JPH0933315A - 容量性センサ - Google Patents
容量性センサInfo
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- JPH0933315A JPH0933315A JP8167200A JP16720096A JPH0933315A JP H0933315 A JPH0933315 A JP H0933315A JP 8167200 A JP8167200 A JP 8167200A JP 16720096 A JP16720096 A JP 16720096A JP H0933315 A JPH0933315 A JP H0933315A
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- JP
- Japan
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- ink
- bag
- plates
- capacitive sensor
- capacitance
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
- G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
- B41J2002/17579—Measuring electrical impedance for ink level indication
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Recording Measured Values (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】インクカートリッジ中の残留インクの量をより
正確に測定する。 【解決手段】本発明はインクカートリッジの対向する内
壁に設けられた２つの極板または複数の極板から成る２
組の極板を備え、２つの極板とインク袋の各側面間の容
量を測定し、二つの測定値によりカートリッジ中のイン
ク残量をより正確に求めることができる。
正確に測定する。 【解決手段】本発明はインクカートリッジの対向する内
壁に設けられた２つの極板または複数の極板から成る２
組の極板を備え、２つの極板とインク袋の各側面間の容
量を測定し、二つの測定値によりカートリッジ中のイン
ク残量をより正確に求めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクレベル検出セン
サに関するものである。より詳細には、本発明は、イン
クジェット・カートリッジのインク容器中の残留インク
の量を検出するための容量性センサ(capacitive senso
r)に関するものである。
サに関するものである。より詳細には、本発明は、イン
クジェット・カートリッジのインク容器中の残留インク
の量を検出するための容量性センサ(capacitive senso
r)に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】従来のインクジェット・プリンタでは、
記録のため、液体インク滴がプリンタ用紙上に噴射され
る。インクを保持するインク容器は、いくつかの要求事
項を満たさねばならない。周囲環境を汚さないために、
インクは振動や衝撃があっても漏れてはならない。表面
張力や粘性等のインクの物理的特性を一定に保つため
に、構造はインク成分の蒸発を実質的に防ぐものでなけ
ればならない。インク容器内にほとんどインクが残って
いないときに、インクを補充する必要があることを知ら
せる警報（アラーム）を発しなければならない。電圧が
必要に応じて印加されてインクを噴射するインクジェッ
ト・プリンタにおいては、新規のインク容器は平坦で薄
いものであるため、磁気フロート(magnetic floats)や
感光検出等のこれまでの残留インク検出機構は有効では
ない。磁気フロートが静止しているように見えたり、袋
の容積が重力で減少しない場合があるため、測定値の読
み取りは不正確である可能性がある。
記録のため、液体インク滴がプリンタ用紙上に噴射され
る。インクを保持するインク容器は、いくつかの要求事
項を満たさねばならない。周囲環境を汚さないために、
インクは振動や衝撃があっても漏れてはならない。表面
張力や粘性等のインクの物理的特性を一定に保つため
に、構造はインク成分の蒸発を実質的に防ぐものでなけ
ればならない。インク容器内にほとんどインクが残って
いないときに、インクを補充する必要があることを知ら
せる警報（アラーム）を発しなければならない。電圧が
必要に応じて印加されてインクを噴射するインクジェッ
ト・プリンタにおいては、新規のインク容器は平坦で薄
いものであるため、磁気フロート(magnetic floats)や
感光検出等のこれまでの残留インク検出機構は有効では
ない。磁気フロートが静止しているように見えたり、袋
の容積が重力で減少しない場合があるため、測定値の読
み取りは不正確である可能性がある。
【０００３】第１の従来技術の例として、特開昭５９−
７５１２２（特願昭５７−１８７２９３）において、図
１に示すように、インク容器を横切って静電容量を測定
している。図２にに示す第２の従来技術の例である米国
特許番号第４，６０４，６３３号において、静電容量検
出器を用いて容器の底に固定された極板に対して柔軟性
を有する袋の変位を検出している。図２は（ａ）から
（ｄ）にインクの残量の変化する状態を示し、（ａ‘）
から（ｄ’）に対応する等価回路を示す。袋が第２の極
板の役割を果たす。静電容量は極板の面積に依存するの
で、静電容量測定値は、底部にある極板付近のインクの
袋の面積が減少するにつれて減少する。この装置におい
て、第２の極板の面積は、インクの袋の寿命が終わりに
近づくにつれて減少するものである。どちらの場合も、
「インクが少ないこと」が検出される。これは、正確で
はあるが、重要な締切時間があるユーザにとっては満足
をもたらすものではない。もしこのユーザが残っている
インクを測ることができたならば、新しいインク容器が
必要であることが予期されたであろう。
７５１２２（特願昭５７−１８７２９３）において、図
１に示すように、インク容器を横切って静電容量を測定
している。図２にに示す第２の従来技術の例である米国
特許番号第４，６０４，６３３号において、静電容量検
出器を用いて容器の底に固定された極板に対して柔軟性
を有する袋の変位を検出している。図２は（ａ）から
（ｄ）にインクの残量の変化する状態を示し、（ａ‘）
から（ｄ’）に対応する等価回路を示す。袋が第２の極
板の役割を果たす。静電容量は極板の面積に依存するの
で、静電容量測定値は、底部にある極板付近のインクの
袋の面積が減少するにつれて減少する。この装置におい
て、第２の極板の面積は、インクの袋の寿命が終わりに
近づくにつれて減少するものである。どちらの場合も、
「インクが少ないこと」が検出される。これは、正確で
はあるが、重要な締切時間があるユーザにとっては満足
をもたらすものではない。もしこのユーザが残っている
インクを測ることができたならば、新しいインク容器が
必要であることが予期されたであろう。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、インクカートリッジ中
の残留インクの量をより正確に把握できるための容量性
センサを提供することにある。
の残留インクの量をより正確に把握できるための容量性
センサを提供することにある。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、インク袋とインクカートリッ
ジの間の誘電体空気(air dielectric)の静電容量を測定
することによって、インクジェット・カートリッジのイ
ンク袋内に残っている残留インクの量を検出する容量性
センサである。インク袋は、一組の極板の間に配置され
ている。インク袋の両端に交流電界が印加される。イン
ク袋から各極板の間の静電容量を測定する。総静電容量
測定値は、インク袋内に残っているインクに対応する。
センサは、カートリッジ内に残っているインクを表す正
確で連続した測定値を提供する。
ジの間の誘電体空気(air dielectric)の静電容量を測定
することによって、インクジェット・カートリッジのイ
ンク袋内に残っている残留インクの量を検出する容量性
センサである。インク袋は、一組の極板の間に配置され
ている。インク袋の両端に交流電界が印加される。イン
ク袋から各極板の間の静電容量を測定する。総静電容量
測定値は、インク袋内に残っているインクに対応する。
センサは、カートリッジ内に残っているインクを表す正
確で連続した測定値を提供する。
【０００６】
【発明の実施例】図３は、本発明の一実施例である容量
性センサ１０を示す。インクカートリッジ８の対向する
側面上に、第１の組の極板１２が、第２の組の極板１４
と並行に配置される。第１と第２の組の極板１２、１４
の間には、インクを収容する袋１６が設けられている。
袋１６は、インクの出口１６Ａを有する。第１と第２の
組の極板１２、１４に電源１８が接続される。第１の組
の極板１２の各極板、第２の組の極板１４の各極板およ
び袋１６には、容量計(capacitance meter)２０が接続
される。
性センサ１０を示す。インクカートリッジ８の対向する
側面上に、第１の組の極板１２が、第２の組の極板１４
と並行に配置される。第１と第２の組の極板１２、１４
の間には、インクを収容する袋１６が設けられている。
袋１６は、インクの出口１６Ａを有する。第１と第２の
組の極板１２、１４に電源１８が接続される。第１の組
の極板１２の各極板、第２の組の極板１４の各極板およ
び袋１６には、容量計(capacitance meter)２０が接続
される。
【０００７】電源１８は、第１、第２の組の極板１２、
１４に交流電界を印加する。容量計２０は、第１の組の
極板１２と袋１６の間の静電容量および第２の組の極板
１４と袋１６の間の静電容量を測定する。この静電容量
の測定値は、袋内に残っているインクに直接対応する。
第１および第２の組の極板１２、１４は多数の極板を示
しているが、各組の極板は１つの連続した極板であって
もよい。
１４に交流電界を印加する。容量計２０は、第１の組の
極板１２と袋１６の間の静電容量および第２の組の極板
１４と袋１６の間の静電容量を測定する。この静電容量
の測定値は、袋内に残っているインクに直接対応する。
第１および第２の組の極板１２、１４は多数の極板を示
しているが、各組の極板は１つの連続した極板であって
もよい。
【０００８】これら静電容量の測定値は、袋と極板の間
の距離を表す。インクが多いほど、袋は極板に近くな
り、静電容量は大きくなる。袋と極板との平均の距離が
測定される。袋が一方の側に傾いている場合には、その
側の静電容量が他の側よりも大きくなる。この状況で
は、静電容量の測定値の平均がとられ、残っているイン
クの量を決定することができる。袋が中央にあるときに
は、両方の静電容量の測定値はほぼ等しい。インク袋が
充満しているときは、極板のすべての静電容量が最大値
となっている。インクが徐々に流出するにつれて、最大
値の極板もあるが、値が小さくなるものもある。これに
より、充満しているか空であるか以上の読み取りを行う
ことが可能になる。
の距離を表す。インクが多いほど、袋は極板に近くな
り、静電容量は大きくなる。袋と極板との平均の距離が
測定される。袋が一方の側に傾いている場合には、その
側の静電容量が他の側よりも大きくなる。この状況で
は、静電容量の測定値の平均がとられ、残っているイン
クの量を決定することができる。袋が中央にあるときに
は、両方の静電容量の測定値はほぼ等しい。インク袋が
充満しているときは、極板のすべての静電容量が最大値
となっている。インクが徐々に流出するにつれて、最大
値の極板もあるが、値が小さくなるものもある。これに
より、充満しているか空であるか以上の読み取りを行う
ことが可能になる。
【０００９】静電容量の測定値は、以下のように決定さ
れる。 Ｃ＝εＡ／ｄ （１） εは空気の誘電率である。Ａは極板の面積であり、ｄは
極板とインク袋の間の距離である。インク袋が充満して
いるときには、ｄは小さく、静電容量は大きい。インク
袋が空になるにつれて、インク袋のインクカートリッジ
を占める割合が小さくなり、ｄが増加する。対応する静
電容量は小さくなる。各組に含まれる極板の数は、所望
の感度によって決定される。極板の数を増やせば、ある
限界までセンサの感度を高めることができ、その場合、
距離に比べて、極板の面積が静電容量を決定する。
れる。 Ｃ＝εＡ／ｄ （１） εは空気の誘電率である。Ａは極板の面積であり、ｄは
極板とインク袋の間の距離である。インク袋が充満して
いるときには、ｄは小さく、静電容量は大きい。インク
袋が空になるにつれて、インク袋のインクカートリッジ
を占める割合が小さくなり、ｄが増加する。対応する静
電容量は小さくなる。各組に含まれる極板の数は、所望
の感度によって決定される。極板の数を増やせば、ある
限界までセンサの感度を高めることができ、その場合、
距離に比べて、極板の面積が静電容量を決定する。
【００１０】図４Ａから図４Ｃは、本発明の異なる容量
性センサの好適な配置を示す。図４Ａは、「トースト」
型配置を示す。インクは袋の底を通って出る。第１およ
び第２の組の極板は水平に配置される。図４Ｂは、「パ
ンケーキ」型配置を示す。インクは袋の一側面を通って
出る。第１の組の極板は第２の組の極板の上に配置され
る。図４Ｃは、「本」型配置を示す。第１および第２の
組は垂直に配置される。インクは袋の一側面を通って出
る。
性センサの好適な配置を示す。図４Ａは、「トースト」
型配置を示す。インクは袋の底を通って出る。第１およ
び第２の組の極板は水平に配置される。図４Ｂは、「パ
ンケーキ」型配置を示す。インクは袋の一側面を通って
出る。第１の組の極板は第２の組の極板の上に配置され
る。図４Ｃは、「本」型配置を示す。第１および第２の
組は垂直に配置される。インクは袋の一側面を通って出
る。
【００１１】図５は、他の実施例を示す。極板の組は、
小さい極板のアレイより構成される。
小さい極板のアレイより構成される。
【００１２】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下に本発明の各実施態様毎に列挙する。 （実施態様１）交流電界を受けて作動する残留インクの
量を検出する容量性センサ(10)において、２つの対向す
る内壁を有するインクのカートリッジ(8)と、一方が２
つの対向する内壁の一方と接触しており、他方が２つの
対向する内壁の他方と接触している２つの極板(12,14)
と、２つの極板の間に配置され、インク出口を有するイ
ンクを収容する袋(16)と２つの極板と袋に接続し、一方
の極板と袋の間の第１の静電容量の測定値および他方の
極板と袋の間の第２の静電容量の測定値を決定するよう
に動作し、第１および第２の静電容量の測定値の組み合
わせが袋内に残っているインクに直接対応する容量計(2
0)を含む容量性センサである。 （実施態様２）極板の１つは、複数の極板セグメントか
らなることを特徴とする前項(1)記載の容量性センサで
ある。 （実施態様３）複数の極板セグメントは、インクが出る
方向に対して設置されることを特徴とする前項(2)記載
の容量性センサである。 （実施態様４）２つの極板の一方が小さい極板よりなる
アレイであることを特徴とする前項(1)記載の容量性セ
ンサである。 （実施態様５）第１および第２の測定値を測定するため
に電源および容量計に接続される残留インクの量を検出
する容量性センサ(10)において、２つの対向する内壁を
有するインクのカートリッジ(8)と、一方が内壁の一方
と接触しており、容量計と接続するように動作し、他方
が内壁の他方と接触しており、容量計と接続するように
動作する２つの極板(12,14)と、２つの極板の間に配置
し、容量計と接続する、インク出口を有するインクを収
容する袋(16)とを含み、第１の測定値が極板の一方と袋
の間の静電容量であって、第２の測定値が極板の他方と
袋の間の静電容量であり、第１および第２の測定値の組
み合わせが袋内に残っているインクに直接対応すること
を特徴とする容量性センサである。 （実施態様６）極板の１つは、複数の極板セグメントか
らなることを特徴とする前項(5)記載の容量性センサで
ある。 （実施態様７）複数の極板セグメントは、インクが出る
方向に対して設置されることを特徴とする前項(6)記載
の容量性センサである。 （実施態様８）２つの極板の一方が小さい極板よりなる
アレイであることを特徴とする前項(5)記載の容量性セ
ンサである。
が、以下に本発明の各実施態様毎に列挙する。 （実施態様１）交流電界を受けて作動する残留インクの
量を検出する容量性センサ(10)において、２つの対向す
る内壁を有するインクのカートリッジ(8)と、一方が２
つの対向する内壁の一方と接触しており、他方が２つの
対向する内壁の他方と接触している２つの極板(12,14)
と、２つの極板の間に配置され、インク出口を有するイ
ンクを収容する袋(16)と２つの極板と袋に接続し、一方
の極板と袋の間の第１の静電容量の測定値および他方の
極板と袋の間の第２の静電容量の測定値を決定するよう
に動作し、第１および第２の静電容量の測定値の組み合
わせが袋内に残っているインクに直接対応する容量計(2
0)を含む容量性センサである。 （実施態様２）極板の１つは、複数の極板セグメントか
らなることを特徴とする前項(1)記載の容量性センサで
ある。 （実施態様３）複数の極板セグメントは、インクが出る
方向に対して設置されることを特徴とする前項(2)記載
の容量性センサである。 （実施態様４）２つの極板の一方が小さい極板よりなる
アレイであることを特徴とする前項(1)記載の容量性セ
ンサである。 （実施態様５）第１および第２の測定値を測定するため
に電源および容量計に接続される残留インクの量を検出
する容量性センサ(10)において、２つの対向する内壁を
有するインクのカートリッジ(8)と、一方が内壁の一方
と接触しており、容量計と接続するように動作し、他方
が内壁の他方と接触しており、容量計と接続するように
動作する２つの極板(12,14)と、２つの極板の間に配置
し、容量計と接続する、インク出口を有するインクを収
容する袋(16)とを含み、第１の測定値が極板の一方と袋
の間の静電容量であって、第２の測定値が極板の他方と
袋の間の静電容量であり、第１および第２の測定値の組
み合わせが袋内に残っているインクに直接対応すること
を特徴とする容量性センサである。 （実施態様６）極板の１つは、複数の極板セグメントか
らなることを特徴とする前項(5)記載の容量性センサで
ある。 （実施態様７）複数の極板セグメントは、インクが出る
方向に対して設置されることを特徴とする前項(6)記載
の容量性センサである。 （実施態様８）２つの極板の一方が小さい極板よりなる
アレイであることを特徴とする前項(5)記載の容量性セ
ンサである。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、カートリッジ内壁
の両側に極板を設けることにより、インクカートリッジ
に残っているインクの量をより高い精度で測定すること
ができる。
の両側に極板を設けることにより、インクカートリッジ
に残っているインクの量をより高い精度で測定すること
ができる。
【図１】従来のセンサを示す図。
【図２】従来のセンサを示す図。
【図３】本発明の一実施例である容量性センサを示す
図。
図。
【図４Ａ】本発明の一実施例である容量性センサの他の
配置を示す図。
配置を示す図。
【図４Ｂ】本発明の一実施例である容量性センサの他の
配置を示す図。
配置を示す図。
【図４Ｃ】本発明の一実施例である容量性センサの他の
配置を示す図。
配置を示す図。
【図５】本発明の他の実施例である容量性センサを示す
図。
図。
８：インクカートリッジ １０：容量性センサ １２：第１の組の極板 １４：第２の組の極板 １６：袋 １６Ａ：インク出口 ２０：容量計
Claims (8)
- 【請求項１】交流電界を受けて作動する残留インクの量
を検出する容量性センサにおいて、 ２つの対向する内壁を有するインクのカートリッジと、
一方が前記２つの対向する内壁の一方と接触しており、
他方が前記２つの対向する内壁の他方と接触している２
つの極板と、 前記２つの極板の間に配置され、インク出口を有するイ
ンクを収容する袋と、 前記２つの極板と前記袋に接続し、一方の前記極板と前
記袋の間の第１の静電容量の測定値および他方の前記極
板と前記袋の間の第２の静電容量の測定値を決定するよ
うに動作し、前記第１および第２の静電容量の測定値の
組み合わせが前記袋内に残っているインクに直接対応す
る容量計を含む容量性センサ。 - 【請求項２】前記極板の１つは、複数の極板セグメント
からなることを特徴とする請求項第１項記載の容量性セ
ンサ。 - 【請求項３】前記複数の極板セグメントは、インクが出
る方向に対して設置されることを特徴とする請求項第２
項記載の容量性センサ。 - 【請求項４】前記２つの極板の一方が小さい極板よりな
るアレイであることを特徴とする請求項第１項記載の容
量性センサ。 - 【請求項５】第１および第２の測定値を測定するために
電源および容量計に接続される残留インクの量を検出す
る容量性センサにおいて、 ２つの対向する内壁を有するインクのカートリッジと、 一方が前記内壁の一方と接触しており、前記容量計と接
続するように動作し、他方が前記内壁の他方と接触して
おり、前記容量計と接続するように動作する２つの極板
と、 前記２つの極板の間に配置し、前記容量計と接続する、
インク出口を有するインクを収容する袋とを含み、 前記第１の測定値が前記極板の一方と前記袋の間の静電
容量であって、前記第２の測定値が前記極板の他方と前
記袋の間の静電容量であり、前記第１および第２の測定
値の組み合わせが前記袋内に残っているインクに直接対
応することを特徴とする容量性センサ。 - 【請求項６】前記極板の１つは、複数の極板セグメント
からなることを特徴とする請求項第５項記載の容量性セ
ンサ。 - 【請求項７】前記複数の極板セグメントは、インクが出
る方向に対して設置されることを特徴とする請求項第６
項記載の容量性センサ。 - 【請求項８】前記２つの極板の一方が小さい極板よりな
るアレイであることを特徴とする請求項第５項記載の容
量性センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US505,989 | 1995-07-24 | ||
| US08/505,989 US5635962A (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Capacitive ink level detection sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933315A true JPH0933315A (ja) | 1997-02-07 |
| JP2926004B2 JP2926004B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=24012715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8167200A Expired - Fee Related JP2926004B2 (ja) | 1995-07-24 | 1996-06-27 | 容量性センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5635962A (ja) |
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