JP2007125132A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】高性能塵埃検知手段の性能・精度を長期間維持して使用者が信頼・安心して使用できる使い勝手の良い電気掃除機を提供可能にする。
【解決手段】発光手段ＬＥＤ１と受光手段Ｑ１の光軸間を吸引力で吸引された塵埃が通過遮光することで変化する受光手段Ｑ１の光量変化から空気流路内の塵埃通過の有無を検知可能な塵埃検知手段１３を備え、制御手段１０は塵埃検知手段１３からの塵埃検知情報信号に応じて電動送風機４への供給電力を制御し、塵埃検知手段１３は受光手段Ｑ１の受光量が所定の量になるように発光手段ＬＥＤ１の発光量を変化させる補正回路１４とパルス数補正手段１１からなる補正手段を備える電気掃除機としたので、制御手段１０にてレンズにゴミが付着する前の初期状態と同じ塵埃検知感度を維持・継続でき、使い勝手の良い電気掃除機が提供できるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号処理技術を駆使して高機能・高付加価値を実現する制御技術を有する電気掃除機で特にセンサ信号処理技術に関するものである。

従来の、塵埃検知手段を備えた電気掃除機の概観を図３に、また従来の塵埃検知手段の回路構成ブロックを図４に、更に従来の塵埃検知センサ部の構成を図５に基づいて、その関連構成・動作について説明する。

まず塵埃検知手段を備えた電気掃除機の概観構成につい説明する。図３において１０１は吸引力を発生する電動送風機４を内蔵した電気掃除機本体、１０２は電気掃除機本体１０１に接続部１０６で着脱自在なホースユニット、１０３は使用者が電気掃除機を使用する際に握る操作部、１０４は掃除床面のゴミを吸引可能に構成された床用吸い込み具１０５と操作部１０３との間を接続する延長間で、本体１０１内の電動送風機４の発生する吸引力はホースユニット１０２と延長間１０４と床用吸い込み具１０５の空気流路を経て被掃除床面から塵埃を吸引できるよう構成されている。

次に塵埃検知手段の回路構成と動作について図４と図５を含めて説明する。１は従来の塵埃検知手段で、例えば接続部１０６内の空気流路に配置されている。２は発光手段（赤外発光ダイオード：ＬＥＤ１）と受光手段（フォトトランジスタ：Ｑ１）との光軸を略対向配設（図５参照）した塵埃検知センサ部である。電動送風機による吸引力によって発生する空気流によって被掃除床面のゴミが光軸を通過すると、ゴミ（塵埃）が赤外光を遮る即ちＱ１の受光量（ＬＱ）が変化しフォトトランジスタの光−電流変換特性によってＱ１のコレクタ電流即ちＩＬ（図４参照）が変化する。ＩＬの変化で抵抗ＲＬの両端電圧即ちＱ１のＶＣＥが変化する（塵埃検知信号：ＧＳ）。ＧＳはＩＣ１で構成された演算増幅器で増幅処理された（ＥＧＳ出力）後、信号整形回路５によってデジタルパルス信号（塵埃検知パルス信号：ＧＰ）として出力され、制御手段３で観測判定可能となる。制御手段３は操作部１０３からの使用者による操作に応じた操作情報と単位時間当りのＧＰの数とからモータ４への供給電力を設定している。

ここで、塵埃検知センサ部２の周辺の動作条件について少し詳しい説明を追加する。フォトトランジスタＱ１は受光光量ＬＱを電流ＩＬに変換する光−電流変換素子であり、図４に示すように直流電源ＶＤＤより抵抗ＲＬをＱ１のコレクタへ更にＱ１のエミッタをＧＮＤに接続すると、図７のグラフに示すような特性を現す。もとより本塵埃検知センサ部２は、微小な塵埃が光軸を通過することで変化するＱ１の受光光量の微小な変化をＩＬの変化即ちＶＣＥの変化として検出し、Ｃ１によって前記ＶＣＥの交流的な変化分のみをＩＣ１で例えば数十倍（〜数千倍）に増幅するものであるが、Ｑ１が前記したような塵埃検知センサとして使用するのは図７のグラフのＡＳ（光量ＬＱ：ＬＱ１〜ＬＱ２／ＶＣＥ：ＶＣＥ１〜ＶＣＥ２）の領域が望ましい。この領域がゴミの光軸通過による光量変化に対するＶＣＥの変化を最も精度良く検出するための領域であることは、図７のグラフをみれば容易に理解できる。

ところで、Ｑ１をＡＳの動作状態で使用するため、従来から図４のＶＲ１（可変抵抗器）を備えるようにしている。これは（ａ）ＬＥＤ１の駆動電流ＩＦに対する発光光量のバラツキ、（ｂ）ＬＥＤ１とＱ１にゴミの付着を防止しつつ赤外光を透過可能な赤外光透過材の光透過率のバラツキ、（Ｃ）Ｑ１の受光光量ＬＱに対するコレクタ電流ＩＬへの変換率のバラツキ等があるため、それらのバラツキを全て吸収するため製品（塵埃検知手段を含む）組立時にＩＦを加減調整するためである。しかしながら上記調整用ＶＲ１を有する塵埃検知手段を備えた電気掃除機を使用中に塵埃検知手段の動作が意図したものと異なる状態になることがある。それはＱ１が動作領域ＡＳから外れてしまうものである。原因はＬＥＤ１とＱ１の赤外光透過材（レンズ）の空気流路内側は、電気掃除機の吸引力によって通過するゴミと直接接するため、当然赤外光透過を狙って設定した光軸径内（図５のΦＡ）部にもゴミが図６に示すように付着し、初めは径ΦＡの赤外光透過面積であったものが略ΦＬ１程度と少なくなり、Ｑ１の受光光量即ちＩＬが不足してＶＣＥがＶＣＥ１より高いほぼＶＤＤに等しい電圧にまで変化してしまい、Ｑ１が微小な光の変化をＶＣＥの変化として検出できない（フォトトランジスタがほぼ飽和）状態になってしまうためである。因みに赤外光透過材（レンズ）に付着するゴミは主に空気流の進行方向前後に溜まる傾向がある。これはレンズと接続部１０６の外郭との僅かな段差に空気流の淀みを含めてゴミが付着しやすいためであることは理解できよう。

ところで上記したようなレンズ部ゴミ付着での光量変化（低下）による塵埃検知手段の塵埃検知精度変化を補正するような発明も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の発明は、受光手段であるフォトトランジスタＱ１のコレクタ電圧ＧＳ（＝ＶＣＥ）が所定時間連続して設定値の上限（又は下限）を超えた場合にレンズの汚れ（又は外光）によるＶＣＥの電圧変化であるかゴミの通過によるものかを判別する汚れ判別部を備えるもので、汚れ判別部がＶＣＥの電圧変化をレンズの汚れ（又は外光）によるものと判断した場合には、発光手段であるＬＥＤ１の順電流ＩＦを切換える受光電流設定部を備えて、Ｑ１がセンサとしての精度を確保できるＶＣＥ電圧値（図７のＶＣＥ１〜ＶＣＥ２の間）になるようするものである。
特開平４−２７６２２６号公報

しかしながら、上記従来の技術では次のような不具合がある。

塵埃検知装置（塵埃検知手段）等の受光部及び発光部のホルダ（レンズ）汚れ又は外光によって変化している受光部の出力電圧を、所定の時間（０．１秒）毎に判断して受光部の出力電圧が所定の電圧範囲になるよう発光電流選択部に準備された何れかの電流値で発光部を駆動するときの、切換タイミングで発光部の電流値が瞬時に変化するため塵埃検知手段は誤動作して塵埃検知信号を出力してしまい、実際には掃除床面（空気流路内）にゴミが無いのに塵埃があったかのように誤判定してしまう。

また電気掃除機運転中、次第にホルダ（レンズ）が汚れたり外光により影響が出た場合には塵埃検知精度を維持する効果が期待できるが、過去の運転によって次第にホルダが汚れてきたものに対しては、電気掃除機運転（即ち塵埃検知手段への通電）開始から受光部の出力電圧を所定の値になるように、発光部電流を切換名が判別していくのに時間がかかり、塵埃検知手段が狙いの検知精度になるまでにある程度の時間がかかり、使い勝手が悪くなる。

ところで、本発明を詳細研究していく中で更に新たな課題が存在することが分かった。当初受発光手段を用いた塵埃検知手段の塵埃検知精度の低下は、発光手段及び受光手段のホルダ（レンズ）部にゴミ（塵埃）が付着堆積することでＱ１の動作ポイントが図７のＡＳ領域から外れるためだけと考えていたが、実は別の要因も存在していた。その概要は次の通りである。図２と図６を用いて説明する。図２は従来の塵埃検知手段を改良して、ホルダ（レンズ）部の汚れ進行に対してＱ１の受光量が所定の値になるよう発光量を増やすようなフィードバックをかけた時、確認に使用した塵埃の大きさＡ（粒子径中心約３０μ）、Ｂ（粒子径中心約２００μ）、Ｃ（粒子径中心約１ｍｍ）と塵埃検知手段が実際に検出した塵埃の数（塵埃検知パルス数）との関係を示したグラフである。本確認を行った塵埃検知手段は受発光手段間の光軸面積（径ΦＡ）は約３Φとしたものであるがグラフからは、レンズが汚れる（図６の赤外光透過材周辺へのゴミ付着の様子を示した図参照）に従って減少する光軸面積が原因で、極めて小さいゴミＡ（ゴミ径約３０μ）、ＡとＣの中間サイズのゴミＢ（ゴミ径約２００μ）、大きなゴミＣ（ゴミ径約１ｍｍ）では塵埃検知パルス数が狙いからずれていく（レンズ部汚れが進行していくと、Ｑ１の動作ポイントＶＣＥ電圧を所定の値にフィードバック補正しても塵埃検知パルス数が狙いからずれていく）というものである。

レンズの赤外光透過開口面積と塵埃サイズとの関係が、レンズの汚れ進行によって変化していくことで発生する検知精度の変化のためであることが判ったが、本明細書での詳細説明は割愛する。

近年ハウスダストが健康に与える悪影響についての情報が増える中、電気掃除機は単に床面の目に見える塵埃を検知して所定の吸引力で吸引するだけでなく掃除床面の種類や汚れ具合に合わせて効率よく掃除のできる運転制御や更にはアレルゲンを綺麗に掃除できるもの等高付加価値化・高集塵性能制御化への要望は益々高まりつつあり、塵埃検知機能の更なる高精度・高信頼性に対しても従来以上に高性能化する要望が増えつつある。本発明は、前記使用者からの要望を実現するために必要な、高性能塵埃検知手段を更に高精度かしてより信頼できる塵埃検知手段を備えた電機掃除機を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために鋭意努力した結果、制御手段で制御され吸引力を発生する電動送風機を内蔵した電気掃除機本体に連通され前記吸引力が作用する空気流路内に発光手段と受光手段を略対向配置し、前記発光手段と受光手段の光軸間を前記吸引力で吸引された塵埃が通過遮光することで変化する受光手段の光量変化から前記空気流路内の塵埃通過の有無を検知可能な塵埃検知手段を備え、前記制御手段は前記塵埃検知手段からの塵埃検知情報信号に応じて前記電動送風機への供給電力を制御し、前記塵埃検知手段は受光手段の受光量が所定の量になるように発光手段の発光量を変化させる補正手段を備え、前記補正手段は所定の時定数で補正動作する電気掃除機とすることが最良であるとの結論に至った。

近年、電気掃除機の形態が多様化しており、今後の形態変化や狙いの性能を予想することは困難ではあるが、一般的な掃除機の吸い込み風量は、集塵容器（紙パックや樹脂製容器等で構成されている）内のゴミが空の状態から満タンの状態まで例えば約０．６ｍ³〜２．４ｍ³の間で変化する。空気流路（図３の延長間１０４やホースユニット１０２等）の径も使い勝手を考えるとΦ３０程度のものが多いようであり、その条件下で光軸径約Φ３の塵埃検知手段の光軸上を通過するゴミの速度は例えば、約２０ｍ／秒〜約５７ｍ／秒となるため、塵埃検知センサ部２を含む塵埃検知手段１内の信号処理周波数特性は約１ＫＨｚ〜５０ＫＨｚ程度の構成が必要となり、塵埃検知信号ＧＳや塵埃検知パルスの周波数は前述のようなものとなるため、補正動作時の動作周波数を数十倍から数百倍（補正動作時定数数十ｍｓ〜数百ｍｓ）に設定することで補正動作に伴う発光手段の光量加減動作による受光手段Ｑ１の電圧ＶＣＥの変化を、塵埃検知パルスとして誤判定するのを防止する。

更にレンズ周辺にゴミが付着していくとレンズの光軸径が小さくなるためゴミの通過によって発生する塵埃検知信号の周波数は高くなる。従って補正動作量が増加すると塵埃検知信号ＧＳの周波数も上がるため、小さなゴミに対する感度が高くなり、逆に大きなゴミにたいする感度は低下する。極論すると、Φ３ｍｍの光軸にΦ１ｍｍのゴミが連続して入れば、それぞれを個別に識別できる可能性が大きいが、光軸がΦ１ｍｍまで小さくなると、Φ１ｍｍのゴミは一度に一個しか検出できないと考えれば、上記の検出感度の変化の様子は容易にイメージできるであろう。

上記の塵埃検知感度の変化に応じて変化する塵埃検知パルス信号数に対して、加減等の演算処理を加えることも塵埃検知手段の検知精度維持、向上に極めて有用であることも分かった。レンズの赤外光透過開口面積と塵埃サイズとの関係が、レンズの汚れ進行によって変化していくと塵埃検知手段が検出する塵埃検知パルス数が変化するが、塵埃検知パルス数の変化と補正動作量との関係から、塵埃検知パルス数が初期特性と略同じになるよう塵埃検知パルス数を加減補正するものである。

本願発明は、高性能塵埃検知手段の性能、精度を長期間維持して使用者が信頼・安心して掃除機がけできる使い勝手の良い電気掃除機を提供可能にできるものである。

第１の発明は、制御手段で制御され吸引力を発生する電動送風機を内蔵した電気掃除機本体に連通され前記吸引力が作用する空気流路内に発光手段と受光手段を略対向配置し、前記発光手段と受光手段の光軸間を前記吸引力で吸引された塵埃が通過遮光することで変化する受光手段の光量変化から前記空気流路内の塵埃通過の有無を検知可能な塵埃検知手段を備え、前記制御手段は前記塵埃検知手段からの塵埃検知情報信号に応じて前記電動送風機への供給電力を制御し、前記塵埃検知手段は受光手段の受光量が所定の量になるように発光手段の発光量を変化させる補正手段を備え、前記補正手段は所定の時定数で補正動作する電気掃除機であり、実際に塵埃検知センサの光軸をゴミが通過する時の受光手段（Ｑ１）以降塵埃検知情報信号生成までの信号処理周波数特性に対する受光手段の受光量補正動作時の動作時定数（周波数特性）を数十倍から数百倍に設定することで補正動作に伴う発光手段の光量加減動作で受光手段（Ｑ１）の電圧ＶＣＥが変化しても、塵埃検知手段は塵埃検知パルスとして誤判定しないため、高安定・高信頼の塵埃検知手段を構成できる。

第２の発明は、第１の発明の電気掃除機で制御手段は補正手段の光量補正情報信号から、塵埃検知情報信号に所定の補正を加えるものである。受発光手段レンズにゴミが付着することで変化する受光手段の受光量が所定値になるように発光手段の発光量を変化させ、受光手段の塵埃検知特性を維持する。更に補正動作後に検出された塵埃検知情報信号に対して、受光手段の受光面積変化による光学的な塵埃検知特性変化を補正動作量から判断して、前期塵埃検知情報信号に補正を加える。

第３の発明は、塵埃検知情報信号は塵埃検知パルス信号であり、制御手段は、単位時間当たりの塵埃検知パルス信号数に応じて電動送風機への供給電力を制御すると共に補正手段の光量補正情報信号に応じて前記単位時間当たりの塵埃検知パルス信号数を増減補正可能なパルス信号数補正手段を備える電気掃除機であり、受発光手段レンズにゴミが付着することで変化する受光量が所定値になるように発光手段の発光量を変化させて受光手段の塵埃検知特性を維持すると共に、受光手段の受光面積変化による光学的な塵埃検知特性変化と補正動作量との関係から、補正動作後に検出された塵埃検知パルス数を補正動作前の塵埃検知パルス数になるよう加減補正を加えるものである。

第４の発明は、塵埃検知手段は複数の増幅手段を備えることで受信手段の光量変化から複数の塵埃検知パルス信号を出力し、制御手段は前記複数の塵埃検知パルス信号それぞれの単位時間当たりのパルス数に応じて電動送風機への供給電力を制御する電気掃除機であって、パルス信号数補正手段は補正手段の光量補正情報信号に応じて前記単位時間当たりの複数の塵埃検知パルス信号数をそれぞれ増減補正可能である電気掃除機である。複数の増幅手段は、それぞれ予め狙いのゴミの大きさに合わせてその増幅度を設定してある。受発光手段のレンズにゴミが付着することで変化する受光量が所定値になるように発光手段の発光量を変化させて受光手段の塵埃検知特性を維持すると共に、受光手段の受光面積変化によって変化するゴミの大きさ毎の塵埃検知特性変化と補正動作量との関係から、補正動作後に検出されたゴミの大きさ毎の塵埃検知パルス数を補正動作前の塵埃検知パルス数と略同じになるよう加減補正を加えるものである。

第５の発明は、制御手段は光量補正情報信号の経時変化を記憶可能な記憶手段を備え、制御手段は前記記憶手段の経時変化情報から塵埃検知パルス信号数をそれぞれ増減補正可能である電気掃除機、更に第６の発明は、記憶手段には、予め光量補正量と塵埃検知パルス信号数変化量との関係情報を記憶してあり、制御手段は前記記憶手段内の関係情報から塵埃検知パルス信号数をそれぞれ増減補正可能である電気掃除機とするものであり、受発光手段の発光量や受光量やレンズの光透過特性など製品個別のバラツキ情報を記憶手段で記憶することで、電気掃除機の使用に伴ってゴミが付着する前即ち狙いの初期特性を記憶しておき、受発光手段のレンズにゴミが付着することで変化する受光量が所定値になるように発光手段の発光量を変化させて受光手段の塵埃検知特性を維持すると共に、受光手段の受光面積変化によって変化するゴミの大きさ毎の塵埃検知特性変化と補正動作量との関係を補正動作後に検出されたゴミの大きさ毎の塵埃検知パルス数を、個別製品毎にバラツク初期特性（補正動作前の塵埃検知パルス数）からの変化分に対してだけでなく、電動送風機の特性変化などを考慮して新品時と略同一の塵埃検知特性を精度良く再現するよう加減補正を加えるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について図１、図２と前記従来の塵埃検知手段を備えた電気掃除機の図３他を含めて説明する。なお、従来の電気掃除機と同一構成要素については同一番号を付与して詳細説明を省略する。

図１において、１３は塵埃検知手段で、例えば接続部１０６内の空気流路に配置されている。赤外発光ダイオード（発光手段）ＬＥＤ１とフォトトランジスタ（受光手段）Ｑ１はその光軸を略対向配設した塵埃検知センサ部である（図５参照）。電動送風機４による吸引力によって発生する空気流によって被掃除床面のゴミが光軸を通過すると、ゴミ（塵埃）が赤外光を遮るためＱ１の受光量（ＬＱ）が変化しフォトトランジスタの光−電流変換特性によってＱ１のコレクタ電流即ちＩＬ（図４参照）が変化する。ＩＬの変化で抵抗ＲＬの両端電圧即ちＱ１のＶＣＥが変化する（塵埃検知信号：ＧＳ）。ＧＳはＩＣ１で構成された演算増幅器で増幅処理された（ＥＧＳ１出力）後、信号整形回路１５によってデジタルパルス信号（塵埃検知パルス信号：ＧＰ１）として出力され、制御手段１０で観測判定可能となる。ＥＧＳ１信号はＩＣ２で構成された演算増幅器で更に増幅処理された（ＥＧＳ２出力）後、信号整形回路１６によってデジタルパルス信号（塵埃検知パルス信号：ＧＰ２）として出力され、同じく制御手段１０で観測判定可能となる。１４は補正回路で受光手段Ｑ１を狙いの動作ポイント（ＶＡＣＴ）で動作させるために、Ｑ１の電圧出力ＶＣＥとＶＡＣＴとを観測してその差を増幅したＶＥＲ出力で発光手段ＬＥＤ１の電流ＩＦを変化させる。

１１は、制御手段１０の中に配置され、ＧＰ１とＧＰ２の単位時間あたりのパルス数に対し、ＶＥＲ出力に応じて演算処理した結果を制御手段１０に返すパルス数補正手段である。１２は通電を止めても記憶内容を保持できる所謂不揮発性メモリと呼ばれる記憶手段で、塵埃検知手段１３が生産された直後のＶＥＲ電圧値とＶＥＲ電圧値の変化に伴う塵埃検知パルスの補正係数と本塵埃検知手段を備えた電気掃除機の運転時間を記憶可能であり、制御手段１０は電気掃除機の累積運転時間やＶＥＲ電圧値の初期値と変化してきた履歴情報を記憶手段１２に記憶すると共に、記憶手段１２の情報から電気掃除機の電動送風機４の累積運転時間や塵埃検知手段の受発光手段の汚れの変遷情報を知ることができる。

上記の構成要素の動作について更に詳しく説明する。

発光素子ＬＥＤ１の発する光を受光素子Ｑ１が受けると光電流ＩＬが流れる。本実施の形態では、抵抗ＲＬ両端電圧が所定の直流電圧ＶＣＥになるＩＦが得られるよう補正回路１４が所謂フィードバック制御動作する。所定の直流電圧は、図７の領域ＡＳとなるＶＣＥ１〜ＶＣＥ２の電圧であり、ＶＡＣＴで設定される電圧である。詳細回路構成を図示してあるので一見してその制御意図を理解できよう。通常の床面を電気掃除機で掃除をすると、本発明の塵埃検知手段が検知する空気流路内塵埃による塵埃検知パルスの周波数は数百Ｈｚ〜数十キロＨｚの成分を含むものになる（従来の塵埃検知手段の記述参照）。

ここで補正回路１４の補正動作が前記周波数内のスピードで行われると、補正動作によって変化する発光手段ＬＥＤ１の光量変化を空気流路内の光軸をゴミが通過したことで発生した受光量変化と識別できなくなる。上記の塵埃検知パルス信号の周波数特性と補正回路１４の動作速度との関係を検討してきたところ、その周波数特性をある程度差を付けて設定するのが良いことが分かった。塵埃検知パルスは、塵埃の通過スピードによって決定するため実際に設定するのは補正回路１４の補正動作スピードに係わる周波数特性となる。ＩＣ１で構成される演算増幅器の低周波カットオフ周波数より十分に遅い補正動作スピードになればなるほど補正動作に起因する誤検知発生リスクが少なくなるが、あまり補正動作が遅いと例えば使用者が電気掃除機を使うために通電してから、塵埃検知手段１３の補正回路１４の補正動作が完了するまでの時間が長くなるため、逆に使い勝手を悪くすることになる。詳細検証を重ねた結果、補正回路の補正動作スピード（補正動作時定数）は１００ｍｓから５００ｍｓの間で、できれば１５０ｍｓから２００ｍｓ程度にすることで、さまざまな大きさの塵埃を検知する塵埃検知手段の周波数特性を犠牲にすることなく、安定した補正動作が可能になることが分かった。因みに、上記では補正回路１４の補正動作スピードだけが重要であるよう記述したが、使用者が運転開始操作してから塵埃検知手段が安定動作開始するまでには、当然電源ＶＤＤを含めて全ての周辺回路が安定動作していることが必要であることは言うまでも無く、上記の１５０ｍｓから２００ｍｓ程度の時定数は周辺回路を含めた時間であって然るべきである。

次に光量補正情報信号ＶＥＲから、塵埃検知情報信号（塵埃検知パルス数）に補正を加える動作について説明する。発光手段ＬＥＤ１や受光手段Ｑ１のレンズ部にゴミが付着して受光光量が低下するのを、補正手段１４で発光光量を増やして受光量が所定の量すなわちＶＣＥが所定の電圧値になるようにしても、実際の塵埃検知パルス数がその塵埃の大きさによって変化することを図２及び上述してきた従来の塵埃検知手段の課題で説明しているが、本実施例のＧＰ１とＧＰ２はそれぞれ異なるゴミの大きさを狙って検出可能とするため増幅度を変えている。具体的には、ＩＣ１で構成した演算増幅回路で増幅した信号ＥＧＳ１をＩＣ２で構成した演算増幅回路で更に増幅してＥＧＳ２信号を生成している。従って、ＥＧＳ２信号はＥＧＳ１信号より小さなゴミを検出可能な信号となる。実際に床面のゴミを吸引していく中でレンズ部が汚れて（補正回路による補正動作は有り）いることで塵埃検知パルス数は、ＧＰ１は図２のＣのように変化し、またＧＰ２は図２のＢのように変化する。従って、ＶＥＲの変化量（＝補正動作量）からＧＰ１とＧＰ２の単位時間当りのパルス数を図２のＢとＣの特性変化に基づいて加減補正したパルス数を制御手段１０に出力し、制御手段１０は前記補正後の塵埃検知パルス数に基づいて電動送風機４を運転駆動する。

次に、記憶手段１２に記憶する光量補正情報信号の経時変化情報から如何に塵埃検知パルス数を増減補正するかについて説明する。まず記憶手段１２はレンズが汚れる前の補正回路動作量ＶＥＲ（初期）の値を記憶する。これは、例えば組み立て工場で組み立て完了時直後に記憶手段１２に記憶させることで実現できるものである。

それから後、実際に使用者が使用していく中で、レンズ部はゴミによって汚れてくるためＶＥＲの値が変化する。記憶手段１２には、その変化分を更新記憶する。パルス数補正手段１１ではＶＥＲの初期値（図２の「初期」時点）との差と、ＧＰ１とＧＰ２の汚れ即ち光量補正動作量による塵埃検知パルス数のそれぞれの変化情報から、加減補正値を決定することで、レンズ部汚れによる塵埃検知パルス数の狙いからのずれが補正可能となる。記憶手段１２の記憶情報量・更新情報量が比較的少なくてすみ、精度の高い塵埃検知パルス数の判定制御動作が可能となる。更に、記憶手段１２には光量補正量の情報信号と塵埃検知パルス数とをゴミの大きさ毎にその関係情報を記憶しても良い。即ち、ＧＰ１、ＧＰ２それぞれに対してＶＥＲの絶対値毎に更には塵埃検知パルス数毎に塵埃検知パルス数の補正情報をテーブル様に情報として記憶するもので、記憶手段１２への記憶情報量は多くはなるが、更に高精度で塵埃検知パルス数を補正可能となる。

尚、本実施の形態では発光量補正情報（ＶＥＲ電圧値）から、塵埃検知パルス数を制御手段内の例えばマイクロコンピュータ等で演算処理する構成としたが、ＶＥＲ電圧からＩＣ１やＩＣ２の演算回路の増幅度を回路的に補正しても、略同様な効果が得られることも推定されるものである。更に、本実施例の電気掃除機はホースユニット１０２を備えた所謂床移動型タイプで説明したが、塵埃検知手段は空気流路に配設されればその機能が発揮できるため、掃除機の形態で本発明が限定されるわけではないことは理解できよう。また、本発明による塵埃検知パルス数補正方式は、使用中のレンズ部に付着したゴミをお手入れすることが困難な例えば、空気流路を細く構成したい場合等には更に有効に効果を奏でるものとなるであろう。

また更に、本実施の形態では補正情報信号を補正手段１４の出力電圧ＶＥＲとしたが、発光手段で発光量を増やすために塵埃検知手段１３全体へ供給する直流電力ＶＤＤの電流値も変化するため、ＶＥＲ電圧信号の変わりにＶＤＤの負荷電流値及び負荷電流値の変化を補正情報信号として使用しても、同じ効果が得られることは容易に考えられよう。

以上のように本願発明に係る電気掃除機は、家庭用だけでなくより耐久性・信頼性を重視する業務用掃除機や、更に、使用中レンズ部に付着したゴミをお手入れすることが困難な例えば、空気流路を細く構成する等今後のさまざまな形態の電気掃除機に応用展開可能である。また本願発明の空気流路内を流れる塵埃を検知可能な塵埃検知手段は、単独でも応用展開可能である。

本願発明の実施の形態１における電気掃除機の回路構成図 同、電気掃除機の塵埃検知手段の汚れによる塵埃検知パルス数変化を示すグラフ 従来の塵埃検知手段を備えた電機掃除機の概観図 従来の塵埃検知手段の回路構成図 従来の塵埃検知センサ部の構成を示す拡大図 本願発明の実施の形態１における電気掃除機の塵埃検知センサ部へのゴミ付の様子を示した図 同、電気掃除機の塵埃検知手段の受光量と出力電圧との関係を示すグラフ

符号の説明

１ 塵埃検知手段（従来）
２ 塵埃検知センサ部
３ 制御手段（従来）
４ 電動送風機
５ 信号整形回路
１０ 制御手段
１１ パルス数補正手段
１２ 記憶手段
１３ 塵埃検知手段
１４ 補正回路
１５ 信号整形回路
１６ 信号整形回路
１７ 表示手段
１０１ 電気掃除機本体
１０２ ホースユニット
１０３ 操作部
１０４ 延長間
１０５ 床用吸い込み具
１０６ 接続部

Claims (6)

1. 制御手段で制御され吸引力を発生する電動送風機を内蔵した電気掃除機本体に連通され前記吸引力が作用する空気流路内に発光手段と受光手段を略対向配置し、前記発光手段と受光手段の光軸間を前記吸引力で吸引された塵埃が通過遮光することで変化する受光手段の光量変化から前記空気流路内の塵埃通過の有無を検知可能な塵埃検知手段を備え、前記制御手段は前記塵埃検知手段からの塵埃検知情報信号に応じて前記電動送風機への供給電力を制御し、前記塵埃検知手段は受光手段の受光量が所定の量になるように光量補正情報信号を介して発光手段の発光量を変化させる補正手段を備え、前記補正手段は所定の時定数で補正動作する電気掃除機。
2. 制御手段は補正手段の光量補正情報信号から、塵埃検知情報信号に所定の補正を加えることを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
3. 塵埃検知情報信号は塵埃検知パルス信号であり、制御手段は、単位時間当たりの塵埃検知パルス信号数に応じて電動送風機への供給電力を制御すると共に補正手段の光量補正情報信号に応じて前記単位時間当たりの塵埃検知パルス信号数を増減補正可能なパルス信号数補正手段を備えた請求項２記載の電気掃除機。
4. 塵埃検知手段は複数の増幅手段を備えることで受信手段の光量変化から複数の塵埃検知パルス信号を出力し、制御手段は前記複数の塵埃検知パルス信号それぞれの単位時間当たりのパルス数に応じて電動送風機への供給電力を制御する電気掃除機であって、パルス信号数補正手段は補正手段の光量補正情報信号に応じて前記単位時間当たりの複数の塵埃検知パルス信号数をそれぞれ増減補正可能である請求項３記載の電気掃除機。
5. 制御手段は光量補正情報信号の経時変化を記憶可能な記憶手段を備え、制御手段は前記記憶手段の経時変化情報から塵埃検知パルス信号数をそれぞれ増減補正可能である請求項４記載の電気掃除機。
6. 記憶手段には、予め光量補正量と塵埃検知パルス信号数変化量との関係情報を記憶してあり、制御手段は前記記憶手段内の関係情報から塵埃検知パルス信号数をそれぞれ増減補正可能である請求項５記載の電気掃除機。

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