(57)【要約】  流体収納装置（１０１）は、容器（８０）と捻れセンサ（１００）とを備える。容器（８０）は、撹拌される流体を収納する。捻れセンサ（１００）は、基板（５０）を有し、前記基板（５０）の捻れを検出する。基板（５０）は、容器（８０）の中に挿入されている第１端部（５１）と、固定されている第２端部（５２）と、を有する。
2017098828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌される流体を収納する容器と、
基板を有し、前記基板の捻れを検出する捻れセンサと、を備え、
前記基板は、前記容器の中に挿入されている第１端部と、固定されている第２端部と、を有する流体収納装置。
【請求項２】
前記第１端部は、前記容器の中の予め定められた所定位置まで挿入されている、請求項１に記載の流体収納装置。
【請求項３】
前記第１端部は、前記容器内において前記流体を撹拌し、前記流体を回転させる、請求項１又は請求項２に記載の流体収納装置。
【請求項４】
前記第１端部は、第１の角と第２の角とを有し、
前記第１端部は前記容器の中に、前記第１の角と前記第２の角とが逆方向へ変位する位置で挿入される、請求項１乃至請求項３に記載の流体収納装置。
【請求項５】
前記第１端部は、回転する前記流体の中心に挿入される、請求項４に記載の流体収納装置。
【請求項６】
前記第１の角および前記第２の角の内いずれか一方のみが、前記流体の中に挿入される、請求項４に記載の流体収納装置。
【請求項７】
前記基板は、前記第１の角に接続する接続部を有し、
前記接続部が、前記流体の中に挿入される、請求項４に記載の流体収納装置。
【請求項８】
前記捻れセンサは、前記基板に貼付された圧電素子をさらに有し、前記基板の捻れを前記圧電素子によって検出する、請求項１乃至請求項７に記載の流体収納装置。
【請求項９】
前記圧電素子は、キラル高分子からなるフィルムを有する、請求項８に記載の流体収納装置。
【請求項１０】
前記キラル高分子は、ポリ乳酸である、請求項９に記載の流体収納装置。
【請求項１１】
前記フィルムの延伸方向は、前記基板の長手方向と一致する、請求項９又は請求項１０に記載の流体収納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を収納し、流体の量を検出する流体収納装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体を収納し、流体の量を検出する流体収納装置が知られている。例えば特許文献１は、流体の一種である粉体を収納する炭化炉と、粉体を撹拌する撹拌槽と、粉体の粉面を検出する検出器と、を開示している。【０００３】
検出器の形状は、板状である。検出器の一部は、炭化炉に固定されている。検出器は、炭化炉内の原料粉の供給量および生成粉の排出量を制御するために、撹拌時に粉体に発生する力を検出することで粉面を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では撹拌槽の振動を含む外部の振動が、炭化炉を介して検出器に伝わる場合がある。そして、特許文献１の検出器は、板状であるため、検出器の厚み方向に曲がる曲げ変位を起こす場合がある。【０００６】
そのため、特許文献１の検出器は、検出器が粉体に接触していなくても、曲げ変位によって検出器に電気信号が発生し、誤検出を行う問題がある。【０００７】
本発明の目的は、流体の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる流体収納装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の流体収納装置は、容器と捻れセンサとを備える。容器は、撹拌される流体を収納する。捻れセンサは、基板を有し、基板の捻れを検出する。基板は、容器の中に挿入されている第１端部と、固定されている第２端部と、を有する。【０００９】
この構成において流体は例えば液体、又は粉体などである。基板の第１端部は、容器の中に収納される流体の中に挿入される。このとき、基板は、撹拌される流体の移動によって第１端部が捻れた形状に変形する。そして、容器に収納されていた流体が所定位置を超えて減少した時、基板は、第１端部が流体の中に挿入されていない状態となる。すなわち、基板は、第１端部が捻れていない元の形状に戻る。よって、捻れセンサは、基板の捻れ状態に基づいて流体の量を検出できる。【００１０】
一方、この構成の流体収納装置においても、流体の撹拌による振動を含む外部の振動が、第２端部から捻れセンサに伝わる場合がある。そのため、この構成の捻れセンサも、外部の振動によって曲げ変位を起こす場合がある。【００１１】
しかし、この構成の捻れセンサは、基板が捻れたことを検出するセンサであって、基板が曲がったことを検出するセンサではない。また一般に、外部の振動によって基板が捻れ振動を生じる可能性は、外部の振動によって基板が曲げ振動を生じる可能性と比較して極めて低い。そのため、この構成の捻れセンサは、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。【００１２】
したがって、この構成の流体収納装置は、流体の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。【００１３】
また、本発明の流体収納装置において第１端部は、容器の中の予め定められた所定位置まで挿入されることが好ましい。【００１４】
この構成では、予め定められた所定位置まで流体が収納されているとき、撹拌される流体の移動によって基板が捻れ、予め定められた所定位置まで流体が収納されていないとき、基板が捻れない。したがって、この構成の捻れセンサは、予め定められた所定位置まで流体が収納されているかどうかを検出できる。【００１５】
本発明の流体収納装置において第１端部は、容器内において流体を撹拌し、流体を回転させることが好ましい。【００１６】
この構成の捻れセンサは、基板の捻れを検出するとともに、流体を基板によって撹拌する。すなわち、この構成の流体収納装置はさらに、流体を捻れセンサによって撹拌することができる。【００１７】
本発明の流体収納装置において第１端部は、第１の角と第２の角とを有し、第１端部は容器の中に、第１の角と第２の角とが逆方向へ変位する位置で挿入されることが好ましい。【００１８】
例えば第１端部は、回転する流体の中心に挿入されることが好ましい。【００１９】
この構成において基板は、撹拌される流体の移動によって第１の角および第２の角が逆方向へ変位し、第１端部が捻れた形状に変形する。【００２０】
また、例えば第１の角および第２の角の内いずれか一方のみが、流体の中に挿入されることが好ましい。【００２１】
この構成において基板は、撹拌される流体の移動によって第１の角および第２の角の内いずれか一方が変位し、第１端部が捻れた形状に変形する。【００２２】
また、例えば基板は、第１の角に接続する接続部を有し、接続部が、流体の中に挿入されることが好ましい。【００２３】
この構成において基板は、撹拌される流体の移動によって接続部が変位し、接続部の変位によって第１の角が変位し、第１端部が捻れた形状に変形する。【００２４】
なお、捻れセンサは、基板に貼付された圧電素子をさらに有し、基板の捻れを圧電素子によって検出することが好ましい。圧電素子は、キラル高分子からなるフィルムを有することが好ましい。キラル高分子は、ポリ乳酸であることが好ましい。そして、フィルムの延伸方向は、基板の長手方向と一致することが好ましい。【００２５】
この構成の捻れセンサは、基板の変位を、確実且つ高感度に検出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の流体収納装置は、流体の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体収納装置１０１を模式的に示す外観図である。
【図２】図１に示す捻れセンサ１００の平面図である。
【図３】図２に示すＳ−Ｓ線の断面図である。
【図４】図２に示す捻れセンサ１００のセンサ部１６に備えられる圧電フィルム３１の平面図である。
【図５】図１に示す捻れセンサ１００のセンサ部１６及び基板５０を模式的に示す外観図である。
【図６】図５に示す基板５０が曲がった状態の概念図である。
【図７】図５に示す基板５０が捻れた状態の概念図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る流体収納装置２０１を模式的に示す外観図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る流体収納装置３０１を模式的に示す外観図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る流体収納装置４０１を模式的に示す外観図である。
【図１１】図１に示す捻れセンサ１００の変形例を示す正面図である。
【図１２】図１に示す捻れセンサ１００の変形例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の第１実施形態に係る流体収納装置について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体収納装置１０１を模式的に示す外観図である。流体収納装置１０１は、撹拌器８１と容器８０と捻れセンサ１００とを備える。容器８０は、粉体８を収納する。撹拌器８１は、図１の矢印に示す方向へ回転し、容器８０の中に収納されている粉体８を撹拌する。これにより、粉体８は図１の白抜き矢印に示す方向へ回転する。
【００３０】
捻れセンサ１００は、センサ部１６及び基板５０を有する。捻れセンサ１００は、基板５０の捻れをセンサ部１６によって検出する。センサ部１６は、基板５０上に貼付されている。基板５０は、容器８０の中に挿入されている第１端部５１と、固定されている第２端部５２と、を有する。基板５０の材料は例えば、ＳＵＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ）等の金属である。
【００３１】
第１端部５１は、容器８０の中の予め定められた所定位置まで挿入されている。また、第１端部５１は、角Ａと角Ｂを有する。第１端部５１は容器８０の中に、角Ａと角Ｂが逆方向へ変位する位置で挿入される。例えば第１端部５１は、回転する粉体８の中心に挿入される。ここで、角Ａが本発明の第１の角の一例に相当し、本発明の角Ｂが第２の角の一例に相当する。
【００３２】
第２端部５２は例えば、流体収納装置１０１の筐体（不図示）又は容器８０等に固定される。
【００３３】
なお、流体収納装置１０１は例えば、画像形成装置に備えられる。粉体８は例えばトナーである。画像形成装置は、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する。画像形成装置は、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給することによって静電潜像を現像する。トナーは、現像装置が現像を行う毎に、消費される。そのため、トナーボトルに貯蔵されたトナーは、流体収納装置１０１の容器８０に供給され、容器８０に供給されたトナーが、現像装置へ補給される。
【００３４】
流体収納装置１０１は例えば、容器８０に供給されたトナーの有無をチェックするために、捻れセンサ１００を備える。これにより、トナーボトル内にトナーがなくなったとしても、流体収納装置１０１の容器８０内にトナーが収納されているため、画像形成装置の印刷動作を停止させることなく、空になったトナーボトルを取り外して、新しいトナーボトルに交換するために必要な時間を確保することができる。すなわち、流体収納装置１０１は、トナーボトルが交換される間、画像形成動作を続けることが可能となる。
【００３５】
図２は、図１に示す捻れセンサ１００の平面図である。図３は、図２に示すＳ−Ｓ線の断面図である。図４は、図２に示す捻れセンサ１００のセンサ部１６に備えられる圧電フィルム３１の平面図である。なお、図１は、捻れセンサ１００のうち、センサ部１６及び基板５０以外の図示を省略している。
【００３６】
図２に示すように、捻れセンサ１００は、センサ部１６と、基板５０と、部品実装部３８と、回路部品からなる検出回路３９と、を備えている。図２、図３に示すように、プリント基板部３６とプリント基板部３７と部品実装部３８とは、フレキシブルプリント基板３０によって構成されている。フレキシブルプリント基板３０の材料は例えば、ポリイミド等の樹脂である。検出回路３９はセンサ部１６が検知した微弱な信号を増幅し、検出信号を出力する。
【００３７】
部品実装部３８の表主面には、導体パターンである、第１端子３２及び第２端子３３が形成されている。さらに、部品実装部３８の表主面には、検出回路３９及び出力端子３９０が実装されている。
【００３８】
図２、図３に示すように、第１端子３２の第１の端は、第１検出電極３４に接続されている。一方、第１端子３２の第２の端は、検出回路３９に接続されている。そして、第２端子３３の第１の端は、第２検出電極３５に接続されている。一方、第２端子３３の第２の端は、検出回路３９に接続されている。
【００３９】
したがって、検出回路３９は、図２、図３に示すように、第１端子３２及び第２端子３３を介して第１検出電極３４と第２検出電極３５とに接続されている。また、検出回路３９は、出力端子３９０に接続されている。
【００４０】
次に、センサ部１６は、図３に示すように、圧電フィルム３１、粘着剤層９１及び粘着剤層９２、第１検出電極３４、第２検出電極３５、プリント基板部３６、及びプリント基板部３７を備える。
【００４１】
図３に示すように、第１検出電極３４、第２検出電極３５、圧電フィルム３１、プリント基板部３６、及びプリント基板部３７は、それぞれ平板状で厚み方向に対向する表主面および裏主面を備える。なお、図３中の上側面を表主面、下側面を裏主面と称する。
【００４２】
図３に示すように、プリント基板部３７、第２検出電極３５、粘着剤層９１、圧電フィルム３１、粘着剤層９２、第１検出電極３４、及びプリント基板部３６は、この順に表主面側から裏主面側にかけて積層されている。
【００４３】
具体的には、圧電フィルム３１の表主面に第２検出電極３５が粘着剤層９１を介して積層され、第２検出電極３５の表主面にさらにプリント基板部３７が積層されている。また、圧電フィルム３１の裏主面に第１検出電極３４が粘着剤層９２を介して積層され、第１検出電極３４の裏主面にさらにプリント基板部３６が積層されている。
【００４４】
なお、第２検出電極３５、第１検出電極３４、圧電フィルム３１、プリント基板部３７、およびプリント基板部３６は、それぞれの平面視した外形状が概略長方形状である。プリント基板部３７およびプリント基板部３６の外形状は、圧電フィルム３１の外形状より若干大きい。
【００４５】
プリント基板部３７の裏主面には、第２検出電極３５が形成されており、プリント基板部３６の表主面には、第１検出電極３４が形成されている。そして、図３に示すように、第１検出電極３４の表主面には、圧電フィルム３１が粘着剤層９２によって貼付されている。また、第２検出電極３５の裏主面には、圧電フィルム３１が粘着剤層９１によって貼付されている。なお、粘着剤層９１及び粘着剤層９２は、例えばアクリル系粘着剤で構成される。
【００４６】
検出電極の役割構成として、第２検出電極３５を基準電位電極、第１検出電極３４を電荷検出電極とすることが好ましい。また基板５０は金属であることが好ましく検出回路３９のグランド電位に接続されていることが好ましい。このような構成にすることにより、静電気や電磁ノイズ等の影響を受けにくくすることが出来る。
【００４７】
次に、圧電フィルム３１の構成について詳述する。
【００４８】
図４に示すように、圧電フィルム３１の延伸方向１９は、基板５０の長手方向と一致している。詳述すると、圧電フィルム３１は、圧電フィルム３１の長辺に対して約０°を成す方向１９へ分子配向している。圧電フィルム３１は、圧電フィルム３１の短辺に対して約９０°を成す方向１９へ分子配向している。
【００４９】
圧電フィルム３１は、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）を主材料とするフィルムである。ＰＬＬＡは、主鎖が螺旋構造を有するキラル高分子であり、所定の軸方向に配向させることで圧電性を発現する性質を有している。この圧電性は、圧電フィルムの厚み方向を第１軸とし、ＰＬＬＡの分子が配向する方向を第３軸として圧電テンソル成分ｄ１４で表わされる。すなわちＰＬＬＡはずり圧電性を有する圧電体である。
【００５０】
ここで、圧電フィルム３１における方向１９の角度は、長辺に対して正確な０°に限られることなく、０°に近い任意の角度とすることができる。方向１９の角度が、長辺に対して０°に近い角度であるほど、捻れ力を効率的に検出することができる。
【００５１】
同様に、圧電フィルム３１における方向１９の角度は、短辺に対して正確な９０°に限られることなく、９０°に近い任意の角度とすることができる。方向１９の角度が、短辺に対して９０°に近い角度であるほど、捻れ力を効率的に検出することができる。
【００５２】
したがって、本発明でいう略０°とは、例えば０°±１０°程度の０°を中心とする所定範囲の角度をいう。同様に、本発明でいう略９０°とは、例えば９０°±１０°程度の９０°を中心とする所定範囲の角度をいう。これらの具体的な角度は、捻れセンサの用途や各部の特性などに基づいて全体の設計に応じて適宜決定するとよい。
【００５３】
なお、圧電フィルム３１は、ＰＬＬＡを主材料とするフィルムに限られず、Ｄ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）や、ポリ-γ-ベンジル-L-グルタメート（ＰＢＬＧ）等の他のキラル高分子を主材料とするフィルムであってもよい。ただし、ＰＬＬＡやＰＤＬＡのようなキラル高分子を主材料とする圧電フィルム３１の圧電性は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。
【００５４】
したがって、キラル高分子は、ＰＶＤＦ等の他のポリマーや、圧電結晶薄膜を用いた圧電セラミックスのように、ポーリング処理によって圧電性を発現させる必要がなく、また、ＰＶＤＦ等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、キラル高分子の圧電定数は経時的に極めて安定している。
【００５５】
さらには、キラル高分子は、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じることがない。したがって、キラル高分子を主材料とする圧電フィルム３１は、捻れ検出時に検出位置の温度変化に依存することなく、捻れ力のみに応じた電圧を得ることができる。
【００５６】
また、キラル高分子はポリマーであり、柔軟性を有するので、圧電セラミックスのように、大きな変位で破損することがない。したがって、キラル高分子を主材料とする圧電フィルム３１は、変位量が大きくても破損することがなく、確実に変位量を検出することができる。よって、捻れセンサ１００は、基板５０の変位を、確実且つ高感度に検出することができる。
【００５７】
次に、捻れセンサ１００の検出方法について、より詳細に説明する。図５は、図１に示す捻れセンサ１００のセンサ部１６及び基板５０を模式的に示す外観図である。図６は、図５に示す基板５０が曲がった状態の概念図である。図７は、図５に示す基板５０が捻れた状態の概念図である。
【００５８】
なお、図６では、基板５０の第２端部５２の端辺ＤＣを固定端辺とし、第１端部５１の端辺ＢＡに曲げが生じた場合を図示している。言い換えれば、固定端辺ＤＣの両端となる角Ｄおよび角Ｃが固定された角となり、端辺ＢＡの両辺となる角Ｂおよび角Ａが、互いに同じ方向へ変位した場合を示している。
【００５９】
また、図７では、基板５０の第２端部５２の端辺ＤＣを固定端辺とし、第１端部５１の端辺ＢＡに捻れが生じた場合を図示している。言い換えれば、固定端辺ＤＣの両端となる角Ｄおよび角Ｃが固定された角となり、端辺ＢＡの両辺となる角Ｂおよび角Ａが、互いに逆方向へ変位した場合を示している。
【００６０】
（曲げ変位検出）
図５に示すように、曲げ変位が０の場合、すなわち基板５０に対して曲げを生じさせる外力が加わっていない場合、基板５０は、平坦な状態となる。
【００６１】
この場合、センサ部１６の圧電フィルム３１は伸縮せず、センサ部１６から出力される電圧の変化は生じない。例えば、この状態で電圧が０［Ｖ］になるように予め設定すれば、センサ部１６から出力される電圧は、０［Ｖ］となる。
【００６２】
そして、図６に示すように基板５０に対して曲げを生じさせる外力が加わった場合、基板５０は、長手方向に沿って湾曲する。この場合、センサ部１６の圧電フィルム３１は、基板５０に貼付されている面と曲げ方向によって、伸びるか若しくは縮む。
【００６３】
しかし、圧電フィルム３１の延伸方向１９が基板５０の長手方向と一致しているため、圧電フィルム３１の伸長または圧縮方向は延伸方向１９と一致する。このとき圧電フィルム３１はずり変形をおこしていないので、圧電定数ｄ１４による電荷を生じない。すなわち、曲げ変位によってセンサ部１６から出力される電圧に変化が生じない。すなわち、センサ部１６から出力される電圧は、０［Ｖ］である。
【００６４】
（捻れ変位検出）
図５に示すように、捻れ変位が０の場合、すなわち基板５０に対して捻れを生じさせる外力が加わっていない場合、基板５０は、平坦な状態となる。
【００６５】
この場合、圧電フィルム３１は伸縮せず、センサ部１６から出力される電圧の変化は生じない。例えば、この状態で電圧が０［Ｖ］になるように予め設定すれば、センサ部１６から出力される電圧は、０［Ｖ］となる。
【００６６】
そして、図７に示すように基板５０に対して捻れを生じさせる外力が加わった場合、基板５０では角Ａと角Ｂが、それぞれ異なる方向へ変位した状態となる。
【００６７】
この場合、圧電フィルム３１は、基板５０に貼付されている面と捻れ方向によって、ずり変形が生じる。このずり変形の圧電効果により電荷が発生し、これによりセンサ部１６から出力される電圧に変化が生じる。すなわち、センサ部１６から出力される電圧は、０［Ｖ］から所定電圧値（例えば数Ｖ）に変化する。
【００６８】
したがって、捻れセンサ１００は、センサ部１６から出力される電圧を検出回路３９によって観測することで、基板５０が捻れているか捻れていないかを検出できる。そして、検出回路３９は、この検出結果を出力端子３９０から外部の制御回路等へ出力する。
【００６９】
以上の構成において、第１端部５１は図１に示すように、容器８０の中の予め定められた所定位置まで挿入されている。また、第１端部５１は、回転する粉体８の中心に挿入されている。そのため、基板５０は図７に示すように、撹拌される粉体８の移動によって第１端部５１の角Ａおよび角Ｂが逆方向へ変位し、第１端部５１が捻れた形状に変形する。この変形は一定以上になると基板５０の弾性によりある程度戻る。
【００７０】
よって、第１端部５１が、撹拌される粉体８に接触する間、捻れセンサ１００には、粉体８の流動による捻れと、基板５０の弾性による戻りとが繰り返して生じる。これにより、圧電フィルム３１には圧電効果により電荷が生じ、センサ部１６から出力される電圧に変化が生じる。
【００７１】
そして、容器８０に収納されていた粉体８が所定位置を超えて減少した時、基板５０は、第１端部５１が粉体８の中に挿入されていない状態となる。すなわち、基板５０は図５に示すように、第１端部５１が捻れていない元の形状に戻る。これにより、センサ部１６から出力される電圧が０Ｖになる。
【００７２】
以上により、捻れセンサ１００は、基板５０の捻れ状態に基づいて、予め定められた所定位置まで粉体８が収納されているか否かを検出できる。
【００７３】
一方、流体収納装置１０１においても、粉体８の撹拌による振動を含む外部の振動が、第２端部５２から捻れセンサ１００に伝わる場合がある。そのため、捻れセンサ１００も図６に示すように、外部の振動によって曲げ変位を起こす場合がある。
【００７４】
しかし、捻れセンサ１００では前述したように、曲げ変位によってセンサ部１６から出力される電圧に変化が生じない。即ち捻れセンサ１００は、基板５０が捻れたことを検出するセンサであって、基板５０が曲がったことを検出するセンサではない。また一般に、外部の振動によって基板５０が捻れ振動を生じる可能性は、外部の振動によって基板５０が曲げ振動を生じる可能性と比較して極めて低い。そのため、捻れセンサ１００は、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。
【００７５】
したがって、流体収納装置１０１は、粉体８の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。
【００７６】
なお、流体収納装置１０１は例えば、予め定められた所定位置まで粉体８が収納されていないことを検出したとき、トナーをトナーボトルから容器８０内に補充する。
【００７７】
以下、本発明の第２実施形態に係る流体収納装置について説明する。
【００７８】
図８は、本発明の第２実施形態に係る流体収納装置２０１を模式的に示す外観図である。流体収納装置２０１が流体収納装置１０１と相違する点は、捻れセンサ１００の配置方法である。流体収納装置２０１では、角Ａおよび角Ｂの内いずれか一方である角Ａのみが、粉体８の中に挿入される。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
【００７９】
流体収納装置２０１において基板５０は、撹拌される粉体８の移動によって角Ａが変位し、第１端部５１が捻れた形状に変形する。そして、容器８０に収納されていた粉体８が所定位置を超えて減少した時、基板５０は図５に示すように、第１端部５１が捻れていない元の形状に戻る。よって、流体収納装置２０１においても捻れセンサ１００は、基板５０の捻れ状態に基づいて、予め定められた所定位置まで粉体８が収納されているか否かを検出できる。
【００８０】
また、捻れセンサ１００では前述したように、曲げ変位によってセンサ部１６から出力される電圧に変化が生じない。
【００８１】
したがって、流体収納装置２０１は流体収納装置１０１と同様に、粉体８の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。
【００８２】
以下、本発明の第３実施形態に係る流体収納装置について説明する。
【００８３】
図９は、本発明の第３実施形態に係る流体収納装置３０１を模式的に示す外観図である。流体収納装置３０１が流体収納装置１０１と相違する点は、捻れセンサ１１０及び捻れセンサ１１０の配置方法である。捻れセンサ１１０が捻れセンサ１００と相違する点は、基板１５０が、角Ａに接続する接続板１５１を有する点である。そして、接続板１５１が、粉体８の中に挿入される。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
【００８４】
なお、接続板１５１が、本発明の接続部の一例に相当する。
【００８５】
流体収納装置３０１において基板１５０は、撹拌される粉体８の移動によって接続板１５１が変位し、接続板１５１の変位によって角Ａが点線矢印の方向へ変位し、第１端部５１が捻れた形状に変形する。そして、容器８０に収納されていた粉体８が所定位置を超えて減少した時、基板５０は図５に示すように、第１端部５１が捻れていない元の形状に戻る。よって、流体収納装置３０１においても捻れセンサ１１０は、基板１５０の捻れ状態に基づいて、予め定められた所定位置まで粉体８が収納されているか否かを検出できる。
【００８６】
また、捻れセンサ１１０では前述したように、曲げ変位によってセンサ部１６から出力される電圧に変化が生じない。
【００８７】
したがって、流体収納装置３０１は流体収納装置１０１と同様に、粉体８の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。
【００８８】
以下、本発明の第４実施形態に係る流体収納装置について説明する。
【００８９】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る流体収納装置４０１を模式的に示す外観図である。流体収納装置４０１が流体収納装置１０１と相違する点は、撹拌器８１を備えず、捻れセンサ１００の基板５０によって粉体８を撹拌する点である。流体収納装置４０１は、捻れセンサ１００を図１０に示す矢印の方向へ回転させる。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
【００９０】
流体収納装置４０１において基板５０は、撹拌される粉体８の移動によって第１端部５１が捻れた形状に変形する。そして、容器８０に収納されていた粉体８が所定位置を超えて減少した時、基板５０は図５に示すように、第１端部５１が捻れていない元の形状に戻る。よって、流体収納装置４０１においても捻れセンサ１００は、基板５０の捻れ状態に基づいて、予め定められた所定位置まで粉体８が収納されているか否かを検出できる。
【００９１】
また、捻れセンサ１００では前述したように、曲げ変位によってセンサ部１６から出力される電圧に変化が生じない。
【００９２】
したがって、流体収納装置４０１は流体収納装置１０１と同様に、粉体８の量を検出できるとともに、外部の振動によって誤検出を行うことを防止できる。さらに、流体収納装置４０１は、撹拌器８１を省略できる分、製造コストを削減できる。
【００９３】
なお、流体収納装置２０１においても流体収納装置４０１と同様に、撹拌器８１を備えず、捻れセンサ１００の基板５０によって粉体８を撹拌してもよい。また、流体収納装置３０１においても流体収納装置４０１と同様に、撹拌器８１を備えず、捻れセンサ１１０の接続板１５１によって粉体８を撹拌してもよい。
【００９４】
《他の実施形態》
なお、前記実施形態では、流体収納装置１０１は流体として粉体８を収納しているが、これに限るものではない。実施の際、流体収納装置は流体として例えば液体を収納しても良い。液体は例えば薬液やインクなどである。
【００９５】
また、前記実施形態では検出回路３９は、電圧を観測することで、基板５０が捻れているか捻れていないかを検出しているが、これに限るものではない。実施の際、検出回路３９は、センサ部１６から出力される電圧の値を測定してもよい。検出回路３９は、電圧の値から捻れ方向および捻れ量を検出することもできる。例えば、捻れ方向は流体の回転方向を示し、捻れ量は容器８０に収納されている流体の量を示す。
【００９６】
また、流体の粘度や粒度により、撹拌される流体によって基板に加わる力の大きさは変わる。そのため、前記実施形態では基板５０が長方形状であるが、これに限るものではない。実施の際、適正な捻れを発生させるため、図１１に示す捻れセンサ２００のように、第１端部２５１が第１端部５１より細い形状の基板２５０を用いても良い。反対に、図１２に示す捻れセンサ３００のように、第１端部３５１が第１端部５１より太い形状の基板３５０を用いても良い。
【００９７】
また、前記実施形態では図２、図３に示すように基板５０上にセンサ部１６が貼付されているが、これに限るものではない。実施の際、捻れセンサ１００の弾性定数が高めるため、薄い金属板を設けてもよい。
【００９８】
さらに、基板５０及び金属板によってセンサ部１６を挟んでもよい。金属板をグランド電極として、金属板とセンサ部１６の基準電極とでセンサ部１６の信号検出電極を挟むことで、捻れセンサ１００は、外部からのノイズに対して強くなる。
【００９９】
また、前記実施形態では捻れセンサ１００が、基板５０に貼付された圧電フィルム３１を有し、基板５０の捻れを圧電フィルム３１によって検出するが、これに限るものではない。実施の際、捻れセンサは、圧電性を有さない材料によって構成されていても良い。
【０１００】
この捻れセンサは例えば、弾性体と、弾性体の主面上に形成された電極とを備える。電極は、弾性体に変位が生じると、変位の方向に沿って伸びが生じる。すなわち電極は、変位に応じて長さが長くなり、幅が狭くなる。これにより抵抗値が変化する。
【０１０１】
この捻れセンサは、この抵抗値の変化を検出することで、捻れ変位検出対象物のねじれ変位を検出することができる。特に、電極を弾性体が捻れる方向に沿って配置することで、検出感度が高くなるため好適である。例えばこのような捻れセンサであれば、圧電性を有さない材料で構成されていても、本発明に適用することができる。
【０１０２】
最後に、前記実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲を含む。
【符号の説明】
【０１０３】
８…粉体
１６…センサ部
１９…延伸方向
３０…フレキシブルプリント基板
３１…圧電フィルム
３２…第１端子
３３…第２端子
３４…第１検出電極
３５…第２検出電極
３６、３７…プリント基板部
３８…部品実装部
３９…検出回路
５０…基板
５１…第１端部
５２…第２端部
８０…容器
８１…撹拌器
９１、９２…粘着剤層
１００…捻れセンサ
１０１…流体収納装置
１１０…捻れセンサ
１５０…基板
１５１…接続板
２００…捻れセンサ
２０１…流体収納装置
２５０…基板
２５１…第１端部
３００…捻れセンサ
３０１…流体収納装置
３５０…基板
３５１…第１端部
３９０…出力端子
４０１…流体収納装置
【図１】
2017098828.tif 000003
【図２】
2017098828.tif 000004
【図３】
2017098828.tif 000005
【図４】
2017098828.tif 000006
【図５】
2017098828.tif 000007
【図６】
2017098828.tif 000008
【図７】
2017098828.tif 000009
【図８】
2017098828.tif 000010
【図９】
2017098828.tif 000011
【図１０】
2017098828.tif 000012
【図１１】
2017098828.tif 000013
【図１２】
2017098828.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月25日(2018.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌される流体を収納する容器と、
基板を有し、前記基板の捻れを検出しかつ曲げを検出しない捻れセンサと、を備え、
前記基板は、前記容器の中に挿入されている第１端部と、固定されている第２端部と、を有する流体収納装置。
【請求項２】
前記第１端部は、前記容器の中の予め定められた所定位置まで挿入されている、請求項１に記載の流体収納装置。
【請求項３】
前記第１端部は、前記容器内において前記流体を撹拌し、前記流体を回転させる、請求項１又は請求項２に記載の流体収納装置。
【請求項４】
前記第１端部は、第１の角と第２の角とを有し、
前記第１端部は前記容器の中に、前記第１の角と前記第２の角とが逆方向へ変位する位置で挿入される、請求項１乃至請求項３に記載の流体収納装置。
【請求項５】
前記第１端部は、回転する前記流体の中心に挿入される、請求項４に記載の流体収納装置。
【請求項６】
前記第１の角および前記第２の角の内いずれか一方のみが、前記流体の中に挿入される、請求項４に記載の流体収納装置。
【請求項７】
前記基板は、前記第１の角に接続する接続部を有し、
前記接続部が、前記流体の中に挿入される、請求項４に記載の流体収納装置。
【請求項８】
前記捻れセンサは、前記基板に貼付された圧電素子をさらに有し、前記基板の捻れを前記圧電素子によって検出する、請求項１乃至請求項７に記載の流体収納装置。
【請求項９】
前記圧電素子は、キラル高分子からなるフィルムを有する、請求項８に記載の流体収納装置。
【請求項１０】
前記キラル高分子は、ポリ乳酸である、請求項９に記載の流体収納装置。
【請求項１１】
前記フィルムの延伸方向は、前記基板の長手方向と一致する、請求項９又は請求項１０に記載の流体収納装置。
【国際調査報告】
2017098828.tif 000015
2017098828.tif 000016