容器内の液量の検出方法及びその装置
【課題】構造が比較的簡単で、比較的僅かなスペースに収容でき、電極を腐食させずに、容器内の液体が所定量未満になったことを確実に検出できる。
【解決手段】液体が貯留された容器１２に共振回路１７が設けられる。共振回路の一対の電極１８ａ，１８ｂが容器の周面及び底面にそれぞれ設けられる。一方の電極１８ａに接続された第１コイル２１が容器外方の励磁コイル２３に対向して設けられ、他方の電極１８ｂに接続された第２コイル２２が容器外方の検出コイル２４に対向して設けられる。励磁コイルに印加された所定の周波数の電圧により第１コイルを介して共振回路に所定の周波数の電圧が誘導され、第２コイルに誘導された所定の周波数の電圧により検出コイルに所定の周波数の電圧が誘導され、更に検出コイルに誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出するように構成される。
【解決手段】液体が貯留された容器１２に共振回路１７が設けられる。共振回路の一対の電極１８ａ，１８ｂが容器の周面及び底面にそれぞれ設けられる。一方の電極１８ａに接続された第１コイル２１が容器外方の励磁コイル２３に対向して設けられ、他方の電極１８ｂに接続された第２コイル２２が容器外方の検出コイル２４に対向して設けられる。励磁コイルに印加された所定の周波数の電圧により第１コイルを介して共振回路に所定の周波数の電圧が誘導され、第２コイルに誘導された所定の周波数の電圧により検出コイルに所定の周波数の電圧が誘導され、更に検出コイルに誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器内の液量、例えば印刷機のインクの残量を検出する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のインクの残量を検出する装置として、インク容器部にインクが貯留され、インク容器部の一部又は全部が蛇腹状部等により伸縮可能に形成され、このインク容器部の伸縮状態が伸縮状態検出センサにより検出されるように構成されたインク残量検出装置が開示されている（特開平８−２１６３７１号）。このインク残量検出装置では、伸縮状態検出センサとして、例えばインク容器部の伸縮時に位置が変化するインク容器部の端部の位置を検出する位置センサが用いられる。またインク容器部の端部外方には加圧部が設けられ、この加圧部にてインク容器部の端部を加圧することによりインクが加圧されるように構成される。このように構成されたインク残量検出装置では、インク容器部が完全に密閉された一体化構造となるため、インクの乾燥を防止でき、インク補充時の取扱性を向上できるようになっている。しかし、上記従来の特開平８−２１６３７１号公報に示されたインク残量検出装置では、インク容器部の端部を加圧する加圧部の構造が比較的複雑になり、またこの加圧部の収容スペースを確保しなければならない問題点があった。
【０００３】この点を解消するために、パルス信号をパルス信号発生部が発生し、インクを貯蔵するインク貯蔵部内に設けられた電極に微分回路がパルス信号発生部で発生したパルス信号を微分して供給し、電極に印加される電圧信号をゲートがパルス信号発生部からのパルス信号に基づいて電圧信号の正電圧のみを通過させ、更にゲートからの信号に基づいてインクレベル検出部がインク貯蔵部内のインクレベルが設定値以上あるか否かを検出するように構成されたインク検出装置が開示されている（特開平１０−７６６７４号）。このインク検出装置では、上記微分回路がコンデンサ、抵抗及び上記電極により構成される。また上記インクレベル検出部はピークホールド回路と、この回路からの信号を受けて所定電圧と比較するコンパレータとにより構成される。
【０００４】このように構成されたインク検出装置では、パルス信号発生部で発生したパルス信号が微分回路に入力され、インクが十分にある場合には電極及びゲートの接続部に正負電圧の信号が発生し、インクがない場合には電極間のインピーダンスが変化して上記接続部に上記電圧のピーク値より小さい正電圧のみの信号が発生する。一方、ゲートはパルス発生部によるパルス信号の印加が正電圧時のみオープンになるので、ピークホールド回路には正電圧の信号のみが供給される。この結果、ピークホールド回路はプラス電源のみで駆動できるので、ピークホールド回路にはマイナス電源を不要にできるようになっている。なお、上記ピークホールド回路で得られた電圧のピーク値はコンパレータ部により所定電圧と比較され、その比較結果がＣＰＵに出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特開平１０−７６６７４号公報に示されるインク検出装置では、電極がインクに接触する構造であるため、電極にインクが付着して検出能力が低下するばかりでなく、電極がインクにより腐食するおそれがあった。また、上記従来のインク検出装置では、インクが電極とともに塩化ビニール等の樹脂製のカートリッジに封入されるために、電極をカートリッジ外面に引出さなければならず、カートリッジの密閉が難しく構造が複雑になる問題点があった。更に、上記従来のインク検出装置では、カートリッジ外面に引出された電極と電気的に接触する電気接点を印刷機側に設けなければならず、構造が複雑になる問題点もあった。
【０００６】本発明の目的は、構造が比較的簡単で、比較的僅かなスペースに収容して、電極を腐食させずに、容器内の液体が所定量未満になったことを確実に検出する方法及びその装置を提供することにある。本発明の別の目的は、容器内の液体が所定量未満になると警報を発し、又は無くなりかけるとこの液体を使用する装置を自動的に停止する、容器内の液量の検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、図１〜図３に示すように、液体１１が貯留された容器１２に共振回路１７が設けられ、容器１２の外方に設けられた励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧により共振回路１７に所定の周波数の電圧が誘導され、共振回路１７に誘導された所定の周波数の電圧により容器１２の外方に設けられた検出コイル２４に所定の周波数の電圧が誘導され、検出コイル２４に誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出する方法である。この請求項１に記載された容器内の液量の検出方法では、容器１２内の液体１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であり、容器１２内の液体１１が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になる。この結果、上記電圧の変化により容器１２内の液体１１の残量を検出できる。
【０００８】請求項２に係る発明は、図１〜図３に示すように、液体１１が貯留された容器１２に設けられた共振回路１７と、この容器１２の外方にそれぞれ設けられた励磁コイル２３及び検出コイル２４とにより構成され、この共振回路１７が、容器１２の周面及び底面のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられた一対の電極１８と、一対の電極１８の一方の電極１８ａに接続され励磁コイル２３に対向して設けられた第１コイル２１と、一対の電極１８の他方の電極１８ｂに接続され検出コイル２４に対向して設けられた第２コイル２２とを備えた容器内の液量の検出装置である。この請求項２に記載された容器内の液量の検出装置では、励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧により第１コイル２１に所定の周波数の電圧が誘導されて共振回路１７に所定の周波数の電流が流れ、共振回路１７に流れる所定の周波数の電流により第２コイル２２に所定の周波数の電圧が印加される。この第２コイル２２に印加された所定の周波数の電圧により検出コイル２４に所定の周波数の電圧が誘導され、検出コイル２４に誘導された電圧を測定することにより容器１２内の液量を検出する。この結果、上記と同様に容器１２内の液体１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であり、容器１２内の液体１１が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になるので、上記電圧の変化により容器１２内の液体１１の残量を検出できる。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、更に図１〜図３及び図５又は図１０に示すように、一対の電極１８に、所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサ２６が並列に接続されるか、或いは所定値以上の電流で溶断するヒューズ１１６が直列に接続されたことを特徴とする。この請求項３に記載された容器内の液量の検出装置では、容器１２内の液体１１が無くなりかけたときに、低耐圧コンデンサ２６に所定値以上の電圧が印加されて低耐圧コンデンサ２６が破壊されるか、或いはヒューズ１１６に所定値以上の電流が流れてヒューズ１１６が溶断するので、検出コイル２４に誘導される電圧が極めて低くなる。この結果、確実に液量無しを検出できるとともに、この電圧の変化に基づいて上記液体１１を使用する装置を停止させれば、液体１１が無くなったことによる不良品の発生を未然に防止できる。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明であって、更に図２及び図３に示すように、検出コイル２４に警報手段３１が接続され、検出コイル２４の検出する電圧が所定値未満になったときに警報手段３１が警報を発するように構成されたことを特徴とする。この請求項４に記載された容器内の液量の検出装置では、容器１２内の液体１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であるので、警報手段３１は警報を発しない。また容器１２内の液体１１が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるので、警報手段３１が警報を発する。この結果、作業者はこの警報により容器１２内の液体１１が残り僅かであることを知ることができる。また図３及び図５に示すように、上記液体１１は例えば印刷機１０のインクであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図５に示すように、印刷機１０は１台で製版及びステンシル印刷の両方の作業を行えるように構成される。印刷機１０の原稿供給部１０ａに原稿１０ｂを置いてスイッチを押すと、この原稿１０ｂに記載された内容がステンシル原紙にサーマルヘッドにより熱的に穿孔され、この穿孔されたステンシル原紙を印刷ドラム１０ｃに巻き付けて別のスイッチを押すと、ステンシル原紙にドラム１０ｃ内部からインク１１（図３R>３及び図４）が供給されて用紙１０ｄに所定の印刷が連続的に行われるように構成される。上記インク１１は電気絶縁性材料により形成された容器１２に貯留され（図３R>３及び図４）、この容器１２はドラム１０ｃを保持するブラケット１０ｅに載置される（図５）。また容器１２はボール紙により直方体状に形成されたボール箱１３（図１及び図３〜図５）と、この箱１３に収容された塩化ビニル製の袋１４（図３及び図４）とを有し、インク１１は袋１４に貯留される。また袋１４にはボール箱１３の側面下部から突出するノズル１６の基端が接続される（図１、図４及び図５）。なお、図４の二点鎖線は容器１２内のインク１１が減ったときの袋１４の形状を示す。
【００１２】図１及び図２に詳しく示すように、ボール箱１３には共振回路１７が設けられる。この共振回路１７はボール箱１３の周面及び底面にそれぞれ設けられた一対の電極１８と、一対の電極１８の一方の電極１８ａに接続された第１コイル２１と、一対の電極１８の他方の電極１８ｂに接続された第２コイル２２とを備える。一方の電極１８ａはボール箱１３の一方の側壁１３ａ内面の下部に設けられ、他方の電極１８ｂはボール箱１３の底壁１３ｃ上面に一方の側壁１３ａに接近して設けられる（図１）。上記電極１８と容器１２に貯留されたインク１１とによりコンデンサが構成され、容器１２に貯留されたインク１１の量が変化することによりこのコンデンサの静電容量Ｃ及び共振回路のＱ値（Ｑ値は高周波回路においてコイルやコンデンサの抵抗損失分が少ないことを表す値であり、電圧拡大率とも呼ばれる。）が変化するように構成される。第１コイル２１はボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面にボール箱１３外方の励磁コイル２３（図２及び図５）に対向して設けられ、第２コイル２２はボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面にボール箱１３外方の検出コイル２４（図２及び図５）に対向して設けられる。第１及び第２コイル２１，２２は巻き数が３〜２０回、好ましくは５〜１０回の角形又は円形の渦巻き状に形成される。また励磁コイル２３及び検出コイル２４は巻き数が３〜２０回、好ましくは５〜１０回の角形又は円形の螺旋状又は渦巻き状に形成される。
【００１３】一方の電極１８ａは第１コイル２１の一端に電気的に接続され、他方の電極１８ｂは第２コイル２２の一端に電気的に接続され、更に第１コイル２１の他端は第２コイル２２の他端に電気的に接続される（図２R>２）。また一対の電極１８にはこれらの電極１８に並列に所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサ２６が電気的に接続される。この低耐圧コンデンサ２６は５〜８０Ｖ、好ましくは２０〜６０Ｖで破壊されるように構成される。一対の電極１８、第１コイル２１、第２コイル２２、低耐圧コンデンサ２６及びこれらを電気的に接続する配線はアルミ箔や銅箔等のエッチングにより形成することが収容スペース、量産性及び製造コスト等の観点から好ましい。
【００１４】また励磁コイル２３は所定の周波数の電圧を発生する高周波電源２７に電気的に接続され、検出コイル２４には電圧計２８及びコントローラ２９を介して警報手段３１が電気的に接続される（図２）。高周波電源２７の発生する電圧の周波数は検出コイル２４に誘導される電圧が容器１２内にインク１１の十分にある場合の方が容器１２内にインク１１の無い場合より高くかつその差が大きく、しかも容器１２内のインク１１が無くなりかけたときに共振回路１７が共振する周波数に近い周波数に設定される。また上記周波数では一対の電極１８及び低耐圧コンデンサ２６にかかる電圧はインク１１の無くなりかけた場合の方がインク１１が十分にある場合より高くかつその差が大きくなるように設定される。
【００１５】上記電圧計２８は検出コイル２４に誘導された電圧を検出し、警報手段３１は警報ブザー及び警報ランプのいずれか一方又は双方により構成される。具体的には電圧計２８の検出出力がコントローラ２９の制御入力に接続され、コントローラ２９の制御出力が警報手段３１に接続され、コントローラ２９は電圧計２８の検出出力に基づいて警報手段３１を制御するように構成される（図２）。即ち、コントローラ２９は検出コイル２４の検出する電圧が所定値未満になったときに警報手段３１を作動させるように構成される。またコントローラ２９は低耐圧コンデンサ２６が破壊して上記所定値より更に低い所定の電圧を検出したとき印刷機１０を停止させるように構成される。なお、上記警報ランプは印刷機１０の操作パネル１０ｆ（図５）に表された文字等の表示装置（図示せず）であってもよい。
【００１６】このように構成された容器１２内のインク１１量の検出装置の動作を説明する。高周波電源２７により発生された所定の周波数の電圧は励磁コイル２３に印加される。この励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧は第１コイル２１に誘導され、共振回路１７に高周波電流が流れる。この高周波電流により第２コイル２２に所定の周波数の電圧が印加され、この第２コイル２２に印加された所定の周波数の電圧が検出コイル２４に誘導される。この検出コイル２４に誘導された所定の周波数の電圧が電圧計２８により検出される。この電圧計２８の検出出力はコントローラ２９に入力される。印刷機１０を稼働して、容器１２内のインク１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であるので、コントローラ２９は警報手段３１を作動させない。
【００１７】容器１２内のインク１１が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるので、コントローラ２９は電圧計２８の検出出力に基づいて警報手段３１を作動させる。この結果、作業者はこの警報により容器１２内のインク１１が残り僅かであることを知ることができ、インク１１残量の少ない容器１２をインク１１の十分に貯留された新しい容器１２と交換する準備を前もって行うことができる。なお、容器１２内のインク１１量が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるのは、容器１２内のインク１１の量が減って一対の電極１８間に発生する電気力線がインク１１中ではなく空気中を通過するようになり、一対の電極１８の静電容量が小さくなって共振回路１７の共振周波数が高くなる方向に移行するためである（図１４及び図１５）。
【００１８】また警報手段３１が作動した状態で印刷機１０の稼働を続けると、容器１２内のインク１１が無くなりかけたときに、低耐圧コンデンサ２６が破壊するので、検出コイル２４に誘導される電圧が上記警報を発する電圧より更に低い所定の電圧になり、コントローラ２９は印刷機１０を停止させる。この結果、文字等の画像がかすれた状態で印刷されることはなく、画像品質不良の印刷物の発生を未然に防止できる。なお、低耐圧コンデンサ２６が容器１２内のインク１１が無くなりかけたときに破壊するのは、このときの共振回路１７が共振する周波数に近い周波数に設定されており、低耐圧コンデンサ２６にこのコンデンサ２６の耐電圧より大きな電圧が印加されるためである。
【００１９】図６は本発明の第２の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、共振回路４７の一対の電極４８がボール箱１３の一対の側壁１３ａ，１３ｂ内面の下部にそれぞれ設けられ、第１コイル２１と第２コイル２２と低耐圧コンデンサ２６がボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面の上部に設けられる。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された容器内のインク量の検出装置では、第１の実施の形態と比較して、同じ静電容量を得るための電極の面積は大きくなるけれども、電極の寸法誤差及び容器の角度誤差による静電容量の誤差が少なく安定した特性が得られる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２０】図７は本発明の第３の実施の形態を示す。図７において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、共振回路６７の一対の電極６８がボール箱１３の底壁１３ｃ上面に所定の間隔をあけて互いに平行に設けられる。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された容器内のインク量の検出装置では、同じ静電容量を得るための電極の面積は第１の実施の形態と第２の実施の形態の間の大きさであり、電極の寸法誤差及び容器の角度誤差による静電容量の誤差は第１の実施の形態と第２の実施の形態の間の値となる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２１】図８は本発明の第４の実施の形態を示す。図８において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、共振回路８７の一対の電極８８がボール箱１３の底壁１３ｃ上面に設けられ、これらの電極８８が所定の隙間をあけて互いに噛み合うように櫛歯状に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された容器内のインク量の検出装置では、同じ静電容量を得るための電極の面積は第１〜第４の実施の形態の中で最も小さくて済む。またボール箱１３の湿度により静電容量が変化するため、安定した特性を得るにはボール箱１３に防湿加工を施す必要がある。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２２】図９〜図１３は本発明の第５の実施の形態を示す。図９〜図１３において図１〜図４と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、容器１０２が電気絶縁性材料により形成されかつ可撓性を有する袋のみからなる。この容器１０２は例えばポリエチレンフィルム，ポリエステルフィルム等のプラスチック（ポリエチレンフィルム若しくはポリエステルフィルムの単層フィルム、又はポリエチレンフィルム及びポリエステルフィルムの積層フィルムを用い、このフィルムを一体成形して袋状に形成したもの、或いはフィルムの周縁を貼合せ又は溶着して袋状に形成したもの）により折畳み可能に形成されることが好ましく（図９及び図１１〜図１３R>３）、この容器１０２にインク１１が貯留される（図１２R>２及び図１３）。一対の電極１８のうちの一方の電極１８ａは容器１０２の一方の側壁１０２ｂ外面の下部に設けられ、他方の電極１８ｂは容器１０２の底壁１０２ｃ下面に一方の側壁１０２ｂに接近して設けられる（図９及び図１１〜図１３）。上記一対の電極１８ａ，１８ｂと容器１０２に貯留されたインク１１とによりコンデンサが構成され、容器１０２に貯留されたインク１１の量が変化しかつ一対の電極１８ａ，１８ｂ間の距離が次第に短くなることにより（図１３）、このコンデンサの静電容量及び共振回路１０７のＱ値が変化するように構成される。
【００２３】第１及び第２コイル２１，２２は容器１０２の底壁１０２ｃ下面に設けられる（図９，図１２及び図１３）。このため励磁コイル２３及び検出コイル２４は上記第１及び第２コイル２１，２２にそれぞれ対向するように容器１０２の下方に配置される。またこの実施の形態では、第１の実施の形態の低耐圧コンデンサに替えてヒューズ１１６が用いられ、このヒューズ１１６は容器１０２の底壁１０２ｃ下面に設けられる（図９及び図１０）。このヒューズ１１６は一対の電極１８に直列に接続され、所定値以上の電流、例えば１０ｍＡ〜１０Ａ、好ましくは１００ｍＡ〜１Ａの電流が流れたときに溶断するように構成される。このためヒューズ１１６はアルミ箔をエッチング等により細くすることにより形成されることが好ましい。上記ヒューズ１１６を除く一対の電極１８，第１コイル２１及び第２コイル２２は第１の実施の形態と同一に電気的に接続され（図１０）、一対の電極１８，第１コイル２１，第２コイル２２及びヒューズ１１６の表面はポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）等の電気絶縁性を有するシート（図示せず）により被覆されることが好ましい。
【００２４】また高周波電源２７の発生する電圧の周波数は検出コイル２４に誘導される電圧が容器１０２内にインク１１の十分にある場合の方が容器１０２内にインク１１の無い場合より高くかつその差が大きく、しかも容器１０２内のインク１１が無くなりかけたときに共振回路１０７が共振する周波数に近い周波数に設定される。また上記周波数では一対の電極１８にかかる電圧はインク１１の無くなりかけた場合の方がインク１１が十分にある場合より高くかつその差が大きくなるように設定される。更に図９及び図１１に示すノズル１０６は容器１０２の底壁１０２ｃに設けられることが好ましい。これはノズル１０６を容器１０２の側壁１０２ａに設けると、インク１１の排出に伴って容器１０２の側壁１０２ａが変形してノズル１０６の向きが変化してしまうためである。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２５】このように構成された容器１０２内のインク１１量の検出装置の動作を説明する。高周波電源２７により発生された所定の周波数の電圧は励磁コイル２３に印加される。この励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧は第１コイル２１に誘導され、共振回路１０７に高周波電流が流れる。この高周波電流により第２コイル２２に所定の周波数の電圧が印加され、この第２コイル２２に印加された所定の周波数の電圧が検出コイル２４に誘導される。この検出コイル２４に誘導された所定の周波数の電圧が電圧計２８により検出される。この電圧計２８の検出出力はコントローラ２９に入力される。印刷機を稼働して、容器１０２内のインク１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以下であるので、コントローラ２９は警報手段３１を作動させない。
【００２６】容器１０２内のインク１１が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるので、コントローラ２９は電圧計２８の検出出力に基づいて警報手段３１を作動させる。この結果、作業者はこの警報により容器１０２内のインク１１が残り僅かであることを知ることができ、インク１１残量の少ない容器１０２をインク１１の十分に貯留された新しい容器１０２と交換する準備を前もって行うことができる。なお、容器１０２内のインク１１量が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるのは、容器１０２内のインク１１の量が減ると、容器１０２が折畳まれる方向に変形して一対の電極１８間の距離が短くなり、一対の電極１８の静電容量が大きくなって共振回路１０７の共振周波数が低い方向に移行するためである（図１７及び図１８）。
【００２７】また警報手段３１が作動した状態で印刷機の稼働を続けると、容器１０２内のインク１１が無くなりかけたときに、ヒューズ１１６が溶断するので、検出コイル２４に誘導される電圧が瞬時にゼロになり、コントローラ２９は印刷機を停止させる。この結果、文字等の画像がかすれた状態で印刷されることはなく、画像品質不良の印刷物の発生を未然に防止できる。なお、ヒューズ１１６が容器１０２内のインク１１が無くなりかけたときに破壊するのは、このときの共振回路１０７が共振する周波数に近い周波数に設定されており、ヒューズ１１６にこのヒューズ１１６の許容電流より多い電流が流れるためである。
【００２８】なお、上記第１〜第５の実施の形態では、容器に貯留される液体として印刷機のインクを挙げたが、容器に貯留されかつその残量を検出する必要のある液体であれば、塗料、洗浄液又はその他の液体でもよい。また、上記第１〜第４の実施の形態では、共振回路、一対の電極及び低耐圧コンデンサをボール箱の内面に配置固定したが、共振回路等をボール箱の外面又は袋の内面若しくは外面に配置固定してもよい。共振回路等を袋の内面に配置固定する場合には、共振回路等がインク等の液体に接触して腐食するのを防止するため、共振回路等の表面が防水シートや防水フィルムで被覆される。また、上記第５の実施の形態では、共振回路、一対の電極及びヒューズを袋のみからなる容器の外面に配置固定したが、共振回路等を容器の内面に配置固定してもよい。共振回路等を容器の内面に配置固定する場合には、共振回路等がインク等の液体に接触して腐食するのを防止するため、共振回路等の表面が防水シートや防水フィルムで被覆される。更に、共振回路、一対の電極及び低耐圧コンデンサ又はヒューズの位置は、上記第１〜第５の実施の形態に示される位置に限定されるものではなく、容器に貯留された液体の減り方、即ち容器の形状的な特性による減り方や、容器からの吸引ポンプの吸引特性による減り方等に合せて適宜決められる。
【００２９】
【実施例】次に本発明の実施例を詳しく説明する。
＜実施例１＞図１に示すように、容器１２のボール箱１３を縦×横×高さが１００×７０×１００ｍｍのボール紙により直方体状に形成した。一対の電極１８の一方の電極１８ａをボール箱１３の一方の側壁１３ａ下部に貼付し、他方の電極１８ｂをボール箱１３の底壁１３ｃ上面に貼付した。また第１コイル２１と第２コイル２２とチップコンデンサ２６（静電容量が１０ｐＦ）をボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面にそれぞれ貼付した。これらの電極１８、コイル２１，２２及びチップコンデンサ２６を図２に示すように電気的に接続して共振回路１７を形成した。
【００３０】なお上記一対の電極１８を縦×横が９０×１５ｍｍの長方形状にそれぞれ形成した。また上記第１及び第２コイル２１，２２を最外寸法が５０ｍｍ角の正方形の渦巻き状に形成し、かつその巻き数を１０回とした。更に励磁コイル２３及び検出コイル２４を一辺が５０ｍｍ角の正方形の螺旋状に形成し、かつその巻き数を５回とした。一方、励磁コイル２３及び検出コイル２４は一辺が５０ｍｍ角のプラスチック板（アクリル板）の外周面に巻き付けることにより形成した。
【００３１】次に図３及び図４に示すように、上記ボール箱１３に塩化ビニル製の袋１４を収容し、この実施例では袋１４に６００ミリリットルのインク１１を貯留した。更に図２及び図５に示すように、ボール箱１３の外方に第１及び第２コイル２１，２２に対向して励磁コイル２３及び検出コイル２４をそれぞれを設け、励磁コイル２３に高周波電源であるファンクションジェネレータ２７を電気的に接続した。この装置を実施例１とした。
【００３２】＜実施例２＞図１及び図２に示すように、実施例１のファンクションジェネレータの替わりに高周波電源である励磁電源２７を用い、チップコンデンサの替わりに一対のアルミ箔を薄い樹脂膜を介して対向させた低耐圧コンデンサ２６を用いたことを除いて、実施例１と同一に構成した。上記低耐圧コンデンサ２６の静電容量及び耐圧はそれぞれ１０ｐＦ及び５０Ｖであった。この装置を実施例２とした。
【００３３】＜実施例３＞図９に示すように、袋のみからなる容器１０２を縦×横×高さが概ね１００×７０×１００ｍｍのポリエステルフィルムにより直方体状に形成した。また一対の電極１８，第１コイル２１，第２コイル２２及びヒューズ１１６を、ＰＥＴ製のシート（図示せず）に貼付した厚さ３０μｍのアルミ箔をエッチングすることによりそれぞれ作製した。上記一対の電極１８の一方の電極１８ａを、ＰＥＴ製シートで被覆するように容器１０２の一方の側壁１０２ｂ下部に貼付し、他方の電極１８ｂを、ＰＥＴ製シートで被覆するように容器１０２の底壁１０２ｃ下面に貼付した。また第１コイル２１と第２コイル２２とヒューズ１１６を、ＰＥＴ製シートで被覆するように容器１０２の底壁１０２ｃ下面にそれぞれ貼付した。これらの電極１８、コイル２１，２２及びヒューズ１１６を図１０に示すように電気的に接続して共振回路１０７を形成した。
【００３４】なお、上記一対の電極１８，第１コイル２１，第２コイル２２及びヒューズ１１６を実施例１と同一形状に形成した。また励磁コイル２３及び検出コイル２４も実施例１と同一形状に形成した。次に上記容器１０２に６００ミリリットルのインク１１を貯留した。更に容器１０２の下方に第１及び第２コイル２１，２２に対向して励磁コイル２３及び検出コイル２４をそれぞれを設け、励磁コイル２３に高周波電源であるファンクションジェネレータ２７を電気的に接続した。この装置を実施例３とした。
【００３５】＜実施例４＞図９及び図１０に示すように、実施例３のファンクションジェネレータの替わりに周波数が１１．５ＭＨｚの高周波電源である励磁電源２７を用いたことを除いて、実施例３と同一に構成した。この装置を実施例４とした。
【００３６】＜試験１及び評価＞実施例１の装置を用いて励磁コイルに、電圧が１９Ｖ（最大値）で周波数が１０ＭＨｚから１５ＭＨｚに変化する正弦波を印加し、一対の電極間及び検出コイルにかかる電圧をオシログラフによりそれぞれ測定した。その結果を図１４及び図１５にそれぞれ示す。図１５から明らかなように、励磁コイルに周波数が１１．５ＭＨｚの電圧を印加すれば、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに検出コイルに９．８Ｖの電圧が誘導され、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに検出コイルに１Ｖ以下の電圧が誘導されることが判った。また図１４から明らかなように、励磁コイルに上記１１．５ＭＨｚの電圧を印加すると、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに一対の電極間に７Ｖの電圧がかかり、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに一対の電極間に２３Ｖとインクが１００％のときの３倍以上の電圧がかかった。この結果、一対の電極に並列に低耐圧コンデンサ（例えば、耐圧が２０Ｖのコンデンサ）を接続すれば、このコンデンサは容器内のインクが無くなりかけたときに破壊することが判った。
【００３７】＜試験２及び評価＞実施例２の装置を用いてインクを容器から所定の流量で排出しながら検出コイルに誘導される電圧を測定した。このとき励磁コイルには電圧が７６Ｖ（最大値）で周波数が１１．５ＭＨｚの正弦波を印加した。その結果を図１６に示す。図１６から明らかなように、容器内に４０％以上のインクがあるときには検出コイルには３８Ｖの電圧が誘導され、インクの排出量が６０％（図１６のＧ点）を超えると上記電圧が徐々に低下し始める。インクの排出量が約９０％になると上記電圧は約２２Ｖ（同Ｄ点）となり、インクの排出量が約９５％になると上記電圧は約１６Ｖ（同Ｅ点）となり、更にインクの排出量が約９９％になったときに低耐圧コンデンサが破壊した。このとき検出コイルに誘導された電圧が急激に低下して２Ｖ程度（同Ｆ点）となった。従って、実施例２の装置を用いた場合、検出コイルに１６Ｖ以下の電圧が誘導されたときに、インクが間もなく無くなるという警報を発し、上記電圧が４Ｖ以下になったときに、インクが殆ど容器内に無くなったと判断して印刷機を停止させればよいことが判った。なお、警報手段の警報ランプを前述したように操作パネルに文字等で表された表示装置とすれば、インクの排出量が６０％のとき（図１６のＧ点の３８Ｖ）からインクの排出量が約９５％のとき（同Ｅ点の１６Ｖ）まで、インクの残量を適時操作者に知らせることができる。
【００３８】＜試験３及び評価＞実施例３の装置を用いて励磁コイルに、電圧が１９Ｖ（最大値）で周波数が１ＭＨｚから１２ＭＨｚに変化する正弦波を印加し、一対の電極間及び検出コイルにかかる電圧をオシログラフによりそれぞれ測定した。その結果を図１７及び図１８に示す。図１８から明らかなように、励磁コイルに周波数が１１．５ＭＨｚの電圧を印加すれば、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに検出コイルに９．３Ｖの電圧が誘導され、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに検出コイルには電圧が殆ど誘導されないことが判った。また図１７から明らかなように、励磁コイルに上記１１．５ＭＨｚの電圧を印加すると、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに一対の電極間に３Ｖの電圧がかかり、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに一対の電極間に４３Ｖとインクが１００％のときの１４倍以上の電圧がかかった。この結果、一対の電極に直列にヒューズ（例えば、０．５Ａで溶断するヒューズ）を接続すれば、このヒューズは容器内のインクが無くなりかけたときに溶断することが判った。
【００３９】＜試験４及び評価＞実施例４の装置を用いてインクを容器から所定の流量で排出しながら検出コイルに誘導される電圧を測定した。このとき励磁コイルには電圧が７６Ｖ（最大値）で周波数が１１．５ＭＨｚの正弦波を印加した。その結果を図１９に示す。図１９から明らかなように、容器内に４０％以上のインクがあるときには検出コイルには３０Ｖ以上の電圧が誘導され、インクの排出量が７０％（図１９のＧ点）を超えると上記電圧が急激に低下し始める。インクの排出量が約８５％になると上記電圧は約１９Ｖ（同Ｄ点）となり、インクの排出量が約９２％になると上記電圧は約１１Ｖ（同Ｅ点）となり、更にインクの排出量が約９９％になったときにヒューズが溶断した。このとき検出コイルに誘導された電圧は３Ｖ程度（同Ｆ点）であり、瞬時に０Ｖになった。従って、実施例４の装置を用いた場合、検出コイルに１４Ｖ以下の電圧が誘導されたときに、インクが間もなく無くなるという警報を発し、上記電圧が８Ｖ以下になったときに、インクが殆ど容器内に無くなったと判断して印刷機を停止させればよいことが判った。なお、警報手段の警報ランプを前述したように操作パネルに文字等で表された表示装置とすれば、インクの排出量が７０％のとき（図１９のＧ点の２９Ｖ）からインクの排出量が約９５％のとき（同Ｅ点の１１Ｖ）まで、インクの残量を適時操作者に知らせることができる。
【００４０】ここに低耐圧コンデンサを一対の電極に並列に接続し、或いはヒューズを一対の電極に直列に接続した理由を述べる。
■ 低耐圧コンデンサを一対の電極に並列に接続せず、或いはヒューズを一対の電極に直列に接続しない場合の問題点(a) 第１の問題点インクが無くなりかけている容器を印刷機にそのまま装着した状態で放置し、その後再び印刷機を作動させようとすると、ボール箱内の袋の内壁に付着している少量のインクが徐々に袋の底面側に流れ落ちて、底面に僅かに貯まっている状態となっているため、コントローラはインク有りと検出してしまい、警報手段は作動するものの印刷機は印刷可能状態になってしまう。このため放置後に印刷機の操作者は、警報手段によりインクの残量が僅かであることを承知で印刷することになるが、インクは僅かしか無いので、印刷を開始した途端にインク無しの状態を検出し、印刷動作がすぐに中止されてしまう。従って、操作者はこの時点で初めて新しい容器を準備するため、仕事効率が悪くなる。
(b) 第２の問題点インクが完全に無くなったことを検出することは困難であるため、ある程度の残量がある状態でインク無しが検出され、印刷機の操作者もそのことを承知でなるべく多くの印刷枚数を得ようとする。このため容器を振ったり叩いたりして印刷動作を続行しようとするが、このようなことを繰返していると、印刷ドラム内にあるインクローラと印刷ドラムの内壁がインクの殆ど無い状態で何回も接触するため、磨耗が激しく、ついには高価な印刷ドラムが損傷する問題点がある。
【００４１】■ 低耐圧コンデンサを一対の電極に並列に接続し、或いはヒューズを一対の電極に直列に接続した場合の利点(a) 第１の利点一対の電極と並列に低耐圧コンデンサを接続するか、或いは一対の電極と直列にヒューズを接続すると、試験１〜４で判ったように、インクの残量を検出できることはもちろん、容器内にインクが無くなりかけたときには、低耐圧コンデンサが破壊するか或いはヒューズが溶断することにより、確実にインク無しを検出でき、しかも上述のように印刷機が放置された場合でも、インク無しの容器を装着したままであれば印刷機には確実にインク無しを報知できるため、操作者は印刷を行う前に容器を交換する必要を認識でき、予めインクの十分に貯留された新しい容器を用意してから印刷できるので、仕事の効率が向上し、インク無し検出の信頼性が向上し、更に容器の使い勝手を向上できる。
(b) 第２の利点低耐圧コンデンサが破壊するか或いはヒューズが溶断することにより、確実にインク無しを検出できるので、印刷機の操作者による無理な使い方ができなくなる。この結果、高価な印刷ドラムを損傷することがなくなり、高価な印刷ドラムの延命を図ることができ、より多数枚の印刷を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液体が貯留された容器に共振回路を設け、容器外方の励磁コイルに印加された所定の周波数の電圧により共振回路に所定の周波数の電圧を誘導し、共振回路に誘導された所定の周波数の電圧により容器外方の検出コイルに所定の周波数の電圧を誘導し、更に検出コイルに誘導された電圧を測定したので、容器内の液体が所定量以上あるときには、検出コイルに誘導される電圧が所定値以上であり、容器内の液体が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になる。この結果、上記電圧の変化により容器内の液体の残量を検出できる。
【００４３】また液体が貯留された容器に共振回路を設け、共振回路の一対の電極を容器の周面及び底面のいずれか一方又は双方にそれぞれ設け、一対の電極の一方の電極に接続された第１コイルを容器外方の励磁コイルに対向して設け、一対の電極の他方の電極に接続された第２コイルを容器外方の検出コイルに対向して設けたので、励磁コイルに印加された所定の周波数の電圧により第１コイルに所定の周波数の電圧が誘導されて共振回路に所定の周波数の電流が流れ、共振回路に流れる所定の周波数の電流により第２コイルに所定の周波数の電圧が印加される。この第２コイルに印加された所定の周波数の電圧により検出コイルに所定の周波数の電圧が誘導され、検出コイルに誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出する。この結果、上記と同様に容器内の液体が所定量以上あるときには、検出コイルに誘導される電圧が所定値以上であり、容器内の液体が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になるので、上記電圧の変化により容器内の液体の残量を検出できる。
【００４４】またインク容器部の端部を加圧する加圧部の構造が比較的複雑になり、この加圧部の収容スペースを確保する必要のあった従来のインク残量検出装置と比較して、本発明では構造が比較的簡単で、比較的僅かなスペースに収容できる。また電極がインクに接触するため、電極がインクにより腐食するおそれがあった従来のインク検出装置と比較して、本発明では電極が液体に接触しないので、電極を腐食させることはない。また、カートリッジ内の電極をカートリッジ外面に引出すためにカートリッジの密閉が難しくなり、かつ上記カートリッジ外面に引出された電極との電気接点を印刷機側に設けるために構造が複雑になる従来のインク検出装置と比較して、本発明では共振回路が液体に接触しないので、液体の密閉を容易に行うことができ、かつ容器に設けられた共振回路と容器の外方に設けられた励磁コイル等との電気的接続が不要であるので、構造が比較的簡単である。
【００４５】また一対の電極に、所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサを並列に接続するか、或いは所定値以上の電流で溶断するヒューズを直列に接続すれば、容器内のインクが無くなりかけたときに、低耐圧コンデンサに所定値以上の電圧が印加されて低耐圧コンデンサが破壊されるか、或いはヒューズに所定値以上の電流が流れてヒューズが溶断するので、検出コイルに誘導される電圧が極めて低くなる。この結果、この電圧の変化に基づいて上記液体を使用する装置を停止させれば、不良品の発生を未然に防止できる。また検出コイルに警報手段を接続し、検出コイルの検出する電圧が所定値未満になったときに警報手段が警報を発するように構成すれば、この警報により作業者が容器内のインクが残り僅かであることを知ることができる。この結果、液体の残量の少ない容器を液体の十分に貯留された新しい容器と交換する準備を前もって行うことができる。更に液体が印刷機のインクであれば、上記効果を顕著に奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の共振回路の構成部品の位置関係を示す容器の斜視図。
【図２】その共振回路を含む回路構成図。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】その容器を含む印刷機の斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図７】本発明の第３実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図８】本発明の第４実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図９】本発明の第５実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図１０】その共振回路を含む回路構成図。
【図１１】インクが排出されて容器内にインクが殆ど残っていない状態を示す容器の斜視図。
【図１２】図９のＣ−Ｃ線断面図。
【図１３】図１１のＤ−Ｄ線断面図。
【図１４】実施例１の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する一対の電極間にかかる電圧の変化を示す図。
【図１５】実施例１の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【図１６】実施例２の励磁コイルに印加される電圧及び周波数を７６Ｖ及び１１．５ＭＨｚとしたときの、容器からのインクの排出量の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【図１７】実施例３の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する一対の電極間にかかる電圧の変化を示す図。
【図１８】実施例３の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【図１９】実施例４の励磁コイルに印加される電圧及び周波数を７６Ｖ及び１１．５ＭＨｚとしたときの、容器からのインクの排出量の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【符号の説明】
１０ 印刷機
１１ インク（液体）
１２，１０２ 容器
１７，４７，６７，８７，１０７ 共振回路
１８，４８，６８，８８ 一対の電極
１８ａ，４８ａ，６８ａ，８８ａ 一方の電極
１８ｂ，４８ｂ，６８ｂ，８８ｂ 他方の電極
２１ 第１コイル
２２ 第２コイル
２３ 励磁コイル
２４ 検出コイル
２６ 低耐圧コンデンサ
３１ 警報手段
１１６ ヒューズ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器内の液量、例えば印刷機のインクの残量を検出する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のインクの残量を検出する装置として、インク容器部にインクが貯留され、インク容器部の一部又は全部が蛇腹状部等により伸縮可能に形成され、このインク容器部の伸縮状態が伸縮状態検出センサにより検出されるように構成されたインク残量検出装置が開示されている（特開平８−２１６３７１号）。このインク残量検出装置では、伸縮状態検出センサとして、例えばインク容器部の伸縮時に位置が変化するインク容器部の端部の位置を検出する位置センサが用いられる。またインク容器部の端部外方には加圧部が設けられ、この加圧部にてインク容器部の端部を加圧することによりインクが加圧されるように構成される。このように構成されたインク残量検出装置では、インク容器部が完全に密閉された一体化構造となるため、インクの乾燥を防止でき、インク補充時の取扱性を向上できるようになっている。しかし、上記従来の特開平８−２１６３７１号公報に示されたインク残量検出装置では、インク容器部の端部を加圧する加圧部の構造が比較的複雑になり、またこの加圧部の収容スペースを確保しなければならない問題点があった。
【０００３】この点を解消するために、パルス信号をパルス信号発生部が発生し、インクを貯蔵するインク貯蔵部内に設けられた電極に微分回路がパルス信号発生部で発生したパルス信号を微分して供給し、電極に印加される電圧信号をゲートがパルス信号発生部からのパルス信号に基づいて電圧信号の正電圧のみを通過させ、更にゲートからの信号に基づいてインクレベル検出部がインク貯蔵部内のインクレベルが設定値以上あるか否かを検出するように構成されたインク検出装置が開示されている（特開平１０−７６６７４号）。このインク検出装置では、上記微分回路がコンデンサ、抵抗及び上記電極により構成される。また上記インクレベル検出部はピークホールド回路と、この回路からの信号を受けて所定電圧と比較するコンパレータとにより構成される。
【０００４】このように構成されたインク検出装置では、パルス信号発生部で発生したパルス信号が微分回路に入力され、インクが十分にある場合には電極及びゲートの接続部に正負電圧の信号が発生し、インクがない場合には電極間のインピーダンスが変化して上記接続部に上記電圧のピーク値より小さい正電圧のみの信号が発生する。一方、ゲートはパルス発生部によるパルス信号の印加が正電圧時のみオープンになるので、ピークホールド回路には正電圧の信号のみが供給される。この結果、ピークホールド回路はプラス電源のみで駆動できるので、ピークホールド回路にはマイナス電源を不要にできるようになっている。なお、上記ピークホールド回路で得られた電圧のピーク値はコンパレータ部により所定電圧と比較され、その比較結果がＣＰＵに出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特開平１０−７６６７４号公報に示されるインク検出装置では、電極がインクに接触する構造であるため、電極にインクが付着して検出能力が低下するばかりでなく、電極がインクにより腐食するおそれがあった。また、上記従来のインク検出装置では、インクが電極とともに塩化ビニール等の樹脂製のカートリッジに封入されるために、電極をカートリッジ外面に引出さなければならず、カートリッジの密閉が難しく構造が複雑になる問題点があった。更に、上記従来のインク検出装置では、カートリッジ外面に引出された電極と電気的に接触する電気接点を印刷機側に設けなければならず、構造が複雑になる問題点もあった。
【０００６】本発明の目的は、構造が比較的簡単で、比較的僅かなスペースに収容して、電極を腐食させずに、容器内の液体が所定量未満になったことを確実に検出する方法及びその装置を提供することにある。本発明の別の目的は、容器内の液体が所定量未満になると警報を発し、又は無くなりかけるとこの液体を使用する装置を自動的に停止する、容器内の液量の検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、図１〜図３に示すように、液体１１が貯留された容器１２に共振回路１７が設けられ、容器１２の外方に設けられた励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧により共振回路１７に所定の周波数の電圧が誘導され、共振回路１７に誘導された所定の周波数の電圧により容器１２の外方に設けられた検出コイル２４に所定の周波数の電圧が誘導され、検出コイル２４に誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出する方法である。この請求項１に記載された容器内の液量の検出方法では、容器１２内の液体１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であり、容器１２内の液体１１が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になる。この結果、上記電圧の変化により容器１２内の液体１１の残量を検出できる。
【０００８】請求項２に係る発明は、図１〜図３に示すように、液体１１が貯留された容器１２に設けられた共振回路１７と、この容器１２の外方にそれぞれ設けられた励磁コイル２３及び検出コイル２４とにより構成され、この共振回路１７が、容器１２の周面及び底面のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられた一対の電極１８と、一対の電極１８の一方の電極１８ａに接続され励磁コイル２３に対向して設けられた第１コイル２１と、一対の電極１８の他方の電極１８ｂに接続され検出コイル２４に対向して設けられた第２コイル２２とを備えた容器内の液量の検出装置である。この請求項２に記載された容器内の液量の検出装置では、励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧により第１コイル２１に所定の周波数の電圧が誘導されて共振回路１７に所定の周波数の電流が流れ、共振回路１７に流れる所定の周波数の電流により第２コイル２２に所定の周波数の電圧が印加される。この第２コイル２２に印加された所定の周波数の電圧により検出コイル２４に所定の周波数の電圧が誘導され、検出コイル２４に誘導された電圧を測定することにより容器１２内の液量を検出する。この結果、上記と同様に容器１２内の液体１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であり、容器１２内の液体１１が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になるので、上記電圧の変化により容器１２内の液体１１の残量を検出できる。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、更に図１〜図３及び図５又は図１０に示すように、一対の電極１８に、所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサ２６が並列に接続されるか、或いは所定値以上の電流で溶断するヒューズ１１６が直列に接続されたことを特徴とする。この請求項３に記載された容器内の液量の検出装置では、容器１２内の液体１１が無くなりかけたときに、低耐圧コンデンサ２６に所定値以上の電圧が印加されて低耐圧コンデンサ２６が破壊されるか、或いはヒューズ１１６に所定値以上の電流が流れてヒューズ１１６が溶断するので、検出コイル２４に誘導される電圧が極めて低くなる。この結果、確実に液量無しを検出できるとともに、この電圧の変化に基づいて上記液体１１を使用する装置を停止させれば、液体１１が無くなったことによる不良品の発生を未然に防止できる。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明であって、更に図２及び図３に示すように、検出コイル２４に警報手段３１が接続され、検出コイル２４の検出する電圧が所定値未満になったときに警報手段３１が警報を発するように構成されたことを特徴とする。この請求項４に記載された容器内の液量の検出装置では、容器１２内の液体１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であるので、警報手段３１は警報を発しない。また容器１２内の液体１１が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるので、警報手段３１が警報を発する。この結果、作業者はこの警報により容器１２内の液体１１が残り僅かであることを知ることができる。また図３及び図５に示すように、上記液体１１は例えば印刷機１０のインクであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図５に示すように、印刷機１０は１台で製版及びステンシル印刷の両方の作業を行えるように構成される。印刷機１０の原稿供給部１０ａに原稿１０ｂを置いてスイッチを押すと、この原稿１０ｂに記載された内容がステンシル原紙にサーマルヘッドにより熱的に穿孔され、この穿孔されたステンシル原紙を印刷ドラム１０ｃに巻き付けて別のスイッチを押すと、ステンシル原紙にドラム１０ｃ内部からインク１１（図３R>３及び図４）が供給されて用紙１０ｄに所定の印刷が連続的に行われるように構成される。上記インク１１は電気絶縁性材料により形成された容器１２に貯留され（図３R>３及び図４）、この容器１２はドラム１０ｃを保持するブラケット１０ｅに載置される（図５）。また容器１２はボール紙により直方体状に形成されたボール箱１３（図１及び図３〜図５）と、この箱１３に収容された塩化ビニル製の袋１４（図３及び図４）とを有し、インク１１は袋１４に貯留される。また袋１４にはボール箱１３の側面下部から突出するノズル１６の基端が接続される（図１、図４及び図５）。なお、図４の二点鎖線は容器１２内のインク１１が減ったときの袋１４の形状を示す。
【００１２】図１及び図２に詳しく示すように、ボール箱１３には共振回路１７が設けられる。この共振回路１７はボール箱１３の周面及び底面にそれぞれ設けられた一対の電極１８と、一対の電極１８の一方の電極１８ａに接続された第１コイル２１と、一対の電極１８の他方の電極１８ｂに接続された第２コイル２２とを備える。一方の電極１８ａはボール箱１３の一方の側壁１３ａ内面の下部に設けられ、他方の電極１８ｂはボール箱１３の底壁１３ｃ上面に一方の側壁１３ａに接近して設けられる（図１）。上記電極１８と容器１２に貯留されたインク１１とによりコンデンサが構成され、容器１２に貯留されたインク１１の量が変化することによりこのコンデンサの静電容量Ｃ及び共振回路のＱ値（Ｑ値は高周波回路においてコイルやコンデンサの抵抗損失分が少ないことを表す値であり、電圧拡大率とも呼ばれる。）が変化するように構成される。第１コイル２１はボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面にボール箱１３外方の励磁コイル２３（図２及び図５）に対向して設けられ、第２コイル２２はボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面にボール箱１３外方の検出コイル２４（図２及び図５）に対向して設けられる。第１及び第２コイル２１，２２は巻き数が３〜２０回、好ましくは５〜１０回の角形又は円形の渦巻き状に形成される。また励磁コイル２３及び検出コイル２４は巻き数が３〜２０回、好ましくは５〜１０回の角形又は円形の螺旋状又は渦巻き状に形成される。
【００１３】一方の電極１８ａは第１コイル２１の一端に電気的に接続され、他方の電極１８ｂは第２コイル２２の一端に電気的に接続され、更に第１コイル２１の他端は第２コイル２２の他端に電気的に接続される（図２R>２）。また一対の電極１８にはこれらの電極１８に並列に所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサ２６が電気的に接続される。この低耐圧コンデンサ２６は５〜８０Ｖ、好ましくは２０〜６０Ｖで破壊されるように構成される。一対の電極１８、第１コイル２１、第２コイル２２、低耐圧コンデンサ２６及びこれらを電気的に接続する配線はアルミ箔や銅箔等のエッチングにより形成することが収容スペース、量産性及び製造コスト等の観点から好ましい。
【００１４】また励磁コイル２３は所定の周波数の電圧を発生する高周波電源２７に電気的に接続され、検出コイル２４には電圧計２８及びコントローラ２９を介して警報手段３１が電気的に接続される（図２）。高周波電源２７の発生する電圧の周波数は検出コイル２４に誘導される電圧が容器１２内にインク１１の十分にある場合の方が容器１２内にインク１１の無い場合より高くかつその差が大きく、しかも容器１２内のインク１１が無くなりかけたときに共振回路１７が共振する周波数に近い周波数に設定される。また上記周波数では一対の電極１８及び低耐圧コンデンサ２６にかかる電圧はインク１１の無くなりかけた場合の方がインク１１が十分にある場合より高くかつその差が大きくなるように設定される。
【００１５】上記電圧計２８は検出コイル２４に誘導された電圧を検出し、警報手段３１は警報ブザー及び警報ランプのいずれか一方又は双方により構成される。具体的には電圧計２８の検出出力がコントローラ２９の制御入力に接続され、コントローラ２９の制御出力が警報手段３１に接続され、コントローラ２９は電圧計２８の検出出力に基づいて警報手段３１を制御するように構成される（図２）。即ち、コントローラ２９は検出コイル２４の検出する電圧が所定値未満になったときに警報手段３１を作動させるように構成される。またコントローラ２９は低耐圧コンデンサ２６が破壊して上記所定値より更に低い所定の電圧を検出したとき印刷機１０を停止させるように構成される。なお、上記警報ランプは印刷機１０の操作パネル１０ｆ（図５）に表された文字等の表示装置（図示せず）であってもよい。
【００１６】このように構成された容器１２内のインク１１量の検出装置の動作を説明する。高周波電源２７により発生された所定の周波数の電圧は励磁コイル２３に印加される。この励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧は第１コイル２１に誘導され、共振回路１７に高周波電流が流れる。この高周波電流により第２コイル２２に所定の周波数の電圧が印加され、この第２コイル２２に印加された所定の周波数の電圧が検出コイル２４に誘導される。この検出コイル２４に誘導された所定の周波数の電圧が電圧計２８により検出される。この電圧計２８の検出出力はコントローラ２９に入力される。印刷機１０を稼働して、容器１２内のインク１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以上であるので、コントローラ２９は警報手段３１を作動させない。
【００１７】容器１２内のインク１１が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるので、コントローラ２９は電圧計２８の検出出力に基づいて警報手段３１を作動させる。この結果、作業者はこの警報により容器１２内のインク１１が残り僅かであることを知ることができ、インク１１残量の少ない容器１２をインク１１の十分に貯留された新しい容器１２と交換する準備を前もって行うことができる。なお、容器１２内のインク１１量が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるのは、容器１２内のインク１１の量が減って一対の電極１８間に発生する電気力線がインク１１中ではなく空気中を通過するようになり、一対の電極１８の静電容量が小さくなって共振回路１７の共振周波数が高くなる方向に移行するためである（図１４及び図１５）。
【００１８】また警報手段３１が作動した状態で印刷機１０の稼働を続けると、容器１２内のインク１１が無くなりかけたときに、低耐圧コンデンサ２６が破壊するので、検出コイル２４に誘導される電圧が上記警報を発する電圧より更に低い所定の電圧になり、コントローラ２９は印刷機１０を停止させる。この結果、文字等の画像がかすれた状態で印刷されることはなく、画像品質不良の印刷物の発生を未然に防止できる。なお、低耐圧コンデンサ２６が容器１２内のインク１１が無くなりかけたときに破壊するのは、このときの共振回路１７が共振する周波数に近い周波数に設定されており、低耐圧コンデンサ２６にこのコンデンサ２６の耐電圧より大きな電圧が印加されるためである。
【００１９】図６は本発明の第２の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、共振回路４７の一対の電極４８がボール箱１３の一対の側壁１３ａ，１３ｂ内面の下部にそれぞれ設けられ、第１コイル２１と第２コイル２２と低耐圧コンデンサ２６がボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面の上部に設けられる。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された容器内のインク量の検出装置では、第１の実施の形態と比較して、同じ静電容量を得るための電極の面積は大きくなるけれども、電極の寸法誤差及び容器の角度誤差による静電容量の誤差が少なく安定した特性が得られる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２０】図７は本発明の第３の実施の形態を示す。図７において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、共振回路６７の一対の電極６８がボール箱１３の底壁１３ｃ上面に所定の間隔をあけて互いに平行に設けられる。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された容器内のインク量の検出装置では、同じ静電容量を得るための電極の面積は第１の実施の形態と第２の実施の形態の間の大きさであり、電極の寸法誤差及び容器の角度誤差による静電容量の誤差は第１の実施の形態と第２の実施の形態の間の値となる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２１】図８は本発明の第４の実施の形態を示す。図８において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、共振回路８７の一対の電極８８がボール箱１３の底壁１３ｃ上面に設けられ、これらの電極８８が所定の隙間をあけて互いに噛み合うように櫛歯状に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された容器内のインク量の検出装置では、同じ静電容量を得るための電極の面積は第１〜第４の実施の形態の中で最も小さくて済む。またボール箱１３の湿度により静電容量が変化するため、安定した特性を得るにはボール箱１３に防湿加工を施す必要がある。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２２】図９〜図１３は本発明の第５の実施の形態を示す。図９〜図１３において図１〜図４と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、容器１０２が電気絶縁性材料により形成されかつ可撓性を有する袋のみからなる。この容器１０２は例えばポリエチレンフィルム，ポリエステルフィルム等のプラスチック（ポリエチレンフィルム若しくはポリエステルフィルムの単層フィルム、又はポリエチレンフィルム及びポリエステルフィルムの積層フィルムを用い、このフィルムを一体成形して袋状に形成したもの、或いはフィルムの周縁を貼合せ又は溶着して袋状に形成したもの）により折畳み可能に形成されることが好ましく（図９及び図１１〜図１３R>３）、この容器１０２にインク１１が貯留される（図１２R>２及び図１３）。一対の電極１８のうちの一方の電極１８ａは容器１０２の一方の側壁１０２ｂ外面の下部に設けられ、他方の電極１８ｂは容器１０２の底壁１０２ｃ下面に一方の側壁１０２ｂに接近して設けられる（図９及び図１１〜図１３）。上記一対の電極１８ａ，１８ｂと容器１０２に貯留されたインク１１とによりコンデンサが構成され、容器１０２に貯留されたインク１１の量が変化しかつ一対の電極１８ａ，１８ｂ間の距離が次第に短くなることにより（図１３）、このコンデンサの静電容量及び共振回路１０７のＱ値が変化するように構成される。
【００２３】第１及び第２コイル２１，２２は容器１０２の底壁１０２ｃ下面に設けられる（図９，図１２及び図１３）。このため励磁コイル２３及び検出コイル２４は上記第１及び第２コイル２１，２２にそれぞれ対向するように容器１０２の下方に配置される。またこの実施の形態では、第１の実施の形態の低耐圧コンデンサに替えてヒューズ１１６が用いられ、このヒューズ１１６は容器１０２の底壁１０２ｃ下面に設けられる（図９及び図１０）。このヒューズ１１６は一対の電極１８に直列に接続され、所定値以上の電流、例えば１０ｍＡ〜１０Ａ、好ましくは１００ｍＡ〜１Ａの電流が流れたときに溶断するように構成される。このためヒューズ１１６はアルミ箔をエッチング等により細くすることにより形成されることが好ましい。上記ヒューズ１１６を除く一対の電極１８，第１コイル２１及び第２コイル２２は第１の実施の形態と同一に電気的に接続され（図１０）、一対の電極１８，第１コイル２１，第２コイル２２及びヒューズ１１６の表面はポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）等の電気絶縁性を有するシート（図示せず）により被覆されることが好ましい。
【００２４】また高周波電源２７の発生する電圧の周波数は検出コイル２４に誘導される電圧が容器１０２内にインク１１の十分にある場合の方が容器１０２内にインク１１の無い場合より高くかつその差が大きく、しかも容器１０２内のインク１１が無くなりかけたときに共振回路１０７が共振する周波数に近い周波数に設定される。また上記周波数では一対の電極１８にかかる電圧はインク１１の無くなりかけた場合の方がインク１１が十分にある場合より高くかつその差が大きくなるように設定される。更に図９及び図１１に示すノズル１０６は容器１０２の底壁１０２ｃに設けられることが好ましい。これはノズル１０６を容器１０２の側壁１０２ａに設けると、インク１１の排出に伴って容器１０２の側壁１０２ａが変形してノズル１０６の向きが変化してしまうためである。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２５】このように構成された容器１０２内のインク１１量の検出装置の動作を説明する。高周波電源２７により発生された所定の周波数の電圧は励磁コイル２３に印加される。この励磁コイル２３に印加された所定の周波数の電圧は第１コイル２１に誘導され、共振回路１０７に高周波電流が流れる。この高周波電流により第２コイル２２に所定の周波数の電圧が印加され、この第２コイル２２に印加された所定の周波数の電圧が検出コイル２４に誘導される。この検出コイル２４に誘導された所定の周波数の電圧が電圧計２８により検出される。この電圧計２８の検出出力はコントローラ２９に入力される。印刷機を稼働して、容器１０２内のインク１１が所定量以上あるときには、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値以下であるので、コントローラ２９は警報手段３１を作動させない。
【００２６】容器１０２内のインク１１が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるので、コントローラ２９は電圧計２８の検出出力に基づいて警報手段３１を作動させる。この結果、作業者はこの警報により容器１０２内のインク１１が残り僅かであることを知ることができ、インク１１残量の少ない容器１０２をインク１１の十分に貯留された新しい容器１０２と交換する準備を前もって行うことができる。なお、容器１０２内のインク１１量が所定量未満になると、検出コイル２４に誘導される電圧が所定値未満になるのは、容器１０２内のインク１１の量が減ると、容器１０２が折畳まれる方向に変形して一対の電極１８間の距離が短くなり、一対の電極１８の静電容量が大きくなって共振回路１０７の共振周波数が低い方向に移行するためである（図１７及び図１８）。
【００２７】また警報手段３１が作動した状態で印刷機の稼働を続けると、容器１０２内のインク１１が無くなりかけたときに、ヒューズ１１６が溶断するので、検出コイル２４に誘導される電圧が瞬時にゼロになり、コントローラ２９は印刷機を停止させる。この結果、文字等の画像がかすれた状態で印刷されることはなく、画像品質不良の印刷物の発生を未然に防止できる。なお、ヒューズ１１６が容器１０２内のインク１１が無くなりかけたときに破壊するのは、このときの共振回路１０７が共振する周波数に近い周波数に設定されており、ヒューズ１１６にこのヒューズ１１６の許容電流より多い電流が流れるためである。
【００２８】なお、上記第１〜第５の実施の形態では、容器に貯留される液体として印刷機のインクを挙げたが、容器に貯留されかつその残量を検出する必要のある液体であれば、塗料、洗浄液又はその他の液体でもよい。また、上記第１〜第４の実施の形態では、共振回路、一対の電極及び低耐圧コンデンサをボール箱の内面に配置固定したが、共振回路等をボール箱の外面又は袋の内面若しくは外面に配置固定してもよい。共振回路等を袋の内面に配置固定する場合には、共振回路等がインク等の液体に接触して腐食するのを防止するため、共振回路等の表面が防水シートや防水フィルムで被覆される。また、上記第５の実施の形態では、共振回路、一対の電極及びヒューズを袋のみからなる容器の外面に配置固定したが、共振回路等を容器の内面に配置固定してもよい。共振回路等を容器の内面に配置固定する場合には、共振回路等がインク等の液体に接触して腐食するのを防止するため、共振回路等の表面が防水シートや防水フィルムで被覆される。更に、共振回路、一対の電極及び低耐圧コンデンサ又はヒューズの位置は、上記第１〜第５の実施の形態に示される位置に限定されるものではなく、容器に貯留された液体の減り方、即ち容器の形状的な特性による減り方や、容器からの吸引ポンプの吸引特性による減り方等に合せて適宜決められる。
【００２９】
【実施例】次に本発明の実施例を詳しく説明する。
＜実施例１＞図１に示すように、容器１２のボール箱１３を縦×横×高さが１００×７０×１００ｍｍのボール紙により直方体状に形成した。一対の電極１８の一方の電極１８ａをボール箱１３の一方の側壁１３ａ下部に貼付し、他方の電極１８ｂをボール箱１３の底壁１３ｃ上面に貼付した。また第１コイル２１と第２コイル２２とチップコンデンサ２６（静電容量が１０ｐＦ）をボール箱１３の他方の側壁１３ｂ内面にそれぞれ貼付した。これらの電極１８、コイル２１，２２及びチップコンデンサ２６を図２に示すように電気的に接続して共振回路１７を形成した。
【００３０】なお上記一対の電極１８を縦×横が９０×１５ｍｍの長方形状にそれぞれ形成した。また上記第１及び第２コイル２１，２２を最外寸法が５０ｍｍ角の正方形の渦巻き状に形成し、かつその巻き数を１０回とした。更に励磁コイル２３及び検出コイル２４を一辺が５０ｍｍ角の正方形の螺旋状に形成し、かつその巻き数を５回とした。一方、励磁コイル２３及び検出コイル２４は一辺が５０ｍｍ角のプラスチック板（アクリル板）の外周面に巻き付けることにより形成した。
【００３１】次に図３及び図４に示すように、上記ボール箱１３に塩化ビニル製の袋１４を収容し、この実施例では袋１４に６００ミリリットルのインク１１を貯留した。更に図２及び図５に示すように、ボール箱１３の外方に第１及び第２コイル２１，２２に対向して励磁コイル２３及び検出コイル２４をそれぞれを設け、励磁コイル２３に高周波電源であるファンクションジェネレータ２７を電気的に接続した。この装置を実施例１とした。
【００３２】＜実施例２＞図１及び図２に示すように、実施例１のファンクションジェネレータの替わりに高周波電源である励磁電源２７を用い、チップコンデンサの替わりに一対のアルミ箔を薄い樹脂膜を介して対向させた低耐圧コンデンサ２６を用いたことを除いて、実施例１と同一に構成した。上記低耐圧コンデンサ２６の静電容量及び耐圧はそれぞれ１０ｐＦ及び５０Ｖであった。この装置を実施例２とした。
【００３３】＜実施例３＞図９に示すように、袋のみからなる容器１０２を縦×横×高さが概ね１００×７０×１００ｍｍのポリエステルフィルムにより直方体状に形成した。また一対の電極１８，第１コイル２１，第２コイル２２及びヒューズ１１６を、ＰＥＴ製のシート（図示せず）に貼付した厚さ３０μｍのアルミ箔をエッチングすることによりそれぞれ作製した。上記一対の電極１８の一方の電極１８ａを、ＰＥＴ製シートで被覆するように容器１０２の一方の側壁１０２ｂ下部に貼付し、他方の電極１８ｂを、ＰＥＴ製シートで被覆するように容器１０２の底壁１０２ｃ下面に貼付した。また第１コイル２１と第２コイル２２とヒューズ１１６を、ＰＥＴ製シートで被覆するように容器１０２の底壁１０２ｃ下面にそれぞれ貼付した。これらの電極１８、コイル２１，２２及びヒューズ１１６を図１０に示すように電気的に接続して共振回路１０７を形成した。
【００３４】なお、上記一対の電極１８，第１コイル２１，第２コイル２２及びヒューズ１１６を実施例１と同一形状に形成した。また励磁コイル２３及び検出コイル２４も実施例１と同一形状に形成した。次に上記容器１０２に６００ミリリットルのインク１１を貯留した。更に容器１０２の下方に第１及び第２コイル２１，２２に対向して励磁コイル２３及び検出コイル２４をそれぞれを設け、励磁コイル２３に高周波電源であるファンクションジェネレータ２７を電気的に接続した。この装置を実施例３とした。
【００３５】＜実施例４＞図９及び図１０に示すように、実施例３のファンクションジェネレータの替わりに周波数が１１．５ＭＨｚの高周波電源である励磁電源２７を用いたことを除いて、実施例３と同一に構成した。この装置を実施例４とした。
【００３６】＜試験１及び評価＞実施例１の装置を用いて励磁コイルに、電圧が１９Ｖ（最大値）で周波数が１０ＭＨｚから１５ＭＨｚに変化する正弦波を印加し、一対の電極間及び検出コイルにかかる電圧をオシログラフによりそれぞれ測定した。その結果を図１４及び図１５にそれぞれ示す。図１５から明らかなように、励磁コイルに周波数が１１．５ＭＨｚの電圧を印加すれば、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに検出コイルに９．８Ｖの電圧が誘導され、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに検出コイルに１Ｖ以下の電圧が誘導されることが判った。また図１４から明らかなように、励磁コイルに上記１１．５ＭＨｚの電圧を印加すると、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに一対の電極間に７Ｖの電圧がかかり、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに一対の電極間に２３Ｖとインクが１００％のときの３倍以上の電圧がかかった。この結果、一対の電極に並列に低耐圧コンデンサ（例えば、耐圧が２０Ｖのコンデンサ）を接続すれば、このコンデンサは容器内のインクが無くなりかけたときに破壊することが判った。
【００３７】＜試験２及び評価＞実施例２の装置を用いてインクを容器から所定の流量で排出しながら検出コイルに誘導される電圧を測定した。このとき励磁コイルには電圧が７６Ｖ（最大値）で周波数が１１．５ＭＨｚの正弦波を印加した。その結果を図１６に示す。図１６から明らかなように、容器内に４０％以上のインクがあるときには検出コイルには３８Ｖの電圧が誘導され、インクの排出量が６０％（図１６のＧ点）を超えると上記電圧が徐々に低下し始める。インクの排出量が約９０％になると上記電圧は約２２Ｖ（同Ｄ点）となり、インクの排出量が約９５％になると上記電圧は約１６Ｖ（同Ｅ点）となり、更にインクの排出量が約９９％になったときに低耐圧コンデンサが破壊した。このとき検出コイルに誘導された電圧が急激に低下して２Ｖ程度（同Ｆ点）となった。従って、実施例２の装置を用いた場合、検出コイルに１６Ｖ以下の電圧が誘導されたときに、インクが間もなく無くなるという警報を発し、上記電圧が４Ｖ以下になったときに、インクが殆ど容器内に無くなったと判断して印刷機を停止させればよいことが判った。なお、警報手段の警報ランプを前述したように操作パネルに文字等で表された表示装置とすれば、インクの排出量が６０％のとき（図１６のＧ点の３８Ｖ）からインクの排出量が約９５％のとき（同Ｅ点の１６Ｖ）まで、インクの残量を適時操作者に知らせることができる。
【００３８】＜試験３及び評価＞実施例３の装置を用いて励磁コイルに、電圧が１９Ｖ（最大値）で周波数が１ＭＨｚから１２ＭＨｚに変化する正弦波を印加し、一対の電極間及び検出コイルにかかる電圧をオシログラフによりそれぞれ測定した。その結果を図１７及び図１８に示す。図１８から明らかなように、励磁コイルに周波数が１１．５ＭＨｚの電圧を印加すれば、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに検出コイルに９．３Ｖの電圧が誘導され、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに検出コイルには電圧が殆ど誘導されないことが判った。また図１７から明らかなように、励磁コイルに上記１１．５ＭＨｚの電圧を印加すると、容器内のインクが１００％（実線で示す）のときに一対の電極間に３Ｖの電圧がかかり、容器内のインクが０％（破線で示す）のときに一対の電極間に４３Ｖとインクが１００％のときの１４倍以上の電圧がかかった。この結果、一対の電極に直列にヒューズ（例えば、０．５Ａで溶断するヒューズ）を接続すれば、このヒューズは容器内のインクが無くなりかけたときに溶断することが判った。
【００３９】＜試験４及び評価＞実施例４の装置を用いてインクを容器から所定の流量で排出しながら検出コイルに誘導される電圧を測定した。このとき励磁コイルには電圧が７６Ｖ（最大値）で周波数が１１．５ＭＨｚの正弦波を印加した。その結果を図１９に示す。図１９から明らかなように、容器内に４０％以上のインクがあるときには検出コイルには３０Ｖ以上の電圧が誘導され、インクの排出量が７０％（図１９のＧ点）を超えると上記電圧が急激に低下し始める。インクの排出量が約８５％になると上記電圧は約１９Ｖ（同Ｄ点）となり、インクの排出量が約９２％になると上記電圧は約１１Ｖ（同Ｅ点）となり、更にインクの排出量が約９９％になったときにヒューズが溶断した。このとき検出コイルに誘導された電圧は３Ｖ程度（同Ｆ点）であり、瞬時に０Ｖになった。従って、実施例４の装置を用いた場合、検出コイルに１４Ｖ以下の電圧が誘導されたときに、インクが間もなく無くなるという警報を発し、上記電圧が８Ｖ以下になったときに、インクが殆ど容器内に無くなったと判断して印刷機を停止させればよいことが判った。なお、警報手段の警報ランプを前述したように操作パネルに文字等で表された表示装置とすれば、インクの排出量が７０％のとき（図１９のＧ点の２９Ｖ）からインクの排出量が約９５％のとき（同Ｅ点の１１Ｖ）まで、インクの残量を適時操作者に知らせることができる。
【００４０】ここに低耐圧コンデンサを一対の電極に並列に接続し、或いはヒューズを一対の電極に直列に接続した理由を述べる。
(b) 第２の問題点インクが完全に無くなったことを検出することは困難であるため、ある程度の残量がある状態でインク無しが検出され、印刷機の操作者もそのことを承知でなるべく多くの印刷枚数を得ようとする。このため容器を振ったり叩いたりして印刷動作を続行しようとするが、このようなことを繰返していると、印刷ドラム内にあるインクローラと印刷ドラムの内壁がインクの殆ど無い状態で何回も接触するため、磨耗が激しく、ついには高価な印刷ドラムが損傷する問題点がある。
【００４１】
(b) 第２の利点低耐圧コンデンサが破壊するか或いはヒューズが溶断することにより、確実にインク無しを検出できるので、印刷機の操作者による無理な使い方ができなくなる。この結果、高価な印刷ドラムを損傷することがなくなり、高価な印刷ドラムの延命を図ることができ、より多数枚の印刷を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液体が貯留された容器に共振回路を設け、容器外方の励磁コイルに印加された所定の周波数の電圧により共振回路に所定の周波数の電圧を誘導し、共振回路に誘導された所定の周波数の電圧により容器外方の検出コイルに所定の周波数の電圧を誘導し、更に検出コイルに誘導された電圧を測定したので、容器内の液体が所定量以上あるときには、検出コイルに誘導される電圧が所定値以上であり、容器内の液体が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になる。この結果、上記電圧の変化により容器内の液体の残量を検出できる。
【００４３】また液体が貯留された容器に共振回路を設け、共振回路の一対の電極を容器の周面及び底面のいずれか一方又は双方にそれぞれ設け、一対の電極の一方の電極に接続された第１コイルを容器外方の励磁コイルに対向して設け、一対の電極の他方の電極に接続された第２コイルを容器外方の検出コイルに対向して設けたので、励磁コイルに印加された所定の周波数の電圧により第１コイルに所定の周波数の電圧が誘導されて共振回路に所定の周波数の電流が流れ、共振回路に流れる所定の周波数の電流により第２コイルに所定の周波数の電圧が印加される。この第２コイルに印加された所定の周波数の電圧により検出コイルに所定の周波数の電圧が誘導され、検出コイルに誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出する。この結果、上記と同様に容器内の液体が所定量以上あるときには、検出コイルに誘導される電圧が所定値以上であり、容器内の液体が所定量未満になると、上記電圧が所定値未満になるので、上記電圧の変化により容器内の液体の残量を検出できる。
【００４４】またインク容器部の端部を加圧する加圧部の構造が比較的複雑になり、この加圧部の収容スペースを確保する必要のあった従来のインク残量検出装置と比較して、本発明では構造が比較的簡単で、比較的僅かなスペースに収容できる。また電極がインクに接触するため、電極がインクにより腐食するおそれがあった従来のインク検出装置と比較して、本発明では電極が液体に接触しないので、電極を腐食させることはない。また、カートリッジ内の電極をカートリッジ外面に引出すためにカートリッジの密閉が難しくなり、かつ上記カートリッジ外面に引出された電極との電気接点を印刷機側に設けるために構造が複雑になる従来のインク検出装置と比較して、本発明では共振回路が液体に接触しないので、液体の密閉を容易に行うことができ、かつ容器に設けられた共振回路と容器の外方に設けられた励磁コイル等との電気的接続が不要であるので、構造が比較的簡単である。
【００４５】また一対の電極に、所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサを並列に接続するか、或いは所定値以上の電流で溶断するヒューズを直列に接続すれば、容器内のインクが無くなりかけたときに、低耐圧コンデンサに所定値以上の電圧が印加されて低耐圧コンデンサが破壊されるか、或いはヒューズに所定値以上の電流が流れてヒューズが溶断するので、検出コイルに誘導される電圧が極めて低くなる。この結果、この電圧の変化に基づいて上記液体を使用する装置を停止させれば、不良品の発生を未然に防止できる。また検出コイルに警報手段を接続し、検出コイルの検出する電圧が所定値未満になったときに警報手段が警報を発するように構成すれば、この警報により作業者が容器内のインクが残り僅かであることを知ることができる。この結果、液体の残量の少ない容器を液体の十分に貯留された新しい容器と交換する準備を前もって行うことができる。更に液体が印刷機のインクであれば、上記効果を顕著に奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の共振回路の構成部品の位置関係を示す容器の斜視図。
【図２】その共振回路を含む回路構成図。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】その容器を含む印刷機の斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図７】本発明の第３実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図８】本発明の第４実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図９】本発明の第５実施形態を示す図１に対応する容器の斜視図。
【図１０】その共振回路を含む回路構成図。
【図１１】インクが排出されて容器内にインクが殆ど残っていない状態を示す容器の斜視図。
【図１２】図９のＣ−Ｃ線断面図。
【図１３】図１１のＤ−Ｄ線断面図。
【図１４】実施例１の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する一対の電極間にかかる電圧の変化を示す図。
【図１５】実施例１の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【図１６】実施例２の励磁コイルに印加される電圧及び周波数を７６Ｖ及び１１．５ＭＨｚとしたときの、容器からのインクの排出量の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【図１７】実施例３の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する一対の電極間にかかる電圧の変化を示す図。
【図１８】実施例３の励磁コイルに印加される電圧の周波数の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【図１９】実施例４の励磁コイルに印加される電圧及び周波数を７６Ｖ及び１１．５ＭＨｚとしたときの、容器からのインクの排出量の変化に対する検出コイルにかかる電圧の変化を示す図。
【符号の説明】
１０ 印刷機
１１ インク（液体）
１２，１０２ 容器
１７，４７，６７，８７，１０７ 共振回路
１８，４８，６８，８８ 一対の電極
１８ａ，４８ａ，６８ａ，８８ａ 一方の電極
１８ｂ，４８ｂ，６８ｂ，８８ｂ 他方の電極
２１ 第１コイル
２２ 第２コイル
２３ 励磁コイル
２４ 検出コイル
２６ 低耐圧コンデンサ
３１ 警報手段
１１６ ヒューズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液体(11)が貯留された容器(12,102)に共振回路(17,47,67,87,107)が設けられ、前記容器(12,102)の外方に設けられた励磁コイル(23)に印加された所定の周波数の電圧により前記共振回路(17,47,67,87,107)に所定の周波数の電圧が誘導され、前記共振回路(17,47,67,87,107)に誘導された所定の周波数の電圧により前記容器(12,102)の外方に設けられた検出コイル(24)に所定の周波数の電圧が誘導され、前記検出コイル(24)に誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出する方法。
【請求項２】 液体(11)が貯留された容器(12,102)に設けられた共振回路(17,47,67,87,107)と、前記容器(12,102)の外方にそれぞれ設けられた励磁コイル(23)及び検出コイル(24)とにより構成され、前記共振回路(17,47,67,87,107)が、前記容器(12)の周面及び底面のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられた一対の電極(18,48,68,88)と、前記一対の電極(18,48,68,88)の一方の電極(18a,48a,68a,88a)に接続され前記励磁コイル(23)に対向して設けられた第１コイル(21)と、前記一対の電極(18,48,68,88)の他方の電極(18b,48b,68b,88b)に接続され前記検出コイル(24)に対向して設けられた第２コイル(22)とを備えた容器内の液量の検出装置。
【請求項３】 一対の電極(18,48,68,88)に、所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサ(26)が並列に接続されるか、或いは所定値以上の電流で溶断するヒューズ(116)が直列に接続された請求項２記載の容器内の液量の検出装置。
【請求項４】 検出コイル(24)に警報手段(31)が接続され、前記検出コイル(24)の検出する電圧が所定値未満になったときに前記警報手段(31)が警報を発するように構成された請求項２又は３記載の容器内の液量の検出装置。
【請求項５】 液体(11)が印刷機(10)のインクである請求項２ないし４いずれか記載の容器内の液量の検出装置。
【請求項１】 液体(11)が貯留された容器(12,102)に共振回路(17,47,67,87,107)が設けられ、前記容器(12,102)の外方に設けられた励磁コイル(23)に印加された所定の周波数の電圧により前記共振回路(17,47,67,87,107)に所定の周波数の電圧が誘導され、前記共振回路(17,47,67,87,107)に誘導された所定の周波数の電圧により前記容器(12,102)の外方に設けられた検出コイル(24)に所定の周波数の電圧が誘導され、前記検出コイル(24)に誘導された電圧を測定することにより容器内の液量を検出する方法。
【請求項２】 液体(11)が貯留された容器(12,102)に設けられた共振回路(17,47,67,87,107)と、前記容器(12,102)の外方にそれぞれ設けられた励磁コイル(23)及び検出コイル(24)とにより構成され、前記共振回路(17,47,67,87,107)が、前記容器(12)の周面及び底面のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられた一対の電極(18,48,68,88)と、前記一対の電極(18,48,68,88)の一方の電極(18a,48a,68a,88a)に接続され前記励磁コイル(23)に対向して設けられた第１コイル(21)と、前記一対の電極(18,48,68,88)の他方の電極(18b,48b,68b,88b)に接続され前記検出コイル(24)に対向して設けられた第２コイル(22)とを備えた容器内の液量の検出装置。
【請求項３】 一対の電極(18,48,68,88)に、所定値以上の電圧で破壊する低耐圧コンデンサ(26)が並列に接続されるか、或いは所定値以上の電流で溶断するヒューズ(116)が直列に接続された請求項２記載の容器内の液量の検出装置。
【請求項４】 検出コイル(24)に警報手段(31)が接続され、前記検出コイル(24)の検出する電圧が所定値未満になったときに前記警報手段(31)が警報を発するように構成された請求項２又は３記載の容器内の液量の検出装置。
【請求項５】 液体(11)が印刷機(10)のインクである請求項２ないし４いずれか記載の容器内の液量の検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図１２】
【図１３】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図１２】
【図１３】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０００−１９０４５７（Ｐ２０００−１９０４５７Ａ）
【公開日】平成１２年７月１１日（２０００．７．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−１２９３６６
【出願日】平成１１年５月１１日（１９９９．５．１１）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【出願人】（０００２２１９３７）東北リコー株式会社 (509)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年７月１１日（２０００．７．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年５月１１日（１９９９．５．１１）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【出願人】（０００２２１９３７）東北リコー株式会社 (509)
【Ｆターム（参考）】
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