(57)【要約】【課題】キャリブレーションによって検出精度を維持することができる液面検出装置を提供する。【解決手段】廃インクタンクの壁面に測定面を接触させた状態で静電容量の変化を測定する静電容量センサー４１と、静電容量センサー４１の測定値と基準値との差分が予め設定された液面検出閾値以上の場合に液面を検出する液面判定部５４と、静電容量センサー４１の測定面を廃インクタンクの壁面から離接させる移動機構と、移動機構によって静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンクの壁面から離され、静電容量センサー４１の測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態になったことを検出する第１開閉検出センサー４３と、第１開閉検出センサー４３によって解放状態が検出されると静電容量センサー４１の測定値を基準値とするキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行部５１とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに収容された液体の液面を検出する液面検出装置であって、
前記タンクの壁面に測定面を接触させた状態で静電容量の変化を測定する静電容量センサーと、
該静電容量センサーの測定値と基準値との差分が予め設定された液面検出閾値以上の場合に液面を検出する液面判定部と、
前記静電容量センサーの測定面を前記タンクの壁面から離接させる移動機構と、
該移動機構によって前記静電容量センサーの測定面が前記タンクの壁面から離され、前記静電容量センサーの測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態になったことを検出する解放状態検出部と、
該解放状態検出部によって前記解放状態が検出されると前記静電容量センサーの測定値を前記基準値とするキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行部と、を具備することを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記タンクは装置筐体の内部に配置され、
前記移動機構は、前記装置筐体に設けられたカバーの開閉に伴って前記静電容量センサーの測定面を前記タンクの壁面から離接させ、
前記解放状態検出部は、前記カバーが予め設定された閾角度以上開かれると、前記解放状態を検出することを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記静電容量センサーは、押圧部材を介して前記カバーに取付けられており、
前記カバーが閉じられると、前記押圧部材によって前記静電容量センサーの測定面が前記タンクの壁面に押圧されることを特徴とする請求項２記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記静電容量センサーの測定面が前記タンクの壁面に接触した接触状態を検出する接触状態検出部と、
前記キャリブレーション実行部による前記キャリブレーションの実行後、前記接触状態検出部によって前記接触状態が検出されると前記静電容量センサーによる測定値と前記基準値とを比較し、測定値と前記基準値との差分が予め設定されたエラー閾値未満である場合にエラーを検出するエラー判定部と、を具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量センサーを用いて液面を検出する液面検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを用いて印刷を行うインクジェット記録装置において、タンク内のインクの液面を検出する液面検出装置として静電容量センサーを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。静電容量センサーは、ＬＣの共振回路を応用して静電容量の変化から測定対象物の有無を検知するセンサーであり、タンク外からインクの液面を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、静電容量センサーは、測定面の汚れや測定面と測定対象物との間隔によって大きく出力が変化するため、計時変化によって検出精度が低下してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャリブレーションによって検出精度を維持することができる液面検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液面検出装置は、タンクに収容された液体の液面を検出する液面検出装置であって、前記タンクの壁面に測定面を接触させた状態で静電容量の変化を測定する静電容量センサーと、該静電容量センサーの測定値と基準値との差分が予め設定された液面検出閾値以上の場合に液面を検出する液面判定部と、前記静電容量センサーの測定面を前記タンクの壁面から離接させる移動機構と、該移動機構によって前記静電容量センサーの測定面が前記タンクの壁面から離され、前記静電容量センサーの測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態になったことを検出する解放状態検出部と、該解放状態検出部によって前記解放状態が検出されると前記静電容量センサーの測定値を前記基準値とするキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、静電容量センサーの測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態で行うキャリブレーションによって検出精度を維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る液面検出装置を備えたインクジェット記録装置の実施の形態の構成を示す概略模式図である。
【図２】図１に示す液面検出装置の取付け例を示す概略上面部である。
【図３】図１に示す液面検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す液面検出装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付してある。
【００１０】
本実施の形態のインクジェット記録装置１は、図１を参照すると、装置筐体２の内部にインクジェット記録方式の画像形成部３が配置されている。
【００１１】
画像形成部３の下方には、積層された記録紙が収納される給紙カセット２１が配置されている。給紙カセット２１に収納された記録紙は、ピックアップローラー２２によって一枚ずつ取り出され、給紙ローラー対２３及びレジストローラー対２４を介して画像形成部３に給送される。
【００１２】
画像形成部３は、搬送ユニット３１と、タンクユニット３２と、ヘッドユニット３３と、廃インク回収ユニット３４とを備えている。
【００１３】
搬送ユニット３１は、無端状の搬送ベルトを備え、給送された記録紙を搬送ベルトに吸着させて搬送する。タンクユニット３２は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック（以下、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと称す）の４色のインクをそれぞれ収納する４個のインクタンクにより構成されている。ヘッドユニット３３は、タンクユニット３２から供給されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのインクをそれぞれ吐出する４個の記録ヘッドにより構成されている。
【００１４】
画像形成部３に給送された記録紙は、搬送ユニット３１の無担ベルトに吸着された状態で搬送される。そして、搬送ユニット３１によって搬送される記録紙に向けて、ヘッドユニット３３からＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのインクをそれぞれ吐出させることで印刷を施す。印刷が施された記録紙は、排出ローラー対２５を介して排紙トレイ２６に排出される。
【００１５】
廃インク回収ユニット３４は、キャップユニット３５と、ポンプ３６と、廃インクタンク３７とを備えている。
【００１６】
キャップユニット３５は、インクの吐出が終了したヘッドユニット３３の４個の記録ヘッドをそれぞれキャッピングするトレイ状の部材であり、図示しない駆動機構によって、ヘッドユニット３３に対して鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。ポンプ３６は、キャップユニット３５によってキャッピングされたヘッドユニット３３の４個の記録ヘッドを吸引してインクを強制的に吐出させる。ポンプ３６によって強制的に吐出させインクは、廃インクとして廃インクタンク３７内に収容される。
【００１７】
インクジェット記録装置１は、廃インクタンク３７内の廃インクの液面を検出する液面検出装置４を備え、液面検出装置４によって廃インクタンク３７の満杯を検出する。すなわち、液面検出装置４は、廃インクの液面が満杯となる位置に到達することを検出する。
【００１８】
液面検出装置４は、図２を参照すると、静電容量センサー４１と、押圧部材４２と、第１開閉検出センサー４３と、第２開閉検出センサー４４を備えている。
【００１９】
装置筐体２の前面には、前面カバー２７が設けられており、前面カバー２７を開くことで、タンクユニット３２、ヘッドユニット３３及び廃インクタンク３７の交換や、内部清掃等の各種メンテナンスを行うことが可能になる。
【００２０】
静電容量センサー４１は、ＬＣの共振回路を応用して静電容量の変化から廃インクタンク３７内の廃インクの有無を検知するセンサーであり、押圧部材４２を介して前面カバー２７に取付けられている。図２（ａ）に示すように、前面カバー２７が閉じられた状態では、押圧部材４２によって静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に押圧される。図２（ｂ）に示すように、前面カバー２７がある程度開かれると、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面から離れる。すなわち、前面カバー２７は、静電容量センサー４１の測定面を廃インクタンク３７の壁面から離接させる移動機構として機能する。なお、押圧部材４２として図２に示す例では、コイルバネを用いたが、板バネやゴム等の弾性部材であっても良い。
【００２１】
第１開閉検出センサー４３は、前面カバー２７が予め設定された閾角度以上開かれたことを検出するマイクロスイッチであり、前面カバー２７の開かれた角度が閾角度未満でオンされ、前面カバー２７の開かれた角度が閾角度以上でオフされる。なお、第１開閉検出センサー４３がオン／オフされる閾角度は、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面から離れ、静電容量センサー４１の測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態となる角度に設定されている。従って、第１開閉検出センサー４３は、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面から離され、静電容量センサー４１の測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態になったことを検出する解放状態検出部として機能する。
【００２２】
第２開閉検出センサー４４は、前面カバー２７の開閉を検出するマイクロスイッチであり、前面カバー２７の開かれるとオフされ、前面カバー２７の閉じられるとオンされる。前面カバー２７が閉じられた状態では、図２（ａ）に示すように、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に接触した接触状態となる。従って、第２開閉検出センサー４４は、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に接触した接触状態を検出する接触状態検出部として機能する。
【００２３】
図３を参照すると、液面検出装置４は、静電容量センサー４１、第１開閉検出センサー４３及び第２開閉検出センサー４４に接続された制御部５を備えている。
【００２４】
制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の演算処理回路である。ＲＯＭには液面検出装置４の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部５は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、液面検出装置４の制御を行う。
【００２５】
また、制御部５は、キャリブレーション実行部５１と、基準値記憶部５２、エラー判定部５３及び液面判定部５４として機能する。
【００２６】
キャリブレーション実行部５１は、静電容量センサー４１による測定値を基準値として基準値記憶部５２に記憶させるキャリブレーションを実行する。
【００２７】
エラー判定部５３は、静電容量センサー４１による測定値と基準値記憶部５２に記憶された基準値とに基づいてエラーを検出し、インクジェット記録装置１の図示しない本体制御部にエラー検出信号を出力する。
【００２８】
液面判定部５４は、静電容量センサー４１による測定値と基準値記憶部５２に記憶された基準値とに基づいて液面の到達を検出し、インクジェット記録装置１の図示しない本体制御部に液面検出信号を出力する。
【００２９】
次に、液面検出装置４の動作について図４を参照して詳細に説明する。
制御部５は、第１開閉検出センサー４３の出力を監視し、第１開閉検出センサー４３がオフに遷移したか否か、すなわち前面カバー２７が閾角度以上の開かれたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。
【００３０】
ステップＳ１０１で第１開閉検出センサー４３がオフに遷移していない場合、制御部５は液面判定部５４として機能する。液面判定部５４は、静電容量センサー４１による測定値と基準値記憶部５２に記憶された基準値とを比較し（ステップＳ１０２）。測定値と基準値との差分が予め設定された液面閾値以上か否かを判断する（ステップＳ１０３）。
なお、液面閾値は、静電容量センサー４１の測定面が空の廃インクタンクに押圧された際の測定値と、静電容量センサー４１が解放状態での測定値との差分よりも大きい値に設定されている。
【００３１】
ステップＳ１０３で測定値と基準値との差分が液面閾値以上である場合、液面判定部５４は、廃インクタンク３７における廃インクの液面が静電容量センサー４１による検出高さまで到達したことを検出し（ステップＳ１０４）、インクジェット記録装置１の図示しない本体制御部に液面検出信号を出力して（ステップＳ１０５）、動作を終了する。液面検出信号により、インクジェット記録装置１の本体制御部は、廃インクタンク３７の満杯を認識し、ユーザーに報知する。
【００３２】
ステップＳ１０３で測定値と基準値との差分が液面閾値未満である場合、ステップＳ１０１に戻り、制御部５は、第１開閉検出センサー４３の出力を監視する。
【００３３】
ステップＳ１０１で第１開閉検出センサー４３がオフに遷移した場合、制御部５は、キャリブレーション実行部５１として機能し、静電容量センサー４１による測定値を基準値として基準値記憶部５２に記憶させるキャリブレーションを実行する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
次に、制御部５は、第２開閉検出センサー４４の出力を監視し、第２開閉検出センサー４４がオンに遷移した否か、すなわち前面カバー２７が閉じられたか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
【００３５】
そして、ステップＳ１０７で第２開閉検出センサー４４がオンに遷移すると、制御部５はエラー判定部５３として機能する。エラー判定部５３は、静電容量センサー４１による測定値と基準値記憶部５２に記憶された基準値とを比較し（ステップＳ１０８）。測定値と基準値との差分が予め設定されたエラー閾値未満か否かを判断する（ステップＳ１０９）。なお、エラー閾値未満は、静電容量センサー４１の測定面が空の廃インクタンクに押圧された際の測定値と、静電容量センサー４１が解放状態での測定値との差分よりも小さい値に設定されている。
【００３６】
ステップＳ１０９で測定値と基準値との差分がエラー閾値未満である場合、エラー判定部５３は、エラーを検出し（ステップＳ１１１）、インクジェット記録装置１の図示しない本体制御部にエラー検出信号を出力して（ステップＳ１１２）、動作を終了する。エラー検出信号により、インクジェット記録装置１の本体制御部は、液面検出装置４の不具合を認識し、ユーザーに報知する。
【００３７】
前面カバー２７が閉じられると、図２（ａ）に示すように、押圧部材４２によって静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に押圧される。従って、静電容量センサー４１の測定値は、少なくとも静電容量センサー４１の測定面が空の廃インクタンクに押圧された際の測定値となる。従って、ステップＳ１０９で測定値と基準値との差分がエラー閾値未満である場合には、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に正しく押圧されていないことが想定される。例えば、ステップＳ１０９で測定値と基準値との差分がほぼゼロである場合には、廃インクタンク３７の未装着や、静電容量センサー４１の故障が考えられる。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、廃インクタンク３７に収容された廃インクの液面を検出する液面検出装置４であって、廃インクタンク３７の壁面に測定面を接触させた状態で静電容量の変化を測定する静電容量センサー４１と、静電容量センサー４１の測定値と基準値との差分が予め設定された液面検出閾値以上の場合に液面を検出する液面判定部５４と、静電容量センサー４１の測定面を廃インクタンク３７の壁面から離接させる移動機構（前面カバー２７）と、移動機構によって静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面から離され、静電容量センサー４１の測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態になったことを検出する解放状態検出部としい機能する第１開閉検出センサー４３と、第１開閉検出センサー４３によって解放状態が検出されると静電容量センサー４１の測定値を基準値とするキャリブレーションを実行するキャリブレーション実行部５１とを備えている。
この構成により、静電容量センサー４１の測定範囲内に空気以外の物体が存在しない解放状態で行うキャリブレーションによって検出精度を維持することができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態において、廃インクタンク３７は装置筐体２の内部に配置され、移動機構は、装置筐体２に設けられた前面カバー２７の開閉に伴って静電容量センサー４１の測定面を廃インクタンク３７の壁面から離接させ、第１開閉検出センサー４３は、前面カバー２７が予め設定された閾角度以上開かれると、解放状態を検出する。
この構成により、廃インクタンク３７の交換やメンテナンス時に開閉される前面カバー２７を、静電容量センサー４１の測定面を廃インクタンク３７の壁面から離接させる移動機構として機能させることができることができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態において、静電容量センサー４１は、押圧部材４２を介して前面カバー２７に取付けられており、前面カバー２７が閉じられると、押圧部材４２によって静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に押圧される。
この構成により、静電容量センサー４１を確実に廃インクタンク３７の壁面に接触させることができる。
【００４１】
さらに、本実施の形態は、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に接触した接触状態を検出する接触状態検出部として機能する第２開閉検出センサー４４と、キャリブレーション実行部５１によるキャリブレーションの実行後、第２開閉検出センサー４４によって接触状態が検出されると静電容量センサー４１による測定値と基準値とを比較し、測定値と基準値との差分が予め設定されたエラー閾値未満である場合にエラーを検出するエラー判定部５３とを備えている。
この構成により、静電容量センサー４１の測定面が廃インクタンク３７の壁面に正しく押圧されていないことが検出でき、廃インクタンク３７の未装着や、静電容量センサー４１の故障を検出することができる。
【００４２】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【符号の説明】
【００４３】
１  インクジェット記録装置
２  装置筐体
３  画像形成部
４  液面検出装置
２１  紙カセット
２２  ピックアップローラー
２３  給紙ローラー対
２４  レジストローラー対
２５  排出ローラー対
２６  排紙トレイ
２７  前面カバー
３１  搬送ユニット
３２  タンクユニット
３３  ヘッドユニット
３４  廃インク回収ユニット
３５  キャップユニット
３６  ポンプ
３７  廃インクタンク
４１  静電容量センサー
４２  押圧部材
４３  第１開閉検出センサー
４４  第２開閉検出センサー
５１  キャリブレーション実行部
５２  基準値記憶部
５３  エラー判定部
５４  液面判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019109170.tif 000006