异物检测装置及液滴喷出装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能提高异物检测精度的异物检测装置、异物检测方法、液滴喷出装置和液滴喷出方法。本发明专利技术的实施方式涉及的异物检测装置包括信号发生部、发信部、接收部、保存信息的保存部、和检测部。所述信号发生部产生电信号。所述发信部对所述电信号进行变换，使液体中产生压力波。所述接收部接收来自所述液体的反射波并变换成电信号。所述保存部保存与所述液体中未含有异物的状态有关的信息。所述检测部根据对所述反射波进行变换后得到的电信号与基于所保存的所述信息的电信号之差，检测有无所述异物和所述异物大小的至少任一种。

【技术实现步骤摘要】
异物检测装置及液滴喷出装置专利技术为下述申请的分案申请，原申请信息如下：申请号：201110409325.1申请日：2011年12月09日专利技术名称：异物检测装置及方法、液滴喷出装置及方法关联申请的引用：本申请基于并要求2010年12月9日提出的在先日本专利申请第2010－275033号和2011年2月25日提出的在先日本专利申请第2011－039540号的优先权，在此引用其全部内容。
在此说明的实施方式整体上涉及异物检测装置、异物检测方法、液滴喷出装置和液滴喷出方法。
技术介绍
已知有对液体中存在的异物进行检测的技术。例如已提出有一种在液滴喷出装置中检测喷出的液体中是否有气泡等异物的技术。在这种技术中，例如，根据因存在气泡而发生的振动能级的衰减或残余振动波形来判别有无气泡。但是，这种技术很难对细管路中等这种小区域中存在的气泡等异物进行检测。因此，期望开发一种能够高精度地检测细管路中等这种小区域中存在的气泡等异物的技术。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种能提高异物检测精度的异物检测装置、异物检测方法、液滴喷出装置和液滴喷出方法。实施方式涉及的异物检测装置包括：信号发生部，产生电信号；发信部，对来自所述信号发生部的电信号进行变换，使液体中产生压力波；接收部，接收来自所述液体的反射波并变换成电信号；保存部，保存与所述液体中未含有气泡的状态下得到的反射波的电信号有关的信息；和检测部，根据对所述反射波进行变换后得到的电信号与基于所保存的所述信息的电信号之差的平方，检测所述气泡大小。此外，实施方式涉及的其他异物检测装置包括：信号发生部，产生具有满足下述式子的频率的电信号；发信部，对来自所述信号发生部的电信号进行变换，使液体中产生压力波；接收部，接收来自所述液体的反射波并变换成电信号；保存部，保存与所述液体中未含有气泡的状态下得到的反射波的电信号有关的信息；和检测部，根据对所述反射波进行变换后得到的电信号与基于所保存的所述信息的电信号之差，求取散射截面积，根据预先求取的气泡大小与散射截面积之间的关系，检测所述气泡大小，在此，f是频率，Ro是最大气泡尺寸，Po是液体的平衡压力，ρ是液体的密度，γ是热容比。根据上述结构，能够提高异物的检测精度。附图说明图1是用于例示第一实施方式涉及的异物检测装置和液滴喷出装置的示意图。图2是用于例示检测定时的示意曲线图。图3A和图3B是用于例示关于气泡B的信息的提取的示意曲线图，图3A是用于例示有气泡B时的基于反射波的电信号S1和没有气泡B时的电信号S2的图，图3B是用于例示含有关于气泡B的信息的电信号的图。图4是用于例示气泡B的直径尺寸与散射截面积之间的关系的曲线图。图5是用于例示第二实施方式涉及的异物检测装置和液滴喷出装置的示意图。图6是用于例示第三实施方式涉及的异物检测方法的流程图。图7是用于例示第四实施方式涉及的液滴喷出方法的流程图。具体实施方式以下，参照附图，关于实施方式进行例示。再有，各附图中，在相同的结构要素上标记同一符号，并省略详细说明。再有，以下，作为一例，例示了将异物检测装置设置在液滴喷出装置中的情况以及在液滴喷出方法中适用了异物检测方法的情况。但是，异物检测装置和异物检测方法的适用对象不限定于此，可以广泛地适用于对液体中含有的气泡等异物的检测。图1是用于例示第一实施方式涉及的异物检测装置和液滴喷出装置的示意图。液滴喷出装置的驱动方式有“热式”和“压电式”，所述“热式”是由加热产生气泡，利用膜态沸腾现象来使液体喷出，所述“压电式”是利用压电元件的弯曲位移来使液体喷出，作为一例，在此以压电式为例进行说明。在液滴喷出装置100中设置有压电部101、喷嘴主体102、挠性膜103、喷嘴部104、衰减部105、盖106和异物检测装置1。压电部101例如可以是将驱动电极101a、部件101b、驱动电极101c、部件101d、驱动电极101e依次层叠后整体烧结而成的。整体烧结后的压电部101强度变高，而且也容易处理。部件101b和部件101d可以是由压电材料形成的部件。作为压电材料，可以例示压电陶瓷(例如锆钛酸铅)等。驱动电极101a、驱动电极101c和驱动电极101e可以是由铜合金等形成的电极。如后所述，压电部101成为用于使液体喷出的加压源，但也具有异物检测装置1的发信部和接收部的功能。再有，异物检测装置1中设置的信号发生部2，也具有输出用于驱动压电部101作为加压源的电信号的功能。喷嘴主体102中设置有收纳要喷出的液体的液室102a。将液室102a设置成贯通喷嘴主体102的两端部间。液室102a可以是例如具有当量直径尺寸为d的截面的液室。在此，在液室102a的截面形状是圆形的情况下，当量直径尺寸d是其直径尺寸，在液室102a的截面形状是例如多角形等的情况下，当量直径尺寸d是变换成具有相同截面积的圆形截面后的直径尺寸。再有，关于当量直径尺寸d以后详细叙述。此外，与液室102a连通有未图示的流路，通过未图示的流路向液室102a内供给液体。喷嘴主体102可以由例如不锈钢或镍合金等形成。在喷嘴主体102的一个端部设置有挠性膜103。将挠性膜103设置成覆盖液室102a的开口部。此外，在挠性膜103的与设置在喷嘴主体102上的一侧相反的一侧的面上，设置有压电部101。该情况下，可以将压电部101设置成与液室102a的开口部对置，使得由压电部101的弯曲位移产生的压力波容易传播到液室102a内的液体。再有，在本实施方式中，压电部101成为向喷嘴主体102的设置在一个端部侧的液室102a内的液体施加压力的加压部。挠性膜103可以由例如不锈钢等形成。在喷嘴主体102的另一个端部上设置有喷嘴部104。喷嘴部104呈板状，设置有贯通厚度方向的喷嘴孔104a。喷嘴孔104a的一端向液室102a开口，另一端向液滴喷出装置100的外部开口。喷嘴部104可以由例如不锈钢或镍合金等形成。在挠性膜103上，包围压电部101的周围设置有衰减部105。在压电部101中产生所谓的主振动，与此同时也产生寄生振动等无用的振动。因此，通过设置衰减部105，使寄生振动等衰减，以降低寄生振动等对主振动的坏影响。衰减部105可以由例如硅橡胶等形成。盖106具备一端开口的凹部。并且，将盖106设置在挠性膜103上，使得在凹部的内部收纳压电部101和衰减部105。此外，在盖106上适当地设置有用于穿过压电部101的配线的未图示的孔等。盖106可以由例如树脂或金属等形成。异物检测装置1中设置有信号发生部2、切换部3、保存部4和检测部5。如前所述，在本实施方式中，压电部101发挥对电信号进行变换并使液体中产生压力波的发信部和接收反射波并变换成电信号的接收部的功能。再有，反射波中含有基于后述的机械系统振动的波、“由气泡产生的压力波”、和通过碰到液室102a的壁面或喷嘴部104等而产生的压力波，这些以后详细叙述。信号发生部2产生用于检测气泡B等异物的电信号。即，产生用于使压电部101产生具有规定频率的压力波的电信号。该情况下，信号发生部2可以产生具有满足后述(3)式或(4)式的频率f的电信号。再有，也可以按照频率的范围，设置多个信号发生部和频率范围切换部。再有，如前所述，信号发生部2也具有输出用于驱动压电部101作为加压源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异物检测装置，其特征在于，包括：信号发生部，产生具有满足下述式子的频率的电信号；发信部，对来自所述信号发生部的电信号进行变换，使液体中产生压力波；接收部，接收来自所述液体的反射波并变换成电信号；保存部，保存与所述液体中未含有气泡的状态下得到的反射波的电信号有关的信息；和检测部，根据对所述反射波进行变换后得到的电信号与基于所保存的所述信息的电信号之差，求取散射截面积，根据预先求取的气泡大小与散射截面积之间的线性关系，检测所述气泡大小，f≈12πRo3γPoρ]]>在此，f是频率，Ro是最大气泡尺寸，Po是液体的平衡压力，ρ是液体的密度，γ是热容比。

【技术特征摘要】
2010.12.09 JP 2010-275033;2011.02.25 JP 2011-039541.一种异物检测装置，其特征在于，包括：信号发生部，产生具有满足下述式子的频率的电信号；发信部，对来自所述信号发生部的电信号进行变换，使液体中产生压力波；接收部，接收来自所述液体的反射波并变换成电信号；保存部，保存与所述液体中未含有气泡的状态下得到的反射波的电信号有关的信息；和检测部，根据对所述反射波进行变换后得到的电信号与基于所保存的所述信息的电信号之差，求取散射截面积，根据预先求取的气泡大小与散射截面积之间的线性关系，检测所述气泡大小，在此，f是频率，Ro是最大气泡尺寸，Po是液体的平衡压力，ρ是液体的密度，γ是液体的热容比。2.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，所述发信部包含压电材料，使所述液体中产生与来自所述信号发生部的电信号的频率相应的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤强，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP