(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
前記支持体に固定され、供給される波形信号により振動する電磁加振手段と、
前記電磁加振手段の振動の振幅方向に振動可能に支持され、前記電磁加振手段の振動に伴って振動するトラフと、
前記トラフが振動するときに、該トラフが特定方向へ移動するときと該特定方向とは逆方向に移動するときとの加速度が異なるように、前記電磁加振手段を振動させるための波形信号を発生する波形発生手段と
を備え、
前記トラフを振動させることにより該トラフ上の粉体を移動させ、該トラフから所定量の粉体を落下させて供給する粉体供給装置において、
前記トラフから落下した粉体の質量を検出する質量検出手段と、
前記質量検出手段による検出結果が安定したことを検知する質量安定検知手段と、
前記質量検出手段により検出された質量を前記所定量から減算する減算手段と、
前記質量安定検知手段により検出結果が安定したことが検知された後における前記減算手段により算出された減算値が予め設定された設定値よりも小さい場合、前記質量検出手段の検出結果が変動したタイミングから前記質量安定検知手段により安定したことが検知されたタイミングまでの時間間隔よりも長く設定された時間間隔毎に前記波形発生手段の発生した波形信号を前記電磁加振手段に断続的に供給する波形信号供給手段と
を具備し、
前記波形信号供給手段が行う前記波形信号の断続的な供給は、前記波形信号の供給が一旦停止する間に、前記質量安定検知手段による前記検知がなされるように行う
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
支持体と、
前記支持体に固定され、供給される波形信号により振動する電磁加振手段と、
前記電磁加振手段の振動の振幅方向に振動可能に支持され、前記電磁加振手段の振動に伴って振動するトラフと、
前記トラフが振動するときに、該トラフが特定方向へ移動するときと該特定方向とは逆方向に移動するときとの加速度が異なるように、前記電磁加振手段を振動させるための波形信号を発生する波形発生手段と
を備え、
前記トラフを振動させることにより該トラフ上の粉体を移動させ、該トラフから所定量の粉体を落下させて供給する粉体供給装置において、
前記トラフから落下した粉体の質量を検出する質量検出手段と、
前記質量検出手段により検出された質量を前記所定量から減算する減算手段と、
前記減算手段による減算結果が安定したことを検知する減算安定検知手段と、
前記減算安定検知手段により減算結果が安定したことが検知された後における前記減算手段により算出された減算値が予め設定された設定値よりも小さい場合、前記減算手段による減算結果が変動したタイミングから前記減算安定検知手段により安定したことが検知されたタイミングまでの時間間隔よりも長く設定された時間間隔毎に前記波形発生手段の発生した波形信号を前記電磁加振手段に断続的に供給する波形信号供給手段と
を具備し、
前記波形信号供給手段が行う前記波形信号の断続的な供給は、前記波形信号の供給が一旦停止する間に、前記減算安定検知手段による前記検知がなされるように行う
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項３】
前記波形信号供給手段は、前記減算手段により算出された減算値に基づいて、前記時間間隔毎に供給する波形信号の周期数を決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記減算手段により算出された減算値に基づいて、前記波形発生手段の発生する波形信号の周波数および振幅を調整する信号調整手段をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設定された量の粉体を供給する粉体供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、桶状のトラフを加振してトラフから粉体を落下させて所定量の粉体を供給する粉体供給装置が用いられており、このような粉体供給装置としては、例えば特開平２−２０６７２７号公報に開示された装置などがある。
【０００３】
ここで、図１に従来の粉体供給装置の構成を示す。同図に示すように、この粉体供給装置は、架台１と、架台１に固定されたボイスコイルモータ２と、ボイスコイルモータ２によって振動させられる振動部材３と、振動部材３の振幅方向（図の左右方向）に振動可能に支持されたトラフ４とを備えている。そして、ボイスコイルモータ２によって振動部材３が振動させられることにより、トラフ４が振動させられる。これにより、ホッパー５から供給された粉体６がトラフ４から落下するようになっている。
【０００４】
次に、上述したようにトラフ４から落下される粉体６の質量を制御する粉体供給装置の制御構成について説明する。この粉体供給装置は、粉体６の落下量を制御する構成として、質量検出器７と、減算器８と、補償器９と、非対称波形発生器１０と、増幅器１１とを備えている。
【０００５】
質量検出器７は、トラフ４から落下した粉体６の質量を検出し、減算器８に出力する。減算器８は、予め設定された質量設定値から質量検出器７によって検出された質量検出値を減算し、その減算結果を補償器９に出力する。補償器９は、減算器８から入力される減算結果に応じて波形の振幅の大きさを示す指令信号を生成し、非対称波形発生器１０に供給する。非対称波形発生器１０は、補償器９からの指令に基づいた波形振幅を有する非対称波形信号（図３参照）を生成し、増幅器１１を介してボイスコイルモータ２に供給する。このように非対称波形発生器１０から増幅器１１を介して供給された電流指令（推力指令）によってボイスコイルモータ２を励磁し、振動部材３を振動させてトラフ４から粉体６を落下させている。ここで、補償器９は、予め設定された質量設定値の粉体６が落下するように非対称波形発生器１０の発生する波形信号を制御し、これにより設定された値の粉体６を供給することができるようになっている。
【０００６】
次に、上記構成の粉体供給装置によるトラフ４の振動、およびこれによる粉体６の落下動作について説明する。まず、振動時におけるトラフ４上の粉体６に作用する力を図２に示す。同図に示すように、トラフ４上の粉体６には、振動によって慣性力ｍａが生じることになる（ｍは粉体の質量、ａは加速度）。ここで、慣性力ｍａがμSｍｇより小さい場合には、粉体６はトラフ４上に静止し、トラフ４と粉体６との間に相対的な運動は生じない（μSはトラフ４の表面の静止摩擦係数、ｇは重力加速度）。
【０００７】
一方、慣性力ｍａがμSｍｇよりも大きい場合には、粉体６とトラフ４との間にすべりが生じることになり、両者の間に相対的な運動が生じる。このとき、粉体６にはμKｍｇの力が作用する（μKは、トラフ４の表面の動摩擦係数）。上記粉体供給装置は、このような原理を利用したものであり、トラフ４を振動させる際に、ある方向への移動時には、慣性力ｍａがμSｍｇよりも小さくなる加速度でトラフ４を移動させ、逆方向への移動時に慣性力ｍａがμSｍｇよりも大きくなる加速度でトラフ４を移動させる。このようにすることにより、逆方向への移動時にのみ粉体６がトラフ４に対して相対移動することになり、トラフ４上で粉体６を一方向に搬送することができる。
【０００８】
そして、このような振動をトラフ４に生じさせるために、非対称波形発生器１０が図３（ａ）に示すような非対称波形信号をボイスコイルモータ２に供給している。図３（ａ）に示すような非対称波形信号を供給した場合、ボイスコイルモータ２は、図３（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すような加速度および速度で振動部材３（これに支持されるトラフ４）を振動させることになる。図３（ｂ）、（ｃ）において、「右」、「左」は図１におけるトラフ４の移動方向を示すものであり、トラフ４が左方向へ移動するときにのみ慣性力ｍａがμSｍｇを越えるような加速度ａ２で移動し、右方向への移動時には慣性力ｍａがμSｍｇを越えない加速度ａ１で移動するようになっている。なお、図３（ａ）において、一点鎖線は、トラフ４の加速度が０となるときの信号のレベル値である。このような振動を加えると、図３（ｃ）に示すように、トラフ４が左方向への移動時にのみトラフ４と粉体６との間に速度差（すべり）が生じ、その速度差の積分値（図３（ｃ）において斜線で示す部分の面積）の分だけ粉体６がトラフ４上を移動することになる。
【０００９】
このような動作原理の下、設定された質量値と、質量検出器７により検出された質量値とが一致するように、非対称波形発生器１０が発生させるボイスコイルモータ２駆動用の非対称波形の振幅等を調整することにより、トラフ４の振動状態を制御して粉体供給能力を調整している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の粉体供給装置における質量検出器７としては、電子てんびんなどが用いられるのが一般的である。そして、図１に示したように、質量検出器７はトラフ４から落下した粉体６の質量を検出するものであるため、質量検出器７には、落下した質量だけでなく落下時の衝撃が加わり、その検出値は過渡的には安定しない。したがって、質量検出器７の検出値を用いて上記のような粉体供給制御を行う場合には、上述したような衝撃等によってばらつきが生じる質量検出器７の精度よりも細かい精度で粉体供給量を制御することができない。
【００１１】
そこで、質量検出器７の検出値を時間的にローパスフィルタを通過させて安定させた後に、上記のような制御を行うことも考えられるが、この場合、フィルタを用いることによる時間的な遅れ（フィルタの時定数の３倍程度）が伴い、その間に供給される粉体量の分だけ余分に供給されてしまうことになる。このような理由から、従来の粉体供給装置において、粉体供給能力の分解能を細かくすることは困難であった。
【００１２】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、高精度の粉体供給能力の分解能を備えた粉体供給装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の粉体供給装置は、支持体と、前記支持体に固定され、供給される波形信号により振動する電磁加振手段と、前記電磁加振手段の振動の振幅方向に振動可能に支持され、前記電磁加振手段の振動に伴って振動するトラフと、前記トラフが振動するときに、該トラフが特定方向へ移動するときと該特定方向とは逆方向に移動するときとの加速度が異なるように、前記電磁加振手段を振動させるための波形信号を発生する波形発生手段とを備え、前記トラフを振動させることにより該トラフ上の粉体を移動させ、該トラフから所定量の粉体を落下させて供給する粉体供給装置において、前記トラフから落下した粉体の質量を検出する質量検出手段と、前記質量検出手段による検出結果が安定したことを検知する質量安定検知手段と、前記質量検出手段により検出された質量を前記所定量から減算する減算手段と、前記質量安定検知手段により検出結果が安定したことが検知された後における前記減算手段により算出された減算値が予め設定された設定値よりも小さい場合、前記質量検出手段の検出結果が変動したタイミングから前記質量安定検知手段により安定したことが検知されたタイミングまでの時間間隔よりも長く設定された時間間隔毎に前記波形発生手段の発生した波形信号を前記電磁加振手段に断続的に供給する波形信号供給手段とを具備し、前記波形信号供給手段が行う前記波形信号の断続的な供給は、前記波形信号の供給が一旦停止する間に、前記質量安定検知手段による前記検知がなされるように行うことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項２に記載の粉体供給装置は、支持体と、前記支持体に固定され、供給される波形信号により振動する電磁加振手段と、前記電磁加振手段の振動の振幅方向に振動可能に支持され、前記電磁加振手段の振動に伴って振動するトラフと、前記トラフが振動するときに、該トラフが特定方向へ移動するときと該特定方向とは逆方向に移動するときとの加速度が異なるように、前記電磁加振手段を振動させるための波形信号を発生する波形発生手段とを備え、前記トラフを振動させることにより該トラフ上の粉体を移動させ、該トラフから所定量の粉体を落下させて供給する粉体供給装置において、前記トラフから落下した粉体の質量を検出する質量検出手段と、前記質量検出手段により検出された質量を前記所定量から減算する減算手段と、前記減算手段による減算結果が安定したことを検知する減算安定検知手段と、前記減算安定検知手段により減算結果が安定したことが検知された後における前記減算手段により算出された減算値が予め設定された設定値よりも小さい場合、前記減算手段による減算結果が変動したタイミングから前記減算安定検知手段により安定したことが検知されたタイミングまでの時間間隔よりも長く設定された時間間隔毎に前記波形発生手段の発生した波形信号を前記電磁加振手段に断続的に供給する波形信号供給手段とを具備し、前記波形信号供給手段が行う前記波形信号の断続的な供給は、前記波形信号の供給が一旦停止する間に、前記減算安定検知手段による前記検知がなされるように行うことを特徴としている。
【００１８】
また、請求項３に記載の粉体供給装置は、請求項１または２に記載の粉体供給装置において、前記波形信号供給手段は、前記減算手段により算出された減算値に基づいて、前記時間間隔毎に供給する波形信号の周期数を決定することを特徴としている。
【００１９】
また、請求項４に記載の粉体供給装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体供給装置において、前記減算手段により算出された減算値に基づいて、前記波形発生手段の発生する波形信号の周波数および振幅を調整する信号調整手段をさらに具備することを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．粉体供給装置の構成
まず、図４は本発明の一実施形態に係る粉体供給装置の構成を示す。同図に示すように、この粉体供給装置は、架台（支持体）１と、架台１に固定されたボイスコイルモータ（電磁加振手段）２と、ボイスコイルモータ２によって振動させられる振動部材（電磁加振手段）３と、振動部材３の振幅方向（図の左右方向）に振動可能に支持されたトラフ４とを備えている。そして、ボイスコイルモータ２によって振動部材３が振動させられることにより、トラフ４が振動させられる。これにより、ホッパー５から供給された粉体６がトラフ４から落下するようになっている。
【００２１】
ここまでは、上述した従来の粉体供給装置と同様であるが、本実施形態に係る粉体供給装置は、トラフ４から落下される粉体６の質量を制御するシステムに特徴を有しており、以下、この粉体供給装置の制御システムについて説明する。この粉体供給装置の制御システムは、質量検出器７と、減算器８と、補償器（波形信号供給手段、信号調整手段）２０と、非対称波形発生器２１と、波形操作部（波形信号供給手段）２２と、増幅器１１と、質量検出値安定検出器（質量安定検知手段）２３とを備えている。
【００２２】
質量検出器７は、トラフ４から落下した粉体６の質量を検出し、減算器８に出力する。減算器８は、予め設定された質量設定値から質量検出器７によって検出された質量検出値を減算し、その偏差を補償器２０に出力する。
【００２３】
質量検出値安定検出器２３は、質量検出器７によって検出される質量値が安定した時点で、補償器２０に質量安定信号を送出するものである。上述したように、質量検出器７は、トラフ４から落下してくる粉体６の質量を検出するものであるため、ある期間だけトラフ４を振動させた後、振動を停止させた場合には、図５（ａ）に示すような検出値が得られることになる。つまり、粉体６が落下した衝撃により検出値が安定せず、その後、しばらくしてから検出値が安定して正確な値を得ることができる。このような過渡的に安定しない質量検出器７の検出値を考慮し、質量検出値安定検出器２３は質量検出器７の検出値が安定したことを検出し、その時点で補償器２０に質量安定信号を送出する。具体的には、図６に示すような構成のものを用いるようにすればよい。同図に示すように、質量検出値安定検出器２３は、図５（ａ）に示されるような検出値が入力された場合、ハイパスフィルタ６１（例えば、伝達関数Ｇ（ｓ）＝ＳＴ／（１＋ＳＴ）となるようなハイパスフィルタ）を通過させ、図５（ｂ）に示すように、変動分のみを含んだ出力信号を得る。そして、このハイパスフィルタ６１の出力信号は、絶対値回路６２に送出され、絶対値回路６２からは、図５（ｃ）に示すような出力信号が出力される。さらに、絶対値回路６２からの出力信号は、ローパスフィルタ６４を通過させられ、図５（ｄ）に示すように、検出値の変動分の絶対値の包絡線（変動の大きさ）を示す出力信号が得られる。このローパスフィルタ６４からの出力信号の出力値と予め設定された安定設定値とが比較器６３により比較され、出力値が安定設定値より低くなった時点で質量安定信号が補償器２０に出力される。なお、上述した質量検出値安定検出器２３の回路構成において、絶対値回路６２に代えて二乗回路を用いるようにしてもよい。
【００２４】
図４に示す非対称波形発生器２１は、補償器２０から供給される波形振幅の大きさを示す波形振幅指令に示される波形振幅Ａ、および波形周波数指令に示される周波数Ｆにしたがって図７に示すような非対称波形を含んだ信号を生成する。ここで、非対称波形発生器２１により生成される非対称波形は、図示のように連続的なものであり、この非対称波形を含んだ信号（以下、連続非対称波形信号とする）が波形操作部２２に供給される。
【００２５】
図４に示す波形操作部２２は、補償器２０から供給される波形出力モード指令などに基づいて、非対称波形発生器２１から供給される連続非対称波形信号に所定の処理を施した後、処理後の非対称波形を含んだ信号（つまり、ボイスコイルモータ２を励磁するための電流指令信号）を増幅器１１に出力する。
【００２６】
本実施形態では、波形操作部２２は、補償器２０からの波形出力モード指令にしたがって連続出力モード、断続出力モード、および出力停止モードといった３つの波形出力モードのいずれかでボイスコイルモータ２を励磁するための電流指令を出力することが可能であり、図８に各出力モードにおける波形操作部２２から増幅器１１への出力信号を示す。図８（ａ）に示すように、連続出力モードでは、非対称波形発生器２１から供給される連続非対称波形信号をそのまま出力する。従って、この連続出力モードが選択されている場合には、ボイスコイルモータ２によって、振動部材３およびこれに支持されるトラフ４は供給される非対称波形の振幅および周波数に応じた振動を繰り返すことになる。
【００２７】
次に、図８（ｂ）に示すように、断続波形出力モードでは、補償器２０から供給される時間間隔指令に基づいて、１または複数の周期数（図示は２つ）の非対称波形を断続的に出力する。具体的には、上記時間間隔指令に示される時間間隔Ｔｗの間に、１または複数の周期数（図示は２つ）の非対称波形のみを出力し、その後の時間Ｔの間は非対称波形を出力しないようになっている。言い換えれば、断続出力モードでは、時間間隔Ｔ毎に１または複数の周期数（図示は２つ）の非対称波形を出力するといった断続的な非対称波形の出力を繰り返すようになっている。また、この際、時間Ｔ毎に出力される非対称波形の周期数も、補償器２０から供給される周期数指令（図示の場合、２つ）に基づいて決定される。この断続出力モードが選択されている場合において、非対称波形が出力されている間は、ボイスコイルモータ２によって、振動部材３およびトラフ４は振動させられるが、非対称波形が供給されない時間Ｔの間は、振動部材３およびトラフ４の振動が停止する。すなわち、このモードにおいては、振動部材３およびトラフ４が断続的に振動させられることになり、粉体６は断続的に落下させられて供給されることになる。
【００２８】
次に、図８（ｃ）に示すように、出力停止モードでは、非対称波形発生器２１から供給される連続非対称波形は、一切出力されない。従って、このモードでは、ボイスコイルモータ２は動作せず、振動部材３およびトラフ４の振動が停止していることになる。すなわち、このモードでは、粉体６の供給が停止する。
【００２９】
このように波形操作部２２は、非対称波形発生器２１から供給される連続非対称波形信号に対して補償器２０からの各指令信号にしたがった処理を施して増幅器１１に出力して、振動部材３およびトラフ４の振動状態を切り換えるものであるが、具体的には、図９に示すような回路構成のものを用いることができる。
【００３０】
同図に示すように、上述した３つの出力モードは、スイッチ９０により選択される。このため、スイッチ９０は、補償器２０から供給される波形出力モード指令に応じて切り換えられることになる。ここで、連続出力モードが選択された場合には、非対称波形発生器２１から供給される連続非対称波形信号がそのまま出力される。また、出力停止モードが選択された場合には、ゼロ電流指令が出力され、非対称波形発生器２１から供給された連続非対称波形信号は一切出力されない。従って、波形操作部２２におけるスイッチ９０以外の構成要素は、断続出力モード時においてのみ動作するものであり、以下、これらの構成について図９および図１０を参照しながら説明する。
【００３１】
まず、非対称波形発生器２１から入力された連続非対称波形信号は、比較器９１において、予め設定された値と比較される。ここで、予め設定された値とは、粉体６がトラフ４上をすべりだす加速度μsｇ（図２参照）に相当するレベルである。従って、図１０（ａ）に示すような連続非対称波形信号が比較器９１に入力されると、図１０（ｂ）に示すような信号が出力され、この出力信号がカウンタ９２およびＤフリップフロップ９３に供給される。カウンタ９２は、後述する単安定マルチバイブレータ９８からリセット信号が供給されると、比較器９１から供給される出力信号のパルス数のカウントを開始する。一方、カウンタ９２には、補償器２０から上述した周期数指令信号が入力されており、比較器９１から供給される信号のパルス数が、この周期数指令信号に示される数（例えば、２になった時点で図１０（ｈ）に示すような一致信号をＲＳフリップフロップ９７のリセット入力ピンに出力する。
【００３２】
一方、矩形波発振器９４は、補償器２０から入力される時間間隔指令に基づいて、図１０（ｃ）に示すような矩形波を出力する。この矩形波出力は、単安定マルチバイブレータ９５に出力され、これにより単安定マルチバイブレータ９５からは図１０（ｄ）に示すような信号が出力される。このような単安定マルチバイブレータ９５の出力信号は、Ｄフリップフロップ９６のクロックピンに入力される。これにより、図１０（ｅ）に示すような信号がＤフリップフロップ９６からＤフリップフロップ９３のデータ入力ピンに出力される。ここで、Ｄフリップフロップ９３のクロックピンには、単安定マルチバイブレータ９５からの信号（図１０（ｄ）参照）が入力されているため、図１０（ｆ）に示すような信号がＤフリップフロップ９３から単安定マルチバイブレータ９８に出力され、単安定マルチバイブレータ９８からは図１０（ｇ）に示す信号が出力される。
【００３３】
単安定マルチバイブレータ９８の出力信号は、カウンタ９２のリセット端子、Ｄフリップフロップ９６のクリアピン、およびＲＳフリップフロップ９７のセット入力ピンに入力される。上述したようにＲＳフリップフロップ９７のリセット入力ピンには、カウンタ９２からの一致信号（図１０（ｈ）参照）が入力されており、これによりＲＳフリップフロップ９７からは図１０（ｉ）に示すような信号が出力される。そして、ＲＳフリップフロップ９７からＨレベルの信号が出力されている間、スイッチ９９が断続出力モードの端子に接続され、これによりこの間だけ非対称波形発生器２１から供給される連続非対称波形信号がそのまま出力される。一方、ＲＳフリップフロップ９７からＬレベルの信号が出力されている間は、スイッチ９９は出力停止モードの端子に接続される。従って、この間は非対称波形信号は出力されない。断続出力モードでは、このようにして波形操作部２２から図１０（ｊ）に示すような信号を出力することができる。
【００３４】
次に、図４に示す補償器２０は、減算器８からの偏差や、上述した質量検出値安定検出器２３から供給される質量安定信号に基づいて、質量検出器７の質量検出値が予め設定された質量値と一致する、つまり減算器８の偏差が０になるように非対称波形発生器２１および波形操作部２２を制御する制御指令を出力する。具体的には、非対称波形発生器２１に対して上述した波形振幅指令および波形周波数指令を出力するとともに、波形操作部２２に対しては上述した波形出力モード指令、時間間隔指令および周期数指令を出力する。これらの指令に含まれる周期数や時間間隔などの設定値は、連続的に与えることが基本であるが、離散的に与えるようにしてもよい。この場合には、補償器２０は各設定値を適切に選択する必要がある。
【００３５】
Ｂ．粉体供給制御
次に、上記構成の粉体供給装置の動作について、粉体供給時における補償器９の制御内容について説明する。まず、図１１に示すように、粉体供給が開始されると、減算器８から偏差ΔＸが入力される（ステップＳ１）。減算器８からの偏差ΔＸと予め設定された第１設定値ΔＸ1とが比較される（ステップＳ２）。ここで、減算器８からの偏差ΔＸ、つまり検出された偏差が設定された第１設定値ΔＸ1よりも大きい場合、つまり現在の粉体供給量と質量設定値とがある程度離れている場合には、補償器２０は連続出力モードを選択する（ステップＳ３）。一方、減算器８からの偏差ΔＸが第１設定値ΔＸ1よりも小さい場合には、補償器２０は断続出力モードを選択する（ステップＳ４）。このような処理が予め設定された周期毎に行われ、つまり予め設定された周期毎に偏差ΔＸが入力されてモードが選択されることになる。以下、連続出力モードおよび断続出力モードが選択された場合の補償器２０の制御内容について分けて説明する。
【００３６】
Ｂ−１．連続出力モード
連続出力モードが選択された場合、補償器２０は図１２に示すフローにしたがった制御を行う。まず、減算器８から偏差ΔＸが入力され（ステップＳａ１）、入力された偏差ΔＸが予め設定された第２設定値ΔＸ2よりも大きいか否かが判断される（ステップＳａ２）。ここで、第２設定値ΔＸ2は、当然上記第１設定値ΔＸ1よりも大きい値である。
【００３７】
そして、ステップＳａ２の判別において、偏差ΔＸが第２設定値ΔＸ2よりも大きいと判断された場合には、波形振幅の大きさＡを以下に示す式により算出し、波形振幅指令を生成する。
Ａ＝Ｋ1＊ΔＸ＋Ｍ1
ここで、Ｋ1およびＭ1は予め設定された値であり、この場合、波形振幅の大きさは偏差ΔＸに比例した値となる。つまり、偏差ΔＸが大きければ大きいほど、波形振幅の大きさが大きくなる、つまりトラフ４の加速度が大きくなって粉体の供給力が大きくなるような波形振幅指令を生成し、非対称波形発生器２１に出力する（ステップＳａ３）。このように偏差ΔＸに応じた波形振幅指令を生成した後、波形周波数指令を生成して非対称波形発生器２１に出力する（ステップＳａ４）。ここで、生成される波形周波数指令に示される周波数は、予め設定された固定値Ｆ1である。なお、上述した第２設定値ΔＸ2は、上記式により偏差ΔＸに応じて振幅を小さくした場合にも、粉体供給が行われる範囲、つまりトラフ４の加速度が上述したμSｇよりも大きくなるよう範囲で設定される。
【００３８】
一方、ステップＳａ２の判別において、偏差ΔＸが第２設定値ΔＸ2より小さいと判断された場合には、波形振幅の大きさがＡ2（固定値）の波形振幅指令を生成し、非対称波形発生器２１に出力する（ステップＳａ５）。ここで、波形振幅の大きさＡ2は、トラフ４の加速度が上述したμSｇを若干越える程度となるような大きさに設定しておけば、この波形振幅指令が非対称波形発生器２１に供給されている時の粉体供給能力の分解能を細かなものとすることができる。このように波形振幅の大きさとして固定値Ａ2を採用した後、以下に示す式により波形周波数Ｆ2を算出し、波形周波数指令を生成する（ステップＳａ６）。
Ｆ2＝Ｋ2／（ΔＸ＋Ｍ2）
ここで、Ｋ2およびＭ2は予め設定された値であり、この場合、波形周波数は、偏差ΔＸの値に応じて決定される。具体的には、偏差ΔＸが小さくなればなるほど、波形周波数が大きくなるような波形周波数指令を生成し、非対称波形発生器２１に出力する。このように波形周波数を大きくすれば、トラフ４の振動変位が小さくなるため、トラフ４から落下する粉体６の量、つまり粉体供給能力がより細かなものになる。
【００３９】
このように連続出力モードでは、偏差ΔＸが大きい場合には、粉体供給能力を大きくし、偏差ΔＸが小さくなると、粉体供給能力を細かなものとすることにより、短時間でより正確に粉体供給量を目標である質量設定値に近づけることを可能としている。
【００４０】
そして、非対称波形発生器２１に波形振幅指令および波形周波数指令が出力されると、波形操作部２２に対して連続出力モード指令を出力する（ステップＳａ７）。なお、図１２にしたがった処理は、上記のように決定される波形周波数の周期毎に実行される。つまり、波形周波数の周期毎に、偏差ΔＸが入力され、それ以下の各処理が実行されて波形振幅指令や波形周波数指令等が生成される。
【００４１】
Ｂ−２．断続出力モード
次に、断続出力モードが選択された場合の補償器２０の制御内容について図１３を参照しながら説明する。このモードが選択された場合にも、減算器８から偏差ΔＸが入力される（ステップＳｂ１）。ここでは、上述した質量検出値安定検出器２３から質量安定信号が入力されたタイミングで偏差ΔＸを入力し、以下に説明する処理を行うことになる。
【００４２】
そして、入力された偏差ΔＸが０より大きいか否かが判断される（ステップＳｂ２）。ここで、偏差ΔＸが０より大きい場合には、上述した断続出力において、出力される非対称波形の周期数を示す周期数指令を生成し、波形操作部２２に供給する（ステップＳｂ３）。ここで、周期数指令に示される周期数は、固定値であってもよいが、偏差ΔＸの値に応じて決定するようにしてもよい。具体的には、偏差ΔＸが小さくなればなるほど、つまり粉体供給量が目標値に近づけば近づくほど周期数を小さくするようにすればよい。このように周期数を小さくすれば、トラフ４の振動周期が少なくなるため、断続出力モードにおける１塊の振動時に供給される粉体能力を少なくする、つまりより細かな分解能で粉体を供給することができる。
【００４３】
また、補償器２０は、上述した断続出力の時間間隔を示す時間間隔指令を生成し、波形操作部２２に出力する（ステップＳｂ４）。ここで、時間間隔指令に示される時間間隔は、固定値であってもよいし、偏差ΔＸの値に応じて変動する変数であってもよい。この場合、時間間隔は質量検出器７の検出質量が変化してから質量検出値安定検出器２３により質量安定信号が出力されるまでの時間間隔より長くなるようにしておく。また、断続出力において非対称波形の出力を所定の時間の間停止した後、非対称波形の出力を再開したタイミングから非対称質量検出値安定検出器２３により質量安定信号が出力されるタイミングまでの時間間隔を検出し、この時間間隔よりも若干長い時間間隔を示す時間間隔指令を生成するようにしてもよい。
【００４４】
このように周期数指令および時間間隔指令を波形操作部２２に出力した後、補償器２０は波形操作部２２に断続出力モード指令を出力する（ステップＳｂ５）。
【００４５】
一方、ステップＳｂ２の判別において、偏差ΔＸが０である、もしくは０より小さい場合には、予め設定された質量設定値の粉体６が供給されていると判断し、補償器２０は出力停止モードを選択し、その指令信号を波形操作部２２に出力する（ステップＳｂ６）。
【００４６】
ここで、図１４に粉体供給を行った場合の質量検出値および偏差と、このような偏差が得られた場合に補償器２０から出力される各指令信号を示すタイミングチャートである。同図に示すように、この粉体供給装置によれば、偏差が大きい場合、つまり粉体供給量が目標の設定値と離れている場合には、連続出力モードを選択するとともに、偏差の大きさに応じて粉体供給能力を大きくなるように波形周波数および波形振幅を制御している。これにより迅速な粉体供給を行うことができる。そして、ある程度粉体供給量が目標値に近づくと（偏差がΔＸ2になると）、粉体供給能力を小さくするとともに供給能力を徐々に減少させていく。
【００４７】
この後、偏差がΔＸ1になると、断続出力モードが選択される。断続出力モードでは、粉体供給能力を細やかにするとともに、粉体供給動作の後、質量検出器７の検出値が安定するまで供給動作を一旦停止する。そして、質量検出器７の検出値が安定、つまり正確な検出値が得られた後、この正確な検出値から算出した偏差を用いて細やかな粉体供給を行う。このような供給動作を偏差が０以下になるまで繰り返す。従って、断続出力モードでは、より正確な偏差を用い、より細やかな分解能で粉体供給を行えるので、より精度の高い粉体供給が可能となる。このような断続出力モードでは、粉体供給に時間を要することになるが、本実施形態では、上述したように偏差がある程度大きい場合には、連続出力モードを選択しているので、迅速に粉体供給を行える。従って、本実施形態に係る粉体供給装置によれば、粉体供給速度の大幅な低下を招くことなく、より高精度の粉体供給を行える。
【００４８】
Ｃ．変形例
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能である。
【００４９】
（１）上述した実施形態においては、波形操作部２２を電子回路によるハードウェアで構成した場合について説明したが、これに限らず、上記と同様の処理をプログラムにしたがったコンピュータ等により実行させるようにしてもよい。また、質量検出値安定検出器２３についても、上記のような電子回路構成に限らず、上述した処理をプログラムにしたがったコンピュータ等に実行させるようにしてもよい。
【００５０】
（２）上述した実施形態における断続出力モードにおいては、補償器２０は質量検出値安定検出器２３から質量安定信号が出力された後の偏差を用い、各制御指令を生成して出力するようにしていたが、これに限らず、減算器８から出力される偏差が安定した場合に偏差安定信号を出力する手段を設け、この偏差安定信号出力手段から偏差安定信号が出力された後の偏差を用い、補償器２０が各制御指令を生成して出力するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粉体供給速度の大幅な低下を招くことなく、より高精度の粉体供給を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の粉体供給装置の構成を示す図である。
【図２】  前記粉体供給装置による粉体供給原理を説明するための図である。
【図３】  前記粉体供給装置による粉体供給原理を説明するための図である。
【図４】  本発明の一実施形態に係る粉体供給装置の構成を示す図である。
【図５】  実施形態に係る前記粉体供給装置の構成要素である質量検出値安定検出器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】  前記質量検出値安定検出器を示す回路図である。
【図７】  実施形態に係る前記粉体供給装置の構成要素である非対称波形発生器から出力される非対称波形信号を示す図である。
【図８】  実施形態に係る前記粉体供給装置の構成要素である波形操作部から出力される電流指令を示す図である。
【図９】  前記波形操作部を示す回路図である。
【図１０】前記波形操作部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】  実施形態に係る前記粉体供給装置の構成要素である補償器による粉体供給制御を説明するためのフローチャートである。
【図１２】  連続出力モードが選択された場合の、前記補償器による粉体供給制御を説明するためのフローチャートである。
【図１３】  断続出力モードが選択された場合の、前記補償器による粉体供給制御を説明するためのフローチャートである。
【図１４】  実施形態に係る前記粉体供給装置による粉体供給動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１……架台（支持体）、２……ボイスコイルモータ（電磁加振手段）、３……振動部材（電磁加振手段）、４……トラフ、５……ホッパー、６……粉体、７……質量検出器、１１……増幅器、２０……補償器（波形信号供給手段、信号調整手段）、２１……非対称波形発生器、２２……波形操作部（波形信号供給手段）、２３……質量検出値安定検出器（質量安定検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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