专利名称：液体容器的液体剩余量检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体容器的液体剩余量检测装置，特别是涉及应用于喷墨式记录装置等液体喷射装置的液体容器的液体剩余量检测装置。
背景技术：
印染装置、微型分配器(microdispenser)、以及要求以超高质量进行印刷的商业用记录装置等的液体喷头接收由液体容器供应的被喷出液体。如果在不供应液体的状态下使记录装置动作、即进行空喷时，则喷头会受到损伤，因此需要监视容器的液体剩余量来防止上述损伤。
以记录装置为例，提出了对作为液体容器的墨盒的墨水剩余量进行检测的各种方法，例如公开有下述技术当液体的剩余量降低到规定值以下时，平板通过弹簧的偏置力而移动并离开检测机构，从而停止从检测机构输出检测信号，并由此来确认墨水的减少(例如专利文献1)。
另外，作为另一个示例，提出有下述技术在液体容器的可挠性墨水包上以夹持该墨水包的方式安装压电传感器和受压板，向所述压电传感器施加充放电波形信号，通过检测此时的振动振幅来检测墨水包内的墨水剩余量(专利文献2)。
专利文献1日本专利文献特开2004-306604号专利公报；专利文献2日本专利文献特开2004-136670号专利公报。
上述专利文献1所公开的检测机构通过平板的离开来检测墨水的减少，并由此能够检测墨水减少的时间，但其机械式开关机构复杂，形状比较大，容易出故障，因此难以判断平板的离开是由于墨水用尽而引起的还是由于传感器的故障而引起的。因此，为了用简单的方法来可靠地掌握墨水的减少，希望能够直接检测墨水本身。
另外，提出有下述技术向检测机构内的传感器室施加振动，通过用压电元件检测其残余振动的波形来直接检测在传感器室内有无墨水，但由于残余振动的振幅非常小，因此难以准确地区分由于液体的有无而引起的残余振动的波形的差异。
专利文献2中的直接在液体容器的墨水包上安装压电式传感器单元的构造存在着以下难点由于墨水包的可挠性使得墨水包的变形不一定相同，因此压电传感器的输出无法准确地追踪墨水剩余量的减少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体容器的液体剩余量检测装置来解决上述问题，在所述液体容器的液体剩余量检测装置中，在与液体储存部连接的液体检测室中设置隔板(diaphragm)和压电元件，根据通过该隔板而得到的液体检测室的准确的容积变化以及伴随该容积变化的压电元件的振动波的变化(振幅、频率)来检测液体的实际剩余量以及液体的用尽。
本发明的第一方案是一种液体剩余量检测装置，该液体剩余量检测装置具有传感器室，检测残存在所述传感器室中的液体剩余量，所述传感器室具有液体供应口，通过该液体供应口导入从液体储存部送出的液体、并将所述液体供应给外部的液体消耗装置，所述液体剩余量检测装置的特征在于，包括隔板，位于所述传感器室内并构成该传感器室内的一部分，能够根据该传感器室内的液体储存量而移动；受压板，安装在所述隔板上；凹部，与所述传感器室连通，并在该传感器室的液体储存量变为规定量以下时被所述受压板封闭；压电元件，在向所述凹部的至少一部分施加振动的同时对伴随所施加的振动的自由振动状态进行检测；检测部，对通过所述压电元件检测出的所述自由振动状态所引起的反电动势的残留振动波形的振幅值或频率进行检测；以及计算部，根据所述检测部检测出的残留振动波形的振幅值或频率计算出所述液体容器内的液体剩余量。
本发明的第二方案是一种液体剩余量检测装置，该液体剩余量检测装置具有传感器室，检测残存在所述传感器室中的液体剩余量，所述传感器室具有液体供应口，通过该液体供应口导入从液体储存部送出的液体、并将所述液体供应给外部的液体消耗装置，所述液体剩余量检测装置的特征在于，包括隔板，位于所述传感器室内并构成该传感器室内的一部分，能够根据该传感器室内的液体储存量而移动；凹部，与所述传感器室连通，并与所述隔板一起产生位移，当该传感器室的液体储存量变为规定量以下时被该传感器室的底部内表面封闭；压电元件，安装在所述隔板上，在向所述凹部的至少一部分施加振动的同时对伴随所施加的振动的自由振动状态进行检测；检测部，对通过所述压电元件检测出的所述自由振动状态所引起的反电动势的残留振动波形的振幅值或频率进行检测；以及计算部，根据所述检测部检测出的残留振动波形的振幅值或频率计算出所述液体容器内的液体剩余量。
根据上述本发明的第一和第二方案，由压电振动元件通过振动板对液体施加振动，检测出振动板的自由振动的振幅或频率，并由计算部根据该振幅或频率具体计算出传感器室内的液体剩余量，因此能够得知墨水用尽之前的实际剩余量。
此外，优选隔板安装有使所述隔板在规定的压力下产生位移的压力调整弹簧。
据此，可以通过改变压力调整弹簧的偏置力来改变表示以下两者之间的关系的特性曲线的特性，所述两者即从压电振动元件的支承基板到受压板的(或者，从压电振动元件的支承基板到传感器室的底部内表面的)距离、和残留振动波形的振幅。因此能够得到预期的特性曲线。
另外，所述隔板优选为具有可挠性的膜。
由此能够提高隔板的气密性，从而能够防止气体侵入到传感器室内的液体中，维持高脱气(deaeration)度。
另外，所述隔板优选为覆以铝层的铝层压膜(aluminum laminatefilm)。
由此能够更加可靠地提高气密性，从而能够防止气体侵入到传感器室内的液体中，维持高脱气度。
另外，如果所述液体为墨水，则可以应用于喷墨式记录装置等液体喷射装置。
根据本发明的第一和第二方案，由压电振动元件通过振动板对液体施加振动，检测出振动板的自由振动的振幅或频率，并由计算部根据该振幅或频率具体计算出传感器室内的液体剩余量，因此能够得知墨水用尽之前的实际剩余量。特别是在本发明中，由于由具有可挠性的隔板支承压电振动元件或者与压电振动元件协同动作的受压板，因此能够准确地跟踪由液体的减少所引起的传感器室的容积变化，并能够通过少量的部件对振动板的自由振动进行高水平的放大，从而能够可靠地检测传感器室内的液体(墨水)的剩余量或者有无。
本发明的第三方案是一种液体检测装置，其特征在于，包括压力传感器室，具有与存储液体的外部液体储存部连通的液体流入口和与液体的供给目标连通的液体流出口；压电传感器，具有振动板，在该振动板的所述压力传感器室一侧形成有空腔；压电元件，安装在所述压电传感器的振动板上，在向所述振动板施加振动的同时对伴随振动的自由振动的状态进行检测；以及隔板，支承所述压电传感器并使其可以根据所述压力传感器室内的液体量而产生位移，与所述压电传感器一起形成所述压力传感器室的一部分，具有可挠性。
根据上述结构的液体检测装置，由压电元件通过振动板对压力传感器室内的一部分施加振动并监视振动板的自由振动的振幅的变动(有无振幅等)或振动板的自由振动的频率的变动，由此能够准确地检测出在压力传感器室内有无液体。
特别地，由于由具有可挠性的隔板支承具有振动板的压电元件，因此能够通过少量的部件对振动板的自由振动进行高水平的放大，从而能够准确地检测出在压力传感器室内有无液体。
另外，优选的是在上述结构的液体检测装置中具有将所述压电传感器向所述压力传感器室的壁面偏置的偏置单元，随着所述压力传感器室内的液体量的减少，在所述偏置单元的偏置力的作用下，所述压电传感器与所述壁面抵接，从而封闭所述空腔。
由此，当压力传感器室内的液体量减少时，通过偏置单元而使压电传感器与压力传感器室的壁面可靠地抵接，从而能够封闭空腔。
即，当压力传感器室内的液体量减少时，能够可靠地改变压电元件的振动作用区域，从而能够更加可靠地检测出在压力传感器室内有无液体。
另外，在上述结构的液体检测装置中，所述偏置单元优选具有比流入所述压力传感器室内的液体的液压弱的偏置力。
由此，能够随着压力传感器室内的液压的减小而使压电传感器可靠地产生位移，并能够避免诸如不论压力传感器室内有无液体存在、压电传感器都会产生位移这样的误动作，从而能够高精度地检测液体。
另外，所述隔板优选由覆以铝层的铝层压膜形成。
由此能够提高隔板的气密性，从而能够可靠地防止气体侵入到传感器室内的液体中，维持高脱气度。
另外，本发明的第四方案是一种液体容器，其特征在于，具有在加压单元的加压下送出液体的液体储存部、以及与所述液体储存部连通并向外部供应液体的液体供应口，在所述液体储存部与所述液体供应口之间设有上述任一种液体检测装置。
根据上述结构的液体容器，在安装在外部的液体消耗装置等上并通过加压单元对液体储存部进行加压的状态下，设置在液体储存部与液体供应口之间的液体检测装置能够可靠地检测出在液体储存部内有无液体。
由此，例如当应用于向印染装置、微型分配器、以及要求以超高质量进行印刷的商业用记录装置等的液体喷头供应墨水等液体的液体容器时，能够避免在该液体容器的液体用尽而不供应液体的状态下使装置动作、即所谓的空喷，从而能够防止由空喷引起的喷头的损伤。
根据本发明第三方案的液体检测装置，由压电元件通过振动板向压力传感器室的一部分施加振动并监视振动板的自由振动的振幅的变动(振幅的有无等)或振动板的自由振动的频率的变动，由此能够检测出在压力传感器室内有无液体。由于通过具有可挠性的隔板来支承具备振动板的压电传感器，因此可以用少量的部件将振动板的自由振动放大到高水平，从而能够可靠地检测出在压力传感器室内有无液体。
根据具有该液体检测装置的本发明第四方案的液体容器，例如当应用于向印染装置、微型分配器、以及要求以超高质量进行印刷的商业用记录装置等的液体喷头供应墨水等液体的液体容器时，能够避免在该液体容器的液体用尽而不供应液体的状态下使装置动作、即所谓的空喷，从而能够防止由空喷引起的喷头的损伤。
液体检测装置的第五方案的特征在于，包括压力传感器室，具有与存储液体的外部液体储存部连通的液体流入口和与液体的供给目标连通的液体流出口；压电传感器，具有振动板，在该振动板的所述压力传感器室一侧形成有空腔；压电元件，安装在所述压电传感器的振动板上，在向所述振动板施加振动的同时对伴随振动的自由振动的状态进行检测；以及振动吸收部件，由弹性材料形成；所述液体检测装置能够根据所述压力传感器室内的液体量而使所述压电传感器和所述振动吸收部件在相互接近、远离的方向上产生相对位移。
根据上述结构的液体检测装置，由压电元件通过振动板向压力传感器室的一部分施加振动并监视振动板的自由振动的振幅的变动(振幅的有无等)或振动板的自由振动的频率的变动，由此能够可靠地检测出压力传感器室内的液体的状态。
特别地，由于可以根据压力传感器室内的液体量使压电传感器和振动吸收部件在相互接近、远离的方向上产生相对位移，因此能够对应于压力传感器室内的液体量的变化、通过振动吸收部件的振动吸收效果而使压电元件的输出波形产生大的变化，从而能够可靠地检测出压力传感器室内的液体的状态。
另外，优选的是在上述结构的液体检测装置中，随着所述压力传感器室内的液体量的减少，根据所述振动吸收部件与所述压电传感器抵接时来自所述压电元件的输出信号来检测所述压力传感器室内的液体量的减少。
即，通过振动吸收部件与压电传感器抵接，能够使振动吸收部件可靠地吸收液体的振动，从而能够可靠地检测出压力传感器室内的液体量的减少状态。
另外，在上述结构的液体检测装置中，也可以随着所述压力传感器室内的液体量的减少、根据所述振动吸收部件接近所述压电传感器时来自所述压电元件的输出信号来检测所述压力传感器室内的液体量的减少。
即，通过振动吸收部件接近压电传感器，能够使振动吸收部件可靠地吸收液体的振动，从而能够可靠地检测出压力传感器室内的液体量的减少状态。
另外，优选的是在上述结构的液体检测装置中，所述振动吸收部件由形成所述压力传感器室的一部分的、具有可挠性的膜支承，所述膜根据所述压力传感器室内的液体量而产生变形，由此所述振动吸收部件在接近、远离所述压电传感器的方向上产生位移。
由此，可以通过根据压力传感器室内的液体量的变化而变形的膜很好地使振动吸收部件在接近、远离压电传感器的方向上产生位移，从而能够可靠地检测出压力传感器室内的液体的状态。
另外，本发明第六方案的液体容器的特征在于，具有在加压单元的加压下送出液体的液体储存部、以及与所述液体储存部连通并向外部供应液体的液体供应口，在所述液体储存部与所述液体供应口之间设有上述任一种液体检测装置。
根据上述结构的液体容器，在安装在外部的液体消耗装置上并通过加压单元对液体储存部进行加压的状态下，设置在液体储存部与液体供应口之间的液体检测装置能够可靠地检测出液体储存部内的液体的状态。
由此，例如当应用于向印染装置、微型分配器、以及要求以超高质量进行印刷的商业用记录装置等的液体喷头供应墨水等液体的液体容器时，能够避免在该液体容器的液体用尽而不供应液体的状态下使装置动作、即所谓的空喷，从而能够防止由空喷引起的喷头的损伤。
根据本发明第五方案的液体检测装置，由压电元件向压力传感器室的一部分施加振动并监视振动板的自由振动的振幅的变动(振幅的有无等)或振动板的自由振动的频率的变动，由此能够可靠地检测出压力传感器室内的液体的状态。
特别地，由于可以根据压力传感器室内的液体量使压电传感器和振动吸收部件在相互接近、远离的方向上产生相对位移，因此能够对应于压力传感器室内的液体量的变化、通过振动吸收部件的振动吸收效果而使压电元件的输出波形产生大的变化，从而能够可靠地检测出压力传感器室内的液体的状态(有无)。
根据具有该液体检测装置的本发明第六方案的液体容器，例如当应用于向印染装置、微型分配器、以及要求以超高质量进行印刷的商业用记录装置等的液体喷头供应墨水等液体的液体容器时，能够避免在该液体容器的液体用尽而不供应液体的状态下使装置动作、即所谓的空喷，从而能够防止由空喷引起的喷头的损伤。
本公开与包含在日本专利申请2005-334941(申请日2005年11月18日)、2005-334942(申请日2005年11月18日)、2006-008043(申请日2006年1月16日)中的主题相关，上述文件通过对其整体的引用而明确地结合于此。
图1是示出具有本发明的液体剩余量检测装置的液体容器的一个示例的截面图；图2是示出具有本发明的液体剩余量检测装置的液体容器的另一个示例的截面图；图3是示出本发明第一实施方式的液体剩余量检测装置的结构的截面放大图；图4是示出本发明第二实施方式的液体剩余量检测装置的结构的截面放大图；图5A和图5B是向压电振动元件施加的驱动信号、以及在液体储存部的液体充足的状态下的压电振动元件的输出信号的示意图；图6是液体储存部的墨水剩余量与传感器室内的压力的关系的示意图；图7是本发明的传感器室的高度与压电振动元件的残留振动波形的振幅的关系的示意图；图8是液体储存部的墨水剩余量与压电振动元件的残留振动波形的振幅的关系的示意图；图9是示出本发明第三实施方式的液体检测装置的结构的截面图；图10A是提供给压电元件的信号的示意图；图10B是墨水量充足时的压电元件的输出信号的示意图；图10C是墨水量减少时的压电元件的输出信号的示意图；图11是示出墨水量充足时的液体检测装置的状态的截面图；图12是示出墨水量减少时的液体检测装置的状态的截面图；图13是压力传感器室的墨水量与振动板的振幅的关系的示意图；图14是示出具有本发明第四实施方式的液体检测装置的液体容器的实施方式的截面图；图15是示出液体检测装置的结构的截面图；图16A是提供给压电元件的信号的示意图；图16B是墨水量充足时的压电元件的输出信号的示意图；图16C是墨水量减少时的压电元件的输出信号的示意图；图17是示出墨水量充足时的液体检测装置的状态的截面图；图18是示出墨水量减少时的液体检测装置的状态的截面图；图19是压力传感器室的墨水量与振动吸收部件相对于压电传感器的距离的关系的示意图；图20是示出液体检测装置的另一结构的截面图。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的液体剩余量检测装置以及具有该液体剩余量检测装置的液体容器的实施方式。在以下的实施方式中，作为液体容器，以安装在记录装置上的密闭型墨盒为例进行说明。
图1是示出具有本发明的液体剩余量检测装置的液体容器的一个示例的截面图。如图1所示，墨盒(液体容器)1安装在所述记录装置上，其具有由第一壳体10和第二壳体20结合在一起而形成的墨盒壳体，所述第一壳体10由形成为半壳体的有底箱体构成。为了在第一壳体10中形成储存墨水等液体的液体储存部2，由树脂膜等形成的可挠性膜体3覆盖着在第一壳体10上形成的开口部并通过热熔敷等接合在第一壳体10的周围。
另一方面，在可挠性膜体3的另一侧，第二壳体20的周围压接在可挠性膜体3的热熔敷部分上，从而在第二壳体20和可挠性膜体3之间形成气密空间。该气密空间成为从外部经由图中未示出的加压流体导入口而导入加压流体(加压空气)的加压区域4，通过向该加压区域4导入加压流体而对可挠性膜体3加压，从而在将第一壳体10内的液体排出到外部的方向(箭头A的方向)上对第一壳体10内的液体加压。
在第一壳体10的外表面上形成有与记录装置的液体供应通路相连的液体供应口5。在液体供应口5中设有具有开口的密封件(packing)7，该密封件7与作为与记录装置的记录头导通的液体导入部件的液体导入针6的外周弹性接触；阀芯8，与密封件7的端面抵接以封闭密封件7的开口；以及螺旋弹簧等弹簧9，该弹簧9将阀芯8向密封件7的方向偏置。
在不与记录装置连接的状态下，液体供应口5通过弹簧9而总是维持关闭状态；在与所述记录装置连接的状态下，通过液体导入针6将阀芯8压向开阀方向而开阀。另外，液体供应部5与液体储存部2通过液体流入口11A和液体流出口11B而连通，在该液体流入口11A与液体流出口11B之间设有本发明的液体剩余量检测装置30。
另外，作为液体储存部2的结构，除了图1所示的由壳体和可挠性膜体构成之外，还可以将墨水包容纳在墨盒内，所述墨水包通过将铝层压膜等具有可挠性的树脂膜的边缘部相互粘贴在一起而形成，图2示出了其一个示例的截面图。
图2示出了具有本发明的液体剩余量检测装置的液体容器的另一示例的截面图。图2所示的液体容器1A在由图中未示出的加压单元加压的加压室4A内具有墨水包(液体储存部)2A，该墨水包2A通过该加压室4A的加压而排出存储的墨水。作为加压方法，通过从设置在加压室4A的一部分壁面上的加压口13供应加压流体(加压空气)来进行加压。
另外，由于其他结构与图1所示的液体容器1相同，因此标以相同的标号并省略详细的说明。
图3是示出图1或图2所示的液体剩余量检测装置30的第一实施方式的液体剩余量检测装置30A的结构的截面放大图。其具有筒状的液体检测室(传感器室)33。该液体检测室33具有开口31，在与所述记录装置连接的状态下，在作为底部的区域中与跟液体储存部2(2A)连接的液体流入口11A连通；以及开口32，与跟液体供应口5连接的液体流出口11B连通。所述液体检测室33隔板的上部由隔板48区划而成。
在该实施方式中，隔板48由具有可挠性的膜状部件构成，在其中央具有开口，且其外周部在距离传感器室底部规定高度的位置处以液密状态固定在传感器室33的内周壁上。压电振动元件44的支承基板45的外周部同样以液密状态固定在隔板48的中央开口处。
压电振动元件44固定在支承基板45的上表面上，支承基板45的下表面平行于传感器室33的底部内表面33A，另外，一对小孔状的流路46、47从该传感器室33贯通至压电振动元件44的振动板。
小孔状的各个流路46、47与在压电振动元件44的振动板和支承基板45之间形成的凹部(空腔)41连通。根据该结构，传感器室33内的液体通过流路46、47流入到凹部41内，由此压电振动元件44的振动板与凹部41内的液体接触。
在传感器室33的外侧设有与隔板48的上部接触的压力调整弹簧50(压力调整单元)，由此从传感器室33的外侧稳定地支承隔板48，以使传感器室33具有规定的空间。
随着与传感器室33的液体供应口5连接的墨水消耗装置的使用，传感器室33内的液压随着液体储存部2的液体量、进而随着传感器室33内的液体量的减少而减小，隔板48逐渐向下方偏移，最终支承基板45的下表面与传感器室33的底部内表面33A接触。在该状态下，支承基板45的小孔状的流路46、47被传感器室33的底部内表面33A封闭，从而使凹部41处于密闭状态。
如果在对液体储存部2(2A)的加压区域4(加压室4A)进行加压的状态下向压电振动元件44提供图5(A)所示的驱动信号，则压电振动元件44作为致动器而在规定时间的被激励，振动板开始自由振动。在该振动板的自由振动的作用下，压电振动元件44产生反电动势，该反电动势作为输出波形的输出信号而被输出。并且，当支承基板45与底部内表面33A接触而封闭凹部41时，凹部41内的液体几乎不振动，来自压电振动元件44的输出信号变成无变动波形的直线状的信号。
图4是示出图1或图2所示的液体剩余量检测装置30的第二实施方式的液体剩余量检测装置30B的结构的截面放大图。在该第二实施方式中，液体剩余量检测装置30B也具有筒状的液体检测室(传感器室)33。该液体检测室33具有开口31，在与记录装置连接的状态下，在作为底部的区域中与跟液体储存部2(2A)连接的液体流入口11A连通；以及开口32，与跟液体供应口5连接的液体流出口11B连通。
在该第二实施方式中，隔板48由具有可挠性的膜状部件构成，其外周部在距离传感器室底部规定高度的位置处以液密状态固定在传感器室33的内周壁上。受压板51以液密状态固定在隔板48的中央内侧。
压电振动元件44的支承基板45以液密状态固定在传感器室33的底部内表面33A上，在其下表面上设有压电振动元件44。支承基板45的上表面平行于受压板51的下表面，另外，与第一实施方式相同，一对小孔状的流路46、47从该传感器室33贯通至压电振动元件44的振动板。
该小孔状的各个流路46、47与在压电振动元件44的振动板和支承基板45之间形成的凹部41(空腔)连通。根据该结构，传感器室33内的液体通过小孔状的流路46、47流入到凹部41内，由此压电振动元件44的振动板与凹部41内的液体接触。
在传感器室33的外侧设有与隔板48的上部接触的压力调整弹簧50(压力调整单元)，由此从传感器室33的外侧稳定地支承隔板48，以使传感器室33具有规定的空间。隔板当液体储存部2(2A)的液体量随着与传感器室33的液体供应口5连接的墨水消耗装置(记录装置等)的工作进程而减少时，如图6所示，传感器室33内的液压减小，由此隔板48逐渐向下方偏移，最终受压板51的下表面与传感器室33的压电振动元件44的支承基板45的上表面接触。在该状态下，支承基板45的小孔状的流路46、47被受压板51封闭，从而使振动板的凹部41变为密闭状态。
如果在对液体储存部2(2A)的加压区域4(加压室4A)进行加压的状态下向压电振动元件提供如在第一实施方式中说明的驱动信号，则压电振动元件44作为致动器而在规定的时间被激励，振动板开始自由振动(残留振动)。在该振动板的自由振动的作用下，在压电振动元件44中产生反电动势，该反电动势作为输出波形的输出信号而被输出。
在这里，进一步说明振动板的振动情况。传感器室33的液体通过振动板支承基板45的小孔状的流路46、47而作用于压电振动元件44的振动板，振动板与该液体一起以前述的图5(B)所示的较大的振幅进行自由振动。另外，由于与压电振动元件44相对的受压板51的周围通过具有可挠性的隔板48而由传感器室33的内周壁支承，因此放大了由振动板带来的自由振动，并由此放大了压电振动元件44的反电动势。
如前所述，液体储存部2(2A)的墨水(液体)随着记录装置中的墨水的消耗而减少，当墨水变为规定量以下时，由隔板48支承的受压板51也跟随液体的减少而向下方移动。从该压电振动元件44的支承基板45到受压板51的距离L与振动板的振动的振幅或频率之间存在着一定的相关关系。
在这里，对振动板的振幅进行研究。图7是示出第二实施方式的液体剩余量检测装置30B的传感器室33中的支承基板45和受压板51之间的距离L与残留振动波形的振幅的关系的曲线图。在液体储存部2(2A)中充满液体、传感器室33内的所述距离L比较大的F区域中，振动板的自由振动的残留振动波形的振幅较大。另外，如果传感器室33内的高度、即所述距离L的值变小，则残留振动波形的振幅减小。该距离L是在第一实施方式的液体剩余量检测装置30A中从压电振动元件44的支承基板45到传感器室33的底部内表面33A的距离。
可以通过改变压力调整弹簧50的偏置力而改变图7所示的距离L和残留振动波形的振幅的特性曲线。由此能够得到预期的特性曲线。
在液体储存部2(2A)内的墨水剩余量减少的状态下，传感器室33内的高度(距离L)与液体储存部2(2A)的容积、即该储存部内的墨水剩余量之间具有一定的相关关系，可以通过液体剩余量检测装置30(30A、30B)所具备的检测部检测出由压电元件检测出的自由振动状态所引起的反电动势的残留振动波形的振幅，并通过液体剩余量检测装置30(30A、30B)所具备的计算部根据该检测部检测出的残留振动波形的振幅计算出液体储存部2(2A)内的残留墨水量。图8是示出通过该计算部得到的液体储存部2(2A)内的墨水剩余量与残留振动波形的振幅的关系的曲线图。
另外，如果液体容器1(1A)能够与记录装置电连接，则检测部和计算部或者其中任一方也可以不设置在液体容器1(1A)内，而设置在记录装置内。当计算部设置在记录装置内时，也可以在计算部内具有液体储存量不同的各种类型的液体容器1(1A)的各不相同的计算参数(距离L与墨水剩余量的对应关系的参数)。
由图8的曲线也可以明确地知道，如果液体储存部2(2A)的墨水剩余量减少，则残留振动波形的振幅从某一时刻开始急剧减小，根据该振幅值能够判断出在液体储存部2(2A)内还有多少墨水剩余量，最后，在由隔板48支承的受压板51与压电振动元件44的支承基板45的上表面接触之后，由于与支承基板45的小孔状的流路46、47连通的凹部41内的墨水几乎不振动，振动板的自由振动的振幅极小，因此判断液体储存部2(2A)的墨水用尽。
上述的第一和第二实施方式是根据压电振动元件的残留振动波形的振幅来检测液体储存部内的墨水剩余量的示例，但除了振幅之外，同样也可以通过检测残留振动的频率来了解液体储存部内的墨水剩余量或者墨水用尽。
如上所述，由于在本发明第一和第二实施方式中具有对由压电振动元件的振动板的自由振动引起的残留振动波形的振幅进行检测的检测部、以及根据由该检测部检测出的残留振动波形的振幅值来计算液体储存部内的液体剩余量的计算部，因此能够识别液体储存部内的墨水、换言之记录装置的墨水容器内的墨水剩余量有多少、以及墨水是否用尽。
在本发明的第一和第二实施方式中，不在液体储存部的墨水包上安装压电传感器或受压板来检测该液体剩余量，而是在由隔板划分出的传感器室中设置压电振动元件并在该传感器室中检测振动波形的变化(振幅、频率)。因此，传感器室的位移准确，能够高精度地检测液体剩余量，并且可以通过少量的部件将振动板的自由振动放大到高水平，从而进行可靠的检测。
图9是示出液体检测装置30的第三实施方式的液体剩余量检测装置30C的结构的截面图。该液体剩余量检测装置30C具有筒状的液体检测室33。该液体检测室33具有开口31，在与所述记录装置连接的状态下，在作为底部的区域中与跟液体储存部2连接的液体流入口11A连通；以及开口32，与跟液体供应口5连接的液体流出口11B连通。在该液体检测室33的内部设有压电传感器34。
该压电传感器34具有传感器芯片40。该传感器芯片40由陶瓷制的传感器主体42、振动板43、层积在振动板43上的压电元件44、以及层积在传感器主体42上的端子45A、45B构成。所述传感器主体42在其中心处具有由圆形开口构成的传感器腔41。所述振动板43层积在该传感器主体42的上表面上并构成传感器腔41的上表面。
压电元件44由与端子45A，45B连接的上下电极层、以及层积在上下电极层之间的压电层构成，例如，通过由传感器腔41内的液体的有无而引起的压电元件44的电特性的变化来判断是否为在传感器腔41中封入有液体的状态。
在传感器芯片40中，通过粘结层将传感器主体42的下表面一体固定在金属制的传感器基板46的上表面的中央部，并通过该粘结层将传感器基板46和传感器芯片40之间密封起来。
这样，安装有传感器芯片40的传感器基板46被容纳在形成于单元基板47上的凹部47C中。并且，树脂制的隔板48从上面覆盖传感器基板46和单元基板47并将其一体固定。
在隔板48的中央形成有开口48A，在将传感器基板46容纳于单元基板47的上表面的凹部47C中的状态下从上面进行覆盖并粘结隔板，由此传感器芯片40从中央的开口48A露出。
即，通过将隔板48的内周侧粘结在传感器基板46和单元基板47的上表面上，能够在相互固定传感器基板46和单元基板47的同时对其进行密封。
该隔板48由覆以铝层的树脂膜形成，其外周侧被液密性地固定在液体检测室33的内周壁33P的规定高度的位置处。
由此，压电传感器34被隔板48支承在液体检测室33内，并能够在其上下方向上产生位移。
于是，液体检测室33被由隔板48支承的压电传感器34分割为上下两部分，连通液体流入口11A与液体流出口11B的空间部分为压力传感器室33B，墨水经由液体流入口11A而被从液体储存部2送入到该压力传感器室33B内。
另外，在传感器基板46和单元基板47中形成有相互连通的流路46A、47A，该流路46A、47A与传感器芯片40的传感器腔41连通。当压电传感器34产生向下方的位移时，单元基板47的下表面可以与液体检测室33的底面33A接触，从而将流路46A、47A与压力传感器室33B阻断。
另外，在压电传感器34上，在与液体检测室33的上表面33Q之间设有压缩弹簧(偏置单元)50，该压缩弹簧50将压电传感器34向液体检测室33的底面33A一侧偏置。
由此，在具有上述压电传感器34的液体检测装置30C中，在不向加压区域4供应作为加压流体的空气的状态下，压电传感器34受到压缩弹簧50的偏置力的作用而位于液体检测室33的底面33A处。
在这里，该压缩弹簧50的偏置力弱于因向加压区域4内供应作为加压流体的空气而被送入到压力传感器室33B中的墨水的液压。由此，压电传感器34在被送入到压力传感器室33B内的墨水的液压的作用下抵抗压缩弹簧50的偏置力而产生向上方的位移。
在该状态下，压力传感器室33B内的墨水经由传感器基板46和单元基板47的流路46A、47A而进入到传感器腔41中。
当向如上构成的压电传感器34的压电元件44施加图10A所示的充放电波形时，由振动板43、压电元件44、以及液体或空气构成的振动系统进行自由振动。该自由振动(残留振动)使得在压电元件44中产生由压电效应引起的反电动势，因此可以通过测定该反电动势的周期来测定振动周期。
下面，说明将具有如上构成的上述液体检测装置30C的墨盒1安装在记录装置上并使用的情况。
当将墨盒1安装在记录装置的安装部上时，安装部的液体导入针6与液体供应口5配合，阀芯8后退，另外图中未示出的加压流体供给源与加压区域4连通。此外，优选的是加压区域4通过流路被导向形成有液体供应口5的表面，从而当将墨盒1安装在记录装置上时能够与加压流体供给源连接。
如上所述，如果在将墨盒1安装于记录装置的安装部的状态下从加压流体供给源向加压区域4供应空气，则流入该加压区域4的空气通过可挠性膜体3对液体储存部2加压。
由此，液体储存部2的墨水通过液体流入口11A流入到液体检测室33的压力传感器室33B内，液体检测室33的压电传感器34随之如图11所示在流入到压力传感器室33B内的墨水的液压的作用下抵抗压缩弹簧50的偏置力而上升。
由此，压力传感器室33B内的墨水经由压电传感器34的传感器基板46和单元基板47的流路46A、47A而进入到传感器腔41中。
流入到该压力传感器室33B内的墨水经由液体流出口11B而被从液体导入针6送出到记录装置内的流路中并用于记录头的印刷。
如上所述，如果在压力传感器室33B内填充有墨水的状态下向压电元件44提供图10A所示的驱动信号，则压电元件44作为致动器而在规定的时间被激励，振动板43开始自由振动。由此，在振动板43的自由振动的作用下，在压电元件44中产生反电动势，该反电动势作为输出波形的输出信号而被输出。
在这里，压电传感器34的振动板43以填充在传感器腔41、流路46A、47A、以及压力传感器室33B内的墨水进行振动的、如图10B所示的较大的振幅进行自由振动。另外，压电传感器34的周围通过具有可挠性的隔板48而由液体检测室33的内周壁33P支承，因此振动板43的自由振动被放大，并由此放大了压电元件44中的反电动势。
当液体储存部2的墨水随着记录装置中的墨水的消耗而减少时，即使从加压流体供给源供应加压空气，墨水也不会流入到液体检测室33的压力传感器室33B中。因此，压力传感器室33B内的墨水随着记录装置中的墨水的消耗而减少。
当压力传感器室33B内的墨水减少至规定量以下时，由隔板48支承的压电传感器34在压缩弹簧50的偏置力的作用下跟随墨水的减少而向下方移动。于是，当该压电传感器34到达液体检测室33的底面33A时，如图12所示，单元基板47被压向液体检测室33的底面33A，传感器腔41和流路46A、47A与压力传感器室33B内部阻断。
如果在该状态下向压电元件44提供图10A所示的驱动信号，则压电振动元件44作为致动器而在规定的时间被激励，振动板43开始自由振动。由此，在振动板43的自由振动的作用下，在压电元件44中产生反电动势，该反电动势作为输出波形的输出信号而被输出。
在这里，由于与压力传感器室33B阻断的传感器腔41和流路46A、47A内的墨水几乎不振动，因此压电传感器34的振动板43也几乎不产生自由振动，如图10C所示，来自压电元件44的输出信号成为无变动波形的信号。
在这里，图13是示出压力传感器室33B的墨水量与压电传感器34的振动板43的振幅的关系的曲线图。
如前所述，在上述液体检测装置30C中，在压力传感器室33B内填充有墨水的图13的F区域中，振动板43的自由振动的振幅为填充在传感器腔41、流路46A、47A、以及压力传感器室33B内的墨水进行振动的较大的振幅。
另外，在压力传感器室33B的墨水减少、压电传感器34跟随墨水的减少而向下方移动的图13的Q区域中，振动板43的自由振动的振幅随着压力传感器室33B内的墨水量的减少而过度减小。
在压电传感器34到达液体检测室33的底面33A之后的图13的E区域中，由于传感器腔41和流路46A、47A内的墨水几乎不振动，因此振动板43的自由振动的振幅极小。
因此，根据上述液体检测装置30C，根据来自压电元件44的输出信号监视振动板43的自由振动的振幅的变动(振幅的有无)，由此能够容易地检测出液体储存部2的墨水用尽、以及停止从加压流体供给源供应加压空气。
如上所述，根据上述实施方式的液体检测装置30C以及具有该液体检测装置30C的墨盒1，由压电元件44向墨水施加振动并监视振动板43的自由振动的振幅的变动，由此能够可靠地检测出压力传感器室33B内的墨水的状态(有无)。并且，除了监视振动板43的自由振动的振幅的变动之外，还可以通过监视振动板43的自由振动的频率的变动来检测墨水的状态(有无)。
特别地，由于通过具有可挠性的隔板48来支承具有振动板43的压电传感器34，因此可以用少量的部件将振动板43的自由振动放大到高水平，从而能够可靠地检测出压力传感器室33B内的墨水的状态。
由此，能够避免在墨盒1的墨水用尽而不供应墨水的状态下使记录装置动作、即所谓的空喷，从而能够防止由空喷引起的记录装置的记录头的损伤。
另外，由于具有将压电传感器34向压力传感器室33B的液体检测室33的底面33A偏置的压缩弹簧50，因此当压力传感器室33B内的液体量减少时，可以通过压缩弹簧50而使压电传感器34与压力传感器室33B的底面33A可靠地接触并封闭空腔。
即，当压力传感器室33B内的墨水减少时，能够可靠地使压电元件44的振动作用区域发生变化，从而能够顺利地检测出在压力传感器室33B内有无液体。
另外，由于压缩弹簧50所具有的偏置力小于流入压力传感器室33B内的墨水的液压，因此能够随着压力传感器室33B内的液压的减小而可靠地使压电传感器34产生位移，避免不论压力传感器室33B内是否存在墨水、压电传感器34都会产生位移这样的误动作，从而高精度地检测液体。
此外，由于隔板48由覆以铝层的铝层压膜形成，因此能够提高隔板48的气密性，从而能够可靠地防止气体侵入到压力传感器室33B内的墨水中，维持高脱气度。
另外，在上述实施方式中，以将液体检测装置30C应用于记录装置的墨盒1的情况为例进行了说明，但不限于记录装置的墨盒1，该液体检测装置30C也可以应用于记录装置以外的印染装置或微型分配器，此外还可以直接设置在这些装置的液体流路等中。
另外，在上述液体检测装置30C中，通过由压缩弹簧50构成的偏置单元将压电传感器34向压力传感器室33B的底面33A偏置，但作为偏置单元，不限于压缩弹簧50，例如也可以是将压电传感器34拉向压力传感器室33的底面33A一侧的拉紧弹簧。
下面，参照
本发明的液体检测装置以及具有该液体检测装置的液体容器的第四实施方式。在本实施方式中，作为液体容器，以安装在记录装置中的密闭型墨盒为例进行说明。
图14是示出具有本发明的液体检测装置的液体容器的实施方式的截面图。图15是示出液体检测装置的结构的截面图。
如图14所示，该墨盒(液体容器)100安装在记录装置上，其壳体由第一壳体10和第二壳体20结合在一起而形成，所述第一壳体10由形成为半壳体的有底箱体构成。为了在第一壳体10中形成储存墨水等液体的液体储存部2，由树脂膜等构成的可挠性膜体3覆盖着在第一壳体10上形成的开口部并通过热熔敷等接合在第一壳体10的周围。另一方面，在可挠性膜体3的另一侧，第二壳体20的周围压接在可挠性膜体3的热熔敷部分上，从而在第二壳体20和可挠性膜体3之间形成气密空间。该气密空间成为从外部经由图中未示出的加压流体导入口而导入加压流体(加压空气)的加压区域4，通过向该加压区域4导入加压流体而对可挠性膜体3加压，从而在将第一壳体10内的液体排出到外部的方向上对第一壳体10内的液体加压。
另外，作为液体储存部2的结构，除了图14所示的由壳和可挠性膜体构成之外，还可以将墨水包容纳在墨盒的壳体内，所述墨水包通过将铝层压膜等具有可挠性的树脂膜的边缘部相互粘贴在一起而形成。
此外，在第一壳体10的外表面上形成有与记录装置的液体供应通路相连的液体供应口5。在液体供应口5处设有具有开口的密封件7，该密封件7与作为与记录装置的记录头导通的液体导入部件的液体导入针6的外周弹性接触；阀芯8，与密封件7的端面抵接以封闭密封件7的开口；以及螺旋弹簧等弹簧9，该弹簧9将阀芯8向密封件7的方向偏置。
在不与记录装置连接的状态下，液体供应口5通过弹簧9而总是维持关闭状态；在与所述记录装置连接的状态下，通过液体导入针6将阀芯8压向开阀方向而开阀。
液体供应部5和液体储存部2通过液体流入口11A和液体流出口11B而连通，在该液体流入口11A与液体流出口11B之间设有液体检测装置30D。
图15是示出液体检测装置30D的截面图，该液体检测装置30D具有筒状的液体检测室33。该液体检测室33具有开口31，在与记录装置连接的状态下，与跟液体储存部2连接的液体流入口11A连通；以及开口32，与跟液体供应口5连接的液体流出口11B连通。在该液体检测室33的上表面33Q上设有压电传感器34。
该压电传感器34具有传感器芯片40。该传感器芯片40由陶瓷制的传感器主体42、振动板43、层积在振动板43上的压电元件44、以及层积在传感器主体42上的端子45A、45B构成。所述传感器主体42在其中心处具有由圆形开口构成的传感器腔41。所述振动板43层积在该传感器主体42的上表面上并构成传感器腔41的上表面。
压电元件44由与端子45A，45B连接的上下电极层、以及层积在上下电极层之间的压电层构成，例如，通过由传感器腔41内的液体的有无而引起的压电元件44的电特性的变化来判断是否为在传感器腔41中封入有液体的状态。
在传感器芯片40中，通过粘结层将传感器主体42的下表面一体固定在金属制的传感器基板46的上表面的中央部，并通过该粘结层将传感器基板46和传感器芯片40之间密封起来。
这样，安装有传感器芯片40的传感器基板46被容纳在形成于单元基板47上的凹部47C中。并且，树脂制的粘结膜48从上面覆盖传感器基板46和单元基板47并将其一体固定。
在粘结膜48的中央形成有开口48A，在将传感器基板46容纳于单元基板47的上表面的凹部47C中的状态下从上面进行覆盖并粘结，由此传感器芯片40从中央的开口48A露出。
即，通过将粘结膜48的内周侧粘结在传感器基板46和单元基板47的上表面上，能够在相互固定传感器基板46和单元基板47的同时对其进行密封。另外，在传感器基板46和单元基板47中形成有相互连通的流路46A、47A，该流路46A、47A与传感器芯片40的传感器腔41连通。
另外，在液体检测室33内配置有由具有液密性和可挠性的树脂膜形成的支承膜(膜)80。该支承膜80形成为凹形，其周围边缘被液密性地固定在液体检测室33的内周壁33B的开口31、32的下方。
这样，通过设置支承膜80而形成了压力传感器室33D，该压力传感器室33D由设有压电传感器34的液体检测室33的上表面33Q、液体检测室33的内周壁33B的上端一侧的一部分、以及支承膜80包围。
墨水经由液体流入口11A而被从液体储存部2送入到该压力传感器室33D内，流入到该压力传感器室33D内的墨水经由传感器基板46和单元基板47的流路46A、47A而进入到传感器腔41中。
另外，在支承膜80的底面部分设有板状的振动吸收部件81。由此，振动吸收部件81可以通过支承膜80的变形而在接近、远离压电传感器34的方向上产生位移。该振动吸收部件81由振动吸收性能优良的弹性材料形成，例如可以使用橡胶、海棉或者MNCS(Micro Network ControlledStructure，超低硬度弹性凝胶)。MNCS具有耐墨性，作为振动吸收部件81而优选。该振动吸收部件81的大小为其上表面可以覆盖在压电传感器34的单元基板47中形成的流路47A。
通过向如上构成的压电传感器34的压电元件44施加图16A所示的充放电波形，由振动板43、压电元件44、以及液体或空气构成的振动系统进行自由振动。该自由振动(残留振动)使得在压电元件44中产生由压电效应引起的反电动势，因此可以通过测定该反电动势的周期来测定振动周期。
下面，说明将具有如上构成的上述液体检测装置30D的墨盒100安装在记录装置上并使用的情况。
当将墨盒100安装在记录装置的安装部上时，安装部的液体导入针6与液体供应口5配合，阀芯8后退，另外图中未示出的加压流体供给源与加压区域4连通。此外，优选的是加压区域4通过流路被导向形成有液体供应口5的表面，从而当将墨盒100安装在记录装置上时能够与加压流体供给源连接。
如上所述，如果在将墨盒100安装于记录装置的安装部的状态下从加压流体供给源向加压区域4内供应空气，则流入该加压区域4的空气通过可挠性膜体3对液体储存部2加压。
由此，如图1 7所示，液体储存部2的墨水通过液体流入口11A流入到液体检测室33的压力传感器室33D内，压力传感器室33D内的墨水经由压电传感器34的传感器基板46和单元基板47的流路46A、47A而进入到传感器腔41中。
流入到该压力传感器室33D内的墨水经由液体流出口11B而被从液体导入针6送出到记录装置内的流路中并用于记录头的印刷。
如上所述，如果在压力传感器室33D内填充有墨水的状态下向压电元件44提供图10A所示的驱动信号，则压电元件44作为致动器而在规定的的时间被激励，振动板43开始自由振动。由此，在振动板43的自由振动的作用下，在压电元件44中产生反电动势，该反电动势作为输出波形的输出信号而被输出。
在这里，压电传感器34的振动板43以由填充在传感器腔41、流路46A、47A、以及压力传感器室33D内的墨水所确定的、如图16B所示的较小的频率进行自由振动。
当液体储存部2的墨水随着记录装置中的墨水的消耗而减少时，即使从加压流体供给源供应加压空气，墨水也不会流入到液体检测室33的压力传感器室33D中。因此，压力传感器室33D内的墨水随着记录装置中的墨水的消耗而减少。
当压力传感器室33D内的墨水减少至规定量以下、变为负压时，随着压力传感器室33D内的体积的减少，支承膜80逐渐萎缩。由此，配置在该支承膜80的底面部分上的振动吸收部件81跟随压力传感器室33D内的墨水的减少而被拉起来，并被拉向压电传感器34。于是，当该振动吸收部件81到达压电传感器34时，如图18所示，振动吸收部件81被压向压电传感器34的底部，传感器腔41和流路46A、47A与压力传感器室33D内部阻断。
如果在该状态下向压电元件44提供图16A所示的驱动信号，则压电振动元件44作为致动器而在规定的时间被激励，振动板43开始自由振动。由此，在振动板43的自由振动的作用下，在压电元件44中产生反电动势，该反电动势作为输出波形的输出信号而被输出。
压电传感器34的振动板43由与压电传感器室33D阻断的传感器腔41和流路46A、47A内的墨水决定，由于由振动吸收性能优良的弹性材料形成的振动吸收部件81与压电传感器34的底部抵接，因此通过振动吸收部件81的振动吸收效果而吸收了传给墨水的振动。由此，振动板43几乎不产生自由振动，如图16C所示，来自压电元件44的输出信号为无变动波形的信号。
在这里，图19是示出压力传感器室33D的墨水量与振动吸收部件81相对于压电传感器34的距离的关系的曲线图。
如图19所示，在压力传感器室33D内的墨水量大幅减少之前，如图19中的F区域所示，振动吸收部件81相对于压电传感器34的距离变化比较小，在该区域F中，来自压电元件44的输出信号保持较大的波形。
另外，当压力传感器室33D内的墨水进一步减少而变为负压时，如图19中的Q区域所示，振动吸收部件81跟随之后墨水的减少而向压电传感器34一侧大幅移动，通过振动吸收部件81对振动的吸收效果，来自压电元件44的输出信号的波形快速消失。
如图19中的E所示，当压力传感器室33D内的墨水几乎用尽时，振动吸收部件81靠紧压电传感器34的底部，传感器腔41和流路46A、47A被振动吸收部件81封闭，该被封闭的空间内的墨水的振动几乎都被振动吸收部件81所吸收，因此来自压电元件44的输出信号的波形几乎消失。
因此，根据上述液体检测装置30D，根据来自压电元件44的输出信号监视振动板43的自由振动的频率的变动，由此能够容易地检测出液体储存部2的墨水耗尽、或者停止从加压流体供给源供应加压空气。
如上所述，根据上述实施方式的液体检测装置30D以及具有该液体检测装置30D的墨盒100，由压电元件44向墨水施加振动并监视振动板43的自由振动的振幅的变动(振幅的有无等)、或自由振动的频率的变动，由此能够可靠地检测出压力传感器室33D内的墨水的状态。
特别地，由于可以根据压力传感器室33D内的墨水量使压电传感器34和振动吸收部件81在接近、远离的方向上产生相对位移，因此能够对应于压力传感器室33D内的墨水量的变化、通过振动吸收部件的振动吸收效果而使压电元件44的输出波形产生大的变化，从而能够可靠地检测出压力传感器室33D内的液体的状态。
由此，能够避免在墨盒100的墨水用尽而不供应墨水的状态下使记录装置动作、即所谓的空喷，从而能够防止由空喷引起的记录装置的记录头的损伤。
此外，随着压力传感器室33D内的墨水量的减少，根据振动吸收部件81与压电传感器34抵接时来自压电元件44的输出信号来检测压力传感器室33D内的墨水量的减少，因此能够通过振动吸收部件81而可靠地吸收液体的振动，并能够可靠地检测出压力传感器室33D内的墨水量的减少状态。
另外，振动吸收部件81由形成压力传感器室33D的一部分并具有可挠性的支承膜80支承，支承膜80根据压力传感器室33D内的墨水量而产生变形，由此振动吸收部件81在接近、远离压电传感器34的方向上产生位移。因此，可以通过根据压力传感器室33D内的墨水量的变化而变形的支承膜80很好地使振动吸收部件81在接近、远离压电传感器34的方向上产生位移，从而能够可靠地检测出压力传感器室33D内的液体的状态。
另外，在上述液体检测装置30D中，根据振动吸收部件81与压电传感器34抵接时来自压电元件44的输出信号来检测压力传感器室33D内的墨水量的减少。但也可以是随着压力传感器室33D内的液体量的减少，根据振动吸收部件81接近压电传感器34时来自压电元件44的输出信号来检测压力传感器室33D内的液体量的减少。
这样，通过振动吸收部件81接近压电传感器34，能够通过振动吸收部件81而可靠地吸收液体的振动，从而能够可靠地检测出压力传感器室33D内的液体量的减少状态。
具体来说，将随着压力传感器室33D内的液体量的减少、振动吸收部件81迅速接近压电传感器34的区域(图19的区域Q)中的规定处的压电元件44的输出波形的频率作为阈值，当超过该阈值时，判断压力传感器室33D内的墨水量减少。
即，当具有可以充分确保压电传感器34与振动吸收部件81的距离的空间时，能够根据振动吸收部件81接近压电传感器34时来自压电元件44的输出信号而迅速并可靠地检测出压力传感器室33D内的液体量的减少。
与之相对，当无法充分确保压电传感器34与振动吸收部件81的距离时，优选根据振动吸收部件81与压电传感器34抵接时来自压电元件44的输出信号来检测压力传感器室33D内的液体量的减少。
另外，在上述实施方式中，以将液体检测装置30D应用于记录装置的墨盒100的情况为例进行了说明，但不限于记录装置的墨盒100，该液体检测装置30D也可以应用于记录装置以外的印染装置或微型分配器，此外还可以直接设置在这些装置的液体流路等中。
此外，在上述实施方式中使用了板状的振动吸收部件81，但也可以使用膜状的该振动吸收部件81。
此外，在上述实施方式中，在支承膜80随着压力传感器室33D内的墨水量的减少而产生变形的作用下使振动吸收部件81产生位移，也可以通过偏置力弱于压力传感器室33D内的液压的弹簧等偏置单元将振动吸收部件81向压电传感器34一侧偏置，从而能够更加可靠地使振动吸收部件81在压力传感器室33D内的墨水量减少时产生位移。
另外，液体检测装置的结构可以比上述实施方式的结构简单。例如，可以省去图15、图17、图18所示的流路46A、47A，而如图20所示的液体检测装置30E那样，使传感器腔41直接面对压力传感器室33D。当为该结构时，与具有流路46A、47A的情况相比，更容易向传感器腔41内填充墨水。
权利要求
1.一种液体剩余量检测装置，该液体容器的液体剩余量检测装置具有传感器室，检测残存在所述传感器室中的液体剩余量，所述传感器室具有液体供应口，通过该液体供应口导入从液体储存部送出的液体、并将所述液体供应给外部的液体消耗装置，所述液体剩余量检测装置的特征在于，包括隔板，位于所述传感器室内并构成该传感器室内的一部分，能够根据所述传感器室内的液体储存量而移动；受压板，安装在所述隔板上；凹部，与所述传感器室连通，并在该传感器室的液体储存量变为规定量以下时被所述受压板封闭；压电元件，在向所述凹部的至少一部分施加振动的同时对伴随所施加的振动的自由振动状态进行检测；检测部，对通过所述压电元件检测出的所述自由振动状态所引起的反电动势的残留振动波形的振幅值或频率进行检测；以及计算部，根据所述检测部检测出的残留振动波形的振幅值或频率计算出所述液体容器内的液体剩余量。
2.一种液体剩余量检测装置，该液体容器的液体剩余量检测装置具有传感器室，检测残存在所述传感器室中的液体剩余量，所述传感器室具有液体供应口，通过该液体供应口导入从液体储存部送出的液体、并将所述液体供应给外部的液体消耗装置，所述液体剩余量检测装置的特征在于，包括隔板，位于所述传感器室内并构成该传感器室内的一部分，能够根据所述传感器室内的液体储存量而移动；凹部，与所述传感器室连通，并与所述隔板一起产生位移，当该传感器室的液体储存量变为规定量以下时被该传感器室的底部内表面封闭；压电元件，安装在所述隔板上，在向所述凹部的至少一部分施加振动的同时对伴随所施加的振动的自由振动状态进行检测；检测部，对通过所述压电元件检测出的所述自由振动状态所引起的反电动势的残留振动波形的振幅值或频率进行检测；以及计算部，根据所述检测部检测出的残留振动波形的振幅值或频率计算出所述液体容器内的液体剩余量。
3.根据权利要求1或2所述的液体剩余量检测装置，其特征在于，安装有使所述隔板在规定的压力下产生位移的压力调整单元。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体剩余量检测装置，其特征在于，所述隔板为具有可挠性的膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体剩余量检测装置，其特征在于，所述隔板为覆以铝层的薄板材。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体剩余量检测装置，其特征在于，所述液体为墨水。
7.一种液体检测装置，其特征在于，包括压力传感器室，具有与存储液体的外部液体储存部连通的液体流入口和与液体的供给目标连通的液体流出口；压电传感器，具有振动板，在该振动板的所述压力传感器室一侧形成有空腔；压电元件，安装在所述压电传感器的振动板上，在向所述振动板施加振动的同时对伴随振动的自由振动的状态进行检测；以及隔板，支承所述压电传感器并使其可以根据所述压力传感器室内的液体量而产生位移，与所述压电传感器一起形成所述压力传感器室的一部分，具有可挠性。
8.根据权利要求7所述的液体检测装置，其特征在于，具有将所述压电传感器向所述压力传感器室的壁面偏置的偏置单元，随着所述压力传感器室内的液体量的减少，在所述偏置单元的偏置力的作用下，所述压电传感器与所述壁面抵接，从而封闭所述空腔。
9.根据权利要求8所述的液体检测装置，其特征在于，所述偏置单元具有比流入所述压力传感器室内的液体的液压弱的偏置力。
10.根据权利要求7至10中任一项所述的液体检测装置，其特征在于，所述隔板由覆以铝层的铝层压膜形成。
11.一种液体检测装置，其特征在于，包括压力传感器室，具有与存储液体的外部液体储存部连通的液体流入口和与液体的供给目标连通的液体流出口；压电传感器，具有振动板，在该振动板的所述压力传感器室一侧形成有空腔；压电元件，安装在所述压电传感器的振动板上，在向所述振动板施加振动的同时对伴随振动的自由振动的状态进行检测；以及振动吸收部件，由弹性材料形成；所述液体检测装置能够根据所述压力传感器室内的液体量而使所述压电传感器和所述振动吸收部件在相互接近、远离的方向上产生相对位移。
12.根据权利要求11所述的液体检测装置，其特征在于，随着所述压力传感器室内的液体量的减少，根据所述振动吸收部件与所述压电传感器抵接时来自所述压电元件的输出信号来检测所述压力传感器室内的液体量的减少。
13.根据权利要求11所述的液体检测装置，其特征在于，随着所述压力传感器室内的液体量的减少，根据所述振动吸收部件接近所述压电传感器时来自所述压电元件的输出信号来检测所述压力传感器室内的液体量的减少。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的液体检测装置，其特征在于，所述振动吸收部件由形成所述压力传感器室的一部分的、具有可挠性的膜支承，所述膜根据所述压力传感器室内的液体量而产生变形，由此所述振动吸收部件在接近、远离所述压电传感器的方向上产生位移。
15.一种液体容器，其特征在于，具有在加压单元的加压下送出液体的液体储存部、以及与所述液体储存部连通并向外部供应液体的液体供应口，在所述液体储存部与所述液体供应口之间设有权利要求1至14中任一项所述的液体检测装置。
全文摘要
一种液体容器的液体剩余量检测装置，具有传感器室，检测残存在所述传感器室中的液体剩余量，所述传感器室具有液体供应口，通过该液体供应口导入从液体储存部送出的液体、并将所述液体供应给外部的液体消耗装置，所述液体剩余量检测装置的特征在于，包括隔板，位于所述传感器室内并构成该传感器室内的一部分，能够根据所述传感器室内的液体储存量而移动；受压板，安装在所述隔板上；凹部，与所述传感器室连通，并在该传感器室的液体储存量变为规定量以下时被所述受压板封闭；压电元件，在向所述凹部的至少一部分施加振动的同时对伴随所施加的振动的自由振动状态进行检测；检测部，对通过所述压电元件检测出的所述自由振动状态所引起的反电动势的残留振动波形的振幅值或频率进行检测；以及计算部，根据所述检测部检测出的残留振动波形的振幅值或频率计算出所述液体容器内的液体剩余量。
文档编号G01F23/22GK1982068SQ20061014031
公开日2007年6月20日 申请日期2006年11月20日 优先权日2005年11月18日
发明者青木雄司, 木村仁俊, 张俊华, 碓井稔 申请人:精工爱普生株式会社