JP2003270143A - 液量検知装置 - Google Patents
液量検知装置Info
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Abstract
ゴミなどの影響を受けずに、安定した光量を受光部側に
届くようにすることができる構成の液量検知装置を実現
する。 【解決手段】本発明では、空気と屈折率・反射率の異な
る液体3を収容する光透過性のケース2と、その光透過
性のケース2の形状を利用してケース内の液量を検知す
るセンサ1を有する液量検知装置において、液体を収容
するケースのセンサ1が配置される部分を2重構造とし
た。より具体的には、センサ1は発光部1aと受光部1
bからなり、ケース2の2重構造の部分を発光部1aと
受光部1bで挟むようにセンサ1を配置し、さらにケー
ス2の2重構造の部分は、センサ1の光軸を斜めに横切
るように突出した形状の内壁2aと、センサ1の光軸に
直交する方向に突出し内壁2aを覆う外壁2bとで構成
した。
Description
ての分野に応用可能な液量検知装置に関し、特に、画像
形成装置の定着部のオイルタンクに代表される液量検知
に適用するのに好適な液量検知装置に関する。
を検知する液量検知装置としては種々のものがあるが、
複写機やプリンタ等の画像形成装置の定着部に用いられ
るオイルタンクのように、オイルタンクのケースが光透
過性の材質で構成されている場合には、ケース内の液量
を発光部と受光部からなるセンサを用いて光学的に検知
する液量検知装置が知られている。
量を光学的に検知する液量検知装置の一例を示す図であ
って、液量検知用のセンサとオイルタンクケースの斜視
図である。また、図5〜7は上記オイルタンクケースの
センサ配置部の構造を示す概略要部断面図であり、図5
はオイルタンクケース内に非検出体である液体(例えば
オイル)が無い状態を示しており、図6はオイルタンク
ケース内にオイルが有る状態を示しており、図7は液量
検知で誤検知する場合の状態を示している。以下、図4
〜7に基づいて従来の液量検知方法について概略説明を
行う。
ード(LED)等)からなる発光部1aと、受光素子
(例えばフォトダイオード(PD)等)からなる受光部
1bとで構成された光学センサであり、発光部1aから
の光を受光部1bで受光し、受光光量によりON−OF
Fの信号を出力するセンサが用いられている。また、オ
イルタンクケース2は光透過性の樹脂などの光透過可能
の材質で構成されており、そのオイルタンクケース2の
壁面の一部には、前記センサ1の光軸を斜めに横切るよ
うに発光部1aと受光部1bの間に突出した略三角形状
の突出部2aが設けられており、センサ1は、この突出
部2a内のオイル3を検出するように構成されている。
すなわち、オイルタンクケース2内に収容されているオ
イル3は、空気と屈折率・反射率が異なるため(通常、
オイルの方が空気より屈折率が大きい)、オイルタンク
ケース2の突出部2aにオイル3がある場合と、無い場
合とでは、突出部2aを透過する光量が異なるので、こ
の光量の変化をセンサ1で検出することにより液量を検
出することができる。
ンクケース2の中にオイル3が無いときは、図5に示す
ように、オイルタンクケース2の突出部2aの外と中は
空気になるため、屈折率が同じになるので、発光部1a
から発せられた光はオイルタンクケース2の突出部2a
をほぼ直線的に透過し、受光部1bに届くので、受光部
1bの受光光量が大きくなり、受光部1bからON信号
が出力される。
aにオイル3が有る場合には、突出部2a内の屈折率が
空気より大きくなり、この突出部2aがプリズムのよう
に作用するため、図6に示すように、発光部1aから発
せられた光は、オイル3と外気4の屈折率の違いにより
光の向きが変わり、受光部1bに届かないため、受光部
1bでの受光光量が大幅に減少し、受光部1bの出力信
号はOFFとなる。従って、受光部1bの出力信号のO
N−OFFを検知することにより、液量を検知すること
ができる。
示すような構成のオイルタンクケース2とセンサ1の配
置では、オイルタンクケース2の外側の外気4が屈折率
に影響されるようなゴミ5に汚染されていた場合、オイ
ルタンクケース2の突出部2aの表面にゴミ5が付着
し、図7に示すように、オイルタンクケース2の突出部
2aの表面にゴミ5による凹凸ができ、発光部1aから
の光がオイルタンクケース2の突出部2aに入光したと
き、または、突出部1aから出光したときに屈折し、オ
イルタンクケース2の突出部2a内にオイル3が無いの
に受光部1bに光が届かない、または、突出部2a内に
オイル3が有るのに受光部1bに光が届いてしまうとい
う現象が発生する。このような状態となった場合、受光
部1bの受光光量にバラツキが生じ、このバラツキの大
きさによっては誤検知してしまうという問題があった。
り、液量検知用のセンサの発光部側から発する光がゴミ
などの影響を受けずに、安定した光量を受光部側に届く
ようにすることができる構成の液量検知装置を提供する
ことを目的としている。
め、本発明では以下のような構成を採用する。 (1).空気と屈折率・反射率の異なる液体を収容する
光透過性のケースと、その光透過性のケースの形状を利
用してケース内の液量を検知するセンサを有する液量検
知装置において、液体を収容するケースのセンサが配置
される部分を2重構造とした(請求項1)。 (2).(1)の構成の液量検知装置において、前記セ
ンサは発光部と受光部からなり、前記ケースの2重構造
の部分を発光部と受光部で挟むようにセンサを配置した
(請求項2)。 (3).(2)の構成の液量検知装置において、前記ケ
ースの2重構造の部分は、前記センサの光軸を斜めに横
切るように突出した形状の内壁と、前記センサの光軸に
直交する方向に突出し前記内壁を覆う外壁とで構成した
(請求項3)。 (4).(1)の構成の液量検知装置において、液体を
収容するケースの2重構造の壁面の間にセンサを配置
し、該センサより外側のケース壁面を非透過性の材質で
構成した(請求項4)。 (5).(4)の構成の液量検知装置において、前記セ
ンサは発光部と受光部からなり、前記ケースの2重構造
の部分は、前記センサの光軸を斜めに横切るように突出
した形状の内壁と、該内壁とセンサを覆う非透過性の外
壁とで構成した(請求項5)。 (6).(1)の構成の液量検知装置において、液体を
収容するケースを光透過性で且つ屈折率・反射率が非検
出体の液体とほぼ同じ屈折率・反射率を持つ材質で構成
し、前記ケースの2重構造の壁部に発光部と受光部から
なるセンサを埋め込んだ構成とした(請求項6)。
段の(1),(2),(3)に係る構成の実施例を説明
する。図1は本発明に係る液量検知装置の一実施例を示
す図であって、(a)は液量検知用のセンサとオイルタ
ンクケースの斜視図、(b)は上記オイルタンクケース
のセンサ配置部の構造を示す概略要部断面図である。
例えば発光ダイオード(LED)やLEDアレイ等の発
光素子からなる発光部1aと、フォトダイオード(P
D)や多分割PD(ラインセンサ)等の受光素子からな
る受光部1bとで構成された光学センサであり、発光部
1aからの光を受光部1bで受光し、受光光量によりO
N−OFFの信号を出力するセンサが用いられている。
また、オイルタンクケース2は光透過性の材質で構成さ
れており、そのオイルタンクケース2のセンサ1が配置
される部分は2重構造となっており、このオイルタンク
ケース2の2重構造の部分は、センサ1の光軸を斜めに
横切るように突出した略三角形状の内壁からなる突出部
2aと、センサ1の光軸に直交する方向に突出し内壁か
らなる突出部2aを覆う方形状の外壁2bとで構成され
ている。このオイルタンクケース2の外壁2bも光透過
性の材質で構成されており、内壁(突出部)2aとの間
には密閉された空間が構成されている。そして、オイル
タンクケース2の内壁2aと外壁2bからなる2重構造
の部分を発光部1aと受光部1bで挟むようにセンサ1
が配置されている。
ンクケース2の2重構造の部分を透過する光量を検出す
るように構成されているが、オイルタンクケース2内に
収容されているオイル3は、空気と屈折率・反射率が異
なるため(通常、オイルの方が空気より屈折率が大き
い)、オイルタンクケース2の内壁からなる突出部2a
にオイル3がある場合と、無い場合とでは、突出部2a
を透過する光量が異なるので、この光量の変化をセンサ
1で検出することにより液量を検出することができる。
イル3が無いときは、オイルタンクケース2の突出部2
aの外と中は空気になるため、屈折率が同じになるの
で、発光部1aから発せられた光はオイルタンクケース
2の外壁2bと突出部2aをほぼ直線的に透過し、受光
部1bに届くので、受光部1bの受光光量が大きくな
り、受光部1bからON信号が出力される。また、オイ
ルタンクケース2の突出部2aにオイル3が有る場合に
は、突出部2a内の屈折率が空気より大きくなり、この
突出部2aがプリズムのように作用するため、発光部1
aから発せられた光は外壁2bを透過後、突出部2a内
のオイル3と外気4の屈折率の違いにより光の向きが変
わり、受光部1b側の外壁の側面2cに届かないため、
受光部1bでの受光光量が大幅に減少し、受光部1bの
出力信号はOFFとなる。従って、受光部1bの出力信
号のON−OFFを検知することにより、液量を検知す
ることができる。また、受光部1bに多分割PD(ライ
ンセンサ)を用い、ON−OFFが切り替わる境界の素
子位置を検出すれば、液面位置と液量を正確に検知する
ことができる。
2のセンサ1が配置される部分を2重構造とし、突出部
2aを覆う方形状の外壁2bを設けているので、オイル
タンクケース2の外側の外気4が屈折率に影響されるよ
うなゴミ5に汚染されている場合にも、オイルタンクケ
ース2の外壁内にゴミが入り込むことを防止でき、内壁
の突出部2aの表面にゴミが付着することがない。ま
た、オイルタンクケース2の外壁2bの側面2cを発光
部1aと受光部1bで挟むようにセンサ1を配置してい
るので、発光部1aや受光部1bと外壁2bとの間にゴ
ミが入り込むことも防止できる。従って、図1に示す構
成では、液量検知用のセンサ1の発光部1a側から発す
る光がオイルタンクケース2の表面に付着するゴミなど
の影響を受けずに、安定した光量を受光部1b側に届く
ようにすることができ、バラツキの無い常に安定した光
量を受光部1b側で受けることが可能となる。
(1),(4),(5)に係る構成の実施例を説明す
る。図2は本発明に係る液量検知装置の別の実施例を示
す図であって、(a)は液量検知用のセンサとオイルタ
ンクケースの斜視図、(b)は上記オイルタンクケース
のセンサ配置部の構造を示す概略要部断面図である。
施例1と同様に発光ダイオード(LED)やLEDアレ
イ等の発光素子からなる発光部1aと、フォトダイオー
ド(PD)や多分割PD(ラインセンサ)等の受光素子
からなる受光部1bとで構成された光学センサである。
また、オイルタンクケース2は光透過性の材質で構成さ
れており、そのオイルタンクケース2のセンサ1が配置
される部分は2重構造となっており、このオイルタンク
ケース2の2重構造の壁面の間にセンサ1を配置し、該
センサ1より外側のケース壁面2dを非透過性の材質で
構成している。すなわち、図2に示す構成では、オイル
タンクケース2の2重構造の部分は、センサ1の光軸を
斜めに横切るように突出した形状の内壁からなる突出部
2aと、この内壁からなる突出部2aとセンサ1を覆う
非透過性の外壁2dとで構成している。そして、この外
壁2dの内部で内壁の突出部2aを発光部1aと受光部
1bで挟むようにセンサ1を配置している。
ンクケース2の内壁の突出部2aを透過する光量を検出
するように構成されているが、オイルタンクケース2内
に収容されているオイル3は、空気と屈折率・反射率が
異なるため(通常、オイルの方が空気より屈折率が大き
い)、オイルタンクケース2の内壁からなる突出部2a
にオイル3がある場合と、無い場合とでは、突出部2a
を透過する光量が異なるので、この光量の変化をセンサ
1で検出することにより液量を検出することができる。
イル3が無いときは、オイルタンクケース2の突出部2
aの外と中は空気になるため、屈折率が同じになるの
で、発光部1aから発せられた光はオイルタンクケース
2の突出部2aをほぼ直線的に透過し、受光部1bに届
くので、受光部1bの受光光量が大きくなり、受光部1
bからON信号が出力される。また、オイルタンクケー
ス2の突出部2aにオイル3が有る場合には、突出部2
a内の屈折率が空気より大きくなり、この突出部2aが
プリズムのように作用するため、発光部1aから発せら
れた光は、突出部2a内のオイル3と外壁2d内の空気
との屈折率の違いにより光の向きが変わり、受光部1b
に届かないため、受光部1bでの受光光量が大幅に減少
し、受光部1bの出力信号はOFFとなる。従って、受
光部1bの出力信号のON−OFFを検知することによ
り、液量を検知することができる。また、受光部1bに
多分割PD(ラインセンサ)を用い、ON−OFFが切
り替わる境界の素子位置を検出すれば、液面位置と液量
を正確に検知することができる。
2のセンサ1が配置される部分を2重構造とし、突出部
2aとセンサ1を覆う方形状で非透過性の外壁2dを設
けているので、オイルタンクケース2の外側の外気4が
屈折率に影響されるようなゴミ5に汚染されている場合
にも、オイルタンクケース2の外壁内に汚染された外気
4やゴミ5が入り込むことを防止でき、内壁の突出部2
aの表面や、センサ1の発光部1a、受光部1bにゴミ
が付着することがない。従って、図2に示す構成では、
液量検知用のセンサ1の発光部1a側から発する光がオ
イルタンクケース2の表面に付着するゴミ5や汚染され
た外気4などの影響を全く受けずに、安定した光量を受
光部1b側に届くようにすることができ、バラツキの無
い常に安定した光量を受光部1b側で受けることが可能
となる。また、突出部2aとセンサ1の周りを、方形状
で非透過性の外壁2dで覆うことにより、外乱光の影響
も受けないという効果も得られ、液量検知精度を向上す
ることができる。
(1),(6)に係る構成の実施例を説明する。図3は
本発明に係る液量検知装置の別の実施例を示す図であ
り、(a),(b)はオイルタンクケースのセンサ配置
部の構造を示す概略要部断面図である。尚、図3(a)
はオイルタンクケース内にオイルが入っている状態を示
しており、(b)はオイルタンクケース内にオイルが入
っていない状態を示している。
施例1と同様に発光ダイオード(LED)やLEDアレ
イ等の発光素子からなる発光部1aと、フォトダイオー
ド(PD)や多分割PD(ラインセンサ)等の受光素子
からなる受光部1bとで構成された光学センサである。
また、オイル3を収容するオイルタンクケース2は、光
透過性で且つ屈折率・反射率が非検出体であるオイル3
と同等の屈折率・反射率を持つ材質を用いて構成してお
り、このオイルタンクケース2の2重構造の壁部2f内
に発光部1aと受光部1bからなるセンサを埋め込んだ
構成とした。さらに、センサの発光部1aと受光部1b
の間のオイルタンクケース2の内壁面には、センサ1の
光軸を斜めに横切るように突出した三角形状の突出部2
eを設けた構成とした。尚、オイルタンクケース2の全
体図は省略するが、本実施例の構成では、オイルタンク
ケース2の2重構造の壁部2f内にセンサを埋め込んだ
構成としているので、オイルタンクケース2の外壁面は
凹凸の無い平面で構成することができる。
2内にオイル3が有る場合は、同図(a)に示すよう
に、センサの発光部1aから発した光は、オイルタンク
ケース2とオイル3の屈折率が同じに設定されているた
め、オイルタンクケース2の突出部2eを透過して、ほ
ぼ直線的に受光部1bに届くので、受光部1bの受光光
量が大きくなり、受光部1bからON信号が出力され
る。また、同図(b)に示すように、オイルタンクケー
ス2内にオイル3が無い場合は、オイルタンクケース2
内の空気とオイルタンクケース2の屈折率が異なるた
め、同図(b)に示した光路のように、オイルタンクケ
ース2の内壁面に設けた突出部2eの部分で光が屈折や
反射されて、受光部1bに届かないため、受光部1bで
の受光光量が大幅に減少し、受光部1bの出力信号はO
FFとなる。従って、受光部1bの出力信号のON−O
FFを検知することにより、液量を検知することができ
る。また、受光部1bに多分割PD(ラインセンサ)を
用い、ON−OFFが切り替わる境界の素子位置を検出
すれば、液面位置と液量を正確に検知することができ
る。
2を光透過性で且つ屈折率・反射率がオイル3と同等の
屈折率・反射率を持つ材質を用いて構成し、このオイル
タンクケース2の2重構造の壁部2f内に発光部1aと
受光部1bからなるセンサを埋め込んだ構成としたの
で、オイルタンクケース2の外側の外気4が屈折率に影
響されるようなゴミ5に汚染されている場合にも、オイ
ルタンクケース2内には汚染された外気やゴミが入り込
むまないので、内壁面の突出部2eの表面や、センサの
発光部1a、受光部1bにゴミが付着することがない。
従って、図3に示す構成では、液量検知用のセンサの発
光部1aと受光部1bの間に汚染された空気やゴミが介
在しないため、安定した光量を受光部1b側に届くよう
にすることができ、バラツキの無い常に安定した光量を
受光部1b側で受けることが可能となる。
ンサ1を構成する受光部1bとして、フォトダイオード
(PD)や多分割PD(ラインセンサ)等の受光素子を
例に挙げたが、受光素子としてはこの他、PSD(Posi
tion Sensitive Light Detector)やCCD(Charge Co
upled Device)等を好適に用いることができる。特に発
光部1aにLEDアレイを用い、受光部1bに一次元イ
メージセンサであるCCDを用いれば、オイルタンクケ
ース2内の液面の位置と液量を容易に且つ正確に検出す
ることができ、検出精度をより向上することができる。
また、以上の実施例では、オイルタンクケース2に収容
されたオイル3の液量を検知する構成を説明したが、本
発明はオイルに限らず、様々な液体の液面や液量を検知
する種々の分野に応用可能である。
検知装置では、液体を収容するケースのセンサが配置さ
れる部分を2重構造とし、ケースの2重構造の部分を発
光部と受光部で挟むようにセンサを配置する、あるい
は、液体を収容するケースの2重構造の壁面の間にセン
サを配置し、該センサより外側のケース壁面を非透過性
の材質で構成する、あるいは、液体を収容するケースを
光透過性で且つ屈折率・反射率が非検出体の液体とほぼ
同じ屈折率・反射率を持つ材質で構成し、前記ケースの
2重構造の壁部に発光部と受光部からなるセンサを埋め
込んだ構成とするので、液量検知用のセンサの発光部側
から発する光が、ケース外のゴミや汚染された外気など
の影響を受けることがなく、安定した光量を受光部側に
届くようにすることができるので、バラツキの無い常に
安定した光量を受光部側で受けることが可能となり、液
量検知精度を向上することができる。
であって、(a)は液量検知用のセンサとオイルタンク
ケースの斜視図、(b)は上記オイルタンクケースのセ
ンサ配置部の構造を示す概略要部断面図である。
図であって、(a)は液量検知用のセンサとオイルタン
クケースの斜視図、(b)は上記オイルタンクケースの
センサ配置部の構造を示す概略要部断面図である。
図であり、(a),(b)はオイルタンクケースのセン
サ配置部の構造を示す概略要部断面図である。
る液量検知装置の従来例を示す図であって、液量検知用
のセンサとオイルタンクケースの斜視図である。
の構造を示す概略要部断面図であり、オイルタンクケー
ス内にオイルが無い状態を示した図である。
の構造を示す概略要部断面図であり、オイルタンクケー
ス内にオイルが有る状態を示した図である。
の構造を示す概略要部断面図であり、液量検知で誤検知
する場合の状態を示した図である。
Claims (6)
- 【請求項1】空気と屈折率・反射率の異なる液体を収容
する光透過性のケースと、その光透過性のケースの形状
を利用してケース内の液量を検知するセンサを有する液
量検知装置において、 液体を収容するケースのセンサが配置される部分を2重
構造としたことを特徴とする液量検知装置。 - 【請求項2】請求項1記載の液量検知装置において、 前記センサは発光部と受光部からなり、前記ケースの2
重構造の部分を発光部と受光部で挟むようにセンサを配
置したことを特徴とする液量検知装置。 - 【請求項3】請求項2記載の液量検知装置において、 前記ケースの2重構造の部分は、前記センサの光軸を斜
めに横切るように突出した形状の内壁と、前記センサの
光軸に直交する方向に突出し前記内壁を覆う外壁とで構
成されたことを特徴とする液量検知装置。 - 【請求項4】請求項1記載の液量検知装置において、 液体を収容するケースの2重構造の壁面の間にセンサを
配置し、該センサより外側のケース壁面を非透過性の材
質で構成したことを特徴とする液量検知装置。 - 【請求項5】請求項4記載の液量検知装置において、 前記センサは発光部と受光部からなり、前記ケースの2
重構造の部分は、前記センサの光軸を斜めに横切るよう
に突出した形状の内壁と、該内壁とセンサを覆う非透過
性の外壁とで構成されたことを特徴とする液量検知装
置。 - 【請求項6】請求項1記載の液量検知装置において、 液体を収容するケースを光透過性で且つ屈折率・反射率
が非検出体の液体とほぼ同じ屈折率・反射率を持つ材質
で構成し、前記ケースの2重構造の壁部に発光部と受光
部からなるセンサを埋め込んだことを特徴とする液量検
知装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002072577A JP3863448B2 (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 液量検知装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117388578A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 东风亚普汽车部件有限公司 | 一种汽车油箱油泵阻值检测装置 |
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2002
- 2002-03-15 JP JP2002072577A patent/JP3863448B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN117388578A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 东风亚普汽车部件有限公司 | 一种汽车油箱油泵阻值检测装置 |
CN117388578B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-01 | 东风亚普汽车部件有限公司 | 一种汽车油箱油泵阻值检测装置 |
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