(57)【要約】【課題】リードスイッチを用いてホッパー部のトナー残量を検出する際に、磁気ノイズによる誤検出を防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】現像器にトナーを補給する補給スクリュー３０４に同期回転する偏心カム３０５によって磁石３０１を上昇させ、また、磁石３０１はトナー液中に沈降しないように液面検出手段３０２にて支持される。リードスイッチ２００は磁石３０１が近傍にあるか否かを検出する。磁石３０１がリードスイッチ２００の近傍外から近傍へ移動してリードスイッチをＯＮさせるＯＮエッジの間隔が所定時間内に発生したら、後のＯＮエッジは誤検出としてトナーカートリッジからホッパー部へのトナー補給を禁止し、所定時間を越える場合にはトナー補給を実行する。【選択図】図３
2011175056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーカートリッジから供給されたトナーを一旦、格納し、現像装置へトナーを供給するホッパー部を備えた画像形成装置であって、
磁石と、磁石が検出エリア内に有るか否かを検出するリードスイッチとからなり、その一方がホッパー部のトナー格納室内のトナー液面の低下に従って下降する液面検出子として機能する構成とされ、他方が所定位置に固定されている磁気センサと、
前記磁石が検出エリア外に出るように、液面検出子を定期的にトナー液面上に持ち上げる持上げ手段と、
前記磁石がリードスイッチの検出エリア外にある状態から検出エリア内にある状態に移行したこと示すＯＮエッジを検出するＯＮエッジ検出手段と、
前にＯＮエッジが検出されてから次にＯＮエッジが検出されるまでの間に、持上げ手段が液面検出子を検出エリア外へ持ち上げていない場合には、次に検出されたＯＮエッジを誤検出であると判定する判定手段と、
ＯＮエッジが誤検出であると判定されなかった場合に、トナーカートリッジからホッパー部へトナーを補給する補給手段と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
持上げ手段は、
偏心カムと、
偏心カム上に載置され、偏心カムの回動に伴って上下に揺動する揺動レバーと、を備え、
揺動レバーの遊端側に液面検出子が取着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前にＯＮエッジが検出されてから次にＯＮエッジが検出されるまでの間に、持上げ手段が液面検出子を検出エリア外へ持ち上げた否かを偏心カムの回転角度から判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
ホッパー部内に蓄積されたトナーを現像装置に補給する補給スクリューと、
補給スクリューを駆動する駆動源と、を備え、
偏心カムは、前記駆動源によって、補給スクリューと同期して回転駆動される
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
判定手段は、補給スクリューの回転時間から偏心カムの回転角度を判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
揺動レバーはその遊端に液面検出板を備え、
液面検出板に液面検出子が取着されている
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
液面検出子が板状をしている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、リードスイッチを用いてホッパー部のトナー残量を検出する際に、磁気ノイズによる誤検出を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像装置にて現像することによって得られたトナー像を記録シートに転写した後、熱定着することによって画像を形成する。現像装置は着脱式のトナーカートリッジからトナーの補給を受けるところ、この補給の経路途上、一旦、ホッパー部にトナーが蓄積される。
図１３は、従来技術に係る画像形成装置において、トナーカートリッジから現像装置にトナーを供給する機構を示す図である。図１３に示されるように、トナーカートリッジ１３０１は内周面に螺旋状の突条部が形成された円筒形状をしており、容器受け部１３０２に着脱可能に装着される。トナーカートリッジ１３０１内に収容されたトナーが消費され尽くしたと推定されると、トナーカートリッジ１３０１は容器受け部１３０２から取り出され、新品と交換される。
【０００３】
トナーカートリッジ１３０１はトナーの吐出口１３０３を有し、その先端が不図示の駆動軸と結合されている。トナーカートリッジ１３０１は、モータ１３０４からの駆動力が歯車１３０５を介して伝達されると回転し、容器内壁に突出する螺旋状の溝の推力によってトナーを矢印１３の方向に搬送して、吐出口１３０３からホッパー部１３０６に供給される。
【０００４】
ホッパー部１３０６は弾性薄板からなる撹拌フィン１３０７を内蔵し、ホッパー部１３０６の内壁に沿って攪拌フィン１３０７を緩やかに回転させることによって、トナーが内壁面に固着したり固化したりするのを防止する。
ホッパー部１３０６の底部近傍には補給スクリュー１３０８が設けられている。補給スクリュー１３０８は、モータ１３０９の駆動によって駆動され、現像装置１３１０内に蓄積されたトナー量に応じた適量のトナーを現像装置１３１０に補給する。現像装置１３１０は感光体ドラム１３１１表面にトナーを供給して、トナー像を形成する。
【０００５】
さて、トナーカートリッジ１３０１からホッパー部１３０６へ適量のトナーを供給するためには、ホッパー部内に蓄積されたトナーも適宜、計量する必要がある。
このため、例えば、ホッパー部内にピエゾセンサを配してセンサ表面に接するトナー量に応じて変化する信号を監視したり、フォトインタラプタを用いてトナー残量が所定レベル以上であるかを監視したり、或いは、トナー液面に載置された検出板に取着された磁石の位置をリードスイッチにて検出したりする技術が開発されてきた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１００５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、画像形成装置にはフルカラー化、低コスト化及び小型化の要請が高まり続けている。特に、画像形成装置をフルカラー化する場合には多色のトナーを用いるために、色毎にホッパー部を用意する必要があり、ホッパー部がひとつ有れば事足りるモノクロの場合に比べて、個々のホッパー部を更に小型化する必要がある。
これに対して、上述のピエゾセンサは比較的高価であるので、低コスト化を目指す場合にはフォトインタラプタやリードスイッチを用いるのが望ましい。
【０００８】
また、フォトインタラプタは光を透過させる透過窓に汚れが付着すると検出精度が低下するので、透過窓を清掃する装置が必要となる。この清掃装置はその性質上、画像形成装置と同等以上の耐久性を有する必要があり、画像形成装置を小型化、長寿命化及び低価格化する妨げとなる。
また、リードスイッチを用いる場合にも固有の問題がある。画像形成装置をフルカラー化する場合には多色のトナーを用いるために、色毎にホッパー部を用意する必要があり、ホッパー部がひとつ有れば事足りるモノクロの場合に比べて、ホッパー部を更に小型化する必要がある。
【０００９】
また、トナーの消費量は色毎に異なるので、補給スクリューはホッパー部ごとに独立して駆動できなければならないため、補給スクリューを駆動するモータを挟んでホッパー部どうしが近接させざるを得ない。
このため、該モータが発生させる磁界が原因となって、ホッパー部内のトナー残量とは無関係にリードスイッチが入り切りし、ホッパー部内に十分なトナーが残っているにもかかわらず、不必要にトナーカートリッジからトナー供給動作が行われる。
【００１０】
トナーカートリッジ内のトナー残量は、トナー供給動作の回数を用いて推計される。すなわち、トナー供給動作を行うたびにトナーカートリッジからホッパー部へ一定量のトナーが供給されたと看做して、トナーカートリッジ内のトナー残量が算出される。
このため、ホッパー部内に十分トナーが残っており、トナー供給動作を行ってもホッパー部にトナーが入らない場合には、トナーカートリッジ内のトナー残量が実際には減少しないにもかかわらず、減少したと推計される。
【００１１】
これが繰り返されると、トナーカートリッジ内にトナーが残っているにもかかわらず、トナーカートリッジが空であるとの旨のメッセージが表示されたり、トナーカートリッジが無駄に交換されたりしてしまう。
この問題は、画像形成装置の小型化が進んで、磁気ノイズ源がリードスイッチに近接すると、更に悪化するおそれがある。
【００１２】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、リードスイッチを用いてホッパー部のトナー残量を検出する際に、磁気ノイズによる誤検出を防止する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、トナーカートリッジから供給されたトナーを一旦、格納し、現像装置へトナーを供給するホッパー部を備えた画像形成装置であって、磁石と、磁石が検出エリア内に有るか否かを検出するリードスイッチとからなり、その一方がホッパー部のトナー格納室内のトナー液面の低下に従って下降する液面検出子として機能する構成とされ、他方が所定位置に固定されている磁気センサと、前記磁石が検出エリア外に出るように、液面検出子を定期的にトナー液面上に持ち上げる持上げ手段と、前記磁石がリードスイッチの検出エリア外にある状態から検出エリア内にある状態に移行したことを示すＯＮエッジを検出するＯＮエッジ検出手段と、前にＯＮエッジが検出されてから次にＯＮエッジが検出されるまでの間に、持上げ手段が液面検出子を検出エリア外へ持ち上げていない場合には、次に検出されたＯＮエッジを誤検出であると判定する判定手段と、ＯＮエッジが誤検出であると判定されなかった場合に、トナーカートリッジからホッパー部へトナーを補給する補給手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
引き続く２つＯＮエッジの何れもが誤検出でない場合には、これらＯＮエッジの間では必ず付勢手段にて磁石を磁気センサの検出エリア外へ付勢されていなければならないところ、かかる付勢がなされていなければ、２つのＯＮエッジのうち後の方は誤検出であるので、本発明によれば、このような誤検出を検出して不必要にトナーが補給されるのを防止することができる。
【００１５】
持上げ手段は、例えば、偏心カムと、偏心カム上に載置され、偏心カムの回動に伴って上下に揺動する揺動レバーと、を備え、揺動レバーの遊端側に液面検出子が取着されているとすれば、好適である。
また、この場合において、前記判定手段は、前にＯＮエッジが検出されてから次にＯＮエッジが検出されるまでの間に、持上げ手段が液面検出子を検出エリア外へ持ち上げた否かを偏心カムの回転角度から判定するのが望ましい。
【００１６】
また、ホッパー部内に蓄積されたトナーを現像装置に補給する補給スクリューと、補給スクリューを駆動する駆動源と、を備え、偏心カムは、前記駆動源によって、補給スクリューと同期して回転駆動されるとすれば、補給スクリューと偏心カムとが駆動源を共用するので低コスト化と小型化とを同時に達成することができる。
また、現像装置へ補給するトナー量を計測するために補給スクリューの回転時間の計時がなされるので、判定手段は、補給スクリューの回転時間から偏心カムの回転角度を判定すれば、この計時結果を流用して誤検出の判定を行うことができる。
【００１７】
また、揺動レバーはその遊端に液面検出板を備え、液面検出板に液面検出子が取着されているとしても良いし、液面検出子が板状をしているとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を表わす図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋの主要な構成を示す外観斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るホッパー部１００の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る液面検出手段３０２の構成を示す外観斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る攪拌フィン３０３の構成を示す外観斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るホッパー部１００における駆動源の連結状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る偏心カム３０５の回転状態と液面検出手段３０２の揺動状態との関係を示す模式図であって、（ａ）には偏心カム３０５によって液面検出手段３０２が持ち上げられた状態が示され、（ｂ）、（ｃ）には液面検出手段３０２がトナー液面上に支持された状態であって、トナー量が多い場合と少ない場合とが示されている。
【図８】本実施の形態に係る制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】本実施の形態に係る制御部１５０のトナー補給制御のために行う制御を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る補給スクリュー３０４の回転時間と偏心カム３０５の回転状態との関係を示す図であって、（ａ）は補給スクリュー３０４の回転時間と偏心カム３０５の回転状態との関係を示し、（ｂ）は実時間における偏心カム３０５の回転状態を例示し、（ｃ）は実時間における補給スクリュー３０４の回転状態を示す。
【図１１】本実施の形態に係る補給スクリュー３０４の回転時間と偏心カム３０５の回転状態との関係を示す図である。
【図１２】本実施の形態に係るリードスイッチ２００と補給スクリュー３０４との動作を例示するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズが無い場合を表わし、（ｂ）はノイズがある場合を表わす。
【図１３】従来技術に係る画像形成装置において、トナーカートリッジから現像装置にトナーを供給する機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
先ず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を表わす図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、タンデム方式のカラー画像形成装置であって、画像読取部１１０、画像形成部１２０、用紙格納部１３０、用紙搬送部１４０及び制御部１５０を備えている。
【００２０】
画像読取部１１０は載荷台１１１や搬送部１１２、原稿台ガラス１１３、スキャナ１１４、排紙トレイ１１５を備えており、ユーザの指示に従って、載荷台１１１に載置された原稿を搬送部１１２にて１枚ずつ取り出して、原稿台ガラス１１３上へ搬送する。原稿台ガラス１１３上の原稿はスキャナ１１４にて読み取られ、排紙トレイ１１５上へ排出される。
【００２１】
スキャナ１１４は３原色に対応する３列のＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサを備えており、原稿を読み取って各色の画像データを生成する。なお、スキャナ１１４は、ＣＣＤラインセンサを静止させたまま通紙して原稿を読み取るシートスルー方式であっても良い。
また、原稿台ガラス１１３に平行に移動する露光ランプと反射ミラーとを用いて、原稿台ガラス１１３上に載置された原稿を露光し、その反射光を複数の反射ミラーにてＣＣＤラインセンサへ導くことによって画像データを生成しても良い。
【００２２】
画像形成部１２０は、中間転写ベルト１２１、ローラ１２２〜１２４、作像部１２５Ｙ〜１２５Ｋ、１次転写ローラ１２６Ｙ〜１２６Ｋ、クリーニング装置１２７、定着器１２８、排紙トレイ１２９及びホッパー部１００を備えている。
中間転写ベルト１２１はローラ１２２〜１２４に張架されている。作像部１２５Ｙ〜１２５Ｋは中間転写ベルト１２１に沿ってイエロー（Ｙ）、Ｍ（マゼンタ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の順に列設されている。作像部１２５Ｙ〜１２５Ｋは、それぞれ感光体ドラム、帯電器、露光器、現像装置、クリーナを備えている。
【００２３】
感光体ドラムは、その表面を帯電器によって一様に帯電された後、スキャナ１１４が生成した画像データに基づいて、露光器にて露光されることによって静電潜像が形成され、現像装置から供給されたＹＭＣＫ各色のトナーによって静電潜像が現像されて、顕像（トナー像）が形成される。
作像部１２５Ｙ〜１２５Ｋが形成したトナー像はそれぞれ１次転写ローラ１２６Ｙ〜１２６Ｋにてタイミングを合わせて、中間転写ベルト１２１上に重なり合うように静電転写される。これによって、カラー画像が形成される。
【００２４】
用紙格納部１３０は給紙カセット１３１を備えている。給紙カセット１３１内に記録シートが格納されている。なお、用紙格納部１３０は、格納する記録シートのサイズが相異なる複数の給紙カセットを備え、ユーザが指定したサイズの記録シートを給紙しても良い。
用紙搬送部１４０はローラ１４１〜１４４を備えている。ローラ１４１は所謂ピックアップローラであって、給紙カセット１３１内に格納されている記録シートを１枚ずつ取り出す。取り出された記録シートはローラ１４２にて更に搬送される。
【００２５】
ローラ１４３は所謂２次転写ローラであって、中間転写ベルト１２１上のトナー像を記録シート上に静電転写する。その後、中間転写ベルト１２１上に残留するトナーはクリーニング装置１２７にて掻き取られて、廃棄される。
定着器１２８は加熱ローラ、加圧ローラ及びＩＨ（Inductive Heating）ヒータ（図示省略）を備えており、記録シート上に静電吸着したトナー像を溶融して、記録シートに融着させる。ローラ１４４は所謂排紙ローラであって、トナー像を定着された記録シートを排紙トレイ１２９上に排出する。
【００２６】
なお、画像形成装置１には、ＹＭＣＫ各色のトナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋが装着されており、トナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋは画像形成装置１に着脱可能である。トナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋのトナーはそれぞれホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋを経由して、作像部１２５Ｙ〜１２５Ｋの現像装置に供給される。
制御部１５０は、画像形成装置１全体の動作を統括する。
【００２７】
［２］  ホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋの構成
次に、ホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋの構成について説明する。
図２は、ホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋの主要な構成を示す外観斜視図である。図２に示されるように、ホッパー部１００Ｙ〜１００ＫはＹＭＣＫの順に隣接配置されており、それぞれリードスイッチ２００Ｙ〜２００Ｋ及び補給モータ２０１Ｙ〜２０１Ｋを備えている。
【００２８】
ホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋは何れも上部に設けられたトナー取込み口２０２Ｙ〜２０２Ｋにて、トナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋからのトナーを受給する。補給モータ２０１Ｙ〜２０１Ｋは不図示の補給スクリューを回転駆動して、それぞれホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋ内のトナーを作像部１２５Ｙ〜１２５Ｋの現像装置に補給する。
この場合において、現像装置へのトナー補給動作は現像装置内のトナー濃度を一定にするため、現像装置内のトナー情報から補給すべきトナー量を判断し、そのトナー量を補給スクリューの回転時間に換算して、必要な時間だけ回転させる。
【００２９】
また、補給モータ２０１Ｙ〜２０１Ｋはそれぞれ金属板２０３Ｙ〜２０３Ｋを介してホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋ本体に取着されている。
以上のように、リードスイッチ２００Ｍ〜２００Ｋの近傍に補給モータ２０１Ｙ〜２０１Ｃが装着されているので、補給モータ２０１Ｙ〜２０１Ｃが発生させる交流磁界がリードスイッチ２００Ｍ〜２００Ｋに作用して、リードスイッチ２００Ｍ〜２００Ｋが入り切りを繰り返すことになる。
【００３０】
次に、個々のホッパー部の内部構造について説明する。ホッパー部１００Ｙ〜１００Ｋは何れも同様の構成を備えているので、以下においてはトナー色を表わす文字ＹＭＣＫを符号から省いて説明するが、符号にＹＭＣＫ何れの文字を付加しても以下の説明は妥当する。
図３は、ホッパー部１００の構成を示す断面図である。また、図４は、液面検出手段３０２の構成を示す外観斜視図である。図に示されるように、ホッパー部１００はリードスイッチ２００に加えて、磁石３０１、液面検出手段３０２、攪拌フィン３０３、補給スクリュー３０４及び偏心カム３０５を備えている。
【００３１】
液面検出手段３０２は、その一端において揺動自在に軸支された揺動レバー４０１を有しており、揺動レバー４０１の遊端側に設けられた液面検出板４０２には磁石３０１が取着されている。一方の揺動レバー４０１には折返し部４０３が設けられており、この折返し部４０３は偏心カム３０５上に載置されている。
このため、偏心カム３０５が矢印Ｂ方向に回転するに従って、液面検出手段３０２は矢印Ａ方向に揺動する。その結果、偏心カム３０５が１回転するたびに、磁石３０１がトナー液面の上方へ１回持ち上げられるので、トナー取込み口２０２から取り込まれたトナーに磁石３０１が埋もれても、上記の揺動によって液面上に脱出することができる。
【００３２】
その後、偏心カム３０５の回転が進むと、液面検出板４０２が液面位置に停止することによって、磁石３０１が液面位置に保持される。この磁石３０１の保持位置に応じて、リードスイッチ２００の導通状態が変化して、トナー量の不足が検出される。
本実施の形態に係るリードスイッチ２００は、磁石３０１が近づくとＯＮし、離れるとＯＦＦするが、逆に、磁石３０１が近づくとＯＦＦし、離れるとＯＮするリードスイッチ２００を用いても本発明の効果は同じである。
【００３３】
攪拌フィン３０３は偏心カム３０５に取着されており、偏心カム３０５と共に揺動してホッパー部１００内に蓄積されたトナーを攪拌する。図５は、攪拌フィン３０３の構成を示す外観斜視図である。図５に示されるように、攪拌フィン３０３は何れも樹脂製のフィルム部５０１と支持部５０２とからなっており、フィルム部５０１に設けられた貫通孔５０４と支持部５０２の突起が嵌合している。
【００３４】
支持部５０２は偏心カム３０５の回転軸３０５ａに取着されており、偏心カム３０５の回転に従って矢印Ｂ方向に揺動する。これに伴って、フィルム部５０１もまた矢印Ｂ方向に揺動する。また、フィルム部５０１には貫通孔５０３が設けられている。ホッパー部１００内に蓄積されたトナーが、フィルム部５０１の揺動時に貫通孔５０３を通過することによって、トナーが攪拌される。
【００３５】
また、フィルム部５０１は容易に撓むので、揺動の過程で液面検出手段３０２の液面検出板４０２に当接しても、引っかかることなく通過して、揺動し続けることができる。また、貫通孔５０３どうしの間には切込み５０１ａが入っており、フィルム部５０１の揺動時に切込み５０１ａにて区画された部分ごとに撓むことができるようになっている。
これによって、ホッパー部１００内におけるトナー量の偏りが緩和される。例えば、フィルム部５０１の揺動軸方向においてトナー量の偏りがあると、トナー量が多い箇所ではフィルム部５０１がより大きく撓み、少ない箇所ではあまり撓まないので、撓みの違いに応じてできた隙間へトナーが流れ込むからである。
【００３６】
補給スクリュー３０４は、制御部１５０からの制御信号に従って回転し、所定量のトナーをホッパー部１００から現像装置へ供給する。この場合において、補給スクリュー３０４周辺のトナーが現像装置へ供給し尽くされ、空洞が形成されると、幾ら補給スクリュー３０４を回転させてもトナーを供給することができない。
これに対して、上述のように攪拌フィン３０３にてトナーを攪拌すれば、かかる空洞を無くして、現像装置へ確実にトナーを補給することができるようになる。このためもあって、補給スクリュー３０４は、補給モータ２０１にて回転駆動され、ホッパー部１００の補給モータ２０１とは反対側の外壁面上に設けられた変速ギア並びに偏心カム３０５を介して攪拌フィン３０３や液面検出手段３０２と連結されている。
【００３７】
図６は、ホッパー部１００における駆動源の連結状態を示す図である。図６に示されるように、補給モータ２０１が補給スクリュー３０４を駆動する駆動軸には変速ギア６０１が取着されている。また、変速ギア６０１は変速ギア６０２に噛合しており、変速ギア６０２は変速ギア６０１に従動回転する。
変速ギア６０２には、回転軸を同じくし、歯数の異なる変速ギア６０３が固定されており、変速ギア６０３は変速ギア６０２とともに回転する。この変速ギア６０３は変速ギア６０４に噛合しており、変速ギア６０４は変速ギア６０３に従動回転する。変速ギア６０４の回転軸には偏心カム３０５が取着されている。
【００３８】
このようにして、補給モータ２０１と偏心カム３０５とが連結され、変速ギア６０１〜６０４によって偏心カム３０５の回転速度が調整されて、補給スクリュー３０４と液面検出手段３０２とが同期して動作する。
［３］  トナー残量の検出動作
（１）  液面検出手段３０２の動作
次に、液面検出手段３０２の動作について説明する。図７は、偏心カム３０５の回転状態と液面検出手段３０２の揺動状態との関係を示す模式図であって、（ａ）には偏心カム３０５によって液面検出手段３０２が持ち上げられた状態が示され、（ｂ）、（ｃ）には液面検出手段３０２がトナー液面上に支持された状態であって、トナー量が多い場合と少ない場合とが示されている。
【００３９】
図７（ａ）に示されるように、ホッパー部１００内にトナーが十分多く蓄積されている場合には、液面検出手段３０２が偏心カム３０５によって一旦持ち上げられると、磁石３０１はトナーの液面上に保持され、リードスイッチ２００はＯＦＦとなる。
また、この場合には、その後、さらに偏心カム３０５が回転して、偏心カム３０５と液面検出手段３０２とが離間しても、磁石３０１はそのまま液面の上方に保持される（図７（ｂ））。したがって、リードスイッチ２００はＯＦＦのままである。
【００４０】
その後、現像装置へトナーを補給することによって、ホッパー部１００内のトナーの液面が低下すると、これに対応して液面検出手段３０２並びに磁石３０１の位置も低下する。その結果、磁石３０１がリードスイッチ２００に近づくと、リードスイッチ２００がＯＦＦからＯＮに切り替わる（図７（ｃ））。
すると、このＯＦＦからＯＮへの切り替わること（ＯＮエッジ）によって、制御部１５０はホッパー部１００内のトナー残量が不十分であると判断して、トナー補給動作が行われ、トナーカートリッジ１０１からのホッパー部１００にトナーが補給される。これによって、ホッパー部１００内のトナーの液面が上昇する一方、液面検出手段３０２の液面検出板４０２が補給されたトナーに埋没する。
【００４１】
その後、偏心カム３０５が回転して液面検出部材３０２が持ち上げられ、磁石３０１がトナー液面上に保持されると、リードスイッチ２００がＯＮからＯＦＦに切り替わる。
（２）制御系
次に、トナーカートリッジ１０１からホッパー部１００へトナーを補給するために用いられる制御系について説明する。
【００４２】
図８は、本実施の形態に係る制御系の構成を示すブロック図である。図８に示されるように、制御部１５０はリードスイッチ２００からホッパー部１００内のトナー残量を指標するオンオフ２値の信号を、現像装置からは現像装置内のトナー残量を指標するオンオフ２値の信号を受け付ける。
また、制御部１５０は、ホッパー部１００へトナーを補給するために、トナーカートリッジ１０１を回転駆動する。補給モータ２１０は、補給スクリュー３０４と液面検出手段３０２とを同時に駆動する。
【００４３】
（３）トナー補給制御
次に、トナーカートリッジ１０１からホッパー部１００へトナーを補給するための制御について説明する。トナー補給制御において、制御部１５０は繰り返しリードスイッチ２００の状態を参照して、トナー補給の要否を判定する。
図９は、トナー補給制御のための制御部１５０の動作を示すフローチャートである。図９に示されるように、制御部１５０は電源投入時に先ず変数Ｘと変数Ｔの値を何れも０に初期化する（Ｓ９０１）。
【００４４】
なお、変数Ｘはリードスイッチ２００の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わるＯＮエッジを検出するために用いられる変数であり、値０は制御部１５０が前回参照したリードスイッチ２００の状態がＯＦＦ状態であったことを示し、値１は前回、ＯＮ状態であったことを示す。また、変数Ｔは直前のＯＮエッジ以後の補給スクリュー３０４の回転時間である。
【００４５】
次に、制御部１５０は変数Ｘを参照して、その値が１ならば（Ｓ９０２：ＹＥＳ）、補給スクリュー３０４を回転させたか否かを確認する。補給スクリュー３０４を回転させた場合には（Ｓ９０３：ＹＥＳ）、その回転時間を変数Ｔに加算する（Ｓ９０４）。
変数Ｘの値が１でない場合（Ｓ９０２：ＮＯ）、補給スクリュー３０４を回転させなかった場合（Ｓ９０３）及びステップＳ９０４の処理の後、制御部１５０はリードスイッチ２００の状態を参照して（Ｓ９０５）、ＯＦＦ状態ならば（Ｓ９０６：ＮＯ）、変数Ｘの値を０にする（Ｓ９０７）。また、ＯＮ状態であれば（Ｓ９０６：ＹＥＳ）、変数Ｘの値を参照する。
【００４６】
変数Ｘの値が１ならば（Ｓ９０８：ＮＯ）、すなわち、前回がＯＮ状態であった場合にはＯＮエッジではなく、ＯＮ状態が継続していると判断されるので、トナー補給制御は行わない。
変数Ｘの値が０ならば（Ｓ９０８：ＹＥＳ）、前回がＯＦＦ状態で、かつ、今回がＯＮ状態であるので、ＯＮエッジを検出したと判断する。そして、変数Ｘの値を１にした後（Ｓ９０９）、変数Ｔの値を参照する。
【００４７】
補給スクリューの回転時間は、現像装置へ適量のトナーを供給する都合上、従来から制御部１５０にて管理されている。また、本実施の形態においては、補給スクリュー３０４と偏心カム３０５とが共に補給モータ２０１にて駆動されるので、偏心カム３０５が１回転するのに要する時間を補給スクリュー３０４の回転時間に換算することができる。
したがって、補給スクリュー３０４の回転時間を参照すれば、偏心カム３０５の回転状態（姿勢）を特定することができるので、液面検出手段３０２の揺動状態を知ることができる。
【００４８】
図１０は、補給スクリュー３０４の回転時間と偏心カム３０５の回転状態との関係を示す図であって、（ａ）は補給スクリュー３０４の回転時間と偏心カム３０５の回転状態との関係を示し、（ｂ）は実時間における偏心カム３０５の回転状態を例示し、（ｃ）は実時間における補給スクリュー３０４の回転状態を示す。
なお、図１０（ａ）、（ｂ）の縦軸は偏心カム３０５の外周上、回転軸から最も遠い点（以下、「最遠点」という。）の高さを表わす。また、図１０（ａ）の横軸は補給スクリュー３０４の回転時間を表わし、図１０（ｂ）、（ｃ）の横軸は実時間を表わす。図１０（ｃ）の縦軸は補給スクリュー３０４の動作状態、すなわち回転状態にあるか停止状態にあるかを表わす。
【００４９】
図１０（ａ）に示されるように、偏心カム３０５は補給スクリュー３０４が回転するに従って回転し、補給スクリュー３０４の回転時間に対して最遠点の高さはサイン曲線を描く。この場合において、最遠点が最も高くなる時刻を含む期間は、磁石３０１が最も高く持ち上げられて、リードスイッチ２００から離隔し、リードスイッチ２００が確実にＯＦＦするＯＦＦ期間になる。
【００５０】
これに対して、実時間においては、図１０（ｃ）に示されるように、補給スクリュー３０４は現像装置からの要求に応じてトナーを補給し、その間には現像装置にトナーを補給しない期間になっている。この期間には偏心カム３０５も回転駆動されないので、例えば、図（ｂ）に示されるように、補給スクリュー３０４が回転する期間のみ偏心カム３０５も回転し、補給スクリュー３０４が停止すると、偏心カム３０５は停止時の回転状態のまま停止する。
【００５１】
このように、補給スクリュー３０４の回転に従って偏心カム３０５も回転するので、補給スクリュー３０４の回転時間から偏心カム３０５がＯＦＦ期間にあるか否かを判定することができる。なお、ＯＦＦ期間以外であっても、ホッパー部１００内に十分な量のトナーが蓄積されており、その液面上に磁石３０１が位置する場合にはリードスイッチ２００はＯＦＦ状態となる。
【００５２】
本実施の形態においては、偏心カム３０５のＯＦＦ期間の終了時点（ＯＮエッジ）に変数Ｔの値を０に初期化し、補給スクリュー３０４を回転させるたびにその回転時間を変数Ｔに加算しておく。そして、変数Ｔの値がＹ以下、すなわち、次のＯＦＦ期間の開始前に検出されたＯＮエッジは誤検出であると判定する（図１１）。
さて、図９に戻って、変数Ｔの値がＹ以下ならば、すなわち、次のＯＦＦ期間の開始前ならば（Ｓ９１０：ＹＥＳ）、ノイズによってリードスイッチ２００がＯＮ状態になったと判断して、トナーを補給しない。さもなければ（Ｓ９１０：ＮＯ）、トナーカートリッジ１０１からホッパー部１００へトナーを補給して（Ｓ９１１）、変数Ｔの値を０に初期化する（Ｓ９１２）。
【００５３】
ステップＳ９０７、Ｓ９１２の処理を終えた後、ステップＳ９０８にて判断が否定的であった場合、及びステップＳ９１０にて判断が肯定的であった場合には、何れもステップＳ９０２に進み、上述の処理を繰り返す。
図１２は、リードスイッチ２００と補給スクリュー３０４との動作を例示するタイミングチャートであって、（ａ）はノイズが無い場合を表わし、（ｂ）はノイズがある場合を表わす。
【００５４】
図１２（ａ）に示されるように、ノイズが無い場合には、制御部１５０はリードスイッチ２００の状態を繰り返し参照して、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるＯＮエッジを検出したら（図中の○印）、トナーカートリッジ１０１からホッパー部１００へトナーを補給する。その後、ＯＮ状態が継続した後（図中の□印）、偏心カム３０５の回転によって磁石３０１がトナー液面上へ持ち上げられると、リードスイッチ２００がＯＦＦ状態へ遷移する。
【００５５】
一方、ノイズがある場合には、図１２（ｂ）に示されるように、ノイズが無ければリードスイッチ２００がＯＮ状態であるはずのところが、ＯＦＦ状態になり、偽のＯＮエッジが検出される（図中の◎印）。
リードスイッチ２００がＯＦＦ期間を脱するのと同時にＯＮエッジが検出されるとは限らないので、例えば、リードスイッチ２００がＯＦＦ期間を脱してから多少時間を経過した後、ＯＮエッジが検出された場合には、時間Ｙ以内にリードスイッチ２００がＯＦＦ状態になることはあり得る。
【００５６】
しかしながら、一旦、ＯＦＦ状態に遷移した後、ホッパー部１００内のトナーが直ちに減少して再びＯＮ状態になることはあり得ない。換言すれば、リードスイッチ２００がＯＦＦ期間を脱して、ＯＮエッジが検出された後、時間Ｙ以内にＯＮエッジが２回以上、検出されることはあり得ない。
このような知見に基づいて、本実施の形態においては、補給スクリュー３０４の回転時間ｔ１、ｔ２、ｔ３…を加算したＴ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋…を上述の基準時間Ｙと比較することによって、偽のＯＮエッジであるか否かを確認し、偽のＯＮエッジである場合にはトナー補給を禁止する。
【００５７】
このようにすれば、不必要なトナー補給動作を禁止することができるので、トナーカートリッジ１０１内にトナーが残っているにもかかわらず、トナーが残っていないとの誤判定を防止することができる。
［４］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００５８】
（１）  上記実施の形態においては、偏心カム３０５を用いて磁石３０１をトナー液面上へ持ち上げる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、他の手段を用いて磁石３０１を持ち上げても良い。例えば、クランク機構を用いて磁石３０１をトナー液面上に持ち上げても本発明の効果は同じである。
（２）  上記実施の形態においては、補給スクリュー３０４と偏心カム３０５とが何れも補給モータ２０１にて回転駆動される場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、補給スクリュー３０４と偏心カム３０５とを別個の駆動源を用いて駆動しても本発明の効果は同じである。ただし、駆動源を共用する方が装置をより小型化できるという利点がある。
【００５９】
（３）  上記実施の形態においては、補給スクリュー３０４の回転時間から偏心カム３０５の回転状態を特定する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、他の手段を用いて偏心カム３０５の回転状態を特定しても良い。
例えば、センサを用いて偏心カム３０５の回転状態を検出しても同様の効果を得ることができる。ただし、補給スクリュー３０４や補給モータ２０１の回転時間は現像装置へ補給するトナー量を制御するために元々管理されているので、この回転時間を用いれば、より少ない手間で偏心カム３０５の回転状態を特定することができる。
【００６０】
（４）  上記実施の形態においては特に言及しなかったが、本発明は、電子写真方式を適用した画像形成装置であって、カラー、モノクロを問わず、コピア、ＦＡＸ、プリンタなどの記録機器や表示装置のうち、トナーカートリッジによってトナーを交換可能な画像形成装置であれば何れにも適用することができる。
（５）  上記実施の形態においては、リードスイッチ２００を固定し、磁石３０１を揺動可能とする場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて磁石を固定し、リードスイッチをトナー液面上に置いても同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（６）  上記実施の形態においては、磁石３０１を液面検出板４０２に取着する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、液面検出板に代えて平板状の磁石を揺動アームに取着しても良い。平板状の磁石を用いても液面検出板と同様に液面を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る画像形成装置は、リードスイッチを用いてホッパー部のトナー残量を検出する際に、磁気ノイズによる誤検出を防止する装置として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１…………………画像形成装置
１５０……………制御部
１２５……………作像部
１００……………ホッパー部
１０１……………トナーカートリッジ
２００……………リードスイッチ
２０１……………補給モータ
２０２……………トナー取込み口
２０３……………金属板
３０１……………磁石
３０２……………液面検出手段
３０４……………補給スクリュー
３０５……………偏心カム
４０１……………揺動レバー
４０２……………液面検出板
４０３……………折返し部
６０１〜６０４…変速ギア
【図１】
2011175056.tif 000003
【図２】
2011175056.tif 000004
【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】
2011175056.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011175056.tif 000011
【図１０】
2011175056.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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