JP2022162489A - 残量測定値校正機構、噴霧装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような消毒行為に対する意識が社会全体に急速に伝播したことで、利用者が手をかざしただけで自動的に消毒液を噴霧してくれる噴霧装置の需要も突発的かつ急激に高まっている。
しかし、管理者は、消毒液が枯渇しないよう、常時、噴霧装置のそばで残量を確認しているわけにはいかない。
そのため、噴霧装置において、消毒液残量が少なくなったことを検出し、消毒液の補充が必要なことを管理者に通知する機能があれば便利である。
また、タンク内の溶液残量が僅少であることを高精度に検出できなければ、せっかくの利用者に対する通知機能もありがたみが減殺されてしまうことになる。
タンク内の溶液残量がさほど減っていないにも関わらず、的外れなタイミングで利用者通知が行われかねないからである。
その一手法としては、溶液の存在に伴う静電容量の変化を検出することで、タンク内容液の残量を測定する技術が存在する(例えば、特許文献1~2参照。)。
このような高精度の検出の阻害要因としては、たとえば、基板と液面の相対位置の変動(機械的振動などに起因する)や、タンク内に貯留されている溶液の特性変化(たとえば、アルコール成分の揮発、次亜塩素酸水における塩素濃度変化など)が挙げられる。
このような誤差を抑制するために、静電容量値と液面位置の計算式に修正を加える「校正」が一般に行われる。
上述した静電容量の検出精度を下げることの技術的意義は、液面が低下したことを検出しやすくすることである。
なお、「校正」とは、液面位置と検出電極で測定される静電容量値との関係の推定値を妥当化することをいう。
静電容量値それ自体は測定可能であるものの、液面位置が判らなければ、校正を好適に実施できないという問題点がある。
そこで上記の課題を解決するために、本願の第1発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
同基板上に配設される小片状からなる複数の検出電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
GND電極の長手方向においては、隣合う検出電極同士が所定間隔ずつ離れた状態で直線配置され、
GND電極の短手方向においては、個々の検出電極の同GND電極に対する各距離が同一となるように配置されており、
前記校正手段は、
GND電極と個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、
を実行する構成とした。
これにより、タンク16内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上させることが可能となる。
また、電極の形状と配置だけに手を加え、検出精度を向上させるための何ら特別な構成要素を追加することがないため、残量測定値校正機構の製造工程を複雑化させることなく、製造コストの抑制が実現される。
上記の課題を解決するために、本願の第2発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
たがいに平行するように前記基板上に配設される検出電極であって、帯形状からなる複数の検出電極と、
板状部材からなるGND電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極と検出電極が設けられた基板とが、前記タンクの連接する2つの側面に沿うように直交配置されるとともに、当該基板は複数の検出電極の長手方向が水平となるように設置され、
前記校正手段は、
GND電極と個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する構成とした。
これにより、タンク内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上させることが可能となる。
また、上記の課題を解決するために、本願の第3発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
たがいに平行するように前記基板上に配設される検出電極であって、帯形状からなる複数の検出電極と、
板状部材からなるGND電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極は、タンクの底面部に当接するように配置され、
前記検出電極が設けられた基板は、タンクの1つの側面に配置されるとともに、当該基板は複数の検出電極の長手方向が水平となるように設置され、
前記校正手段は、
GND電極と個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する構成とした。
そのため、タンク内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上できる。
また、上記の課題を解決するために、本願の第4発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
満杯検出電極よりもサイズの大きな長尺状の電極であって、前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第5発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記タンクは、
同タンク底面のうち1辺について、底面から側面に至る角部分の曲率半径を大きくすることで、当該角部分における曲線状に曲がり始める位置が、タンク底面の他の3辺における角部分のカーブ開始位置よりも高所にあり、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第6発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記タンクは、
同タンク底面のうち1辺について、タンク側面と当該底面の間に「段差部分」が設けられており、かつ、当該段差部分の最上段は僅少判定位置に形成されており、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第7発明に係る残量測定値校正機構は、
タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記タンクは、
同タンクの形状が、底面に近づくにつれて水平方向の断面積が減少するように形成されており、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第8発明に係る残量測定値校正機構は、
第4~第7発明の残量測定値校正機構において、
前記液面検出電極は、物理的に個々に分離された複数個の電極からなる構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第9発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第1発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第10発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第2発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第11発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第3発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第12発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第4発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第13発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第5発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第14発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第6発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第15発明に係る噴霧装置は、
利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
第7発明に係る残量測定値校正機構、を備える構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第16発明に係る噴霧装置は、
第4~第7発明のいずれかに係る噴霧装置であって、
前記液面検出電極は、物理的に個々に分離された複数個の電極からなる構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第17発明に係る噴霧装置は、
第9~第16発明のいずれかに係る噴霧装置において、
電気信号を物理的振動に変換して放音する音声出力部、をさらに備え、
前記音声出力部は、
タンク内にある溶液の液面位置が所定の僅少判定位置であることを校正手段が検出したときに、タンク内にある溶液の残量が僅少である旨を音声通知する処理、を実行する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第18発明に係る噴霧装置は、
第9~第17発明のいずれかに係る噴霧装置において、
各種の情報を表示する表示部、をさらに備え、
同表示部は、
タンク内にある溶液の液面位置が所定の僅少判定位置であることを校正手段が検出したときに、タンク内にある溶液の残量が僅少である旨を表示する処理、を実行する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第19発明に係る噴霧装置は、
第17または第18発明に係る噴霧装置において、
前記満杯検出電極により、タンク内の溶液が満杯状態であることを検出した場合、当該噴霧装置に実装された表示部または音声出力部により、満杯状態である旨を管理者に報知する構成とした。
また、上記の課題を解決するために、本願の第20発明に係る噴霧装置は、
第9~第19発明のいずれかに係る噴霧装置において、
消毒液を噴霧する噴霧機構と、
前記噴霧機構の噴霧動作を制御する噴霧制御手段と、
を備え、
前記噴霧制御手段は、
タンク内の溶液残量が僅少であることが検出された場合、前記噴霧機構による溶液の噴霧量を少なくするような制御を行う構成とした。
本発明の実施形態では、タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構において、電極の形状や配置もしくはタンク形状の構成変更により、タンク内溶液の残量が僅少であることの検出精度を向上させる場合を例に挙げて説明する。
以下、この内容について詳しく説明する。
噴霧装置1は、利用者が手をかざしたことを検出して消毒液を自動噴霧する装置である。
また、本噴霧装置1は、タンク内溶液の残量が僅少であるときに、その旨を音声通知または表示できるものとなっている。
以下、噴霧装置1の構成について説明する。
制御部11では、噴霧制御手段111および校正手段112が実現される。
例えば、噴霧制御手段111は、タンク16内の消毒液残量が少なく液面位置が低い領域では、噴霧機構15による消毒液の噴霧量を絞る(少なくする)ようにしても構成してもよい。
このようにすることで、タンク16内の消毒液残量が少なくなったときでも、1回の噴霧動作による消毒液の消費量が抑えられることから消毒可能な回数を増やすことができ、さらには、消毒液が補充されるまでの時間を稼ぐこともできる。
当該校正手段112が、液面位置を校正することにより、タンク16内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上できる。
また、校正手段112は、タンク16内にある溶液(本例では、消毒液)の液面LSの位置を算出(推定)する。
校正する一手法としては、まず、特定の位置における液面LSの基準を特定する。このような位置の基準を定めないことには、校正のしようがないからである。
このような校正用の基準位置の具体例としては、たとえば、タンク16内の溶液が満杯状態になっているときの「満杯位置」を採用することが考えられる。
このような関係式は、たとえば、基準位置(例えば、満杯位置)から底面に向かって、溶液の液面位置LSが低くなっていくに従って、個々の検出電極とGND電極の間の各静電容量の合成値が単調減少(例えば、比例関係)するような式が考えられる。
図2の例においては、個々の検出電極173-1~173-4とGND電極172の間の各静電容量C1~C4の静電容量(合成値)Cは、以下のように表される。
同記憶部12が記憶する情報の一具体例としては、検出電極において検出された静電容量の測定値が挙げられる。
また、記憶部12が記憶する情報の他の具体例としては、液面位置と、検出電極で測定される静電容量値との関係を校正するための計算式が考えられる。
同通信部13は、インターネット・移動体通信網その他の公衆通信網に接続されるものでもよく、LPWAN(Low-Power, Wide-Area)通信を行うためのLPWAN(Low-Power Wide-Area Network)に接続されるものでもよい。
身体情報取得部14の構成要素の1つとしては「人感センサ」がある。
当該の人感センサは、消毒液を行おうとする利用者が自己の身体部位を噴霧装置1に近づけたときに、当該利用者が接近したことを検出する役割を担う。
人感センサが、利用者の接近を検出できる範囲は任意に設定可能であるが、一例としては、人感検出部14から利用者の消毒部位(手指など)までの距離が100ミリメートル以内(50~80ミリメートルなど)に設定できる。
本例では、噴霧機構15は、様々な流体を移送可能な蠕動ポンプから構成される。
噴霧機構15(蠕動ポンプ)は、流体移送管(図示略)の圧縮と復元の反復動作により、同移送管内に吸入した消毒液を回転運動により吐出(噴霧)する。
噴霧機構15は、身体情報検出部14が利用者の接近を検出するごとに、あらかじめ設定された所定噴霧時間(たとえば、1秒間)だけ、噴霧動作を実行する。
当該タンク16の容器形状および構成材料は、それぞれ任意でよい。
一例として、タンク16は、噴霧装置100の所有者や管理者が消毒液の残量を外部から目視で確認できるように、ガラス・ポリエチレンをはじめとする透光性材料(透明ないしは半透明)で構成してもよい。
この検出部17は、基板171と、GND電極172と、検出電極とからなる。
基板171は、薄板材料からなる。
GND電極172および検出電極の配置形態には、後述するように様々なものが存在する。
この表示部18としては、LED(Light Emitting Diode)のようなきわめて簡易な表示手段としてもよく、液晶ディスプレイなどの任意の文字・画像情報を表示できるものとしてもよい。
表示部18がLEDからなる場合、検出部17によって測定された消毒液の残量が所定基準量未満となった(校正手段112が、液面位置が僅少判定位置であることを検出した)場合に、残量が少ないことを通知するための所定の警告色(橙色・赤色など)でLEDを点灯させてもよい。
また、表示部18が液晶ディスプレイからなる場合、噴霧装置100の所有者や管理者に消毒液をタンク16に補充(注入)することを促すメッセージをはじめ、様々な情報を表示可能である。
本例において、音声出力部19は、身体情報取得部14(人感センサ)が利用者の接近を検出したときに、消毒の実施を促すメッセージの音声通知を行う。
また、同出力部19についても、表示部18と同様に、検出部17による測定結果(消毒液の残量)が所定基準量未満となった(校正手段112が、液面位置が僅少判定位置であることを検出した)ときに、残量が少ないことや溶液補充の催促を音声通知する等の利用が考えられる。
このような種々の構成例について、以下、説明する。
第1実施形態の残量測定値校正機構では、1つのGND電極172および複数の検出電極173が、1枚の基板171の同一面に搭載される。
GND電極172は、長尺状であり、導電性材料からなる。
また、検出電極173は各々、小片状の導電性材料からなる。
同図2の例では、検出電極173(173-1~173-4)の形状は矩形を有している。
図2の例では、検出電極173の個数が「4」である場合を示しているが、検出電極173の個数は2以上であれば任意でよい。
また、検出電極173は、GND電極172の短手方向について、個々の検出電極173の同GND電極172に対する各距離が同一となるように配置されている。
図2においては、同図2中に破線で示してあるように、GND電極172と検出電極1(173-1)の間の静電容量C1、GND電極172と検出電極2(173-2)の間の静電容量C2、GND電極172と検出電極3(173-3)の間の静電容量C3、GND電極172と検出電極4(173-4)の間の静電容量C4、が存在する。
上述したGND電極172と個々の検出電極173-1~173-4との間の各寄生容量C1、C2、C3、C4は、電気的に見て「直列接続」された状態と等価になっている。
そのため、GND電極172と個々の検出電極1~4の間は、あくまで実際に回路接続されているわけではなく、絶縁された状態となっている。
上記図4(a)の例では、液面LSの位置が、隣合う検出電極(173-2と173-3)の一方に極端に偏ることなく、両検出電極2・3から適度に離れた位置にある。
図4(a)のような状態の下では、液面LSの位置判定は容易である。
この場合には、校正手段112により液面LSの位置判定を行う場合、工夫を凝らすことが必要となる。
検出電極2(173-2)の場合、隣合う検出電極1・3(173-1または173-3)と比較する。
そして、校正手段112は、(1)全検出電極1~4のうち、当該電極(例えば、173-2)の隣接電極に対する測定値比(以下、「対隣接電極測定値比」という)が最大で、かつ、(2)当該検出電極の対隣接電極測定値比が、他検出電極について得られた対隣接電極測定値比の所定倍率(例えば、1.2倍)以上となる電極間を液面LSの位置と判定する。
なお、全検出電極について各々得られた対隣接電極測定値比のいずれもが、所定倍率に充たない場合、校正手段112は、前回の判定結果が継続している(現時点の液面位置は、前回判定時の液面位置と同じである)と判定する。
つぎに、第2実施形態の残量測定値校正機構について説明する。
第2実施形態では、タンク16の連接する2つの側面にGND電極172と検出電極173を直交配置することにより(図6(b))、電極の面積を拡張し、精度の向上を図っている。
同図5(b)の例では、第1実施形態(図2)に比べて、第2実施形態におけるGND電極172は、矩形状であり、非常に広い面積が確保されている。
また、図5(b)のように、GND電極172に対し、検出電極173が取付けられた基板171が直交するように配置されている。
なお、図5(a)の例では、個々の検出電極1~4(173-1~173-4)は帯形状であり、たがいに平行するように基板171の同一面に取付けられている。
この基板は、検出電極173の長手方向が水平となるように、タンク16の近傍に設置される。
これにより、タンク16内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上させることが可能となる。
つぎに、第3実施形態の残量測定値校正機構について説明する。
第3実施形態では、タンク16の1つの側面に検出電極173を配置するとともに、GND電極172をタンク16底面に配置することにより(図7(b)・図8参照)、電極の面積を拡張し、精度の向上を図っている。
同図7(b)の例では、第3実施形態におけるGND電極172は矩形状であり、非常に広い面積が確保されている。
このGND電極172は、タンク16の底面部に当接するように配置されている。
一方、検出電極173が取付けられた基板171は、タンク16の1つの側面に配置される。
なお、図7(a)の例においても、第2実施形態(図5(a))と同様に、個々の検出電極173は帯形状であり、たがいに平行するように基板171の同一面に取付けられている。
なお、基板171は、検出電極173の長手方向が水平となる向きで、タンクの近傍に設置される。
これにより、タンク16内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上できる。
つぎに、第4実施形態の残量測定値校正機構について説明する。
第4実施形態では、長尺状のGND電極172とともに、サイズが大きく異なる2種類の検出電極174・175を使用する。
同検出電極としては、「満杯検出電極」と「液面検出電極」を設けている。
GND電極172と満杯検出電極174の間には、静電容量CFが存在する。
満杯検出電極174を設置することで、タンク16内の溶液が満杯に近づくと静電容量値が急増するため「高い確度で満杯状態を検出できる」ようになり、ひいては「校正が有効であることを確認可能」となる。
さらに、満杯状態であることを検出し、校正手段112による校正が実行される際にも、表示部18または音声出力部19により、校正の実施を管理者に通知することも可能である。
図9(a)においては、GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極175のGND電極172に対する距離は同一となっている。
なお、同図9(a)の例では、液面検出電極175は、単一の板状部材から構成されているが、これに限定されず、同電極175は、図2などのように物理的に分離された複数個の電極により構成することも可能である。
なお、この校正手法は、任意でよい。
また、GND電極172に対向配置される検出電極が複数設けられている場合における、「最上位に位置する検出電極の技術的意義」の明確化も図られる。
上述した図9(b)においては、長尺状の液面検出電極175ならびにGND電極172が、タンク16底面のごく近傍まで延伸している。
しかしながら、図10(a)の構成例では、液面検出電極175とGND電極172の長さを図9(a)のものより各々短くすることで、タンク16底面に対する液面検出電極175・GND電極172の各下端の位置が図9と比べて高くなっている。
一般に、コンデンサの静電容量は、極板間の距離が長くなるに従って、小さくなる。
そのため、図10(b)の例では、液面検出電極の下端(僅少判定位置)を液面位置が下回ったことを境に、静電容量が急激に低下することになる。
これにより、タンク16内の溶液の「残量が僅少になっていることの検出精度を向上」できる。
なお、このような効果を獲得する場合、必ずしもGND電極172・液面検出電極175双方の長さを短くしてやる必要はなく、GND電極172と液面検出電極175のいずれか一方の長さを短くするだけでも図9と同様の効果が得られる。
この場合、複数個の液面検出電極175は、所定間隔だけ間隔を空けながら、GND電極172の延伸方向と平行に列をなすように配設される。
図9・図10においては、満杯検出電極174は、縦長の長方形状(水平方向の幅が、鉛直方向の幅よりも狭い)となっている。
しかしながら、これとは逆に、満杯検出電極174は、横広の長方形状(水平方向の幅が、鉛直方向の幅よりも広い)とすることも可能である。
なお、満杯検出電極174の面積は「1cm2」よりも大きいことが望ましい。
一般に、検出電極の面積が狭小に過ぎると、その検出電極とGND電極172の間における静電容量も小さくなりすぎてしまい、ADCの信号検出限界を下回るおそれがあるからである。
上述した第1~第4実施形態では、GND電極172と検出電極173・満杯検出電極174・液面検出電極175の形状や配置(相対位置)を変更することで、タンク16内の溶液残量が僅少になったことを検出する際の精度向上を図っていた。
しかしながら、上記実施形態に限らず、タンク16の形状を工夫することで、タンク16内の溶液残量が僅少になっていることの検出精度を向上させることも可能である。
より具体的には、タンク16内にある溶液の液面位置が同タンク底面に近づいてきたときに、GND電極172と個々の検出電極との間の各静電容量の合成値についても顕著に低下するように、タンク16の形状を工夫する。
このように、液面位置がタンク底面16に近づいたときに、GND電極172と各検出電極の間の静電容量合成値の減少幅を大きくするためには、タンク底面16から所定の高さを開始位置(僅少判定位置)に定め、この開始位置(僅少判定位置)からタンク底面にむけて下がっていくにつれて、検出電橋と、その電極に当接するタンク16側面との物理的距離がどんどん長くなるようにしてやればよい。
このような手法について、以下、説明する。
第5実施形態では、図11(b)のように、タンク16Aの底面のうち1辺について、底面から側面に至る「角部分の曲率半径が大きく」なっている。
換言すると、この角部分では、曲線状に曲がり始める位置161(僅少判定位置)が、タンク16A底面の他の3辺における角部分のカーブ開始位置よりも高所にある。
そのため、図11(b)の例では、曲線状に曲がり始める位置161(僅少判定位置)を液面位置が下回ったことを境に、静電容量が急激に低下する。
これにより、タンク16A内の溶液の残量が僅少になっていることの検出精度を向上できる。
つぎに、第6実施形態の残量測定値校正機構について説明する。
第6実施形態では、図12(b)のように、タンク16Bの底面のうち1辺について、側面と底面の間に段差部分162が設けられている。
同段差部分162の最上段は、僅少判定位置(液面位置が低くなり、残量が僅少となったことを校正手段112によって検出させたい位置)に設置される。
また、段差部分162の各段の表面は、必ずしも水平である必要はなく、所定角度に傾斜していてもよい。
つぎに、第7実施形態の残量測定値校正機構について説明する。
第7実施形態では、図13(b)のように、タンク16Cの底面に近づくに従って、タンク16C水平方向の断面積が減少するように構成されている。
第5~7実施形態に共通の趣旨としては「タンク16Cの形状が、底面に近づくにつれて水平方向の断面積も減少していく」ものであれば、いずれも、タンク16C内の溶液残量が僅少になっていることの検出精度を向上させることにつながることである。
例えば、タンク16C水平方向の断面積が底面に近づくに従って減少する領域では、この水平方向断面形状は、真円形または楕円形、任意の多角形状とすることが可能である。
さらに、一般的に、噴霧装置1では、装置1内に構成部品を収める際の空間的制約から、タンク16の形状を必ずしも円筒状や四角柱型に構成できない場合もある。
このような場合には、噴霧装置1内におけるタンク収容空間に適応できるよう、タンク16Cを任意の形状(例えば、3つの矩形が連接された略凸形状・略凹形状、星形状・花弁状など)に変更してもよい。
ただし、このような場合であっても、タンク16C底面に近づくにつれて断面積が減少する形状とすることに留意する。
11 制御部
12 記憶部
13 通信部
14 身体情報検出部
15 噴霧機構
16、16A、16B、16C タンク
17 検出部
171 基板
172 GND電極
173 検出電極
174 満杯検出電極
175 液面検出電極
18 表示部
19 音声出力部
Claims (20)
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
同基板上に配設される小片状からなる複数の検出電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
GND電極の長手方向においては、隣合う検出電極同士が所定間隔ずつ離れた状態で直線配置され、
GND電極の短手方向においては、個々の検出電極の同GND電極に対する各距離が同一となるように配置されており、
前記校正手段は、
GND電極と個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
たがいに平行するように前記基板上に配設される検出電極であって、帯形状からなる複数の検出電極と、
板状部材からなるGND電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極と検出電極が設けられた基板とが、前記タンクの連接する2つの側面に沿うように直交配置されるとともに、当該基板は複数の検出電極の長手方向が水平となるように設置され、
前記校正手段は、
GND電極と個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
たがいに平行するように前記基板上に配設される検出電極であって、帯形状からなる複数の検出電極と、
板状部材からなるGND電極と、
GND電極と、個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極は、タンクの底面部に当接するように配置され、
前記検出電極が設けられた基板は、タンクの1つの側面に配置されるとともに、当該基板は複数の検出電極の長手方向が水平となるように設置され、
前記校正手段は、
GND電極と個々の検出電極との間にそれぞれ存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
満杯検出電極よりもサイズの大きな長尺状の電極であって、前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記タンクは、
同タンク底面のうち1辺について、底面から側面に至る角部分の曲率半径を大きくすることで、当該角部分における曲線状に曲がり始める位置が、タンク底面の他の3辺における角部分のカーブ開始位置よりも高所にあり、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記タンクは、
同タンク底面のうち1辺について、タンク側面と当該底面の間に段差部分が設けられており、かつ、当該段差部分の最上段は僅少判定位置に形成されており、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- タンク内に収容された溶液の残量を検出するとともに、この残量の測定値を校正可能な残量測定値校正機構であって、
任意の溶液を収容する前記タンクと、
薄板材料からなる基板と、
前記基板上に配設される長尺状のGND電極と、
小片状の検出電極であって、その1辺が前記GND電極の一端と揃うような位置に配設される満杯検出電極と、
前記GND電極と平行するように基板上に配置される液面検出電極と、
GND電極と液面検出電極との間に存在する静電容量に基づいて、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する校正手段と、
を備え、
前記GND電極の短手方向において、満杯検出電極のGND電極に対する距離と、液面検出電極のGND電極に対する距離が同一となるように配置され、
前記タンクは、
同タンクの形状が、底面に近づくにつれて水平方向の断面積が減少するように形成されており、
前記校正手段は、
GND電極と満杯検出電極の間に存在する静電容量に基づいてタンクの満杯状態が検出されたときに、溶液の残量を測定するとともに、当該測定された残量を校正する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- 請求項4乃至7のいずれか1項に記載の残量測定値校正機構であって、
前記液面検出電極は、物理的に個々に分離された複数個の電極からなる
ように構成されたことを特徴とする、残量測定値校正機構。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項1に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項2に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項3に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項4に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項5に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項6に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 利用者の身体部位が接近したことを検出したことに応じて、溶液である消毒液を自動的に噴霧する噴霧装置であって、
請求項7に記載された残量測定値校正機構、を備える
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 請求項12乃至15のいずれか1項に記載の噴霧装置であって、
前記液面検出電極は、物理的に個々に分離された複数個の電極からなる
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 請求項9乃至16のいずれか1項に記載の噴霧装置において、
電気信号を物理的振動に変換して放音する音声出力部、をさらに備え、
前記音声出力部は、
タンク内にある溶液の液面位置が所定の僅少判定位置であることを校正手段が検出したときに、タンク内にある溶液の残量が僅少である旨を音声通知する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 請求項9乃至17のいずれか1項に記載の噴霧装置において、
各種の情報を表示する表示部、をさらに備え、
同表示部は、
タンク内にある溶液の液面位置が所定の僅少判定位置であることを校正手段が検出したときに、タンク内にある溶液の残量が僅少である旨を表示する処理、を実行する
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 請求項17又は18に記載の噴霧装置であって、
前記満杯検出電極により、タンク内の溶液が満杯状態であることを検出した場合、当該噴霧装置に実装された表示部または音声出力部により、満杯状態である旨を管理者に報知する
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
- 請求項9乃至19のいずれか1項に記載の噴霧装置であって、
消毒液を噴霧する噴霧機構と、
前記噴霧機構の噴霧動作を制御する噴霧制御手段と、
を備え、
前記噴霧制御手段は、
タンク内の溶液残量が僅少であることが検出された場合、前記噴霧機構による溶液の噴霧量を少なくするような制御を行う
ように構成されたことを特徴とする、噴霧装置。
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