物理量检测装置以及印刷装置的制作方法

本发明涉及物理量检测装置以及印刷装置。

背景技术：

例如，在印刷装置等中，作为检测油墨容器内的油墨的余量的余量检测单元，已知一种如专利文献1所记载的技术。专利文献1所记载的余量检测单元，具有：油墨容器，容纳油墨；一对电极，隔着油墨容器对置配置；以及电容检测部，检测与一对电极间的静电电容值对应的电信号。各电极分别呈沿铅垂方向延伸的长条状。在从各电极对置的方向观察时，各电极重叠的部分成为作为电容器(condenser)发挥功能的有效区域。

在油墨位于各电极间的情况和从该状态起油墨发生减少而使油墨不位于各电极间的情况下，电容检测部检测的静电电容值不同。这是因为油墨与空气的介电常数不同。专利文献1所记载的印刷装置基于该静电电容值的变化来检测油墨的余量。

专利文献1：日本特开2001-121681号公报

技术实现要素：

然而，在专利文献1所记载的余量检测单元中，根据油墨的种类等各种条件，有时在油墨的余量减少之后，油墨附着于容器内壁的状态会持续较长时间。通过该油墨的附着，有可能无法准确地检测静电电容值。其结果为，在专利文献1所记载的余量检测单元中，有可能无法准确且迅速地检测油墨的余量。

本发明是为了解决上述技术问题的至少一部分而完成的，能够通过以下方式来实现。

本应用例的物理量检测装置的特征在于，具备：容器，在所述容器的内部具有容纳空间，所述容纳空间容纳由电介质构成的检测对象物；第一电极和至少一个第二电极，隔着所述容纳空间对置配置；以及静电电容检测部，在所述第一电极与所述第二电极间施加交流电压，检测所述第一电极与所述第二电极间的静电电容，施加于所述第一电极与所述第二电极间的交流电压的频率在1khz以上。

附图说明

图1是示出本发明的印刷装置的概略结构图。

图2是图1所示的物理量检测装置所具备的容器的立体图。

图3是从图2中x轴方向观察的图。

图4是从图2中y轴方向观察的、示出与静电电容检测部的电连接的图。

图5是图1所示的物理量检测装置的电路图。

图6是图1所示的物理量检测装置的框图。

图7是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

图8是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

图9是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

图10是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

图11是用于说明第一电极以及第二电极的位置关系的图。

图12是用于说明图6所示的控制部进行的控制动作的流程图。

图13是用于说明图6所示的控制部进行的控制动作的流程图。

图14是示出容器内的检测对象物的余量在减少的状态的剖视图。

图15是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

图16是示出施加于第一电极以及第二电极的交流电压的频率与静电电容检测部检测出的电压的关系的图表。

图17是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

附图标记说明

10…印刷装置；11…贮存部；12…喷墨头；13…显示部；1…物理量检测装置；2…容器；20…容纳空间；21…底板；211…排出口；212…底面；22…侧壁；23…侧壁；24…侧壁；25…侧壁；3…第一电极；4…第二电极；4a…第二电极；4b…第二电极；4c…第二电极；41…长边；42…长边；5…静电电容检测部；6…控制部；7…绝缘层；8…交流电源；9…屏蔽材料；61…cpu；62…存储部；100…油墨；300a…有效区域；300b…有效区域；300c…有效区域；ca…第一电容器；ca’…第一寄生电容器；cb…第二电容器；cb’…第二寄生电容器；cc…第三电容器；cc’…第三寄生电容器；d…分离距离；d1…最大深度；d2…最小分离距离；p1…位置；p2…位置；p3…位置；s…片材；s0…面积；s1…面积；s2…面积；v1…第一基准值；v2…第二基准值；v3…第三基准值；y1…长度；y2…长度；y3…长度；z1…长度；z2…长度。

具体实施方式

下面，基于附图所示的优选实施方式对本发明的物理量检测装置以及印刷装置进行详细说明。

第一实施方式

图1是示出本发明的印刷装置的概略结构图。图2是图1所示的物理量检测装置所具备的容器的立体图。图3是从图2中x轴方向观察的图。图4是从图2中y轴方向观察的、示出与静电电容检测部的电连接的图。图5是图1所示的物理量检测装置的电路图。图6是图1所示的物理量检测装置的框图。图7～图10是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。图11是用于说明第一电极以及第二电极的位置关系的图。图12以及图13是用于说明图6所示的控制部进行的控制动作的流程图。图14是示出容器内的检测对象物的余量在减少的状态的剖视图。图15是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。图16是示出施加于第一电极以及第二电极的交流电压的频率与静电电容检测部检测出的电压的关系的图表。图17是示出静电电容检测部检测出的电压的经时变化的图表。

此外，在图2～4、图11以及图14中，为了便于说明，作为相互正交的三个轴设定了x轴、y轴以及z轴，下文中，基于此进行说明。此外，下文中，将与x轴平行的方向称为“x轴方向”，将与y轴平行的方向称为“y轴方向”，将与z轴平行的方向称为“z轴方向”。

此外，将图2～4以及图11中的z轴方向、即上下方向作为“铅垂方向”，将x轴方向以及y轴方向、即左右方向作为“水平方向”，将x-y平面作为“水平面”。

此外，下文中，将图中示出的各箭头的前端侧称为“+(正)”或“正”，将基端侧称为“-(负)”或“负”。此外，为了便于说明，将图2～4以及图11中的+z轴方向、即上侧也称为“上”或“上方”，将-z轴方向、即下侧也称为“下”或“下方”。

图1所示的物理量检测装置1是检测由电介质构成的检测对象物的余量的装置。作为检测对象物，只要是由电介质构成则并无特别限定，可列举油墨、药液、水银、油、汽油、饮用水、其他水等各种液体、色调剂、沙子、水泥、化学药品、小麦粉、盐、砂糖等各种粉体或粒体等。这些液体、粉体或粒体具有流动性。

此外，检测对象物也可以不具有流动性。作为不具有流动性的检测对象物，例如可列举纸、各种片材材料等。

在本说明书中，电介质是指具有绝缘性的物质。除此之外，电介质是指相对介电常数比空气大、即相对介电常数比1大的物质。

需要说明的是，在以下的说明中，作为一例，对物理量检测装置1被内置于印刷装置10且检测对象物是油墨100的情况进行说明。需要说明的是，作为油墨100，并无特别限定，可列举青色、品红色、黑色、透明、包含金属粉的油墨等。此外，这些着色材料可以是染料、也可以是颜料。与它们的种类无关，物理量检测装置1能够将油墨100的余量都检测出来。

首先，在说明物理量检测装置1之前，对印刷装置10进行说明。

印刷装置10具有贮存作为印刷纸张的片材s的贮存部11、向贮存部11所供给的片材s喷出油墨100的喷墨头12、物理量检测装置1和显示部13。此外，从物理量检测装置1向喷墨头12供给油墨100。

如后述那样，显示部13作为通报物理量检测装置1检测出的油墨100的余量的通报部发挥功能。显示部13例如由液晶画面等构成。需要说明的是，并不限定于显示部13，通报部例如也可以是通过声音进行通报的结构、通过振动进行通报的结构、通过灯的闪烁模式进行通报的结构。此外，pc的画面、智能手机那样的具有通信功能的装置也可以作为通报部发挥功能。

通过使物理量检测装置1内置于这样的印刷装置10，从而如后述那样能够准确地检测油墨100的余量，使用者能够准确地掌握油墨100的余量。

接下来，对物理量检测装置1进行说明。

如图2～图6所示，物理量检测装置1具有容器2、第一电极3、第二电极4、静电电容检测部5和控制部6。此外，控制部6也可以兼作对印刷装置10的各部分进行控制的控制部。

容器2在内部具有容纳空间20，能够在容纳空间20容纳作为检测对象物的油墨100。容器2以z轴方向为深度方向，呈有底筒状。即，如图2所示，容器2具有位于-z轴侧的底板21和以从底板21朝向+z轴侧突出的方式竖直设置的四个侧壁22、侧壁23、侧壁24、侧壁25。被这些底板21以及侧壁22～侧壁25包围的空间便是容纳空间20。

需要说明的是，虽然未图示，但容器2在与底板21的相反侧、即侧壁22～侧壁25的+z轴侧具有顶板。该顶板可以接合于侧壁22～侧壁25，也可以拆装自如地构成。

底板21是接合于侧壁22～侧壁25的-z轴侧的板构件。此外，底板21具有作为排出部的排出口211，该排出口211由贯通孔构成。由此，能够将容纳空间20内的油墨100向容器2外排出。此外，排出口211经由未图示的管路连接于喷墨头12。从排出口211排出的油墨100经由管路向图1所示的喷墨头12供给，进行对片材s的印刷。

此外，当从排出口211排出油墨100时，容纳空间20内的油墨100在维持液面沿着水平方向的状态的同时，以液面向-z轴侧移动的方式逐渐减少。

此外，作为检测对象物的油墨100是液体，具有流动性。容器2具有作为排出部的排出口211，该排出口211排出作为检测对象物的油墨100。这样，在容器2内的油墨100被排出而逐步减少的情况下，需要掌握住容器2内的余量。通过掌握好其余量，能够防止在不经意的时刻油墨100变没等状况。

需要说明的是，排出口211也可以设置于底板21以外的部分，例如设置于侧壁22～侧壁25中的任一侧壁的底板21附近。此外，并不限定于具有排出口211的结构，例如，也可以是从底板21以外的部位使管子等插入容纳空间20内来抽吸容器2内的油墨100的结构。在该情况下，管子作为排出部发挥功能。

侧壁22从底板21的-x轴侧的边缘部沿+z轴侧竖直设置。此外，侧壁22呈以x轴方向为厚度方向的板状。此外，在侧壁22的外表面侧、即-x轴侧的表面侧配置有三个第二电极4a～第二电极4c。

侧壁23从底板21的-y轴侧的边缘部沿+z轴侧竖直设置。此外，侧壁23呈以y轴方向为厚度方向的板状。

侧壁24从底板21的+x轴侧的边缘部沿+z轴侧竖直设置。此外，侧壁24呈以x轴方向为厚度方向的板状。此外，在侧壁24的外表面侧、即+x轴侧的表面侧配置有第一电极3。

侧壁25从底板21的+y轴侧的边缘部沿+z轴侧竖直设置。此外，侧壁25呈以y轴方向为厚度方向的板状。

侧壁22与侧壁24沿x轴方向分离地平行对置配置。侧壁22与侧壁24的尺寸、形状相同。此外，侧壁23与侧壁25在y轴方向上分离地平行对置配置。侧壁23与侧壁25的尺寸、形状相同。即，容器2的外形形状呈长方体。

需要说明的是，侧壁22～侧壁25是平板。但是，也可以至少一部分弯曲或弯折。

此外，优选侧壁23以及侧壁25的x轴方向的长度、即后述的第一电极3以及第二电极4的分离距离d比侧壁22以及侧壁24的y轴方向的长度y3短。由此，能够充分确保后述的第一电容器ca～第三电容器cc的最大静电电容，能够提高油墨100的余量的检测精度。

分离距离d优选在5mm以上且100mm以下，更优选在10mm以上且50mm以下。由此，能够更可靠地发挥上述效果。

作为容器2的构成材料，只要是不会使油墨100透过且由电介质构成，则并无特别限定，例如，能够使用聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯等那样的各种树脂材料、各种玻璃材料。此外，容器2可以是硬质的，也可以是软质的，还可以是一部分硬质、其余部分软质。

此外，容器2的构成材料的相对介电常数优选在1以上，更优选在2以上。由此，有利于油墨100的余量的检测。

在这样的容器2的外侧配置有第一电极3以及至少一个第二电极4。如图2以及图3所示，第一电极3以及第二电极4分别在x轴方向上平行地对置。第一电极3呈在z轴方向上延伸的长条状，对此在下文中详述。

第二电极4即使是单独一个也能动作，但优选沿z轴相互分离地设置有多个。由此，如后述那样，能够阶段性地检测油墨100的余量。

在本实施方式中设置有三个第二电极4，下文中，将它们称为第二电极4a、第二电极4b以及第二电极4c。此外，第二电极4a～第二电极4c沿z轴方向从+z轴侧依次相互分离地配置。此外，以使第二电极4a～第二电极4c相互平行的方式设置。

此外，如图3所示，在将第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c在x轴方向上投影时、即从x轴方向观察时，第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c形成相互重合的三个区域。下面，将第一电极3与第二电极4a重叠的区域设为有效区域300a，将第一电极3与第二电极4b重叠的区域设为有效区域300b，将第一电极3与第二电极4c重叠的区域设为有效区域300c。这些有效区域300a～有效区域300c沿x轴方向相互分离地从+z轴侧依次排列。

与第一电极3以及第二电极4a的有效区域300a对应的部分、即形成第一电极3以及第二电极4a的有效区域300a的部分，在图5所示的等效电路中构成第一电容器ca。与第一电极3以及第二电极4b的有效区域300b对应的部分、即形成第一电极3以及第二电极4b的有效区域300b的部分，在图5所示的等效电路中构成第二电容器cb。与第一电极3以及第二电极4c的有效区域300c对应的部分、即形成第一电极3以及第二电极4c的有效区域300c的部分，在图5所示的等效电路中构成第三电容器cc。第一电容器(第1コンデンサー)ca～第三电容器cc是电容器(キャパシター，capacitor)，由图5所示的等效电路表示。关于该情况，在下面详述。

首先，对第一电极3的结构进行说明。

第一电极3是从后述的交流电源8被施加电压的发送电极。如图2～图4所示，第一电极3配置于侧壁24的外侧、即+x轴侧。第一电极3由具有导电性的材料、例如金、银、铜、铝、铁、镍、钴或包含它们的合金等金属材料构成。第一电极3例如可以通过镀覆、蒸镀、印刷等直接形成于侧壁24的外表面，也可以经由未图示的胶黏剂层黏贴于侧壁24的外表面，还可以通过未图示的支承构件以接触或非接触方式支承于侧壁24。

第一电极3呈在z轴方向上延伸的长条状。如图3所示，第一电极3的宽度、即y轴方向的长度y1沿z轴方向是固定的。作为长度y1，并无特别限定，例如，优选在2mm以上且100mm以下，更优选在5mm以上且50mm以下。由此，易于充分确保有效区域300a～有效区域300c的大小，能够提高油墨100的余量检测的精度。

此外，第一电极3的长度、即z轴方向的长度z1并无特别限定，例如，优选在3mm以上且200mm以下，更优选在5mm以上且100mm以下。由此，在从x轴方向观察时，第一电极3能够更可靠地与第二电极4a～第二电极4c的每一个重叠。此外，能够使有效区域300a～有效区域300c的面积相同。

此外，第一电极3的从x轴方向观察的俯视观察形状的面积s1优选在6mm²以上且30000mm²以下，更优选在25mm²以上且10000mm²以下。由此，易于充分确保有效区域300a～有效区域300c的大小，能够提高油墨100的余量检测的精度。

此外，第一电极3的-z轴侧的端部位于比容器2的面对容纳空间20的底面212靠-z轴侧的位置。假设第一电极3的-z轴侧的端部位于比容器2的面对容纳空间20的底面212靠+z轴侧的位置，此时，根据第二电极4c的位置，第一电极3与第二电极4c重叠的有效区域300c的面积有可能变小。与此相对，在物理量检测装置1中，通过上述结构，能够尽可能大地确保有效面积300c的面积。因此，能够提高油墨100的余量检测的精度。

此外，在图示的结构中，第一电极3的+z轴侧的端部位于比侧壁24的+z轴侧的边缘部靠-z轴侧的位置。但是，并不限定于此，第一电极3的+z轴侧的端部也可以与侧壁24的+z轴侧的边缘部的位置一致。

需要说明的是，在图示的结构中，第一电极3呈在z轴方向上延伸的长条状，但在本发明中并不限定于此，根据侧壁24的形状，也可以是满足y1≥z1的关系。此外，第一电极3中，除了形成有效区域300a～有效区域300c的部分以外的部分可以被分割。

接下来，对第二电极4a～第二电极4c进行说明。

第二电极4a～第二电极4c是接收电极，配置于侧壁22的外侧的表面、即-x轴侧。第二电极4a～第二电极4c分别呈在y轴方向上延伸的长条状。第二电极4a～第二电极4c沿z轴方向从+z轴侧依次相互分离地配置。此外，以使第二电极4a～第二电极4c平行的方式设置。

如图2～图4所示，第二电极4a～第二电极4c配置于侧壁22的外侧、即-x轴侧。第二电极4a～第二电极4c可以采用与在电极3中所列举的同样的材料、形成方法。

由于第二电极4a～第二电极4c为相同形状、尺寸、间隔，所以下文中以第二电极4a为代表进行说明。但是，并不限定于此，形状、尺寸、间隔中的至少一方也可以不同。

如图3所示，在本发明中，第二电极4a的长度、即沿y轴方向的长度y2比第一电极3的y轴方向的长度y1长，例如，长度y2优选在3mm以上且110mm以下，更优选在6mm以上且60mm以下。由此，易于充分确保有效区域300a～有效区域300c的大小，能够提高油墨100的余量检测的精度。

此外，在本发明中，第二电极4a的宽度、即沿z轴方向的长度z2比第一电极3的长度z1短，例如，长度z2优选在0.2mm以上且10mm以下，更优选在0.5mm以上且5mm以下。由此，在从x轴方向观察时，第二电极4a～第二电极4c全部都能够与第一电极3最大限度重叠。此外，能够使有效区域300a～有效区域300c的面积相同。

此外，第二电极4a的从x轴方向观察的俯视观察形状的面积s2优选在0.6mm²以上且1100mm²以下，更优选在3mm²以上且300mm²以下。由此，易于充分确保有效区域300a～有效区域300c的大小，能够提高油墨100的余量检测的精度。

此外，在图示的结构中，第二电极4a的+y轴侧的端部与侧壁22的+y轴侧的边缘部一致。但是，并不限定于此，第二电极4a的+y轴侧的端部也可以位于比侧壁22的+y轴侧的边缘部靠-y轴侧的位置。

此外，在图示的结构中，第二电极4a的-y轴侧的端部与侧壁22的-y轴侧的边缘部一致。但是，并不限定于此，第二电极4a的-y轴侧的端部也可以位于比侧壁22的-y轴侧的边缘部靠+y轴侧的位置。

这样，在设定了相互正交的x轴、y轴以及沿铅垂方向的z轴时，容器2以z轴方向为深度方向，第二电极4呈沿y轴方向延伸的长条状，并在x轴方向上与第一电极3分离配置。由此，如后述那样，与第一电极3以及第二电极4的配置精度无关，能够准确地检测容器2内的油墨100的余量。

此外，在物理量检测装置1中，为如下结构：一个第一电极3兼作第一电容器ca的一侧电极板、第二电容器cb的一侧电极板和第三电容器cc的一侧电极板。由此，在对第一电极3施加了电压时，能够使施加于第一电容器ca、第二电容器cb以及第三电容器cc的电压相同。因此，能够抑制第一电容器ca、第二电容器cb以及第三电容器cc的静电电容的检测精度的偏差，与油墨100的余量无关地实现较高的检测精度。

这里，在如专利文献1所记载的电容检测单元中，在对置的两个电极只要错开了一点点，便会导致有效区域的面积变小。由于当有效面积变小时，其电容器的最大静电电容值变小，所以会导致静电电容的检测精度降低。因此，在专利文献1的电容检测单元中，为了得到较高的检测精度，对各电极要求较高的位置精度。与此相对，如在以下说明的那样，即使各电极的位置略微错开，物理量检测装置1也能够防止或抑制静电电容的检测精度降低。下面，对该情况进行说明。

如图3所示，在物理量检测装置1中，第一电极3的y轴方向的长度y1、第一电极3的z轴方向的长度z1、第二电极4a～第二电极4c的沿y轴方向的长度y2和第二电极4a～第二电极4c的沿z轴方向的长度z2，满足y1＜y2且z1＞z2。由此，即使第一电极3和第二电极4a～第二电极4c相对地在+y轴方向、-y轴方向、+z轴方向以及-z轴方向上略微错开，有效面积300a～有效面积300c的面积也不会发生变化。此外，例如，如图11所示，即使在第一电极3的延伸方向相对于z轴略微倾斜的状态下进行了设置，也只是有效面积300a～有效面积300c的形状从长方形变成平行四边形，而面积不会发生变化。鉴于这样的情况，能够防止第一电容器ca～第三电容器cc的最大静电电容降低，能够防止或抑制静电电容的检测精度降低。其结果为，与第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c的配置精度无关，能够准确地检测容器2内的油墨100的余量。

需要说明的是，虽然未进行图示，但在第二电极4a～第二电极4c的延伸方向相对于y轴略微倾斜的情况下，也与上述同样地，只是有效面积300a～有效面积300c的形状发生变化，而有效面积300a～有效面积300c的面积不会发生变化。因此，即使在第二电极4a～第二电极4c的配置精度不良好的情况下，当然也能得到与上述同样的效果。

此外，如图3所示，在从x轴方向观察时，第一电极3具有向有效区域300a的+z轴侧以及-z轴侧突出的部分，具有向有效区域300b的+z轴侧以及-z轴侧突出的部分，还具有向有效区域300c的+z轴侧以及-z轴侧突出的部分。由此，即使第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c的配置精度较低，也能够更可靠地防止有效区域300a～有效区域300c的面积发生变化。

这样，在将从x轴方向观察到的第一电极3与第二电极4a～第二电极4c重叠的区域设为有效区域300a、有效区域300b以及有效区域300c时，第一电极3具有向有效区域300a～有效区域300c的z轴方向正侧以及z轴方向负侧分别突出的部分。由此，即使第一电极3或第二电极4a～第二电极4c的配置精度较低，也能够更可靠地防止有效区域300a～有效区域300c的面积发生变化。

此外，如图3所示，在从x轴方向观察时，第二电极4a具有向有效区域300a的+y轴侧以及-y轴侧突出的部分。此外，在从x轴方向观察时，第二电极4b具有向有效区域300b的+y轴侧以及-y轴侧突出的部分。此外，在从x轴方向观察时，第二电极4c具有向有效区域300c的+y轴侧以及-y轴侧突出的部分。由此，即使第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c的配置精度较低，也能够更可靠地防止有效区域300a～有效区域300c的面积发生变化。

这样，在将从x轴方向观察到的第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c重叠的区域设为有效区域300a、有效区域300b以及有效区域300c时，第二电极4a～第二电极4c具有向有效区域300a～有效区域300c的y轴方向正侧以及y轴方向负侧分别突出的部分。由此，即使第一电极3或第二电极4a～第二电极4c的配置精度较低，也能够更可靠地防止有效区域300a～有效区域300c的面积发生变化。

此外，如图3所示，第一电极3的长度z1比第二电极4a的+z轴侧的长边41与第二电极4c的-z轴侧的长边42的分离距离、即最大分离距离z3长。即，第一电极3的长度z1比形成有第二电极4a～第二电极4c的区域的z轴方向的最大长度长。

这样，在将多个第二电极4中位于铅垂方向最上方的第二电极4a的铅垂上方侧的长边41与多个第二电极4中位于铅垂方向最下方的第二电极4c的铅垂下方侧的长边42的沿z轴的最大分离距离设为z3时，满足z1＞z3。由此，能够更可靠地实现如下结构：在从x轴方向观察时，第一电极3在有效区域300a～有效区域300c的每一个中具有向+z轴侧以及-z轴侧突出的部分。因此，能够更可靠地发挥上述的效果。

在将有效区域300a～有效区域300c的总计面积设为s0、将第一电极3的面积设为s1时，优选满足0.03≤s0/s1≤0.7，更优选满足0.05≤s0/s1≤0.6。由此，能够充分确保有效区域300a～有效区域300c的大小，能够提高油墨100的检测精度。

在将有效区域300a～有效区域300c的总计面积设为s0、将第二电极4a～第二电极4c的总计面积设为s2时，优选满足0.1≤s0/s2≤0.6，更优选满足0.2≤s0/s2≤0.5。由此，能够充分确保有效区域300a～有效区域300c的大小，能够提高油墨100的检测精度。

在将容器2的容纳空间20的最大深度设为d1、将从x轴方向观察时的第二电极4c与作为容器2的底部的底面212的最小分离距离设为d2时，优选满足0≤d2/d1≤0.5，更优选满足0≤d2/d1≤0.3。这样，通过使第二电极4c偏靠容器2的底面212侧，能够检测到油墨100的余量为零或接近零。

此外，如图4所示，第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c分别被绝缘层7覆盖。而且，绝缘层7的外侧进一步被屏蔽材料9覆盖。通过具有屏蔽材料9，能够防止第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c与未图示的其他电子电路、其他电子部件发生电干涉。因此，能够提高油墨100的余量的检测精度。此外，通过具有绝缘层7，能够防止第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c与屏蔽材料9电连接。

作为各绝缘层7的构成材料，并无特别限定，例如，能够使用各种橡胶材料、各种树脂材料等。

此外，各屏蔽材料9与基准电位即接地电极连接。作为屏蔽材料9的构成材料，能够使用与作为第一电极3以及第二电极4a～第二电极4c的构成材料而列举的材料同样的材料。

接下来，对物理量检测装置1的主要部分的电路图进行说明。

如图5所示，第一电极3分别并联地连接于交流电源8。因此，第一电容器ca、第二电容器cb以及第三电容器cc的第一电极3侧分别为等电位。第二电极4a、4b、4c并联地连接于静电电容检测部5。静电电容检测部5具有对与第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容变化有关的物理量进行检测的机构。作为检测机构，有自电容方式的静电电容检测电路、互电容方式的静电电容检测电路等。此外，还有对第一电容器ca～第三电容器cc与电路的分压进行检测的电压检测电路等。交流电源8和静电电容检测部5也可以包含于同一芯片中。即，静电电容检测部5可以包含交流电源8。

第一电容器ca、第二电容器cb以及第三电容器cc相互并联连接，分别从交流电源8被施加相同大小的电压。需要说明的是，物理量检测装置1的主要部分的电路也可以是互电容方式的电路。

第一寄生电容器ca’是由第一电容器ca的第一电极3或第二电极4a和其周边的部位、例如绝缘层7以及屏蔽材料9构成的寄生电容，是如电容器那样工作的部位。

同样地，第二寄生电容器cb’是由第二电容器cb的第一电极3或第二电极4b和其周边的部位、例如绝缘层7以及屏蔽材料9构成的寄生电容，是如电容器那样工作的部位。

同样地，第三寄生电容器cc’是由第三电容器cc的第一电极3或第二电极4c和其周边的部位、例如绝缘层7以及屏蔽材料9构成的寄生电容，是如电容器那样工作的部位。

此外，第一寄生电容器ca’在等效电路中以串联连接方式连接于第一电容器ca。此外，第二寄生电容器cb’在等效电路中以串联连接方式连接于第二电容器cb。此外，第三寄生电容器cc’在等效电路中以串联连接方式连接于第三电容器cc。

这样的第一寄生电容器ca’～第三寄生电容器cc’的静电电容相对于第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容是充分大的。因此，在检测第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容时，需要以不对第一寄生电容器ca’～第三寄生电容器cc’的静电电容进行检测的方式构成电路。

在本实施方式中，静电电容检测部5连接于第一电容器ca与第一寄生电容器ca’之间的部分、第二电容器cb与第二寄生电容器cb’之间的部分、以及第三电容器cc与第三寄生电容器cc’之间的部分。因此，静电电容检测部5能够尽可能地减少第一寄生电容器ca’～第三寄生电容器cc’的静电电容的影响，并检测第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容。

静电电容检测部5检测第一电极3与第二电极4间的电压来作为与第一电极3与第二电极4间的静电电容相关的信息。具体而言，静电电容检测部5分别检测第一电容器ca～第三电容器cc的电压。作为该静电电容检测部5，例如能够使用检测用的电容器、具有电阻器等的电路(并未图示)。当交流电源8对第一电容器ca～第三电容器cc施加交流电压时，电压波形与第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容值对应地发生变化。静电电容检测部5随时间推移检测所连接的各部位的电压。而且，静电电容检测部5将该电压的信息向控制部6输出。

图7～图10是示出静电电容检测部5输出的电压的信息的一例的图表。需要说明的是，在图7～图10中，为了将第一电容器ca～第三电容器cc的电压波形显示在相同图表中，以对检测出的第一电容器ca～第三电容器cc的电压分别叠加相互不同的固定电压的状态示出。因此，在图7～图10中，第一电容器ca～第三电容器cc的电压波形在纵方向上错开示出。

例如，在第一电极3与第二电极4a之间、即在第一电容器ca内存在油墨100的情况和存在空气的情况下，静电电容是不同的。对于第二电容器cb以及第三电容器cc，也是同理。基于该静电电容的差异，后述的控制部6对油墨100的余量进行检测。

具体而言，在油墨100的液面位于图4所示的位置p1时，也就是在满量的油墨100位于第一电容器ca、第二电容器cb以及第三电容器cc的所有电容器的内部时，如图7所示，第一电容器ca、第二电容器cb以及第三电容器cc的电压波形分别被检测出规定振幅的波形。

此外，在容器2内的油墨100减少从而油墨100的液面位于图4所示的位置p2时，也就是在第一电容器ca内存在空气而不存在油墨10时，由于第一电容器ca内的电介质由空气代替了油墨100，所以第一电容器ca的静电电容变得比上述小。因此，如图8所示，第一电容器ca的电压波形的振幅变小。需要说明的是，由于在第二电容器cb内以及第三电容器cc内存在满量的油墨100，所以第二电容器cb以及第三电容器cc的电压波形保持与图7所示的电压波形相同。

此外，在容器2内的油墨100进一步地减少从而油墨100的液面位于图4所示的位置p3时，也就是在第一电容器ca内以及第二电容器cb内存在空气时，按照与上述同样的原理，如图9所示，第二电容器cb的电压波形的振幅也变小。

然后，在油墨100进一步地减少从而容器2内的油墨100的全部变没时，按照与上述同样的原理，如图10所示，第三电容器cc的电压波形的振幅也变小。

这样，根据油墨100的余量，也就是根据油墨100的液面的位置，第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容发生变化。而且，将与和该静电电容对应的电压相关的信息发送到控制部6。

如图6所示，控制部6具有cpu(centralprocessingunit：中央处理器)61和存储部62。

cpu61读出并执行存储于存储部62的各种程序等。存储部62保存cpu61能够执行的各种程序等。作为存储部62，例如，可列举ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等易失性存储器、rom(readonlymemory：只读存储器)等非易失性存储器、拆装式的外部存储装置等。

此外，存储部62中存储有图7～图10所示的第一基准值v1、第二基准值v2和第三基准值v3。第一基准值v1～第三基准值v3是预先设定的电压值。在本实施方式中，第一基准值v1～第三基准值v3相互不同。这是因为如上述那样对检测出的第一电容器ca～第三电容器cc的电压分别叠加了相互不同的固定的电压。需要说明的是，在不对检测出的第一电容器ca～第三电容器cc的电压分别叠加相互不同的固定的电压的情况下，被设定的基准值可以是一个值。

cpu61基于静电电容检测部5的检测结果、即从静电电容检测部5发送的电压值和第一基准值v1～第三基准值v3，检测即得到与油墨100的余量相关的信息。具体而言，cpu61对是否在第一电容器ca的电压波形中振幅变小从而电压的最大值变成第一基准值v1以下进行判断。此外，cpu61对是否在第二电容器cb的电压波形中振幅变小从而电压的最大值变成第二基准值v2以下进行判断。此外，cpu61对是否在第三电容器cc的电压波形中振幅变小从而电压的最大值变成第三基准值v3以下进行判断。而且，在检测出的电压在基准值以下的情况下，视为在相应电容器的内部没有油墨100。

通过进行这样的判断，能够基于静电电容检测部5的检测结果、即与静电电容对应的电压，得到与容器2内的油墨100的余量相关的信息。

这样，物理量检测装置1具备控制部6，该控制部6基于静电电容检测部5的检测结果而得到与容器2内的作为检测对象物的油墨100的余量相关的信息。由此，通过根据静电电容检测部5的检测结果得到与油墨100的余量相关的信息这一简单的方法，能够得到与油墨100的余量相关的信息。

此外，与油墨100的余量相关的信息，例如可列举“0％”、“30％”、“60％”、“100％”等将油墨100的余量阶段性地数值化的信息、“a”、“b”、“c”、“d”等根据油墨100的余量而进行分级的文字或符号等。下面，将它们简单地统称为“油墨100的余量”。

将这样的信息显示于上述的显示部13。由此，使用者能够掌握油墨100的余量。

图16是将施加于第一电极3以及第二电极4的交流电压的频率作为横轴、将静电电容检测部5检测出的电压的强度即电压波形的最大值作为纵轴的图表。在该图表中，描绘出将自来水作为检测对象物时的结果和将包含颜料的油墨(精工爱普生公司制造的“mka-bk”)作为检测对象物时的结果。在检测对象物是自来水的情况以及检测对象物是包含颜料的油墨的情况下，当将频率设为1khz以上时，能够增大电压波形中的最大值。由此，能够使第一基准值v1～第三基准值v3的值为更大的值。其结果为，能够防止或抑制上述误检测。鉴于这样的情况，在本发明中，将施加于第一电极3以及第二电极4的交流电压的频率设为1khz以上。即，将最低频率设为1khz以上。

这里，如图14所示，在油墨100的液面下降的情况下，根据油墨100对容器2的内表面的润湿性，有时油墨100附着于容器2的内表面的比油墨100的液面高的位置。即，如图所示，有时在液面形成弯液面或者保持附着有液滴的状态。可想到这种情况是由各种因素导致的，但能想到主要是油墨100的种类、组成的影响较大。

特别是，在使用光学传感器检测油墨100的余量时，在容器2的内表面附着有油墨100的情况下，有可能会误检测。

此外，附着于容器2的内表面的油墨100，随着时间的推移，有时会顺着容器2的内表面向下方垂落而到达油墨100的液面。当附着于容器2的内表面的油墨100的大部分到达油墨100的液面时，接近上述的理想的状态，从而能够准确检测油墨100的余量。但是，该时间越长则无法准确检测油墨100的余量的时间也变得越长。即，有可能误检测的时间会变得越长。

此外，为了防止油墨100附着于容器2的内表面，可考虑在容器2的内表面实施化学性疏水处理，但若进行了疏水处理，则疏水成分有可能溶到油墨100中，有可能会对油墨100造成不良影响。

鉴于这样的问题，本发明人通过以如下方式来设定施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率，发现能解决上述问题，进而完成发明。

需要说明的是，并不限定于检测对象物是油墨100的情况，即使检测对象物是如上述那样的物质，也确认到可得到本发明的效果。

例如，对油墨100的液面位于图4所示的位置p2的情况进行说明。在该情况下，理想的状态是：在第一电极3与第二电极4a间不存在油墨100，由第一电极3以及第二电极4a构成的第一电容器ca的电压波形中的电压的最大值如图15中实线所示变为第一基准值v1以下。然而，本申请的发明人制作实物并进行了验证实验，发现当油墨100附着于侧壁22以及侧壁24的内表面中、第一电极3与第二电极4a之间的部分时，根据施加的电压的频率和油墨的组合，存在如图15中双点划线所示第一电容器ca的电压波形中的电压的最大值不会变为第一基准值v1以下的组合。在该情况下，与第一基准值v1的设定值等也是有关的，尽管油墨100的液面位于图4中的位置p2，但也有可能判断为油墨100的液面位于位置p1，即产生了误检测。

在检测对象物是自来水的情况下，与频率无关地，信号的变化会在10秒钟以内收敛。需要说明的是，10秒钟以内是受到与液体排出有关的实验上的限制，可知信号变化更快。因此，基于上述信号强度可知，优选为1khz以上的频率。

另一方面，在检测对象物是颜料油墨(mka-bk)的情况下，如图17所示，在10khz下信号强度从5分钟后降低，而在1mhz下，在10秒钟后信号强度已经变为下限。如上述那样，油墨从侧壁的流泻(捌け)速度根据油墨类型而不同，在使用mka-bk的情况下，经过10秒钟时几乎未流泻，即使在5分钟后也还是大部分残留的状态。由此明确可知，在10khz下信号受未流泻的油墨的影响而未降低，相对于此，在1mhz下并未受到油墨流泻的影响。

关于油墨流泻的影响根据频率而不同的原因，能想到是由于进行响应的极化成分不同引起的。液体中的介电响应取决于离子或者带电粒子类型和溶剂，但已知大致100hz以下的低频时空间电荷极化为主导，而在1khz附近离子电导为主导，在100khz以上取向极化为主导。

在检测对象物是上述的mka-bk时，可考虑是，1khz时由于离子电导为主导所以油墨流泻残留的影响较大，相对于此，1mhz时由于无法跟随离子电导而观察不到影响。另一方面，可考虑是，在检测对象物是自来水时，由于流泻速度快所以在经过10秒钟时已充分进行了流泻，从而观察不到影响。

基于上述结果，发明人通过多种油墨类型进行了深入评估后，发现如果是包含自来水程度的离子类型的水则希望是1khz以上的频率，如果是染料油墨则希望是10khz以上的频率，如果是颜料油墨则希望是100khz以上的频率。

此外，交流电压的频率的上限值并无特别限定，但优选在20mhz以下，更优选在18mhz以下。即使频率超过上限值，也无法期待效果有进一步提高。

此外，交流电源8也可以构成为能够变更施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率。即，在油墨100的余量的检测过程中，频率也可以不是始终在上述最低频率以上。在该情况下，频率在上述最低频率以上的时间优选在总检测时间的50％以上，更优选在70％以上。由此，能够在抑制功耗的同时，得到本发明的效果。

此外，在交流电源8构成为能够变更施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率的情况下，频率在10khz以上的时间优选在总检测时间的60％以上，更优选在80％以上。由此，即使检测对象物是包含染料的油墨100，也能够在抑制功耗的同时，得到本发明的效果。

此外，在交流电源8构成为能够变更施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率的情况下，频率在100khz以上的时间优选在总检测时间的70％以上，更优选在90％以上。由此，即使检测对象物是主要包含颜料的油墨100，也能够抑制功耗，并且得到本发明的效果。

如以上所说明的那样，本发明的物理量检测装置1具备：容器2，在内部具有容纳由电介质构成的检测对象物的容纳空间20；第一电极3和至少一个第二电极4，隔着容纳空间20对置配置；以及静电电容检测部5，在第一电极3与第二电极4间施加交流电压，并检测第一电极3与第二电极4间的静电电容。而且，施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率在1khz以上。由此，与检测对象物的种类无关地，例如，即使油墨100附着于容器2的内表面，也能够准确且迅速地进行油墨100的余量的检测。

此外，本发明的印刷装置10具备本发明的物理量检测装置1。由此，能够享有上述的物理量检测装置1的优点而进行印刷。特别是，由于能够准确地检测油墨100的余量，因此例如在油墨100的余量逐渐减少了时，通过适当补充油墨100而能够防止在不经意的时刻印刷停止等。进一步地，在第二电极4有多个的情况下，能够阶段性地掌握油墨100的减少程度，能够良好地预测油墨100的补充时刻。

接下来，参照图12所示的流程图对控制部6进行的控制动作(检测方法)进行说明。

首先，在步骤s100中，对施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率进行设定。例如，检测油墨100的种类，并基于该检测结果和示出油墨100的种类以及频率的关系性的表格来进行该设定。油墨100的种类的检测，例如，可列举对标注于容器2的信息进行检测的方法等。需要说明的是，也可以是不检测油墨100的种类而由用户输入油墨100的种类的结构。

在步骤s100中，将频率设定在1khz以上。例如，如上述那样，如果油墨100是主要包含染料的油墨，则将频率设定在10khz以上，如果油墨100是主要包含颜料的油墨，则将频率设定在100khz以上。

这样的步骤s100是频率设定步骤。另外，也可以是省略本步骤而在以后的步骤中施加预先设定的频率的电压的结构。

接下来，在步骤s101中，开始油墨100的余量的检测。即，对图5所示的第一电容器ca～第三电容器cc施加电压，并分别检测与第一电容器ca～第三电容器cc的静电电容对应的电压。

而且，在步骤s102中，对第一电容器ca的电压的最大值(以下，简称为“电压”)是否变成第一基准值v1以下进行判断。例如，如图4所示，在油墨100的液面位于位置p1的情况下，第一电容器ca内的电介质是油墨100，如图7所示，第一电容器ca的电压的振幅没有变化。在该情况下，在步骤s102中，判断为第一电容器ca的电压未变为第一基准值v1以下，在步骤s103中显示余量。即，在显示部13显示表示油墨100的液面位于第一电容器ca的上侧的内容。

如上述那样，该显示方法可列举“0％”、“30％”、“60％”、“100％”等将油墨100的余量阶段性地数值化的信息、“a”、“b”、“c”、“d”等根据油墨100的余量而进行分级的文字或符号等。在步骤s103中，例如显示为“100％”、“a”。

在步骤s102中，在判断为第一电容器ca的电压变成第一基准值v1以下的情况下，转移到步骤s104。例如，在油墨100的液面位于图4所示的位置p2的情况下，第一电容器ca内的电介质是空气，如图8所示，第一电容器ca的电压的振幅变小。在该情况下，判断为第一电容器ca的电压变成第一基准值v1以下。

在步骤s104中，对第二电容器cb的电压是否变成第二基准值v2以下进行判断。在油墨100的液面位于图4所示的位置p2的情况下，第二电容器cb内的电介质是油墨100，如图8所示，第二电容器cb的电压的振幅没有变化。在该情况下，在步骤s104中，判断为第二电容器cb的电压未变为第二基准值v2以下，在步骤s105中显示余量。即，在显示部13显示表示油墨100的液面位于第一电容器ca与第二电容器cb之间的内容。在步骤s105中，例如，显示为“60％”、“b”。

在步骤s104中，在判断为第二电容器cb的电压变成第二基准值v2以下的情况下，转移到步骤s106。例如，在油墨100的液面位于图4所示的位置p3的情况下，第二电容器cb内的电介质是空气，如图9所示，第二电容器cb的电压的振幅变小。在该情况下，判断为第二电容器cb的电压变成第二基准值v2以下。

在步骤s106中，对第三电容器cc的电压是否变成第三基准值v3以下进行判断。在油墨100的液面位于图4所示的位置p3的情况下，第三电容器cc内的电介质是油墨100，如图9所示，第三电容器cc的电压的振幅没有变化。在该情况下，在步骤s106中，判断为第三电容器cc的电压未变为第三基准值v3以下，在步骤s107中显示余量。即，在显示部13显示表示油墨100的液面位于第二电容器cb与第三电容器cc之间的内容。在步骤s107中，例如，显示为“30％”、“c”。

在步骤s106中，在判断为第三电容器cc的电压变成第三基准值v3以下的情况下，在步骤s108中，在显示部13显示表示油墨100的余量为零的内容。在步骤s108中，例如，显示为“0％”、“d”。

例如，在油墨100的余量为零的情况下，第三电容器cc内的电介质是空气，如图10所示，第三电容器cc的电压的振幅变小。在该情况下，判断为第三电容器cc的电压变成第三基准值v3以下。

而且，在步骤s109中，判断是否有了结束指示。例如，基于印刷装置10的用户是否断开了电源来进行本步骤的判断。在步骤s109中，在判断为有了结束指示的情况下，在此结束该程序。此外，在步骤s109中，在判断为没有结束指示的情况下，返回到步骤s108，保持在显示部13显示表示油墨100的余量为零的内容的状态。

经过以上那样的步骤，能够准确地检测油墨100的余量。另外，也可以进行图13所示的那样的控制动作。下面，仅对与图12所示的控制动作的不同点进行说明。

这样，本检测方法具有如下步骤：频率设定步骤，根据检测对象物的种类，设定施加于第一电极3与第二电极4间的交流电压的频率；以及检测步骤(步骤s101～步骤s109)，在第一电极3与第二电极4间施加在频率设定步骤中所设定的频率的交流电压，并检测第一电极3与第二电极4间的静电电容。由此，根据检测对象物的种类，能够设定最佳的频率。因此，与检测对象物的种类无关地，能够准确地对检测对象物的余量进行检测。

在图13所示的控制动作中，在经过步骤s103之后，返回到步骤s102，在经过步骤s105之后，返回到步骤s102，在经过步骤s107之后，返回到步骤s102，在步骤s109中在判断为否的情况下，返回到步骤s102。即，在检测油墨100的余量时，与油墨100的余量无关，对所有的第一电容器ca～第三电容器cc的电压都进行检测。根据这样的结构，即使在中途补充了油墨100的情况下，也能够准确地检测补充后的油墨100的量。

以上，基于图示的实施方式对本发明的物理量检测装置以及印刷装置进行了说明，但本发明并不限定于此，各部分的结构也能够替换为具有同样功能的任意结构。此外，也可以附加其他任意的结构物。

此外，也可以在电路图中在静电电容检测部5与控制部6之间设置基于静电电容检测部5检测出的电压而向控制部6发送模拟信号的模拟电路。即使在该情况下，也能够对检测对象物的余量进行检测。

此外，容器也可以相对于印刷装置能够拆装，也可以相对于印刷装置固定。在能够拆装时，容器可以是在油墨变没之后立刻更换为新的容器的结构，也可以是补充油墨并重复使用的结构。在容器固定于印刷装置的结构时，等油墨余量减少之后再补充油墨进行使用。

此外，在上述实施方式中，对将物理量检测装置应用于印刷装置的油墨罐的情况进行了说明，但在本发明中并不限定于此，能够优选地应用于内部容量会发生变化的电介质材料罐的余量检测。作为其他实施方式例，有3d打印机、注塑成型机的造型材料罐、热水器、饮料罐、点滴、胰岛素等医疗用罐、冷却用的冷媒罐等。此外，并不限定于液体罐，也能够应用于固体余量检测，例如供纸用储存器、排纸用储存器等。