液面检测装置及图像形成装置

文档序号:42578 发布日期:2021-09-28 浏览:47次 >En<

阅读说明:本技术 液面检测装置及图像形成装置 (Liquid level detection device and image forming apparatus ) 是由 河合寿二 于 2021-03-23 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种液面检测装置及图像形成装置。液面检测装置包含电极衬垫、线圈、存储器、检测控制电路。电极衬垫安装于图像形成装置的盒的外侧面。线圈与电极衬垫连接。存储器存储初始值。检测控制电路求出包含线圈和带电极衬垫的盒在内的第一谐振电路的静电电容(第一静电电容)。在求液位值的情况下,检测控制电路从第一静电电容减去误差值而求出第一修正电容,并基于第一修正电容和初始值来求出液位值。(The invention provides a liquid level detection device and an image forming apparatus. The liquid level detection device comprises an electrode pad, a coil, a memory and a detection control circuit. The electrode pad is attached to an outer surface of a cartridge of the image forming apparatus. The coil is connected to the electrode pad. The memory stores initial values. The detection control circuit determines the capacitance (first capacitance) of a first resonance circuit including the coil and the case with the electrode pad. When the level value is obtained, the detection control circuit obtains a first correction capacitance by subtracting the error value from the first capacitance, and obtains the level value based on the first correction capacitance and the initial value.)

液面检测装置及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种液面检测装置,其基于谐振频率来识别当前的静电电容,并求出表示液面高度的值。另外,本发明涉及一种包含液面检测装置的图像形成装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

在对容器、盒内的液面的高度(液位)进行检测的情况下,有时会使用静电电容传感器。通常静电电容传感器包含一对电极。一对电极作为电容器发挥功能。例如,一对电极以其长边沿着上下方向的方式设置于容器内。容器内的液体越多,则电极之间的液体的量就越多。电极之间的介电常数根据容器内的液体的高度而变化。静电电容根据各电极浸入液体的程度而变化。

公知有如下的基于静电电容的变化来检测液面高度的装置。具体而言,已知有一种液面检测装置,其包含液面传感器,该液面传感器插入液体内且具备筒状的外部电极、和相对于该外部电极隔着绝缘间隙设置的内部电极,所述液面检测装置向液面传感器的外部电极和内部电极之间施加交流电压,基于施加电压来检测外部电极和内部电极之间的静电电容,并基于检测的静电电容来检测液面。

在图像形成装置中包括对液体进行处理的类型。例如有一种使用墨剂进行印刷的图像形成装置。可以考虑在这种图像形成装置中装配液面检测装置。为了准确地检测液面的高度,有时在液面检测装置中包含:检测液面达到上限(上端)的传感器、检测电极之间的当前的静电电容的传感器、以及检测液面处于下限(没有液体)的传感器。通过使用这三种传感器,能够准确地掌握下限时的静电电容、上限时的静电电容、电极之间的当前的静电电容。由此,能够求出当前的液面在下限到上限之间即最小液位到最大液位之间处于哪种液位(高度)。

但是,如果至少设置三种传感器,则液面检测装置的制造成本会升高。为了抑制成本,可以考虑仅使用对电极之间的当前的静电电容进行测量的传感器(电极)。例如,将液面下限时的静电电容、液面上限时的静电电容写入存储器。在测量液位时,可使用存储器的数据。但是,在将各静电电容写入存储器时、以及实际将液面检测装置安装于图像形成装置时,液面检测装置的检测环境(测量条件)会发生变化。例如,对静电电容进行运算的电路与电极(电容器)之间的杂散电容会发生变化。

因此,存在写入存储器中的静电电容不合适的情况。其结果为,有时不能准确地检测液面的高度。此外,对于上述公知的液面检测装置而言,没有关于向存储器写入数据的记载。

针对上述的技术问题,本发明在将包含对液面高度检测用的数据进行存储的存储器的液面检测装置安装于图像形成装置的情况下,减小因检测环境变化而引起的误差,准确地检测液面的高度。

(二)技术方案

为了实现上述目的,本发明的液面检测装置安装于图像形成装置。所述液面检测装置包含电极衬垫、线圈、存储器、检测控制电路。所述电极衬垫安装于盒的外侧侧面,该盒设置于所述图像形成装置且收纳液体。所述线圈与所述电极衬垫连接,是第一谐振电路的一部分。所述存储器非易失性地存储初始值。所述检测控制电路识别将安装有所述电极衬垫的所述盒作为电容器使用的所述第一谐振电路的谐振频率。所述检测控制电路基于识别的所述谐振频率,求出所述第一谐振电路的静电电容即第一静电电容。在将所述初始值存储于所述存储器的情况下,所述检测控制电路在向所述图像形成装置安装之前求出所述第一静电电容。所述存储器将求出的所述第一静电电容作为所述初始值存储。在将误差值存储于所述存储器的情况下,所述检测控制电路在向所述图像形成装置安装之后求出所述第一静电电容。所述存储器存储所述误差值,所述误差值基于所述初始值与在向所述图像形成装置安装之后求出的所述第一静电电容的差。在求表示所述液体的液面在所述电极衬垫的高度方向上的高度的值即液位值的情况下,所述检测控制电路求出所述第一静电电容,并从求出的所述第一静电电容减去所述误差值而求出第一修正电容,并基于所述第一修正电容和所述初始值来求出所述液位值。

(三)有益效果

根据本发明的液面检测装置,在将包含对高度检测用的数据进行存储的存储器的液面检测装置安装于图像形成装置的情况下,能够减小因检测环境变化而引起的误差。能够准确地检测液面的高度。本发明的更多特征或优点可通过以下示出的实施方式而更加明确。

附图说明

图1是表示实施方式的图像形成装置一例的图。

图2是表示实施方式的图像形成装置一例的图。

图3是表示实施方式的维护单元一例的图。

图4是表示实施方式的液面检测装置一例的图。

图5是表示实施方式的液面检测装置中的向存储器写入初始值的流程一例的图。

图6是表示在实施方式的液面检测装置中求出的静电电容的差异的一例的图。

图7是表示实施方式的液面检测装置中的录入误差值的流程一例的图。

图8是表示实施方式的液面检测装置的计算液位值的流程一例的图。

图9说明实施方式的图像形成装置中的通知的一例。

具体实施方式

以下参照图1~图9对本发明实施方式的液面检测装置9、和具备液面检测装置9的图像形成装置100进行说明。图像形成装置100使用墨剂进行印刷。以下说明的图像形成装置100是打印机。此外,图像形成装置100也可以是多功能一体机。

(图像形成装置100的概要)

首先,参照图1、图2来概要说明实施方式的图像形成装置100。图像形成装置100对纸张进行印刷。图像形成装置100包含:控制部1、存储部2、引擎控制部3a、视频控制部3b、操作面板4、供纸部5、纸张输送部6、图像形成部7、墨剂补给部8、以及液面检测装置9。控制部1、引擎控制部3a、以及视频控制部3b例如是包含控制电路、运算电路的基板。

控制部1对图像形成装置100的各部发出动作指令。控制部1管理印刷任务。当执行印刷任务时,控制部1向引擎控制部3a发出供纸和纸张输送的指令。引擎控制部3a以该指令为触发,来控制供纸部5和纸张输送部6的动作。另外,当执行印刷任务时,控制部1生成墨剂喷出用图像数据。控制部1将印刷指令和墨剂喷出用图像数据向视频控制部3b发送。视频控制部3b基于墨剂喷出用图像数据,使墨剂从行喷墨头70喷出。

控制部1是包含控制电路10、图像处理电路11、以及通信电路部12的基板。例如,控制电路10是CPU。控制电路10基于存储部2中存储的控制程序、控制数据来进行运算、处理。存储部2包含如ROM及存储装置(HDD、闪存ROM)那样的非易失性的存储装置、以及RAM。图像处理电路11对印刷中使用的图像数据(印刷用图像数据)进行图像处理,并生成墨剂喷出用图像数据。

通信电路部12包含:通信用连接器、通信控制电路、以及通信用存储器。通信用存储器存储通信用软件。通信电路部12与计算机200进行通信。例如,计算机200是PC或者服务器。控制部1从计算机200接收打印任务数据。打印任务数据包含:印刷设定、印刷内容。例如,打印任务数据包含通过页面描述语言描述的数据。控制部1(图像处理电路11)对接收的(输入的)打印任务数据进行解析。控制部1基于打印任务数据的解析结果,来生成光栅数据(印刷用图像数据)。

引擎控制部3a例如包含引擎控制电路、引擎存储器。引擎控制电路例如是CPU。引擎存储器对与供纸控制、纸张输送控制有关的程序、数据进行存储。

视频控制部3b是基板或者芯片。视频控制部3b包含视频控制电路和图像存储器。视频控制电路进行图像处理,并对行喷墨头70的墨剂喷出进行控制。图像存储器是对墨剂喷出用图像数据和在进行图像处理及墨剂喷出时所需的数据进行存储的存储器。图像存储器例如是DRAM。

操作面板4包含显示面板41及触控面板42。控制部1使设定画面或信息显示于显示面板41。显示面板41显示如按键、按钮、标签那样的操作用图像。触控面板42检测对显示面板41的触控操作。控制部1基于触控面板42的输出,来识别进行了操作的操作用图像。控制部1对使用者进行的设定操作进行识别。

供纸部5收纳纸张束。供纸部5包含供纸辊51。供纸辊51与在供纸部5内安置的纸张接触。设置有使供纸辊51旋转的供纸马达(未图示)。当执行印刷任务时,引擎控制部3a使供纸马达旋转而使供纸辊51旋转。由此,将纸张从供纸部5向纸张输送部6(第一输送部6a)送出。

纸张输送部6输送纸张。纸张输送部6包含第一输送部6a及第二传递部6b。第一输送部6a将从供纸部5供给的纸张向图像形成部7输送。第二传递部6b将通过了图像形成部7(行喷墨头70)的纸张向排出托盘101输送。此外,能够在图像形成装置100的侧面(在图1中为左侧)安装后处理装置(可选装置,未图示)。

如图1所示,第一输送部6a包含输送单元60和第一输送辊对61。第一输送辊对61设置有多个。为了使各第一输送辊对61旋转,设置有第一输送马达62。当执行印刷任务时,引擎控制部3a使第一输送马达62旋转。输送单元60包含输送带63、驱动辊64以及多个从动辊65。输送带63在驱动辊64和从动辊65上卷绕。为了使驱动辊64旋转,设置有皮带马达66。在执行印刷任务时,引擎控制部3a使皮带马达66旋转,并使输送带63环绕运行。此外,例如在输送带63上开设有多个孔。并且,设置有从孔抽吸空气的吸附装置(未图示)。能够通过吸附来固定带上的纸张位置。

第二传递部6b包含多个第二输送辊对67。为了使各第二输送辊对67旋转,设置有第二输送马达68。当执行印刷任务时,引擎控制部3a使第二输送马达68旋转。

图像形成部7对输送的纸张进行印刷。图像形成部7向输送的纸张喷出墨剂。如图1所示,图像形成部7包含四个行喷墨头70。行喷墨头70Bk喷出黑色的墨剂。行喷墨头70Y喷出黄色的墨剂。行喷墨头70C喷出青色的墨剂。行喷墨头70M喷出品红色的墨剂。各行喷墨头70固定。各行喷墨头70在输送单元60(输送带63)的上方设置。在各行喷墨头70(下表面的喷嘴)与输送带63之间设置有一定的间隙。纸张在该间隙中通过。

行喷墨头70包含多个喷嘴。喷嘴在与纸张输送方向垂直的方向(主扫描方向)上排列(在图1中,是垂直于纸面的方向)。喷嘴朝下。各喷嘴的开口朝向输送带63。控制部1向视频控制部3b提供用于印刷的墨剂喷出用图像数据。视频控制部3b基于该墨剂喷出用图像数据,使行喷墨头70从喷嘴向输送的纸张喷出墨剂。使墨剂附着于输送的纸张来记录(形成)图像。

墨剂补给部8包含墨剂盒81和墨剂补给管82。墨剂盒81收纳对行喷墨头70进行补给的墨剂。墨剂盒81分别设置四色。墨剂补给管82连接与墨剂盒81对应色的行喷墨头70。通过墨剂补给管82向行喷墨头70供给墨剂。

(维护单元7a)

接着,参照图1、图3来说明实施方式的维护单元7a的一例。图像形成装置100并不总是印刷实图像。在印刷过程中,有时会在固定的行喷墨头70中出现不喷出墨剂的喷嘴。在喷嘴中,墨剂的成分(溶剂)挥发(蒸发)。在长时间不喷出墨剂的喷嘴中,会由于成分挥发而使墨剂的粘度升高。粘度高的墨剂难以喷出。如果粘度持续上升,则最终会堵塞喷嘴。

因此在印刷开始后每经过一定时间,控制部1使图像形成部7(行喷墨头70)进行清洁处理。清洁处理是为了防止堵塞而从行喷墨头70排掉墨剂的处理。清洁处理是一种维护处理。在清洁处理时中断印刷。在清洁处理时,引擎控制部3a不对纸张进行供给、输送。

为了对行喷墨头70进行维护,图像形成装置100包含维护单元7a。如图1所示,维护单元7a设置于行喷墨头70的下方。如图3所示,维护单元7a包含第一移动机构71、第二移动机构72、托盘单元73。

托盘单元73包含墨剂接受托盘74。墨剂接受托盘74是接受从行喷墨头70(喷嘴)排掉的墨剂并进行回收的托盘。例如,在墨剂接受托盘74的中央设置有墨剂排出孔。墨剂接受托盘74的落下墨剂的面以使得墨剂向墨剂排出孔流动的方式倾斜。在墨剂排出孔的下方,设置有废墨剂盒75(相当于盒)。废墨剂盒75对被排掉并从墨剂排出孔落下的墨剂进行接收。换言之,废墨剂盒75将排掉的墨剂作为废墨剂回收。

第一移动机构71使输送单元60在水平方向(图1的垂直于纸面的方向)上移动。在进行印刷时,第一移动机构71将输送单元60配置于行喷墨头70的下方。在进行清洁处理时,控制部1使第一移动机构71将输送单元60向退避位置移动。输送单元60的退避位置是从行喷墨头70的下方偏移的位置。

第二移动机构72使托盘单元73在上下方向(垂直方向)上移动。在进行清洁处理时,使输送单元60向退避位置移动,之后控制部1通过第二移动机构72使托盘单元73上升。由此,托盘单元73朝向行喷墨头70的下表面移动。第二移动机构72使托盘单元73移动到行喷墨头70的下方位置。当清洁处理结束时,控制部1使第二移动机构72将托盘单元73下降到下限位置。在下降之后,控制部1使第一移动机构71将输送单元60朝向行喷墨头70的下方移动。

为了进行单元、托盘的移动,第一移动机构71、第二移动机构72包含马达、齿轮、皮带、带轮、皮带、以及线材等机械构件。控制部1控制马达的旋转,并控制维护单元7a的移动。为了进行清洁处理,图像形成装置100也包含泵76。在进行清洁处理时,控制部1使泵76动作。泵76是对墨剂朝向对各行喷墨头70进行送入的方向施加压力的装置。其结果为,从全部的喷嘴渗出墨剂。从各喷嘴挤出墨剂。通过施加该压力,从而能够将粘度上升的墨剂向喷嘴外挤出。

控制部1以预先规定的执行间隔进行清洁处理。执行间隔例如是几分钟~60分钟之间的任意时间。操作面板4也可以受理对执行间隔的设定。在这种情况下,控制部1以设定的执行间隔对全部四色的行喷墨头70进行清洁处理。当从开始印刷任务起或者从前次清洁处理起经过了执行间隔时,控制部1使印刷暂时中止,进行清洁处理,并在清洁处理后,使印刷重新开始。

(液面检测装置9)

接着,参照图4来说明实施方式的液面检测装置9的一例。液面检测装置9包含:检测控制电路90、线圈L1(第一谐振电路91的一部分)、第二谐振电路92、电极衬垫93(第一谐振电路91的一部分)、存储器94。例如,检测控制电路90是以能够检测谐振频率、静电电容的方式设计的IC。存储器94是非易失性的存储装置。例如,存储器94是EEPROM。存储器94非易失性地存储多个初始值。初始值包含如下的数据,该数据是用于对第一谐振电路91、第二谐振电路92的谐振频率进行识别,以求出废墨剂盒75的静电电容并求出液位值的数据,所述液位值是表示废墨剂盒75内的液面高度的值(详情后述)。

液面检测装置9包含一个检测用基板95。在检测用基板95上安装有:检测控制电路90、线圈L1、第二谐振电路92、存储器94。

在图像形成装置100内设置有废墨剂盒75。图4示出了在图像形成装置100内的框架F1上设置废墨剂盒75的例子。例如,框架F1为金属制,具有导电性。例如,框架F1为铁制。由于将废墨剂盒75作为第一谐振电路91的电容器使用,因此将电极衬垫93安装(贴附)于废墨剂盒75。废墨剂盒75能够更换(能够取下)。在对废墨剂盒75进行更换时,从旧的废墨剂盒75取下电极衬垫93。当设置新的废墨剂盒75时,将电极衬垫93安装于新的废墨剂盒75。

电极衬垫93安装于废墨剂盒75的底面(与框架F1接触的面)之外的任意一面。电极衬垫93的平面与废墨剂盒75的侧面接触并贴附。电极衬垫93安装于废墨剂盒75的外侧(外表面)。因此,电极衬垫93不与墨剂接触。图4示出了将电极衬垫93安装于废墨剂盒75的侧面的例子。在图4的例子中,电极衬垫93的长边方向与设置于图像形成装置100的废墨剂盒75的高度方向平行。

废墨剂盒75本身为树脂制。为了作为电容器发挥功能,废墨剂盒75的原材料具有绝缘性。电极衬垫93的长边的长度与废墨剂盒75的高度(上下方向的长度)相同或者比其短。在安装废墨剂盒75时,可以是以在规定位置与废墨剂盒75接触的方式来固定电极衬垫93的位置。

电极衬垫93可以具有粘接性。可以在废墨剂盒75上附加标记,以使得电极衬垫93的安装位置恒定。标记可以是贴标、刻印、涂装的任一。标记可以与电极衬垫93的贴附面为相同的大小、相同的形状,也可以是标示电极衬垫93的上端位置的线。

电极衬垫93通过信号线96与线圈L1的一端连接。线圈L1的一端也与检测控制电路90的第一端子90a连接。线圈L1的另一端与检测控制电路90的第二端子90b连接。第一谐振电路91包含:线圈L1、电极衬垫93、以及作为电容器的废墨剂盒75。第一谐振电路91是LC谐振电路。为了求出第一谐振电路91(废墨剂盒75)的静电电容,液面检测装置9对将废墨剂盒75作为电容器使用的第一谐振电路91的谐振频率进行识别。

检测控制电路90利用第一端子90a和第二端子90b向第一谐振电路91(线圈L1)输入信号。例如,检测控制电路90施加交流电压。检测控制电路90使频率变化,并监视在第一谐振电路91中流动的电流。检测控制电路90将电流达到最大的频率识别为第一谐振电路91的谐振频率。

第二谐振电路92包含线圈L2和电容器C2。第二谐振电路92与检测控制电路90连接。将线圈L2的一端、电容器C2的一端、检测控制电路90的第三端子90c连接。将线圈L2的另一端、电容器C2的另一端、检测控制电路90的第四端子90d连接。第二谐振电路92不与电极衬垫93连接。

检测控制电路90利用第三端子90c和第四端子90d向第二谐振电路92(线圈L2)输入信号。例如,检测控制电路90施加交流电压。检测控制电路90使频率变化,并监视在第二谐振电路92中流动的电流。检测控制电路90将电流达到最大的频率识别为第二谐振电路92的谐振频率。

(对表示液体的液面高度的值的检测)

参照图4来说明实施方式的液面检测装置9对表示液体的液面高度的值的检测。液面检测装置9安装于图像形成装置100。并且,电极衬垫93安装于废墨剂盒75。电极衬垫93的平面与废墨剂盒75接触。液面检测装置9求出液位值。液位值是表示废墨剂盒75内的液体(废墨剂)的液面高度的值。

具体而言,检测控制电路90通过如下(式1)的计算来求出液位值。

(式1)液位值=(当前的静电电容-初始空值97)/(初始上端值98-初始空值97)

根据式1可知:液位值是表示在将所安装的电极衬垫93的上端设定为100%、并将没有液体设定为0%的范围内,液面位于何种%的位置(高度)的值。检测控制电路90求出比率,作为液位值。此外,当计算出负的值时,检测控制电路90将其作为0%处理。

初始空值97是通过在向图像形成装置100安装之前的测量而得到的、没有液体时(空的时)的废墨剂盒75的静电电容。初始上端值98是通过在向图像形成装置100安装之前的测量而得到的、液体达到上端时(判定为达到上端时)的废墨剂盒75的静电电容。这些初始值(初始空值97和初始上端值98)被非易失性地写入存储器94。

废墨剂盒75的原材料是绝缘性树脂(塑料)。并且,废墨剂盒75与框架F1接触(在图4的例子中是在下侧)。因此,废墨剂盒75接地。并且,电极衬垫93和与废墨剂盒75接触的框架F1作为电极发挥功能。废墨剂盒75向电极衬垫93与框架F1之间的空间充电。也就是说,由于电极衬垫93和接地的废墨剂盒75而能够将废墨剂盒75作为电容器处理。

当废墨剂盒75为空的时,废墨剂盒75成为以绝缘性树脂和空气为电介质的电容器。当废墨剂进入废墨剂盒75时,废墨剂盒75成为以绝缘性树脂、液体(废墨剂)、空气为电介质的电容器。对应于废墨剂的液面的高度,废墨剂盒75的介电常数发生变化。本实施方式的废墨剂与空气相比介电常数较高。因此,液面越高,废墨剂盒75的静电电容越大。

检测控制电路90对第一谐振电路91的谐振频率进行识别。检测控制电路90基于识别的谐振频率,求出第一谐振电路91(当前的废墨剂盒75)的静电电容(第一静电电容)。如果对谐振频率的算式 或者、谐振的条件XL=XC(2πfL=1/2πfC)进行整理,则能够得到C=1/(4π2f2L)。检测控制电路90将谐振频率代入f、并将第一谐振电路91的线圈L1的电感值代入L,来求出第一谐振电路91的静电电容。存储器94非易失性地存储线圈L1的电感值。

(初始值的写入)

接着,参照图5来说明实施方式的液面检测装置9中的向存储器94写入初始值的流程的一例。液面检测装置9安装于图像形成装置100。液面检测装置9可以说是装配到图像形成装置100中的一个部件(单元)。在不同的场所生产液面检测装置9(检测用基板95与电极衬垫93的组合)。生产的液面检测装置9被运入图像形成装置100的制造装配工厂,并被安装(装配)于图像形成装置100。

在液面检测装置9的生产过程中,初始值被写入存储器94。初始值是用于求出第一谐振电路91的静电电容即第一静电电容的数据。初始值包含上述的初始空值97和初始上端值98。另外,初始值也可以包含温度修正用静电电容99。温度修正用静电电容99是存储初始值时的、第二谐振电路92的电容器C2的静电电容。

在写入初始值之前,预先将液面检测装置9的线圈L1和线圈L2的电感值非易失性地写入存储器94。这是因为求出要第一静电电容而需要如此。在设计阶段确定线圈L1和线圈L2的电感值。因此,存储器94也可以存储设计值。另外,也可以利用设备来测量线圈L1和线圈L2的电感值。也可以使测量结果存储于存储器94。

在生产过程中对初始值进行存储的情况下,在初始值写入用的夹具上设置液面检测装置9。模拟再现安装于图像形成装置100的状态。另外,例如可以在夹具上包含设定用计算机。通过在夹具上设置液面检测装置9,从而使设定用计算机与检测控制电路90以通信线连接。由此,能够从设定用计算机向检测控制电路90发出指令。

图5的开始是在夹具上设置了液面检测装置9的状态。首先,检测控制电路90求出初始空值97(步骤#11)。例如,设定用计算机发出求初始空值97的指令。以该指令为触发,检测控制电路90执行步骤#11。

具体而言,在求初始空值97时,操作员可以将电极衬垫93安装于空的废墨剂盒75(可以接触)。此外,由于只要能够识别空状态下的第一静电电容即可,因此可以在未将电极衬垫93安装于废墨剂盒75的状态下进行测量。之后,检测控制电路90改变频率并施加交流电压,来识别第一谐振电路91的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率和线圈L1的电感值,求出空状态下的第一静电电容作为初始空值97。

接着,检测控制电路90求出初始上端值98(步骤#12)。例如,设定用计算机发出求初始上端值98的指令。以该指令为触发,检测控制电路90执行步骤#12。

具体而言,在求初始上端值98时,操作员可以将电极衬垫93安装于装满废墨剂的废墨剂盒75。操作员以使得液面与电极衬垫93的上端一致的方式,将电极衬垫93安装于废墨剂盒75(使其接触)。之后,检测控制电路90施加交流电压并识别第一谐振电路91的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率和线圈L1的电感值,求出废墨剂盒75装满废墨剂状态下的第一静电电容作为初始上端值98。

接着,检测控制电路90求出温度修正用静电电容99(步骤#13)。例如,设定用计算机发出求温度修正用静电电容99的指令。以该指令为触发,检测控制电路90执行步骤#13。具体而言,在求温度修正用静电电容99时,检测控制电路90向第二谐振电路92施加交流电压,并识别第二谐振电路92的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率和线圈L2的电感值,求出第二谐振电路92的静电电容即第二静电电容作为温度修正用静电电容99。

检测控制电路90将初始值写入存储器94(步骤#14)。由此,存储器94将初始值和各线圈L1的电感值作为用于检测液面的数据而非易失性地存储。初始值是求出的初始空值97、初始上端值98、以及温度修正用静电电容99。检测控制电路90使写入初始值的处理结束(END)。

(误差值910的录入)

接着,参照图6、图7来说明实施方式的液面检测装置9中的录入误差值910的一例。液面检测装置9安装于图像形成装置100。在图像形成装置100的实机和夹具中,对谐振频率及静电电容进行检测(测量)的环境不同。检测条件(测量条件)存在差异。因此,即使废墨剂盒75的液面高度相同,检测控制电路90求出的第一静电电容(第一谐振电路91的静电电容)也存在差异。该差异的原因可以考虑多个。从检测用基板95到电极衬垫93的杂散电容C0(参照图4)在夹具和实际的图像形成装置100中有所不同是原因之一。

图6是表示由于检测环境不同造成的第一静电电容的差异的一例的曲线图。图6示出了在实际安装于图像形成装置100时求出(测量)的第一静电电容较大的情况的一例。此外,也有在实际安装于图像形成装置100时求出的第一静电电容较小的情况。

液面检测装置9使用初始值求出液位值。如果在向图像形成装置100安装前后,检测环境的不同所造成的第一静电电容的差异较大,则不能准确地检测液面的高度。因此,在图像形成装置100中,当求出液位值时,对求出的第一静电电容进行修正。为了进行修正,将误差值910存储于存储器94。误差值910的录入(存储)可以在将液面检测装置9安装于图像形成装置100之后进行。可以作为制造装配图像形成装置100时的工序之一来进行误差值910的录入,也可以作为图像形成装置100出厂前的检查之一来进行误差值910的录入。

图7的开始是开始录入误差值910的时刻。在图7的时刻,液面检测装置9已经安装于图像形成装置100。图7的开始例如是在液面检测装置9设置于图像形成装置100的状态下操作面板4受理录入误差值910的指令的时刻。操作员向操作面板4发出录入指令。控制部1与检测控制电路90以可通信的方式连接(参照图4)。控制部1向检测控制电路90发送开始录入误差值910的指令。检测控制电路90接受该指令,开始进行误差值910的存储处理。

首先,检测控制电路90求出在向图像形成装置100安装之后的(安装于图像形成装置100的状态下的)第一静电电容(步骤#21)。具体而言,检测控制电路90施加交流电压,并识别第一谐振电路91的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率和线圈L1的电感值,求出第一静电电容。

此外,当录入误差值910时,废墨剂盒75可以安装于图像形成装置100,也可以未安装。在安装了废墨剂盒75的情况下,使用没有装入液体(空的)的废墨剂盒75。需要说明的是,优选为与求出初始空值97时相同的状态。例如,在对没有液体时(空的时)的废墨剂盒75的静电电容进行测量而获得初始空值97的情况下,优选将电极衬垫93安装于没装入液体的(空的)废墨剂盒75。

接着,检测控制电路90基于在步骤#21中求出的第一静电电容,求出误差值910(步骤#22)。并且,检测控制电路90将求出的误差值910存储于(写入)存储器94(步骤#23→结束)。由此,存储器94重新将误差值910非易失性地存储。

图6的曲线图所示的曲线示出了第一静电电容相对于废墨剂的液面高度的变化。虽然检测环境改变,但是检测控制电路90、线圈L1、墨剂的组成不变。因此,就安装于夹具时和安装于图像形成装置100时而言,曲线的倾斜度、曲线的形状未显著变化。

在录入误差值910时能够使用装满废墨剂的废墨剂盒75。但是,准备废墨剂装满达到电极衬垫93上端的废墨剂盒75需要耗费时间和人工。另外,在录入误差值910之后,必须更换废墨剂盒75。因此,在图像形成装置100中,将如下的值作为误差值910,即:从通过在向图像形成装置100安装之后的测量而得到的、没有液体时的第一静电电容(在步骤#21中求出的第一静电电容)减去了初始空值97而得到的值。

(液位值的计算)

接着,参照图8来说明实施方式的液面检测装置9的计算液位值的流程的一例。图8的开始是开始计算废墨剂盒75的液位值的时刻。在图8的开始的时刻,液面检测装置9也安装于图像形成装置100。控制部1向检测控制电路90发送开始计算液位值的指令。检测控制电路90接受该指令,开始液位值的计算处理。

可以是在接通主电源而起动图像形成装置100时,控制部1向检测控制电路90发送开始计算的指令。也可以是在执行清洁处理时,控制部1向检测控制电路90发送开始计算的指令。也可以是在开始印刷时,控制部1向检测控制电路90发送开始计算的指令。也可以是在结束印刷时,控制部1向检测控制电路90发送开始计算的指令。也可以是在使当更换废墨剂盒75时打开的罩壳开闭时,控制部1向检测控制电路90发送开始计算的指令。

首先,检测控制电路90求出第一静电电容(步骤#31)。具体而言,检测控制电路90施加交流电压,并识别第一谐振电路91的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率和线圈L1的电感值,求出第一静电电容(第一谐振电路91的静电电容、废墨剂盒75的静电电容)。

接着,检测控制电路90求出从求出的第一静电电容减去了误差值910而得到的值,作为第一修正电容(步骤#32)。第一修正电容是为了减小检测环境变化的影响而用误差值910对在步骤#31中求出的第一静电电容进行了修正而得到的值。

当在录入误差值910时(向图像形成装置100安装之后)得到的第一静电电容比初始空值97大时(参照图6),误差值910为正的值。因此,通过步骤#32的修正使第一静电电容减小。另一方面,当在录入误差值910时得到的第一静电电容比初始空值97小时,误差值910为负的值。在这种情况下,通过步骤#32的修正使第一静电电容增大。

接着,检测控制电路90求出第二静电电容(步骤#33)。具体而言,检测控制电路90施加交流电压,并识别第二谐振电路92的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率和线圈L2的电感值,求出第二静电电容(第二谐振电路92的静电电容)。

电容器的静电电容根据温度而变化。在此,第二谐振电路92不与检测控制电路90以外的其他电路连接。在求出的第二静电电容与温度修正用静电电容99出现差异的情况下,认为原因在于录入初始值时与当前时刻的温度差。第一谐振电路91也存在温度差的影响。因此,检测控制电路90基于温度修正用静电电容99和求出的第二静电电容,来进行规定的运算,从而求出对第一修正电容进行了修正的第二修正电容。

具体而言,检测控制电路90用在步骤#33中求出的第二静电电容除温度修正用静电电容99来求出比率(步骤#34)(比率=温度修正用静电电容99/第二静电电容)。并且,检测控制电路90使得到的比率与第一修正电容相乘来求出第二修正电容(步骤#35)。由于基于比率来进行修正,因此第二谐振电路92的电容器C2的静电电容可以比第一谐振电路91小。能够使用小型且廉价的电容器。

如果第一谐振电路91、第二谐振电路92温度都上升,则静电电容变大。在当前的第二静电电容比温度修正用静电电容99(使用夹具时的静电电容)大时,当前的温度比设定温度修正用静电电容99时高。根据上述的运算,求出的比率小于1。因此,通过步骤#34的修正向使静电电容减小的方向进行修正。

另一方面,在当前的第二静电电容比温度修正用静电电容99小时,当前的温度比设定初始值时低。根据上述的运算,求出的比率超过1。通过步骤#34的修正向使静电电容增大的方向进行修正。

并且,检测控制电路90基于初始值(初始空值97、初始上端值98)、第一修正电容或者第二修正电容来求出液位值(步骤#36)。检测控制电路90可以基于第一修正电容来求出液位值。另外,检测控制电路90也可以基于第二修正电容来求出液位值。

在使用第一修正电容的情况下,以不进行与温度有关的修正的方式求出液位值。在使用第二修正电容的情况下,进行了与温度有关的修正来求出液位值。操作面板4可以受理选择使用第一修正电容和第二修正电容的哪一个。检测控制电路90使用所选择的修正电容来求出液位值。在不使用第二修正电容的情况下,检测控制电路90可以跳过步骤#33~步骤#35。

对使用第一修正电容时的检测方法说明。将A设定为第一修正电容,将B设定为初始空值97,将C设定为初始上端值98。检测控制电路90进行(A-B)/(C-B)的计算。检测控制电路90求出比率,作为液位值(液体的液面高度)。

接着,对使用第二修正电容时的检测方法进行说明。将D设定为第二修正电容,将E设定为初始空值97,将F设定为初始上端值98。检测控制电路90进行(D-E)/(F-E)的计算。检测控制电路90求出比率,作为液位值。此外,B与E可以是相同的值。另外,C与F可以是相同的值。

并且,检测控制电路90向控制部1通知液位值(步骤#37→结束)。废墨剂盒75内的液面的位置越高,求出的比率(液位值)就越接近1。废墨剂盒75内的液面的位置越低,求出的比率就越接近0。也就是说,控制部1能够基于液位值的大小来识别废墨剂积存有多少。

(基于检测结果的通知)

接着,参照图9来说明实施方式的图像形成装置100中的通知的一例。控制部1从液面检测装置9(检测控制电路90)接收表示液面高度的值(液位值)。控制部1能够基于液位值来识别废墨剂盒75是否达到更换期。另外,也能够识别随着从废墨剂盒75溢出墨剂的风险增大是否继续积存墨剂。控制部1基于从液面检测装置9传来的液位值来向使用者进行通知。以下参照图9来说明通知流程的一例。图9的开始是从液面检测装置9(检测控制电路90)接收了液位值的时刻。

控制部1确认液位值是否为第一阈值以上(步骤#41)。第一阈值是用于判定废墨剂是否积存到需要停止印刷的程度的值。如果在过度积存的状态下进行印刷,则有可能溢出废墨剂。另外,在为了进行更换而取下废墨剂盒75时溢出废墨剂的可能性也会升高。第一阈值可预先规定。例如,存储部2(存储装置)非易失性地存储第一阈值。例如,第一阈值可以是80~100%范围的任意值。

当液位值为第一阈值以上时(步骤#41的是),控制部1使通知部通知第一消息(步骤#42)。第一消息是告知应该更换废墨剂盒75、以及在更换废墨剂盒75之前无法印刷的消息。通知部是显示面板41和通信电路部12的任意一方、或者双方。控制部1可以使第一消息显示于显示面板41。另外,控制部1可以使通信电路部12向图像形成装置100的管理者的计算机200发送包含第一消息的数据。

在这种情况下,控制部1将图像形成装置100设定为无法开始印刷任务的印刷禁止模式(步骤#43→结束)。具体而言,即使发出了开始印刷任务的指令,也不会使供纸部5、纸张输送部6、图像形成部7动作。

在想要解除印刷禁止模式的情况下,使用者必须更换废墨剂盒75。例如设置有传感器,该传感器检测当取下废墨剂盒75时打开的罩壳的开闭。当该罩壳进行了开闭时,控制部1使液面检测装置9求出液位值。当新通知的液位值小于第一阈值时,控制部1解除印刷禁止模式。

当液位值小于第一阈值时(步骤#41的否),控制部1确认液位值是否为第二阈值以上(步骤#44)。第二阈值是用于判定是否显示敦促更换容器(废墨剂盒75)的消息的值。第二阈值可预先规定。例如,存储部2(存储装置)非易失性地存储第二阈值。例如,第二阈值可以是40~70%范围的任意值。需要说明的是,第二阈值比第一阈值小。

当液位值为第二阈值以上时(步骤#44的是),控制部1使包含第二消息的通知部进行通知(步骤#45)。在步骤#45之后,或者液位值小于第二阈值时(步骤#44的否),控制部1使本流程的处理结束(END)。第二消息是告知应该更换废墨剂盒75、或者接近更换期的消息。控制部1可以使第二消息显示于显示面板41。另外,控制部1可以使通信电路部12向图像形成装置100的管理者的计算机200发送包含第二消息的数据。

这样,实施方式的液面检测装置9安装于图像形成装置100。液面检测装置9包含电极衬垫93、线圈L1、存储器94、检测控制电路90。电极衬垫93安装于盒的外侧侧面,该盒设置于图像形成装置100且收纳液体。线圈L1与电极衬垫93连接,是第一谐振电路91的一部分。存储器94非易失性地存储初始值。检测控制电路90识别将安装有电极衬垫93的盒作为电容器使用的第一谐振电路91的谐振频率。检测控制电路90基于识别的谐振频率,求出第一谐振电路91的静电电容即第一静电电容。在将初始值存储于存储器94的情况下,检测控制电路90在向图像形成装置100安装之前求出第一静电电容。存储器94将求出的第一静电电容作为初始值存储。在将误差值910存储于存储器94的情况下,检测控制电路90在向图像形成装置100安装之后求出第一静电电容,并基于初始值与在向图像形成装置100安装之后求出的第一静电电容的差来求出误差值910。存储器94将求出的误差值910存储于存储器94。在求表示液体的液面在电极衬垫93的高度方向上的高度的值即液位值的情况下,检测控制电路90可以求出第一静电电容,并从求出的第一静电电容减去误差值910而求出第一修正电容,并基于第一修正电容和初始值来求出液位值。盒例如是废墨剂盒75。

在求液位值时,能够基于误差值910来修正第一静电电容。换言之,能够对通过在向图像形成装置100安装之后的测量而得到的静电电容进行修正,以使其成为在设定初始值时的测量环境下得到的第一静电电容。能够基于进行了修正的第一静电电容(第一修正电容)和初始值来准确地求出表示液面高度的值(液位值)。另外,电极衬垫93安装于可更换的盒的外侧。因为电极衬垫93与盒是各自独立的,因此能够抑制盒的制造成本。另外,因为电极衬垫93不与液体接触,因此不会污染电极衬垫93。

存储器94将初始空值97和初始上端值98作为初始值存储。初始空值97是通过在向图像形成装置100安装之前的测量而得到的值,且是没有液体时的第一静电电容。初始上端值98是通过在向图像形成装置100安装之前的测量而得到的值,且是液面的高度与电极衬垫93的上端为相同高度时的第一静电电容。在将A设定为第一修正电容、将B设定为初始空值97、将C设定为初始上端值98的情况下,检测控制电路90通过进行(A-B)/(C-B)的计算来求出液位值。能够检测在从没有液体到与初始上端值98对应的高度的范围内,当前的液面到达何种比例。

存储器94存储初始空值97。存储器94将如下的值作为误差值910存储,即:从在向图像形成装置100安装之后得到的没有液体时的第一静电电容减去了初始空值97而得到的值。能够将存储初始值时的没有液体的状态下的第一静电电容、与安装于图像形成装置100之后的没有液体的状态下的第一静电电容的差设定为误差值910。能够适当地修正第一静电电容。

液面检测装置9包含第二谐振电路92,该第二谐振电路92与检测控制电路90连接且不与电极衬垫93连接,并包含电容器C2。检测控制电路90识别第二谐振电路92的谐振频率,并基于识别的第二谐振电路92的谐振频率来求出第二谐振电路92的静电电容即第二静电电容。存储器94非易失性地存储温度修正用静电电容99。在将温度修正用静电电容99存储于存储器94的情况下,检测控制电路90在向图像形成装置100安装之前求出第二静电电容。存储器94将求出的第二静电电容作为温度修正用静电电容99存储。在求液位值的情况下,检测控制电路90可以在向图像形成装置100安装之后求出第二静电电容,并通过基于温度修正用静电电容99和在向图像形成装置100安装之后求出的第二静电电容来进行规定的运算,从而求出对第一修正电容进行了修正的第二修正电容,并基于第二修正电容和初始值来求出液位值。电容器的静电电容根据温度而变化。能够对求出的静电电容(第一静电电容、第一修正电容)进行修正,以消除存储初始值时与求出液位值时的温度差的影响。由于减小了温度差的影响,因此能够准确地检测当前液面的高度。

液面检测装置9包含一个检测用基板95。检测用基板95包含存储器94、检测控制电路90、线圈L1、第二谐振电路92,并通过信号线96与电极衬垫93连接。能够将液面检测装置9集中在一个基板上。仅通过安装基板,就能够将存储器94、检测控制电路90、线圈L1、以及第二谐振电路92一并安装于图像形成装置100。

存储器94将初始空值97和初始上端值98作为初始值存储。在将D设定为第二修正电容、将E设定为初始空值97、将F设定为初始上端值98的情况下,检测控制电路90可以通过进行(D-E)/(F-E)的计算来求出液位值。能够检测在从与初始空值97对应的高度到与初始上端值98对应的高度的范围内,当前的液面到达何种比例。

作为规定的运算,检测控制电路90进行使比率与第一修正电容相乘的运算。比率是用在求液位值时求出的第二静电电容除温度修正用静电电容99所得到的值。能够求出由温度差引起的静电电容的变化率。使求出的变化率与第一修正电容相乘,能够求出消除了温度差的影响的第一静电电容(第二修正电容)。

液体是墨剂。盒是收纳墨剂(废墨剂)的容器。图像形成装置100包含基于墨剂印刷的图像形成部7、和液面检测装置9。能够准确地检测盒所收纳的墨剂的液面的高度。

图像形成装置100包含进行通知的通知部和控制部1。当检测的液面的高度是预先规定的阈值以上时,控制部1使通知部通知更换盒的必要性。能够向使用者通知(警告)盒内的墨剂变多。具体而言,通知部基于液位值的大小进行通知。通知部是显示面板41与通信电路部12的任意一方、或者双方。通知部在液位值是预先规定的第一阈值以上时,通知第一消息,所述第一消息通知应该更换盒(废墨剂盒75)。另外,虽然液位值小于第一阈值,但当是预先规定的第二阈值以上时,通知部通知第二消息,所述第二消息告知应该更换盒、或者接近更换期。

以上对本发明的实施方式进行了说明,但是本发明的范围不限于此,能够在不脱离发明主旨的范围内施加各种变更进行实施。

例如,说明了在废墨剂盒中适用液面检测装置的例子。但是,也可以在向各行喷墨头供给墨剂的墨剂盒81中适用液面检测装置9。在这种情况下,液位值为表示墨剂盒81的墨剂剩余量的值。

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