JPH11101680A - 印刷機のインク量検知回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線における浮遊容量、漏洩抵抗の影響を排
除し、インク量変動による検出信号レベルの変動の比率
を増大させて検出精度を向上させる。 【解決手段】 充電電圧監視用端子１４から電極６部分
の静電容量Ｃまでの配線８のシールド外皮１７とインク
溜り４のインク２の静電容量との間の電位差が常にゼロ
となるようにシールドドライブ回路１５によりシールド
ドライブすることで、配線部分の浮遊容量や漏洩抵抗の
影響を実質的に無視し得る状態を常に確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、孔版印刷機等の印
刷機のインク量検知回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のインク量検知回路は
各種提案がなされている。その数例について説明する。

【０００３】第１の例として、例えば特開昭６２−１４
６６３２号公報に示されるインク量検知回路がある。図
１０にその構成例を示す。これは、例えば孔版印刷機に
おいて、円筒状の版胴１に内周面に接してその内周面よ
りインク２を供給するインク供給ローラ（インク供給部
材）３と、このインク供給ローラ３に近接して配設され
てインク供給ローラ３上に供給されたインク２がインク
供給ローラ３の転動に伴い移動することを堰き止めて楔
状にインク溜り４を形成するドクタローラ（インク量規
制部材）５とを備えた構成で、インク溜り４を検知対象
部分としてそのインク量を検知する例である。このよう
なインク溜り４に対しては、針状の電極６が挿入されて
いる。そして、インク供給ローラ３が例えば対向電極７
とされて、接地されている。ここに、電極６，７により
コンデンサ（静電容量）Ｃが形成され、両電極６，７間
の誘電率により静電容量の値が決まるように設定されて
おり、電極６の先端（下端）はインク溜り４のインク量
が所定量以上ある時にはそのインク中に存在するように
設定されている。一般に、印刷用のインクの誘電率は空
気の誘電率に比べ１００倍程度も大きいため、コンデン
サの容量は電極６がインク溜り４のインク２に接してい
るか否かにより大きく変化する。

【０００４】このような電極６は所定の配線８を介して
インク量検知回路９に接続されている。このインク量検
知回路９は、例えばＩＣ構成のワンショットマルチバイ
ブレータ（単一パルス出力回路）１０と、ＩＣ構成のマ
ルチバイブレータ１１と、これらのバイブレータ１０，
１１の出力の論理和をとる論理和回路１２とにより構成
されている。ワンショットバイブレータ１０はマルチバ
イブレータ１１の出力がＬレベルになるエッジで起動さ
れるように接続されている。また、ワンショットバイブ
レータ１０のＨレベルの出力幅はマルチバイブレータ１
１のＬレベル持続時間よりも短く設定されている。ここ
で、ワンショットバイブレータ１０の時定数回路１３
は、抵抗Ｒ₁ とコンデンサ（静電容量）Ｃとにより構成
されている。このため、電極６の配線８は時定数回路１
３の充電電圧監視用端子１４に接続されている。

【０００５】このような構成によれば、両バイブレータ
１０，１１の出力の論理和を論理和回路１２を通じて監
視し、Ｌレベル持続時間の変動を見ることにより、ワン
ショットバイブレータ１０の時定数回路１３の変動（即
ち、インク２の増減に伴うコンデンサＣの充電電圧の変
動）を検知することができる。

【０００６】ところが、このような構成による場合、配
線８部分の浮遊容量の寄与が大きいため、配線８に手を
近付けたり、配線８の位置が振動で変化したりすると、
検出結果が大きく変動してしまう。これを避けるために
は、配線８をなるべく設置された金属部材に密着させて
配線させることになるが、これではますます浮遊容量が
増大してしまう。この結果、針状の電極６のような微小
な容量変化しか示さないような検出環境下では、検出が
非常に困難となる。

【０００７】特に、用いるインク材質が通常のインクＡ
から高抵抗、低容量系のインクＢに変わった場合には、
図１１に示すように、インク補給信号に基づきインク供
給を行なってもインク補給停止命令が出ない内に機内に
インクが溢れてしまうようなトラブルの元となる。ま
た、通常のインクＡのままであっても、配線８の絶縁性
が低下して、漏洩分が増えると、最悪時には、インク補
給信号自体が出ないようなトラブルを発生することもあ
る。逆に、配線８が固定部材から離れると特性曲線が図
１１中で上方にシフトする結果、インクＢのようなトラ
ブルを引き起こし得る。

【０００８】第２の例として、例えば実公平３−２８３
４２号公報に示されるインク量検知装置がある。この公
報例は、同公報中の第２図や第３図に示されるように、
発振周波数よりも少し低い方に離調させた同調回路と整
流回路との組合せにより、所謂、スロープ検波回路を構
成し、周波数の変化を検波電圧変化に置き換えて検知す
るようにしたものである。この場合、後続の比較回路の
誤動作を防止するためのローパスフィルタ構成の積分回
路が付加されている。

【０００９】この公報例の場合、インク量変化に対する
検出感度を上げるためには、１００ＭＨｚ付近という非
常に高い発振周波数の発振出力回路を用いるため、配線
のストレー容量、インダクタンスの影響を大きく受け
る。このため、回路基板から検出部までの配線は、機械
的に堅固でなければならない。堅固でないと、装置の運
転による振動が伝わっただけでも発振周波数が変動す
る、所謂、ＦＭ変調を受けてしまい、検波出力に変動を
来す。

【００１０】また、発振周波数が高いことは、容量Ｃや
インダクタンスＬも小さいことが要求され、外乱を避け
るために同軸ケーブルを使用しようとすると、配線は極
端に短くしなればならない。この結果、基板の設置箇所
が大きく制約されるだけでなく１つの検出回路を切換え
て、機内複数箇所のインク量を検出するようなことは不
可能となる。

【００１１】さらには、回路を構成するＬ，Ｃの値は温
度や湿度で変動し、発振周波数を上げてインクの変動検
出の感度を上げようとすれば、検出確度が怪しくなる、
という矛盾を含んでいる。よって、このような回路を実
際に使用するときには、一品毎の細かなかつ熟練を要す
る調整が不可欠となる。結局、全体として、非常に不安
定で手間のかかる検出法であり、特にカラー印刷機のよ
うに複数箇所を検出対象としてインクの状態を検出する
必要性のある機種には不向きである。

【００１２】第３の例として、例えば特開昭５３−１３
１０６８号公報に示される液面検知装置がある。この公
報例では、その第４図中に示されるように、一端が伝送
線を介して容量補正用コンデンサに接続された第１の温
度補正用ケーブルと、一端が伝送線を介して液面センサ
に接続され他端が伝送線を介して発振器に接続された第
２の温度補正用ケーブルとが設けられ、第２の温度補正
用ケーブルは第１の温度補正用ケーブルと同一長さに形
成され、ともに同軸ケーブルとされている。これによ
り、同一の２線間静電容量が形成され、同一の外囲条件
を受けるように構成されている。

【００１３】ところが、このような構成では、第１，２
の温度補正用ケーブルを長くしていくと、発振周波数を
決定する容量成分全体に対する検出部の容量比率が低下
し、設定周波数が低下していくと同時に、油量（インク
量）変動によって得られる周波数変化が、最後には回路
のドリフトによる周波数変動よりも小さくなってしまう
状態に陥る。即ち、検出感度の低下と信号対雑音比の低
下とが同時に起こってしまう。このため、回路部分と検
出部との距離をあまり長くとることはできない。

【００１４】また、同様の理由により、複数箇所の油量
（インク量）を１つの回路で、配線の切換えのみで検出
しようとすると、配線毎に異なる容量の補正用コンデン
サを並列に接続し、もっとも検出感度の低い状態で回路
を動作させなければならなくなる。これでは、微妙な油
量（インク量）検出には使用できず、結局、複数箇所を
検出対象とする場合には、検出対象部分毎に各々独立し
た検出回路を用いる必要がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】結局、これらの従来の
インク量検知方式によると、総合的に見て以下のような
欠点ないしは課題がある。

【００１６】第１に、配線部分の浮遊容量、漏洩抵抗の
影響が大きいため、インク溜り等におけるインク層（イ
ンク量）の変動による静電容量、抵抗の変化があって
も、変化率としては小さなものとなってしまう。このた
め、配線部分に手を触れたり、他の部材が近づいたり、
或いは、振動で配線の位置がふらついたりすることによ
る変動に対して、真値の変動の割合（即ち、Ｓ／Ｎ比）
が小さく、インク量の微妙な変化を安定して測定するこ
とが困難である。

【００１７】第２に、例えば、被誘電率の小さなイン
ク、又は、抵抗率の大きなインクを用いた場合には、ま
すます変化率が小さくなってしまい、検出精度が低下す
る。さらには、インクを十分に補給しても、静電容量不
足或いは電気抵抗過大により、検知システムはまだイン
クが足りないと判断して、インク補給を継続するため、
インク供給過剰となって機内にインクが溢れるようなト
ラブルを起こす一因となる。

【００１８】第３に、浮遊容量や漏洩抵抗のために、検
知用の電極までの配線をインク供給ローラに沿って配回
し、複数の電極をインク供給ローラ上の複数の離間箇所
に分散配置させることで、全体的なインク量の変動を監
視するようなことは不可能である。これは、配線の配回
し部分の浮遊容量等の影響が大きくなりすぎて、インク
量の変化に対応するレベルの変化比率がノイズ成分に埋
もれてしまうためである。

【００１９】第４に、浮遊容量や漏洩抵抗のために、複
数の印刷ユニット、又は、同一ユニット内でもインク供
給ローラとブレードローラとによるインク溜り部分、イ
ンクパック中、或いは、インク配送パイプ中などの複数
箇所のインク量の過不足を１つの回路で監視するような
ことは不可能である。

【００２０】第５に、インクのインピーダンス（静電容
量又は電気抵抗）を電圧分圧回路の電圧分圧要素として
利用するような検知回路構成の場合には、上記の欠点の
他に、規定電圧を電圧分圧回路に印加するものでは、イ
ンクに差し込まれた電極に外部からの電磁界による外乱
で検出電極に異常電圧が発生してしまい、供給電圧を正
しく分圧した電圧値とかけ離れた値を示す場合を生じて
しまい、検出結果に悪影響を及ぼす。

【００２１】そこで、本発明は、配線における浮遊容
量、漏洩抵抗の影響を排除し、インク量変動による検出
信号レベルの変動の比率を増大させて検出精度を向上さ
せ得ることで、配線の振動や手や他の部材が配線に接近
したり触れることによる影響をなくすことができるイン
ク量検知回路を提供することを目的とする。

【００２２】また、本発明は、外部からの電磁気的な妨
害の影響を受けることなく検知できるインク量検知回路
を提供することを目的とする。

【００２３】本発明は、配線における浮遊容量、漏洩抵
抗の影響の最小化によるＳ／Ｎ比の向上を活かして検出
レベルを多値化し得るインク量検知回路を提供すること
を目的とする。

【００２４】本発明は、配線における浮遊容量、漏洩抵
抗の影響の最小化によりインク供給ローラ全体に渡るイ
ンク量の監視を適正に行なえるインク量検知回路を提供
することを目的とする。

【００２５】本発明は、配線における浮遊容量、漏洩抵
抗の影響の最小化により、複数の検知対象部分における
インク量の監視を単一の回路で適正に行なえるインク量
検知回路を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
検知対象部分のインクの静電容量を発振出力回路又は単
一パルス出力回路の時定数決定要素として使用し、前記
静電容量に充電されて前記出力回路の充電電圧監視用端
子に得られる電圧と所定の閾値との比較により前記発振
出力回路の出力周期又は前記単一パルス出力回路の出力
パルス幅を決定し、決定された出力周期又は出力パルス
幅の出力に基づきインク量を検知する印刷機のインク量
検知回路において、前記充電電圧監視用端子から電圧が
供給される演算増幅器による電圧フォロワ回路を有し、
この電圧フォロワ回路のフォロワ出力を前記充電電圧監
視用端子から前記静電容量までの配線のシールド外皮に
供給するシールドドライブ回路を備える。

【００２７】従って、充電電圧監視用端子から静電容量
までの配線のシールド外皮と検知対象部分のインクの静
電容量との間の電位差が常にゼロとなるようにシールド
ドライブ回路によりシールドドライブすることにより、
配線部分の浮遊容量や漏洩抵抗の影響を実質的に無視し
得る状態を常に確保できる。これにより、インク量変動
による検出信号レベルの変動の比率を増大させて検出精
度を向上させることができる上に、配線の振動や手や他
の部材が配線に接近したり触れることによる影響もなく
なる。結局、配線における浮遊容量や漏洩抵抗、外乱の
影響を受けることなく、かつ、配線の長さの影響を受け
ることなく、検出回路部分の電気的特性のみでインク量
検出の感度・確度を同一化し得る。

【００２８】請求項２記載の発明は、検知対象部分のイ
ンクのインピーダンスを電圧分圧回路の電圧分圧要素と
して使用し、電源に接続された前記電圧分圧回路に得ら
れる分圧電圧と所定の閾値とを電圧比較回路により比較
してその比較結果に基づきインク量を検知する印刷機の
インク量検知回路において、前記電圧分圧回路から分圧
電圧が供給される演算増幅器による電圧フォロワ回路を
有し、この電圧フォロワ回路のフォロワ出力を前記電圧
比較回路の分圧電圧入力部までの配線のシールド外皮に
供給するシールドドライブ回路を備える。

【００２９】従って、電圧比較回路の分圧電圧入力部ま
での配線のシールド外皮と検知対象部分のインクのイン
ピーダンスとの間の電位差が常にゼロとなるようにシー
ルドドライブ回路によりシールドドライブすることによ
り、配線部分の浮遊容量や漏洩抵抗の影響を実質的に無
視し得る状態を常に確保できる。これにより、インク量
変動による検出信号レベルの変動の比率を増大させて検
出精度を向上させることができる上に、配線の振動や手
や他の部材が配線に接近したり触れることによる影響も
なくなる。結局、配線における浮遊容量や漏洩抵抗、外
乱の影響を受けることなく、かつ、配線の長さの影響を
受けることなく、検出回路部分の電気的特性のみでイン
ク量検出の感度・確度を同一化し得る。

【００３０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の印
刷機のインク量検知回路において、電源が一定周波数の
交流電圧を供給する交流電源であり、電圧比較回路は前
記一定周波数の成分を通過させるフィルタ回路又は同期
検波により前記一定周波数の成分のみを抽出する同期検
波回路を有する。従って、一定周波数の交流電源とフィ
ルタ回路又は同期検波回路との組合せによれば、外部か
ら侵入してくる電磁界による検出出力の変動を防止でき
るので、検出感度及び精度が向上する。

【００３１】請求項４記載の発明は、請求項２記載の印
刷機のインク量検知回路において、電源が一定の規則に
従い変動するスペクトラム拡散擬似ランダム信号電圧を
供給する電源であり、電圧比較回路は前記スペクトラム
拡散擬似ランダム信号電圧と電圧比較回路に対して入力
された分圧電圧との相関演算によりスペクトラム拡散擬
似ランダム信号電圧の成分を抽出する相関演算処理回路
を有する。従って、スペクトラム拡散擬似ランダム信号
電圧を供給する電源とスペクトラム拡散擬似ランダム信
号電圧の成分を抽出する相関演算処理回路との組合せに
よれば、外部から侵入してくる電磁界による検出出力の
変動を防止できるので、検出感度及び精度が向上する。

【００３２】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
の何れか一に記載の印刷機のインク量検知回路におい
て、インク量規制部材とインク供給部材との間に形成さ
れるインク溜り部分を検知対象部分とし、前記インク溜
り中に挿入されて前記インク量規制部材又は前記インク
供給部材との間に異なるインピーダンス成分を生じさせ
る長さの異なる複数本の針状の電極を有する。従って、
上記のように検出精度が大幅に向上した条件下では、針
状の電極がインク溜りに接している場合と離れた場合と
で出力に大きな違いが出るので、長さを異ならせた複数
の針状の電極を用いることで、多段階レベルのインク量
検知を行なうことができる。即ち、単なるインク溜りに
おけるインクの有無の判別に留まらず、インク量の検出
レベルの多値化を図ることができ、インク溜りのインク
量を従来以上に適正範囲に抑えることができ、画質の安
定化に寄与する。

【００３３】請求項６記載の発明は、請求項１ないし４
の何れか一に記載の印刷機のインク量検知回路におい
て、インク量規制部材とインク供給ローラとの間に形成
されるインク溜り部分を検知対象部分とし、前記インク
溜り中に挿入されて前記インク量規制部材又は前記イン
ク供給ローラとの間にインピーダンス成分を生じさせる
複数本の針状の電極を前記インク供給ローラの軸方向の
離間した箇所に分散配置し、これらの電極間の配線のシ
ールド外皮をシールドドライブ回路中に含ませた。従っ
て、インク供給ローラ全体に渡ってそのインク溜りのイ
ンク量を監視することができ、局部的なインクの過大・
不足を早期に発見することができ、適切な対応を採れ
る。

【００３４】請求項７記載の発明は、請求項１ないし４
の何れか一に記載の印刷機のインク量検知回路におい
て、分散した複数の検知対象部分毎にそのインク中に各
々インクのインピーダンス成分を抽出する電極を備え、
これらの電極を共通のインピーダンス成分抽出用配線に
接続し、前記インピーダンス成分抽出用配線のシールド
外皮及び各々の電極からこのインピーダンス成分抽出用
配線に至る個別の配線のシールド外皮をシールドドライ
ブ回路中に含ませるとともに、前記電極中の唯一の電極
のみを切換え選択自在とした。従って、上記のような配
線における浮遊容量や漏洩抵抗の影響を受けない条件下
であれば、配線の長さ等の影響も受けないので、分散し
た複数の検知対象部分に関するインク量の検知を１つの
検知回路で監視することができ、インク量監視系の構成
を大幅に簡略化し得る。特に、カラー印刷機、両面同時
印刷機等においては有効であり、インク材質の違いに応
じた設定をすることで、カラーバランスの安定化に効果
的となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。図１０及び図１１で示し
た部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略
する（以下の実施の形態でも同様とする）。本実施の形
態は、基本的には図１０で示した場合と同様に、単胴式
の孔版印刷機におけるインク溜り４のインク量検知に関
し、電極６部分に生ずるコンデンサ（静電容量）Ｃをワ
ンショットバイブレータ１０の時定数回路１３の時定数
要素とする場合への適用例を示すものである。

【００３６】本実施の形態では、図１０に示した構成に
加えて、配線８部分に対してシールドドライブ回路１５
が設けられている。このシールドドライブ回路１５は充
電電圧監視用端子１４から電圧が供給される電圧フォロ
ワ回路１６を備え、この電圧フォロワ回路１６のフォロ
ワ出力を配線８（充電電圧監視用端子１４から電極６ま
での間の配線）に対するシールド外皮１７に供給する構
成とされている。電圧フォロワ回路１６はＩＣ構成の演
算増幅器（ＯＰアンプ）によるもので、電極６とシール
ド外皮１７との電位差が常にゼロとなるように機能す
る。

【００３７】このような構成において、本実施の形態の
場合も、基本的には図１０に示した場合と同様に、両バ
イブレータ１０，１１の出力の論理和を論理和回路１２
を通じて監視し、Ｌレベル持続時間の変動を見ることに
より、ワンショットバイブレータ１０の時定数回路１３
の変動（即ち、インク２の増減に伴うコンデンサＣの充
電電圧の変動）を検知することができる。この場合、針
状の電極６の電位は電圧フォロワ回路１６を介して、電
極６とワンショットバイブレータ１０の回路基板の充電
電圧監視用端子１４とを接続する配線８のシールド外皮
１７に供給されており、シールド外皮１７と電極６との
電位差が常にゼロとなるようにシールドドライブされる
ため、電極６からワンショットバイブレータ１０に至る
までの間の配線８における浮遊容量及び漏洩抵抗は実質
的に無視できることになる。

【００３８】即ち、本実施の形態によれば、配線８部分
に対してシールドドライブの技術を利用することで、外
乱に強く精度の高いインク量検知が可能となるので、検
出回路を実機に組み込む前にユニットとして組み立てて
調整しておくことにより、無調整で実機に取り付けるこ
とが可能となる。よって、従来は実機毎に行なっていた
調整作業が不要となり、検出不能等の故障発生の可能性
を減らすことができる。

【００３９】また、本実施の形態による直接的な効果と
して、浮遊容量及び漏洩抵抗を実質的に無視できるた
め、検出出力の時定数変化幅が非常に大きくなり、イン
ク２の特性に合わせて閾値を変える調整が不要となり、
１つの閾値で今まで以上に多くのインクについてそのイ
ンク有無の判定を行なえることになる。これは、大幅な
省力化・工程削減につながり、ユーザに対して安定して
製品を供給し得ることを意味し、市場においても、イン
ク交換によるトラブル発生が減少するものとなる。図２
は本実施の形態による場合のインク溜り４のインク溜り
深さと検出回路オフ時間幅との関係を示す。即ち、本実
施の形態によれば、浮遊容量がほぼ１／２０に減った分
を、時定数回路１３の抵抗Ｒ₁ の抵抗を増すことで調整
し、インク量変動に対するオフ時間変化の割合（図中の
特性線の傾き）を急にすることができる。この結果、イ
ンクＡ、インクＢで示すように、インク材質が変化して
も、補給停止信号の出るタイミングが若干ずれる程度で
オーバフロー等の不都合は生じない。また、配線８の位
置が変化したり、配線８に手が触れても状態の変化は全
くなく、配線８に老朽化或いは汚染による漏洩があった
としても電圧フォロワ回路１６で電流を供給できる範囲
であれば特性に変動はない。現実には、電圧フォロワ回
路１６に用いられる通常のＯＰアンプで数ｍＡ程度の電
流供給能力があるので、劣化による特性変動は殆ど起こ
り得ないこととなる。

【００４０】なお、本実施の形態は、検知対象部分（イ
ンク溜り４）のインク２の静電容量を単一パルス出力回
路（ワンショットバイブレータ１０）の時定数決定要素
として使用し、静電容量に充電されてワンショットバイ
ブレータ１０の充電電圧監視用端子１４に得られる電圧
と所定の閾値との比較によりワンショットバイブレータ
１０の出力パルス幅を決定し、決定された出力パルス幅
の出力に基づきインク量を検知するインク量検知回路へ
の適用例としたが、ワンショットバイブレータ１０に代
えて発振出力回路を用い、静電容量に充電されて発振出
力回路の充電電圧監視用端子に得られる電圧と所定の閾
値との比較により発振出力回路の出力周期を決定し、決
定された出力周期の出力に基づきインク量を検知するイ
ンク量検知回路であっても同様に適用できる。

【００４１】本発明の第二の実施の形態を図３に基づい
て説明する。本実施の形態は、検知対象部分（インク溜
り４）のインク２のインピーダンス（電気抵抗又は静電
容量）を分圧抵抗Ｒ₂ とともに電圧分圧回路２１の電圧
分圧要素として使用し、電源２２に接続された電圧分圧
回路２１に得られる分圧電圧と所定の閾値とを電圧比較
回路２３により比較してその比較結果に基づきインク量
を検知する方式のインク量検知回路に適用されている。
即ち、電圧分圧回路２１は抵抗Ｒ₂ と電極６との直列回
路により形成されており、電源２２からの電流が抵抗Ｒ
₂ を介して電極６からインク溜り４のインク２を通って
アース部へと流れる構成の下、インク量が増えるとイン
ク溜り４の電流経路が広がることでインク部の抵抗が低
下することから、電極６の電位（分圧電圧）を測定して
電源電圧との比率を監視することで、インク量の過多を
検知し得る方式である。

【００４２】ここに、本実施の形態では、電源２２には
一定周波数の交流電圧を供給する交流電源が用いられて
いる。また、電圧比較回路２３はバッファアンプ２４と
バンドパスフィルタ（フィルタ回路）２５と振幅検知回
路２６とにより構成され、振幅検知回路２６の出力がイ
ンク有無・補給判定処理ルーチンに出力される。これに
より、電圧分圧回路２１の分圧電圧に基づきバッファア
ンプ２４で電極６側の抵抗分による電圧変動を検出した
後、バンドパスフィルタ２５で電源周波数を通過させる
ことで変動成分の電圧のみを読取り、振幅検知回路２６
において交流電源２２の出力設定値と比較することによ
り、インク２の状態を判定する。

【００４３】また、本実施の形態では、電圧分圧回路２
１から電圧比較回路２３のバッファアンプ（分圧電圧入
力部）２４までの配線２７部分に対してシールドドライ
ブ回路２８が設けられている。このシールドドライブ回
路２８は電圧分圧回路２１から分圧電圧（バッファアン
プ２４の入力電圧）が供給される電圧フォロワ回路２９
を備え、この電圧フォロワ回路２９のフォロワ出力を配
線２７（抵抗Ｒ₂ からバッファアンプ２４までの間の配
線）に対するシールド外皮３０に供給させる構成とされ
ている。電圧フォロワ回路２９は前記実施の形態の場合
と同様に、ＩＣ構成の演算増幅器（ＯＰアンプ）による
もので、電極６とシールド外皮３０との電位差が常にゼ
ロとなるように機能する。

【００４４】よって、本実施の形態によれば、電極６に
生ずる分圧電圧を検出する部分の配線２７が、前記実施
の形態の場合と同様に、シールドドライブ回路２８によ
りシールドドライブされるため、配線２７における浮遊
容量及び漏洩抵抗等による電圧レベル変動は実質的に無
視できることになる。即ち、配線２７部分に対してシー
ルドドライブの技術を利用することで、外乱に強く精度
の高いインク量検知が可能となる。また、電圧比較回路
２３側についても交流電源２２に対応させて一定周波数
の成分は通過させるバンドパスフィルタ２５を備えた構
成としているので、外部から侵入してくる電磁界による
検出出力の変動を防止することもでき、検出感度及び精
度を向上させることができる。

【００４５】本発明の第三の実施の形態を図４に基づい
て説明する。本実施の形態では、前記実施の形態におけ
るバンドパスフィルタ２５に代えて、同期検波回路３１
が用いられている。この同期検波回路３１は乗算器によ
るもので、交流電源２２に接続されて同期検波動作を行
なうことで電源周波数に同期する一定周波数の成分のみ
を抽出する機能を果たす。即ち、バンドパスフィルタ２
５による場合と同様であり、外部から侵入してくる電磁
界による検出出力の変動を防止することができ、検出感
度及び精度を向上させることができる。

【００４６】本発明の第四の実施の形態を図５に基づい
て説明する。本実施の形態では、交流電源２２に代えて
スペクトラム拡散擬似ランダム（ＰＲＮ）信号電圧を供
給する電源３２が用いられている。ＰＲＮ信号電圧は一
定の規則に従いランダムに変動する信号である。また、
電圧比較回路２３にあっては、前述したバンドパスフィ
ルタ２５や同期検波回路３１に代えて、相関演算処理回
路３３が用いられている。相関演算処理回路３３は電源
３２に接続されてそのＰＲＮ信号電圧とバッファアンプ
２４からの出力との相関演算を行なうことで、ＰＲＮ信
号電圧に対応する成分のみを抽出する機能を果たす。よ
って、外部から侵入してくる電磁界による検出出力の変
動を防止することができ、検出感度及び精度を向上させ
ることができる。

【００４７】本発明の第五の実施の形態を図６及び図７
に基づいて説明する。本実施の形態は、前述した何れの
実施の形態にも適用できるが、例えば、第一の実施の形
態への適用例として説明する。本実施の形態では、イン
ク溜り４中に挿入される針状の電極６として、インク溜
り４に対する挿入長さを異ならせた複数本、例えば３本
の電極６ａ，６ｂ，６ｃが用いられている。これらの電
極６ａ，６ｂ，６ｃは例えば固定部材３４により近接さ
せた並列状態で一体的に保持され、配線側は配線８に共
通に接続されている。この配線８部分には前述したよう
にシールドドライブ回路１５（図１参照）が付加されて
いる。

【００４８】前述したように、シールドドライブにより
検出精度が向上する状況下では、インク溜り４のインク
２が減少して複数本の電極６ａ，６ｂ，６ｃの内の１本
がインク２外に出たときに生ずる静電容量（又は、電気
抵抗）の変動を検知することが可能となる。ここに、針
状の電極６ａ，６ｂ，６ｃの場合、針先端に電気力線或
いは電流束の集中があるため、電極６ａ，６ｂ，６ｃの
先端がインク２から離れるときの検知出力の変動は大き
くなる。例えば、３本の電極６ａ，６ｂ，６ｃを用いた
場合であれば、図７に示すように複数レベルの検知が可
能となるため、図示の如く検知過程でオフ時間の変化が
観察されることになる。従って、単にインク２が一定以
上あるか否かのみの判定だけでなく、過多であるのか、
遥かに不足しているのかといった多段階レベルのインク
量検知を行なうことができる。よって、インク溜り４の
インク量を従来以上に適正範囲に抑えることができ、画
質の安定化に寄与する。

【００４９】本発明の第六の実施の形態を図８に基づい
て説明する。本実施の形態も、前述した第一ないし第四
の何れの実施の形態にも適用できるが、例えば、第一の
実施の形態への適用例として説明する。本実施の形態で
は、インク溜り４中に挿入される針状の電極６として複
数本、例えば３本の電極６Ａ，６Ｂ，６Ｃが用いられて
いる。これらの３本の電極６Ａ，６Ｂ，６Ｃはインク供
給ローラ３の軸方向に離間した箇所、例えば、中央部と
両端部との３箇所に分散配置されてインク溜り４中に挿
入されている。これらの電極６Ａ，６Ｂ，６Ｃの出力側
は、配線８に共通に接続されている。この配線８部分に
は前述したようにシールドドライブ回路１５（図１参
照）が付加されている。

【００５０】前述したように、シールドドライブにより
検出精度が向上する状況下では、インク溜り４の中央部
及び両端部に配置させた電極６Ａ，６Ｂ，６Ｃによって
も浮遊容量や漏洩抵抗を気にせずに、インク量の変化を
検出することができる。特に、本実施の形態では、イン
ク溜り４における１ヶ所での検出ではなく複数箇所での
検出（インク供給ローラ３の全域に渡る検出）であるの
で、より適正にインク量検出を行なえる。よって、局部
的なインク過多を早期に発見することも従来に比して容
易となり、このようなインク量検出結果に基づいて行な
われる撹拌動作の始動或いはインク供給動作等を短時間
の内に行なわせることができる。この結果、画像上の斑
の発生も抑制できる。

【００５１】本発明の第七の実施の形態を図９に基づい
て説明する。前述した実施の形態では、何れもインク溜
り４のみを検知対象部分とする例で説明したが、本実施
の形態では例えば２つの版胴（第１ドラム、第２ドラム
とする）を備えた両面同時印刷可能な孔版印刷機への適
用例であって、検知対象部分を各々のドラム側における
インク溜り４１Ａ，４１Ｂ、インク供給装置におけるイ
ンク分配部４１Ｃ，４１Ｄ、インクポンプのポンプ出口
４１Ｅ，４１Ｆとする場合の構成例を示す。これらの各
検知対象部分４１Ａ〜４１Ｆには各々インク中に挿入さ
れる針状の電極４２ａ〜４２ｆが個別に設けられてい
る。これらの電極４２ａ〜４２ｆは単一の検知回路（図
示しないが、図１のインク量検知回路９等に相当する）
に接続された共通のインピーダンス成分抽出用配線４３
（配線８に相当）に接続されている。また、インピーダ
ンス成分抽出用配線４３のシールド外皮４３ａ及び各々
の電極４２ａ〜４２ｆからこのインピーダンス成分抽出
用配線４３に至る個別の配線４４ａ〜４４ｆのシールド
外皮４５ａ〜４５ｆは図１で説明したようなシールドド
ライブ回路１５中に含まれている。さらに、各配線４４
ａ〜４４ｆ中には制御部（図示せず）等の指示に基づき
任意に切換えられるリレー接点等によるスイッチ４６ａ
〜４６ｆが介在されている。対応するシールド外皮４５
ａ〜４５ｆに対してもスイッチ４６ａ〜４６ｆに連動し
てオン・オフされるリレー接点等によるスイッチ４７ａ
〜４７ｆが介在されている。これは、シールド外皮４５
ａ〜４５ｆ毎のシールドドライブ回路毎にスイッチ４７
ａ〜４７ｆが設けられていることを示す。

【００５２】このような構成において、スイッチ４６ａ
〜４６ｆをリレー等で順次切換えるものとし、印刷機に
おける制御部からの指示に従って、これらのスイッチ４
６ａ〜４６ｆを切換えることで、検出対象となる電極４
２ａ〜４２ｆ、従って、検出対象部分を順次切換えてい
く。これにより、各検知対象部分４１Ａ〜４１Ｆでのイ
ンク量がどうなっているかを単一の検知回路で検知する
ことができる。この際、シールド側は全て接続したまま
でも動作するが、各シールド外皮４５ａ〜４５ｆ毎に設
けられる電圧フォロワ回路の発振を避けるためには、シ
ールド側のスイッチ４７ａ〜４７ｆもスイッチ４６ａ〜
４６ｆに連動させて切換えるのが動作上は好ましい。も
っとも、電圧フォロワ回路が発振する場合でも、素子の
追加で止め得るので、実際の運用に当たってはコストと
安定性との比較で何れかに決めればよい。

【００５３】このように配線における浮遊容量や漏洩抵
抗の影響を受けない条件下であれば、配線の長さ等の影
響も受けないので、分散した複数の検知対象部分４１Ａ
〜４１Ｆに関するインク量の検知を１つの検知回路で監
視することができ、インク量監視系の構成を大幅に簡略
化し得る。特に、本実施の形態の場合の両面同時印刷機
に限らず、カラー印刷機等においては有効であり、イン
ク材質の違いに応じた設定をすることで、カラーバラン
スの安定化等に効果的となる。

【００５４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、充電電圧
監視用端子から静電容量までの配線のシールド外皮と検
知対象部分のインクの静電容量との間の電位差が常にゼ
ロとなるようにシールドドライブ回路によりシールドド
ライブするようにしたので、配線部分の浮遊容量や漏洩
抵抗の影響を実質的に無視し得る状態を常に確保するこ
とができ、これにより、インク量変動による検出信号レ
ベルの変動の比率を増大させて検出精度を向上させるこ
とができる上に、配線の振動や手や他の部材が配線に接
近したり触れることによる影響もなくすことができ、結
局、配線における浮遊容量や漏洩抵抗、外乱の影響を受
けることなく、かつ、配線の長さの影響を受けることな
く、検出回路部分の電気的特性のみでインク量検出の感
度・確度を同一化することができる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、電圧比較回
路の分圧電圧入力部までの配線のシールド外皮と検知対
象部分のインクのインピーダンスとの間の電位差が常に
ゼロとなるようにシールドドライブ回路によりシールド
ドライブするようにしたので、配線部分の浮遊容量や漏
洩抵抗の影響を実質的に無視し得る状態を常に確保する
ことができ、これにより、インク量変動による検出信号
レベルの変動の比率を増大させて検出精度を向上させる
ことができる上に、配線の振動や手や他の部材が配線に
接近したり触れることによる影響もなくすことができ、
結局、配線における浮遊容量や漏洩抵抗、外乱の影響を
受けることなく、かつ、配線の長さの影響を受けること
なく、検出回路部分の電気的特性のみでインク量検出の
感度・確度を同一化することができる。

【００５６】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の印刷機のインク量検知回路において、電源が一定周
波数の交流電圧を供給する交流電源であり、電圧比較回
路は前記一定周波数の成分を通過させるフィルタ回路又
は同期検波により前記一定周波数の成分のみを抽出する
同期検波回路を有するので、外部から侵入してくる電磁
界による検出出力の変動を防止することができ、検出感
度及び精度を向上させることができる。

【００５７】請求項４記載の発明によれば、請求項２記
載の印刷機のインク量検知回路において、電源が一定の
規則に従い変動するスペクトラム拡散擬似ランダム信号
電圧を供給する電源であり、電圧比較回路は前記スペク
トラム拡散擬似ランダム信号電圧と電圧比較回路に対し
て入力された分圧電圧との相関演算によりスペクトラム
拡散擬似ランダム信号電圧の成分を抽出する相関演算処
理回路を有するので、外部から侵入してくる電磁界によ
る検出出力の変動を防止することができ、検出感度及び
精度を向上させることができる。

【００５８】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４の何れか一に記載の印刷機のインク量検知回路に
おいて、インク量規制部材とインク供給部材との間に形
成されるインク溜り部分を検知対象部分とし、前記イン
ク溜り中に挿入されて前記インク量規制部材又は前記イ
ンク供給部材との間に異なるインピーダンス成分を生じ
させる長さの異なる複数本の針状の電極を有するので、
多段階レベルのインク量検知を行なうことができ、イン
ク溜りのインク量を従来以上に適正範囲に抑えることが
でき、画質の安定化に寄与する。

【００５９】請求項６記載の発明によれば、請求項１な
いし４の何れか一に記載の印刷機のインク量検知回路に
おいて、インク量規制部材とインク供給ローラとの間に
形成されるインク溜り部分を検知対象部分とし、前記イ
ンク溜り中に挿入されて前記インク量規制部材又は前記
インク供給ローラとの間にインピーダンス成分を生じさ
せる複数本の針状の電極を前記インク供給ローラの軸方
向の離間した箇所に分散配置し、これらの電極間の配線
のシールド外皮をシールドドライブ回路中に含ませたの
で、インク供給ローラ全体に渡ってそのインク溜りのイ
ンク量を監視することができ、局部的なインクの過大・
不足を早期に発見することができ、適切な対応を採るこ
とができる。

【００６０】請求項７記載の発明によれば、請求項１な
いし４の何れか一に記載の印刷機のインク量検知回路に
おいて、分散した複数の検知対象部分毎にそのインク中
に各々インクのインピーダンス成分を抽出する電極を備
え、これらの電極を共通のインピーダンス成分抽出用配
線に接続し、前記インピーダンス成分抽出用配線のシー
ルド外皮及び各々の電極からこのインピーダンス成分抽
出用配線に至る個別の配線のシールド外皮をシールドド
ライブ回路中に含ませるとともに、前記電極中の唯一の
電極のみを切換え選択自在としたので、分散した複数の
検知対象部分に関するインク量の検知を１つの検知回路
で監視することができ、インク量監視系の構成を大幅に
簡略化することができ、特に、カラー印刷機、両面同時
印刷機等においては有効であり、インク材質の違いに応
じた設定をすることで、カラーバランスの安定化に効果
的となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す構造部分を含
む回路図である。

【図２】そのインク溜り深さと検出回路オフ時間幅との
関係を示す特性図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態を示す構造部分を含
む回路図である。

【図４】本発明の第三の実施の形態を示す構造部分を含
む回路図である。

【図５】本発明の第四の実施の形態を示す構造部分を含
む回路図である。

【図６】本発明の第五の実施の形態を示す電極部分の概
略斜視図である。

【図７】そのインク溜り深さと検出回路オフ時間幅との
関係を示す特性図である。

【図８】本発明の第六の実施の形態を示すインク溜り部
分の概略斜視図である。

【図９】本発明の第七の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図１０】従来例を示す構造部分を含む回路図である。

【図１１】そのインク溜り深さと検出回路オフ時間幅と
の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

２ インク ３ インク供給ローラ（インク供給部材） ４ インク溜り（検知対象部分） ５ インク量規制部材 ６ 電極 ８ 配線 １０ 単一パルス出力回路 １３ 時定数回路 １４ 充電電圧監視用端子 １５ シールドドライブ回路 １６ 電圧フォロワ回路 １７ シールド外皮 ２１ 電圧分圧回路 ２２ 交流電源 ２３ 電圧比較回路 ２４ 分圧電圧入力部 ２５ フィルタ回路 ２７ 配線 ２８ シールドドライブ回路 ２９ 電圧フォロワ回路 ３０ シールド外皮 ３１ 同期検波回路 ３２ スペクトラム拡散擬似ランダム信号電圧用の
電源 ３３ 相関演算処理回路 ４１Ａ〜４１Ｆ 検知対象部分 ４２ａ〜４２ｆ 電極 ４３ インピーダンス成分抽出用配線 ４３ａ シールド外皮 ４４ａ〜４４ｆ 個別の配線 ４５ａ〜４５ｆ 個別のシールド外皮

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知対象部分のインクの静電容量を発振
   出力回路又は単一パルス出力回路の時定数決定要素とし
   て使用し、前記静電容量に充電されて前記出力回路の充
   電電圧監視用端子に得られる電圧と所定の閾値との比較
   により前記発振出力回路の出力周期又は前記単一パルス
   出力回路の出力パルス幅を決定し、決定された出力周期
   又は出力パルス幅の出力に基づきインク量を検知する印
   刷機のインク量検知回路において、 前記充電電圧監視用端子から電圧が供給される演算増幅
   器による電圧フォロワ回路を有し、この電圧フォロワ回
   路のフォロワ出力を前記充電電圧監視用端子から前記静
   電容量までの配線のシールド外皮に供給するシールドド
   ライブ回路を備えることを特徴とする印刷機のインク量
   検知回路。
2. 【請求項２】 検知対象部分のインクのインピーダンス
   を電圧分圧回路の電圧分圧要素として使用し、電源に接
   続された前記電圧分圧回路に得られる分圧電圧と所定の
   閾値とを電圧比較回路により比較してその比較結果に基
   づきインク量を検知する印刷機のインク量検知回路にお
   いて、 前記電圧分圧回路から分圧電圧が供給される演算増幅器
   による電圧フォロワ回路を有し、この電圧フォロワ回路
   のフォロワ出力を前記電圧比較回路の分圧電圧入力部ま
   での配線のシールド外皮に供給するシールドドライブ回
   路を備えることを特徴とする印刷機のインク量検知回
   路。
3. 【請求項３】 電源が一定周波数の交流電圧を供給する
   交流電源であり、電圧比較回路は前記一定周波数の成分
   を通過させるフィルタ回路又は同期検波により前記一定
   周波数の成分のみを抽出する同期検波回路を有すること
   を特徴とする請求項２記載の印刷機のインク量検知回
   路。
4. 【請求項４】 電源が一定の規則に従い変動するスペク
   トラム拡散擬似ランダム信号電圧を供給する電源であ
   り、電圧比較回路は前記スペクトラム拡散擬似ランダム
   信号電圧と電圧比較回路に対して入力された分圧電圧と
   の相関演算によりスペクトラム拡散擬似ランダム信号電
   圧の成分を抽出する相関演算処理回路を有することを特
   徴とする請求項２記載の印刷機のインク量検知回路。
5. 【請求項５】 インク量規制部材とインク供給部材との
   間に形成されるインク溜り部分を検知対象部分とし、前
   記インク溜り中に挿入されて前記インク量規制部材又は
   前記インク供給部材との間に異なるインピーダンス成分
   を生じさせる長さの異なる複数本の針状の電極を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一に記載の
   印刷機のインク量検知回路。
6. 【請求項６】 インク量規制部材とインク供給ローラと
   の間に形成されるインク溜り部分を検知対象部分とし、
   前記インク溜り中に挿入されて前記インク量規制部材又
   は前記インク供給ローラとの間にインピーダンス成分を
   生じさせる複数本の針状の電極を前記インク供給ローラ
   の軸方向の離間した箇所に分散配置し、これらの電極間
   の配線のシールド外皮をシールドドライブ回路中に含ま
   せたことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一に記
   載の印刷機のインク量検知回路。
7. 【請求項７】 分散した複数の検知対象部分毎にそのイ
   ンク中に各々インクのインピーダンス成分を抽出する電
   極を備え、これらの電極を共通のインピーダンス成分抽
   出用配線に接続し、前記インピーダンス成分抽出用配線
   のシールド外皮及び各々の電極からこのインピーダンス
   成分抽出用配線に至る個別の配線のシールド外皮をシー
   ルドドライブ回路中に含ませるとともに、前記電極中の
   唯一の電極のみを切換え選択自在としたことを特徴とす
   る請求項１ないし４の何れか一に記載の印刷機のインク
   量検知回路。