(57)【要約】【課題】検出精度を向上させることできる粉体検出装置を提供する。【解決手段】超音波を送信する送信部６５および当該超音波を受信する受信部６６とを有する検出手段を備えた粉体検出装置において、送信部６５と受信部６６とが水平方向で互いに異なる位置を取って対向するとともに、対向する領域内で粉体上面が移動することにより、送信部６５と受信部６６とが粉体を介さずに直接対向する空隙の前記対向する領域に占める容積比率が変化するよう、送信部６５と受信部６６とを配置した。【選択図】図６
2020201464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送信する送信部および当該超音波を受信する受信部とを有する検出手段を備えた粉体検出装置において、
前記送信部と前記受信部とが水平方向で互いに異なる位置を取って対向するとともに、対向する領域内で粉体上面が移動することにより、前記送信部と前記受信部とが粉体を介さずに直接対向する空隙の前記対向する領域に占める容積比率が変化するよう、前記送信部と前記受信部とを配置したことを特徴とする粉体検出装置。
【請求項２】
前記送信部と前記受信部の少なくとも一方は、粉体を収容する収容部の壁の厚み内に少なくとも一部が位置するように設けられていることを特徴とする請求項１の粉体検出装置。
【請求項３】
前記送信部と前記受信部の少なくとも一方が前記壁を貫通して内部の空間に露出していることを特徴とする請求項２の粉体検出装置。
【請求項４】
前記送信部と前記受信部の少なくとも一方が送信面あるいは受信面が開口しており、前記壁の材質よりも超音波を透過し易い材質で当該開口を閉じることを特徴とする請求項３の粉体検出装置。
【請求項５】
粉体搬送経路内に粉体搬送部材を有する粉体搬送装置において、
前記粉体搬送経路内の粉体を検出するために請求項１乃至４の何れか一に記載の粉体検出装置を用いた粉体搬送装置。
【請求項６】
前記粉体搬送部材がスクリュウ部材であることを特徴とする請求項５の粉体搬送装置。
【請求項７】
前記スクリュウ部材は少なくとも超音波が伝搬する部位に軸のないコイル状のスクリュウであることを特徴とする請求項６の粉体搬送装置。
【請求項８】
前記受信部および前記送信部は、前記粉体搬送経路の真下以外に配置されることを特徴とする請求項５乃至７の何れか一に記載の粉体搬送装置。
【請求項９】
粉体としてトナーを用いる現像装置において、
トナーの検出装置として、請求項１乃至４の何れか一に記載の粉体検出装置を備えるか、または、トナー搬送装置として請求項５乃至８の何れか一に記載の粉体搬送装置を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
現像装置を有する画像形成装置において、
現像装置として、請求項９の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体検出装置、粉体搬送装置、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を送信する送信部および当該超音波を受信する受信部とを有する検出手段を備えた粉体検出装置が知られている。
例えば特許文献１には、粉体であるトナーを収容する容器の上部に送受信部を設けたものや送信部を容器の上部に受信部を容器の底部にそれぞれ設けたものが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載のものよりも検出精度の向上が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、本発明は、超音波を送信する送信部および当該超音波を受信する受信部とを有する検出手段を備えた粉体検出装置において、前記送信部と前記受信部とが水平方向で互いに異なる位置を取って対向するとともに、対向する領域内で粉体上面が移動することにより、前記送信部と前記受信部とが粉体を介さずに直接対向する空隙の前記対向する領域に占める容積比率が変化するよう、前記送信部と前記受信部とを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、検出精度を向上させることできる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態の複写機の概略構成図。
【図２】イエローに対応した作像部の概略構成を示す模式図。
【図３】トナー補給装置にトナー容器が設置された状態を示す模式図。
【図４】トナー容器収容部に四つのトナー容器が設置された状態を示す概略斜視図。
【図５】トナー補給装置とトナー容器の要部断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】検出波形の説明図。
【図８】送信部及び受信部の配置の変形例の説明図。
【図９】スクリュウ部材の変形例の説明図。
【図１０】送信部や受信部の搬送経路に対する配置の仕方の変形を示す説明図。
【図１１】トナー収容器や廃トナー収容器への適用例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を画像形成装置としての複写機（以下、複写機５００という）に適用した、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写機装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部４００という）から構成される。
【０００８】
プリンタ部１００の上部に設けられたトナー容器収容部７０には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した四つの粉体物収納容器としてのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が着脱自在（交換自在）に設置されている。トナー容器収容部７０の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。
【０００９】
中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト４８、四つの一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、二次転写バックアップローラ８２、複数のテンションローラ、及び、中間転写クリーニング装置等で構成される。中間転写ベルト４８は、複数のローラ部材によって張架、支持されるとともに、この複数のローラ部材の１つである二次転写バックアップローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動する。
【００１０】
プリンタ部１００には、中間転写ベルト４８に対向するように、各色に対応した四つの作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が並設されている。また、四つのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方には、それぞれに対応した四つのトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配設されている。そして、トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に収容されたトナーは、それぞれに対応するトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって、各色に対応した作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像装置（粉体物使用部）内に供給（補給）される。
【００１１】
また、図１に示すように、プリンタ部１００は四つの作像部４６の下方に潜像形成手段である露光装置４７を備える。露光装置４７は、スキャナ部４００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、後述する感光体４１の表面に対して露光し、感光体４１の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置４７は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
【００１２】
図２は、イエローに対応した作像部４６Ｙの概略構成を示す模式図である。
作像部４６Ｙは、潜像担持体であるドラム状の感光体４１Ｙを備える。さらに、作像部４６Ｙは、帯電手段である帯電ローラ４４Ｙ、現像手段である現像装置５０Ｙ、感光体クリーニング装置４２Ｙ、除電装置等を感光体４１Ｙの周囲に配設した構成である。そして、感光体４１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体４１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。
【００１３】
なお、他の三つの作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）も、使用されるトナーの色が異なる点以外は、イエローに対応した作像部４６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、各感光体４１（Ｍ，Ｃ，Ｋ）上にそれぞれのトナーに対応した色の画像が形成される。以下、イエローに対応した作像部４６Ｙを例に取って説明する。
【００１４】
感光体４１Ｙは、駆動モータによって図２中の時計回り方向に回転駆動する。そして、帯電ローラ４４Ｙと対向する位置で、感光体４１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体４１Ｙの表面は、露光装置４７から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程）。その後、感光体４１Ｙの表面は、現像装置５０Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程）。
【００１５】
中間転写ユニット８５の四つの一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、中間転写ベルト４８を感光体４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に挟み込んで一次転写ニップを形成している。そして、一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
【００１６】
現像工程でトナー像が形成された感光体４１Ｙの表面は、中間転写ベルト４８を挟んで一次転写バイアスローラ４９Ｙと対向する一次転写ニップに達して、この一次転写ニップで感光体４１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト４８上に転写される（一次転写工程）。このとき、感光体４１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。一次転写ニップでトナー像を中間転写ベルト４８に転写した感光体４１Ｙの表面は、感光体クリーニング装置４２Ｙとの対向位置に達する。この対向位置で感光体４１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード４２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体４１Ｙの表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体４１Ｙ上の残留電位が除去される。こうして、感光体４１Ｙ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１７】
このような作像プロセスは、他の作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）でも、イエロー作像部４６Ｙと同様に行われる。これにより、各感光体４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色のトナー像が、中間転写ベルト４８上に重ねて一次転写され、中間転写ベルト４８上にカラートナー像が形成される。
【００１８】
各色のトナー像が重ねて転写され、カラートナー像が形成された中間転写ベルト４８は、二次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、二次転写バックアップローラ８２が、二次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト４８を挟み込んで二次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４８上に形成されたカラートナー像は、二次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト４８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。二次転写ニップを通過した中間転写ベルト４８は、中間転写クリーニング装置の位置に達し、その表面上の未転写トナーが回収され、中間転写ベルト４８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００１９】
次に、記録媒体Ｐの動きについて説明する。
上述した二次転写ニップに搬送される記録媒体Ｐは、プリンタ部１００の下方に配設された給紙部２００の給紙トレイ２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送される。この二次転写ニップで、記録媒体Ｐ上に、所望のカラートナー像が転写される。
【００２０】
二次転写ニップでカラートナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置８６の位置に搬送される。定着装置８６では、表面に転写されたカラートナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置８６を通過した記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。装置外に排出された記録媒体Ｐは、スタック部３０上に順次スタックされる。こうして、複写機５００における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２１】
次に、作像部４６における現像装置５０について、イエローに対応した作像部４６Ｙを例に挙げて説明を行う。
【００２２】
現像装置５０Ｙは、図２に示すように、現像ローラ５１Ｙ、ドクタブレード５２Ｙ、二つの現像剤搬送スクリュウ５５Ｙ、及び、トナー濃度検知センサ５６Ｙ等で構成される。二つの現像剤搬送スクリュウ５５Ｙは、二つの現像剤収容部（５３Ｙ，５４Ｙ）内に配設されている。第一現像剤収容部５３Ｙ及び第二現像剤収容部５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤Ｇが収容されている。第二現像剤収容部５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー落下搬送経路６４Ｙに連通している。また、トナー濃度検知センサ５６Ｙは、第二現像剤収容部５４Ｙ内の現像剤Ｇ中のトナー濃度を検知する。
【００２３】
次に、トナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）（トナー搬送装置）（粉体搬送装置）について説明する。
図３は、トナー補給装置６０Ｙにトナー容器３２Ｙが設置された状態を示す模式図であり、図４は、トナー容器収容部７０に四つのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が設置された状態を示す概略斜視図である。
【００２４】
プリンタ部１００のトナー容器収容部７０に設置された各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のトナーは、各色の現像装置５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のトナー消費に応じて、適宜に各現像装置５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内に補給される。このとき、各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のトナーは、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって補給される。
【００２５】
トナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、トナー容器収容部７０、粉体搬送路たる搬送ノズル６１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、搬送スクリュウ６１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、トナー落下搬送経路６４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、容器回転駆動部９１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等で構成されている。
粉体容器たるトナー容器３２Ｙが図４中矢印Ｑの方向へ移動してプリンタ部１００のトナー容器収容部７０に装着されると、その装着動作に連動して、トナー容器３２Ｙの容器先端側からトナー補給装置６０Ｙの搬送ノズル６１１Ｙが挿入される。これにより、トナー容器３２Ｙ内と搬送ノズル６１１Ｙ内とが連通する。
【００２６】
トナー容器３２Ｙは、略円筒状のトナーボトルである。そして、主として、トナー容器収容部７０に非回転で保持される容器先端側カバー３４Ｙと、容器ギア３０１Ｙが一体的に形成された容器本体３３Ｙとから主に構成される。容器本体３３Ｙは、容器先端側カバー３４Ｙに対して相対的に回転可能に保持されている。
【００２７】
トナー容器収容部７０は、主として、容器カバー受入部７３と、容器受部７２と、挿入口形成部７１とで構成されている。容器カバー受入部７３は、トナー容器３２Ｙの容器先端側カバー３４Ｙを保持するための部分であり、容器受部７２は、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを保持するための部分である。また、挿入口形成部７１は、容器受部７２と、トナー容器３２Ｙの装着動作時における挿入口を形成する部分である。複写機５００の手前側（図１の紙面垂直方向手前側）に設置された本体カバーを開放すると、トナー容器収容部７０の挿入口形成部７１が露呈される。そして、各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の長手方向を水平方向とした状態で、複写機５００の手前側から各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の着脱操作（トナー容器３２の長手方向を着脱方向とする着脱操作）を行う。なお、図３中のセットカバー６０８Ｙは、トナー容器収容部７０の容器カバー受入部７３の一部である。
【００２８】
容器先端側カバー３４Ｙが容器カバー受入部７３に装着された状態で、駆動モータや駆動ギア等で構成されている容器回転駆動部９１Ｙから容器本体３３Ｙに具備された容器ギア３０１Ｙに回転駆動が入力される。これにより、容器本体３３Ｙが図３中の矢印Ａ方向に回転駆動される。容器本体３３Ｙ自体が回転することで、容器本体３３Ｙの内周面に螺旋状に形成された螺旋状突起３０２Ｙによって、容器本体３３Ｙの内部に収容されたトナーが容器本体長手方向に沿って図３中の左側から右側へ搬送される。
【００２９】
容器本体３３の容器先端側カバー側（図中右側）には、容器先端側カバー側に搬送されてきたトナーを、容器本体３３の回転によって上方に汲み上げる汲み上げ部を有している。この汲み上げ部により、トナー容器に挿入された搬送ノズル６１１よりも上方にトナーが汲み上げられ、搬送ノズル６１１Ｙのトナー容器側端部に設けられたノズル開口６１０（図５参照）に落下することで、搬送ノズル６１１内にトナーが供給される。
【００３０】
搬送ノズル６１１Ｙ内には、搬送スクリュウ６１４Ｙが配置されており、容器回転駆動部９１Ｙから搬送スクリュウギア６０５Ｙに回転駆動が入力されることで、搬送スクリュウ６１４Ｙが回転し、搬送ノズル６１１Ｙ内に供給されたトナーを搬送する。搬送ノズル６１１Ｙの搬送方向下流端は、トナー落下搬送経路６４Ｙに接続されており、搬送スクリュウ６１４Ｙによって搬送されたトナーは、トナー落下搬送経路６４Ｙを自重落下して現像装置５０Ｙ（第二現像剤収容部５４Ｙ）内に補給される。
【００３１】
トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、寿命に達したとき（収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったとき）に新品のものに交換される。トナー容器３２の長手方向における容器先端側カバー３４とは反対側の端部には把手部３０３が設けられており、交換の際には、作業者が把手部３０３を握って引き出すことで、装着されたトナー容器３２を取り外すことが出来る。
【００３２】
上述した露光装置４７で用いる画像情報に基づいて制御部９０がトナー消費量を算出し、制御部９０が現像装置５０Ｙへのトナーの供給を要すると判断する場合がある。また、トナー濃度検知センサ５６Ｙの検知結果に基づいて現像装置５０Ｙ内のトナー濃度が低下したことを制御部９０にて検出する場合がある。これらの場合は、制御部９０の制御によって容器回転駆動部９１Ｙを回転駆動し、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙと搬送スクリュウ６１４Ｙとを所定時間回転させて現像装置５０Ｙへのトナー補給を行う。
【００３３】
次に、本実施形態の特徴部であるトナー残量検知について説明する。本実施形態では、超音波を送信する送信部および当該超音波を受信する受信部とを有する超音波センサ（検出手段）を備えた粉体検出装置を、トナー残量検知に用いる。つまり粉体搬送路である搬送ノズル６１１Ｙについて、送信部と受信部とが水平方向で互いに異なる位置を取って対向するとともに、対向する領域内で粉体上面が上下動することにより、粉体上面より上方の送信部と受信部とが粉体を介さずに直接対向する空隙の前記対向する領域に占める容積比率が変化するよう、前記送信部と前記受信部とを配置している。以下に、具体的に説明する。
【００３４】
図５は、トナー補給装置とトナー容器の要部断面図であり、図６（ａ）はトナーボトルから現像装置にトナーを搬送する補給経路である搬送ノズル６１１Ｙの超音波センサを設置した箇所を上方から見た図（搬送経路は断面図）、図６（ｂ）は図５のＡ−Ａ断面図である。
図５、図６に示すように、円筒状の搬送ノズル６１１Ｙの外側に搬送ノズルの外部からほぼ水平方向に挟むように、送信部６５と受信部６６を配置している。送信部６５および受信部６６は、図５に示すように、それぞれ制御部９０に接続されている。制御部９０は、超音波センサからの出力を用いてトナー残量を検出し、トナー容器内にトナーがほとんどないトナーエンドか否かを判定し、トナーエンドと判定したときは、複写機の表示部９２に、トナー容器の交換を促す表示を行なう。
【００３５】
超音波センサの送信部６５及び受信部６６それぞれは、円筒状の外形した金属で内包されており送受信面は開放されている（開口している）。開口部には異物進入防止のためのメッシュが設けてある。超音波センサは周波数：４０ｋＨｚ、音圧レベル：約１１０ｄＢ、入力電圧：２０Ｖの一般的な超音波センサである。
【００３６】
搬送ノズル６１１Ｙの搬送経路は内径Φ１２ｍｍの搬送スクリュウホルダに、外径Φ１０ｍｍの搬送部材としてのスクリュウが内包されている。内径に対するスクリュウ外径の比率は、８０％以上、望ましくは９０％以上である。スクリュウと内壁とのクリアランスは、片側１ｍｍ以下、望ましくは片側０．５ｍｍ以下である。トナーボトル内のトナーがスクリュウによって現像装置へと搬送されるが、このとき搬送経路内はトナーが充填され、ボトルのトナーがなくなると搬送経路内のトナーもなくなる。このトナーの存在（有無）を超音波センサによって検出する。
【００３７】
送信部６５から送信された超音波は搬送経路（超音波の伝搬経路）にトナーが存在するとトナーに遮られて受信部６６に十分到達できない（トナーで搬送経路が完全に埋まっていても搬送経路の部材を伝わっていく超音波もあるため、完全には遮断されない）。一方、トナーが無い部分では受信部に容易に伝搬される。したがってトナーの量（粉面）が変化すると受信できる超音波の波形が変わるためトナー量を検出できる。
【００３８】
図７は検出波形を示すものであり、図７（ａ）は搬送経路にトナーが全く存在しないときの波形、図７（ｂ）は搬送経路がトナーで満たされているときの波形である。掃引時間が短く高周波の波形がつぶれて塗りつぶされた表示になっている。トナーが全く存在しないときの波形の振幅Ａが、トナーがあるときの波形の振幅Ｂよりも明らかに大きくなっている。この振幅の差などを用いてトナーの有無などを検出できる。
【００３９】
図７はスクリュウが駆動しているときの波形である。トナーが搬送されているとき搬送経路内は完全にトナーに埋まっていることはなく、図６（ｂ）に示すように上部が空隙になっている場合が多い。この空隙の容積比率がトナー量（トナー上面位置）によつて変化する。しかも、スクリュウが駆動されていると、トナーの流動性、スクリュウの形状、回転数によっても変化する。このような超音波が伝搬しやすい空隙の体積量を受信音波で検出しているということができる。
【００４０】
さらに、スクリュウが存在している箇所でトナー検出していることにより、次の利点もある。トナー量が多いときは、スクリュウが回転しても送受波器間にトナーが常にあるため，音波はほとんど伝搬しない。トナー量が少なくなると，トナー表面の高さが小さくなるため，送受波器面の一部がトナー表面より上に露出することになり，送受波器間を少しずつ音波が伝搬する。スクリュウがないとトナー表面は平滑でないため，音波の伝搬がトナー表面での反射の状態の影響を強く受けてしまい信号振幅とトナー量の関係は不安定である。
【００４１】
スクリュウが回転していると、送受器間の音波伝搬経路は周期的に変化し，また，スクリュウの羽根および内壁での乱反射による音波伝搬経路も周期的に確保される。このため受信信号は時間的に変化するものの、時間変化の中の最大振幅値は安定である。この結果，トナー量と信号振幅の関係は安定に求めることができる。
【００４２】
ここで搬送経路のトナーが無い部分で超音波はスクリュウの羽および内壁で乱反射し受信部に到達するため、スクリュウが無いときに比べて受信出力が大きくなる。すなわちトナーがあるときと無いときの差が大きくなるため、トナーの有無を明確に判別できる（スクリュウがあってもトナーで埋まってしまうと乱反射の効果はないため）。
【００４３】
以上の本実施形態とは異なり、特許文献１に記載のものは、次のように検出精度が不十分である。
粉体であるトナーを収容する容器の上部に送受信部を設けたものでは、送信部から送波され，トナー表面で反射した音波を受信部で受波し，トナー面までの距離を信号の伝搬時間で検出する。しかし，トナー表面は平滑でなく，種々の状態で大きく変化する。そのため，反射波の振幅も変化するため，受信信号の振幅も大きく変化する。このため，伝搬時間の計測は不安定なため、安定なトナー量検出が困難である。
【００４４】
また、送信部を容器の上部に受信部を容器の底部にそれぞれ設けたものは、容器の上下方向に超音波送受信部を配置しているため、発信された超音波はすべて容器内のトナーの量にかかわらずトナーに遮られる。送信部から送波され，トナーを透過した音波を受信部で受波し，減衰の違いによりトナーの量を検出しようとしている。しかし，送波器から送波された音波の大部分はトナー表面で反射され，受信部へ到達する音波はわずかである。このため，トナー内部での音波の減衰より，廃トナー表面での反射による減衰の方が大きいので，トナー量の変化に対する信号振幅の変化は小さく，トナー量の検出感度は非常に低くなる。超音波はトナーで遮られても一部は受信部まで到達するが、大幅に減衰するためごく僅かであり、トナー量に感度を持つほどは届かない。
【００４５】
図８は本実施形態における送信部６５及び受信部６６の配置の変形例を示すものであり、図８（ａ）は両者が水平を維持ながら、図６の例よりも上方に配置されている。図８（ｂ）は一方（図示の例では受信部６６）が他方に対して斜めの位置に配置されている。何れの場合も、送信部と受信部とが水平方向で互いに異なる位置を取って対向するとともに、対向する領域内で粉体上面が上下動することにより、粉体上面より上方の送信部と受信部とが粉体を介さずに直接対向する空隙の前記対向する領域に占める容積比率が変化する配置である。よって、同様にトナー有無などにより、受信部６６で得られる波形が異なり、同様の効果が得られる。
【００４６】
そして、図６や図８の例では、送信部６５や受信部６６が６１１の真下以外に配置される。実施形態のようなスクリュウによるトナー搬送の場合、搬送経路の内壁とスクリュウ外径はクリアランスが設けられることが一般的である。ボトルのトナーがなくなり、トナーがスクリュウによって搬送されなくなったとき、クリアランス部分（径方向で下側）はトナーが残ることがある。超音波センサを上下に方向に配置する場合を考えると、搬送トナーがなくなっても、送受信部の間にクリアランス部の残トナーがあるため超音波を遮ぎるためトナーがなくなったことを検出することができなくなる。従って超音波センサを下方に設置することは好ましくない。
【００４７】
図９は、スクリュウの変形例を示す。少なくとも超音波が伝搬する部位に軸のないコイル状のスクリュウである。図６等で説明したスクリュウは円筒状の軸とスパイラル（羽）で構成されているが、図９に示す搬送部材は、軸心がなく、板状のスパイラルのみの構成（以下コイルという）である。ただし、コイルを支持し、回転を伝達する端部（図の右側）は軸がある。コイルはスクリュウに対して軸がないため、搬送経路に充填されるトナーが多くなる。つまり超音波送受信部のトナーの割合が多くなる。したがって、トナーがあるときとない時の受信波形の差異がより多くなるため、確実にトナーの有無を検知することができる
【００４８】
図１０は送信部６５や受信部６６の搬送経路に対する配置の仕方の変形を示す。図１０に図示の例では、搬送経路の超音波送受信センサの取付部の外壁を削除し、内壁にフィルムシート６１１ａを貼り付けている。フィルムシート６１１ａは可能な限り薄い部材がよく実施例では５０μｍの樹脂シートである。このように外壁を削除することにより、発信された超音波が外壁に遮られることがなくなる。よって受信波形はより大きくなりトナーの有無の感度高くなる。外壁がある場合、超音波の伝搬率は低いながらも受信はできるが、一般にこのような薄い樹脂シートは外壁よりも格段に伝搬率が高く好ましい。なお、防水の送受信器を用いる場合には、フィルムシート６１１ａは不要である。また、図１０のように搬送経路内部にむき出しにするのではなく、超音波送受信センサの少なくとも一方を外壁の厚み内に少なくとも一部が位置するように設けてもよい。外壁がその分薄くなり伝搬率が比較的高まるからである。
【００４９】
以上、本実施形態はトナー搬送経路でのトナー有無検知に適用した例であるが、トナー収容部内でのトナー残量検知や、廃トナーボトルでの満杯検知に適用してもよい。図１１（ａ）は前者の超音波センサの配置例、図１１（ｂ）は後者における超音波センサの配置例を示す。
【符号の説明】
【００５０】
３２        ：トナー容器
３３        ：容器本体
４７        ：露光装置
４８        ：中間転写ベルト
４９        ：一次転写バイアスローラ
４９Ｙ      ：一次転写バイアスローラ
５０        ：現像装置
５０Ｙ      ：現像装置
５１Ｙ      ：現像ローラ
５２Ｙ      ：ドクタブレード
５３Ｙ      ：第一現像剤収容部
５４Ｙ      ：第二現像剤収容部
５５Ｙ      ：現像剤搬送スクリュウ
５６Ｙ      ：トナー濃度検知センサ
６０        ：トナー補給装置
６０Ｙ      ：トナー補給装置
６４        ：トナー落下搬送経路
６４Ｙ      ：トナー落下搬送経路
６５        ：送信部
６６        ：受信部
７０        ：トナー容器収容部
７１        ：挿入口形成部
７２        ：容器受部
７３        ：容器カバー受入部
８２        ：二次転写バックアップローラ
８５        ：中間転写ユニット
８６        ：定着装置
８９        ：二次転写ローラ
９０        ：制御部
９１        ：容器回転駆動部
９１Ｙ      ：容器回転駆動部
９２        ：表示部
１００      ：プリンタ部
２００      ：給紙部
３０１Ｙ    ：容器ギア
３０２Ｙ    ：螺旋状突起
３０３      ：把手部
４００      ：スキャナ部
５００      ：複写機
６０５Ｙ    ：搬送スクリュウギア
６０８Ｙ    ：セットカバー
６１０      ：ノズル開口
６１１      ：搬送ノズル
６１１Ｙ    ：搬送ノズル
６１１ａ    ：フィルムシート
６１４      ：搬送スクリュウ
６１４Ｙ    ：搬送スクリュウ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２０１１−３９２１４号公報
【図１】
2020201464.tif 000003
【図２】
2020201464.tif 000004
【図３】
2020201464.tif 000005
【図４】
2020201464.tif 000006
【図５】
2020201464.tif 000007
【図６】
2020201464.tif 000008
【図７】
2020201464.tif 000009
【図８】
2020201464.tif 000010
【図９】
2020201464.tif 000011
【図１０】
2020201464.tif 000012
【図１１】
2020201464.tif 000013