CN101531094A - 液体检测装置以及使用该液体检测装置的液体容纳容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种减少了液体检测时的误检测的液体检测装置以及使用该液体检测装置的液体容纳容器。液体检测装置包括具有对接纳液体的传感器腔室(222)施加振动的压电元件的传感器芯片(220)。在与传感器芯片(220)相接合的传感器基座(210)上形成有将液体导入到传感器腔室中的第一孔(212)、以及使液体从传感器腔室中流出的第二孔(214)。在使从第二孔流出的液体停留的下游缓冲室(134b)中设置有迂回路径形成部(139)，所述迂回路径形成部(139)形成使从第二孔朝向下游缓冲室(134b)的出口(135b)的流路迂回的迂回路径(137)。迂回路径阻止气泡的从第二孔朝向出口的直线移动。

Description

液体检测装置以及使用该液体检测装置的液体容纳容器

技术领域

本发明特别是涉及适用于检测喷墨式记录装置等液体消耗装置中的液体(墨水)余量等的液体检测装置、以及包括该液体检测装置的液体容纳容器。

背景技术

作为现有的液体消耗装置的代表示例，存在具有图像记录用的喷墨式记录头的喷墨式记录装置。作为其他的液体喷射装置，可以例举出用于液晶显示器等的滤色片制造的具有色料喷射头的装置、用于有机EL显示器和场致发射显示器(FED)等的电极形成的具有电极材料(导电浆料)喷射头的装置、用于生物芯片制造的具有生物有机物喷射头的装置、以及作为精密移液管的具有试料喷射头的装置等。

在作为液体消耗装置的代表示例的喷墨式记录装置中，具有对压力产生室进行加压的压力产生单元和将加压后的墨水作为墨滴射出的喷嘴开口的喷墨记录头被安装在托架上。通过将墨水容纳容器中的墨水经由流路持续供应给记录头而能够持续地进行印刷。墨水容纳容器例如构成为用户在墨水被耗尽时能够简单进行更换的可拆装的墨盒。

以往，作为墨盒的墨水消耗的管理方法，存在通过软件对记录头的墨滴射出数量或由于维修保养而吸引的墨水量进行累计并通过计算来管理墨水消耗的方法、以及通过在墨盒上安装液面检测用的电极来管理实际上墨水消耗了预定量的时刻的方法等。

但是，通过软件对墨滴喷出数量或墨水量进行累计而在计算的基础上管理墨水消耗的方法存在以下问题。存在喷出的墨滴有重量偏差的头。所述墨滴的重量偏差不会影响图像质量，但是考虑到由偏差引起的墨水消耗量的误差会累计的情况，将具有余量的墨水填充到墨盒中。因此，根据不同的个体而会产生剩余相当于余量的墨水的问题。

另一方面，通过电极来管理墨水被耗尽的时刻的方法能够检测出墨水的实际量，因此能够以高可靠性来管理墨水余量。但是，对墨水的液面的检测依赖于墨水的导电性，因此存在能够检测的墨水的种类有限、电极的密封构造复杂的缺点。另外，作为电极的材料，通常使用导电性良好、耐腐蚀性高的贵金属，因此墨盒的制造成本高。并且，由于需要安装两个电极，因此制造工序增多，结果导致制造成本增大。

因此，作为为了解决上述问题而开发的装置，专利文献1公开了压电装置(这里，称为传感器装置)。在与层叠了压电元件的振动板相对的腔室的内部存在墨水和不存在墨水的情况下，所述传感器装置利用强制振动后的振动板的残留振动(自由振动)所引起的残留振动信号的共振频率的变化来监视墨盒中的墨水余量。

另外，在专利文献2中记载了以下液体检测装置，所述液体检测装置包括：传感器芯片，具有接纳作为检测对象的液体的传感器腔室(232)，并具有至少对该传感器腔室(232)施加振动的压电元件；传感器基座(220)，与传感器腔室(232)侧相接合；第一孔(222)，设置在所述传感器基座(220)上并将液体导向传感器腔室(232)；第二孔(223)，设置在所述传感器基座(220)上并使液体从传感器腔室(232)中流出；下游缓冲室(123)，使从所述第二孔(223)流出的液体停留；以及出口(125)，是来自所述下游缓冲室(123)的液体的出口。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本专利文献特开2001-146030号公报；

专利文献1：日本专利文献特开2006-281550号公报。

发明内容

专利文献2的技术能够实现专利文献1所公开的检测原理，当作为检测对象(例如液体容纳容器)的液体充足时，即当作为液体流路的传感器腔室(232)、第一孔(222)、第二孔(223)、以及下游缓冲室(123)充满液体时，能够检测出“液体充足”这样的信息。

但是，在专利文献2的技术中，例如在液体容纳容器中的液体的余量变少时，无法正确地检测出该信息(液体余量变为预定量以下)。当液体余量变为预定量以下时，空气会进入到本来作为所述液体流路的传感器腔室(232)、第一孔(222)、第二孔(223)、以及缓冲室(123)中(液体耗尽)，传感器芯片应能够检测出该情况。

但是，在现有技术中，例如即使液体容纳容器中的液体余量变为预定量以下，缓冲室中仍会残留有大量的液体。由于缓冲室的液体容纳量很大，因此缓冲室中的液体量的多少会给是否有液体的检测带来很大的影响。如果缓冲室中存在大量的液体，则传感器芯片会检测出液体容纳容器中仍旧“液体充足”。另一方面，如果液体容纳容器中的液体不断变少、结果缓冲室中的液体变为预定值以下，则传感器芯片会检测出液体容纳容器中的“液体余量变为了预定量以下”。

在现有技术中，例如即使液体容纳容器中的液体余量变为预定量以下，缓冲室中还是会残留有大量的液体，因此会发生液体容纳容器中仍旧“液体充足”这样的误检测。

因此，本发明的目的在于提供一种具有液体检测时的误检测少的结构的液体检测装置以及使用该液体检测装置的液体容纳容器。

本发明的一个方式的液体检测装置的特征在于，包括：传感器芯片，具有接纳作为检测对象的液体的传感器腔室，并包括对所述传感器腔室施加振动的压电元件；传感器基座，与所述传感器芯片的所述传感器腔室侧相接合；第一孔，设置在所述传感器基座上，将所述液体导入到所述传感器腔室中；第二孔，设置在所述传感器基座上，使所述液体从所述传感器腔室流出；下游缓冲室，使从所述第二孔流出的液体停留；液体的出口，设置在所述下游缓冲室中；以及迂回路径形成部，形成使从所述第二孔朝向所述出口的所述下游缓冲室中的流路迂回的迂回路径。

这里，当检测对象(例如液体容纳容器)的液体的余量变为预定值以下时，与第一孔侧连通的上游缓冲室被空气代替液体占据。并且，当传感器腔室内部被空气代替液体占据时，能够通过液体检测装置检测出液体余量下降了的状态。

此时，当在下游缓冲室中没有由迂回形成部形成的迂回路径时，会产生以下现象：在大容量的下游缓冲室中残留有液体的状态下，仅小的泡状的气泡从传感器基座的第二孔朝向下游缓冲室的出口以最短的距离直线通过。

本来应检测出液体余量下降了的状态，但是由于仅小的泡状的气泡通过而液体残留，因此有时传感器腔室中充满液体而无法检测出液体余量下降了的状态。

在本发明的一个方式中，由于在下游缓冲室中形成有迂回路径，因此阻止了小的泡状的气泡向下游缓冲室的出口直线移动。即，迂回路径形成部可以具有阻止以最短距离从第二孔朝向下游缓冲室的出口直线流动的第一壁。

在本实施方式中，气泡不会变成小的泡状，而是将残留在下游缓冲室中的液体推向下游缓冲室的出口。因此，根据该液体检测装置，当检测对象(例如液体容纳容器)中的液体余量变为预定量以下、结果在下游缓冲室中混入了气泡时，通过将残留在下游缓冲室中的液体量切实地导向出口，能够使空气充满传感器腔室而减少液体检测时的误检测。

本发明可以采用以下方式：所述迂回路径形成部包括第二壁，所述第二壁朝向与从所述第二孔到所述下游缓冲室的出口的方向实质上相反的方向形成所述迂回路径。

当俯视时，第一壁和第二壁形成为近似L字形状。由此，能够切实地防止上述小的泡状的气泡以最短的距离朝向出口移动。

本发明可以采用以下方式：所述液体检测装置还包括：上游缓冲室，使被导向所述第一孔的液体停留；以及间隔壁，间隔开所述上游缓冲室和所述下游缓冲室，所述上游缓冲室和所述下游缓冲室在与所述传感器基座相对的位置具有流路壁，所述间隔壁和所述迂回路径形成部是与所述流路壁一体地形成并朝向所述传感器基座延伸的肋。由此，通过从流路壁竖立设置的肋，能够形成间隔开上游缓冲室和下游缓冲室的间隔壁并形成对下游缓冲室进行划分的迂回路径。

本发明可以采用以下方式：所述间隔壁不与传感器基座相接触，从所述流路壁到所述迂回路径形成部的顶端的肋高度小于等于从所述流路壁到所述间隔壁的顶端的肋高度。由此，能够使间隔壁和所述迂回路径不与所述传感器基座相接触。这样一来，传感器基座的振动不会被间隔壁和迂回路径形成部妨碍。传感器芯片的振动会使传感器基座振动，另外传感器基座的振动会使传感器芯片振动。因此，通过使传感器基座的振动不被间隔壁和迂回路径妨碍，能够提高传感器芯片对是否有液体的检测精度。

本发明可以采用以下方式：所述传感器基座与所述迂回路径形成部之间的间隙的流路阻力大于所述迂回路径的流路阻力。

这样一来，形成迂回路径形成部的肋的顶端与传感器基座的间隙不会成为流路，在下游缓冲室中仅迂回路径作为流路而发挥作用。

本发明可以采用以下方式：具有形成所述上游缓冲室和所述下游缓冲室的主体壳体，所述主体壳体为容纳所述液体的容器的一部分。

即，在本发明中，除了作为液体检测装置单体而具有主体壳体以外，还可以将容纳液体的容器的一部分兼用作液体检测装置的主体壳体。

当液体检测装置的主体壳体与液体容纳容器为一体时，传感器基座的振动将会被液体容纳容器吸收，因此需要使间隔壁和迂回路径形成部不与传感器基座接触。液体检测装置和液体容纳容器之间不需要密封，从而可以去除密封橡胶和弹簧而减少了部件数量，因此能够使其组装性良好。

本发明的其他方式为包括上述液体检测装置的液体容纳容器。

本发明的其他方式提供一种液体检测装置，用于随着下游的液体的消耗而从上游导入空气的液体消耗系统。本方式的液体检测装置包括传感器配置部件、传感器、安装所述传感器配置部件的传感器配置部件安装部。所述传感器配置部件形成有上游端具有流入孔、下游端具有第一流出孔的传感检测用流路。所述传感器配置在传感器配置部件的外表面上的、与所述传感检测用流路相对的位置上，检测所述传感检测用流路中是否有液体。所述传感器配置部件安装部包括下游缓冲室形成部和第二流出孔，所述下游缓冲室形成部具有与所述第一流出孔连通的开口，并与所述传感器配置部件一起形成接纳从所述第一流出孔流出的所述液体和所述空气的下游缓冲室，所述第二流出孔与所述下游缓冲室连通，所述液体和所述空气经由所述第二流出孔从所述下游缓冲室流出。所述下游缓冲室的形状形成为从所述第一流出孔接纳的所述液体沿所述下游缓冲室的壁面非直线地流动到所述第二流出孔。

根据本方式的液体检测装置，在所述下游缓冲室中，由于液体和空气沿下游缓冲室的外壁流动到流出孔，因此能够抑制空气超过液体而流动到流出孔。结果，即使配置有传感器的液体流路的下游导入了空气，也能够抑制在所述液体流路中残留液体。因此，提高了传感器的检测结果的可靠性。

在本方式的液体检测装置中，在所述下游缓冲室中可以具有突部，所述突部在所述下游缓冲室中形成非直线的缓冲室流路，使得从所述第一流出孔接纳的所述液体和所述空气沿所述下游缓冲室的壁面而流动到所述第二流出孔。这样一来，能够以简单的结构形成下游缓冲室，使得液体和空气沿所述下游缓冲室的外壁流动到第二流出孔。

在本实施方式的液体检测装置中，所述传感器可以包括压电元件，利用所述压电元件使所述传感器配置部件振动来检测是否有所述液体，所述突部不与所述传感器配置部件相接触。这样一来，能够抑制传感器配置部件的振动被突部吸收，从而能够抑制突部妨碍传感器的墨水检测功能。

在本方式的液体检测装置中，所述突部与所述传感器配置部件之间的间隙的流路阻力比所述缓冲室流路的流路阻力大。这样一来，与突部和传感器配置部件之间的间隙相比，液体和空气更容易在缓冲室流路中流动，因此即使突部与传感器配置部件之间存在间隙，突部也能够发挥有效地形成缓冲室流路的作用。

在本方式的液体检测装置中，所述传感器包括压电元件，利用所述压电元件使所述传感器配置部件振动来检测是否有所述液体，所述传感器配置部件安装部还包括：上游缓冲室形成部，具有与所述流入孔连通的开口，并与所述传感器配置部件一起形成向所述流入孔供应所述液体的上游缓冲室；以及间隔壁，间隔开所述下游缓冲室和所述上游缓冲室，所述传感器配置部件和所述传感器配置部件安装部在除了所述间隔壁以外的部分不接触。这样一来，能够抑制传感器配置部件的振动被传感器配置部件安装部吸收，从而能够抑制传感器配置部件安装部妨碍传感器的墨水检测功能。

本方式的液体检测装置可以被安装在容纳所述液体的液体容器上，所述传感器配置部件安装部可以形成为容纳液体的液体容器。

本发明的其他方式的液体检测装置提供一种液体检测装置，用于随着下游的液体的消耗而从上游导入空气的液体消耗系统。本方式的液体检测装置包括传感器配置部件、传感器、安装所述传感器配置部件的传感器配置部件安装部。所述传感器配置部件形成有上游端具有流入孔、下游端具有第一流出孔的传感检测用流路。所述传感器配置在所述传感器配置部件的外表面上的、与所述传感检测用流路相对的位置上，检测所述传感检测用流路中是否有液体。所述传感器配置部件安装部包括下游缓冲室形成部和第二流出孔，所述下游缓冲室形成部具有与所述第一流出孔连通的开口，并与所述传感器配置部件一起形成接纳从所述第一流出孔流出的所述液体和所述空气的下游缓冲室，所述第二流出孔与所述下游缓冲室连通，所述液体和所述空气经由所述第二流出孔从所述下游缓冲室流出。在所述下游缓冲室中，当缓冲室流路的与流动方向大体垂直的方向上的长度为M、所述第一流出孔的与流出方向大体垂直的方向上的长度为N时，满足0.5N<M<2.5N的关系，所述缓冲室流路使从所述第一流出孔接纳的所述液体和所述空气流动到所述第二流出孔。

在本方式的液体检测装置中，所述缓冲室流路的与流动方向大体垂直的方向上的长度M可以包括沿所述传感器配置部件的所述传感器配置部件安装部侧的外表面的方向上的长度，也可以包括与所述传感器配置部件的所述传感器配置部件安装部侧的外表面相垂直的方向上的长度。

在本方式的液体检测装置中，所述第一流出孔可以具有圆筒形状，与所述第一流出孔的流出方向大体垂直的方向上的长度N为所述第一流出孔的内径。圆筒形状的第一流出孔能够通过钻孔等而容易地制造。

本发明能够通过各种方式来实现，例如能够通过以下方式来实现，所述方式包括：用于随着下游的液体的消耗而从上游导入空气的液体消耗系统的液体容器、以及用于随着下游的液体的消耗而从上游导入空气的液体消耗系统、液体供应系统等。

附图说明

图1是作为液体消耗装置的喷墨式打印机的简要的立体图；

图2是墨盒的分解立体图；

图3是将图2的一部分放大后的墨水检测装置的分解立体图；

图4是墨盒的正视图；

图5是图4的A1-A1截面图；

图6是图4的B1-B1截面图；

图7是墨盒的右视图；

图8是从背侧观看传感器基座的立体图；

图9是从表侧观看安装有传感器芯片的传感器基座的立体图；

图10是墨水检测装置组装后的截面图；

图11是表示传感器基座的第一、第二孔与间隔壁的位置关系的简要说明图；

图12(A)、图12(B)是表示间隔壁的变形例的图；

图13(A)、图13(B)是表示设置了辅助支承部的变形例的图；

图14是表示将间隔壁和辅助支承部设置在传感器基座侧的变形例的图；

图15是传感器芯片的截面图；

图16是表示主体壳体102的开口部130的放大正视图；

图17是图16的D-D截面图；

图18是表示将传感器芯片220和传感器基座210取出的状态下的主体壳体102的开口部130的放大正视图；

图19是图18的E-E截面图；

图20是表示第二孔214的宽度d与迂回通路137的流道宽度w之间的关系的图。

具体实施方式

以下，详细地说明本发明的优选的实施方式。以下说明的本实施方式并非用于对权力要求书所记载的本发明的内容进行不合理的限定，作为本发明的解决手段，在本实施方式中说明的结构并非全部是必需的。

(墨盒的概要)

参考附图对具有本发明的实施方式的液体检测装置的墨盒(液体容纳容器)进行说明。

图1表示了使用本实施方式的墨盒的喷墨式记录装置(液体消耗装置)的简要的结构。托架1经由由托架马达2驱动的正时带3被引导部件4引导而在压纸卷筒5的轴向上往复移动。

在与托架1的记录纸张6相对的一侧安装有喷墨式记录头12。在设置在托架1的上部的固定器(未图示)上以可拆装的方式安装有向记录头12供应墨水的墨盒100。

在作为所述记录装置的非印字区域的起始位置(图1中的右侧)配置有盖部件13。当安装在托架1上的记录头12移动到起始位置时，盖部件13压抵在记录头12的喷嘴形成面上，在盖部件13与喷嘴形成面之间形成密闭空间。在盖部件13的下方配置有泵单元10，所述泵单元10用于向通过盖部件13形成的密闭空间施加负压来进行清洁等。

在盖部件13的印字区域侧的附近以能够相对于记录头12的移动轨迹例如在水平方向上进退的方式配置有具有橡胶等弹性板的擦拭单元11。当托架1在盖部件13侧往复移动时，擦拭单元11根据需要来擦拭记录头12的喷嘴形成面。

图2是表示墨盒100的简要结构的分解立体图。图2表示了与墨盒100安装在托架1上的状态下的上下方向相一致的状态。因此，在以下的说明中使用的“上下”这个词是指将墨盒100安装在托架1上的状态下的上下方向。

墨盒100包括：覆盖主体壳体102的背面的膜104、覆盖膜104和主体壳体102的底面的盖体106、以及覆盖主体壳体102的正面和上表面的膜108。

主体壳体102被肋和壁复杂地划分。在主体壳体102中包括由墨水容纳区域和墨水送出流路构成的墨水流路部、使墨水容纳区域与大气连通的墨水侧通路、以及由大气阀容纳室和大气侧通路构成的大气连通部，省略详细的说明(例如，参考日本专利文献特开2007-15408)。

墨水流路部的墨水送出流路最终与墨水供应部110连通，墨盒100中的墨水由于负压被从所述墨水供应部110中吸取并被供应。

墨水供应部110嵌入了设置在托架1上的固定器的供墨针(未图示)。墨水供应部110包括：被供墨针按压而滑动并进行开阀的供应阀112、由嵌合在供墨针的周围的合成橡胶等弹性材料形成的密封部114、以及对供应阀112向密封部件114施力的由盘簧构成的施力部件116。上述部件通过装填施力部件116，然后使密封部件114嵌合到供墨部110中，最后压入供应阀112而进行组装。

在主体壳体102的一个侧面上设置有与设置在托架1上的固定器侧相卡合的杆120。在主体壳体102的一个侧面上的例如杆120的下方的位置形成有位于墨水供应部110的上游侧的、墨水送出流路的终端位置开口而形成的开口部130。在开口部130的周边形成有熔敷用肋132。形成有将与该开口部130面对的墨水送出流路134间隔成上游缓冲室134a和下游缓冲室134b(在图2中省略了标号，参照后述的图6和图7)的间隔壁肋136。

(墨水检测装置)

接着，参考图2和图3对由主体壳体102、墨水送出流路134、以及间隔壁136构成的作为本发明的液体检测装置的墨水检测装置200进行简要的说明。图3放大表示了图2所示的墨盒100中的墨水检测装置200。

在图2和图3中，墨水检测装置200包括：形成有墨水送出流路134的树脂制的主体壳体102、从主体壳体102的开口部130与墨水送出流路134面对配置的金属制的传感器基座210、安装在传感器基座210的与墨水送出流路134面对的面的相反侧的面上的传感器芯片220、将传感器基座210保持在开口部130中并密封开口部130的膜202、以及在主体壳体102内将墨水送出流路134间隔成上游侧和下游侧的间隔壁136。膜202粘结在传感器基座210的上表面上，并且熔敷在开口部130的周围的熔敷用肋132上。在图2和图3中，墨水检测装置200还可以具有：配置在传感器基座210、传感器芯片220、膜202的上侧的压盖230；容纳在压盖230中并具有经由在膜202上形成的孔202a而与传感器芯片220电接触的接点242的中继端子240；以及容纳在压盖230中并与中继端子240的接点244电连接的电路基板250。作为本发明的液体检测装置200，压盖230、中继端子240、以及电路基板250并不是不可或缺的构成要素。参考图4至图11来说明墨水检测装置200的详细结构。图4是主体壳体102的正视图。如作为图4的A1-A1截面图的图5所示，墨水送出流路134在到达图2所示的供墨部110之前的终端侧的位置从开口部130露出。

如作为图4的B1-B1截面图的图6和作为墨盒100的右视图的图7所示，从开口部130露出的墨水送出流路134由间隔壁136间隔成上游缓冲室134a和下游缓冲室134b。如图6所示，与上游缓冲室134a面对地配置有供应口135a，如图4所示，与下游缓冲室134b面对地配置有排出口135b。

图8是从下方观察传感器基座210时的立体图。如图9所示，在传感器基座210上设置有在厚度方向上贯穿的第一孔(供应路径)212和第二孔(排出路径)214。

图9是从上方观察安装有传感器芯片220的传感器基座210的立体图。另外，图10是示意性地表示组装了图2和图3所示的墨水检测装置200的状态的截面图。另外，图15是传感器芯片的截面图。

在图10和图15中，传感器芯片220具有接纳作为检测对象的墨水(液体)的传感器腔室222，传感器腔室222的下表面为了能够接纳墨水而敞开。传感器腔室222的上表面如图9和图15所示被振动板224封闭。并且，在振动板224的上表面配置有压电元件226。

具体地说，如图15所示，传感器芯片220具有振动腔室形成基部300，该振动腔室形成基部300通过在腔室板301上层积振动板224而构成并具有相对的第一面300a和第二面300b。传感器芯片220还具有层积在腔室形成基部300的第二面300b侧的压电元件226。

在振动腔室形成基部300上形成有用于接纳作为检测对象的介质(墨水)的呈圆筒形的空间形状的腔室222，该腔室222向第一面300a侧开口，腔室222的底面部222a由振动板224可振动地形成。换言之，振动板224整体中的主要进行振动的部分的轮廓被222规定。在振动腔室形成基部300的第二面300b侧的两端形成有电极端子228、228。

在振动腔室形成基部300的第二面300b上形成有下部电极310，该下部电极310与一侧的电极端子228连接。

在下部电极310上层积有压电层312，在该压电层312上层积有上部电极314。上部电极314与和下部电极310绝缘的辅助电极320连接。在该辅助电极320上连接有另一侧的电极端子228。

压电元件226基本上来说例如具有通过由于传感器腔室222内有无墨水而造成的电特性(例如频率)的差异来判断墨水用尽的功能。作为压电层的材料，可以使用锆钛酸铅(PZT)、锆钛酸铅镧(PLZT)、或不使用铅的无铅压电膜等。

传感器芯片220通过将芯片主体的下表面载置在传感器基座210的上表面中央部而被粘接层216一体地固定在传感器基座210上，在通过该粘接层216固定的同时传感器基座210与传感器芯片220之间被密封。从以上的说明中可以了解，本实施例的压电元件226与权利要求中的传感器相对应，本实施例的振动腔室形成基部300和传感器基座210与权利要求中的传感器配置部件相对应。另外，本实施例的包括第一孔212、第二孔214、腔室222的コ形的流路(图14)与权利要求中的传感检测(sensing)流路相对应。

(墨水余量检测)

如图10所示，从墨水送出流路134的供应口135a导入的墨水在作为被间隔壁136间隔开的一个腔室的上游缓冲室134a中停留。

该上游缓冲室134a经由传感器基座210的第一孔212与传感器芯片220的传感器腔室222连通。因此，上游缓冲室134a内的墨水随着墨水的导出而经由第一孔212被导入到传感器腔室222中。这里，来自被压电元件226施加振动的振动板224的振动被传至墨水，根据其残留振动波形的频率来检测有无墨水。在除了墨水之外空气也混入到了传感器腔室222中的用尽终点，残留振动波形的衰减大，与充满墨水的状态时相比频率变高。通过检测出该情况，能够检测出墨水用尽。

具体地说，如果向压电元件226施加了电压，则振动板224随着压电元件226的变形而变形。如果在强制性地使压电元件226变形后解除电压的施加，则在一段时间内振动板224会残留有挠曲振动。该残留振动是振动板224和传感器腔室222内的介质的自由振动。因此，通过使施加给压电元件226的电压为脉冲波形或矩形波，能够容易地获得施加电压后的振动板224和介质的共振状态。

该残留振动是振动板224的振动，使压电元件226产生变形。因此，压电元件226伴随着残留振动而产生反电动势。

如图10所示，电路基板250具有与贯穿表背面的镀通孔252连接的电极254。来自与传感器芯片220相接触的中继端子240的信号经由镀通孔252和电极254被安装在打印机主体上的解析电路(未图示)进行处理，结果被传送给安装在电路基板250上的半导体存储装置(未图示)。即，压电元件226的反电势经由中继端子240被传送给解析电路，结果被存储在半导体存储装置中。

由于能够根据这样检测出的反电动势来确定共振频率，因此能够根据该共振频率而检测出墨盒100内有无墨水。此外，在半导体存储装置中存储有墨盒100的种类等的识别信息、墨盒100所保持的墨水的颜色的信息、以及墨水的现存量等信息。

停留在传感器腔室222内的墨水随着墨水的进一步导出而经由传感器基座210的第二孔214被导入到下游缓冲室134b中。并且，经由墨水排出口135b而被沿墨水送出流路134导出，最终经由墨水供应部110(参照图2)而被从墨盒100排出。

(传感器基座的支承方法和支承构造)

在开口部130中安装传感器基座210、传感器芯片220、以及膜202需要以下两个步骤。即，将安装有传感器芯片220的金属制传感器基座210从形成有流路134的主体壳体102的开口部130与流路134面对配置的第一步骤、将膜202熔敷在开口部130的周围的肋132上并通过膜202将传感器基座210支承在主体壳体102上的第二步骤。通过第一步骤和第二步骤，在传感器芯片220上形成的传感器腔室222经由形成在传感器基座210上的第一孔212与上游缓冲室134a连通，并且经由在传感器基座210上形成的第二孔214与下游缓冲室134b连通，从而形成液体的检测路径的情况如上所述。

在本实施方式中，在对膜202进行熔敷之前的第一步骤中，仅通过间隔壁136来支承传感器基座210(间隔壁的支承功能)。这是因为在将膜202熔敷在开口部130的周围的熔敷用肋132上之前必须将传感器基座210临时定位在开口部130的预定的位置。另外，在于第二步骤中通过膜202支承了传感器基座210之后，在开口部130的进深方向上，传感器基座210仅能够与间隔壁136接触(间隔壁的上游、下游的间隔功能)。此外，由于传感器基座210由膜202支承，因此不要求传感器基座210始终与间隔壁136接触，但是希望间隔壁136始终发挥上游、下游间隔功能。

这里，如图10所示，在本实施方式中，为了划分出墨水送出路径134而具有与传感器基座210相对配置的流路壁102a。并且，间隔壁136与该流路壁102a一体地形成。该间隔壁136是对于将墨水送出流路134间隔成上游缓冲室134a和下游缓冲室134b来说优选的构造。这是因为如果不存在间隔壁136，则无法保证墨水送出路径134内的作为介质的墨水或气泡流经传感器腔室222。如果墨水送出路径134内的墨水或气泡不流经传感器腔室222，则传感器芯片220会误检测为墨水用尽终点。

为了将墨水送出流路134间隔成上游缓冲室134a和下游缓冲室134b，希望使间隔壁136与传感器基座210抵接，或者形成微小的间隙以使得至少气泡不会通过传感器基座210与间隔壁136之间的间隙。换言之，希望使间隙的流路阻力比第一孔212的流路阻力大，至少不允许气泡通过。这是间隔壁136的本来的功能。

另一方面，间隔壁136在安装传感器基座210时(第一步骤)与传感器基座210抵接而进行支承，从而能够防止传感器基座210掉落到开口部130的里侧。即，在第一步骤中，间隔壁136具有临时支承传感器基座210的临时支承功能。

在将膜202熔敷在开口部130的周围的熔敷用肋132上、将传感器基座210和传感器芯片220安装在开口部130中之后，传感器基座210仍然是除了传感器芯片220和膜202之外仅与间隔壁136接触。即，在开口部136的进深方向上，传感器基座210仅能够与间隔壁136接触。

这使得能够检测出由压电元件226产生的残留振动波形。这是因为在本实施方式中，墨水检测装置200的主体壳体102是墨盒100的主体壳体的一部分，其容量大。主体壳体102一般是由树脂制造的，例如由聚丙烯等柔软材料形成，如果容量大的话则振动吸收变大。

这里，一旦压电元件226振动，则除了振动板224以外，安装有该传感器芯片220的传感器基座210也会振动。如果该传感器基座210与主体壳体102的接触面积大，则传感器基座102的振动会被主体壳体102吸收。在该情况下，有可能无法获得能够通过压电元件226检测出的程度的足够大的残留振动波形的振幅。

在本实施方式中，传感器基座210仅由膜202和间隔壁136支承，因此被主体壳体102吸收的振动波为最小限度，确保了能够通过压电元件226检测出的足够的振幅。

图11是从下方观察在间隔壁136的中途切断了的状态时的图。间隔壁136位于传感器基座210的第一孔212与第二孔214之间。并且，间隔壁136的顶端部的最大厚度不希望是在间隔壁136与第一、第二孔212、214邻接的情况下会堵塞第一、第二孔212、214的厚度。这是因为会增大设计为预定值的第一、第二孔的流路阻力。

图16是表示主体壳体102的开口部130的放大正视图，图17是图16的D-D截面图。图18是表示取出传感器芯片220和传感器基座210的状态下的主体壳体102的开口部130的放大正视图，图19是图18的E-E截面图。

如上述附图所示，使从传感器基座210的第二孔214流出的液体停留的下游缓冲室134b包括：来自所述下游缓冲室134b的液体的出口(排出口)135b、以及形成使下游缓冲室134b的流路迂回的迂回路径137的迂回路径形成部139。

所述迂回路径形成部139至少位于连结第二孔214和液体的出口135b的直线(参考箭头F)上并且形成迂回路径137，所述迂回路径137阻止气泡(未图示)从第二孔214向出口135b以最短距离进行直线(参考箭头F)移动，使气泡在下游缓冲室134b中迂回。

在本实施方式中，迂回路径形成部139朝向与从第二孔214到出口135b的方向实质上相反的方向而形成了迂回路径137。

虽然在作为示意图的图10中可以容易地看出液体的出口135b被绘制在下游缓冲室134b的侧方，但是实际上如图16和图18所示设置在下游缓冲室134b的最下端的位置。

这里，当在下游缓冲室134b中没有由迂回形成部139形成的迂回路径137时，会产生以下现象：在大容量的下游缓冲室134b中残留有墨水的状态下，仅小的泡状的气泡从传感器基座210的第二孔214朝向下游缓冲室134b的出口135b如图示F所示的那样以最短的距离直线通过。

本来应检测出墨水用尽，但是由于仅小的泡状的气泡通过而液体残留，因此有时传感器腔室222中充满墨水而无法检测出墨水用尽。

由于在下游缓冲室134b中形成有迂回路径137，因此阻止了小的泡状的气泡如图示F所示那样向下游缓冲室134b的出口135b直线移动。即，迂回路径形成部139可以具有阻止气泡以最短距离从第二孔214朝向出口135b直线流动的第一壁(肋)139a。

在本实施方式中，气泡不会变成小的泡状，而是将残留在下游缓冲室134b中的墨水推向下游缓冲室134b的出口135b。因此，根据该液体检测装置，当作为检测对象的液体容纳容器中的液体余量变为预定量以下、结果在下游缓冲室134b中混入了气泡时，通过将残留在下游缓冲室134b中的墨水量切实地导向出口135b，能够使空气充满传感器腔室222而减少墨水用尽的误检测。

并且，当墨水由于某种原因、例如由于作为液体消费装置的喷墨记录装置侧的原因而逆流时，该逆流的墨水会被迂回路径137阻止，从而能够防止其流入到传感器腔室222中。因此，不易发生由于墨水逆流而引起的误检测，并且传感器芯片220不易发生破损。

在本实施方式中，迂回路径形成部139可以包括第二壁(肋)139b，所述第二壁139b朝向实质上与从第二孔214到下游缓冲室134b的出口135b的方向相反的方向形成迂回路径。

如图16和图18所示，迂回路径137从第二孔214的轴方向观察时为沿着缓冲室134b的内壁面134c的迂回路径。具体地说，如图18所示，迂回路径形成部139形成为由第一壁139a和第二壁139b构成的L字形状，所述第一壁139a将第二孔214与出口135b之间间隔开，所述第二壁139b将来自第二孔214的气泡导向上方。由此，使迂回路径137沿着缓冲室134b的内壁面134c延伸。

迂回路径137即使不设置为沿着缓冲室134b的内壁面134c延伸的形状也能够取得上述效果。但是，通过将迂回路径137设置为沿着缓冲室134b的内壁面134c延伸的形状，能够通过气泡将残留在缓冲室134b中的液体更切实地推向出口135b。因此，当作为检测对象的液体的余量变为预定值以下而在液体流路中混入了气泡时，能够切实地降低残留在缓冲室134b中的液体的量，从而能够更有效地减少液体检测时的误检测。

如图17所示，迂回路径形成部139与上述间间隔壁136一样不与传感器基座210相接触。即，迂回路径形成部139的肋高度小于等于上述间隔壁136的肋高度。这样一来，传感器基座210的振动不会由于与间隔壁136和迂回路径形成部139之间的接触而受到妨碍。如上所述，传感器芯片220的振动会使传感器基座210振动，并且传感器基座210的振动会使传感器芯片220振动。因此，通过使传感器基座210的振动不会被间隔壁136和迂回路径形成部139妨碍，能够提高传感器芯片220对是否有液体的检测精度。

但是，迂回路径形成部139与传感器基座210之间的间隙C的流路阻力大于迂回路径137自身的流路阻力。因此，间隙C不作为流路而发挥作用，从而能够阻止气泡经过间隙C例如如箭头F所示那样移动。这样一来，能够保障作为迂回路径形成部139的功能。通过以上的说明可以了解，本实施例的迂回路径形成部139对应于权利要求中的突部。

如图20所示，当第二孔214的宽度(在该情况下为直径)为d时，优选的是迂回路径137的流路宽度w满足0.5d<w<2.5d的关系。这是因为当流路宽度w小于等于0.5d时，气泡和液体难以流动，相反当流路宽度w大于等于2.5时，液体在迂回路径137中容易躲过气泡的推压而残留。在图20中，“w”仅表示了一部分，但是在迂回路径137的全长范围内流路宽度w均满足0.5d<w<2.5d的关系。

另外，在图17中，当迂回路径137的深度为h时，迂回路径137的深度h与流路宽度d之间的关系优选为0.5d<h<2.5d。在该情况下也一样，当深度h为0.5d以下时，气泡和液体难以流动，相反当深度h为2.5d以上时，液体在迂回路径137中容易躲过气泡的推压而残留。

在图16中，136c是使上游缓冲室134a与下游缓冲室134b连通的旁通(bypass)孔。所述分流孔136c通过将间隔壁136部分地切除而形成。当液体余量变少、从而上游缓冲室134a中的液面变为第一孔212以下时，上游缓冲室134a中的液体经过分流孔136c而排出到出口135b。

(变形例)

如上所述详细地说明了本实施方式，但是本领域技术人员能够容易地理解到可以在实际上不脱离本发明的新事项和效果的情况下进行多种变形。因此，这样的变形示例均包括在本发明的范围之内。例如，在说明书或附图中与更广义或同义的不同的用语一起至少记载过一次的用语能够在说明书或附图的任何地方被置换为该不同的用语。

间隔壁136可以如图12的(A)、(B)所示那样形成为流路壁102a侧的基端136a的厚度比自由端136b的厚度厚的锥形形状。即，即使基端136a比第一、第二孔212、214的边缘之间的距离宽，只要自由端136b的厚度与图10同样地小于等于边缘之间的距离即可。这是因为不会增大第一、第二孔212、214中的流路阻力。通过形成厚的基端136a，能够改善注塑成型时的可成形性。此外，作为形成薄的自由端136b的方法，除了如图12的(B)那样形成为倾斜锥形面以外，还可以使自由端部弯曲。

为了提高传感器基座210的安装时的稳定性，可以如图13的(A)、(B)所示那样构成。即，可以设置间隔壁136以外的辅助支承肋138。在图13的(A)、(B)中，配置了能够在传感器基座210的长度方向的两端侧抵接的两个辅助支承肋138。但是，从流路壁102a到两个辅助支承肋138的顶端的高度H1比到间隔壁136的顶端的高度H2小。

在图10所示的实施方式中，由于在安装传感器基座210时仅通过间隔壁136来支承，因此传感器基座210会如跷跷板那样成为中心支承，稳定性不好。在图13的(A)、(B)的实施方式中，即使传感器基座210倾斜，其下降了的端部也会与辅助支承肋138抵接，因此会与间隔壁136形成两点支承而非常稳定。

但是，由于如图13的(B)所示在组装了传感器210之后传感器基座210与流路壁102a大致平行地配置，因此辅助支承肋138不会与传感器基座210接触。由此，能够与图10的实施方式同样地确保大的残留振动波形的振幅。

另外，在组装了传感器基座210之后，即使在如作用有掉落冲击力那样的异常情况发生时，辅助支承肋138也能够防止传感器基座210过度地倾斜。因此，能够防止由膜202支承的传感器基座210过度地倾斜而戳破膜202。

另外，间隔壁136不限于设置在流路壁102a上。例如，也可以如图14所示那样设置从传感器基座210的第一、第二孔212、214之间垂下的间隔壁216。该间隔壁216与流路壁102a接触，或者间隔着流路阻力比第一孔212的流路阻力大的微小的间隙而与流路壁102a相对。在图14中，还设置有在传感器基座210的例如长度方向上的两端位置垂下的辅助支承肋218。从传感器基座210的下表面到两个辅助支承肋218的顶端的高度H1比到间隔壁216的顶端的高度H2小。这样，也能够取得与图13的(A)、(B)的实施方式相同的效果。此外，也可以在流路壁102a和传感器基座210中的一个上设置间隔壁，在另一个上设置辅助支承肋。当这样在传感器基座210上设置间隔壁216和/或辅助支承肋218时，例如通过切削加工来形成传感器基座210。

另外，本发明的液体容纳容器的用途不限于喷墨式记录装置的墨盒。可以应用于具有喷出微小量的液滴的液体喷射头等的各种液体消耗装置。

作为液体喷射装置的具体示例，例如可以列举出：具有用于制造液晶显示器等的滤色器的色料喷射头的装置、具有用于形成有机EL显示器和场致发射显示器(FED)等的电极的电极材料(导电浆体)喷射头的装置、具有用于制造生物芯片的生物有机物喷射头的装置、作为精密移液管的具有试料喷射头的装置、印染装置、以及微型移液器等。

另外，本发明的液体检测装置不限于组装到上架式(on carriage)墨盒中，也可以组装到不安装在托架上的副墨罐、离架式(off carriage)墨盒等中。

并且，在上述实施方式中，将液体检测装置的壳体主体作为液体容纳容器的壳体主体的一部分，去除了专利文献2那样的密封橡胶和弹簧，但是不限于此。也可以作为与液体容纳容器的壳体主体相独立的单元来构成液体检测装置。在该情况下，虽然可能无法去除密封橡胶或弹簧，但是即使单元壳体大型化，也能够将该单元壳体的振动吸收抑制到最小限度，从而有助于确保大的检测波形的振幅。

在上述实施方式中，也可以将液体喷射装置具体化为具有在与记录用纸(省略图示)的运送方向(前后方向)相交叉的方向上记录头19与记录用纸(省略图示)的宽度方向(左右方向)的长度相对应的整体形状的、所谓全行(full line)式(行头方式)的打印机。

在上述实施方式中，将液体喷射装置具体化为喷墨式打印机11，但是不限于此，也可以具体化为喷射或喷出墨水以外的其他液体(包括功能材料的粒子分散或混合在液体中而形成的液状体、类似凝胶的流状体)的液体喷射装置。例如，也可以是喷射以分散或溶解的形式包含用于制造液晶显示器、EL(电致发光)显示器、面发光显示器等的电极材料或色料(像素材料)等材料的液状体的液状体喷射装置、喷射用于制造生物芯片的生物有机物喷射头的液体喷射装置、被用作精密移液管而喷射作为试料的液体的液体喷射装置。并且，也可以是精确地向手表或照相机等精密机械喷射润滑油的液体喷射装置、为了形成光通信元件等所使用的微小半球透镜(光学透镜)等而向基板上喷射紫外线固化树脂等的透明树脂液体的液体喷射装置、为了对基板等进行蚀刻而喷射酸或碱等的蚀刻液的液体喷射装置、喷射凝胶体(例如物理凝胶体)等流状体的流状体喷射装置。并且，可以将本发明应用于它们中的任一种液体喷射装置。此外，在本说明书中，“液体”是不包括仅由气体形成的液体的概念，例如除了无机溶剂、有机溶剂、溶液、液状树脂、液状金属(金属熔液)等以外，在液体中例如还包括液状体、流状体等。

Claims (20)

1.一种液体检测装置，用于随着下游的液体的消耗而从上游导入空气的液体消耗系统，其中，

所述液体检测装置包括：

传感器配置部件，形成有上游端具有流入孔、下游端具有第一流出孔的传感检测用流路；

传感器，配置在所述传感器配置部件的外表面上的、与所述传感检测用流路相对的位置上，检测所述传感检测用流路中是否有液体；以及

传感器配置部件安装部，安装所述传感器配置部件，并包括下游缓冲室形成部和第二流出孔，所述下游缓冲室形成部具有与所述第一流出孔连通的开口，并与所述传感器配置部件一起形成接纳从所述第一流出孔流出的所述液体和所述空气的下游缓冲室，所述第二流出孔与所述下游缓冲室连通，所述液体和所述空气经由所述第二流出孔从所述下游缓冲室流出，

所述下游缓冲室的形状形成为从所述第一流出孔接纳的所述液体和所述空气沿所述下游缓冲室的壁面非直线地流动到所述第二流出孔。

2.根据权利要求1所述的液体检测装置，其中，

在所述下游缓冲室中具有突部，所述突部在所述下游缓冲室中形成非直线的缓冲室流路，使得从所述第一流出孔接纳的所述液体和所述空气沿所述下游缓冲室的壁面而流动到所述第二流出孔。

3.根据权利要求2所述的液体检测装置，其中，

所述传感器包括压电元件，利用所述压电元件使所述传感器配置部件振动来检测是否有所述液体，

所述突部不与所述传感器配置部件相接触。

4.根据权利要求3所述的液体检测装置，其中，

所述突部与所述传感器配置部件之间的间隙的流路阻力比所述缓冲室流路的流路阻力大。

5.根据权利要求1所述的液体检测装置，其中，

所述传感器包括压电元件，利用所述压电元件使所述传感器配置部件振动来检测是否有所述液体，

所述传感器配置部件安装部还包括：

上游缓冲室形成部，具有与所述流入孔连通的开口，并与所述传感器配置部件一起形成向所述流入孔供应所述液体的上游缓冲室；以及

间隔壁，间隔开所述下游缓冲室和所述上游缓冲室，

所述传感器配置部件和所述传感器配置部件安装部在除了所述间隔壁以外的部分不接触。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体检测装置，其中，

所述液体检测装置安装在容纳所述液体的液体容器上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的液体检测装置，其中，

所述传感器配置部件安装部形成为容纳所述液体的液体容器。

8.一种液体容器，其中，

包括权利要求1至7中任一项所述的液体检测装置。

9.一种液体检测装置，用于随着下游的液体的消耗而从上游导入空气的液体消耗系统，其中，

所述液体检测装置包括：

传感器配置部件，形成有上游端具有流入孔、下游端具有第一流出孔的传感检测用流路；

传感器，配置在所述传感器配置部件的外表面上的、与所述传感检测用流路相对的位置上，检测所述传感检测用流路中是否有所述液体；以及

传感器配置部件安装部，安装所述传感器配置部件，并包括下游缓冲室形成部和第二流出孔，所述下游缓冲室形成部具有与所述第一流出孔连通的开口，并与所述传感器配置部件一起形成接纳从所述第一流出孔流出的所述液体和所述空气的下游缓冲室，所述第二流出孔与所述下游缓冲室连通，所述液体和所述空气经由所述第二流出孔从所述下游缓冲室流出，在所述下游缓冲室中，当缓冲室流路的与流动方向大体垂直的方向上的长度为M、所述第一流出孔的与流出方向大体垂直的方向上的长度为N时，满足0.5N<M<2.5N的关系，所述缓冲室流路使从所述第一流出孔接纳的所述液体和所述空气流动到所述第二流出孔。

10.根据权利要求9所述的液体检测装置，其中，

所述缓冲室流路的与流动方向大体垂直的方向上的长度M包括沿所述传感器配置部件的所述传感器配置部件安装部侧的外表面的方向上的长度。

11.根据权利要求9所述的液体检测装置，其中，

所述缓冲室流路的与流动方向大体垂直的方向上的长度M包括与所述传感器配置部件的所述传感器配置部件安装部侧的外表面相垂直的方向上的长度。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的液体检测装置，其中，

所述第一流出孔具有圆筒形状，

与所述第一流出孔的流出方向大体垂直的方向上的长度N为所述第一流出孔的内径。

13.一种液体检测装置，包括：

传感器芯片，具有接纳作为检测对象的液体的传感器腔室，并包括对所述传感器腔室施加振动的压电元件；

传感器基座，与所述传感器芯片的所述传感器腔室侧相接合；

第一孔，设置在所述传感器基座上，将所述液体导入到所述传感器腔室中；

第二孔，设置在所述传感器基座上，使所述液体从所述传感器腔室流出；

下游缓冲室，使从所述第二孔流出的液体停留；

液体的出口，设置在所述下游缓冲室中；以及

迂回路径形成部，形成使从所述第二孔朝向所述出口的所述下游缓冲室中的流路迂回的迂回路径。

14.根据权利要求13所述的液体检测装置，其中，

所述迂回路径形成部包括第一壁，所述第一壁阻止从所述第二孔朝向所述下游缓冲室的出口的直线流动。

15.根据权利要求14所述的液体检测装置，其中，

所述迂回路径形成部包括第二壁，所述第二壁朝向与从所述第二孔到所述下游缓冲室的出口的方向实质上相反的方向形成所述迂回路径。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的液体检测装置，其中，

所述液体检测装置还包括：

上游缓冲室，使被导向所述第一孔的液体停留；以及

间隔壁，间隔开所述上游缓冲室和所述下游缓冲室，

所述上游缓冲室和所述下游缓冲室在与所述传感器基座相对的位置具有流路壁，

所述间隔壁和所述迂回路径形成部是与所述流路壁一体地形成并朝向所述传感器基座延伸的肋。

17.根据权利要求16所述的液体检测装置，其中，

所述间隔壁不与传感器基座相接触，

从所述流路壁到所述迂回路径形成部的顶端的肋高度小于等于从所述流路壁到所述间隔壁的顶端的肋高度。

18.根据权利要求17所述的液体检测装置，其中，

所述传感器基座与所述迂回路径形成部之间的间隙的流路阻力大于所述迂回路径的流路阻力。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的液体检测装置，其中，

具有形成所述上游缓冲室和所述下游缓冲室的主体壳体，所述主体壳体为容纳所述液体的容器的一部分。

20.一种液体容纳容器，其中，

包括权利要求13至19中任一项所述的液体检测装置。

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