(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を供給先に供給する粉体供給装置であって、
内部に粉体を収容すると共に粉体供給装置本体に対して着脱可能に構成された粉体収容部と、
当該粉体収容部に発生する振動の加速度を検知する加速度検知手段と、
当該加速度検知手段によって検知した加速度に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を検出する粉体残量検出手段と、
一端部が粉体供給装置本体に付設されると共に、前記一端部とは反対側の自由端部が粉体供給装置本体に装着された前記粉体収容部に対して接近離間する方向に変位可能に構成された接触部材とを備え、
前記接触部材に、前記加速度検知手段を付設すると共に、付勢手段で前記自由端部側を付勢して前記粉体収容部に圧接させるように構成したことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記粉体残量検出手段によって、少なくとも前記粉体収容部内の粉体残量が無くなったことを検出するように構成した請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記粉体収容部を変形可能に構成した粉体供給装置であって、前記粉体収容部の変形に対応して変位可能な接触部材と、当該接触部材を前記粉体収容部に圧接させるように付勢する付勢手段を備え、前記加速度検知手段を前記接触部材に付設した請求項１又は２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記粉体収容部に振動を付与する加振源を、前記粉体収容部に接触させて配設した請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記粉体残量検出手段によって検出した粉体の残量を表示する表示部を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
前記加速度センサを、接触端子を備えた接触ＩＣチップで構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項７】
前記加速度センサを、アンテナを備えた非接触ＩＣチップで構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項８】
前記粉体をトナーとした請求項１から７のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の粉体供給装置をトナー供給装置として備えた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、粉体を供給先に供給する粉体供給装置、及びその粉体供給装置をトナー供給装置として備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、現像装置内のトナーは画像形成と共に消費されるため、トナー容器から現像装置へトナーの補充を行っている。そして、トナー容器内のトナーが無くなった場合は、新しいトナー容器と交換するようにしている。
【０００３】
トナー容器内のトナーが無くなって画像形成に必要なトナーが不足すると、画像濃度の低下や画像欠落が生じ、正常な画像形成が行えなくなる。そのため、画像形成装置に、トナー容器内のトナー残量を検知する検知手段を設け、検知したトナー残量を使用者に知らせるようにしている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、トナー残量を検知する手段として光学式センサを備えた画像形成装置が開示されている。図１８の（ａ）に示すように、前記光学センサは、投光器１００と受光器２００から構成される。投光器１００は、トナー容器３００を保持する保持体４００の一方の側壁４００ａに配設され、受光器２００は保持体４００の他方の側壁４００ｂに配設されている。また、このトナー容器３００は、柔軟性又は可撓性を有する素材で形成され、収容するトナーＴの残量に応じて変形するようになっている。
【０００５】
図１８の（ａ）に示すように、トナー容器３００内にトナーＴがほぼ満載されている状態では、投光器１００から照射される光はトナー容器３００によって遮蔽される。しかし、図１８の（ｂ）に示すように、トナーが無くなってトナー容器３００が縮むと、投光器１００からの光を受光器２００によって受光することができ、これによって、トナーが無くなったことを検知している。
【０００６】
また、特許文献２には、トナー残量を検知する手段として圧力センサを備えた画像形成装置が開示されている。前記圧力センサは、トナー容器から供給されたトナーを一次貯蔵するトナーホッパに配設されている（図示省略）。この圧力センサによって、トナーホッパ内に滞積するトナーの圧力を検知する。そして、圧力センサで検知するトナーの圧力が大幅に小さくなった場合に、トナー容器内のトナーが無くなったと判断している。
【特許文献１】特開２００５−１７７８９号公報
【特許文献２】特開２００３−６６７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置は、トナー容器がトナーの減少に伴って的確に収縮変形しなかった場合、トナー容器がほとんど空になっているにもかかわらず、トナーが満載であると誤検知する虞がある。また、特許文献２の画像形成装置の場合も、トナーがセンサに付着したり停滞したりすると、トナー容器がほとんど空になっているにもかかわらず、トナーが満載であると誤検知する虞がある。また、特許文献１及び２の画像形成装置は、トナー残量が減少する様子を複数のタイミングで検知するには、センサを複数箇所に配設しなければならず、製造コストが増大する欠点がある。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑み、簡単な構造にてトナー等の粉体の残量を正確に検知することができる粉体供給装置、及びその粉体供給装置をトナー供給装置として備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、粉体を供給先に供給する粉体供給装置であって、内部に粉体を収容すると共に粉体供給装置本体に対して着脱可能に構成された粉体収容部と、当該粉体収容部に発生する振動の加速度を検知する加速度検知手段と、当該加速度検知手段によって検知した加速度に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を検出する粉体残量検出手段と、一端部が粉体供給装置本体に付設されると共に、前記一端部とは反対側の自由端部が粉体供給装置本体に装着された前記粉体収容部に対して接近離間する方向に変位可能に構成された接触部材とを備え、前記接触部材に、前記加速度検知手段を付設すると共に、付勢手段で前記自由端部側を付勢して前記粉体収容部に圧接させるように構成したものである。                                                                              
【００１０】
粉体収容部に発生する振動の加速度は、粉体収容部内の粉体の残量に対応して変動する。具体的には、粉体の残量が多い場合、粉体収容部は振動しにくいため、その振動の加速度は小さくなる。反対に、粉体の残量が少ない場合は、粉体収容部は振動しやすくなるため、その振動の加速度は大きくなる。これにより、粉体収容部に発生する振動の加速度を検知することによって、粉体収容部内の粉体の残量を正確に検出することが可能である。
また、付勢手段によって接触部材を粉体収容部へ圧接させることができる。この粉体収容部に圧接する接触部材に加速度検知手段を付設しているので、加速度検知手段は粉体収容部に生じる振動の加速度を感度良く検知することが可能である。これにより、粉体残量の検出精度を向上させることができる。また、接触部材は粉体収容部に対して離間する方向に変位可能に構成されているため、粉体収容部の着脱動作を円滑に行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の粉体供給装置において、前記粉体残量検出手段によって、少なくとも前記粉体収容部内の粉体残量が無くなったことを検出するように構成したものである。
【００１２】
少なくとも粉体収容部内の粉体残量が無くなったことを検出することによって、使用者は粉体の補充等を行うタイミングを把握することができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の粉体供給装置において、前記粉体収容部を変形可能に構成した粉体供給装置であって、前記粉体収容部の変形に対応して変位可能な接触部材と、当該接触部材を前記粉体収容部に圧接させるように付勢する付勢手段を備え、前記加速度検知手段を前記接触部材に付設したものである。
【００２０】
付勢手段によって接触部材を粉体収容部へ圧接させることができる。この粉体収容部に圧接する接触部材に加速度検知手段を付設しているので、加速度検知手段は粉体収容部に生じる振動の加速度を感度良く検知することが可能である。これにより、粉体残量の検出精度を向上させることができる。また、接触部材は粉体収容部の変形に対応して変位可能となっているので、変形する粉体収容部の表面に接触部材を追随させて圧接させることができる。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体供給装置において、前記粉体収容部に振動を付与する加振源を、前記粉体収容部に接触させて配設したものである。
【００２２】
加振源によって粉体収容部に直接振動を付与し、その粉体収容部の振動の加速度を加速度検知手段によって検知する。これにより、粉体残量の検出精度を向上させることが可能である。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体供給装置において、前記粉体残量検出手段によって検出した粉体の残量を表示する表示部を備えたものである。
【００２４】
これにより、使用者は粉体の残量を簡単に確認することができる。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の粉体供給装置において、前
記加速度センサを、接触端子を備えた接触ＩＣチップで構成したものである。
【００２６】
これにより、加速度の検知等に必要な電力を低く抑えることができる。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の粉体供給装置において、
前記加速度センサを、アンテナを備えた非接触ＩＣチップで構成したものである。
【００２８】
非接触ＩＣチップは、アンテナを介することにより、他の装置と非接触状態で情報等の送受信ができる。すなわち、非接触ＩＣチップは、接触端子を介して他の装置と接続する構成となっていないので、接触端子間の摩耗や損傷を回避することが可能である。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の粉体供給装置において、前記粉体をトナーとしたものである。
【００３０】
本発明の粉体供給装置によってトナーを供給可能である。
【００３１】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の粉体供給装置をトナー供給装置として備えた画像形成装置である。
【００３２】
本発明の構成を、画像形成装置が備えるトナー供給装置に適用可能である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の粉体供給装置によれば、粉体収容部に発生する振動の加速度を検知することによって、粉体収容部内の粉体の残量を正確に検出することが可能である。また、本発明の粉体供給装置は、光学センサや圧力センサによって粉体（トナー）の残量を検知する従来の方法のように、センサにトナーが付着することによる誤検知などの問題が生じない。また、粉体収容部に振動を付与するタイミングを変更したり回数を増やしたりするだけで、簡単に粉体の残量を検出するタイミングを変更したり回数を増やしたりすることが可能である。
【００３４】
また、本発明の粉体供給装置を備えた画像形成装置においても、前記粉体供給装置と同様の効果を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。図１に示す本発明の画像形成装置は、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色の現像剤によって画像を形成するための４つの作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを有する。
【００３６】
各作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、互いに異なる色のトナーを収容したトナー容器６（６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｂｋ）を備える以外は同様の構成となっている。そこで、１つの作像部１Ｙを例にその構成を説明する。
【００３７】
作像部１Ｙは、トナー画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段３と、感光体２の表面にトナーを供給してトナー画像を形成する現像手段４と、感光体２の表面に付着した残留トナーを除去するクリーニング手段５を備えている。
【００３８】
各作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面に静電潜像を形成する露光装置７が配設されている。また、各作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、中間転写ユニット８が配設されている。中間転写ユニット８は、駆動ローラ及び従動ローラ等から成る複数のローラ９，１０，１１と、当該複数のローラ９，１０，１１に張架された無端ベルト状の中間転写ベルト１２を有する。
【００３９】
４つの作像部１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの各感光体２に対向して、転写手段としての４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋが配設されている。４つの一次転写ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｂｋと各感光体２との間に、中間転写ベルト１２を挟み込んで一次転写ニップを形成している。
【００４０】
また、中間転写ベルト１２を張架する複数のローラの一つである二次転写バックアップローラ１０に対向して、二次転写ローラ１４が配設されている。この二次転写ローラ１４と二次転写バックアップローラ１０によって中間転写ベルト１２を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
【００４１】
本画像形成装置の下部には、給紙部１５が配設されている。給紙部１５は、少なくとも１つの給紙カセットを有し（図示省略）、給紙カセット内に記録材としての転写紙が複数枚重ねて収容してある。
【００４２】
給紙部１５と中間転写ユニット８の間に、一対のレジストローラ１６ａ、１６ｂと、転写紙搬送ユニット１７と、定着装置１８が配設されている。定着装置１８は、加熱ローラ１８ａと補助ローラ１８ｂに張架された定着ベルト１８ｃと、加圧ローラ１８ｄによって構成されている。
【００４３】
また、図の符号１９は、画像形成装置本体の外部へ排出した転写紙をストックするための排紙部である。
【００４４】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
まず、作像動作について１つの作像部１Ｙを例にして説明する。帯電手段３によって感光体２の表面を均一な高電位に帯電させる。画像データに基づいて露光装置７から感光体２の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面の静電潜像が形成された部分に、現像手段４によってトナーを転移させ、イエローのトナー画像を形成（可視画像化）する。
【００４５】
一次転写ローラ１３Ｙに、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１３Ｙと感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１２に一次転写する。
【００４６】
同様に、その他の各作像部１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいても、感光体２上にトナー画像を形成し、４色のトナー画像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１２に転写する。
【００４７】
また、感光体２から中間転写ベルト１２へ一次転写を終えた後、各クリーニング手段５によって感光体２の表面に付着している残留トナーを除去する。その後、図示しない除電ランプ等の除電装置によって、感光体２の残留電荷の除電を行う。
【００４８】
一方、給紙部１５の給紙ローラ（図示省略）を回転させて、給紙カセットから転写紙Ｐを送り出す。給紙部１５から送り出された転写紙Ｐは、レジストローラ１６ａ，１６ｂによって一旦停止される。
【００４９】
各色のトナー画像を中間転写ベルト１２に重ね合わせた合成トナー画像を形成した後、レジストローラ１６ａ，１６ｂの駆動を再開し、転写紙Ｐを中間転写ベルト１２上の合成トナー画像とタイミング（同期）をとって二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップに送られた転写紙Ｐに中間転写ベルト１２上の合成トナー画像を二次転写する。
【００５０】
合成トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１８へと搬送される。定着装置１８に送り込まれた転写紙Ｐは、加熱ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｄ間に挟まれて加熱・加圧され、合成トナー画像が転写紙Ｐ上に定着される。その後、転写紙Ｐは排紙部１９に排出されストックされる。
【００５１】
本発明の画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応して４つのトナー供給装置（粉体供給装置）を備えている。以下、本発明のトナー供給装置の構成について説明する。
【００５２】
図２は、本発明に係るトナー供給装置の第１実施形態を示す断面図である。図２に示すように、トナー供給装置２０は、トナー容器（粉体収容部）６と、トナー容器６を保持するトナー容器ホルダ２１を有する。
【００５３】
トナー容器６は、トナーＴを収容した容器本体６ａと、トナー排出口を形成した口金部６ｂとで構成されている。容器本体６ａは、柔軟性又は可撓性を有する変形可能な袋状部材から形成される。また、容器本体６ａを、前記変形可能な袋状部材とその袋状部材の外側を覆う硬い部材で形成してもよい。あるいは、容器本体６ａを硬い部材のみで形成することも可能である。
【００５４】
トナー容器ホルダ２１は、トナー容器６を収納する収納空間部２１ｃを有し、収納空間部２１ｃの一端の開口部（図の上部）には、開閉可能な蓋部２１ａが配設されている。また、トナー容器ホルダ２１は、支点２２を中心に図の矢印の方向に揺動可能に構成されている。トナー容器ホルダ２１を揺動させて図の二点鎖線に示すように傾斜させることによって、トナー容器ホルダ２１の図の上部を画像形成装置本体の外壁２３から外側へ露出させることができる。この状態で蓋部２１ａを開放することによって、トナー容器ホルダ２１に対してトナー容器６を着脱することができる。また、トナー容器６はトナー容器ホルダ２１に対して離脱しないものであってもよい。
【００５５】
トナー容器ホルダ２１には、トナー容器６内のトナーＴを図示しない現像手段へ搬送するための搬送路２１ｂが形成されている。この画像形成装置は加振源を備える（図示省略）。この加振源から発生する振動をトナー容器ホルダ２１やトナー容器６に付与することによって、トナーを現像手段へ移動させるようにしている。ただし、トナーを現像手段へ移動させる手段は、これに限定されない。例えば、トナー容器６内に空気を送り込むことによって、トナーを現像手段へ移動させてもよい。
【００５６】
また、トナー容器ホルダ２１には、上記トナー容器６に発生する振動の加速度を検知する加速度検知手段として、加速度センサ２４が付設されている。一般的に、加速度センサ２４は、コンデンサを構成する二枚の固定板と、固定板の間で変位可能な可動板とを有する。振動により可動板が固定板間で変位することによって、２枚の固定板で構成されるコンデンサの静電容量が変化する。そして、この静電容量の変化を電気的に変換することにより加速度を得ている。
【００５７】
図３に、加速度センサ２４と、加速度センサ２４と電気的に接続された周辺装置とのブロック図を示す。図３に示すように、加速度センサ２４は、加速度を検知する検知部２５と、検知部２５の検知信号を電気的に処理する信号処理部２６と、信号処理部２６等に電力を供給するための電源部２７とを有している。
【００５８】
また、図３に示すように、本発明の画像形成装置は、加速度センサ２４が得た加速度に基づいて上記トナー容器６内のトナー残量を検出するトナー残量検出手段（粉体残量検出手段）３０と、検出したトナー残量を表示する表示手段４０を備える。
【００５９】
トナー残量検出手段３０は、記憶部３１と比較部３２を有する。記憶部３１には、加速度とトナー残量との関係を示す情報などが予め入力してある。比較部３２は、記憶部３１から得た情報と加速度センサ２４の信号処理部２６から得た情報に基づいて、トナー残量を検出する手段である。また、トナー残量検出手段３０及び表示手段４０は、画像形成装置本体の任意の箇所に配設することが可能である。
【００６０】
表示手段４０は、例えば、図４の（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）に示すようにトナー残量を表示することができる。図４の（ａ）はトナー容器６内のトナーが満載の状態を示し、（ｂ）はトナー容器６内のトナー残量が少なくなった状態、（ｃ）はトナー容器６内のトナーが無くなった状態を示す。また、表示部４０は、図以外に、文字やグラフ等、あるいはこれらのうちの任意の組み合わせによってトナー残量を表示してもよい。
【００６１】
図５に、本発明に係るトナー供給装置の第２実施形態を示す。第２実施形態のトナー供給装置２０は、トナー容器ホルダ２１内に接触部材５０を配設し、接触部材５０に加速度センサ２４を付設している。接触部材５０は、柔軟性又は可撓性を有する部材、あるいは弾性変形可能な部材から成る。接触部材５０の一端部５０ａは、トナー容器ホルダ２１の内壁面に固定されている。一方、接触部材５０の一端部５０ａと反対側の自由端部５０ｂは、トナー容器６に接近離間する方向に変位可能となっている。
【００６２】
接触部材５０の自由端部５０ｂとトナー容器ホルダ２１の内壁面との間に、付勢手段５１が配設されている。付勢手段５１は圧縮バネ等で構成されており、この付勢手段５１による付勢力によって、接触部材５０をトナー容器６へ圧接させている。
【００６３】
また、上記接触部材５０は、変形しにくい硬い素材等で構成することも可能である。接触部材５０を硬い素材で構成した場合は、図６に示すように、接触部材５０を支点５０ｃを中心に揺動可能に付設する。これにより、接触部材５０の自由端部５０ｂは、トナー容器６に接近離間する方向に変位可能となる。また、上記と同様に、接触部材５０の自由端部５０ｃを付勢手段５１によって付勢することにより、接触部材５０をトナー容器６に圧接させている。また、図６では、付勢手段５１として圧縮バネを適用しているが、接触部材５０の支点５０ａにコイルバネを配設して、接触部材５０を同様に付勢することも可能である。なお、図５及び図６において、図２と同一の符号の箇所は、図２と同様の構成である。
【００６４】
図７に、本発明に係るトナー供給装置の第３実施形態を示す。第３実施形態のトナー供給装置２０も、トナー容器６と接触する接触部材５０と、接触部材５０を付勢する付勢手段５１と、接触部材５０に付設した加速度センサ２４を有する。接触部材５０は支点５０ｃを中心に揺動可能に構成されており、付勢手段５１によって接触部材５０の自由端部５０ｂがトナー容器６側へ付勢されている。また、この接触部材５０の支点５０ｃはトナー容器ホルダ２１の収納空間部２１ｃの開口部側（図の上側）に配設され、接触部材５０の自由端部５０ｂは前記収納空間部２１ｃの奥側（図の下側）に配設されている。さらに、図８に示すように、トナー容器ホルダ２１内からトナー容器６を離脱させた状態で、接触部材５０の自由端部５０ｂは、収納空間部２１ｃの奥側（図の下側）を向くように配設されている。なお、図７及び図８において、図２と同一の符号の箇所は、図２と同様の構成である。
【００６５】
図９に、第１参考例としてのトナー供給装置の構成を示す。第１参考例のトナー供給装置２０は、トナー容器６と接触する接触部材５０と、接触部材５０に付設した加速度センサ２４を有する。この接触部材５０は、金属製板バネ等の弾性変形可能な部材で構成されている。これにより、接触部材５０は、トナー容器６に対して接触離間する方向に弾性変形可能となっている。なお、図９において、図２と同一の符号の箇所は、図２と同様の構成である。
【００６６】
図１０は、第２参考例としてのトナー供給装置の構成を示す要部断面図である。図１０に示すトナー供給装置２０は、加速度センサ２４と回路部５２を有する。加速度センサ２４は、トナー容器６に接触して配設されている。詳しくは、加速度センサ２４は、トナー容器６の口金部６ｂの外周面に付設されている。ただし、加速度センサ２４の付設箇所はこれに限定しない。一方、回路部５２は、トナー容器ホルダ２１に配設されている。また、回路部５２は、図示しない電源部やトナー残量検出手段３０等と接続されている。
【００６７】
図１０に示す加速度センサ２４は、接触ＩＣチップで構成されている。詳しくは、図１１に示すように、加速度センサ２４は、上記信号処理部２６として機能するＩＣチップ２４ａと、ＩＣチップ２４ａに外側に配設された接触端子（コンタクト層）２４ｂで構成されている。トナー容器６をトナー容器ホルダ２１に装着することによって、接触端子２４ｂが回路部５２と接触するようになっている。これにより、ＩＣチップ２４ａと、図示しない電源部やトナー残量検出手段３０等が電気的に接続される。なお、図１０及び図１１において、図２と同一の符号の箇所は、図２と同様の構成である。
【００６８】
図１２は、第３参考例としてのトナー供給装置の構成を示す要部断面図である。図１２に示すトナー供給装置２０は、加速度センサ２４とリーダライタ５３を有する。加速度センサ２４は、トナー容器６の例えば口金部６ｂに接触して配設されている。一方、リーダライタ５３は、加速度センサ２４と非接触状態でトナー容器ホルダ２１に配設されている。また、リーダライタ５３は、図示しない電源部やトナー残量検出手段３０等と接続されている。
【００６９】
図１２に示す加速度センサ２４は、非接触ＩＣチップで構成されている。詳しくは、図１３に示すように、加速度センサ２４は、上記信号処理部２６として機能するＩＣチップ２４ａと、ＩＣチップ２４ａの周囲に配設されたアンテナ２４ｃで構成されている。このアンテナ２４ｃを介して、ＩＣチップ２４ａとリーダライタ５３が非接触状態で信号の送信や電力の供給が行えるようになっている。なお、図１２及び図１３において、図２と同一の符号の箇所は、図２と同様の構成である。
【００７０】
図１４に、第４参考例としてのトナー供給装置の構成を示す。第４参考例のトナー供給装置２０は、トナー容器６に振動を付与するための加振源５４を備える。加振源５４は、振動を発生させることが可能な構成であれば特に限定しない。加振源５４は、トナー容器６に接触して配設されている。なお、図１４において、図２と同一の符号の箇所は、図２と同様の構成である。
【００７１】
図１５に、第５参考例としてのトナー供給装置の構成を示す。第５参考例のトナー供給装置２０は、トナーを収容したトナー容器６０と、トナー容器６０を回転させる駆動モータ６１等を備える。図示するトナー容器６０の一端部には支軸６２が付設されており、支軸６２は軸受部材６３によって回転可能に支持されている。また、トナー容器６０は、支軸６２に対して着脱可能に構成されている。支軸６２には、トナー容器６０内のトナーを現像手段へ搬送するための搬送部６４が設けてある。また、駆動モータ６１に付設した第１ギア６５と、支軸６２に付設した第２ギア６６が、互いに噛合している。これにより、駆動モータ６１の回転力が第１ギア及び第２ギアを介してトナー容器６０に伝達されるようになっている。また、トナー容器６０の内周面には螺旋状の突起（図示省略）が配設されている。トナー容器６０を回転させたとき、前記突起が螺旋運動することによって、トナー容器６０内のトナーを搬送部６４へ向かって移動させるように構成されている。また、軸受６３の外周面に加速度センサ２４が配設されている。加速度センサ２４の構成は、図３で説明した構成と同様の構成となっている。
【００７２】
図１６に、第６参考例としてのトナー供給装置の構成を示す。第６参考例のトナー供給装置２０は、上記第５参考例と同様に回転式のトナー容器６０を備える。トナー容器６０を支持する支軸６２に、加速度センサ２４が配設されている。ただし、加速度センサ２４を配設する箇所は図示した箇所に限らない。この加速度センサ２４は、接触端子２４ｂを備えた接触ＩＣチップで構成される。図１６では、接触端子２４ｂを支軸６２の外周面の回転方向（周方向）に延在させ、回路部５２が接触端子２４ｂと接触するように画像形成装置本体側に固定されている。また、回路部５２は図示しないトナー残量検出手段３０や電源部等と接続されている。トナー容器６０が回転する際、回路部５２と接触端子２４ｂは互いに摺接するため、回路部５２及び接触端子２４ｂは、耐摩耗性に優れる炭素系材料で形成することが好ましい。なお、図１６において上記説明した箇所以外であって図１５と同一の符号の箇所は、図１５と同様の構成であるので説明を省略する。
【００７３】
また、上記各実施形態のトナー供給装置２０を、図１に示す中間転写方式の画像形成装置以外の画像形成装置に設けることも可能である。例えば、搬送ベルトが保持する記録紙にトナー画像を直接転写するように構成した直接転写方式の画像形成装置や、１つの作像部（１つの感光体及び１つの一次転写ローラ）を備える画像形成装置等に、上記トナー供給装置２０を設けてもよい。
【００７４】
以下、図２に示す第１実施形態のトナー供給装置２０を例に挙げて、トナー容器６内のトナー残量の検出方法について説明する。
現像手段へトナーを補給するために、図示しない加振源によって、トナー供給装置２０に振動を付与したとき、加速度センサ２４によって、トナー容器６の振動の加速度を検知する。図２の場合、加速度センサ２４はトナー容器ホルダ２１に付設されているので、加速度センサ２４は、トナー容器ホルダ２１及びトナー容器６等を含むトナー供給装置２０全体の振動の加速度を検知する。
【００７５】
トナー容器６（又はトナー供給装置２０）に生じる振動の加速度は、トナー容器６内のトナー残量に対応して変動する。具体的には、トナー残量が多い場合、トナー容器６（又はトナー供給装置２０）は振動しにくいため、その振動の加速度は小さくなる。反対に、トナー残量が少ない場合は、トナー容器６（又はトナー供給装置２０）は振動しやすくなるため、その振動の加速度は大きくなる。これにより、トナー容器６（又はトナー供給装置２０）に発生する振動の加速度を検知することによって、トナー容器６内のトナー残量を正確に検出することが可能である。
【００７６】
詳しくは、加振源によって付与される振動力をＦ、トナー容器ホルダ（トナー供給装置）に発生する振動の加速度をａ、トナー供給装置全体の質量をｍとすると、これらＦ，ａ，ｍの関係は、下記の式で表される。
Ｆ＝ｍ×ａ
【００７７】
加振源によって付与される振動力Ｆは一定である。そのため、トナーが満載状態でトナー供給装置全体の質量ｍが大きい場合は、加速度ａは小さくなる。反対に、トナーが空の状態でトナー供給装置全体の質量ｍが小さい場合は、加速度ａは大きくなる。これを、グラフで表すと、図１７のようになる。図１７において、（i）の曲線はトナーが満載状態のときの加速度を示し、（ii）の曲線はトナーが空の状態のときの加速度を示す。また、トナー残量が満載状態と空状態の間にある場合の加速度は、例えば（iii）の曲線のように示される。
【００７８】
具体的なトナー残量の検出方法は、以下のように行う。
まず、図３に示す加速度センサ２４の検知部２５によって、トナー容器６（又はトナー供給装置２０）に生じる振動の加速度を検知する。検知部２５で検知した加速度のデータは、信号処理部２６によって電気信号に変換される。そして、電気信号化した加速度のデータを、信号処理部２６からトナー残量検出手段３０の比較部３２へ送信する。
【００７９】
また、トナーが満載状態ときのトナー容器６（又はトナー供給装置２０）に発生する振動の加速度と、トナーが空状態のときのトナー容器６（又はトナー供給装置２０）に発生する振動の加速度を、予め測定し、これらの加速度のデータを記憶部３１に入力しておく。
【００８０】
そして、比較部３２は記憶部３１からトナー満載状態の加速度のデータとトナー空状態の加速度のデータを得て、これらの加速度のデータと検知した加速度のデータを比較する。比較部３２において各加速度のデータを比較することにより、検知した加速度データに対応するトナー残量を検出（推定）する。比較部３２で検出したトナー残量のデータを表示部４０へ送信し、例えば、図４の（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）に示すように、表示部４０でトナー残量を表示する。使用者は表示部４０を見ることによってトナー残量を確認することができる。
【００８１】
また、トナー満載状態の加速度のデータ、トナー空状態の加速度のデータ及び検知した加速度のデータを、図１７のグラフのように表示部４０に表示してもよい。上述のように、トナー容器６に生じる振動の加速度は、トナー容器６内のトナー残量に対応して変動するため、加速度のデータを比較して表示することによってもトナー残量を把握することが可能である。
【００８２】
なお、上記トナー残量の検出方法は一実施例である。記憶部３１に予め入力するデータは、トナー満載状態の加速度のデータ及びトナー空状態の加速度のデータに限らない。例えば、トナーが満載状態の２分の１のときの加速度のデータや、満載状態の３分の１のときの加速度のデータ等を、記憶部３１に入力してもよい。
【００８３】
また、図５又は図６に示す加速度センサ２４は、トナー容器６に圧接された接触部材５０に付設されている。これにより、加速度センサ２４はトナー容器６に生じる振動の加速度を感度良く検知することができ、トナー容器６内のトナー残量の検出精度を向上させることができる。また、トナー容器６がトナーの減少に伴って収縮変形した場合でも、接触部材５０はトナー容器６の変形に対応して変位することができる。このため、接触部材５０を、変形するトナー容器６の表面に追随させて圧接することが可能である。また、接触部材５０はトナー容器６に対して離間する方向に変位することができるため、トナー容器６の着脱動作を円滑に行うことが可能である。
【００８４】
図７に示すトナー供給装置２０も、トナー容器６に圧接された接触部材５０に加速度センサ２４を付設している。これにより、上記図５又は図６の実施形態と同様に、加速度センサ２４はトナー容器６に生じる振動の加速度を感度良く検知することができる。また、接触部材５０がトナー容器６に対して離間する方向に変位することができるため、トナー容器６の着脱動作を円滑に行うことが可能である。しかも、図８に示すように、トナー容器６をトナー容器ホルダ２１から離脱させた状態で、この接触部材５０の自由端部５０ｂは、収納空間部２１ｃの奥側（図の下側）を向いて配設されている。これにより、トナー容器６を図８の矢印Ａに示す方向に装着する際、接触部材５０の自由端部５０ｂがトナー容器６に引っ掛かることを防止でき、トナー容器６をトナー容器ホルダ２１内に円滑に挿入することが可能である。
【００８５】
また、図９に示すトナー供給装置２０も、トナー容器６に圧接された接触部材５０に加速度センサ２４を付設していることにより、トナー容器６に生じる振動の加速度を感度良く検知することができる。また、接触部材５０は弾性変形することができるため、トナー容器６の着脱動作を円滑に行うことが可能である。しかも、この接触部材５０は、その弾性力によってトナー容器６に圧接できる。このため、接触部材５０をトナー容器６へ圧接させる付勢手段等を別途設ける必要が無いので、構造を簡素化することが可能である。
【００８６】
図１０と図１２に示すトナー供給装置２０は、加速度センサ２４をトナー容器６に接触させて配設している。これにより、加速度センサ２４はトナー容器６に生じる振動の加速度を感度良く検知することができ、トナー容器６内のトナー残量の検出精度を向上させることが可能である。図１０に示す加速度センサ２４は、接触端子を備えた接触ＩＣチップで構成されている。このため、加速度の検知等に必要な電力を低く抑えることができるメリットがある。一方、図１２に示す加速度センサ２４は、アンテナを備えた非接触ＩＣチップで構成されている。図１２に示すように、加速度センサ２４のアンテナ２４ｃ（図１３参照）とリーダライタ５３は非接触となっているため、トナー容器６の振動などによってこれらの部材間に摩耗や損傷が生じることがない。
【００８７】
図１４に示すトナー供給装置２０は、加振源５４をトナー容器６に接触させて配設している。この加振源５４によってトナー容器６に直接振動を付与し、そのトナー容器６の振動の加速度を加速度センサ２４によって検知する。これにより、トナー容器６内のトナー残量の検出精度を向上させることが可能である。さらに、図１４に示すトナー容器６に接触させて加速度センサ２４を付設することによって、トナー残量の検出精度を一層向上させることが可能である。
【００８８】
また、図１５及び図１６に示す参考例のように、回転式のトナー容器６０を採用したトナー供給装置２０の場合は、加速度センサ２４によって、トナー容器６０の回転駆動時に発生する振動の加速度を検知すればよい。あるいは、加速度センサ２４によって、トナー容器６０の回転停止時に発生する振動の加速度を検知してもよい。また、トナー容器６０の回転速度を変更できるように構成されている場合は、トナー容器６０の回転速度を変更する際に生じる振動の加速度を検知することも可能である。また、外部からの負荷変動によってトナー容器６０に発生する振動の加速度を検知してもよい。
【００８９】
上述のように、本発明の画像形成装置は、トナーを現像装置に補給するときに生じる振動の加速度を検知してトナー残量を検出している。すなわち、トナー容器６内のトナーが減少するタイミングごとに、トナー残量を検出している。このため、使用者は、トナー残量（又はトナーが無くなるタイミング）を的確に把握することができ、トナー残量に応じて新しいトナー容器に交換したり、その交換のための準備をしたりすることができる。
【００９０】
また、本発明の画像形成装置は、光学センサや圧力センサによってトナーの残量を検知する従来の画像形成装置のように、センサにトナーが付着することによる誤検知などの問題が生じない。このため、本発明の画像形成装置は、正確にトナー残量を検出することができる。しかも、トナー容器６（又は、トナー供給装置２０）に振動を付与するタイミングを変更したり回数を増やしたりするだけで、簡単にトナー残量を検出するタイミングを変更したり回数を増やしたりすることが可能である。
【００９１】
以上、本発明について、トナー供給装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明の構成を、トナー以外の粉体を供給先に供給する粉体供給装置に適用することも可能である。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るトナー供給装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図３】前記トナー供給装置のブロック図である。
【図４】トナー残量の表示方法の一例を示す図である。
【図５】本発明に係るトナー供給装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】図５に示すトナー供給装置の要部の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明に係るトナー供給装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図８】図７に示すトナー供給装置の要部を示す断面図である。
【図９】第１参考例としてのトナー供給装置の構成を示す断面図である。
【図１０】第２参考例としてのトナー供給装置の要部を示す断面図である。
【図１１】図１０に示すトナー供給装置の要部を示す斜視図である。
【図１２】第３参考例としてのトナー供給装置の要部を示す断面図である。
【図１３】図１２に示すトナー供給装置の要部を示す斜視図である。
【図１４】第４参考例としてのトナー供給装置の構成を示す断面図である。
【図１５】第５参考例としてのトナー供給装置の構成を示す図である。
【図１６】第６参考例としてのトナー供給装置の構成を示す図である。
【図１７】加速度とトナー残量の関係を示すグラフである。
【図１８】従来の画像形成装置が備えるトナー供給装置の断面図であって、（ａ）はトナーが満載されている状態を示す図、（ｂ）はトナーが空になった状態を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
６      トナー容器
２０    トナー供給装置
２４    加速度センサ
２４ａ  ＩＣチップ
２４ｂ  接続端子
２４ｃ  アンテナ
３０    トナー残量検出手段
４０    表示手段
５０    接触部材
５１    付勢手段
５４    加振源
６０    トナー容器
Ｔ      トナー
【図１】
0005454752.tif 000002
【図２】
0005454752.tif 000003
【図３】
0005454752.tif 000004
【図４】
0005454752.tif 000005
【図５】
0005454752.tif 000006
【図６】
0005454752.tif 000007
【図７】
0005454752.tif 000008
【図８】
0005454752.tif 000009
【図９】
0005454752.tif 000010
【図１０】
0005454752.tif 000011
【図１１】
0005454752.tif 000012
【図１２】
0005454752.tif 000013
【図１３】
0005454752.tif 000014
【図１４】
0005454752.tif 000015
【図１５】
0005454752.tif 000016
【図１６】
0005454752.tif 000017
【図１７】
0005454752.tif 000018
【図１８】
0005454752.tif 000019