異物檢測裝置及液滴噴出裝置發(fā)明為下述申請的分案申請，原申請信息如下：申請?zhí)枺?01110409325.1申請日：2011年12月09日發(fā)明名稱：異物檢測裝置及方法、液滴噴出裝置及方法關聯(lián)申請的引用：本申請基于并要求2010年12月9日提出的在先日本專利申請第2010－275033號和2011年2月25日提出的在先日本專利申請第2011－039540號的優(yōu)先權，在此引用其全部內容。技術領域在此說明的實施方式整體上涉及異物檢測裝置、異物檢測方法、液滴噴出裝置和液滴噴出方法。

背景技術：
已知有對液體中存在的異物進行檢測的技術。例如已提出有一種在液滴噴出裝置中檢測噴出的液體中是否有氣泡等異物的技術。在這種技術中，例如，根據(jù)因存在氣泡而發(fā)生的振動能級的衰減或殘余振動波形來判別有無氣泡。但是，這種技術很難對細管路中等這種小區(qū)域中存在的氣泡等異物進行檢測。因此，期望開發(fā)一種能夠高精度地檢測細管路中等這種小區(qū)域中存在的氣泡等異物的技術。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實施方式提供一種能提高異物檢測精度的異物檢測裝置、異物檢測方法、液滴噴出裝置和液滴噴出方法。實施方式涉及的異物檢測裝置包括：信號發(fā)生部，產生電信號；發(fā)信部，對來自所述信號發(fā)生部的電信號進行變換，使液體中產生壓力波；接收部，接收來自所述液體的反射波并變換成電信號；保存部，保存與所述液體中未含有氣泡的狀態(tài)下得到的反射波的電信號有關的信息；和檢測部，根據(jù)對所述反射波進行變換后得到的電信號與基于所保存的所述信息的電信號之差的平方，檢測所述氣泡大小。此外，實施方式涉及的其他異物檢測裝置包括：信號發(fā)生部，產生具有滿足下述式子的頻率的電信號；發(fā)信部，對來自所述信號發(fā)生部的電信號進行變換，使液體中產生壓力波；接收部，接收來自所述液體的反射波并變換成電信號；保存部，保存與所述液體中未含有氣泡的狀態(tài)下得到的反射波的電信號有關的信息；和檢測部，根據(jù)對所述反射波進行變換后得到的電信號與基于所保存的所述信息的電信號之差，求取散射截面積，根據(jù)預先求取的氣泡大小與散射截面積之間的關系，檢測所述氣泡大小，在此，f是頻率，Ro是最大氣泡尺寸，Po是液體的平衡壓力，ρ是液體的密度，γ是熱容比。根據(jù)上述結構，能夠提高異物的檢測精度。附圖說明圖1是用于例示第一實施方式涉及的異物檢測裝置和液滴噴出裝置的示意圖。圖2是用于例示檢測定時的示意曲線圖。圖3A和圖3B是用于例示關于氣泡B的信息的提取的示意曲線圖，圖3A是用于例示有氣泡B時的基于反射波的電信號S1和沒有氣泡B時的電信號S2的圖，圖3B是用于例示含有關于氣泡B的信息的電信號的圖。圖4是用于例示氣泡B的直徑尺寸與散射截面積之間的關系的曲線圖。圖5是用于例示第二實施方式涉及的異物檢測裝置和液滴噴出裝置的示意圖。圖6是用于例示第三實施方式涉及的異物檢測方法的流程圖。圖7是用于例示第四實施方式涉及的液滴噴出方法的流程圖。具體實施方式以下，參照附圖，關于實施方式進行例示。再有，各附圖中，在相同的結構要素上標記同一符號，并省略詳細說明。再有，以下，作為一例，例示了將異物檢測裝置設置在液滴噴出裝置中的情況以及在液滴噴出方法中適用了異物檢測方法的情況。但是，異物檢測裝置和異物檢測方法的適用對象不限定于此，可以廣泛地適用于對液體中含有的氣泡等異物的檢測。圖1是用于例示第一實施方式涉及的異物檢測裝置和液滴噴出裝置的示意圖。液滴噴出裝置的驅動方式有“熱式”和“壓電式”，所述“熱式”是由加熱產生氣泡，利用膜態(tài)沸騰現(xiàn)象來使液體噴出，所述“壓電式”是利用壓電元件的彎曲位移來使液體噴出，作為一例，在此以壓電式為例進行說明。在液滴噴出裝置100中設置有壓電部101、噴嘴主體102、撓性膜103、噴嘴部104、衰減部105、蓋106和異物檢測裝置1。壓電部101例如可以是將驅動電極101a、部件101b、驅動電極101c、部件101d、驅動電極101e依次層疊后整體燒結而成的。整體燒結后的壓電部101強度變高，而且也容易處理。部件101b和部件101d可以是由壓電材料形成的部件。作為壓電材料，可以例示壓電陶瓷(例如鋯鈦酸鉛)等。驅動電極101a、驅動電極101c和驅動電極101e可以是由銅合金等形成的電極。如后所述，壓電部101成為用于使液體噴出的加壓源，但也具有異物檢測裝置1的發(fā)信部和接收部的功能。再有，異物檢測裝置1中設置的信號發(fā)生部2，也具有輸出用于驅動壓電部101作為加壓源的電信號的功能。噴嘴主體102中設置有收納要噴出的液體的液室102a。將液室102a設置成貫通噴嘴主體102的兩端部間。液室102a可以是例如具有當量直徑尺寸為d的截面的液室。在此，在液室102a的截面形狀是圓形的情況下，當量直徑尺寸d是其直徑尺寸，在液室102a的截面形狀是例如多角形等的情況下，當量直徑尺寸d是變換成具有相同截面積的圓形截面后的直徑尺寸。再有，關于當量直徑尺寸d以后詳細敘述。此外，與液室102a連通有未圖示的流路，通過未圖示的流路向液室102a內供給液體。噴嘴主體102可以由例如不銹鋼或鎳合金等形成。在噴嘴主體102的一個端部設置有撓性膜103。將撓性膜103設置成覆蓋液室102a的開口部。此外，在撓性膜103的與設置在噴嘴主體102上的一側相反的一側的面上，設置有壓電部101。該情況下，可以將壓電部101設置成與液室102a的開口部對置，使得由壓電部101的彎曲位移產生的壓力波容易傳播到液室102a內的液體。再有，在本實施方式中，壓電部101成為向噴嘴主體102的設置在一個端部側的液室102a內的液體施加壓力的加壓部。撓性膜103可以由例如不銹鋼等形成。在噴嘴主體102的另一個端部上設置有噴嘴部104。噴嘴部104呈板狀，設置有貫通厚度方向的噴嘴孔104a。噴嘴孔104a的一端向液室102a開口，另一端向液滴噴出裝置100的外部開口。噴嘴部104可以由例如不銹鋼或鎳合金等形成。在撓性膜103上，包圍壓電部101的周圍設置有衰減部105。在壓電部101中產生所謂的主振動，與此同時也產生寄生振動等無用的振動。因此，通過設置衰減部105，使寄生振動等衰減，以降低寄生振動等對主振動的壞影響。衰減部105可以由例如硅橡膠等形成。蓋106具備一端開口的凹部。并且，將蓋106設置在撓性膜103上，使得在凹部的內部收納壓電部101和衰減部105。此外，在蓋106上適當?shù)卦O置有用于穿過壓電部101的配線的未圖示的孔等。蓋106可以由例如樹脂或金屬等形成。異物檢測裝置1中設置有信號發(fā)生部2、切換部3、保存部4和檢測部5。如前所述，在本實施方式中，壓電部101發(fā)揮對電信號進行變換并使液體中產生壓力波的發(fā)信部和接收反射波并變換成電信號的接收部的功能。再有，反射波中含有基于后述的機械系統(tǒng)振動的波、“由氣泡產生的壓力波”、和通過碰到液室102a的壁面或噴嘴部104等而產生的壓力波，這些以后詳細敘述。信號發(fā)生部2產生用于檢測氣泡B等異物的電信號。即，產生用于使壓電部101產生具有規(guī)定頻率的壓力波的電信號。該情況下，信號發(fā)生部2可以產生具有滿足后述(3)式或(4)式的頻率f的電信號。再有，也可以按照頻率的范圍，設置多個信號發(fā)生部和頻率范圍切換部。再有，如前所述，信號發(fā)生部2也具有輸出用于驅動壓電部101作為加壓源的電信號的功能。切換部3進行電信號的轉換。例如，在向壓電部101發(fā)送來自信號發(fā)生部2的電信號的時候，使得向檢測部5側發(fā)送該電信號。另一方面，在向檢測部5側發(fā)送來自壓電部101的電信號的時候，使得不向信號發(fā)生部2側發(fā)送該電信號。保存部4保存成為基準的信息。例如，可以保存與液體中未含有氣泡B等異物的狀態(tài)有關的信息。與未含有氣泡B等異物的狀態(tài)有關的信息，可以保存預先收集到的該信息。此外，也可以逐次保存從噴出狀態(tài)等判斷并推斷為是沒有氣泡B等異物的狀態(tài)的信息。檢測部5根據(jù)由壓電部101收集到的信息、即后述的關于反射波的信息和來自保存部4的信息，檢測有無氣泡B等異物和氣泡B等異物大小的至少任一種。即，檢測部5根據(jù)對反射波進行變換后得到的電信號與基于所保存的信息的電信號之差，檢測有無氣泡B等異物和氣泡B等異物大小的至少任一種。該情況下，檢測部5可以如后所述地根據(jù)對反射波進行變換后得到的電信號與基于保存部4中所保存的信息的電信號之差的平方，來檢測異物大小。此外，檢測部5還可以根據(jù)對反射波進行變換后得到的電信號與基于保存部4中所保存的信息的電信號之差，求取散射截面積σsc，從預先求取的氣泡B等異物大小與散射截面積σsc之間的關系，來檢測氣泡B等異物大小。此外，檢測部5可以將關于有無氣泡B等異物的檢測結果或氣泡B等異物大小的檢測結果，向外部設備等輸出。再有，關于有無氣泡B等異物的檢測和氣泡B等大小的檢測的詳細內容以后敘述。下面，關于異物檢測裝置1的作用進行例示。在此，作為一例，以異物是氣泡B的情況為例進行說明。圖2是用于例示檢測定時的示意曲線圖。如圖2所示，在對圖1的壓電部101施加了規(guī)定的電信號A時，壓電部101動作，向液室102a中補充液體，在電信號A下降期間，進行所述液體從噴嘴孔104a中噴出的動作。實際上，所述液體從噴嘴孔104a中噴出的動作延遲了補充到液室102a中的所述液體被壓迫為止的那段時間。在所述液體噴出結束后，通過也作為接收部的壓電部101檢測如S所示的電信號。在對壓電部101施加了所述規(guī)定的電信號A時，在液體中產生壓力波。并且，在施加電信號A后，利用撓性膜103等產生的機械系統(tǒng)振動、后述的“氣泡產生的壓力波”、和通過碰到液室102a的壁面或噴嘴部104等而產生的壓力波等，通過也作為接收部的壓電部101檢測如圖2中的S所示的電信號。因此就根據(jù)電信號S來進行有無氣泡B的檢測或氣泡B大小的檢測。再有，電信號S中還含有“氣泡產生的壓力波”以外的信息，但可以通過在檢測部5中求取與未含有氣泡B時的電信號之差，來去掉“氣泡產生的壓力波”以外的信息。首先，為了進行關于氣泡B的檢測，在信號發(fā)生部2中產生具有規(guī)定頻率f的電信號。該電信號是用于使壓電部101產生具有規(guī)定頻率的壓力波的信號。此外，在按照頻率的范圍設置了多個信號發(fā)生部和頻率范圍切換部的情況下，進行頻率范圍的切換，使得能夠產生具有適當頻率的電信號。再有，關于頻率f的詳細內容以后敘述。從信號發(fā)生部2輸出的電信號，經(jīng)切換部3輸入到壓電部101中。也作為異物檢測裝置1的發(fā)信部的壓電部101，通過將輸入的電信號變換成彎曲位移來產生壓力波。產生的壓力波經(jīng)撓性膜103，傳播到液室102a內的液體中，通過碰到液室102a的壁面或噴嘴部104等，產生由散射(反射)產生的壓力波。此外，在有氣泡B的情況下，通過壓力波碰到氣泡B而產生由散射(反射)產生的壓力波。另外，通過壓力波碰到氣泡B，而在氣泡B中產生體積變化，產生該體積變化所引起的壓力波。再有，在氣泡B中的由散射產生的壓力波和由體積變化所引起的壓力波中，由體積變化引起的壓力波的壓力大到有位數(shù)上的差別。在本說明書中，將通過碰到氣泡B而產生的由散射產生的壓力波和因氣泡B的體積變化所引起的壓力波，合并稱為“由氣泡產生的壓力波”。此外，將“由氣泡產生的壓力波”、通過碰到液室102a的壁面或噴嘴部104等而產生的壓力波、以及與所述撓性膜103等的機械系統(tǒng)振動有關的波，合并稱為“反射波”。因此，反射波中就會含有氣泡B的有無或大小等的關于氣泡B的信息。將產生的反射波入射到也作為異物檢測裝置1的接收部的壓電部101中，變換成與壓電部101的彎曲位移相應的電信號?；诜瓷洳ǖ碾娦盘?，經(jīng)切換部3輸入到檢測部5中。另一方面，從保存部4中提供與未含有氣泡B的狀態(tài)有關的信息，并被變換成電信號。并且，在檢測部5中，通過求取基于反射波的電信號與未含有氣泡B時的電信號之差，來提取關于氣泡B的信息。檢測部5根據(jù)提取到的關于氣泡B的信息，檢測有無氣泡B。例如，可以根據(jù)預先設定的閾值等進行有無氣泡B的檢測。此外，檢測部5也可以根據(jù)提取到的關于氣泡B的信息來檢測氣泡B的大小。下面，關于有無氣泡B的檢測或氣泡B大小的檢測進一步進行例示。圖3A和圖3B是用于例示關于氣泡B的信息的提取的示意曲線圖。圖3A是用于例示有氣泡B時的基于反射波的電信號S1和沒有氣泡B時的基于反射波的電信號S2的示意曲線圖。圖3B是用于例示含有關于氣泡B的信息的電信號的示意曲線圖。如圖3A所示，在有氣泡B時的基于反射波的電信號S1和未含有氣泡B時的電信號S2中，波形是不同的。因此，通過求取有氣泡B時的基于反射波的電信號S1與未含有...