液体检测装置、液体容器和制造液体检测装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液体检测装置、液体容器和制造液体检测装置的方法。该液体检测装置包括：单元基座，在其上表面上设有凹入部分并包含第一材料；传感器基座，容纳在凹入部分中并包含不同于第一材料的第二材料；传感器芯片，安装在传感器基座的上表面上并具有接纳作为检测对象的液体的传感器腔，其中传感器腔的下表面形成为被开口来允许液体流入其中，且其上表面被振动板封闭并设有安装在振动板的上表面上的压电元件；粘结层，形成在传感器基座的上表面上并将传感器芯片与传感器基座彼此固定和密封；和粘结膜，其将传感器基座和单元基座彼此固定和密封，并且其内周部分粘结到传感器基座的上表面且其外周部分粘结到单元基座的上表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及适合于检测诸如喷墨记录设备之类的液体喷射设备中液体(墨水)残余量的液体检测装置、包括该装置的液体容器以及制造该液体检测装置的方法。
技术介绍
传统液体喷射设备的典型示例包括喷墨记录设备，其包括用于记录图像的喷墨记录头。其他液体喷射设备的示例包括包括用于制造液晶显示器的色彩过滤器的颜料喷射头的设备；包括用于形成有机电致发光显示器或表面发射显示器(FED)的电极的电极材料(导电胶)喷射头的设备；包括用于制造生物芯片的生物有机材料喷射头的设备；以及包括作为精确移液管的采样喷射头的设备。根据液体喷射设备典型示例的喷墨记录设备具有以下结构，即包括用于对压力产生腔施压的压力产生装置和将受压墨水作为墨滴喷射的喷嘴口在内的喷墨记录头被安装在托架上，并且墨水容器中的墨水通过通道被连续供应到记录头，从而可以连续进行打印。墨水容器被构造成可拆卸的盒，例如在墨水消耗完时用户可以容易地更换该盒。传统上，通过墨盒管理墨水消耗的方法包括两种方法，一种方法在软件中累计记录头喷射的墨滴数或为维护而抽吸的墨水量以通过计算来管理墨水消耗，另一种方法将用于检测液面的电极附装到墨盒上以由此管理实际消耗了预定量墨水时的时间点。但是，在软件中累计喷射的墨滴数或墨水量以通过计算管理墨水消耗的方法具有以下缺点。某些头中喷射的墨滴重量会有变化。墨滴重量的变化不会影响图像质量，而考虑由于该变化造成的墨水消耗量的误差被累积的情况，墨盒被填充具有余量的墨水。所以，有与根据个体不同的余量相对应的墨水残留下来的问题。另一方面，由电极管理墨水被消耗的时间的方法可以检测墨水的实际量。因此，可以以高可靠性管理墨水的残余量。但是，墨水的液面检测依赖于墨水的导电性。于是，存在以下问题，即可检测的墨水种类是有限的，且电极的密封结构复杂。此外，通常使用具有高导电性和高耐腐蚀性的贵金属作为电极材料。结果，墨盒的制造成本升高。此外，需要附装两个电极。因此增加了制造工艺。结果制造成本升高。因此，被开发来解决该问题的设备在JP-A-2001-146024中作为压电装置(称为传感器单元或液体检测装置)被公开。此传感器单元通过利用以下事实来监测墨盒中的墨水残余量，即在与其中层叠压电元件的振动板相对的腔中存在墨水与否的情况下，该振动板在强迫振动之后的残余振动(自由振动)所产生的残余振动信号的共振频率发生变化。在使用JP-A-2001-146024中描述的传感器单元的情况下，必须使墨水自由进入与振动板相对的腔。但是，必须防止墨水进入作为电子元件的压电元件所在的那一侧。于是，不同的构件应该被严格密封。作为用于密封传感器单元和容器主体的密封结构，已知其中传感器单元直接接合到容器主体开口周边的结构，或其中传感器单元直接接合到模块开口周边并随后在O型环位于其间的情况下将该模块安装在容器主体上的结构。但是，因为传感器单元接合到开口的周边，所以尺寸上的偏差使得难以确保密封能力。此外，当传感器单元直接接合到容器开口周边或模块开口周边时，其可能容易受到墨水波动或墨水中气泡的影响，由此导致错误检测。另外，用于密封传感器单元中不同构件的密封装置包括用于提供破坏余量以由此通过表面压力密封间隙的装置，例如O型环。在诸如O型环之类的密封装置中，密封性能取决于多个部件的尺寸精度。于是就有难以稳定大规模生产的问题。而且，另外需要用于破坏O型环的部件。结果，还有增大了传感器单元(液体检测装置)尺寸的问题。而且，作为另一种密封装置，可以提出用粘结剂密封部件之间的间隙。在使用粘结剂的情况下，有操作麻烦且难以实现大规模生产中工艺稳定的问题。特别是在为了提高振荡特性而组合多个由不同材料形成的部件来制造传感器单元(液体检测装置)的情况下，难以选择粘结剂，并且还需要尽可能大地限制使用粘结剂的位置。
技术实现思路
考虑到上述情况设计了本专利技术。本专利技术的第一目的是提供一种具有液体检测功能的容器，其中可以简单可靠地进行在将传感器单元安装到容器主体上时的密封工作而不受部件尺寸精度的影响，且其具有几乎不受墨水波动或墨水中气泡影响的结构。本专利技术的第二目的是提供一种液体检测装置、包括该液体检测装置的液体容器以及制造该液体检测装置的方法，所述液体检测装置可以在不受尺寸精度的很大影响的情况下可靠地密封由不同材料形成的部件，可以具有高的组装加工性和稳定大规模生产中的工艺，并进一步可以具有高的空间效率和减小尺寸。为了实现这些目的至少之一，本专利技术的实施例具有以下构造(1)一种液体检测装置，包括单元基座，所述单元基座在上表面上设有凹入部分并由树脂形成；传感器基座，所述传感器基座容纳在所述单元基座的上表面上的凹入部分中并由金属形成；和安装在所述传感器基座的上表面上的传感器芯片，其中所述传感器芯片具有用于接纳作为检测对象的液体的传感器腔并具有这样的结构，即所述传感器腔的下表面被开口来自由接收液体且上表面被振动板封闭，并且压电单元布置在所述振动板的上表面上，所述传感器基座和所述单元基座具有与传感器腔连通的液体存储空间，所述传感器芯片与所述传感器基座通过设置在所述传感器基座的上表面上的粘结层而彼此固定和密封，并通过粘结膜将所述传感器基座和所述单元基座彼此固定和密封，所述粘结膜的内周部分通过粘结层而结合到所述传感器基座的所述上表面，且其外周部分结合到绕所述单元基座的所述凹入部分设置的上表面壁。根据该实施例，仅仅通过从上将安装有传感器芯片的传感器基座接合到单元基座中并将粘结膜粘贴在两个布置好的部件的上表面上(即粘贴在此状态下的传感器基座与单元基座两者的上表面上)，就可以同时固定和密封由不同材料形成的两个部件(金属传感器基座和树脂单元基座)。所以，组装的可用性非常好。而且，粘结膜被简单地粘贴到两个部件。因此，可以在不受每个部件尺寸精度的很大影响下密封部件。例如，当通过用大规模生产机器加热和加压来焊接粘结膜的情况下，可以仅通过管理大规模生产机器的温度和压力就提高密封性能和实现大规模生产时的稳定性。另外，可以容易地附装影响密封特性的粘结膜，并且空间效率很高。因此，可以减小传感器单元的尺寸。(2)根据(1)所述的液体检测装置，其中所述传感器基座和所述单元基座分别具有用于传感器腔的入口侧流动通道和出口侧流动通道来作为所述液体存储空间，并具有这样的结构，即通过所述入口侧流动通道将液体供应到所述传感器腔，且通过所述出口侧流动通道从所述传感器腔排出液体。而且，根据该实施例，采用了这样的结构，其中传感器腔的入口侧流动通道和以及出口侧流动通道和分别形成在传感器基座和单元基座中，并且液体通过入口侧流动通道流入传感器腔并通过出口侧流动通道排出。因此，液体持续地流到传感器腔。结果，可以防止由于液体或气泡留在传感器腔中而导致的错误检测。(3)根据(1)或(2)所述的液体检测装置，其中所述传感器基座的所述上表面从所述单元基座的所述凹入部分突出，并且所述粘结膜在比绕所述单元基座的所述凹入部分设置的所述上表面壁的结合位置更高的位置中结合到所述传感器基座的所述上表面。另外，根据该实施例，对单元基座的膜结合面的高度被设成低于对传感器基座的膜结合面的高度。因此，可以由粘结膜利用台阶来压迫传感器基座，并增大传感器基座对单元基座的固定力。而且，可以在没有松动的情况下进行附装。(4)一种液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体检测装置，包括：单元基座，所述单元基座在其上表面上设有凹入部分并且所述单元基座包含第一材料；传感器基座，所述传感器基座容纳在所述凹入部分中并包含不同于所述第一材料的第二材料；传感器芯片，所述传感器芯片安装在所 述传感器基座的上表面上并具有用于接纳作为检测对象的液体的传感器腔，在所述传感器芯片中，所述传感器腔的下表面形成为被开口来允许液体流入其中，且其上表面被振动板封闭并设有安装在所述振动板的上表面上的压电元件；粘结层，其形成在所述传感器基 座的上表面上并将所述传感器芯片与所述传感器基座彼此固定和密封；和粘结膜，其将所述传感器基座和所述单元基座彼此固定和密封，并且其内周部分粘结到所述传感器基座的所述上表面且其外周部分粘结到所述单元基座的所述上表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：矢岛实，市桥晃，张俊华，鳄部晃久，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]