KR101372465B1

KR101372465B1 - 분체 센서

Info

Publication number: KR101372465B1
Application number: KR1020120119856A
Authority: KR
Inventors: 노부오 후루카와
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-03-11
Also published as: EP2587316A3; KR20130045829A; EP2587316A2; JP2013108969A; US20130106445A1; US8994384B2; JP5585792B2

Abstract

종래와 비교하여 진동이나 충격이 인가되었을 때의 오판정을 줄이거나 또는 없애는 것이 가능한 분체 센서를 제공한다.
D형 플립플롭(21~23)은 발진 회로의 출력 신호(Vdrv)의 상승시의 압전 소자의 단자 전압(Vp)(2치변환 후)의 레벨을 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 상승 3회분만큼 순차 기억하고, Q출력 단자로부터 출력한다. 분체 유무 판정 회로(30)는 D형 플립플롭(21~23)의 Q출력 단자의 전압이 모두 하이 레벨일 때에 판정 결과 신호(Vout)를 하이 레벨로 하고, D형 플립플롭(21~23)의 Q출력 단자의 전압이 1개라도 로우 레벨일 때에는 판정 결과 신호(Vout)를 로우 레벨로 한다.

Description

분체 센서{POWDER SENSOR}

본 발명은 복사기의 토너 등의 분체를 검출하는 분체 센서에 관한 것이다.

예를 들면 복사기에 사용되고 있는 토너는 복사 매수가 증가할수록 그 양이 소비되므로, 항상 그 잔량을 검지하여 적당량으로 줄어든 경우는 새롭게 보급해야 한다. 이러한 목적에서 분체의 유무를 검지하는 분체 센서가 알려져 있다.

하기 특허문헌 1의 분체 센서는 분체 센서 소자(2단자의 압전 소자)의 입력측에 저항을 통하여 소인 발진 회로를 접속하고, 분체 센서 소자의 단자 전압과 소인 발진 회로의 구동 펄스 신호와의 위상 비교를 위상 비교부에서 행하고, 이 비교 결과를 위상 변별부에서 변별하여 분체의 유무를 검지한다. 구체적으로는 검지한 위상차를 미리 설정한 45°의 역치를 기초로 예를 들면 80° 내지 90°의 경우는 레벨 0으로, 또 0° 내지 10°의 경우는 레벨 1로 레지스터에 래치하고, 분체의 유무에 따라 검지 신호를 디지털 신호로서 출력한다.

일본 공개특허공보 평3-37592호

통상의 환경하에서는 종래의 검출 방법으로 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 특수한 환경하, 예를 들면 복사기의 조립 혹은 조정 그 밖의 요인으로 큰 진동이나 충격이 인가되었을 때, 종래의 검출 방법에서는 분체 센서 소자의 단자 전압의 위상에 일시적인 어긋남이 생기고, 어긋남 정도에 따라서는 분체가 있음에도 불구하고 분체 없음으로 오판정하는 경우가 있다. 또, 복사기 등의 OA 기기의 소형화에 따라, 종이 이송시에 모터로부터 발생되는 진동의 영향을 분체 센서 소자가 받기 쉬워져, 상기한 오판정의 원인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 상황을 인식하여 이루어진 것으로, 그 목적은 종래와 비교하여 진동이나 충격이 인가되었을 때의 오판정을 줄이거나 또는 없애는 것이 가능한 분체 센서를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 어느 태양은 분체 센서이다. 이 분체 센서는,

압전 소자와,

적어도 상기 압전 소자의 공진 주파수 또는 그 근방의 주파수의 출력 신호를 상기 압전 소자에 인가하는 발진 회로와,

상기 발진 회로의 출력 신호의 위상에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상을 판정하는 위상 판정 회로와,

상기 위상 판정 회로에서의 판정 결과에 기초하여 분체의 유무를 판정하는 분체 유무 판정 회로를 구비하고,

상기 분체 유무 판정 회로는 상기 위상 판정 회로에서의, 상기 발진 회로의 출력 신호에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상이 소정의 조건을 만족하는 것의 검출 횟수가 연속하여 n회(단 「n」은 n≥2를 만족하는 임의의 정수) 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정한다.

상기 분체 유무 판정 회로는 상기 위상 판정 회로에서의, 상기 발진 회로의 출력 신호에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상 지연이 소정 각도 이하인 것의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정해도 된다.

상기 분체 유무 판정 회로는 상기 위상 판정 회로에서의, 상기 발진 회로의 출력 신호에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상 진행의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정해도 된다.

상기 발진 회로는 상기 압전 소자의 공진 주파수를 포함하는 주파수 범위에서 출력 신호의 주파수를 소인하는 소인 발진 회로여도 된다.

상기 위상 판정 회로는 n단의 시프트 레지스터를 포함하고, 상기 분체 유무 판정 회로는 각 단의 출력 신호를 입력으로 하는 논리 게이트를 포함해도 된다.

또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법이나 시스템 등의 사이에서 변환한 것도 또 본 발명의 태양으로서 유효하다.

본 발명에 의하면, 위상 비교 회로에서의 발진 회로의 출력 신호에 대한 압전 소자의 단자 전압의 위상 진행의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정하는 구성 때문에, 종래와 비교하여 진동이나 충격이 인가되었을 때의 오판정을 줄이거나 또는 없애는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 토너 센서의 블록도.
도 2는 도 1에 나타내는 압전 소자(5)의 입력 신호의 주파수에 대한 위상 지연 특성도.
도 3은 n=3인 경우에 있어서의, 도 1의 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)의 예시적인 회로도.
도 4는 도 1에 나타내는 토너 센서의 타임차트.
도 5는 n=8인 경우에 있어서의, 도 1의 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)의 예시적인 회로도.
도 6은 도 1의 실시형태의 변형예에 따른 토너 센서의 블록도.
도 7은 도 6에 있어서의 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)와 위상 판정용 신호(V_jdg)의 예시적인 파형도.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태를 상세히 서술한다. 또한, 각 도면에 표시되는 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재 등에는 동일한 부호를 붙이고, 적당히 중복된 설명은 생략한다. 또, 실시형태는 발명을 한정하는 것이 아니라 예시이며, 실시형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 할 수 없다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 분체 센서로서의 토너 센서의 블록도이다. 이 토너 센서는 압전 소자(5)와, 발진 회로(10)와, 위상 판정 회로(20)와, 분체 유무 판정 회로(30)를 구비한다.

토너 박스에 부착된 압전 소자(5)는 입력 신호의 주파수와 토너 잔량에 의해 당해 입력 신호에 대한 위상의 지연이 변화하는 것이며, 입력 신호의 주파수에 대한 위상 지연 특성은 도 2에 나타내는 바와 같다.

즉, 압전 소자(5)는 공진 주파수(Fr)의 입력 신호에 대해서는, 공진 주파수(Fr) 부근에서는 L분과 C분의 에너지의 교환이 효율적으로 이루어져 공진 상태가 되기 때문에 위상 어긋남이 발생하지 않는 한편, 입력 신호의 주파수가 공진 주파수(Fr)로부터 떨어짐에 따라서 정전 용량으로서의 성질이 커져 위상 지연이 커진다. 또, 압전 소자(5)는 토너 박스 내의 토너 잔량이 많을수록 진동이 저해되고, 공진 주파수(Fr) 또는 그 근방의 주파수의 입력 신호에 대해서도 정전 용량으로서의 성질이 커진다. 한편, 압전 소자(5)는 토너 박스 내의 토너 잔량이 없어져 가면, 공진 주파수(Fr) 또는 그 근방의 주파수의 입력 신호에 대하여 위상 지연이 현저하게 줄어든다.

발진 회로(10)는 적어도 압전 소자(5)의 공진 주파수(Fr) 또는 그 근방의 주파수의 출력 신호(Vdrv)(전압 신호)를 저항(R1)(제한 저항)을 통하여 압전 소자(5)에 인가한다. 발진 회로(10)는 바람직하게는 출력 신호(Vdrv)의 주파수를 압전 소자(5)의 공진 주파수(Fr)를 포함하는 주파수 범위에서 소인한다. 소인은 토너 박스에 부착한 상태에서의 압전 소자(5)의 공진 주파수를 정확하게 특정할 수 없는 경우에 유효하다.

위상 판정 회로(20)는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 위상과, 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상을 비교하고, 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 위상에 대하여 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상이 지연되고 있는지 진행하고 있는지(위상이 소정의 조건을 만족하는지 여부)를 판정한다. 비교는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 주기마다 (예를 들면 출력 신호(Vdrv)의 상승을 계기로 하여) 행해진다. 가장 최근의 연속하는 n회(단 「n」은 n≥2를 만족하는 임의의 정수)의 비교 결과가 위상 비교 결과 신호(Vd1~Vdn)로서 위상 판정 회로(20)에 유지되고, 위상 비교 결과 신호(Vd1~Vdn)가 위상 판정 회로(20)로부터 분체 유무 판정 회로(30)에 입력된다. 위상 비교 결과 신호(Vd1~Vdn)는 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대하여 위상 지연인지 위상 진행인지에 따라 상이한 레벨이 되는 2치신호이며, 비교가 행해지면 순차 갱신된다.

분체 유무 판정 회로(30)는 입력된 위상 비교 결과 신호(Vd1~Vdn)에 기초하여 토너 박스 내의 토너의 유무를 판정한다. 구체적으로는 위상 비교 결과 신호(Vd1~Vdn)의 모두가 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행을 나타낸 것을 조건으로 하여 토너 없음으로 판정한다(조건이 만족되지 않을 때와 상이한 레벨의 판정 결과 신호(Vout)를 출력한다). 바꾸어 말하면, 분체 유무 판정 회로(30)는 위상 판정 회로(20)에서의 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 토너 없음으로 판정한다.

도 3은 n=3인 경우에 있어서의 도 1의 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)의 예시적인 회로도이다. 위상 판정 회로(20)는 콤퍼레이터(29)와, 3단 시프트 레지스터를 이루는 D형 플립플롭(21~23)을 가진다. 분체 유무 판정 회로(30)는 3입력의 AND 게이트이다. 콤퍼레이터(29)는 전원 전압(Vcc)을 저항(R_H, R_L)에 의해 예를 들면 분압비 1:1로 분압한 기준 전압을 반전 입력 단자로의 입력으로 하고, 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)을 비반전 입력 단자로의 입력으로 한다. 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)은 콤퍼레이터(29)에서 2치신호로 변환되고, 콤퍼레이터(29)의 출력 단자로부터 1단째의 D형 플립플롭(21)의 D입력 단자에 입력된다. 1, 2단째의 D형 플립플롭(21, 22)의 Q출력 단자(즉 1~(n-1)단째의 D형 플립플롭의 Q출력 단자)는 2, 3단째의 D형 플립플롭(22, 23)의 D입력 단자(즉 2~n단째의 D형 플립플롭의 D입력 단자)에 접속된다. D형 플립플롭(21~23)의 CLK 단자에는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)가 각각 입력되고, Q출력 단자는 분체 유무 판정 회로(30)(3입력 AND 게이트)의 입력 단자에 각각 접속된다.

상기한 회로 구성에 의하면, D형 플립플롭(21~23)은 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 상승(로우 레벨로부터 하이 레벨로의 레벨 천이)시의 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)(2치변환 후)의 레벨을 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 상승 3회분만큼 순차 기억하여, Q출력 단자로부터 출력한다. 즉, 시프트 레지스터의 최상단의 D형 플립플롭(21)이 위상 비교 회로로서 기능하고, 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 상승마다 D형 플립플롭(21)에서의 비교 결과를 후단의 D형 플립플롭(22, 23)에 순차 시프트하여 기억 출력한다. 분체 유무 판정 회로(30)는 D형 플립플롭(21~23)의 Q출력 단자의 전압이 모두 하이 레벨일 때에 판정 결과 신호(Vout)를 하이 레벨로 하고, D형 플립플롭(21~23)의 Q출력 단자의 전압이 1개라도 로우 레벨일 때에는 판정 결과 신호(Vout)를 로우 레벨로 한다.

도 4(A)~(L)은 도 1에 나타내는 토너 센서의 타임차트이다. 도 4(A)는 소인수 11비트(발진 주파수가 2¹¹가지)인 경우의 발진 회로(10)의 발진 주파수의 변화를 나타낸다. 도 4(B)는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 파형도이다. 도 4(C)~(L)에서는 도 4(A), (B)의 시간축의 일부를 추출하여 확대하여 나타내고 있다.

도 4(C)는 토너 박스 내에 토너가 있고, 또한 외부로부터의 진동이나 충격에 기인하는 변동(이하 「충격파」로도 표기)이 없는 경우에 있어서의 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 파형도이다. 도 4(D)는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 파형도이다. 도 4(C), (D)의 비교로부터 명확한 바와 같이, 토너가 있는 경우는, 충격파가 없으면, 공진 주파수 부근에 있어서도 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대하여 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 지연이 발생한다.

도 4(E)는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)를 인가하지 않고 외부로부터의 진동이나 충격을 가한 경우의 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 파형도(충격파만을 추출한 파형도)이다. 이와 같이, 외부로부터의 진동이나 충격이 있으면 압전 소자(5)는 노이즈(충격파)를 발생한다. 단, 노이즈는 일시적인 경우가 많아, 오래 계속되지는 않는다. 도 4(F)는 토너 박스 내에 토너가 있고, 또한 충격파도 존재하는 경우에 있어서의 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 파형도(도 4(C), (E)의 합성에 상당)이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이, 충격파의 영향에 따라서는 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)보다 먼저 상승한다.

도 4(G)는 종래 구성에서의 판정 결과 신호(Vout)(센서 출력)의 파형도이다(단 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 도 4(F)인 경우). 또한, 종래 구성은 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행이 1회라도 검출되면 토너 없음으로 판정하는 구성이다. 도 4(H)는 본 실시형태에서의 판정 결과 신호(Vout)(센서 출력)의 파형도이다(단 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 도 4(F)인 경우). 도 4(G)에 나타내는 바와 같이, 종래 구성에서는 충격파에 의한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행 1회만으로, 토너가 있음에도 불구하고 토너 없음으로 오판정하고 있다(출력 신호가 상승한다). 이것에 대하여, 도 4(H)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 도 3 등에서 설명한 바와 같이 n회 미만의 위상 진행에서는 토너 없음으로 판정하지 않기 때문에, 충격파에 의한 일시적인 위상 진행에 의한 오판정이 생기지 않는다.

도 4(I)는 토너 박스 내에 토너가 없고, 또한 충격파도 존재하지 않는 경우에 있어서의 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 파형도이다. 도 4(J)는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 파형도이다(도 4(D)의 재게). 도 4(I)에 나타내는 바와 같이, 토너가 없는 경우, 공진 주파수 부근에서는 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 사인파에 가까워져, 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대하여 위상 진행이 발생한다.

도 4(K)는 종래 구성에서의 판정 결과 신호(Vout)(센서 출력)의 파형도이다(단 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 도 4(I)인 경우). 도 4(L)는 본 실시형태에서의 판정 결과 신호(Vout)(센서 출력)의 파형도이다(단 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 도 4(I)인 경우). 도 4(K)에 나타내는 바와 같이, 종래 구성에서는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행 1회째에서 토너 없음으로 판정한다(출력 신호가 상승한다). 한편, 본 실시형태에서는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행 3회째에서 토너 없음으로 판정한다(출력 신호가 상승한다). 이것은 3회 미만의 위상 진행에서는 토너 없음으로 판정하지 않는 상기 구성에 따른 것이다.

본 실시형태에 의하면, 하기의 효과를 나타낼 수 있다.

(1) 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행이 연속하여 n회인 것을 조건으로 하여 토너 없음으로 판정하는 구성 때문에, 토너가 있는 경우에 진동이나 충격에 기인하는 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행이 n회 미만이면 토너 없음으로 오판정하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행 1회만으로 토너 없음으로 판정하는 경우와 비교하여, 진동이나 충격이 인가되었을 때의 오판정을 줄이거나 또는 없애는 것이 가능해진다. 또, 진동이나 충격에 의한 오판정 방지 기능을 부여함으로써, 진동의 영향을 받기 쉬워지는 소형화에도 유리하다.

(2) 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)에 있어서 위상 비교와 토너 유무 판정을 디지털적으로 처리하므로, 노이즈(충격파)의 주파수 성분에 대해 고찰을 할 필요가 없고, 압전 소자(5)의 형상의 요인으로 외래 노이즈의 주파수 성분과 압전 소자(5)의 공진 주파수가 겹쳐 분별이 가지 않는 조건하에서도 오판정의 방지가 가능하다.

(3) 대부분이 디지털 회로로 구성되고, 캐패시터나 저항 등의 개별 부품이 적기 때문에 IC화에 적합하며 저가격화에 유리하다.

이상, 실시형태를 예로 본 발명을 설명했는데, 실시형태의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스에는 청구항에 기재된 범위에서 각종 변형이 가능한 것은 당업자에게 이해되는 바이다. 이하, 변형예에 대해서 언급한다.

「n」의 값은 요구되는 사양에 따라서 적당히 설정하면 된다. 도 5는 n=8인 경우에 있어서의 도 1의 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)의 예시적인 회로도이다. 본 도면에 나타내는 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)는 도 3에 나타낸 것과 비교하여, 시프트 레지스터의 단수가 3단에서 8단(D형 플립플롭(21~28)으로 늘어나고, 분체 유무 판정 회로(30)로의 입력 신호가 3개에서 8개(Vd1~Vd8)로 늘어나고, 또한 분체 유무 판정 회로(30)가 8입력 NAND 게이트(31)와 인버터(32)(양자에서 8입력 AND 게이트와 동등)로 구성되어 있는 점에서 상이하고, 그 밖의 점에서 일치한다. 본 도면에 나타내는 위상 판정 회로(20) 및 분체 유무 판정 회로(30)에서는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 진행이 연속하여 8회인 것을 조건으로 하여 토너 없음으로 판정하고, 8회 미만의 위상 진행에서는 토너 없음으로 판정하지 않는다.

도 6은 도 1의 실시형태의 변형예에 따른 토너 센서의 블록도이다. 본 변형예에서는 위상 판정 회로(20)는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 위상에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 지연이 소정 각도(예를 들면 11.25°) 이하인지 여부를 판정한다. 이하, 도 1의 실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다.

발진 회로(10)는 가변 정전압원(11)과, 전압 제어 발진기(12)(VCO:Voltage-Controlled 0scillator)와, 분주기(13)를 가진다. 전압 제어 발진기(12)는 가변 정전압원(11)으로부터의 제어 전압으로 동작한다. 분주기(13)는 전압 제어 발진기(12)의 출력 신호를 소정의 분주비로 분주한다. 분주비는 예를 들면 2^k(k는 임의의 자연수)로 나타내고, 여기서는 k를 4 이상(분주비를 16 이상)으로 한다. 또한, 분주비는 2^k이면 회로를 간소화할 수 있어 효율이 좋지만, 정수이면 임의의 수치여도 상관없다. 분주기(13)에서의 분주 후의 출력 신호(Vdrv)는 저항(R1)을 통하여 압전 소자(5)에 인가된다. 가변 정전압원(11)의 전압을 변화시킴으로써, 출력 신호(Vdrv)의 주파수를 압전 소자(5)의 공진 주파수(Fr)를 포함하는 주파수 범위에서 소인한다.

위상 판정 회로(20)에는 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv) 대신에, 당해 출력 신호(Vdrv)와 동일 주기로 당해 출력 신호(Vdrv)보다 위상이 소정 각도(예를 들면 11.25°)만큼 지연된 위상 판정용 신호(V_jdg)를 입력한다. 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)와 위상 판정용 신호(V_jdg)의 예시적인 파형도를 도 7에 나타낸다. 주변 회로에 의한 지연의 영향을 받는 것이 예상되는 경우에는 위상 판정용 신호(V_jdg)의 위상을 적당히 전후로 할 수 있다. 위상 판정용 신호(V_jdg)는 주파수가 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)의 예를 들면 2배, 4배, 8배, 16배의 발진 신호(예를 들면 발진 회로(10)가 가지는 분주기(13)의 상단으로부터의 출력 신호)를 사용한 논리 연산에 의해 위상 판정용 신호 발생 회로(17)가 생성해도 된다. 위상 비교 결과 신호(Vd1~Vdn)는 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)이 위상 판정용 신호(V_jdg)에 대하여 위상 지연인지 위상 진행인지에 따라(즉 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 위상 지연이 상기 소정 각도 이하인지 여부에 따라) 상이한 레벨이 되는 2치신호가 된다. 그리고, 분체 유무 판정 회로(30)는 위상 판정 회로(20)에서의, 발진 회로(10)의 출력 신호(Vdrv)에 대한 압전 소자(5)의 단자 전압(Vp)의 위상 지연이 상기 소정 각도 이하인 것의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 토너 없음으로 판정한다.

검출 대상의 분체는 실시형태에서 예시된 토너에 한정되지 않고 임의이다.

5…압전 소자 10…발진 회로
20…위상 판정 회로 21~28…D형 플립플롭
29…콤퍼레이터 30…분체 유무 판정 회로

Claims

압전 소자와,
적어도 상기 압전 소자의 공진 주파수 또는 그 근방의 주파수의 출력 신호를 상기 압전 소자에 인가하는 발진 회로와,
상기 발진 회로의 출력 신호의 위상에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상을 판정하는 위상 판정 회로와,
상기 위상 판정 회로에서의 판정 결과에 기초하여 분체의 유무를 판정하는 분체 유무 판정 회로를 구비하고,
상기 분체 유무 판정 회로는 상기 위상 판정 회로에서의, 상기 발진 회로의 출력 신호에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상이 소정의 조건을 만족하는 것의 검출 횟수가 연속하여 n회(단 「n」은 n≥2를 만족하는 임의의 정수) 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정하는 것을 특징으로 하는 분체 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 분체 유무 판정 회로는 상기 위상 판정 회로에서의, 상기 발진 회로의 출력 신호에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상 지연이 소정 각도 이하인 것의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정하는 것을 특징으로 하는 분체 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 분체 유무 판정 회로는 상기 위상 판정 회로에서의, 상기 발진 회로의 출력 신호에 대한 상기 압전 소자의 단자 전압의 위상 진행의 검출 횟수가 연속하여 n회 이상인 것을 조건으로 하여 분체 없음으로 판정하는 것을 특징으로 하는 분체 센서.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진 회로는 상기 압전 소자의 공진 주파수를 포함하는 주파수 범위에서 출력 신호의 주파수를 소인하는 소인 발진 회로인 것을 특징으로 하는 분체 센서.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 판정 회로는 n단의 시프트 레지스터를 포함하고, 상기 분체 유무 판정 회로는 각 단의 출력 신호를 입력으로 하는 논리 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 센서.
제 4 항에 있어서, 상기 위상 판정 회로는 n단의 시프트 레지스터를 포함하고, 상기 분체 유무 판정 회로는 각 단의 출력 신호를 입력으로 하는 논리 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 센서.