(57)【要約】【課題】液体の電気分解（イオン化）を防止して液体の特性が変化しないようにするとともに、信頼性の高い検出を行うようにする。【解決手段】導電性液体を内部に収容した容器Ｔ１、Ｔ２内の液体を検出する液体検出装置１０であって、容器Ｔ１、Ｔ２内の液体に接するように配置されたものであって液体が接することにより通電状態となる電極部２６（２６ａ〜２６ｅ）、インピーダンス２２及び交流信号源２１を有し、交流信号源２１からインピーダンス２２を介して直流分を含まない交流信号を電極部２６に入力して電極部２６の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号に基づいて電極部２６の通電の有無を表す２値化信号を出力するように構成した液体検出回路２０と、液体検出回路２０から出力される２値化信号に基づいて、電極部２６における液体の有無を判定する判定手段３１とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体を検出する液体検出装置であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号に基づいて前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように構成した液体検出回路と、
前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする液体検出装置。
【請求項２】
導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体量を検出する液体量検出装置であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号に基づいて前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように構成した液体検出回路と、
前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする液体量検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号は、前記交流信号源から発生させる交流信号の周期に基づいて出力される
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するためのクロック信号を発生させるとともに、前記交流信号源から発生させる前記交流信号と前記クロック信号とを同期させるように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項５】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、１つの前記容器内に複数設けられるとともに、前記容器内の液体の減少に伴う液面の低下方向における複数位置に配置されており、
前記液体検出回路は、各前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力し、前記判定手段は、各前記一対の電極間の２値化信号に基づいて、前記容器内の液体残量を段階的に判定する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項６】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、１つの前記容器内に複数設けられるとともに、前記容器内の液体の減少に伴う液面の低下方向における複数位置に配置されており、
前記液体検出回路は、前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を前記交流信号源から発生させる前記交流信号の周期に基づいて出力し、
前記判定手段は、各前記一対の電極間の２値化信号に基づいて、前記容器内の液体残量を段階的に判定し、
さらに、前記交流信号源と前記電極部との接続において、前記交流信号源といずれか１つの前記電極部との接続状態から、前記交流信号源と他のいずれか１つの前記電極部との接続状態に切替え可能に構成されているとともに、前記交流信号源と前記電極部との接続状態の切替えを、前記交流信号の周期に同期させて行うように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項７】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、１つの前記容器内に複数設けられるとともに、前記容器内の液体の減少に伴う液面の低下方向における複数位置に配置されており、
前記液体検出回路は、各前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力し、
前記判定手段は、各前記一対の電極間の２値化信号に基づいて、前記容器内の液体残量を段階的に判定し、
前記液体検出回路は、前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するためのクロック信号を発生させるとともに、前記交流信号源から発生させる前記交流信号と前記クロック信号とを同期させるように制御し、さらに、前記交流信号源と前記電極部との接続において、前記交流信号源といずれか１つの前記電極部との接続状態から、前記交流信号源と他のいずれか１つの前記電極部との接続状態に切替え可能に構成されているとともに、前記交流信号源と前記電極部との接続状態の切替えを、前記クロック信号に同期させて行うように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項８】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、複数の前記容器内にそれぞれ配置されており、
前記液体検出回路は、各前記容器内の前記一対の電極間の通電状態を表す信号を、時分割で順次出力するように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項９】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路のうち前記電極部は、前記容器内に配置され、
前記液体検出回路のうち前記電極部以外の部分、及び前記判定手段は、前記容器外に設けられている
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、複数設けられており、
複数の前記電極部のインピーダンス特性は、２値化の判定を容易ならしめるよう、共通するように形成されていることを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記交流信号のうち、少なくとも正極又は負極のいずれか一方の極の信号を用いて、前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記交流信号源と、前記電極部のうち前記交流信号源からの前記交流信号が入力される接点との接続状態を解除することが可能に構成されている
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記交流信号源と、前記電極部のうち前記交流信号源からの前記交流信号が入力される接点との接続状態を解除して、前記交流信号源と接地点とを接続状態にすることが可能に構成されている
ことを特徴とする液体量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェットプリンタのインクタンク内のインク残量を検出するときに用いられ、導電性を有する液体を内部に収容した容器内の液体又は液体量を検出する液体検出装置又は液体量検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタでは、インクタンク内にインクが貯留されており、このインクタンクからインク流路を通してインク吐出部（ヘッド）にインクを送り、インク液滴を吐出させている。ここで、インクジェットプリンタでは、比較的精度良くインクの有無を検出できるようにする必要がある。その理由としては、第１に、インクタンクの外見からインク残量を目視により判別することは困難だからである。
【０００３】
また、第２に、インクが完全に無くなるまでインクの吐出動作を行うと、“呼び水”としてのインクが無くなり（即ち、空気がインク流路に混入してしまい、その結果、インクがノズル部に送られなくなってしまい）、インクの充填作業をやり直さなければインクの吐出が出来なくなったり、インク吐出部を劣化させてしまうおそれがあるからである。ここで、インクジェットプリンタにおけるインクの吐出方式の１つとして、インク室内にあるインクを発熱素子で急速に加熱してインク液滴を吐出させるサーマル方式が知られているが、インクが無いにもかかわらず発熱素子を加熱すると、発熱素子を劣化させるおそれがある。したがって、インク残量があるレベルに到達した段階でインクの吐出（印画）を停止する必要がある。
【０００４】
さらにまた、第３に、大判の印画紙に印画を行う場合、精度良くインク残量を検出することができないと、印画中にインクが無くなり、それまでの印画が無駄になってしまう場合があり得るからである。
このような安全性や経済性等の観点から、インクの残量を正確に検出する必要がある。
【０００５】
インクの残量を検出する方法としては、（１）メカニカル型、（２）光学検出型、（３）電気抵抗変化検出型、（４）容量変化検出型、（５）吐出量カウント型、等が知られている。
例えば（３）の電気抵抗変化検出型としては、a)特開平６−２２６９９０号公報（特許文献１）、b)特許第２７７２０１５号（特許文献２）、及びc)特許第２７９８９４８号（特許文献３）、d)特開平１１−１７９９３６号公報（特許文献４）、等が挙げられる。
【０００６】
この電気抵抗変化検出型のうち、特許文献１〜特許文献３の方法は、液体中に一対の電極を設け、この電極に直流電源から高抵抗を介して電流を流すものである。そして、一対の電極での液体の有無により、一対の電極にかかる電位が変化することを利用する、すなわち液体を導通抵抗の高い抵抗体として使用するものである。また、特許文献４の方法は、液体の検出のために交流を用いたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述の従来の技術では、以下の問題点があった。
第１に、特許文献１〜特許文献３におけるように液体に直流を流すと、電極の種類や液体の成分によっては電気分解が生じ、電極表面が変化しやすく、液体中に金属イオンが溶出してしまい、液体（インク）特性が変化するおそれがあるという問題がある。また、直流電流を流す方式では、後述の発明の実施の形態において詳述するが、回路システムとしてのインピーダンスが高くなる結果、検出速度を上げにくくなるという問題がある。
【０００８】
なお、上記特許文献３では、この欠点を解消するために、測定時間ごとに電極に流す電流の方向を逆転させる方法が採られているが、この方法は、測定そのものを直流で行っており、この直流による測定によって生じてしまったイオンを消去するために、同じ時間だけ逆方向に直流を流すことで、生じてしまったイオンを戻す方法であるので、測定の速度が遅いという問題がある。
【０００９】
さらにまた、上記特許文献４では、交流を用いるので電気分解等の問題は生じないが、キャパシタンスの容量変化に基づいて液体の変化量を検出するという、アナログ的な方法で液体を検出するものであるので、検出レベルが不安定であり、検出結果の信頼性に欠けるという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、液体の電気分解（イオン化）を防止して液体の特性が変化しないようにするとともに、信頼性の高い検出を行うようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項２に記載の発明は、導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体量を検出する液体量検出装置であって、少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号に基づいて前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように構成した液体検出回路と、前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
（作用）
上記発明においては、交流信号源からインピーダンスを介して直流分を含まない交流信号が電極部に入力される。
交流信号が電極部に入力されると、電極部の一対の電極間の通電状態を表す信号が出力され、さらに出力信号に基づいて、一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号が出力される。この２値化信号に基づいて、電極部における液体の有無が判定される。
【００１３】
したがって、直流分を含まない交流信号を電極部に入力するので、液体には直流は流れず、液体の特性は変化しない。また、導通抵抗が小さくなり、検出速度も速くなる。
さらにまた、２値化信号を出力して液体の有無を判定するので、デジタル的な処理を行うことができ、検出の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液体には直流が流れないので、液体の特性を変化しないようにすることができる。また、導通抵抗を小さくすることができる。さらにまた、検出速度を速くすることができる。
さらに、２値化信号を出力して液体の有無を判定するので、デジタル的な処理を行うことができ、検出の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本発明は、一対の電極を液体内に入れ、この一対の電極間の電流の流れによって液体の有無を判別するものであるが、ここで用いる電流として、直流ではなく交流を用いる。その理由を以下に説明する。
【００１６】
液体に接触させた電極間の電気抵抗をテスター等で計測すると、電極間の距離にはあまり左右されず、最初は大きな抵抗値を示すが、少し時間が経過すると、抵抗値が低い方にずれていく。この現象は、電極の材料、表面処理状態、接触表面積、液体の性質等によっても大きく変わるが、このような現象が起こるのは、電極間に電流を流して測定する結果、電気分解が進んでイオンが増大しているためと説明される。ここで、Ｌを電極間の距離、Ａを電流が通過する電極の断面積としたとき、Ｌ／Ａは、一定の容器では一定値（＝Ｋ）になる。また、電極間の液体の抵抗Ｒは、ｋを液体の伝導度として、Ｒ＝Ｋ／ｋとなる。
【００１７】
これらのことから電極間のインピーダンス（Ｚｘ）を考えると、図１に示すインピーダンス等価回路が妥当であると考えられる。図１において、抵抗Ｒｄｃは、直流で短時間測定したときの液体の抵抗である。さらにまた、キャパシターＣｘは、液体の静電容量であり、抵抗Ｒａｃは、交流で測定したときの液体の抵抗である。ここで、直流での測定と交流での測定とで測定数値が異なるため、抵抗Ｒａｃには、キャパシターＣｘを直列に接続している。
【００１８】
図２は、図１のインピーダンス等価回路のシミュレーション結果を示す図である。図２では、液体としてインクジェットプリンタ用インクを用いた。図２において、横軸は周波数であり、縦軸は抵抗値（オーム）である。また、図２に示す回路において、信号源Ｖ１は交流信号源であり、抵抗Ｒ２は信号源抵抗である。
図２から明らかなことは、このシミュレーションで使用した液体及び電極の状況では、交流の抵抗値は、周波数が１００Ｈｚ以下では直流で測定した抵抗値とほぼ等価の数メグオームを示すが、それ以上では１ｋＨｚあたりにかけて劇的に低下し（３メグオームから５００オーム）、液体や電極の条件によっては、１／１００００程度まで低下する特性をしている。
【００１９】
このことは、次のことを意味している。
（１）導電性液体の検出において液体の電気抵抗（導電度）をスイッチとして使用する場合、直流を使用すると、導通状態（電極間に液体が存在する状態）で、高い導通抵抗しか得られないが、数ｋＨｚ以上の交流を使用すると、全体のインピーダンスを３桁〜４桁下げることができる。
【００２０】
（２）上記シミュレーションから、交流使用時の液体の抵抗値は、かなり広帯域にわたり低い一定値を示すので、この周波数帯で信号源側から直列抵抗を経てスイッチに交流信号が加えられたときは、短絡比の大きいスイッチを得ることができる。
（３）液体中でも距離によって抵抗値の差がシャープに出るので、少し距離が離れた所にある電極の影響を受けない。特に検出の出力値が２値であれば、この傾向はさらに強くなる。
【００２１】
図３は、直流検出方式と交流検出方式との相違による回路インピーダンスの違いを具体的に示す図である。図中、上図は直流検出モデルであり、下図は交流検出モデルである。また、図３において、Ｖ１及びＶ２は、それぞれ信号源であり、抵抗Ｒｇは信号源抵抗である。Ｃｓは、電極間の浮遊容量である。また、Ｓ−Ｓｗは電極選択スイッチであり、Ｗ−Ｓｗは液体の導通によるスイッチである。
【００２２】
直流検出と交流検出との主な相違は、直流の場合は判定ラインが１箇所（あるレベルを超えるか否か）であるのに対し、交流検出では一般的には０を中心に２箇所の判定ラインが必要になることである。
そして、直流検出では、イオン化問題を軽減するために、電極に流す電流は極力低くすることが要求される。
この理由により、図３の直流検出モデルに見られるように、信号源抵抗Ｒｇ、電極間抵抗Ｒｄｃも、極めて大きな値にする必要がある。このため、信号源抵抗Ｒｇから電極に至るまでの配線や電極そのものに起因する浮遊容量Ｃｓの影響は、その分大きく影響する。
図３の例では、直流検出方式と交流検出方式とでは、信号源抵抗Ｒｇは、３桁も違うことになる。この差は、電極の状況が安定して測定を開始できるまでの時間差である。
【００２３】
例えば、直流検出方式の場合に、浮遊容量Ｃｓを５（ＰＦ）と仮定すると、Ｔｄｃ＝５０（ｕｓｅｃ）程度の大きな値となり、電極の少ない（粗い精度の検出で良い、又はモニターする容器数が少ない等）場合、あるいは全体の検出動作サイクルが遅くても良い場合には、１つの検出回路で対応できる。
しかし、インクジェットプリンタのように、高速かつ高精度で、４〜７色の異なる容器のインク残量を検出し、電極から容器までの距離が遠くなる場合がある、という条件があるときは、各色ごとに検出回路が必要になったりして検出回路が１つでは足りなくなったり、回路構造が複雑化するという可能性がある。
【００２４】
さらに、直流方式では、与えられた時間内で電極に加えられた電圧がどこまで上昇するかを見るため、尖塔値（ピーク値）の測定が重要になり、通常は、ピーク検出器が用いられる。ピーク検出は、原理的に検出値をその値が有効なデータとして取り出されるまで保持し、次の測定にあたってはクリアされる必要がある。すなわち、直流方式においては、立ち上がりに時間がかかるのみでなく、その計測においてもアナログ的に浮遊容量が持つ遅れや、ピーク検出器の前値クリア動作のために、余分な時間がかかり、全体としての計測に時間がかかることになる。
【００２５】
一方、交流検出方式では、液体の導電度特性によって元々の回路インピーダンスが下がる結果、ピーク値に収束する時間は、直流検出方式よりも極めて早くなり、さらにピークを検出するタイミングは与える信号によって精度良く予測することができる。
例えば、正弦波であれば９０度の位置で最大になり、一次形の積分回路を通った矩形波なら波形の極性変化の直前がそれぞれの極（＋／−）における最大の振幅になる。
以上により、液体の検出においては、直流を用いるより交流を用いた方が有利であるので、本発明では、交流を用いている。
【００２６】
続いて、本実施形態における液体量検出装置について説明する。
（第１実施形態）
図４は、本実施形態の液体量検出装置１０を示す構成図である。図４に示すように、液体量検出装置１０の検出対象物である液体（導電性を有する液体）は、容器Ｔ（Ｔ１及びＴ２）内に収容されている。
液体量検出装置１０が例えばインクジェットプリンタに用いられるものであれば、容器Ｔは、インクタンクであり、容器Ｔ内の液体は、インクジェットプリンタ用のインクである。複数色のインクを用いるカラーインクジェットプリンタである場合には、各色ごとの容器Ｔ（インクタンク）が設けられる。
【００２７】
本実施形態の液体量検出装置１０は、液体検出回路２０と、制御部３０と、残量表示部４０とを備える。
液体検出回路２０は、交流信号源（Ｖ１）２１、インピーダンス（Ｚｓ）２２、切替えスイッチ（ＳＷ）２３、閾値検出部２４、データ抽出部２５、及び電極部２６（２６ａ〜２６ｅ）を有する検出基板２７を備える。なお、液体検出回路２０の具体的回路構成については後述する。
交流信号源２１により発生した交流信号は、インピーダンス２２を介することで直流分を含まない交流信号として電極部２６側に供給されるとともに、電極部２６が液体に接しているか否かによって十分な電位差が生じるようになる。
【００２８】
切替えスイッチ２３は、交流信号源２１からインピーダンス２２を介して送られてきた交流信号を、選択されたいずれか１つの電極部２６に入力するように切替え制御されるスイッチである。
電極部２６は、少なくとも一部が容器Ｔ内の液体に接するように配置された一対の電極２６ａ〜２６ｅからなるものであって、液体が接することにより一対の電極２６ａ〜２６ｅ間が通電状態となるものである。本実施形態では、電極部２６は、検出基板２７上に設けられ、この検出基板２７が容器Ｔ内に配置されている。
なお、本実施形態では、電極部２６は容器Ｔ内に配置されており、液体検出装置１０の電極部２６以外の部分は、容器Ｔ外に配置されている。
【００２９】
本実施形態では、１つの容器Ｔ内には、一対の電極（２６ａ〜２６ｄと２６ｅ）が４つ設けられている（図４中、一対の電極を楕円点線で囲んでいる）。一対の電極は、検出電極２６ａ〜２６ｄと、共通電極２６ｅとからなる。そして、検出電極２６ａと共通電極２６ｅ、検出電極２６ｂと共通電極２６ｅ、検出電極２６ｃと共通電極２６ｅ、及び検出電極２６ｄと共通電極２６ｅがそれぞれ互いに近隣に配置されて、一対の電極を構成している。
【００３０】
各検出電極２６ａ〜２６ｄは、図中、鉛直方向に等間隔で並設されている。ここで、容器Ｔ内にある液体が使用により減少すると、液面は、図中、上側から下側に向かう。すなわち、鉛直下方向が液体の減少時の液面の低下方向である。
そして、検出電極２６ａは、検出電極２６ａ〜２６ｄ中、最も上側に配置されている。この位置は、容器Ｔ内の液体が満タンのときに接する位置である。また、検出電極２６ｄは、容器Ｔ内の底面近傍位置に配置されている。
【００３１】
さらにまた、共通電極２６ｅは、１つの検出基板２７では１つ設けられており、４つの全ての検出電極２６ａ〜２６ｄに対応する１つの共通電極２６ｅとなっている。また、共通電極２６ｅは、グラウンド（ＧＮＤ）に接地されている（電極に直流が流れなければ必ずしもグラウンドでなくとも良いが、通常はグラウンドを電位の基準点に取るので、この様な構成とした）。
上記の全ての検出電極２６ａ〜２６ｄ及び共通電極２６ｅは、そのインピーダンス特性が共通するように、電極の表面積、形状等がほぼ同一に形成されている。電極部２６ごとにインピーダンス特性が異なってしまうと、検出信号の振幅に対する正しい検出範囲がその分だけ減るからである。
【００３２】
なお、図４では、２つの容器Ｔ１及びＴ２を図示しているが、容器Ｔの数はいくつであっても良い。容器Ｔをさらに設けるときには、各容器Ｔごとに上述の検出基板２７が設けられる。そして、図４に示すように、検出電極２６ａ〜２６ｄに対応する切替えスイッチ２３の接点２３ａを設ければ良い。また、共通電極２６ｅは、容器Ｔ１及びＴ２の共通電極２６ｅが接続されている配線に接続し、グラウンドに接地されるようにすれば良い。
【００３３】
閾値検出部２４は、一対の電極２６ａ〜２６ｄと２６ｅとの間の通電状態を表す信号を出力するものである。
また、データ抽出部２５は、閾値検出部２４からの出力信号に基づいて一対の電極２６ａ〜２６ｄと２６ｅとの間の通電の有無を表す２値化信号を出力するものである。
【００３４】
制御部３０は、ＣＰＵとメモリ（記憶部）とを有し、液体検出回路２０から出力される２値化信号に基づいて電極部２６における液体の有無を判定する判定部３１を備える。さらに、制御部３０は、切替えスイッチ２３の接点２３ａの切替えを制御する（Ｎｏｄｅ  Ｓｅｌｅｃｔ）機能を備える。
残量表示部４０は、制御部３０の判定部３１の判定結果に基づいて、容器Ｔ内の液体残量を段階表示するものであり、本実施形態では、５段階表示を行う。
【００３５】
交流信号源２１から交流信号が出力されると、その交流信号は、インピーダンス２２を通る。これにより、交流信号の直流分がカットされる。そして、この交流信号が切替えスイッチ２３側に送られる。
切替えスイッチ２３により、交流信号源２１と、いずれか１つの検出電極２６ａ〜２６ｄとが電気的に接続される。すなわち、切替えスイッチ２３により、インピーダンス２２を通った交流信号が、選択されたいずれか１つの検出電極２６ａ〜２６ｄに送られる。
【００３６】
一対の電極２６ａ〜２６ｄと２６ｅとの間に液体が存在するときには、検出電極２６ａ〜２６ｄと共通電極２６ｅとが導通されるので、電流は、検出電極２６ａ〜２６ｄから共通電極２６ｅに流れてグラウンドに送られるので、閾値検出部２４への入力は、電圧変化の殆どない信号となる。これに対し、一対の電極２６ａ〜２６ｄと２６ｅとの間に液体が存在しないときには、検出電極２６ａ〜２６ｄと共通電極２６ｅとが導通されないので、電流は、検出電極２６ａ〜２６ｄから共通電極２６ｅには流れない。よって、閾値検出部２４への入力は、電圧変化のある信号となる。
【００３７】
閾値検出部２４に上記信号が入力されると、閾値の検出が行われ、その出力値がデータ抽出部２５に入力される。データ抽出部２５では、同期検波が行われる。このデータ抽出部２５には、閾値検出部２４から入力される信号と同期するように制御された、検波のためのクロック信号が交流信号源２１から入力される。ここで、上記クロック信号と上記交流信号は、元々、上記交流信号源２１から発せられる同一信号であるので、両信号の周期は同期しており、従って、上記両信号は同期状態にあるので、上記同期検波が行われる結果、計測速度を上げることができる。無論、上記クロック信号を上記交流信号と別の信号源から発することも可能であり、この場合は、上記両信号を同期させることで、上記同期検波が行いやすくなり、上記したように上記クロック信号と上記交流信号が同一信号源から発せられた同一信号である場合と同様な効果を得ることが可能となる。
【００３８】
そして、データ抽出部２５により、一対の電極２６ａ〜２６ｄと２６ｅとの間の通電の有無を表す２値化信号が出力される。判定部３１には、この２値化信号が入力される。そして、判定部３１は、この２値化信号の組合せに基づいて、その電極部２６における液体の有無を判定する。
【００３９】
さらに、判定部３１で判定された結果（信号）は、残量表示部４０に入力される。残量表示部４０は、例えばディスプレイを有し、各容器Ｔごとに、液体の残量について５段階での段階表示を行う。例えば１つの容器Ｔ内の液体残量について、４つの全ての電極部２６で液体が検出されたときには、「４」と表示する。また、１番上の電極部２６（検出電極２６ａと共通電極２６ｅ）では液体が検出されなかったが、それより下の３つの電極部２６では液体が検出されたときには、「３」と表示する。このようにして、４つの全ての電極部２６で液体が検出されなかったときには、「０」と表示する。
【００４０】
図５は、本実施形態の検出動作を説明する波形図である。尚、図５に示す検出動作例は、あくまでも、検出動作の理解のための動作例であり、図４に示した容器Ｔ中の各電極部２６の位置とインク量との相関は考慮していない。即ち、図５に示した検出動作例では、説明の為に、インク有り→インク無し→インク有り→インク無しの場合を用いて説明した。
図５において、（Ａ）は、交流信号源２１から出力される交流信号の波形図である。交流信号は、２（ｕｓｅｃ）の周期を有する矩形波であり、その振幅が＋５．０（Ｖ）〜０（Ｖ）であることを示している。
また、（Ｂ）は、上記の交流信号から、直流分をカットしたときの波形図である。交流信号源２１からの交流信号を、インピーダンス２２を介して直流分をカットしたものであり、その振幅は＋２．５（Ｖ）〜−２．５（Ｖ）である。
【００４１】
（Ｂ）中、Ｐ１で示すように、この交流信号の周期（２（ｕｓｅｃ））で、切替えスイッチ２３と接点２３ａとの接続が切り替えられる。また、矢印Ｐ２で示す位置、すなわち矩形波の立ち下がりエッジのタイミングで切替えスイッチ２３と接点２３ａとの接続が切り替えられる。
【００４２】
これにより、交流信号の最初の１周期目（０〜２（ｕｓｅｃ））は、切替えスイッチ２３は、容器Ｔ１の検出電極２６ａの接点２３ａに接続される。そして、２（ｕｓｅｃ）の時点で切替えスイッチ２３が、上記接点２３ａから、容器Ｔ１の検出電極２６ｂの接点２３ａに切り替えられる。これにより、次の２周期目（２〜４（ｕｓｅｃ））では、交流信号源２１からの交流信号は、検出電極２６ｂ側に送られる。このようにして、交流信号源２１からの交流信号に同期させて切替えスイッチ２３の切替えを行うように制御すれば、効率良く電極部２６との接続切替えを行うことができる。
【００４３】
また、１つの容器Ｔ１内の液体の検出に限らず、上記のようにして、順次、全ての容器Ｔ１、Ｔ２、・・について電極部２６との接続を切り替えていけば、１つの液体検出回路２０で、時分割で、全ての容器Ｔの電極部２６との接続を行うことができる。
【００４４】
図５において、（Ｃ）は、各電極部２６からの入力信号（閾値検出部２４への入力信号）を示す波形図である。最初の０〜２（ｕｓｅｃ）は、容器Ｔ１の検出電極２６ａと共通電極２６ｅとの間の通電状態を表している。また、次の２〜４（ｕｓｅｃ）は、容器Ｔ１の検出電極２６ｂと共通電極２６ｅとの間の通電状態を表している。
この各電極部２６からの入力信号は、閾値検出部２４に入力され、閾値の検出が行われる。
【００４５】
（Ｄ）は、閾値検出部２４からの出力信号を示す波形図である。この例では、−（マイナス）側に閾値Ｐ３（本例では、ほぼ−１（Ｖ））を設けて、電極部２６の信号減衰状況を出力している。すなわち、各電極部２６からの入力値は、＋２．５（Ｖ）〜−２．５（Ｖ）の範囲であるが、閾値よりさらに−（マイナス）側となったときの値（（Ｃ）中、楕円点線で囲んだ部分を参照）を反転させて出力している。
【００４６】
（Ｅ）は、データ抽出部２５からの出力信号を示す波形図である。（Ｄ）の波形図において、クロック信号の周期に合わせて同期検波を行い、約＋５（Ｖ）の電圧を有するか否かを、２値化信号として出力する。図５の例では、判定（検波）は、１、３、５、・・（ｕｓｅｃ）のタイミングで行っている（矢印Ｐ４）。例えば、最初の０〜２（ｕｓｅｃ）の周期では１（ｕｓｅｃ）のときに判定が行われる。ここで、（Ｄ）の波形図では約＋５（Ｖ）の電圧を有するので、「電圧あり」を表す信号を出力する。この信号は、次の判定まで維持される。
【００４７】
次の判定は、３（ｕｓｅｃ）のときであるが、このタイミングでは、（Ｄ）の波形図では、約＋５（Ｖ）の電圧を有さないので、「電圧なし」を表す信号を出力する。そして、上記と同様に、次の判定時である５（ｕｓｅｃ）のときまで維持される。このように、クロック信号と同期をとって判定（検波）を行うことにより、出力結果が安定したタイミングで行うことができる。
【００４８】
続いて、上述した液体検出回路２０の具体的回路構成について説明する。図６は、本実施形態の液体検出回路２０の回路図である。
交流信号源Ｖ１（２１）は、本実施形態では、ＣＭＯＳロジック回路に使用される０−５（Ｖ）、２５０（ｋＨｚ）の信号が使用される。
キャパシターＣ１は、交流信号源Ｖ１から送られてくる交流信号の直流分をカットするキャパシターであり、抵抗Ｒ１（４．７ｋオーム）を介してグラウンドに接地されている。また、切替えスイッチ２３側には、抵抗Ｒ４（２２ｋオーム）を介して信号が送られる。すなわち、この回路図では、インピーダンス網Ｚｓは、キャパシターＣ１と抵抗Ｒ１、Ｒ４からなるＴ型回路である。
【００４９】
トランジスタＱ１及びＱ２は、トランジスタＱ３及びＱ４で差動アンプを構成するものであり、トランジスタＱ４のベースで予め設定された閾値（ほぼ−１（Ｖ））と、トランジスタＱ３のベースに接続された検出電極（２６ａ〜２６ｄ）での信号変化を比較検出する。
また、この接続により、トランジスタＱ４のコレクターには、トランジスタＱ３のベース電位がトランジスタＱ４のものより低下したときのみ電流が流れるように構成されている。実質的に、この状態は、検出に加えられた信号が−側に振れていて、閾値より低い状態のとき（電極部２６に液体が接触していないとき）にだけ電流が流れる。
【００５０】
トランジスタＱ５及びＱ６は、トランジスタＱ４のコレクター電流を反転してトランジスタＱ６のコレクターに流し、抵抗Ｒ５（３．３ｋオーム）に電圧を発生させる。抵抗Ｒ５に電圧が発生するのは、検出を行った電極部２６が液体に接触していないと判断されるときだけである。
【００５１】
なお、抵抗Ｒ５で発生する電圧は、トランジスタＱ６が飽和状態（最高電位である約５（Ｖ））になるようにトランジスタＱ６のコレクター電流と抵抗Ｒ５の関係が選ばれていて、これにより抵抗Ｒ５に電圧が発生したときには次の同期検波を行うＣＭＯＳのＤＦＦ（Ｄタイプフリップフロップ）での判定に十分な信号がＤ入力端子に与えられる。
ＤＦＦには、交流信号源Ｖ１から、上述の交流信号と全く同じクロック（検出信号）がＣＬＫ入力端子から入力され、判定が行われる。
【００５２】
なお、図６において、交流信号源Ｖ１から出力され、キャパシターＣ１に入力される交流信号、及びＤＦＦのＣＬＫ入力端子に入力されるクロック信号は、上記の図５の波形図（Ａ）に対応するものである。また、キャパシターＣ１を通過した後の直流分を含まない交流信号は、図５の波形図（Ｂ）に対応するものである。
【００５３】
さらにまた、電極部２６からの入力信号（Ｄｅｔｅｃｔｏｒ−Ｉｎｐｕｔ）は、図５の波形図（Ｃ）に対応するものである。さらに、ＤＦＦのＤ入力端子に送られる信号（Ｄｅｔｅｃｔｏｒ−Ｏｕｔｐｕｔ）は、図５の波形図（Ｄ）に対応するものである。また、ＤＦＦからの出力信号（Ｐｈａｓｅ−Ｄｅｔｅｃｔｏｒ−Ｏｕｔｐｕｔ）は、図５の波形図（Ｅ）に対応するものである。
【００５４】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態を示す波形図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。
第１実施形態では、直流分がカットされた交流信号は矩形波であったが、第２実施形態は、正弦波（ｓｉｎ波）を用いたものである。
図７において、交流信号源２１から出力される最初の信号は、（Ａ）に示すように矩形波であるが、この信号を例えばローパスフィルターを通して、（Ｂ）に示す正弦波に変換したものである。
【００５５】
また、（Ｂ）では、矩形波が正弦波に変換されているが、さらに直流分が取り除かれている。なお、（Ａ）では、図５の（Ａ）と比較して、位相が１／４ずれている（Ｐ５参照）。これにより、正弦波では、１、２、３、・・（ｕｓｅｃ）のときに０（Ｖ）の点を通るようになる。
そして、クロック信号の立ち上がり時（正弦波で最小電位となる点）に、判定（検波）を行うようにする（判定のタイミングを、図５と同様に、矢印Ｐ４で示している）。
【００５６】
正弦波を使用したときには、矩形波と比較すると、信号の必要とする帯域が狭くても良いというメリットがある。そして、帯域が狭くて良いので、不要輻射等の心配が少ない。また、検出途中の環境や条件に波形があまり影響を受けないので、検出点までの距離が遠い大型の装置でも問題なく適用することができる。さらにまた、矩形波を使用する場合と比較して検出速度を速くすることができる。ただし、上述のように、システムに同期させた正弦波が必要になる。
【００５７】
なお、矩形波にある種のローパスフィルターをかけたものを使用することも可能である。この場合には、インピーダンス（Ｚｓ）２２としては、ローパスフィルターに、インピーダンス調整用の抵抗を加えたものとなる。
【００５８】
（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態を示す回路図であり、第１実施形態の図６に対応する図である。また、図９は、図８の回路図に対応する波形図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。
図６で示したように、第１実施形態では、±５（Ｖ）の電源を必要としたが、第３実施形態では、図８に示すように、＋５（Ｖ）の電源Ｖ２だけで、第１実施形態と同様の機能が達成できるようにしたものである。
【００５９】
この回路においては、測定の平均電圧がクロック信号の直流成分と同じになるので、５Ｖが電源として使用されると、２．５Ｖを中心とした測定がなされるが、それの比較に使用されるのが、トランジスタＱ２のベースに接続されている直流電源Ｖ３（２．２Ｖ）である。
【００６０】
さらに、第１実施形態では、切替えスイッチ２３の接点２３ａは、全て検出電極２６ａ〜２６ｄと接続されていたが、第３実施形態では、接点の１つに、共通電極２６ｅ、すなわちグラウンドに接地されている接点２３ａ’を新たに設けている。
そして、例えば液体検出装置１０の電源がオフにされているときには、切替えスイッチ２３が接続される接点として、接点２３ａ’が選択される。
【００６１】
例えば、液体検出装置１０の電源の立上げ時又は遮断時には、この接点２３ａ’が選択され、キャパシターＣ１の充放電が短時間になされ、かつ液体に接触している電極部２６には流れないようにしたものである。すなわち、液体検出装置の電源投入直後等や非作動時には、一対の電極間（検出電極２６ａ〜２６ｄと共通電極２６ｅとの間）に残留電位差が生じる。この残留電位差は時間の経過とともに減衰していくものであるが、これが何回も繰り返されると、液体の電気分解が進むおそれがある。そこで、第３実施形態では、このような事態を回避するため、電源の立上げ時又は遮断時には、切替えスイッチ２３が接点２３ａ’と接続されるようにしている。
【００６２】
（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態を示す回路図であり、第１実施形態の図６に対応する図である。また、図１１は、図１０の回路図に対応する波形図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。
第４実施形態の回路は、第３実施形態と同様に、＋５Ｖの単一の電源Ｖ２である。また、第３実施形態では検出の比較を２．２Ｖの直流電源Ｖ３を用いたが、第４実施形態では、抵抗Ｒ２及びＲ５を通ったクロック信号を、直流成分を保ったまま、閾値検出部２４の入力部となるトランジスタＱ１及びＱ２のベースに等しく加えて、閾値検出を約１／２電源電圧（２．５Ｖ）で行うようにしている。
【００６３】
さらに、閾値分だけトランジスタＱ１のベース電位を高く保つ（本実施形態では、中間点より−側の信号だけで判定する）必要があるため、抵抗Ｒ４（２２０ｋオーム）で若干分圧することで、トランジスタＱ２のベース電位を下げている。
【００６４】
このような回路構成とすることで、万一、電源電圧が変動しても安定した検出を行うことができる。さらに、電極部２６が液体に接しているときのトランジスタＱ１のベース側に残る信号電圧と、トランジスタＱ２のベース側に加わる信号電圧とをほぼ等しくすることができ、出力にほとんど現れないようにすることができる。すなわち、検出のＳ／Ｎ比を上げることができる（ダイナミックレンジを大きくすることができる）。
【００６５】
図１１の波形図において、（Ｂ）（Ｖｂ（Ｑ１）−Ｖｂ（Ｑ２））からわかるように、その直下のＶ（Ｄｅｔｅｃｔｏｒ−Ｉｎｐｕｔ）で現れていたクロック信号（信号源の抵抗Ｒ２（２０ｋオーム）と、液体の交流での導通抵抗（本例では５００オームとして計算）との比によって減衰する値）がほとんどキャンセルされている（同図（Ｂ）の楕円点線で囲んだＰ６部分参照）。
原理的には、切替えスイッチ２３の抵抗と、電極部２６が液体に接しているときの導通抵抗との合算値が、抵抗Ｒ１（本例では８２０オーム）と等しい値になれば、クロック信号の減衰した値をほとんどキャンセルすることができるので、抵抗Ｒ１を可変抵抗にしておき、実際の状態に合わせて調整しても良い。
【００６６】
本実施形態では、上述したように構成したので、以下の効果がある。
（１）検出電極２６ａ〜２６ｄには、必ず１サイクル又は数サイクルの完結した交流が流れるので、液体のイオン化を防止することができ、液体の特性を変化させることがない。
（２）電気信号処理は、容器Ｔとは切り離した所で行われ、直流は流れず、交流も弱電流しか流れないので、水系の液体を扱うシステムとして安全性が高い。
【００６７】
（３）アナログ量の測定でなく、個々の電極部２６における測定は、有／無の判定であるので、無調整にすることができ、信頼性が高く、計測精度は電極部２６の設置数だけで決めることができる。
（４）測定のための電極部２６が設けられていれば、液体検出回路２０は１つでいいので、液体量検出装置１０が簡便かつ安価に構成することができる。
（５）直流方式にくらべて導通抵抗が小さいので、電極部２６の面積を小さくすることができる。これにより、場所をとらず、精度の高い検出を行うことができ、多くの電極部２６を設けることができるようになる。
【００６８】
（６）直流方式にくらべて瞬時に測定を行うことができるので、全体の測定及び表示速度を速くすることができる。
（７）低消費電力であり、バッテリーの使用でも十分に動作させることができる。
（８）オーディオ周波数帯〜ＡＭ周波数帯程度の信号を使用することができるので、不要輻射対策もほとんど必要がなくなる。
【００６９】
（９）全ての検出電極２６ａ〜２６ｄについて、常に１つの液体検出回路２０のみを動作させれば良いので、観測／検出時に相互のストロークの影響が全くないようにすることができる。
（１０）容器Ｔ内には、電極部２６のみを収容すれば良いので、容器Ｔの構造を簡素化することができる。
【００７０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）本実施形態の液体量検出装置１０は、インクジェットプリンタのインクの残量検知に限らず、種々の容器Ｔ内に収容した種々の液体の有無又は残量を検知さらには表示する装置に広く適用することができる。
【００７１】
（２）本実施形態では、容器Ｔ内の残量表示を、「０」〜「４」の数値により表示するようにした。しかし、このような表示に限らず、各容器Ｔごとに４つのＬＥＤを設け、ＬＥＤの点灯／消灯により、液体の残量を表示しても良い。例えば、４つの全ての電極部２６で液体が検出されたときには全てのＬＥＤを点灯させる。また、一番上の電極部２６（検出電極２６ａ及び共通電極２６ｅ）では液体が検出されなかったが、それより下の３つの電極部２６では液体が検出されたときには、３つのＬＥＤを点灯させ、１つのＬＥＤを消灯させる。さらにまた、４つの全ての電極部２６で液体が検出されなったときには、全てのＬＥＤを消灯させる。以上のような表示方法も可能である。
【００７２】
（３）第３実施形態及び第４実施形態では、切替えスイッチ２３の接点の１つに、グラウンドに接地されている接点２３ａ’を設けた。しかし、これに限らず、例えば切替えスイッチ２３がいずれの接点にも接続されないようにしても良い。すなわち、検出電極２６ａ〜２６ｄとの接続状態を解除できれば、どのような構成であっても良い。
【００７３】
（４）本実施形態では、全ての電極部２６について、液体の有無を検出するようにしたが、例えば、１つの容器Ｔ内で、一番上の電極部２６（検出電極２６ａ及び共通電極２６ｅ）から順次検出を行うとともに、液体ありと判定された電極部２６の下側に配置されている電極部２６については、液体の有無の判定を行うことなく、パスするようにしても良い。
【００７４】
また、液体の有無又は残量の検出は、必ずしも容器Ｔ内の液体に限られることなく、他の部分にある液体の検出を併せて行うことができる。例えばインクジェットプリンタに本装置を適用した場合に、プリンタヘッドの直前に設けられているチェンバー（インク溜め）に電極部２６を設け、このチェンバー内のインクの有無を判定するようにしても良い。さらには、チェンバー内にインクがないと判定されたときには、プリンタヘッドの保護の観点から、例えば印画を中止するように制御する等を併せて行うことも可能である。
【００７５】
（５）交流信号源２１からの直流分をカットするためのインピーダンス２２は、１又は２以上のコンデンサ若しくは抵抗又はこれらの組合せ等、種々のものが挙げられる。特に、交流信号源２１から発生される信号に最初から直流分を含まない場合には、抵抗のみからなるインピーダンス２２で良い。また、直流分をカットする場合には、抵抗にコンデンサを直列に又は並列に接続したものであれば良い。
【００７６】
（６）本実施形態では、１つの容器Ｔ内に複数の電極部２６を設けて、容器Ｔ内の液体残量を検知するようにしたが、例えば容器Ｔ内の底部に１つの電極部２６を設け、容器Ｔ内の液体の有無のみを検出するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】インピーダンス等価回路を示す図である。
【図２】図１のインピーダンス等価回路のシミュレーション結果を示す図である。
【図３】直流検出方式と交流検出方式との相違による回路インピーダンスの違いを具体的に示す図である。
【図４】本実施形態における液体量検出装置を示す構成図である。
【図５】第１実施形態の検出動作を説明する波形図である。
【図６】第１実施形態の液体検出回路を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示す波形図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示す回路図であり、第１実施形態の図６に対応する図である。
【図９】図８の回路図に対応する波形図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。
【図１０】本発明の第４実施形態を示す回路図であり、第１実施形態の図６に対応する図である。
【図１１】図１０の回路図に対応する波形図であり、第１実施形態の図５に対応する図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  液体量検出装置
２０  液体検出回路
２１  交流信号源（Ｖ１）
２２  インピーダンス（Ｚｓ）
２３  切替えスイッチ
２３ａ、２３ａ’  接点
２４  閾値検出部
２５  データ抽出部
２６  電極部
２６ａ〜２６ｄ  検出電極
２６ｅ  共通電極
２７  検出基板
３０  制御部
３１  判定部
４０  残量表示部
Ｔ（Ｔ１、Ｔ２）  容器
【図１】
2006240313.tif 000003
【図２】
2006240313.tif 000004
【図３】
2006240313.tif 000005
【図４】
2006240313.tif 000006
【図５】
2006240313.tif 000007
【図６】
2006240313.tif 000008
【図７】
2006240313.tif 000009
【図８】
2006240313.tif 000010
【図９】
2006240313.tif 000011
【図１０】
2006240313.tif 000012
【図１１】
2006240313.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月18日(2006.7.18)
【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】
導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体を検出する液体検出装置であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号に基づいて前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように構成した液体検出回路と、
前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする液体検出装置。
【請求項２】
導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体量を検出する液体量検出装置であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号に基づいて前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように構成した液体検出回路と、
前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする液体量検出装置。
【請求項３】
導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体を検出する液体検出装置であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号を予め設定された閾値と比較して、前記出力信号と前記閾値との差分を前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号として出力するように構成した液体検出回路と、
前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする液体検出装置。
【請求項４】
導電性を有する液体を内部に収容した１又は２以上の容器内の液体量を検出する液体量検出装置であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部、インピーダンス及び交流信号源を有し、前記交流信号源から前記インピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を前記電極部に入力して前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力するとともに、その出力信号を予め設定された閾値と比較して、前記出力信号と前記閾値との差分を前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号として出力するように構成した液体検出回路と、
前記液体検出回路から出力される２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする液体量検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号は、前記交流信号源から発生させる交流信号の周期に基づいて出力される
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項６】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するためのクロック信号を発生させるとともに、前記交流信号源から発生させる前記交流信号と前記クロック信号とを同期させるように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項７】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、１つの前記容器内に複数設けられるとともに、前記容器内の液体の減少に伴う液面の低下方向における複数位置に配置されており、
前記液体検出回路は、各前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力し、前記判定手段は、各前記一対の電極間の２値化信号に基づいて、前記容器内の液体残量を段階的に判定する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項８】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、複数の前記容器内にそれぞれ配置されており、
前記液体検出回路は、各前記容器内の前記一対の電極間の通電状態を表す信号を、時分割で順次出力するように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項９】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路のうち前記電極部は、前記容器内に配置され、
前記液体検出回路のうち前記電極部以外の部分、及び前記判定手段は、前記容器外に設けられている
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記電極部は、複数設けられており、
複数の前記電極部のインピーダンス特性は、２値化の判定を容易ならしめるよう、共通するように形成されていることを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１１】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記交流信号のうち、少なくとも正極又は負極のいずれか一方の極の信号を用いて、前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号を出力するように制御する
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１２】
請求項４に記載の液体量検出装置において、
前記液体検出回路は、前記交流信号源と、前記電極部のうち前記交流信号源からの前記交流信号が入力される接点との接続状態を解除することが可能に構成されている
ことを特徴とする液体量検出装置。
【請求項１３】
容器内の導電性を有する液体を検出する液体検出方法であって、
少なくとも一部が前記容器内の液体に接するように配置された一対の電極からなるものであって液体が接することにより前記一対の電極間が通電状態となる電極部に対して、交流信号源からインピーダンスを介して直流分を含まない交流信号を入力し、前記一対の電極間の通電状態を表す信号を出力する工程と、
その出力信号を予め設定された閾値と比較して、前記出力信号と前記閾値との差分を前記一対の電極間の通電の有無を表す２値化信号として出力する工程と、
２値化信号に基づいて、前記電極部における液体の有無を判定する工程と
を含むことを特徴とする液体検出方法。