JP7024508B2 - Detection device, detection method, and detection program - Google Patents
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本発明は、検知装置、検知方法、および検知プログラムに関する。 The present invention relates to a detection device, a detection method, and a detection program.
容器内の検知対象の残量を検知する装置が知られている。 A device for detecting the remaining amount of the detection target in the container is known.
例えば、検知対象としてのトナーを貯留した容器内に配置されたプラスチック板によって、金属板を弾く構成が開示されている。そして、弾かれた金属板の変位を磁束センサで検出することで、容器内のトナー残量を検出する装置が開示されている(例えば、特許文献1)。また、相対圧センサによる検出結果と絶対圧センサによる検出結果とを用いて、車両の衝突の判定を行うことで、検知精度の向上を図る技術が開示されている(例えば、特許文献2)。 For example, a configuration in which a metal plate is repelled by a plastic plate arranged in a container in which toner as a detection target is stored is disclosed. Then, a device for detecting the remaining amount of toner in a container by detecting the displacement of the flipped metal plate with a magnetic flux sensor is disclosed (for example, Patent Document 1). Further, a technique for improving the detection accuracy by determining a vehicle collision using the detection result by the relative pressure sensor and the detection result by the absolute pressure sensor is disclosed (for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1の技術では、プラスチック板によって弾かれたとき以外に金属板が振動した場合、誤検知が発生する場合があった。また、特許文献2の技術では、互いに異なる位置に複数のセンサを配置する必要があった。このため、従来では、簡易な構成で、容器内の検体対象の残量の検出精度向上を図ることは困難であった。
However, in the technique of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、容器内の検出対象の残量の検出精度向上を図ることができる、検知装置、検知方法、および検知プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a detection device, a detection method, and a detection program capable of improving the detection accuracy of the remaining amount of the detection target in the container with a simple configuration. The purpose is.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、検知装置は、対向する空間の磁束の状態に応じたカウント数の発振信号を出力する発振部と、検知対象が供給される容器の内側に、前記容器の筐体を介して前記発振部に対向配置され、前記発振部との対向方向に振動する、磁束に影響する材料によって構成された振動部材と、前記振動部材を弾くことで前記振動部材を振動させる非磁性部材と、前記発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形における負のピークの極小値と、該振幅波形における該負のピークから規定時間を遡った第1の期間内の最小のカウント数と、の差が第1の閾値以上であり、且つ、該負のピークの極小値が第2の閾値以下となったときに、前記振動部材が前記非磁性部材によって弾かれたと判定する判定部と、前記振幅波形における、弾かれたと判定した前記負のピーク以降のカウント数の変化によって表される前記振動部材の振動の減衰率に基づいて、前記容器内における前記検知対象の残量を検知する検知部と、を備える。前記規定時間は、前記振動部材が振動する固有振動数の半周期となる時間であり、前記第1の期間は、振動部材が振動する固有振動数の半周期となる期間であり、前記第2の閾値は、前記非磁性部材が前記振動部材に非接触であるときに前記発振部から出力される前記発振信号によって示されるカウント数に一致する値である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, the detection device is installed inside the oscillating unit that outputs the oscillation signal of the count number according to the state of the magnetic flux in the opposite space and the inside of the container to which the detection target is supplied. A vibrating member made of a material that affects the magnetic flux, which is arranged to face the oscillating portion via the housing of the container and vibrates in the direction facing the oscillating portion, and the vibration by flipping the vibrating member. Within the first period, the non-magnetic member that vibrates the member, the minimum value of the negative peak in the amplitude waveform indicating the change in the count number of the oscillation signal, and the specified time back from the negative peak in the amplitude waveform. When the difference from the minimum count number is equal to or greater than the first threshold value and the minimum value of the negative peak becomes equal to or less than the second threshold value, the vibrating member is repelled by the non-magnetic member. The detection target in the container is based on the determination unit for determination and the vibration attenuation rate of the vibration member represented by the change in the count number after the negative peak determined to have been flipped in the amplitude waveform. It is equipped with a detection unit that detects the remaining amount. The specified time is a time that is a half cycle of the natural frequency at which the vibrating member vibrates, and the first period is a period that is a half cycle of the natural frequency that the vibrating member vibrates. The threshold value is a value corresponding to the count number indicated by the oscillation signal output from the oscillation unit when the non-magnetic member is not in contact with the vibration member.
本発明によれば、簡易な構成で、容器内の検出対象の残量の検出精度向上を図ることができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of the remaining amount of the detection target in the container with a simple configuration.
以下に添付図面を参照して、検知装置、検知方法、および検知プログラムの実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a detection device, a detection method, and a detection program will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施形態においては、電子写真方式の画像形成装置におけるサブホッパに、検知装置を適用した形態を、一例として説明する。サブホッパは、現像機とトナーの供給元との間で、トナーを保持する機構である。なお、検知装置は、検知対象を検知する装置に適用すればよく、検知装置の適用対象は、サブホッパに限定されない。 In this embodiment, a mode in which a detection device is applied to a sub-hopper in an electrophotographic image forming device will be described as an example. The sub hopper is a mechanism for holding toner between the developing machine and the toner supply source. The detection device may be applied to a device that detects a detection target, and the application target of the detection device is not limited to the sub hopper.
図1は、本実施の形態の検知装置200を適用した、画像形成装置100の一例を示す模式図である。図1には、一例として、タンデムタイプの画像形成装置100を示した。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an
画像形成装置100は、複数の画像形成部106Y、106M、106C、106Kを備える。これらの画像形成部106Y、106M、106C、106Kは、中間転写ベルト105の搬送方向に沿って配列されている。中間転写ベルト105は、駆動ローラ107と従動ローラ108とによって架け渡された無端状ベルトである。
The
複数の画像形成部106Y、106M、106C、106Kは、それぞれ、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各々の色のトナーにより、中間転写ベルト105にトナー画像を形成する。
The plurality of
例えば、画像形成部106Yは、感光体ドラム109Yを備える。画像形成部106Yには、感光体ドラム109Yの回転方向に沿って、帯電器110Y、現像機112Y、転写器115Y、クリーナ113Yがこの順に配列されている。また、現像機112Yには、検知装置200Yおよびトナーボトル117Yが設けられている。
For example, the
感光体ドラム109Yは、帯電器110Yによって帯電され、光書込装置111によって静電潜像が形成される。そして、静電潜像は、現像機112Yから供給されるトナーによって現像され、トナー像とされる。感光体ドラム109Y上のトナー像は、転写器115Yによって中間転写ベルト105に転写される。
The
同様に、画像形成部106Mは、感光体ドラム109M、帯電器110M、現像機112M、転写器115M、クリーナ113Mを備える。また、画像形成部106Cは、感光体ドラム109C、帯電器110C、現像機112C、転写器115C、クリーナ113Cを備える。また、画像形成部106Kは、感光体ドラム109K、帯電器110K、現像機112K、転写器115K、クリーナ113Kを備える。
Similarly, the
なお、画像形成部106M、106C、106Kの各々は、用いるトナーの色が異なる点以外は、画像形成部106Yと同様の構成である。このため、詳細な説明を省略する。
Each of the
一方、給紙トレイ101に貯留された用紙104は、レジストローラ103によって搬送される。中間転写ベルト105に転写された、Y、M、C、Kのトナー画像は、給紙トレイ101から供給された用紙104に転写された後に、定着装置116によって定着される。
On the other hand, the
ここで、現像機112Yには、検知装置200Yおよびトナーボトル117Yが接続されている。トナーボトル117Yには、Y(イエロー)のトナーが収容されている。117Yに収容されたトナーは、検知装置200Yに供給される。
Here, the
検知装置200Yは、トナーボトル117Yから供給されるトナーを一時的に保持し、現像機112Yへ供給するためのサブホッパである。
The
なお、現像機112Mにも同様に、検知装置200Mおよびトナーボトル117Mが接続されている。また、現像機112Cにも同様に、検知装置200Cおよびトナーボトル117Cが接続されている。現像機112Kについても同様に、検知装置200Kおよびトナーボトル117Kが接続されている。なお、現像機112M、現像機112C、および現像機112Kは、用いるトナーの色が異なる点以外は、現像機112Yと同様の構成である。
Similarly, the
なお、トナーボトル117Y、トナーボトル117M、トナーボトル117C、およびトナーボトル117Kを総称して説明する場合には、トナーボトル117と称して説明する。また、検知装置200Y、検知装置200M、検知装置200C、および検知装置200Kを総称して説明する場合には、検知装置200と称して説明する。また、現像機112Y、現像機112M、現像機112C、および現像機112Kを総称して説明する場合には、現像機112と称して説明する。
When the
次に、検知装置200について具体的に説明する。
Next, the
本実施の形態では、検知装置200は、サブホッパとして機能すると共に、トナーボトル117から供給されたトナーの残量を検出する。
In the present embodiment, the
トナーは、検知対象の一例である。なお、検知対象は、流動性を有する物であればよい。例えば、検知対象は、液体、固体、の何れであってもよい。固体は、例えば、紛体である。本実施の形態では、検知対象が、トナーである場合を、一例として説明する。 Toner is an example of a detection target. The detection target may be any material having fluidity. For example, the detection target may be either a liquid or a solid. The solid is, for example, a powder. In the present embodiment, the case where the detection target is toner will be described as an example.
図2は、本実施の形態の検知装置200の外観を示す斜視図である。検知装置200は、本体部12と、制御部10と、を備える。本体部12は、トナーボトル117から供給されたトナーを一時的に保持し、現像機112へ供給する。制御部10は、本体部12を制御する。制御部10と現像機112の電子機器とは、データや信号を授受可能に接続されている。なお、制御部10は、画像形成装置100の主制御部120(図1参照)内に設けられていてもよい。また、制御部10は、主制御部120の一部として機能してもよい。
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the
本体部12は、容器14を有する。容器14は、供給されたトナーを一時的に保持する。容器14の筐体16の外側には、発振部18が設けられている。発振部18の詳細は後述する。
The
容器14の筐体16の内側には、振動部材20が設けられている。振動部材20は、容器14の筐体16を介して発振部18に対向配置されている。
A
図3は、発振部18と振動部材20との位置関係の説明図である。振動部材20と発振部18は、筐体16を介して向かい合うように配置されている。振動部材20は、発振部18との対向方向に振動する。詳細には、振動部材20は、板状の部材であり、長手方向の一端側が支持部材23を介して筐体16に固定されている。一方、振動部材20の長手方向の他端側には、重り22が設けられている。なお、振動部材20は、発振部18の対向方向に振動する部材であればよく、板状に限定されない。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the positional relationship between the
振動部材20は、磁束に影響する材料によって構成されている。具体的には、振動部材20は、金属材料や、磁性材料(特に強磁性材料)で構成されている。
The vibrating
図2に戻り説明を続ける。本体部12には、非磁性部材24が設けられている。非磁性部材24は、容器14内のトナーを撹拌するための部材である。具体的には、非磁性部材24は、容器14内に回転可能に設けられている。詳細には、非磁性部材24は、板状の部材であり、1または複数の孔部24Aが設けられている。
Returning to FIG. 2, the explanation will be continued. The
非磁性部材24は、回転軸26を介して筐体16に支持されている。回転軸26には、回転軸26を回転駆動させるための駆動部32が接続されている。駆動部32の駆動によって回転軸26が回転すると、回転軸26の回転に伴って非磁性部材24が回転する。非磁性部材24が回転すると、容器14内のトナーが撹拌される。
The
図4は、検知装置200における、非磁性部材24の回転の一例を示す説明図である。トナーボトル117から供給されたトナー30は、容器14の開口14Aを介して容器14内に供給される。容器14内に供給されたトナー30は、非磁性部材24の回転(図4中、矢印X方向の回転)によって撹拌されると共に、スクリュー28側へ掻き出される。そして、トナー30は、スクリュー28によって現像機112へ供給される。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of rotation of the
なお、トナーボトル117は、トナーボトル117内にトナー30が充填されている限り、現像機112によるトナー30の消費に応じて、検知装置200へのトナー30の供給を継続する。このため、容器14内には、常にトナー30が保持されている状態である。しかし、トナーボトル117内のトナー30が無くなると、容器14へトナー30が供給されなくなり、容器14内のトナー30も残量不足の状態となる。
The
そこで、本実施の形態では、発振部18と、振動部材20と、非磁性部材24と、制御部10と、を用いて、容器14内のトナー30の残量を検知する。
Therefore, in the present embodiment, the oscillating
詳細には、発振部18は、対向する空間の磁束の状態に応じたカウント数の、発振信号を出力する。
Specifically, the
発振部18から出力される発振信号は、特定の周波数や特定の電圧出力によって表される。例えば、発振部18としてコルピッツ発振回路を用いた場合には、発振信号は、特定の周波数の信号として出力される。また、例えば、磁気ブリッジ型の差動トランス方式の発振部18を用いた場合には、発振部18は、電圧によって表される発振信号を出力する。カウント数は、発振信号のエッジのカウント数を意味する。詳細には、カウント数は、発振信号の、単位時間(例えば、1msec)あたりのエッジのカウント数を意味する。
The oscillation signal output from the
なお、以下では、発振部18から出力される発振信号が、電圧によって表される信号である場合を説明する。このため、発振部18は、対向する空間の磁束の状態に応じた、電圧出力のエッジのカウント数の、発振信号を出力する場合を説明する。なお、発振部18は、上述したように、対向する空間の磁束の状態に応じた周波数の発振信号を出力してもよい。この場合、検知装置200は、カウント数に代えて、周波数を用いればよい。
In the following, the case where the oscillation signal output from the
上述したように、本実施の形態では、発振部18は、容器14の筐体16を介して、磁束に影響する材料によって構成された振動部材20に対向配置されている。また、振動部材20は、発振部18の対向方向に振動可能に配置されている。
As described above, in the present embodiment, the oscillating
このため、発振部18は、振動部材20との距離により変位する磁束の状態に応じた、カウント数の発振信号を出力する。
Therefore, the oscillating
図5は、発振部18と振動部材20との間の空間の磁束Mの一例の説明図である。発振部18における、振動部材20との対向面には、平面パターンコイル18Aと、パターン抵抗18Bと、が形成されている。平面パターンコイル18Aとパターン抵抗18Bは、直列に接続されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the magnetic flux M in the space between the
平面パターンコイル18Aは、発振部18における、振動部材20との対向面上に平面状にパターニングされた信号線によって構成されている。パターン抵抗18Bは、振動部材20との対向面上に平面状にパターニングされた信号線によって構成されている。パターン抵抗18Bは、複数回屈曲するように折り曲げた形状であり、抵抗を有する。発振部18では、平面パターンコイル18A、パターン抵抗18B、およびコンデンサによって構成されるループによって共振電流ループが構成されている。発振部18では、アンバッファICによって、共振電流ループの一部の電位の変動が、共振のカウント数に応じた発振信号として制御部10へ出力される。
The
ここで、発振部18における平面パターンコイル18Aの形成された面と、振動部材20とは、容器14の筐体16を介して対向配置されている。このため、発振部18と振動部材20との間の空間には、平面パターンコイル18Aの中央を中心とした磁束Mが発生し、その磁束Mが振動部材20を貫くこととなる。磁束Mが振動部材20を貫くと、振動部材20内に渦電流が発生する。
Here, the surface of the
この渦電流が磁束M2を発生させ、平面パターンコイル18Aによる磁束M1を打ち消すように作用する。磁束M1が打ち消されることにより、発振部18における、発振部18のインダクタンスが減少し、出力される発振信号のカウント数が増大する。
This eddy current generates a magnetic flux M2 and acts to cancel the magnetic flux M1 by the
振動部材20内に発生する渦電流の強さは、平面パターンコイル18Aと振動部材20との間隔によって変化する。このため、振動部材20は、振動に応じたカウント数の、発振信号を出力する。発振信号の波形は、例えば、矩形波である。但し、発振信号は、矩形波に限定されず、他の形状の波形であってもよい(例えば、正弦波など)。
The strength of the eddy current generated in the vibrating
図4に戻り説明を続ける。本実施の形態では、非磁性部材24が振動部材20を弾くことで、振動部材20を振動させる。詳細には、非磁性部材24は、容器14内に回転可能に配置され、1回転ごとに振動部材20を弾くことで、振動部材20を振動させる。
Returning to FIG. 4, the explanation will be continued. In the present embodiment, the
検知装置200は、非磁性部材24によって弾かれることで発生した振動に応じた発振信号を用いて、容器14内のトナー30の残量を検出する(詳細後述)。
The
振動部材20が弾かれる機構について説明する。図6は、振動部材20の拡大図の一例である。振動部材20の重り22は、側面から見た状態において振動部材20の板面に対して傾斜を有する形状となっている。この重り22の傾斜面は、非磁性部材24が振動部材20を弾いて振動させる際に、非磁性部材24によって発振部18側へ近づく方向に押される部分である。
The mechanism by which the vibrating
図7~図9は、非磁性部材24が振動部材20を弾く機能の一例を示す説明図である。図7は、矢印X方向に回転する非磁性部材24が、振動部材20に接触する前の状態を示す模式図である。非磁性部材24は、回転軸26の回転に伴って回転し(矢印X方向に回転)、振動部材20に接触する。
7 to 9 are explanatory views showing an example of the function of the
図8は、非磁性部材24が振動部材20に接触した状態の一例を示す模式図である。本実施の形態では、非磁性部材24は、重り22を介して振動部材20に接触する。そして、非磁性部材24が、重り22に接触した状態で更に回転することにより、重り22に設けられた傾斜に伴って、振動部材20が発振部18に近づく方向に押し込まれる。このため、振動部材20は、筐体16に固定された支持部材23との接触面を起点として撓むことで、振動部材20には、振動部材20を振動させるためのエネルギーが蓄えられる。
FIG. 8 is a schematic view showing an example of a state in which the
そして、非磁性部材24は、回転軸26の回転に沿って更に回転することで、振動部材20を弾く。図9は、非磁性部材24が振動部材20を弾いた状態の一例を示す模式図である。非磁性部材24の回転によって、非磁性部材24による圧力が解除されると、振動部材20は弾かれる。すると、振動部材20に蓄えられた撓みのエネルギーによって、振動部材20の重り22側の端部が、発振部18から離れる方向と近づく方向に交互に撓み、振動部材20が振動する。そして、振動部材20の振動は、時間の経過と共に減衰し、収束する。
Then, the
ここで、上述したように、容器14内には、トナー30が供給される。図10は、容器14内のトナー30の状態の一例を示す模式図である。
Here, as described above, the
容器14内にトナー30が十分に保持されている状態の場合、振動部材20や重り22は、振動中にトナー30に接触する。このため、振動部材20の振動は、容器14内にトナー30が存在しない場合に比べて、早く減衰する。
When the
このため、本実施の形態の、検知装置200は、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれることによって発生した振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30の残量を検知する。トナー30の残量の検知は、制御部10が実行する。
Therefore, the
次に、検知装置200の機能的構成を説明する。
Next, the functional configuration of the
図11は、検知装置200の機能的構成の一例を示す模式図である。検知装置200は、制御部10と、本体部12と、を備える。本体部12は、上述したため、説明を省略する。図11には、本体部12の主要な機構(発振部18、振動部材20、重り22、非磁性部材24、回転軸26、および駆動部32)を示した。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the functional configuration of the
制御部10は、本体部12を制御する。制御部10は、モータ制御部11と、センサ制御部13と、を備える。
The
モータ制御部11は、駆動部32による駆動を制御する。センサ制御部13は、発振部18から受付けた発振信号を用いて、容器14内のトナー30の残量の検知を行う。
The motor control unit 11 controls the drive by the
なお、図11には、制御部10が、モータ制御部11とセンサ制御部13とを含む形態を一例として示した。しかし、モータ制御部11とセンサ制御部13は、別体として構成してもよい。すなわち、モータ制御部11とセンサ制御部13は、異なるCPUや回路で構成してもよい。
Note that FIG. 11 shows, as an example, a form in which the
本実施の形態では、モータ制御部11とセンサ制御部13とは、異なるCPUまたは回路で構成する場合を、一例として説明する。なお、モータ制御部11とセンサ制御部13とは、電気的に接続しなくてもよい。このため、モータ制御部11とセンサ制御部13の各々には、互いに通信するための専用の通信インターフェースを設けなくてもよい。
In the present embodiment, a case where the motor control unit 11 and the
センサ制御部13は、取得部10Aと、判定部10Cと、検知部10Dと、出力部10Eと、設定部10Gと、記憶部10Hと、を備える。モータ制御部11は、駆動制御部10Jと、切替部10Fと、を備える。
The
取得部10A、判定部10C、検知部10D、出力部10E、切替部10F、設定部10G、および駆動制御部10Jの一部または全ては、CPUなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ICなどのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
A part or all of the
モータ制御部11は、駆動制御部10Jと、切替部10Fと、を備える。駆動制御部10Jは、駆動部32の駆動を制御する。なお、駆動部32は、一方の方向のみに回転力を伝達するワンウェイクラッチを含む場合を説明する。例えば、駆動制御部10Jは、非磁性部材24が一定の回転速度で所定方向(例えば、時計回り方向(矢印X方向(図4参照)))に回転駆動するように、駆動部32を制御する。また、駆動制御部10Jは、非磁性部材24が回転を停止するように、駆動部32を制御する。
The motor control unit 11 includes a
本実施の形態では、駆動制御部10Jは、通常モードまたはキャリブレーションモードで、駆動部32を駆動する。通常モードは、非磁性部材24を所定方向に回転させるモードである。上述したように、所定方向とは、本実施の形態では、時計回り方向(矢印X方向)を示す。
In the present embodiment, the
キャリブレーションモードとは、非磁性部材24の回転と停止を、一定間隔で周期的に繰り返すモードである。なお、キャリブレーションモードは、通常モード時とは異なる速度および回転特性を示すように、非磁性部材24を回転させるモードであればよい。
The calibration mode is a mode in which rotation and stop of the
駆動制御部10Jは、切替部10Fの制御によって通常モードまたはキャリブレーションモードに、モードを切替える。切替部10Fは、通常モードからキャリブレーションモードに切替えるように、駆動制御部10Jを介して駆動部32を制御する。また、切替部10Fは、キャリブレーションモードから通常モードに切替えるように、駆動制御部10Jを介して駆動部32を制御する。この制御によって、非磁性部材24は、通常モードまたはキャリブレーションモードで回転する。
The
センサ制御部13は、取得部10Aと、判定部10Cと、検知部10Dと、出力部10Eと、設定部10Gと、記憶部10Hと、を含む。
The
取得部10Aは、発振部18から発振信号を取得する。上述したように、発振信号は、発振部18と振動部材20との距離により変位する磁束の状態に応じたカウント数の発振信号である。すなわち、発振信号は、振動部材20の振動に応じたカウント数を示す波形の信号である。
The
このため、取得部10Aは、非磁性部材24に振動が発生すると、振動の発生から振動が収束するまでの期間、振動に応じたカウント数の発振信号を取得する。取得部10Aは、取得した発振信号について、単位時間(例えば、1msec)あたりのエッジのカウント数を、各タイミングのカウント数として、順次、記憶部10Hへ記憶する。この処理により、時間軸方向に対するカウント数の変化を示す振幅波形が得られる。
Therefore, when vibration is generated in the
図12は、振幅波形50と、非磁性部材24の回転状態を示す波形52と、の一例を示す模式図である。図12には、非磁性部材24が1回転することで振動部材20を弾いたときの、振幅波形50Aを示した。振幅波形50Aは、振幅波形50の一例である。振幅波形50は、時間に対するカウント数を示す波形である。なお、振幅波形50の縦軸は、カウント数に代えて、発振信号の周波数であってもよい。
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of an
非磁性部材24が停止状態から回転を開始し(図12中、CW(Clock Wise)参照)、1回転した後に停止したと仮定する。そして、この1回転の間に、非磁性部材24が、1回、振動部材20を弾いたと仮定する。
It is assumed that the
この場合、例えば、取得部10Aは、取得した発振信号の単位時間あたりのエッジのカウント数をカウントすることで、振幅波形50Aを得る。以下では、時間軸方向の各タイミングのカウント数を、各タイミングのサンプルと称して説明する場合がある。
In this case, for example, the
振幅波形50は、振動部材20の振動に応じた複数のピークP(例えば、P1~P6)を含む。
The
図11に戻り説明を続ける。検知部10Dは、振幅波形50によって示される、振動部材20の振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30の残量を検知する。
Returning to FIG. 11, the explanation will be continued. The
ここで、振動部材20は、非磁性部材24によって弾かれたとき以外にも振動する場合がある。例えば、非磁性部材24が、発振部18に近づく方向に押圧するように振動部材20に接触した状態(図8に示す状態)にあるときに、回転軸26が振動する場合などである。
Here, the vibrating
このような回転軸26の振動は、例えば、駆動部32や駆動部32と回転軸26との連結部分などに含まれる、ギアのバックラッシュなどに起因して発生する。例えば、非磁性部材24が、停止した状態からCCW(Counter Clock Wise)回転(反時計回り回転)した場合や、CW回転またはCCW回転した状態から停止したとき、などである。
Such vibration of the
なお、駆動部32のワンウェイクラッチ機能により、回転軸26が大きくCCW回転することはないが、駆動部32や駆動部32と回転軸26との連結部分などに含まれるギアのバックラッシュにより、回転軸26のCCW回転や回転軸26の振動が発生する。
The one-way clutch function of the
このため、非磁性部材24によって弾かれたとき以外であっても、振動部材20と発振部18との距離が変動し、振動部材20が振動する場合がある。
Therefore, the distance between the vibrating
振幅波形50における、このような、非磁性部材24によって弾かれたとき以外に発生する振動を、非磁性部材24によって弾かれたことにより発生したピークPとして扱うと、トナー30の検出精度が低下する。
If the vibration generated in the
そこで、本実施の形態では、制御部10は、判定部10Cを備える。
Therefore, in the present embodiment, the
判定部10Cは、振幅波形50に基づいて、非磁性部材24が振動部材20によって弾かれたか否かを判定する。振幅波形50は、上述したように、発振部18から出力された発振信号のカウント数の変化を示す波形である。判定部10Cは、振幅波形50における、負のピークPの極小値と、該振幅波形50における該負のピークPから規定時間を遡った第1の期間内の最小のカウント数と、の差が第1の閾値以上であり、且つ、該負のピークPの極小値が第2の閾値以下となったときに、非磁性部材24が振動部材20によって弾かれたと判定する。
The
図12を用いて説明する。まず、判定部10Cは、振幅波形50における、負のピークPを、出力順に順次特定する。
This will be described with reference to FIG. First, the
例えば、判定部10Cは、出力順に、隣接するサンプルのカウント数の差が正“+”か負“-”かを順次記憶する。出力順とは、先のタイミングのサンプルから、時間的に後のタイミングのサンプルに向かって順に、を意味する。
For example, the
隣接するサンプルのカウント数の差は、先のタイミングに対応するカウント数から、後のタイミングに対応するカウント数を減算したときの、差を示す。そして、判定部10Cは、連続する6つのサンプルについて、差が、“-,-,-,+,+,+”となった場合の、負“-”から正“+”に切り替わるとき(4サンプル目)のサンプルを、負のピークPとして特定する。
The difference in the counts of adjacent samples indicates the difference when the counts corresponding to the later timings are subtracted from the counts corresponding to the earlier timings. Then, the
そして、判定部10Cは、振幅波形50について、出力順に、1つの負のピークPを特定するごとに、該負のピークPを、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれることで発生した振動の最初のピークPである、負のピークP1として仮に特定する。
Then, each time the
そして、判定部10Cは、特定した負のピークP1の極小値MBと、該振幅波形50における該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが、第1の閾値B1以上であるか否かを判定する。
Then, the
規定時間Sには、振動部材20の振動特性を考慮し、非磁性部材24によって弾かれることによって出力される発振信号に示されるカウント数の上昇値や、カウント数の変動を誤検知しない値を、予め定めればよい。例えば、振動部材20が振動する固有振動数の半周期となる時間を、規定時間Sとして設定すればよい。
For the specified time S, in consideration of the vibration characteristics of the vibrating
第1の期間A1には、振動部材20の振動特性を考慮し、非磁性部材24によって弾かれることによって出力される発振信号に示されるカウント数の上昇値や、カウント数の変動を誤検知しない値を、予め定めればよい。例えば、振動部材20が振動する固有振動数の半周期となる期間を、第1の期間A1として予め設定すればよい。
In the first period A1, the vibration characteristics of the vibrating
規定時間Sおよび第1の期間A1は、予め記憶部10Hに記憶すればよい。そして、判定部10Cは、記憶部10Hから規定時間Sおよび第1の期間A1を読取り、判定処理に用いればよい。
The specified time S and the first period A1 may be stored in the
本実施の形態では、判定部10Cは、更に、該負のピークP1の極小値MBが、第2の閾値B2以下であるか否かを判定する。
In the present embodiment, the
第2の閾値B2は、振動部材20の振動が収束したときのカウント数である。具体的には、非磁性部材24が振動部材20に非接触であるとき(図7参照)、すなわち、振動部材20が非磁性部材24によって押圧されておらず変形していないときに、発振部18から出力された発振信号によって示されるカウント数に略一致する値であることが好ましい。第2の閾値B2には、これらの条件を満たし、且つ、非磁性部材24によって弾かれることによって出力される発振信号に示されるカウント数の上昇値や、カウント数の変動を誤検知しない値を、予め定めればよい。
The second threshold value B2 is the count number when the vibration of the vibrating
本実施の形態では、非磁性部材24が振動部材20に非接触であるときに(図7参照)、発振部18から出力される発振信号によって示されるカウント数に一致する値を、第2の閾値B2として用いる場合を一例として説明する。なお、上述したように、第2の閾値B2は、該値に一致する値に限定されず、該値に略一致する値であればよい。
In the present embodiment, when the
第2の閾値B2は、予め記憶部10Hに記憶すればよい。そして、判定部10Cは、記憶部10Hから第2の閾値B2を読取り、判定処理に用いればよい。
The second threshold value B2 may be stored in the
そして、判定部10Cは、上記2つの判定条件を満たす負のピークP1を特定するまで、出力順に、負のピークPを順次特定し、上記2つの条件を判定する。
Then, the
そして、判定部10Cは、上記2つの判定条件を満たす負のピークP1を特定した場合、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定する。言い換えると、判定部10Cは、上記2つの判定条件を満たす負のピークP1を、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれることによって発生した振動を示す最初の負のピークP1であると判定する。
Then, when the
このようにして、判定部10Cは、振幅波形50における、負のピークP1の極小値と、該振幅波形50における該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが第1の閾値B1以上であり、且つ、該負のピークP1の極小値が第2の閾値B2以下となったときに、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定する。
In this way, the
すなわち、本実施の形態では、判定部10Cは、2つの判定条件(負のピークP1の極小値MBと該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxとの差Dが第1の閾値B1以上、および、該負のピークP1の極小値MBが第2の閾値B2以下)を満たしたときに、非磁性部材24によって弾かれることで発生した振動を示す最初の負のピークP1と判定する。
That is, in the present embodiment, the
このように、本実施の形態では、2つの判定条件を用いて判定するため、判定部10Cは、非磁性部材24によって弾かれたとき以外に振動部材20に発生する振動を、非磁性部材24によって弾かれたことにより発生したピークPとして扱うことを防ぐことができる。
As described above, in the present embodiment, since the determination is made using the two determination conditions, the
ここで、非磁性部材24が振動部材20に非接触であるとき(図7参照)、発振部18から出力される発振信号のカウント数は、第2の閾値B2と略同じ値となる。そして、非磁性部材24によって振動部材20が弾かれた場合、振動部材20の振動に応じた振幅波形50は、第2の閾値B2を跨いで振幅する波形となる(図9、図12参照)。
Here, when the
一方、非磁性部材24が振動部材20に接触した状態で振動部材20を押圧しているときには(図8参照)、振動部材20は未だ弾かれていない。このため、この状態のときに発振部18から出力される発振信号のカウント数は、第2の閾値B2以上となり、第2の閾値B2未満となることはない。これは、非磁性部材24が振動部材20を発振部18側に押しつけた状態とした後に該振動部材20を弾く構成であることから、非磁性部材24が振動部材20を弾いたときに初めて、第2の閾値B2以下のカウント数の発振信号が出力されるためである。
On the other hand, when the
よって、2つの判定条件を用いて判定することによって、非磁性部材24によって弾かれたとき以外に振動部材20に発生する振動を、非磁性部材24によって弾かれたことにより発生したピークPとして扱うことを防ぐことができる。
Therefore, by making a judgment using the two determination conditions, the vibration generated in the vibrating
図13は、振幅波形50と、非磁性部材24の回転状態を示す波形52と、の一例を示す模式図である。図13には、非磁性部材24が1回転することで振動部材20を弾いたときの振動と、非磁性部材24によって弾かれる以外の要因による振動部材20の振動と、を含む振幅波形50Bを示した。振幅波形50Bは、振幅波形50の一例である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of an
図13に示すように、振幅波形50には、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたとき以外の振動に応じたピークP’が含まれる場合がある。
As shown in FIG. 13, the
この場合、ピークP’を、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれることにより発生した振動を示すピークPとして扱うと、トナー30の残量検知の精度が低下する。
In this case, if the peak P'is treated as the peak P indicating the vibration generated by the
すなわち、判定部10Cが、振幅波形50における、偽の負のピークP1である負のピークP1’の極小値と、該振幅波形50における該負のピークP1’から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが第1の閾値B1以上である判定条件のみを満たす場合に、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定したと仮定する。この場合、偽の負のピークP1である負のピークP1’を、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれることで発生した振動を示すピークPとして扱うこととなり、トナー30の残量検知の精度が低下する。
That is, the
一方、本実施の形態では、判定部10Cは、更に、負のピークP1の極小値が第2の閾値B2以下の判定条件を満たした場合に、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定する。このため、判定部10Cは、偽の負のピークP1である負のピークP1’を、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれることで発生した振動を示すピークPとして扱う事を抑制することができる。そして、判定部10Cは、非磁性部材24によって弾かれることで振動部材20に発生した振動を示す負のピークP1を、弾かれたことによって発生したピークPとして扱うことできる。
On the other hand, in the present embodiment, the
次に、検知部10Dについて説明する。検知部10Dは、振幅波形50における、弾かれたと判定した負のピークP1以降のカウント数の変化によって表される、振動部材20の振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30の残量を検知する。
Next, the
本実施の形態では、検知部10Dは、振幅波形50における、弾かれたと判定した負のピークP1以降のピークP(例えば、図12及び図13中、ピークP1~ピークP6)から、公知の方法を用いて、振動の減衰率を算出する。なお、負のピークP1以降とは、該負のピークP1と、該負のピークP1より後のタイミングの1または複数のピークPと、を含む。
In the present embodiment, the
そして、検知部10Dは、減衰率が第3の閾値以上の場合に、トナー30の残量不足を検知する。また、検知部10Dは、減衰率が第3の閾値未満の場合に、トナー30残量は十分であると検知する。
Then, the
第3の閾値は、予め定めればよい。第3の閾値は、予め記憶部10Hに記憶すればよい。検知部10Dは、記憶部10Hから第3の閾値を読取り、検知処理に用いればよい。
The third threshold value may be predetermined. The third threshold value may be stored in the
出力部10Eは、検知部10Dによる検知結果を出力する。検知結果は、例えば、トナー30の残量不足、または、トナー30の残量が十分であることを示す。例えば、出力部10Eは、検知結果を通信部を介して外部装置へ送信する。なお、出力部10Eは、検知結果を、画像形成装置100に設けられた操作パネルに出力してもよい。
The
次に設定部10Gについて説明する。設定部10Gは、キャリブレーションモードのときに、判定部10Cが判定に用いる第2の閾値B2を設定する。言い換えると、設定部10Gは、キャリブレーションモードのときに、記憶部10Hに記憶されている第2の閾値B2を更新する。
Next, the
図14は、キャリブレーションモードのときの、振幅波形50Cと非磁性部材24の回転状態を示す波形56の一例を示す図である。振幅波形50Cは、振幅波形50の一例であり、キャリブレーションモードのときの振幅波形50である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a
キャリブレーションモードとは、上述したように、非磁性部材24の回転と停止を、一定間隔で周期的に繰り返すモードである。このため、振幅波形50Cは、一定時間毎にカウント数が大きくなる波形となる。
As described above, the calibration mode is a mode in which the rotation and stop of the
このため、設定部10Gは、振幅波形50Cが一定時間毎にカウント数が大きくなる波形を示す場合に、モードがキャリブレーションモードであると判断する。
Therefore, the
すなわち、本実施の形態では、モータ制御部11とセンサ制御部13とは、電気的に接続されておらず、別体として構成されている。しかし、センサ制御部13の設定部10Gは、振幅波形50を解析することで、モードがキャリブレーションモードであると判断することができる。このため、モータ制御部11とセンサ制御部13の各々に、互いに通信するための専用の通信インターフェースを設けなくても、センサ制御部13の設定部10Gは、キャリブレーションモードを判定することができる。
That is, in the present embodiment, the motor control unit 11 and the
そして、設定部10Gは、キャリブレーションモードのときに、発振部18から出力された発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形50Cにおける、負のピークP1の極小値と、該振幅波形50Cにおける該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが第1の閾値B1以上となってから所定時間T後のカウント数B2を、第2の閾値B2として設定する。
Then, in the calibration mode, the
所定時間Tは、該差Dが第1の閾値B1以上となったときの負のピークP1から、振動部材20の振動が収束するまでに要する最大時間である。
The predetermined time T is the maximum time required for the vibration of the vibrating
所定時間Tは、振動部材20の振動の特性に応じて設定し、予め記憶部10Hに記憶しておけばよい。
The predetermined time T may be set according to the vibration characteristics of the vibrating
次に、検知装置200が実行する情報処理の手順の一例を説明する。本実施の形態では、情報処理は、切替処理と、検知処理と、を含む場合を一例として説明する。
Next, an example of the information processing procedure executed by the
図15は、制御部10の切替部10Fが実行する切替処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、初期状態では、モードは、通常モードに切替えられているものとして説明する。
FIG. 15 is a flowchart showing an example of the procedure of the switching process executed by the
切替部10Fは、キャリブレーションモードに切替えるか否かを判断する(ステップS300)。例えば、切替部10Fは、前回キャリブレーションモードから通常モードに切替えてから所定期間が経過した場合や、容器14の交換を検知した場合に、キャリブレーションモードに切替えると判断する。なお、通常モードからキャリブレーションモードへの切替えは、第2の閾値B2が変動する可能性のあるタイミングに実行すればよく、上記判断基準に限定されない。第2の閾値B2が変動する可能性のあるタイミングとは、本体部12の組み立て時や、検知装置200であるサブホッパの交換時などである。
The
ステップS300で否定判断すると(ステップS300:No)、本ルーチンを終了する。一方、キャリブレーションモードに切替えると判断すると(ステップS300:Yes)、ステップS302へ進む。ステップS302では、切替部10Fは、通常モードからキャリブレーションモードにモードを切替える(ステップS302)。ステップS302の処理によって、駆動制御部10Jは、非磁性部材24の回転と停止を、一定間隔で周期的に繰り返すキャリブレーションモードで駆動するように、駆動部32を制御する。このため、ステップS302の処理によって、非磁性部材24は、非磁性部材24の回転と停止を一定間隔で周期的に繰り返す。
If a negative determination is made in step S300 (step S300: No), this routine ends. On the other hand, if it is determined to switch to the calibration mode (step S300: Yes), the process proceeds to step S302. In step S302, the
そして、切替部10Fは、設定時間を経過したか否かを判断する(ステップS304)。そして、切替部10Fは、設定時間を経過したと判断(ステップS304:Yes)するまで否定判断(ステップS304:No)を繰返す。設定時間は、例えば、非磁性部材24が一回転することで振動部材20を弾いてから、該振動部材20の振動が収束するまでに要する時間以上の期間であればよい。切替部10Fは、設定時間を経過したと判断すると(ステップS304:Yes)、ステップS306へ進む。
Then, the
ステップS306では、切替部10Fは、モードをキャリブレーションモードから通常モードに切替える(ステップS306)。そして、本ルーチンを終了する。
In step S306, the
次に、制御部10が実行する検知処理の手順の一例を説明する。図16は、制御部10が実行する検知処理の手順の一例を示す、フローチャートである。
Next, an example of the procedure of the detection process executed by the
まず、取得部10Aが、発振部18から発振信号を取得する(ステップS400)。取得部10Aは、取得した発振信号について、単位時間(例えば、1msec)あたりのエッジのカウント数を、各タイミングのカウント数として、順次、記憶部10Hへ記憶する(ステップS402)。ステップS402の処理により、時間軸方向に対するカウント数の変化を示す振幅波形50が得られる。
First, the
次に、設定部10Gが、キャリブレーションモードであるか否かを判断する(ステップS404)。ステップS404では、設定部10Gは、振幅波形50が一定時間毎にカウント数が大きくなる波形を示す場合に、モードがキャリブレーションモードであると判断する。
Next, the
キャリブレーションモードではないと判断した場合(ステップS404:No)、ステップS406へ進む。ステップS406では、判定部10Cが、ステップS402でサンプルごとに順次記憶したカウント数について、発振部18からの出力順に、隣接するサンプルのカウント数の差が正“+”か負“-”かを順次記憶する(ステップS406)。
If it is determined that the calibration mode is not set (step S404: No), the process proceeds to step S406. In step S406, the
次に、判定部10Cは、連続する6つのサンプルについて、差が、遅い出力順に、“-,-,-,+,+,+”となったか否かを判断する(ステップS408)。ステップS408で否定判断すると(ステップS408:No)、ステップS410へ進む。
Next, the
ステップS410では、振幅波形50から、一つ次のタイミングのサンプルを含む6つのサンプルを読取り(ステップS410)、上記ステップS408へ戻る。 In step S410, six samples including the sample of the next timing are read from the amplitude waveform 50 (step S410), and the process returns to step S408.
一方、ステップS408で肯定判断すると(ステップS408:Yes)、ステップS412へ進む。ステップS412では、判定部10Cは、負“-”から正“+”に切り替わるとき(4サンプル目)のサンプルを、負のピークP1として特定する(ステップS412)。
On the other hand, if an affirmative judgment is made in step S408 (step S408: Yes), the process proceeds to step S412. In step S412, the
次に、判定部10Cは、ステップS412で特定した負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxを特定する(ステップS414)。
Next, the
次に、判定部10Cは、ステップS414で特定した最小のカウント数Pxから、ステップS412で特定した負のピークP1の極小値を減算した結果(Px-P1)が、第1の閾値B1以上であるか否かを判断する(ステップS416)。
Next, the
ステップS416で否定判断すると(ステップS416:No)、上記ステップS410へ戻る。一方、ステップS416で肯定判断すると(ステップS416:Yes)、ステップS418へ進む。 If a negative determination is made in step S416 (step S416: No), the process returns to step S410. On the other hand, if an affirmative judgment is made in step S416 (step S416: Yes), the process proceeds to step S418.
ステップS418では、判定部10Cが、ステップS412で特定した該負のピークP1の極小値MBが、第2の閾値B2以下であるか否かを判定する(ステップS418)。
In step S418, the
ステップS418で否定判断すると(ステップS418:No)、上記ステップS410へ戻る。一方、ステップS418で肯定判断すると(ステップS418:Yes)、ステップS420へ進む。 If a negative determination is made in step S418 (step S418: No), the process returns to step S410. On the other hand, if an affirmative judgment is made in step S418 (step S418: Yes), the process proceeds to step S420.
ステップS420では、判定部10Cは、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定する(ステップS420)。
In step S420, the
次に、検知部10Dは、振幅波形50における、ステップS420で弾かれたと判定した負のピークP1以降のカウント数の変化によって表される、振動部材20の振動の減衰率を算出する(ステップS422)。
Next, the
次に、検知部10Dは、ステップS422で算出した減衰率が、第3の閾値以上であるか否かを判断する(ステップS424)。
Next, the
ステップS424で否定判断すると(ステップS424:No)、本ルーチンを終了する。一方、ステップS424で肯定判断すると(ステップS424:Yes)、ステップS426へ進む。 If a negative determination is made in step S424 (step S424: No), this routine ends. On the other hand, if an affirmative judgment is made in step S424 (step S424: Yes), the process proceeds to step S426.
ステップS426では、検知部10Dは、容器14のトナー30の残量不足を検知する(ステップS426)。そして、出力部10Eは、残量不足を示す検知結果を出力する(ステップS428)。そして、本ルーチンを終了する。
In step S426, the
一方、ステップS404でキャリブレーションモードであると判断した場合(ステップS404:Yes)、ステップS430へ進む。 On the other hand, if it is determined in step S404 that the calibration mode is set (step S404: Yes), the process proceeds to step S430.
ステップS430では、取得部10Aおよび判定部10Cが、負のピークP1と最小のカウント数Pxを特定する処理を実行する(ステップS430)。ステップS430の処理は、ステップS406~ステップS414と同様である。
In step S430, the
次に、設定部10Gは、ステップS430の処理によって特定した最小のカウント数Pxから、ステップS430の処理によって特定した負のピークP1の極小値を減算した結果(Px-P1)が、第1の閾値B1以上であるか否かを判断する(ステップS432)。設定部10Gは、ステップS432の処理で否定判断した場合(ステップS432:No)、上記ステップS430へ戻る。詳細には、ステップS432の処理で否定判断した場合、ステップS430の処理におけるステップS410へ戻る。
Next, the
一方、ステップS432で肯定判断すると(ステップS432:Yes)、ステップS434へ進む。ステップS434では、設定部10Gは、振幅波形50における、ステップS432で肯定したときの負のピークP1から所定時間T後のカウント数B2’を、第2の閾値B2として設定する(ステップS434)。ステップS434では、設定部10Gは、新たに設定した第2の閾値B2を、記憶部10Hへ記憶することで、第2の閾値B2を更新する。そして、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if an affirmative judgment is made in step S432 (step S432: Yes), the process proceeds to step S434. In step S434, the
以上説明したように、本実施の形態の検知装置200は、発振部18と、振動部材20と、非磁性部材24と、判定部10Cと、検知部10Dと、を備える。発振部18は、対向する空間の磁束Mの状態に応じたカウント数の発振信号を出力する。振動部材20は、トナー30(検知対象)が供給される容器14の内側に、容器14の筐体16を介して発振部18に対向配置され、発振部18との対向方向に振動する、磁束に影響する材料によって構成された部材である。非磁性部材24は、振動部材20を弾くことで振動部材20を振動させる。
As described above, the
判定部10Cは、発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形50における負のピークP1の極小値MBと、該振幅波形50における該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが第1の閾値B1以上であり、且つ、該負のピークP1の極小値が第2の閾値B2以下となったときに、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定する。検知部10Dは、振幅波形50における、弾かれたと判定した負のピークP1以降のカウント数の変化によって表される、振動部材20の振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30(検知対象)の残量を検知する。
The
このように、本実施の形態の検知装置200は、差Dが第1の閾値B1以上という判定条件と、負のピークP1の極小値が第2の閾値B2以下とういう判定条件、の2つの判定条件を満たす場合に、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定する。このため、本実施の形態では、非磁性部材24によって弾かれたとき以外に振動部材20に発生する振動を、非磁性部材24によって弾かれたことにより発生したピークPとして扱うことを防ぐことができる。
As described above, the
そして、本実施の形態の検知装置200では、検知部10Dは、振幅波形50における、弾かれたと判定した負のピークP1以降のカウント数の変化によって表される、振動部材20の振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30(検知対象)の残量を検知する。このため、本実施の形態の検知装置200は、弾かれたとき以外の振動による減衰率からトナー30の残量を検知することを抑制することができる。
Then, in the
また、本実施の形態の検知装置200では、容器14に設けられた発振部18から出力された発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形50を用いて、容器14内のトナー30の残量を検知する。このため、検知装置200は、複数のセンサを容器14に設ける必要が無く、簡易な構成とすることできる。
Further, in the
従って、本実施の形態の検知装置200は、簡易な構成で、容器14内のトナー30(検知対象)の残量の、検出精度の向上を図ることができる。
Therefore, the
また、検知装置200は、駆動部32と、切替部10Fと、設定部10Gと、を備える。非磁性部材24は、容器14内に回転可能に設けられ、1回転ごとに振動部材20を弾くことで振動部材20を振動させる。駆動部32は、非磁性部材24を回転させる。切替部10Fは、非磁性部材24を所定方向に回転させる通常モードから、非磁性部材24の回転と停止を一定間隔で周期的に繰り返すキャリブレーションモードに切替える。設定部10Gは、キャリブレーションモードのときに、発振部18から出力された発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形50における、差Dが第1の閾値B1以上となってから所定時間T経過後のカウント数B2’を、第2の閾値B2として設定する。
Further, the
また、設定部10Gは、発振信号に基づいて前記キャリブレーションモードであると判定する。
Further, the
所定時間Tは、差Dが第1の閾値B1以上となったときの負のピークP1から振動部材20の振動が収束するまでの時間である。
The predetermined time T is the time from the negative peak P1 when the difference D becomes equal to or higher than the first threshold value B1 until the vibration of the vibrating
検知部10Dは、減衰率が第3の閾値以上の場合に、トナー30(検知対象)の残量不足を検知する。
The
また、本実施の形態の検知方法は、対向する空間の磁束Mの状態に応じたカウント数の発振信号を出力する発振部18と、トナー30(検知対象)が供給される容器14の内側に、容器14の筐体16を介して発振部18に対向配置され、発振部18との対向方向に振動する、磁束Mに影響する材料によって構成された振動部材20と、振動部材20を弾くことで振動部材20を振動させる非磁性部材24と、を備えた検知装置200で実行する検知方法であって、発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形50における負のピークP1の極小値MBと、該振幅波形50における該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが第1の閾値B1以上であり、且つ、該負のピークP1の極小値MBが第2の閾値B2以下となったときに、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定するステップと、振幅波形50における、弾かれたと判定した負のピークP1以降のカウント数の変化によって表される振動部材20の振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30(検知対象)の残量を検知するステップと、を含む。
Further, in the detection method of the present embodiment, the
また、本実施の形態の検知プログラムは、対向する空間の磁束Mの状態に応じたカウント数の発振信号を出力する発振部18と、トナー30(検知対象)が供給される容器14の内側に、容器14の筐体16を介して発振部18に対向配置され、発振部18との対向方向に振動する、磁束Mに影響する材料によって構成された振動部材20と、振動部材20を弾くことで振動部材20を振動させる非磁性部材24と、を備えた検知装置200で実行するコンピュータに実行させるためのプログラムである。本実施の形態の検知プログラムは、発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形50における負のピークP1の極小値MBと、該振幅波形50における該負のピークP1から規定時間Sを遡った第1の期間A1内の最小のカウント数Pxと、の差Dが第1の閾値B1以上であり、且つ、該負のピークP1の極小値MBが第2の閾値B2以下となったときに、振動部材20が非磁性部材24によって弾かれたと判定するステップと、振幅波形50における、弾かれたと判定した負のピークP1以降のカウント数の変化によって表される振動部材20の振動の減衰率に基づいて、容器14内におけるトナー30(検知対象)の残量を検知するステップと、をコンピュータに実行させるための検知プログラムである。
Further, in the detection program of the present embodiment, the
次に、上述した実施の形態の検知装置200の制御部10の、ハードウェア構成について説明する。
Next, the hardware configuration of the
図17は、制御部10のハードウェア構成図である。制御部10は、CPU90と、ROM91と、RAM92と、HDD93と、I/F94と、がバス95を介して接続されている。I/F94は、通信装置や、表示装置や、入力装置などが接続される。
FIG. 17 is a hardware configuration diagram of the
上記実施の形態の制御部10で実行される処理は、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供される。
The process executed by the
CPU90は、RAM92をワークエリア(作業領域)とし、ROM91またはHDD93などに格納されたプログラムを実行することで、全体の動作を制御し、上記各種機能部を実現する。
The CPU 90 uses the
また、上記実施の形態の制御部10で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上記実施の形態の制御部10で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
Further, the program executed by the
すなわち、上記各種機能をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを提供するウェブサーバに、本実施の形態の制御部10の機能部を適用してもよい。
That is, the functional unit of the
また、本実施の形態の上記処理を実行するためのプログラムを暗号化し、CD-ROM等の記憶媒体に格納してもよい。そして、この暗号化されたプログラムを復号するための鍵情報を用いて該プログラムにアクセスがなされた場合に、該プログラムを復号して実行してもよい。 Further, the program for executing the above processing of the present embodiment may be encrypted and stored in a storage medium such as a CD-ROM. Then, when the program is accessed using the key information for decrypting the encrypted program, the program may be decrypted and executed.
また、上記実施の形態の制御部10で実行されるプログラムを、ROM91等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
Further, the program executed by the
なお、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、種々の変形が可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate. In addition, various modifications are possible.
10C 判定部
10D 検知部
10F 切替部
10G 設定部
14 容器
16 筐体
18 発振部
20 振動部材
24 非磁性部材
32 駆動部
200 検知装置
Claims (7)
検知対象が供給される容器の内側に、前記容器の筐体を介して前記発振部に対向配置され、前記発振部との対向方向に振動する、磁束に影響する材料によって構成された振動部材と、
前記振動部材を弾くことで前記振動部材を振動させる非磁性部材と、
前記発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形における負のピークの極小値と、該振幅波形における該負のピークから規定時間を遡った第1の期間内の最小のカウント数と、の差が第1の閾値以上であり、且つ、該負のピークの極小値が第2の閾値以下となったときに、前記振動部材が前記非磁性部材によって弾かれたと判定する判定部と、
前記振幅波形における、弾かれたと判定した前記負のピーク以降のカウント数の変化によって表される前記振動部材の振動の減衰率に基づいて、前記容器内における前記検知対象の残量を検知する検知部と、
を備え、
前記規定時間は、前記振動部材が振動する固有振動数の半周期となる時間であり、
前記第1の期間は、振動部材が振動する固有振動数の半周期となる期間であり、
前記第2の閾値は、前記非磁性部材が前記振動部材に非接触であるときに前記発振部から出力される前記発振信号によって示されるカウント数に一致する値である、
検知装置。 An oscillator that outputs a count number of oscillation signals according to the state of the magnetic flux in the opposite space,
A vibrating member made of a material that affects the magnetic flux, which is arranged inside the container to which the detection target is supplied, faces the oscillating portion via the housing of the container, and vibrates in the direction facing the oscillating portion. ,
A non-magnetic member that vibrates the vibrating member by flipping the vibrating member,
The difference between the minimum value of the negative peak in the amplitude waveform indicating the change in the count number of the oscillation signal and the minimum count number in the first period retroactively specified time from the negative peak in the amplitude waveform. A determination unit that determines that the vibrating member has been repelled by the non-magnetic member when the value is equal to or higher than the first threshold value and the minimum value of the negative peak is equal to or lower than the second threshold value.
Detection to detect the remaining amount of the detection target in the container based on the damping rate of the vibration of the vibrating member represented by the change in the count number after the negative peak determined to be flipped in the amplitude waveform. Department and
Equipped with
The specified time is a time that is a half cycle of the natural frequency at which the vibrating member vibrates.
The first period is a period that is a half cycle of the natural frequency at which the vibrating member vibrates.
The second threshold value is a value corresponding to the count number indicated by the oscillation signal output from the oscillation unit when the non-magnetic member is not in contact with the vibration member.
Detection device.
前記検知装置は、
前記非磁性部材を回転させる駆動部と、
前記非磁性部材を所定方向に回転させる通常モードから、前記非磁性部材の回転と停止を一定間隔で周期的に繰り返すキャリブレーションモードに切替える切替部と、
前記キャリブレーションモードのときに、前記発振部から出力された前記発振信号のカウント数の変化を示す前記振幅波形における、前記差が前記第1の閾値以上となってから所定時間後のカウント数を、前記第2の閾値として設定する設定部と、
を備える、請求項1に記載の検知装置。 The non-magnetic member is rotatably provided in the container, and the vibrating member is vibrated by flipping the vibrating member for each rotation.
The detection device is
The drive unit that rotates the non-magnetic member and
A switching unit that switches from a normal mode in which the non-magnetic member is rotated in a predetermined direction to a calibration mode in which rotation and stop of the non-magnetic member are periodically repeated at regular intervals.
In the calibration mode, the count number after a predetermined time after the difference becomes equal to or more than the first threshold value in the amplitude waveform showing the change in the count number of the oscillation signal output from the oscillation unit. , The setting unit set as the second threshold value, and
The detection device according to claim 1.
前記発振信号に基づいて前記キャリブレーションモードであると判定する、請求項2に記載の検知装置。 The setting unit is
The detection device according to claim 2, wherein the calibration mode is determined based on the oscillation signal.
前記減衰率が第3の閾値以上の場合に、前記検知対象の残量不足を検知する、
請求項1~請求項4の何れか1項に記載の検知装置。 The detector is
When the attenuation factor is equal to or higher than the third threshold value, the insufficient remaining amount of the detection target is detected.
The detection device according to any one of claims 1 to 4.
検知対象が供給される容器の内側に、前記容器の筐体を介して前記発振部に対向配置され、前記発振部との対向方向に振動する、磁束に影響する材料によって構成された振動部材と、
前記振動部材を弾くことで前記振動部材を振動させる非磁性部材と、
を備えた検知装置で実行する検知方法であって、
前記発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形における負のピークの極小値と、該振幅波形における該負のピークから規定時間を遡った第1の期間内の最小のカウント数と、の差が第1の閾値以上であり、且つ、該負のピークの極小値が第2の閾値以下となったときに、前記振動部材が前記非磁性部材によって弾かれたと判定するステップと、
前記振幅波形における、弾かれたと判定した前記負のピーク以降のカウント数の変化によって表される前記振動部材の振動の減衰率に基づいて、前記容器内における前記検知対象の残量を検知するステップと、
を含み、
前記規定時間は、前記振動部材が振動する固有振動数の半周期となる時間であり、
前記第1の期間は、振動部材が振動する固有振動数の半周期となる期間であり、
前記第2の閾値は、前記非磁性部材が前記振動部材に非接触であるときに前記発振部から出力される前記発振信号によって示されるカウント数に一致する値である、
検知方法。 An oscillator that outputs a count number of oscillation signals according to the state of the magnetic flux in the opposite space,
A vibrating member made of a material that affects the magnetic flux, which is arranged inside the container to which the detection target is supplied, faces the oscillating portion via the housing of the container, and vibrates in the direction facing the oscillating portion. ,
A non-magnetic member that vibrates the vibrating member by flipping the vibrating member,
It is a detection method executed by a detection device equipped with
The difference between the minimum value of the negative peak in the amplitude waveform indicating the change in the count number of the oscillation signal and the minimum count number in the first period retroactively specified time from the negative peak in the amplitude waveform. A step of determining that the vibrating member has been repelled by the non-magnetic member when the value is equal to or higher than the first threshold value and the minimum value of the negative peak is equal to or lower than the second threshold value.
A step of detecting the remaining amount of the detection target in the container based on the damping rate of the vibration of the vibrating member represented by the change in the count number after the negative peak determined to be flipped in the amplitude waveform. When,
Including
The specified time is a time that is a half cycle of the natural frequency at which the vibrating member vibrates.
The first period is a period that is a half cycle of the natural frequency at which the vibrating member vibrates.
The second threshold value is a value corresponding to the count number indicated by the oscillation signal output from the oscillation unit when the non-magnetic member is not in contact with the vibration member.
Detection method.
検知対象が供給される容器の内側に、前記容器の筐体を介して前記発振部に対向配置され、前記発振部との対向方向に振動する、磁束に影響する材料によって構成された振動部材と、
前記振動部材を弾くことで前記振動部材を振動させる非磁性部材と、
を備えたコンピュータに実行させるための検知プログラムであって、
前記発振信号のカウント数の変化を示す振幅波形における負のピークの極小値と、該振幅波形における該負のピークから規定時間を遡った第1の期間内の最小のカウント数と、の差が第1の閾値以上であり、且つ、該負のピークの極小値が第2の閾値以下となったときに、前記振動部材が前記非磁性部材によって弾かれたと判定するステップと、
前記振幅波形における、弾かれたと判定した前記負のピーク以降のカウント数の変化によって表される前記振動部材の振動の減衰率に基づいて、前記容器内における前記検知対象の残量を検知するステップと、
を含み、
前記規定時間は、前記振動部材が振動する固有振動数の半周期となる時間であり、
前記第1の期間は、振動部材が振動する固有振動数の半周期となる期間であり、
前記第2の閾値は、前記非磁性部材が前記振動部材に非接触であるときに前記発振部から出力される前記発振信号によって示されるカウント数に一致する値である、
検知プログラム。 An oscillator that outputs a count number of oscillation signals according to the state of the magnetic flux in the opposite space,
A vibrating member made of a material that affects the magnetic flux, which is arranged inside the container to which the detection target is supplied, faces the oscillating portion via the housing of the container, and vibrates in the direction facing the oscillating portion. ,
A non-magnetic member that vibrates the vibrating member by flipping the vibrating member,
It is a detection program to be executed by a computer equipped with
The difference between the minimum value of the negative peak in the amplitude waveform indicating the change in the count number of the oscillation signal and the minimum count number in the first period retroactively specified time from the negative peak in the amplitude waveform. A step of determining that the vibrating member has been repelled by the non-magnetic member when the value is equal to or higher than the first threshold value and the minimum value of the negative peak is equal to or lower than the second threshold value.
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The second threshold value is a value corresponding to the count number indicated by the oscillation signal output from the oscillation unit when the non-magnetic member is not in contact with the vibration member.
Detection program.
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