墨水存儲空間，所以在墨盒70的墨水存儲空間中的墨水壓力不會直接作用于腔43。因此，可以防止來自墨水振動的壓力影響所導(dǎo)致的液體傳感器60的錯誤檢測。
因為液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16關(guān)于腔43的中心軸C對稱，所以通過允許供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16對稱，簡化了形成緩沖器室15和16兩者的構(gòu)件的形狀，由此便于制造加工，并且實現(xiàn)該構(gòu)件尺寸的減小。
此外，因為液體傳感器60的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16具有比腔43大10倍或者更多倍的體積，所以在墨盒70的墨水存儲空間中產(chǎn)生的墨水的壓力變化幾乎不對液體傳感器60的傳感器特性產(chǎn)生影響。因此，可以防止由于諸如墨水的振動之類的壓力的影響所導(dǎo)致的液體傳感器60的錯誤檢測。此外，因為兩個緩沖器室15和16內(nèi)的壓力都不會由于腔43的底表面的振動而增大，所以不會產(chǎn)生額外的振動，因而在腔43的底表面上殘留的殘余振動的振動模式被簡化，由此提高了檢測精度。
緩沖器部分14被安裝在容器主體72上，所述容器主體72具有用于輸出儲存在其中的墨水的墨水流出端口71，供應(yīng)側(cè)緩沖器室15構(gòu)成容器主體72的內(nèi)部空間的主要部分并與儲存墨水的主儲存室75連通，排出側(cè)緩沖器室16與副儲存室76連通，該副儲存室76是與用于輸出儲存在容器主體72內(nèi)部空間中的墨水的墨水輸送開口71連通的液體輸送空間。因此，儲存在容器主體72的主儲存室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，并被輸送到容器主體72的墨水流出端口71。此外，被輸送到容器主體72的墨水流出端口71的所有墨水都預(yù)先通過液體傳感器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。結(jié)果，可以可靠地檢測墨水的消耗。
根據(jù)該液體傳感器60，因為對應(yīng)于與腔43相對應(yīng)的區(qū)域來形成墨水排出通路20，所以可以令人滿意地排出進入腔43的氣泡。
在墨盒70中，容器主體72的內(nèi)部被分隔成彼此隔離的主儲存室75和副儲存室76，主儲存室75和副儲存室76通過液體傳感器60的流入開口22和流出開口23彼此連通，并且液體傳感器60的腔43被布置在副儲存室76的頂表面上。
因此，由于當(dāng)主儲存室75內(nèi)的墨水用完時的時間可以由液體傳感器60精確地檢測，所以可以通知用戶墨水快用完了。此外，基于預(yù)先檢測的副儲存室76中的墨水量，可以通知用戶用剩余墨水可以打印的張數(shù)。因此，可以防止當(dāng)墨水在打印紙張的打印中途用完了時浪費打印紙張。
此外，根據(jù)上述的墨盒70，封閉輔助流動通路77形成在主儲存室75內(nèi)部，輔助流動通路77的輔助流動通路入口77a被布置在主儲存室75的下端，并且液體傳感器60的流入開口22與輔助流動通路77的上端部連通。因此，在主儲存室75中產(chǎn)生的氣泡難以進入輔助流動通路77，并且可以防止氣泡進入液體傳感器60的腔43中。
根據(jù)上述的墨盒70，副儲存室76內(nèi)部直到主儲存室75中的所有墨水被用完為止都充滿墨水。因此，即使在對墨盒70施加振動時，只要在主儲存室75中殘留墨水，副儲存室76中的液體平面就不會搖擺。因此，可以防止發(fā)生由于液體平面的搖擺而導(dǎo)致的液體傳感器60的錯誤檢測。
此外，根據(jù)上述的液體傳感器60，振動部分61接觸液體的范圍被限制到與腔43相對應(yīng)的范圍。因此，可以進行墨水的精確檢測，于是可以以高精度檢測墨水水平。
因為與腔43相對應(yīng)的基本整個區(qū)域都用下部電極46的主體部分46a覆蓋，所以在強迫振動時的變形模式和自由振動時的變形模式之間的差異變小。此外，因為液體傳感器60的振動部分61被相對于液體傳感器60的中心對稱地形成，所以當(dāng)從中心觀察時振動部分61的剛度為基本各向同性的。
因此，抑制了由結(jié)構(gòu)不對稱所產(chǎn)生的多余振動，并且防止了由于強迫振動時的變形模式和自由振動時的變形模式之間的差異造成的反電動勢的輸出減小。因此，提高了對于液體傳感器60的振動部分61中殘余振動共振頻率的檢測精度，并且振動部分61的殘余振動的檢測變得容易。
此外，因為與腔43相對應(yīng)的基本整個區(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下部電極46位置偏移所造成的多余振動的產(chǎn)生。結(jié)果，可以防止檢測精度的下降。
此外，整個本身很脆的壓電層47被布置在與腔43相對應(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相對應(yīng)的位置上。因此，防止了壓電膜在與腔外周緣相對應(yīng)的位置處出現(xiàn)裂縫。
圖7示出了安裝有根據(jù)本發(fā)明第一方面的第二實施例的液體傳感器的墨盒。
在墨盒70A中，液體傳感器60A只包括傳感器單元13，而不包括緩沖器部分14。在墨盒70A中，允許傳感器單元13的墨水供應(yīng)通路19與容器主體72的輔助流動通路77彼此連通的上游開口38A和允許傳感器單元13的墨水排出通路20與容器主體72的副儲存室76彼此連通的下游開口38B被形成在容器主體72的壁中。用于固定傳感器單元的傳感器固定構(gòu)件34被形成在容器主體72的外側(cè)表面上，并且彈性密封構(gòu)件29和傳感器單元13與第一實施例類似地被定位并固定到容器主體72的該外側(cè)表面上。
在本實施例中，輔助流動通路77起到上游空間也就是緩沖器室的作用，而副儲存室76起到下游空間也就是緩沖器室的作用。其他結(jié)構(gòu)與第一實施例類似，并且相似的元件以相似的標(biāo)號表示。本發(fā)明具有與第一實施例相似的優(yōu)點。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的第三實施例的液體傳感器60B。圖9是示出了液體傳感器60B的傳感器單元13的視圖，并且圖10是示出了液體傳感器60B的緩沖器部分14的視圖。
傳感器60B與第一實施例的不同之處在于，上游流通通路55和下游流動通路56開口于其中的流動通路突起58被從緩沖器部分14的表面對著傳感器單元13突出。其他結(jié)構(gòu)與第一實施例類似，并且相似的元件以相似的標(biāo)號表示。
具體地，當(dāng)在俯視圖中觀察時，流動通路突起58具有類似軌道的梯形形狀，并且上游流動通路55和下游流動通路56被開口在安裝表面上。圍繞上游流動通路55和下游流動通路56的兩個開口的環(huán)形突起57被形成在流動通路突起58的與傳感器單元13相對的表面上。環(huán)形突起57具有與流動通路突起58的平面形狀相同的軌道形狀，并且上游流動通路55和下游流動通路56開口在環(huán)形突起57的內(nèi)部。
因為環(huán)形突起57的存在，當(dāng)流動通路突起58的上游流動通路55和下游流動通路56開口于其中的表面壓靠傳感器單元13時，環(huán)形突起57被輕微變形，以與傳感器單元13的流動通路形成板18緊密接觸。結(jié)果，由流動通路形成板18的底表面或者流動通路突起58的頂表面之間的接合部分的平坦度導(dǎo)致的微小間隙被減小到非常小。
在傳感器單元13被安裝在緩沖器部分14的頂表面上，使得流動通路突起58的前表面和傳感器單元13的底表面彼此相對的狀態(tài)下，彈性密封構(gòu)件29B被置于傳感器單元13和緩沖器部分14之間，以在其外周密封傳感器單元13和緩沖器部分14之間的空間。
彈性密封構(gòu)件29B具有稍大于作為整體的傳感器單元13和稍小于緩沖器部分14的矩形板狀形狀。流動通路突起58插入其中的軌道形開口被形成在彈性密封構(gòu)件29B的中央。彈性密封構(gòu)件29B的厚度大于流動通路突起58的高度。因此，通過將傳感器單元13壓靠緩沖器部分14，彈性密封構(gòu)件被壓縮以密封傳感器單元13和緩沖器部分14之間的空間。
彈性密封構(gòu)件29B可以由諸如橡膠和彈性體之類的彈性材料制成，并且優(yōu)選地可以由防振彈性材料(微網(wǎng)絡(luò)受控結(jié)構(gòu)，Micro NetworkControlled Structure)制成，所述防振彈性材料即混合有油的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物并且設(shè)定了合適的硬度、損耗特性和彈性常數(shù)。
另一方面，具有鉤形形狀的傳感器固定構(gòu)件34向上延伸的端部向內(nèi)彎曲，所述傳感器固定構(gòu)件34被形成在緩沖器部分14的頂表面的左右兩側(cè)。通過在緩沖器部分14的頂表面的左右兩側(cè)使圖8中的垂直延伸的板狀垂直件34A聳起，來提供傳感器固定構(gòu)件34。從垂直件34A的端部以鉤形形狀向內(nèi)彎曲板狀水平件34B。
用于定位偏置構(gòu)件35的定位突起37被形成在傳感器固定構(gòu)件34的水平件34B的底表面和傳感器單元13的下部電極端子44和上部電極端子45的頂表面上。偏置構(gòu)件35由水平地側(cè)置的U形片簧形成，并且所述突起被插入其中的插入孔(沒有示出)被形成在水平側(cè)置的U形自由端的附近。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，彈性密封構(gòu)件29B被安裝在緩沖器部分14的頂表面上，傳感器單元13被安裝在彈性密封構(gòu)件29上，水平側(cè)置的U形偏置構(gòu)件35被插入傳感器固定構(gòu)件34的水平件34B和傳感器單元13的頂表面之間同時壓縮偏置構(gòu)件，偏置構(gòu)件35的插入孔被裝配到傳感器固定構(gòu)件34的水平件34B和傳感器單元13頂表面上的突起。因此，傳感器單元13可以被定位在彈性密封構(gòu)件29B上的適當(dāng)位置處，傳感器單元13被偏置構(gòu)件35的偏置力朝向緩沖器部分14偏置，于是傳感器單元被壓靠并且固定到緩沖器部分14的頂表面。通過使用壓力，由彈性密封構(gòu)件29B維持了墨水供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)緩沖器室15之間以及墨水排出通路20和排出側(cè)緩沖器室16之間的密封性能。
上游流動通路55和下游流動通路56被形成成基本圓柱形的流動通路空間，并且具有相同的尺寸和形狀。上游流動通路55和下游流動通路56的開口與墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20的開口相匹配。在本實施例中，由墨水供應(yīng)通路19和上游流動通路55形成液體供應(yīng)通路，由墨水排出通路20和下游流動通路56形成液體排出通路。
根據(jù)這樣的構(gòu)造，墨盒內(nèi)作為檢測目標(biāo)的墨水從流入開口22流入供應(yīng)側(cè)緩沖器室15中，通過上游流動通路55和墨水供應(yīng)通路19被供應(yīng)到腔43。供應(yīng)到腔43中的墨水通過墨水排出通路20和下游流動通路56被排出到排出側(cè)緩沖器室16，并通過流出開口23從排出側(cè)緩沖器室16排出。
形成在上述流動通路形成板中的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中的任何一個被形成在與圓形腔43相對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，并且上游流動通路55和下游流動通路56被相對于腔43的中心軸C對稱地布置。因此，由腔43、墨水供應(yīng)通路19、上游流動通路55、下游流動通路56和墨水排出通路20限定的空間被相對于腔43的中心軸C對稱地形成，所述中心軸C存在于墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20之間的區(qū)域中。
像墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20一樣，上游流動通路55和下游流動通路56分別相對于腔43被縮窄，并且被設(shè)置為內(nèi)部具有液體的流體重量。就是說，在此實施例中，對于腔43形成一個上游流動通路和一個下游流動通路，并且一個流動通路(上游流動通路55或者下游流動通路56)的面積至多被設(shè)為小于腔43的一半。并且上游流動通路55和下游流動通路56的長度被設(shè)為其內(nèi)部具有液體的流體重量。
液體傳感器60B的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16關(guān)于腔43的中心軸對稱。換句話說，由腔43、墨水供應(yīng)通路19、墨水排出通路20、流入流動通路24、排出流動通路25、供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16限定的空間被相對于腔43的中心軸C對稱地形成。
上述的液體傳感器60B的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15的體積和排出側(cè)緩沖器室16的體積被設(shè)為具有分別比腔43的體積大至少10倍的體積。
在液體傳感器60B中包括的構(gòu)件中，特別是腔板41、振動板42和流動通路形成板18，由相同的材料制成，并且通過相互燒結(jié)而一體地形成。這樣，因為多個襯底被燒結(jié)形成一體，使得液體傳感器60B的搬運變得容易。此外，由于各構(gòu)件由相同的材料制成，所以可以防止由于它們的線膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。
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，對于振動板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、諸如金、銀、銅、鉑、鋁、鎳等之類的金屬材料制成。
圖11是示出了包括液體傳感器的本發(fā)明的墨盒的視圖，圖12是示出了安裝在該墨盒上的液體傳感器的示例的視圖。
圖11示出了其上安裝有液體傳感器60B的墨盒(液體容器)70B。墨盒70B包括容器主體72，所述容器主體72具有用于將儲存在內(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12所示，液體傳感器60B作為整體安裝在容器主體72上。緩沖器部分14通過膠粘劑28或類似物以液密的方式被固定在形成于容器主體72的壁表面27上的矩形開口26上。在此情況下，液體傳感器60B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的流入開口22和流出開口23開口在容器主體72的內(nèi)部。
容器主體72的內(nèi)部(回過來參考圖5)被分隔成主儲存室(液體儲存室)75和副儲存室(液體輸送空間)76，主儲存室75構(gòu)成容器主體72的整個內(nèi)部空間的主要部分以儲存墨水，副儲存室76的體積小于主儲存室75。主儲存室75與副儲存室76是分開的。副儲存室76位于在消耗墨水時墨水的流動方向上比主儲存室75更靠近墨水流出端口71的一側(cè)。
液體傳感器60B的流入開口22被這樣開口，以與主儲存室75連通，并且流出開口23被這樣布置，以開口在作為液體輸送空間的副儲存室76中。因此，供應(yīng)側(cè)緩沖器室15構(gòu)成容器主體72的內(nèi)部空間中的主要部分，以與用于儲存液體的主儲存室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存在內(nèi)部的液體輸送到外部的墨水流出端口71連通。
封閉輔助流動通路77形成在主儲存室75的內(nèi)部，并且輔助流動通路入口77a形成在輔助流動通路77的下端。輔助流動通路入口77a位于主儲存室75內(nèi)部的下端。此外，液體傳感器60B的流入開口22與輔助流動通路77的上端連通，以構(gòu)成輔助流動通路77的出口。
如上所述，液體傳感器60B的流入開口22通過輔助流動通路77與主儲存室75連通，并且流出開口23通過副儲存室76與墨水流出端口71連通。因此，儲存在主儲存室75中的墨水經(jīng)由輔助流動通路77從流入開口22流入供應(yīng)側(cè)緩沖器室15中，以通過上部開口30A、供應(yīng)側(cè)開口32和墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43。然后，被供應(yīng)到腔43中的墨水通過墨水排出流動通路20、排出側(cè)開口33和上部開口30B被排出到排出側(cè)緩沖器室16中，并且墨水從排出側(cè)緩沖器室16經(jīng)由流出開口23和副儲存室76從墨水輸送端口71排出，最終被供應(yīng)到打印頭12。
在具有這樣的構(gòu)造的本實施例中，通過副儲存室76輸送到墨水輸送端口71的所有墨水預(yù)先通過液體傳感器60B的墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20。
如上所述，根據(jù)本實施例的液體傳感器60B和墨盒70B包括緩沖器14，所述緩沖器14包括通過上游流動通路55和供應(yīng)通路19與振動腔43連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和通過下游流動通路56與振動腔43連通的排出側(cè)緩沖器室16，因此，到腔43中的墨水供應(yīng)通過上游流動通路55和墨水供應(yīng)通路19來進行，并且從腔43的墨水排出通過墨水排出通路20來進行。
因此，當(dāng)液體傳感器60B被安裝在墨盒70等上時，液體傳感器60B的腔43不直接暴露于墨水存儲空間，并且墨水可以通過上游流動通路55或者墨水供應(yīng)通路19供應(yīng)到腔43中。
這樣，被構(gòu)造成當(dāng)消耗墨水時，墨水在液體傳感器60B的上游流動通路55、墨水供應(yīng)通路19和下游流動通路56以及墨水排出通路20內(nèi)流動。因此，即使氣泡進入腔43，氣泡也被墨水流從腔43的內(nèi)部排擠出。結(jié)果，可以防止由腔43內(nèi)部的氣泡積存導(dǎo)致的液體傳感器60B的錯誤檢測。這樣，液體傳感器60B的檢測精度提高，并且殘留液體減少而導(dǎo)致工業(yè)浪費減少。
此外，因為腔43不必被暴露于墨水存儲空間，所以可以防止墨水通過液體平面時在腔43內(nèi)部形成彎月面。因此，可以防止由于在腔43內(nèi)部殘留的墨水導(dǎo)致的液體傳感器60B的錯誤檢測。此外，腔43不被暴露至墨水存儲空間，而是被流動通路形成板18從墨水存儲空間封閉。因此，由于墨水平面的變化、墨水的存在等，當(dāng)振動部分61被強迫振動時在振動部分61中殘留的殘余振動的差異變大，于是檢測靈敏度變高，提高了檢測精度并且防止了錯誤檢測。
此外，因為用于密封傳感器單元13和緩沖器部分14之間的空間的彈性密封構(gòu)件29B被布置在傳感器單元13和緩沖器部分14之間，所以可以確保檢測精度并且還可以簡化制造工藝。
就是說，例如，當(dāng)用膠粘劑密封緩沖器部分14和傳感器單元13之間的空間時，該膠粘劑可能容易被擠壓到其中腔43與上游流動通路55和下游流動通路56連通的流動通路空間的流動通路中。于是，因為氣泡附著到被擠壓出的膠粘劑并且不能很好地去除，所以氣泡會影響腔43的底表面上的殘余振動，由此不利地影響檢測精度。因此，應(yīng)該設(shè)法不將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此使得接合工藝變復(fù)雜。
相反，在本實施例中，因為彈性密封構(gòu)件29B密封傳感器單元13和緩沖器部分14之間的空間，所以根本不會將膠粘劑擠壓到流動通路中，由此解決了由于氣泡附著導(dǎo)致的檢測精度降低或者用于設(shè)法不擠壓出膠粘劑的工藝的復(fù)雜性的問題。
此外，因為彈性密封構(gòu)件29B被布置在腔43、上游流動通路55和下游流動通路56在其中彼此連通的流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，所以腔43底表面的振動不會通過液體傳遞到彈性密封構(gòu)件29B。因此，可以防止由于在彈性密封構(gòu)件29B中產(chǎn)生的振動對腔43底表面的殘余振動的影響造成的檢測精度降低。
就是說，例如，當(dāng)彈性密封構(gòu)件29B被暴露于上游流動通路55或者下游流動通路56與腔43之間的流動通路空間時，腔43底表面的振動通過液體被傳遞到彈性密封構(gòu)件29B，使得彈性密封構(gòu)件振動，并且彈性密封構(gòu)件29B的振動影響腔43底表面的振動，由此使得振動模式變復(fù)雜。因此，通過將彈性密封構(gòu)件29B布置在腔43、上游流動通路55和下游流動通路56在其中彼此連通的流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，可以預(yù)先防止這樣的問題，由此防止了檢測精度的降低。
上游流動通路55和下游流動通路56開口于其中的流動通路突起58被形成在緩沖器部分中，并且彈性密封構(gòu)件29B在流動通路突起58的外周密封傳感器單元13和緩沖器部分14之間的空間。因此，通過將上游流動通路55和下游流動通路56開口于其中的流動通路突起58與傳感器單元13的腔43相對然后接合到其，上游流動通路55和下游流動通路56被允許與腔43連通，由此形成流動通路。此外，通過用彈性密封構(gòu)件29B密封相對的兩部分的周圍，可以令人滿意地進行密封，而不用將彈性密封構(gòu)件29B暴露于流動通路。
圍繞上游流動通路55和下游流動通路56的兩個開口的環(huán)形突起57被形成在流動通路突起58的與傳感器單元13相對的表面上。因此，當(dāng)將流動通路突起58的上游流動通路55和下游流動通路56開口于其中的表面與傳感器單元13的腔43相對，并且允許上游流動通路55和下游流動通路56與腔43連通以形成流動通路時，環(huán)形突起57與傳感器單元13緊密接觸，因此由腔43和流動通路突起58之間的接合部分的平坦度導(dǎo)致的微小間隙變得非常小，由此進一步提高了密封能力。此外，因為彈性密封構(gòu)件29B和液體的接觸幾乎被防止，所以可以幾乎防止通過液體的彈性密封構(gòu)件29B的振動，由此可靠地防止了檢測精度的下降。
在本實施例中，上游流動通路55和下游流動通路56關(guān)于腔43的中心軸C對稱。因此，腔43底表面的振動通過其傳播的包括上游流動通路55和下游流動通路56的空間的形狀可以被簡化，因此在腔43底表面上殘留的殘余振動的振動模式也可以被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔43的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被減少或者檢測精度可以被提高。
類似地，墨水供應(yīng)通路19和供應(yīng)側(cè)開口32以及墨水排出通路20和排出側(cè)開口33關(guān)于腔43的中心軸C對稱。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔43的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被減少或者檢測精度可以被提高。
因為構(gòu)成腔43的空間基本為圓柱形形狀，所以腔43底表面的振動通過其傳播的腔43的空間形狀被進一步簡化，由此在腔43的底表面上殘留的殘余振動的振動模式也被簡化。因此，可以容易地進行對當(dāng)腔43的底表面被強迫振動時的殘余振動的模擬，以減小實際現(xiàn)象和設(shè)計效果之間的差異。結(jié)果，調(diào)節(jié)操作可以被減少或者檢測精度可以被提高。
此外，在本實施例中，上游流動通路55和下游流動通路56被設(shè)為具有小于腔43的流動通路面積，并且具有使得其中存在液體的流體質(zhì)量的長度。因此，因為在上游流動通路55和下游流動通路56中產(chǎn)生合適的流動通路阻力，所以可以防止由于腔43的底表面的振動導(dǎo)致的腔43中的壓力變化傳播到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15或者排出側(cè)緩沖器室16中，并且可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝樱纱颂岣吆痛_保檢測精度。
此外，墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20被設(shè)為具有小于腔43的流動通路面積，并且具有使得其中存在流體質(zhì)量的長度。所以，因為在墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20中產(chǎn)生合適的流動通路阻力，可以防止通過腔43的底表面的振動產(chǎn)生的腔43中的壓力變化傳播到兩個緩沖器室15和16中，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臍堄嗾駝樱纱颂岣吆痛_保檢測精度。
在本實施例中，偏置構(gòu)件35用于通過將傳感器單元13朝向緩沖器部分14偏置來將傳感器單元13固定到緩沖器部分14。因此，傳感器單元13可以通過利用偏置構(gòu)件35的偏置力被可靠地安裝在緩沖器部分14上，并且彈性密封構(gòu)件29B被偏置力壓縮，以與傳感器單元13或者緩沖器部分14緊密接觸，由此可靠地完成密封操作。因此彈性密封構(gòu)件29B被偏置力壓縮，并且其變形幾乎不會產(chǎn)生。因此，即使當(dāng)腔43底表面的振動通過液體被輕微地傳遞到彈性密封構(gòu)件29B時，彈性密封構(gòu)件29B也幾乎不振動。因此，可以有效地防止由于彈性密封構(gòu)件29B的振動導(dǎo)致的檢測精度的下降。
在本實施例中，因為安裝目標(biāo)構(gòu)件是緩沖器構(gòu)件，所述緩沖器構(gòu)件具有作為上游空間的通過上游流動通路55與腔43連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和作為下游空間的通過下游流動通路56與腔43連通的排出側(cè)緩沖器室16，所以，墨水通過其進入和離開腔43的上游流動通路55和下游流動通路56分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16，而不是直接開口到作為檢測目標(biāo)的液體的存儲空間。因此，即使當(dāng)由于墨水在墨水存儲空間中的振動產(chǎn)生氣泡時，這些氣泡也被供應(yīng)側(cè)緩沖器室15或排出側(cè)緩沖器室16一次性地捕集，而幾乎沒有氣泡進入腔43中。因此，可以防止由氣泡在腔43內(nèi)停留導(dǎo)致的液體傳感器60B的錯誤檢測。因為液體傳感器60B被布置在墨盒70B的底部附近，所以進一步改善了防止氣泡進入的效果。
此外，因為墨水通過其流入和流出腔43的墨水供應(yīng)通路55和墨水排出通路55不是直接開口到容器主體72的墨水存儲空間，而是分別開口到供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16中，所以在墨盒70B內(nèi)的墨水存儲空間中的墨水壓力不會直接作用于腔43。因此，可以防止由于墨水振動造成的壓力影響所導(dǎo)致的液體傳感器60B的錯誤檢測。
因為液體傳感器60B的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16被相對于腔43的中心軸C對稱地形成，所以可以使得構(gòu)成緩沖器室15和16的構(gòu)件的形狀簡單，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60B的供應(yīng)側(cè)緩沖器室15和排出側(cè)緩沖器室16分別具有比腔43大至少10倍的體積時，在墨盒70B內(nèi)的墨水存儲空間中產(chǎn)生的墨水的壓力變化不會對液體傳感器60B的傳感器特性產(chǎn)生影響，因此，可以防止由于墨水的振動造成的壓力的影響所導(dǎo)致的液體傳感器60B的錯誤檢測。此外，因為兩個緩沖器室15和16內(nèi)的壓力都不會由于腔43的底表面的振動而增大，所以不會產(chǎn)生多余的振動，因而在腔43的底表面上殘留的殘余振動的振動模式被簡化，這可以提高檢測精度。
供應(yīng)側(cè)緩沖器室15與構(gòu)成容器主體72的內(nèi)部空間的主要部分以儲存墨水的主儲存室75連通，排出側(cè)緩沖器室16與副儲存室76連通，該副儲存室76是與用于將儲存在容器主體72內(nèi)部空間中的墨水輸送到外部的墨水輸送開口71連通的液體輸送空間。因此，儲存在容器主體72的主儲存室75中的墨水從液體傳感器60B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，最終被輸送到容器主體72的墨水輸送開口71。此外，被輸送到容器主體72的墨水輸送開口71的所有墨水都預(yù)先通過液體傳感器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，因而可以可靠地檢測墨水的消耗。
此外，根據(jù)上述的液體傳感器60B，對應(yīng)于與腔43相對應(yīng)的區(qū)域來形成墨水排出通路56，所以可以可靠地排出進入腔43的氣泡。
此外在墨盒70B中，容器主體72的內(nèi)部被分隔成彼此分開的主儲存室75和副儲存室76，并且通過液體傳感器60B的流入開口22和流出開口23將主儲存室75和副儲存室76連通，使得液體傳感器60B的腔43被布置在副儲存室76的頂端。
因此，由于當(dāng)主儲存室75內(nèi)的墨水用完時的時間可以由液體傳感器60B檢測，所以可以通知用戶墨水快用完了。此外，基于預(yù)先檢測的副儲存室76中的墨水量，可以通知用戶用剩余墨水可以打印的張數(shù)。因此，可以防止當(dāng)墨水在打印紙張的打印中途用完了時浪費打印紙張。
此外，根據(jù)上述的墨盒70B，封閉輔助流動通路77形成在主儲存室75內(nèi)部，輔助流動通路77的輔助流動通路入口77a被布置在主儲存室75的下端，并且液體傳感器60B的流入開口22與輔助流動通路77的上端部連通。因此，在主儲存室75中產(chǎn)生的氣泡難以進入輔助流動通路77，并且可以防止氣泡進入液體傳感器60B的腔43中。
根據(jù)上述的墨盒70B，副儲存室76內(nèi)部直到主儲存室75中的所有墨水被用完為止都充滿墨水。因此，只要在主儲存室75中殘留墨水，副儲存室76中的液體平面就不會搖擺。因此，可以防止發(fā)生由于液體平面的搖擺而導(dǎo)致的液體傳感器60B的錯誤檢測。
此外，根據(jù)上述的液體傳感器60B，振動部分61接觸墨水的范圍被限制到與腔43相對應(yīng)的范圍。因此，可以進行墨水的精確檢測，于是可以以高精度檢測墨水水平。
因為與腔43相對應(yīng)的基本整個區(qū)域都用下部電極46的主體部分46a覆蓋，所以在強迫振動時的變形模式和自由振動時的變形模式之間的差異變小。此外，因為液體傳感器60B的振動部分61被相對于液體傳感器60B的中心對稱地形成，所以當(dāng)從中心觀察時振動部分61的剛度為基本各向同性的。
因此，抑制了由結(jié)構(gòu)不對稱所產(chǎn)生的多余振動，并且防止了由于強迫振動時的變形模式和自由振動時的變形模式之間的差異造成的反電動勢的輸出減小。因此，提高了對于液體傳感器60的振動部分61中殘余振動共振頻率的檢測精度，并且振動部分61的殘余振動的檢測變得容易。
此外，因為與腔43相對應(yīng)的基本整個區(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下部電極46位置偏移所造成的多余振動的產(chǎn)生。結(jié)果，可以防止檢測精度的下降。
此外，整個本身很脆的壓電層47被布置在與腔43相對應(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相對應(yīng)的位置上。因此，防止了壓電膜在與腔外周緣相對應(yīng)的位置處出現(xiàn)裂縫。
圖13和14示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的液體傳感器60C。
在本實施例中，傳感器單元13不包括流動通路形成板18，并且上游流動通路55和下游流動通路56直接與其底表面開口的腔43連通。就是說，當(dāng)在俯視圖中觀察時，基本圓形的流動通路突起58被形成在緩沖器部分14的頂表面上，并且上游流動通路55和下游流動通路56被形成為與腔43的內(nèi)周接觸。形成稍大于腔43的開口邊緣的具有圓形形狀的環(huán)形突起。在彈性密封構(gòu)件29B中形成圓形開口，以將圓形流動通路突起58插入到該圓形開口中。將緩沖器部分14的流動通路突起58的頂部與傳感器單元13的腔41的底表面相對并固定到其上。
根據(jù)第四實施例，因為流動通路形成板18被省略，所以部件的數(shù)量被盡量減少，由此減小了傳感器單元的尺寸。此外，因為上游流動通路55和下游流動通路56被形成在靠近腔43的內(nèi)周緣的部分中，在供應(yīng)或者排出墨水時墨水的擾動或者堵塞被減小，并且墨水平穩(wěn)地流動，由此改善了氣泡排出性能。其他結(jié)構(gòu)與第三實施例類似，并且相似的元件由相似的標(biāo)號表示。第四實施例具有類似于第三實施例的優(yōu)點。
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的墨盒。
在墨盒70D中，液體傳感器60D不包括緩沖器部分14而只包括傳感器單元13。在墨盒70D中，允許傳感器單元13的腔43與容器主體72的輔助流動通路77連通的上游流動通路55和允許傳感器單元13的腔43與容器主體72的副儲存室76連通的下游流動通路56被形成在容器主體72的壁中。用于固定傳感器單元13的傳感器固定構(gòu)件34被形成在容器主體72的外側(cè)表面上，并且彈性密封構(gòu)件29B和傳感器單元13與上述第一實施例和第二實施例類似地被定位并固定到容器主體72的該外側(cè)表面上。
在本實施例中，輔助流動通路77起到上游空間也就是緩沖器室的作用，而副儲存室76起到下游空間也就是緩沖器室的作用。其他結(jié)構(gòu)與第三實施例和第四實施例類似，并且相似的元件以相似的標(biāo)號表示。本發(fā)明具有與第三實施例和第四實施例相似的優(yōu)點。
接著，將參考根據(jù)第一實施例的液體容器描述根據(jù)第一方面的上述實施例中所示的液體容器中的檢測液體的操作。
在具有上述液體傳感器60的墨盒70中，在容器主體72中殘留足夠墨水并且副儲存室76的內(nèi)部充滿墨水時，腔43充滿墨水。另一方面，當(dāng)墨盒70的容器主體72中的墨水被消耗，并且主儲存室75中沒有墨水時，副儲存室76中的液體平面下降。當(dāng)液體平面降低到低于液體傳感器60的腔43時，在腔43中不存在墨水。
于是，液體傳感器60檢測由于此狀態(tài)變化導(dǎo)致的聲阻差。因此，液體傳感器60可以檢測在容器主體72中是否殘留足夠墨水，或者檢測已經(jīng)消耗了超過預(yù)定量墨水的時間。
更具體地，在液體傳感器60中，電壓通過上部電極端子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。于是，在夾在上部電極49和下部電極46之間的部分中產(chǎn)生電場。此電場使壓電層47變形。由于壓電層47變形，在振動板42的振動區(qū)域(與腔43的底表面43a相對應(yīng)的區(qū)域)中發(fā)生彎曲振動。這樣，壓電層47被強迫變形，然后停止施加電壓，彎曲振動殘留在液體傳感器60的振動部分61中。
殘余振動是液體傳感器60的振動部分61和腔43中的介質(zhì)的自由振動。因此，通過使施加到壓電層47上的電壓具有脈沖波形或者矩形波形，可以在施加電壓之后容易地獲得振動部分61和介質(zhì)之間的共振。此殘余振動是液體傳感器60的振動部分61的振動，并且伴隨著壓電層47的變形。因此，壓電層47通過殘余振動產(chǎn)生反電動勢。此反電動勢通過上部電極49、下部電極46、上部電極端子45和下部電極端子44被外部檢測。因為所檢測的反電動勢指明了共振頻率，所以基于共振頻率可以檢測墨盒70的容器主體72中的墨水的存在。
圖16(a)和16(b)示出了當(dāng)通過向液體傳感器60供應(yīng)驅(qū)動信號強迫振動振動部分61時，液體傳感器60的振動部分61的殘余振動(自由振動)的波形以及殘余振動的測量方法。圖16(a)示出了當(dāng)液體傳感器60的腔43中存在墨水時的波形，而圖16(b)示出了當(dāng)液體傳感器60的腔43中沒有墨水時的波形。
在圖16(a)和16(b)中，縱軸表示施加到液體傳感器60上的驅(qū)動脈沖的電壓和由液體傳感器60的振動部分61的殘余振動產(chǎn)生的反電動勢，橫軸表示時間。液體傳感器60的振動部分61的殘余振動產(chǎn)生電壓的模擬信號的波形。接著，模擬信號被轉(zhuǎn)換成與信號頻率相對應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)值(二元值)。在圖16所示出的示例中，測量了產(chǎn)生模擬信號中從第四脈沖到第八脈沖的四個脈沖的時間。
更具體地，在通過將驅(qū)動脈沖施加到液體傳感器60來強迫振動振動部分61之后，對殘余振動產(chǎn)生的電壓波形從低電壓側(cè)越過預(yù)定的參考電壓而到達高電壓側(cè)的次數(shù)進行計數(shù)。產(chǎn)生從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)具有“高”狀態(tài)的數(shù)字信號。利用預(yù)定的時鐘脈沖測量從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)的時間。
將圖16(a)和圖16(b)進行比較，可以看出圖16(a)中從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)的時間比圖16(b)中的長。換句話說，從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)的時間根據(jù)液體傳感器60的腔43中墨水的存在而變化。通過利用時間的差異，可以檢測墨水的消耗狀態(tài)。
從模擬波形的第四次計數(shù)開始計數(shù)，因為計數(shù)應(yīng)該在液體傳感器60的殘余振動(自由振動)之后開始。從第四次計數(shù)開始計數(shù)僅僅是一個示例，并且可以從任意計數(shù)開始進行計數(shù)。此處，檢測從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)的信號，并且用預(yù)定的時鐘脈沖檢測從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)的時間。可以基于所測量的時間獲得共振頻率。時鐘脈沖不需要計數(shù)到第八次計數(shù)，而是可以計數(shù)到任意次計數(shù)。
在圖16中，雖然測量了從第四次計數(shù)到第八次計數(shù)的時間，但是根據(jù)電路結(jié)構(gòu)也可以檢測其他計數(shù)間隔的時間，由此時間檢測頻率。例如，在墨水質(zhì)量穩(wěn)定并且峰值幅值變化小時，為了提高檢測速度，可以通過檢測從第四次計數(shù)到第六次計數(shù)的時間來獲得共振頻率。在墨水質(zhì)量不穩(wěn)定并且脈沖幅值變化大時，為了精確檢測殘余振動，可以檢測從第四次計數(shù)到第十二次計數(shù)的時間。
在根據(jù)本實施例的液體傳感器60中，利用在液體傳感器60的振動部分61被強迫振動之后的殘余振動的振幅變化或頻率變化，可以檢測液體平面是否通過了液體傳感器60的安裝位置水平(嚴(yán)格說，腔43的位置)。
圖17是用于近似地模擬上述液體傳感器60的振動部分61的振動的等效電路圖。
在圖17中，振動部分61(傳感器芯片)的慣量(inertance)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分別由線圈表示，振動部分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和Rs2由電阻器表示，并且分別與墨水供應(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。
振動部分61的柔量Cc利用結(jié)構(gòu)有限元分析法計算。此外，振動部分61的慣量Mc由慣量和柔量的串聯(lián)體系近似，其近似值可以通過如下的近似表達式來計算Mc＝1/(4π2)×1/(f2)×1/Cc在此，f是振動部分61的固有周期，其可以通過結(jié)構(gòu)有限元分析法或者實際測量計算出。
墨水的柔量Ci可以通過下面的表達式計算出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。
墨水供應(yīng)通路19和墨水排出通路20(孔)的慣量Ms可以利用流體有限元分析法獲得或者在流動通路(孔)為圓柱體形的情況下可以容易地通過下面的表達式來計算Ms＝β×L/πr2在此，β是墨水的粘度，L是流動通路(孔)的長度，并且r是流動通路(孔)的半徑。
使用所計算出的值，振動部分61的振動可以由圖17所示的等效電路近似地模擬。
作為利用由該等效電路模擬振動部分61的振動的結(jié)果，可以看出下面的內(nèi)容，即當(dāng)Ms1和Rs1分別基本上等于Ms2和Rs2時，振動是簡單的，并且不會產(chǎn)生多余振動模式。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限定的空間被相對于腔43的中心軸C對稱地形成。
為了允許供應(yīng)側(cè)緩沖器室215和排出側(cè)緩沖器室216充當(dāng)緩沖器，優(yōu)選的是，緩沖器室15和16的柔量被設(shè)為大于振動部分61柔量Cc的10倍或者更多倍，于是各個緩沖器室15和16中的壓力不會由于振動部分61的振動而增高。為了不產(chǎn)生多余的振動，緩沖器室15和16的慣量優(yōu)選比流動通路(孔)的慣量Ms小10倍或者更多倍。
<第二方面>
現(xiàn)在，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明第二方面的具有液體檢測功能的墨盒(液體容器)。
圖18是示出了墨盒100的示意性構(gòu)造的透視圖。傳感器單元200是用于執(zhí)行液體檢測功能的主要單元，該傳感器單元200內(nèi)置于墨盒100中。
墨盒100包括其中具有墨水存儲部分(未示出)的樹脂盒殼體(容器主體)101和布置成覆蓋盒殼體101的下端表面的樹脂封蓋102。封蓋102用來保護附著到盒殼體101下端表面上的各個密封膜。墨水輸送部分103從盒殼體101的下端表面突出，并且用于保護墨水流出端口(未示出)的封蓋膜104附著到墨水輸送部分103的下端表面。
用于接納傳感器單元200的傳感器接納凹入(傳感器接納部分)110形成在盒殼體101的窄側(cè)表面中。傳感器單元200和壓縮螺旋彈簧(施壓彈簧)300被接納在傳感器接納凹部110中。壓縮螺旋彈簧(以下簡稱彈簧)300通過將傳感器單元200壓靠在位于傳感器接納凹部110底部上的傳感器接納壁120(參見圖19到21)上并擠壓密封環(huán)270(參見圖19到21)，起到確保傳感器單元200和盒殼體101之間的密封特性的作用。
傳感器接納凹部110通過將盒殼體101的窄側(cè)表面開口來形成，并且傳感器單元200和彈簧300被插入側(cè)表面的開口中。在傳感器單元200和彈簧300被容納在其中的情況下，傳感器接納凹部110的側(cè)表面的開口用密封封蓋400封閉，在該密封封蓋400中基板500附著到其外側(cè)。
圖19是示出了當(dāng)從前側(cè)觀察時，其中傳感器單元200和彈簧300被插入到傳感器接納凹部110中的部分的橫截面圖，圖20是示出了其重要部分的示例的放大圖。在圖19中，包括彈簧在內(nèi)的某些部分沒有沒有被示出。
用于接納傳感器單元200的下端的傳感器接納壁120設(shè)置在盒殼體101的傳感器接納凹部110的內(nèi)底部上。傳感器單元200布置在傳感器接納壁120的平坦頂表面上，并且是在其上利用彈簧300的彈性力將傳感器單元200下端處的密封環(huán)(環(huán)形密封構(gòu)件)270壓緊的部分。
由分隔壁127水平分隔的一對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。傳感器接納壁120設(shè)有一對開口(流動通路)132和133以分別對應(yīng)于傳感器緩沖器室122和123。沒有示出的用于輸送所存儲墨水的輸送通路設(shè)置在盒殼體101內(nèi)部，并且傳感器單元200布置在輸送通路的端部附近(在墨水流出端口附近)中。
在此情況下，上游傳感器緩沖器室122通過開口124(沒有具體示出)與輸送通路的上游側(cè)連通，并且下游傳感器緩沖器123通過開口125(沒有具體示出)與輸送通路靠近墨水流出端口的下游側(cè)連通。傳感器緩沖器室122和123的底表面是開口的，沒有用剛性壁封閉，并且該開口用由樹脂制成的密封膜105覆蓋。
傳感器單元200包括其上具有凹入部分211的板狀樹脂單元基座210、接納在單元基座210的頂表面上的凹入部分211中的板狀金屬傳感器基座220、安裝并固定在傳感器基座220的頂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的粘附膜240、布置在單元基座210上的一對端子板250、用于壓緊端子板250的板狀壓蓋260、布置在單元基座210的底表面上的橡膠密封環(huán)270、以及壓蓋構(gòu)件280，所述壓蓋構(gòu)件280布置在傳感器基座220的頂表面上以覆蓋傳感器芯片230，由此將彈簧300的負(fù)載傳遞到單元基座210。
如圖20所示，詳細描述各個元件，單元基座210包括作為用于支撐傳感器基座220的基座主體的凹入部分211和安裝壁215，其中，傳感器基座220在頂表面中心處插入凹入部分211中，并且安裝壁215的高度比凹入部分211周圍的頂表面壁214的外側(cè)處的頂表面壁214的高度高出一個臺階。凹入部分211的底表面設(shè)置有包括有圓形開口的入口側(cè)流動通路212和出口側(cè)流動通路213(液體存儲空間)。單元基座210的底表面設(shè)有突出部分217，密封環(huán)270套入突出部分217中，并且入口側(cè)流動通路212和出口側(cè)流動通路213被定位于突出部分217上。密封環(huán)270由橡膠環(huán)密封圈制成并在其底表面上具有環(huán)形突出部分271，該突出部分271具有半圓形截面。
傳感器基座220由諸如不銹鋼之類的金屬板制成，其剛度大于樹脂的剛度以提高傳感器的聲學(xué)特性。傳感器基座220包括入口側(cè)流動通路222和出口側(cè)流動通路223(液體存儲空間)，入口側(cè)流動通路222和出口側(cè)流動通路223包括兩個開口以對應(yīng)于單元基座210的入口側(cè)流動通路212和出口側(cè)流動通路213。
粘附層242例如通過附著雙面粘附膜或涂敷膠粘劑而形成在傳感器基座220的頂表面上。傳感器芯片230安裝并固定在粘附層242上。就是說，傳感器基座220充當(dāng)用于支撐傳感器芯片230的基座主體。
傳感器芯片230具有用于接納作為檢測目標(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的底表面被開口以接納墨水，頂表面用振動板233封閉，而壓電元件234布置在振動板233的頂表面上。
具體而言，傳感器芯片230包括在其中心處具有圓形開口形狀的傳感器腔232的陶瓷芯片體231、形成在芯片體231頂表面上以構(gòu)成傳感器腔232底壁的振動板233、層疊在振動板233上的壓電元件234、以及層疊在芯片體231上的端子235和236。
壓電元件234包括分別連接到端子235和236的上電極層234a和下電極層234b、以及形成在上電極層234a和下電極層234b之間的壓電層234c。壓電元件用來例如基于由于傳感器腔232中墨水存在或者不存在導(dǎo)致的特性差異而檢測墨水用盡。壓電元件234c可以由鋯鈦酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)或者不含鉛的無鉛壓電膜制成。
通過將芯片體231的底表面置于傳感器基座220的上部中心上，利用粘附層242將傳感器芯片230一體固定到傳感器基座220。同時，用粘附層242密封傳感器基座220和傳感器芯片230之間的空間。傳感器基座220和單元基座210的入口側(cè)流動通路222和212以及出口側(cè)流動通路223和213(液體存儲空間)與傳感器芯片230的傳感器腔232連通。所以，墨水通過入口側(cè)流動通路212和222進入傳感器腔232，并通過出口側(cè)流動通路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被接納在單元基座210的頂表面上的凹入部分211中。然后，傳感器基座220和單元基座210通過從其上側(cè)用樹脂粘附膜240覆蓋它們而一體地彼此固定。
就是說，粘附膜240在其中心處具有開口241，并由此通過在傳感器基座220被接納在單元基座210頂表面上的凹入部分211中的狀態(tài)下用粘附膜覆蓋它們而將傳感器芯片230暴露到中心開口241。通過將粘附膜240的內(nèi)周通過粘附層242接合到傳感器基座220的頂表面，并將外周接合到圍繞單元基座210凹入部分211的頂表面壁214，即通過將粘附膜240接合到兩個部件(傳感器基座220和單元基座210)的頂表面，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的頂表面從單元基座210的凹入部分211向上突出，并且粘附膜240在比圍繞單元基座210的凹入部分211的頂表面壁214的接合部分更高的位置處接合到傳感器基座220的頂表面。這樣，通過將傳感器基座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，可以通過水平差用粘附膜240將傳感器基座220壓緊，由此加強傳感器基座220到單元基座210的固定力。其可以不設(shè)有水平差。
每個端子板250具有彈性構(gòu)件252并且被布置在單元基座210的安裝壁215的頂表面上，所述彈性構(gòu)件252從基部條的中間側(cè)邊緣突出。通過將壓緊構(gòu)件260置于其上，端子板250被置于單元基座210和壓緊構(gòu)件260之間，并且在此狀態(tài)下，彈性構(gòu)件252與傳感器芯片230頂表面上的端子235和236電接觸。壓緊構(gòu)件260具有平坦框形形狀，其被放置在單元基座210的安裝壁215的頂表面上，端子板250置于兩者之間。
如圖20所示，壓蓋280被布置在傳感器芯片230上，而不與傳感器芯片230和端子板250的彈性構(gòu)件252接觸。壓蓋280用于保護傳感器芯片230并且用于將彈簧300的負(fù)載(由圖19和20中的箭頭A1所示)傳遞到傳感器基座220的頂表面，以繞開傳感器芯片230。壓蓋的底部被放置在粘附膜240被接合到其上的部分，并且彈簧300的負(fù)載A1可以從粘附膜240的上側(cè)施加到傳感器基座220。當(dāng)彈簧300的負(fù)載A1被施加到傳感器基座220時，該負(fù)載A1被傳遞到單元基座210下方，并且充當(dāng)用于擠壓密封環(huán)270的力。
在此情況下，密封環(huán)270被設(shè)計為具有盡可能小的直徑，以便不會不必要地增大密封空間，并且密封環(huán)270被定位在傳感器基座220或者傳感器芯片230的正下方。因此，通過將彈簧300的負(fù)載A1施加到具有小的面積的傳感器基座220，彈簧300的壓力有效地作用在傳感器基座正下方的密封環(huán)270上。
傳感器單元200具有上述結(jié)構(gòu)并與壓縮彈簧300一起被接納在盒殼體101的傳感器接納凹部110中。在此接納狀態(tài)下，通過使用彈簧300向壓蓋280施壓，通過傳感器基座220傳遞到單元基座210的負(fù)載A1擠壓設(shè)置在單元基座210的底表面上的密封環(huán)270并使密封環(huán)與傳感器接納凹部110中的傳感器接納壁120緊密接觸。因此，確保了傳感器單元200和盒殼體101之間的密封特性。
在通過上述組裝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通過傳感器接納壁120的開口132而與傳感器單元200中的入口側(cè)流動通路212和222連通，并且盒殼體101中的下游傳感器緩沖器123通過傳感器接納壁120的開口133而與傳感器單元200中的出口側(cè)流動通路213和223連通。入口側(cè)流動通路212和222、傳感器腔232、以及出口側(cè)流動通路213和223串聯(lián)布置在盒殼體101中的輸送通路中，以使其按此順序從上游側(cè)開始布置。
在此，與傳感器腔232連通的上游流動通路包括具有大的流動通路截面的上游緩沖器室122、開口132、以及傳感器單元200中的具有小的流動通路截面的入口側(cè)流動通路212和222(上游窄流動通路)。與傳感器腔232連通的下游流動通路包括具有大的流動通路截面的下游緩沖器室123、開口133、以及傳感器單元200中具有小的流動通路截面的出口側(cè)流動通路213和223(下游窄流動通路)。
根據(jù)上述實施例，因為傳感器單元200和傳感器接納壁120之間的空間被密封，同時通過在傳感器單元200和傳感器接納壁120之間置入具有彈性的密封環(huán)270并且通過使用彈簧300將傳感器單元200壓靠傳感器接納壁120來擠壓密封環(huán)270，可以使用如下的組裝次序，其中傳感器單元200被預(yù)先單獨組裝，然后傳感器單元200被裝配到盒殼體101中。因此，可以比使用膠粘劑的情形更簡單地完成組裝。
因為傳感器單元200和傳感器接納壁120之間的尺寸偏差可以由密封環(huán)270的彈性吸收，所以可以用簡單的組裝完成可靠的密封。因為由密封環(huán)270密封的液體存儲空間(入口側(cè)通路212和222和出口側(cè)通路213和223)被固定在傳感器腔232的前面(在開口側(cè))，所以墨水的波動或者墨水中的氣泡幾乎不會產(chǎn)生影響。
因為彈簧300的壓力通過傳感器基座220施加到單元基座210，所以傳感器基座220和單元基座210之間的密封表面的表面壓力可以被一同提高，由此提高了它們之間的密封性能。就是說，因為彈簧300的負(fù)載被施加到傳感器基座220頂表面上的粘附膜240，所以粘附膜240可以被更牢固地接合，由此提高了密封能力。在此情況下，因為沒有不必要的負(fù)載施加到傳感器芯片230上，所以檢測特性沒有受其影響。
因為彈簧300的負(fù)載A1通過壓蓋280被傳遞到傳感器基座220，所以可以保護作為重要元件的傳感器芯片230，并且可以自由地確定彈簧300和傳感器基座220的組合，由此可以允許簡單的設(shè)計。
因為只要彈簧300在其被壓縮的狀態(tài)下可以被接納在傳感器接納凹部110中就足夠了，所以彈簧可以容易地連同傳感器單元200被插入。
此外，僅僅通過將安裝有傳感器芯片230的傳感器基座220從上側(cè)插入到單元基座210中，并且將粘附膜240接合到兩個布置好的部件的頂表面上，即傳感器基座220和單元基座210兩者的頂表面上，就可以同時實現(xiàn)由不同材料制成的兩個部件(金屬的傳感器基座220和樹脂的單元基座210)之間的固定和密封。因此，組裝可加工性非常優(yōu)異。因為粘附膜240被接合到兩個部件，所以可以實現(xiàn)部件之間的密封，而不會受到部件尺寸精度的影響。例如，當(dāng)粘附膜240通過使用大規(guī)模生產(chǎn)機械加熱、受壓然后熔融時，僅僅通過控制大規(guī)模生產(chǎn)機械的溫度和壓力就可以提高密封能力，由此實現(xiàn)了在大規(guī)模生產(chǎn)時的穩(wěn)定性。因為對密封能力有很大影響的粘附膜240可以容易地涂敷，并且具有優(yōu)異的空間效率，所以可以實現(xiàn)傳感器單元200尺寸的減小。
因為傳感器腔232的入口側(cè)流動通路212和222以及出口側(cè)流動通路213和223分別形成在傳感器基座220和單元基座210中，并且墨水通過入口側(cè)流動通路212和222流入傳感器腔232，并且通過出口側(cè)流動通路213和223排出，所以墨水總是經(jīng)過傳感器腔232，由此防止了由于在傳感器腔232中停留的液體或者氣泡導(dǎo)致的錯誤檢測。
因為粘附膜240相對于單元基座210的接合表面的高度被設(shè)為小于相對于傳感器基座220的接合表面的高度，所以傳感器基座220可以通過水平差被粘附膜240施壓，由此加強了傳感器基座220對于單元基座210的固定力。它們可以不設(shè)有水平差。
因為傳感器單元200被布置在盒殼體101的輸送通路的端部附近，并且傳感器單元200的入口側(cè)流動通路212和222、傳感器腔232以及出口側(cè)流動通路213和223被串聯(lián)布置在輸送通路中，以使其按此順序從上游側(cè)開始布置，所以可以精確地檢測墨盒100中的殘留液體量。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的第二實施例的重要部分的構(gòu)造。在圖21中，與圖18到圖20中所示的實施例相似的元件由相似的標(biāo)號表示，并且對其的描述將被省略。
在第一實施例中，彈簧300的負(fù)載A1通過壓蓋280被施加到傳感器基座220，但是在本實施例中，彈簧300的負(fù)載A2通過壓蓋282被施加到傳感器芯片230的芯片體231。結(jié)果，彈簧300的負(fù)載A2可以通過壓蓋282、傳感器芯片230的芯片體231以及傳感器基座220被傳遞到單元基座210，并且可以充當(dāng)擠壓密封環(huán)270的力(也就是，用于確保密封能力的力)。
在此情況下，壓蓋282被壓靠在芯片體231上不會對振動板233或者壓電元件234有不必要的影響的位置處。此時，壓蓋不應(yīng)妨礙端子板250的彈性構(gòu)件252與端子235和236的彈性構(gòu)件之間的接觸。因此，通過使得壓蓋282的底部與芯片體231在除彈性構(gòu)件252與端子235和236之間的接觸部分之外的位置處接觸，或者通過從接觸端子235和236的彈性構(gòu)件252的上側(cè)將壓蓋282的底部壓靠在芯片體231上，彈性構(gòu)件252可以利用作用在壓蓋282上的彈簧300的力與端子235和236緊密接觸。
這樣，即使當(dāng)彈簧300的負(fù)載A2施加到傳感器芯片230的芯片體231上時，也可以獲得類似于上述實施例的優(yōu)點。
接著，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明第二方面的第三實施例的具有液體檢測功能的墨盒(液體容器)。
圖22是示出了用于將傳感器單元200和彈簧300插入到傳感器接納凹部110中的部分的正視圖，圖23是沿圖22的箭頭IV-IV所取的橫截面圖，圖24是沿圖23的箭頭V-V所取的橫截面圖，以及圖25是示出了圖24的重要部分的放大圖。在這些圖中，與上述的第一實施例相似的元件由相似的標(biāo)號表示，并且對其的描述將被省略。
在本發(fā)明第二方面的第一和第二實施例中，彈簧300的負(fù)載通過壓蓋280和282施加到傳感器基座220或者芯片體231。但是，在第三實施例中，彈簧300的負(fù)載通過壓蓋260B施加到單元基座210。
具體地，傳感器單元200包括在其頂表面上具有凹入部分211的板狀樹脂單元基座210、接納在單元基座210的頂表面上的凹入部分211中的板狀金屬傳感器基座220、安裝并固定在傳感器基座220的頂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的粘附膜240、布置在單元基座210上的一對端子板250、用于壓緊端子板250并且保護傳感器芯片230的板狀壓蓋(蓋構(gòu)件)260B以及布置在單元基座210的底表面上的橡膠密封環(huán)270。
如圖25所示，詳細描述各個元件，單元基座210包括凹入部分211和安裝壁215，其中，傳感器基座220在頂表面中心處插入凹入部分211中，并且安裝壁215的高度比凹入部分211周圍的頂表面壁214的外側(cè)處的頂表面壁214的高度高出一個臺階。凹入部分211的底壁設(shè)置有包括有圓形開口的入口側(cè)流動通路212和出口側(cè)流動通路213(液體存儲空間)。單元基座210的底表面設(shè)有突出部分217，密封環(huán)270套入突出部分217中，并且入口側(cè)流動通路212和出口側(cè)流動通路213被定位于突出部分217上。密封環(huán)270由橡膠環(huán)密封圈形成并在其底表面上具有環(huán)形突出部分271，該突出部分271具有半圓形截面。
每個端子板250具有從基部條的中間側(cè)邊緣突出的彈性構(gòu)件252和形成在該條的端部的彎曲片254，并且被布置在單元基座210的安裝壁215的頂表面上。通過將壓蓋260B置于其上，端子板被置于單元基座210和壓蓋260B之間，并且在此狀態(tài)下，彈性構(gòu)件252與傳感器芯片230頂表面上的端子235和236電接觸。
壓蓋260B具有平板形狀，并且被布置在單元基座210的安裝壁215的頂表面上，同時將端子板250的基部部分251夾在其間，并且壓蓋260B包括凹入部分265，所述凹入部分265布置在壓蓋260B的底表面上，以避免干擾端子板250的彈性構(gòu)件252或者傳感器芯片230。壓蓋260B被布置在單元基座210的頂表面上，同時從上側(cè)對端子板250施壓，由此保護被接納在單元基座210的頂表面上的凹入部分211中的傳感器基座220和傳感器芯片230。
傳感器單元200具有上述結(jié)構(gòu)并在彈簧被壓縮的狀態(tài)下與彈簧300一起被接納在盒殼體101的傳感器接納凹部110中。在此接納狀態(tài)下，通過使用彈簧300向下對壓蓋260B施壓，設(shè)置在傳感器單元200的底表面上的密封環(huán)270被擠壓并且被壓靠在傳感器接納凹部110中的傳感器接納壁120上，由此確保了傳感器單元200和盒殼體101之間的密封性能。在此情況下，因為彈簧300的壓力通過壓蓋260B被傳遞到單元基座210，所以該壓力根本不會施加到傳感器基座220和傳感器芯片230上。就是說，彈簧300通過繞開傳感器基座220和傳感器芯片230的力傳遞路徑僅僅將壓力提供給單元基座210。
根據(jù)上述的本實施例，可以獲得類似于第一實施例的優(yōu)點。此外，因為彈簧300的壓力通過壓蓋260B而直接施加到與傳感器接納壁120相對的單元基座210，所以不會對傳感器基座220或者傳感器芯片230帶來壓力的影響，由此提高了檢測靈敏度。
此外，因為只要將彈簧300壓縮并且接納在傳感器接納凹部110中就足夠了，所以彈簧可以容易地與傳感器單元200一起被插入。
因為壓蓋260B被布置在單元基座210上，所以可以保護對于振動特性來說是重要元件的傳感器芯片230和傳感器基座220。因為彈簧300的負(fù)載通過壓蓋260B施加到單元基座210，所以可以自由地確定彈簧300和單元基座210的組合，由此可以允許容易的設(shè)計。
圖26示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的第四實施例的重要部分。在圖26中，與圖18到圖21中所示的實施例相似的元件由相同的標(biāo)號表示，并且對其的描述將被省略。
在本實施例中，覆蓋傳感器芯片230和傳感器基座220的壓蓋260C被布置在單元基座210上方，而不與單元基座210接觸，并且壓蓋260C由螺釘701固定到盒殼體101。用于對單元基座210施壓以擠壓密封環(huán)270的片簧(施壓彈簧)259在該片簧被壓縮的狀態(tài)下置于壓蓋260C和單元基座210之間。
在此情況下，片簧259被一體地形成在相應(yīng)的端子板250中，并且在常規(guī)組裝工藝中僅僅向單元基座210施加預(yù)定的壓力。端子板250設(shè)置有與傳感器芯片230的端子235和236(參見圖6)彈性接觸的彈性構(gòu)件252，而片簧259被布置在其彈力根本不會作用在彈性構(gòu)件252的位置上。
如圖所示，各個片簧259端部可以在形成壓蓋260C時被插入，并且端子板250可以一體地形成在壓蓋260C中。在此狀態(tài)下，不必特意地支撐端子板250。
片簧259可以與端子板250分別地制造和設(shè)置，并且可以設(shè)置除片簧259之外的其他施壓彈簧，只要空間允許的話。
這樣，因為壓蓋260C由螺釘701固定到盒殼體101，并且片簧259(施壓彈簧)在該片簧259被壓縮的狀態(tài)下置于壓蓋260C和單元基座210之間，所以可以實行施壓彈簧的緊湊組裝。此外，因為片簧259與電連接到傳感器芯片230的端子235和236的端子板250一體形成，所以可以實行緊湊組裝，以減小部件數(shù)量，由此減小組裝步驟的數(shù)量。
接著，將描述通過使用根據(jù)本發(fā)明第二方面的傳感器單元200來檢測墨水的原理。
當(dāng)墨盒100中的墨水被消耗時，所存儲的墨水從墨水輸送部分103通過傳感器單元200的傳感器腔232被輸送到噴墨打印機的打印頭12。
此時，當(dāng)墨盒100中殘留足夠墨水時，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，傳感器腔232未充滿墨水。
因此，傳感器單元200檢測由于狀態(tài)變化導(dǎo)致的聲阻差。所以，可以檢測出是殘留了足夠墨水，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)對壓電元件234施加電壓時，利用壓電元件234的變形使振動板233變形。當(dāng)在使壓電元件234強迫變形之后停止施加電壓時，彎曲振動在振動板233中持續(xù)一段時間。殘余振動是振動板233和傳感器腔232中的介質(zhì)的自由振動。因此，通過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板233和介質(zhì)之間的共振。
殘余振動是振動板233的振動，并且伴隨著壓電元件234的變形。因此，壓電元件234通過殘余振動產(chǎn)生反電動勢。此反電動勢通過端子板250從外部檢測。
因為所檢測到的反電動勢可以指明共振頻率，所以基于共振頻率可以檢測墨盒100中的墨水的存在。
權(quán)利要求
1.一種液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)，包括振動腔形成基部，所述振動腔形成基部具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔形成為朝向所述第一表面一側(cè)開口，并且所述腔的底表面可以振動；包括壓電元件的傳感器，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動腔形成基部的所述第二表面一側(cè)上，所述壓電層形成在所述第一電極上，所述第二電極形成在所述壓電層上；安裝有所述傳感器的安裝目標(biāo)構(gòu)件，所述安裝目標(biāo)構(gòu)件具有上游空間和下游空間，所述上游空間通過上游流動通路與所述腔連通，所述下游空間通過下游流動通路與所述腔連通；和彈性密封構(gòu)件，所述彈性密封構(gòu)件布置在所述傳感器和所述安裝目標(biāo)構(gòu)件之間，并且密封所述傳感器和所述安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述傳感器在所述第一表面?zhèn)壬线€包括流動通路形成基部，所述流動通路形成基部層疊在所述振動腔形成基部上，并且在所述流動通路形成基部中形成用于將作為檢測目標(biāo)的液體供應(yīng)到所述腔的液體供應(yīng)通路和用于將作為檢測目標(biāo)的液體從所述腔排出的液體排出通路，以及其中，在所述彈性密封構(gòu)件中形成允許所述液體供應(yīng)通路與所述上游空間彼此連通的供應(yīng)側(cè)開口和允許所述液體排出通路與所述下游空間彼此連通的排出側(cè)開口，所述彈性密封構(gòu)件分別密封所述液體供應(yīng)通路和所述上游空間之間的空間和所述液體排出通路和所述下游空間之間的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)開口的開口大于所述液體供應(yīng)通路的開口，并且所述排出側(cè)開口的開口大于所述液體排出通路的開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)開口的開口直徑被設(shè)為比所述液體供應(yīng)通路的開口直徑大2倍或者更多倍，并且所述排出側(cè)開口的開口直徑被設(shè)為比所述液體排出通路的開口直徑大2倍或者更多倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)開口和所述液體供應(yīng)通路同心地布置，所述排出側(cè)開口和所述液體排出通路同心地布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述液體供應(yīng)通路和所述液體排出通路的開口被設(shè)為相同的尺寸，并且所述供應(yīng)側(cè)開口和所述排出側(cè)開口的開口被設(shè)為相同的尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述液體供應(yīng)通路和供應(yīng)側(cè)開口與所述液體排出通路和排出側(cè)開口關(guān)于所述腔的中心對稱。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝結(jié)構(gòu)，還包括偏置構(gòu)件，所述偏置構(gòu)件通過將所述傳感器朝向所述安裝目標(biāo)構(gòu)件偏置而將所述傳感器固定到所述安裝目標(biāo)構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝結(jié)構(gòu)，還包括保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件安裝在所述彈性密封構(gòu)件的外周，以在外部保持所述彈性密封構(gòu)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述安裝目標(biāo)構(gòu)件是緩沖器構(gòu)件，所述緩沖器構(gòu)件具有作為所述上游空間的與所述液體供應(yīng)通路連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室，和作為所述下游空間的與所述液體排出通路連通的排出側(cè)緩沖器室。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室關(guān)于所述腔的中心對稱。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室的體積比所述腔的體積大10倍或者更多倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述緩沖器構(gòu)件安裝在容器主體上，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口，所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室與用于儲存液體的液體儲存室連通，并且所述排出側(cè)緩沖器室連通液體輸送空間，所述液體輸送空間與用于輸出儲存在所述容器主體的內(nèi)部空間中的液體的所述液體輸送開口連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述彈性密封構(gòu)件布置在除流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，其中在所述流動通路空間中，所述腔、所述上游流動通路和所述下游流動通路彼此連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，形成從所述安裝目標(biāo)構(gòu)件突起的流動通路突起，所述上游流動通路和所述下游流動通路開口在所述流動通路突起中，并且所述彈性密封構(gòu)件在所述流動通路突起的外周密封所述傳感器和所述安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，圍繞所述上游流動通路和下游流動通路的開口的周邊的環(huán)形突起形成在所述流動通路突起與所述傳感器相對的表面上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述上游流動通路和所述下游流動通路關(guān)于所述腔的中心對稱。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述上游流動通路和所述下游流動通路具有小于所述腔的流動通路面積，并且被設(shè)為具有在其中存在流體質(zhì)量的長度。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安裝結(jié)構(gòu)，還包括偏置構(gòu)件，所述偏置構(gòu)件通過將所述傳感器朝向所述安裝目標(biāo)構(gòu)件偏置，將所述傳感器固定到所述安裝目標(biāo)構(gòu)件。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述安裝目標(biāo)構(gòu)件是緩沖器構(gòu)件，所述緩沖器構(gòu)件具有作為所述上游空間的通過所述上游流動通路與所述腔連通的供應(yīng)側(cè)緩沖器室，和作為所述下游空間的通過所述下游流動通路與所述腔連通的排出側(cè)緩沖器室。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室關(guān)于所述腔的中心對稱。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室和所述排出側(cè)緩沖器室的體積比所述腔的體積大10倍或者更多倍。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述緩沖器構(gòu)件安裝在容器主體上，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口，所述供應(yīng)側(cè)緩沖器室與用于儲存液體的液體儲存室連通，并且所述排出側(cè)緩沖器室連通液體輸送空間，所述液體輸送空間與用于輸出儲存在所述容器主體的內(nèi)部空間中的液體的所述液體輸送開口連通。
24.一種液體容器，包括容器主體，所述容器主體具有用于輸出儲存在其中的液體的液體輸送開口；和傳感器，所述傳感器安裝在所述容器主體上，以檢測其中的液體，其中所述傳感器包括振動腔形成基部，所述振動腔形成基部具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔朝向所述第一表面一側(cè)開口，并且所述腔的底表面可以振動；和壓電元件，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，所述第一電極形成在所述振動腔形成基部的所述第二表面一側(cè)上，所述壓電層形成在所述第一電極上，所述第二電極形成在所述壓電層上，其中，所述容器主體具有通過上游流動通路與所述腔連通的上游空間和通過下游流動通路與所述腔連通的下游空間，以及所述液體容器還包括彈性密封構(gòu)件，所述彈性密封構(gòu)件布置在所述傳感器和所述容器主體之間，并且密封所述傳感器和所述容器主體之間的空間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液體容器，其中，所述傳感器還包括流動通路形成基部，所述流動通路形成基部層疊在所述振動腔形成基部的所述第一表面一側(cè)上，并且在所述流動通路形成基部中形成用于將作為檢測目標(biāo)的液體供應(yīng)到所述腔的液體供應(yīng)通路和用于將作為檢測目標(biāo)的液體從所述腔排出的液體排出通路，以及其中，在所述彈性密封構(gòu)件中形成允許所述液體供應(yīng)通路與所述上游空間彼此連通的供應(yīng)側(cè)開口和允許所述液體排出通路與所述下游空間彼此連通的排出側(cè)開口，所述彈性密封構(gòu)件分別密封所述液體供應(yīng)通路和所述上游空間之間的空間和所述液體排出通路和所述下游空間之間的空間。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液體容器，其中，所述彈性密封構(gòu)件布置在除流動通路空間的流動通路壁之外的部分中，其中在所述流動通路空間中，所述腔、所述上游流動通路和所述下游流動通路彼此連通。
27.一種液體容器，包括容器主體，所述容器主體在其中具有液體存儲部分，并且所述容器主體具有用于從所述液體存儲部分輸出液體的輸送通路和布置在所述輸送通路中的傳感器接納部分；傳感器單元，所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納部分上并且檢測液體；緩沖器室，所述緩沖器室布置在所述容器主體中，通過傳感器接納壁與所述傳感器接納部分鄰接，并且布置在所述輸送通路中，以與所述輸送通路的上游側(cè)和下游側(cè)連通；環(huán)形密封構(gòu)件，所述環(huán)形密封構(gòu)件具有彈性，并且密封所述傳感器單元和所述傳感器接納壁之間的空間；和施壓彈簧，所述施壓彈簧將所述傳感器單元壓靠所述傳感器接納壁，以擠壓所述密封構(gòu)件并向所述密封構(gòu)件、所述傳感器單元和所述傳感器接納壁提供所述密封所必須的表面壓力。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液體容器，其中，所述傳感器單元包括用于檢測液體的傳感器芯片、用于支撐所述傳感器芯片的傳感器基座和用于支撐所述傳感器基座的單元基座，以及其中，所述施壓彈簧用于通過所述傳感器基座或者所述傳感器芯片向所述單元基座提供壓力。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的液體容器，其中，所述傳感器芯片具有用于接納作為檢測目標(biāo)的液體的腔，其中所述腔的底表面被開口以接納液體，所述腔的頂表面由振動板封閉，并且壓電元件布置在所述振動板的頂表面上，其中，所述傳感器基座是用于將傳感器芯片安裝并固定到其上的金屬基座體，其中，所述單元基座是用于將所述傳感器基座安裝并固定到其上的樹脂基座體，并且當(dāng)所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納部分上時，所述單元基座的底表面通過所述密封構(gòu)件與所述傳感器接納壁相對，并且其中，與所述腔連通的液體存儲空間形成在所述傳感器基座和所述單元基座中，并且與所述液體存儲空間和所述緩沖器室在所述環(huán)形密封構(gòu)件內(nèi)部連通的流動通路設(shè)置在所述傳感器接納壁中。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液體容器，其中，所述施壓彈簧以壓縮狀態(tài)布置在所述傳感器接納部分的與所述傳感器單元相對的壁和所述傳感器單元之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液體容器，其中，壓蓋布置在所述傳感器芯片的上方，并且所述施壓彈簧的壓力通過所述壓蓋提供到所述傳感器基座或者所述傳感器芯片。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液體容器，其中，凹入部分形成在所述單元基座的頂表面上，并且所述傳感器基座布置在所述凹入部分中，其中，所述傳感器芯片和所述傳感器基座由布置在所述傳感器基座的頂表面上的粘附層彼此固定和密封，和其中，所述傳感器基座和所述單元基座由粘附膜彼此固定和密封，所述密封膜的內(nèi)周在粘附層處在其間的情況下接合到所述傳感器基座的頂表面，并且所述粘附膜的外周接合到圍繞所述單元基座的所述凹入部分的頂表面壁。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的液體容器，其中，所述傳感器基座的所述頂表面從所述單元基座的所述凹入部分向上突起，并且所述粘附膜在高于圍繞所述單元基座的所述凹入部分的所述頂表面壁上的接合位置的位置上接合到所述傳感器基座的所述頂表面。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液體容器，其中，所述傳感器基座和所述單元基座分別具有作為液體存儲空間的用于所述腔的入口側(cè)流動通路和出口側(cè)流動通路，其中，所述容器主體具有作為所述緩沖器室的與所述輸送通路的所述上游側(cè)和所述入口側(cè)流動通路連通的上游緩沖器室和與所述輸送通路的所述下游側(cè)和所述出口側(cè)流動通路連通的下游緩沖器室，和其中，從所述輸送通路的所述上游側(cè)流入的液體通過所述上游緩沖器室和所述入口側(cè)流動通路供應(yīng)到所述腔，并且從所述腔通過所述出口側(cè)流動通路和所述下游緩沖器室排出到所述輸送通路的所述下游側(cè)。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液體容器，其中，所述傳感器單元包括傳感器芯片，所述傳感器芯片具有用于接納作為檢測目標(biāo)的液體的腔，其中所述腔的底表面被開口以接納液體，所述腔的頂表面由振動板封閉，并且壓電元件布置在所述振動板的頂表面上；金屬傳感器基座，用于將傳感器芯片安裝并固定到其上；和樹脂單元基座，用于將所述傳感器基座安裝并固定到其上，其中當(dāng)所述傳感器單元安裝在所述傳感器接納部分上時，所述單元基座的底表面在所述密封構(gòu)件處在其間的情況下與所述傳感器接納壁相對，并且其中，與所述腔連通的液體存儲空間形成在所述傳感器基座和所述單元基座中，并且與所述液體存儲空間和所述緩沖器室在所述環(huán)形密封構(gòu)件內(nèi)部連通的流動通路設(shè)置在所述傳感器接納壁中，并且其中，所述施壓彈簧用于僅僅向所述單元基座提供壓力。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液體容器，其中，所述施壓彈簧以壓縮狀態(tài)布置在所述傳感器接納部分的與所述傳感器單元相對的壁和所述傳感器單元之間。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液體容器，其中，用于覆蓋所述傳感器芯片的蓋構(gòu)件安裝在所述單元基座上方，不與所述傳感器芯片和傳感器基座直接接觸，并且所述施壓彈簧的壓力通過所述蓋構(gòu)件提供到所述單元基座。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液體容器，其中，用于覆蓋所述傳感器芯片和所述傳感器基座的蓋構(gòu)件安裝在所述單元基座的上方，不與所述單元基座直接接觸，所述蓋構(gòu)件通過螺釘固定到所述容器主體，并且所述施壓彈簧以壓縮狀態(tài)置于所述蓋構(gòu)件和所述單元基座之間。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的液體容器，其中，所述施壓彈簧是片簧，所述片簧與電連接到所述傳感器芯片的電極上的端子板一體地形成。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液體容器，其中，凹入部分形成在所述單元基座的所述頂表面上，并且所述傳感器基座被接納在所述凹入部分中，其中，所述傳感器芯片和所述傳感器基座由布置在所述傳感器基座的所述頂表面上的粘附層彼此固定和密封，和其中，所述傳感器基座和所述單元基座由粘附膜彼此固定和密封，所述密封膜的內(nèi)周在所述粘附層處在其間的情況下接合到所述傳感器基座的所述頂表面，并且所述粘附膜的外周接合到圍繞所述單元基座的所述凹入部分的頂表面壁。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的液體容器，其中，所述傳感器基座的所述頂表面從所述單元基座的所述凹入部分向上突起，并且所述粘附膜在高于圍繞所述單元基座的所述凹入部分的所述頂表面壁上的接合位置的位置上接合到所述傳感器基座的所述頂表面。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液體容器，其中，所述傳感器基座和所述單元基座分別具有作為液體存儲空間的用于所述腔的入口側(cè)流動通路和出口側(cè)流動通路，其中，所述容器主體具有作為所述緩沖器室的與所述輸送通路的所述上游側(cè)和所述入口側(cè)流動通路連通的上游緩沖器室和與所述輸送通路的所述下游側(cè)和所述出口側(cè)流動通路連通的下游緩沖器室，和其中，從所述輸送通路的所述上游側(cè)流入的液體通過所述上游緩沖器室和所述入口側(cè)流動通路供應(yīng)到所述腔，并且從所述腔通過所述出口側(cè)流動通路和所述下游緩沖器室排出到所述輸送通路的所述下游側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液體傳感器的安裝結(jié)構(gòu)，包括振動腔形成基部，其具有彼此相對的第一表面和第二表面，所述振動腔形成基部中用于接納作為檢測目標(biāo)的介質(zhì)的腔形成為朝向第一表面一側(cè)開口，并且腔的底表面可以振動；包括壓電元件的傳感器，所述壓電元件具有第一電極、壓電層和第二電極，第一電極形成在振動腔形成基部的第二表面一側(cè)上，壓電層形成在第一電極上，第二電極形成在所述壓電層上；安裝有傳感器的安裝目標(biāo)構(gòu)件，其具有上游空間和下游空間，所述上游空間通過上游流動通路與腔連通，所述下游空間通過下游流動通路與腔連通；和彈性密封構(gòu)件，其布置在傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間，并且密封傳感器和安裝目標(biāo)構(gòu)件之間的空間。
文檔編號G01F23/296GK1807100SQ200510134289
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者張俊華, 鱷部晃久 申請人:精工愛普生株式會社