(57)【要約】【課題】粉体補給対象への不必要な粉体補給を抑えつつ、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を行うことができる粉体補給装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】粉体収容容器と、粉体貯留部と、粉体収容容器から粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給手段と、粉体貯留部内に回転可能に設けられた粉体撹拌搬送部材と、粉体撹拌搬送部材駆動手段と、粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知手段と、を備え、粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施する粉体補給装置において、粉体量検知手段は、粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、粉体貯留部内の粉体量を検知し、粉体補給動作を契機にして、粉体収容容器から粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように粉体供給手段を制御する制御手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する粉体収容容器と、
前記粉体収容容器から供給された粉体を一時的に貯留する粉体貯留部と、
前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給するための粉体供給手段と、
粉体貯留部内に回転可能に設けられ該粉体貯留部内の粉体を撹拌搬送する粉体撹拌搬送部材と、
前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させる粉体撹拌搬送部材駆動手段と、
前記粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知手段と、を備え、
前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、前記粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施する粉体補給装置において、
前記粉体量検知手段は、前記粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる前記粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、該粉体貯留部内の粉体量を検知するものであり、
前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように前記粉体供給手段を制御する制御手段を有することを特徴とする粉体補給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体補給装置において、
所定の情報を使用者に報知する報知手段を有しており、
前記報知手段は、前記粉体量検知手段の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部の粉体量が所定量よりも少なくなったときに、前記粉体収容容器の交換を促す報知を行ない、その報知後における前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体供給手段が前記粉体供給動作を実施することを特徴とする粉体補給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の粉体補給装置において、
前記粉体補給動作の一動作当たりの動作時間は、前記粉体撹拌搬送部材の一回転周期以上の時間であることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一記載の粉体補給装置において、
前記粉体供給手段の一回当たりの駆動時間が固定されていることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一記載の粉体補給装置において、
前記粉体収容容器が交換されたのを検知する粉体収容容器交換検知手段を有しており、
前記粉体収容容器交換検知手段により前記粉体収容容器が交換されたのを検知した後、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部への粉体供給動作を一定時間行わないと、前記粉体収容容器が空であることを前記報知手段が報知しないことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一記載の粉体補給装置において、
前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に所定量以上の粉体が充填されたことを確定する条件が、前記粉体補給動作が二回以上行われたときにおける前記粉体量検知手段の検知結果を参照し、その参照した検知結果が全て前記所定量以上の粉体が前記粉体貯留部に有るという結果に基づくことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一記載の粉体補給装置において、
前記粉体量検知手段は、前記粉体貯留部に振動可能に設けられた振動部材と、
前記振動部材を振動させる振動付与手段と、前記振動部材の振動状態を検知する振動検知手段と、を有し、前記振動検知手段の検知結果に基づいて前記粉体貯留部に貯留された粉体の量を検知するものであり、
前記振動付与手段は、前記粉体撹拌搬送部材であって、回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記振動部材を弾くことで該振動部材に弾性変形と復元とを繰り返させて該振動部材を振動させるものであることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項８】
請求項７に記載の粉体補給装置において、
前記振動検知手段は、対向する空間を通る磁束の状態に応じた周波数の信号を出力する発振部を有しており、
前記振動部材は、前記粉体貯留部を構成する筐体を介して前記発振部と対向すると共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成されており、
前記粉体量検知手段は、前記発振部の発振信号の周波数に関する周波数関連情報を所定の周期で取得し、前記振動部材の振動に応じて変化する前記周波数関連情報の変化に基づいて検知された前記振動部材の振動状態の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部内の粉体量を検知することを特徴とする粉体補給装置。
【請求項９】
像担持体と、
現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段で使用される現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器内の現像剤を前記現像手段に補給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給手段として、請求項１乃至８のいずれか一記載の粉体補給装置を用い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、粉体補給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、粉体補給対象に排出される粉体が一時的に貯留される粉体貯留部と、粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知装置と、粉体量貯留部に供給される粉体を収容する粉体収容容器とを備えた粉体補給装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、係る粉体補給装置であって、現像剤容器から現像剤が供給された現像剤貯留部内の現像剤量を現像剤量検知装置によって検知するものが記載されている。現像剤容器から現像剤貯留部に現像剤を供給する現像剤供給動作が実施され、現像剤量検知装置で現像剤貯留部内の現像剤量を検知するときには、現像剤貯留部内に設けられた、現像剤を撹拌搬送する攪拌搬送部材を回転駆動させる。また、現像装置が画像形成のために現像剤を消費し現像装置内の現像剤が減ってきたら、前記撹拌搬送部材を回転駆動させて、現像剤貯留部から現像装置に現像剤を補給する現像剤補給動作を実施する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現像剤供給動作で現像剤が供給された現像剤貯留部内の現像剤量を検知するときに、撹拌搬送部材を回転駆動することで、現像剤の補給が必要な状態ではない現像装置に、現像剤貯留部から不必要に現像剤が補給されてしまうといった問題が生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器から供給された粉体を一時的に貯留する粉体貯留部と、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給するための粉体供給手段と、粉体貯留部内に回転可能に設けられ該粉体貯留部内の粉体を撹拌搬送する粉体撹拌搬送部材と、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させる粉体撹拌搬送部材駆動手段と、前記粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知手段と、を備え、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、前記粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施する粉体補給装置において、前記粉体量検知手段は、前記粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる前記粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、該粉体貯留部内の粉体量を検知するものであり、前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように前記粉体供給手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
以上、本発明によれば、粉体補給対象への不必要な粉体補給を抑えつつ、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ユーザーによってトナーが入った新しいトナーボトルに交換され、リカバリ充填動作が正常に終了した場合におけるタイミングチャート。
【図２】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図３】プロセスユニットの構成を示す概略図。
【図４】プロセスユニットの外観斜視図。
【図５】現像ユニット内を示す分解構成図。
【図６】プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【図７】トナー補給装置にトナー収容器が設置された状態を示す模式図。
【図８】トナー収容器がセットされた状態の同複写機の収容器搭載部を示す概略斜視図。
【図９】収容器搭載部及びトナー補給装置の斜視図。
【図１０】収容器搭載部にトナー収容器が設置された状態を示す、収容器搭載部及びトナー補給装置の斜視図。
【図１１】トナー補給装置側から見た収容器搭載部及びトナー補給装置の斜視図。
【図１２】トナー補給装置に設けられた駆動機構の収容器側駆動機構部とサブホッパ側駆動機構部の外観図。
【図１３】サブホッパ側駆動機構部の概略構成図。
【図１４】トナー収容器を示す斜視図。
【図１５】トナー収容器を装着する前のトナー補給装置とトナー収容器の先端部とを示す拡大斜視図。
【図１６】トナー収容器を装着した状態のトナー補給装置とトナー収容器の先端側とを示す拡大斜視図。
【図１７】トナー収容器を装着する前のトナー補給装置とトナー収容器の先端部とを示す縦断面図。
【図１８】トナー収容器を装着した状態のトナー補給装置とトナー収容器の先端部とを示す縦断面図。
【図１９】トナー補給装置の断面図。
【図２０】トナー収容器からトナー補給装置までの内部構成を示したトナー収容器及びトナー補給装置の断面図。
【図２１】本実施形態に係るサブホッパの概観を示す斜視図。
【図２２】本実施形態に係るサブホッパの概観を示す斜視図。
【図２３】本実施形態に係る磁束センサの回路構成を示す図。
【図２４】本実施形態に係る磁束センサの出力信号のカウント態様を示す図。
【図２５】本実施形態に係る磁束センサの概観を示す斜視図。
【図２６】本実施形態に係る磁束センサの信号を取得するコントローラの構成を示すブロック図。
【図２７】本実施形態に係る磁束センサと振動板との配置関係を示す図。
【図２８】本実施形態に係る振動板を磁束が通る際の作用を示す図。
【図２９】本実施形態に係る振動板と磁束センサとの距離に応じた磁束センサの発振周波数を示す図。
【図３０】本実施形態に係る振動板及び金属棒の配置状態を示す斜視図。
【図３１】本実施形態に係る振動板と撹拌部材との配置関係を示す側面図。
【図３２】本実施形態に係る振動板と撹拌部材との配置関係を示す側面図。
【図３３】本実施形態に係る振動板と撹拌部材との配置関係を示す上面図。
【図３４】本実施形態に係る振動板と撹拌部材との配置関係を示す側面図。
【図３５】本実施形態に係る振動板の振動状態を示す上面図。
【図３６】本実施形態に係る振動板の振動状態と顕色剤との関係を示す側面図。
【図３７】本実施形態に係る振動板の振動の減衰に応じて変化する磁束センサの発振周波数に応じたカウント値の経時変化を示す図。
【図３８】本実施形態に係るトナー残量の検知動作を示すフローチャート。
【図３９】本実施形態に係るカウント値の解析態様を示す図。
【図４０】本実施形態に係るカウント値のサンプリング周期及び振動板の振動周期の関係を示す図。
【図４１】本実施形態に係る磁束センサと振動板との間隔を示す図。
【図４２】本実施形態に係る磁束センサ及び振動板の配置高さの例を示す図。
【図４３】本実施形態に係る磁束センサ及び振動板の配置高さの例を示す図。
【図４４】トナー有り検知で誤検知があった場合におけるタイミングチャート。
【図４５】トナーボトルを交換せずそのまま使用した場合（トナーボトルの再セットを含む）におけるタイミングチャート。
【図４６】ユーザーによってトナーがほとんどないトナーボトルに交換され、トナーが僅かにサブホッパ内に入ってきた場合におけるタイミングチャート。
【図４７】確定ニアエンド中の制御フローの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図２は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す。）用の４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
【０００９】
図３は、Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙの構成を示す概略図である。また、図４は、プロセスユニット１Ｙの外観を示す斜視図である。これらの図において、プロセスユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像装置７Ｙとを有している。感光体ユニット２Ｙ及び現像装置７Ｙは、図４に示すように、プロセスユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像装置７Ｙを感光体ユニット２Ｙに対して着脱することができる。感光体ユニット２Ｙは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。
【００１０】
帯電手段としての帯電装置５Ｙは、駆動手段によって図２中時計回り方向に回転駆動する感光体３Ｙの表面を帯電ローラ６Ｙにより一様帯電させる。具体的には、図３において、反時計回りに回転駆動する帯電ローラ６Ｙに対して電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接又は接触させることで、感光体３Ｙを一様帯電させる。なお、帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体３Ｙを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電した感光体３Ｙの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット２０から発せられるレーザー光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
【００１１】
図５は、現像装置７Ｙ内を示す分解構成図である。現像手段としての現像装置７Ｙは、図３や図５に示すように、現像剤搬送手段としての第一現像剤搬送スクリュウ８Ｙが配設された第一剤収容室９Ｙを有している。また、トナー濃度検出手段としての透磁率センサからなるトナー濃度センサ１０Ｙ、第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙ、現像ロール１２Ｙ、ドクターブレード１３Ｙなどが配設された第二剤収容室１４Ｙも有している。循環経路を形成しているこれら２つの剤収容室内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる二成分現像剤であるＹ現像剤が内包されている。
【００１２】
第一現像剤搬送スクリュウ８Ｙは、駆動手段によって回転駆動することで、第一剤収容室９Ｙ内のＹ現像剤を図３中の手前側（図５中矢印Ａの方向）へ搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第一現像剤搬送スクリュウ８Ｙの上方に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによって、第一剤収容室９Ｙにおけるトナー補給口１７Ｙに対向する箇所（以下「補給位置」という。）よりも現像剤循環方向下流側に位置する所定の検出箇所を通過するＹ現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第一現像剤搬送スクリュウ８Ｙにより第一剤収容室９Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口１８Ｙを経て第二剤収容室１４Ｙ内に進入する。
【００１３】
第二剤収容室１４Ｙ内の第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙは、駆動手段によって回転駆動することで、Ｙ現像剤を図３中奥側（図５中矢印Ａの方向）へ搬送する。このようにしてＹ現像剤を搬送する第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙの図３中上方には、現像ロール１２Ｙが第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。現像ロール１２Ｙは、図３中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ１５Ｙ内に固定配置されたマグネットローラ１６Ｙを内包した構成となっている。第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１５Ｙの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１５Ｙの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、第二現像剤搬送スクリュウ１１Ｙにより第二剤収容室１４Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口１９Ｙを経て第一剤収容室９Ｙ内に戻る。このようにして、Ｙ現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。
【００１４】
図６は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。トナー濃度センサ１０ＹによるＹ現像剤のトナー濃度の検出結果は、電気信号として制御部９０に送られる。  この制御部９０は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２１、記憶部であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等を有している。そして、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。制御部９０は、ＲＡＭ１０２の中にトナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用の目標電圧Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。また、他の現像装置７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに搭載された各トナー濃度センサ１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋからの出力電圧の目標値であるＣ，Ｍ，Ｋ用の目標電圧Ｖｔｒｅｆのデータもそれぞれ格納している。
【００１５】
Ｙ用の現像装置７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の値とＹ用の目標電圧Ｖｔｒｅｆを比較し、比較結果に応じた量のＹトナーをトナー補給口１７Ｙから供給するように、Ｙ用のトナー補給装置６０の駆動機構１８０を制御する。詳しくは、駆動機構１８０が、後述する収容器側駆動機構部１８１ａ（図１２参照）とサブホッパ側駆動機構部１８１ｂ（図１２参照）とに分かれている。そして、収容器側駆動機構部１８１ａに設けられた第一駆動モータ１８２ａ（図１２参照）と、サブホッパ側駆動機構部１８１ｂに設けられた第二駆動モータ１８２ｂ（図１２参照）との駆動を制御部９０が制御する。また、収容器側駆動機構部１８１ａとサブホッパ側駆動機構部１８１ｂとは、独立駆動となっている。この制御により、現像に伴うＹトナーの消費によってＹトナー濃度が低下したＹ現像剤に対し、第一剤収容室９Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第二剤収容室１４Ｙ内のＹ現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度範囲内に維持される。他色用の現像装置７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ内における現像剤についても同様である。
【００１６】
また、制御部９０には、トナー補給装置６０に設けられたサブホッパ２００内のトナー量を検知する磁束センサ２１０も接続されている。先に示した図２において、感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト４１に中間転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙの表面は、除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋにおいても、同様にして感光体３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＣトナー像、Ｍトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト４１上に中間転写される。
【００１７】
プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図２中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。光書込ユニット２０は、外部接続されたコンピュータなどから制御部９０が取得した画像情報（画素情報）に基づいて発したレーザー光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上には、それぞれＹ用、Ｃ用、Ｍ用、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイを採用したものを用いてもよい。
【００１８】
光書込ユニット２０の下方には、第一給紙カセット２２、第二給紙カセット２３が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第一給紙ローラ２２ａ及び第二給紙ローラ２３ａがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ２２ａが駆動手段によって図２中反時計回りに回転駆動すると、第一給紙カセット２２内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図２中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路２４に向けて排出される。また、第二給紙ローラ２３ａが駆動手段によって図２中反時計回りに回転駆動すると、第二給紙カセット２３内の一番上の記録紙Ｐが給紙路２４に向けて排出される。
【００１９】
給紙路２４内には、複数の搬送ローラ対２５が配設されており、給紙路２４に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対２５のローラ間に挟み込まれながら、給紙路２４内を図２中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路２４の末端には、レジストローラ対２６が配設されている。レジストローラ対２６は、搬送ローラ対２５から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。
【００２０】
各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図２中上方には、中間転写ベルト４１を張架しながら図２中反時計回りに無端移動させる転写ユニット４０が配設されている。転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１のほか、ベルトクリーニングユニット、４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ、二次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、テンションローラ４９などを備えている。中間転写ベルト４１は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図２中反時計回りに無端移動する。４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、このように無端移動する中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の内周面にトナーとは逆極性（本実施形態ではプラス極性）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ用、Ｃ用、Ｍ用、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上の各色トナー像が重なり合うように一次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という。）が形成される。
【００２１】
二次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された二次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。レジストローラ対２６は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ５０と二次転写バックアップローラ４６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括二次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニットによってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニットは、クリーニングブレードなどのクリーニング部材を中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００２２】
二次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着装置８０が配設されている。この定着装置８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。定着ベルトユニット８２は、定着ベルト８４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８３、テンションローラ８５、駆動ローラ８６、温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト８４を加熱ローラ８３、テンションローラ８５及び駆動ローラ８６によって張架しながら、図２中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト８４は加熱ローラ８３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト８４の加熱ローラ８３の掛け回し箇所には、図２中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ８１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ８１と定着ベルト８４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００２３】
定着ベルト８４のループ外側には、温度センサが定着ベルト８４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト８４の表面温度を検知する。この検知結果は、定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ８３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ８１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト８４の表面温度が約１４０［℃］に維持される。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着装置８０内に送られる。そして、定着装置８０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト８４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Ｐに定着する。このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対８７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部８８が形成されており、排紙ローラ対８７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部８８に順次スタックされる。
【００２４】
転写ユニット４０の上方には、Ｙトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｋトナーをそれぞれ収容する４つのトナー収納容器であるトナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋがトナーボトル収納部に配設されている。トナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋ内の各色トナーは、トナー補給装置６０により、それぞれ、プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに適宜供給される。トナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋは、プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００２５】
先に図５に示したように、トナー濃度センサ１０Ｙは、非供給領域としての第一剤収容室９Ｙ内において、供給領域としての第二剤収容室１４Ｙに進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。また、トナー補給口１７Ｙは、第二剤収容室１４Ｙから第一剤収容室９Ｙ内に進入した直後の現像剤に対してトナーを補給する位置に設けられている。つまり、第一剤収容室９Ｙ内において、トナー濃度センサ１０Ｙは、トナー補給口１７Ｙよりも下流側の位置で現像剤のトナー濃度を検知する。
【００２６】
次に、トナー補給装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋについて説明する。図７は、トナー補給装置６０Ｙにトナー収容器３２Ｙが設置された状態を示す模式図であり、図８は、４つのトナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋがセットされた状態の収容器搭載部７０を示す概略斜視図である。図９は収容器搭載部７０及びトナー補給装置６０の斜視図である。図１０は収容器搭載部７０にトナー収容器３２が設置された状態を示す、収容器搭載部７０及びトナー補給装置６０の斜視図である。図１１はトナー補給装置側から見た収容器搭載部７０及びトナー補給装置６０の斜視図である。図１２はトナー補給装置６０に設けられた駆動機構１８０の収容器側駆動機構部１８１ａとサブホッパ側駆動機構部１８１ｂの外観図である。図１３はサブホッパ側駆動機構部１８１ｂの概略構成図である。
【００２７】
収容器搭載部７０に設置されたトナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋ内のトナーは、各色の現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋによって適宜に各現像装置７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ内に補給される。なお、４つのトナー補給装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋやトナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。このため、以下、イエローに対応したトナー補給装置６０Ｙやトナー収容器３２Ｙのみの説明を行い、他の３つの色に対応したトナー補給装置６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋやトナー収容器３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋの説明を適宜に省略する。
【００２８】
トナー補給装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋは、収容器搭載部７０、搬送ノズル６１１Ｙ，６１１Ｃ，６１１Ｍ，６１１Ｋ、搬送スクリュウ６１４Ｙ，６１４Ｃ，６１４Ｍ，６１４Ｋ、トナー落下搬送路６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｋ、駆動機構１８０Ｙ，１８０Ｃ，１８０Ｍ，１８０Ｋ等で構成されている。トナー収容器３２Ｙが図中矢印Ｑ方向へ差し込まれ収容器搭載部７０に装着されると、その装着動作に連動してトナー収容器３２Ｙの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、トナー収容器３２Ｙ内と搬送ノズル６１１Ｙ内とが連通する。トナー収容器３２Ｙは、円筒状の形状になっており、収容器搭載部７０に非回転の状態で固定される容器先端カバー３４Ｙや、容器回転ギヤ３０１Ｙが一体的に形成されたトナーボトル３３Ｙなどから構成されている。保持部としての容器先端カバー３４Ｙは、トナーボトル３３Ｙの回転軸線方向の先端部を受け入れた状態で、トナーボトル３３Ｙを回転可能に保持する。収容器搭載部７０は、先端受部７３や容器受部７２や挿入口形成部７１等から構成されている。先端受部７３は、トナー収容器３２Ｙの容器先端カバー３４Ｙを固定するためのものである。容器受部７２は、トナー収容器３２Ｙのトナーボトル３３Ｙを受けるためのものである。挿入口形成部７１は、トナー収容器３２Ｙの装着動作時における挿入口を形成するものである。
【００２９】
プリンタの手前側（図２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、収容器搭載部７０の挿入口形成部７１が露呈される。そして、各トナー収容器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの長手方向を水平方向とした状態で、プリンタの手前側から各トナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋの着脱操作（トナー収容器３２の長手方向を着脱方向とする着脱操作）を行う。なお、図７中のセットカバー６０８Ｙは、収容器搭載部７０の先端受部７３の一部である。容器受部７２は、その長手方向の長さが、トナーボトル３３Ｙの長手方向の長さとほぼ同等になるように形成されている。また、先端受部７３は容器受部７２における長手方向（着脱方向）の一端側に設けられ、挿入口形成部７１は容器受部７２における長手方向の他端側に設けられている。容器先端カバー３４Ｙは、トナー収容器３２Ｙの装着動作に伴って、挿入口形成部７１を通過した後に、しばらく容器受部７２上を滑動して、その後に先端受部７３に装着される。
【００３０】
容器先端カバー３４Ｙが先端受部７３に装着された状態で、駆動モータや駆動ギヤ等で構成されている駆動機構１８０が容器回転ギヤ３０１Ｙに回転駆動力を伝達することで、トナーボトル３３Ｙが図７中の矢印Ａ方向に回転駆動される。トナーボトル３３Ｙ自体が回転することで、トナーボトル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、トナーボトル３３Ｙの内部に収容されたトナーがボトルの後端側から先端側（図７中の左側から右側）に搬送される。そして、容器先端カバー３４Ｙ側から搬送ノズル６１１Ｙ内に供給される。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、駆動機構１８０Ｙから搬送スクリュウギヤ６０５Ｙに回転駆動が入力されることで、搬送スクリュウ６１４Ｙが回転して搬送ノズル６１１Ｙ内のトナーを搬送する。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、トナー落下搬送路６４Ｙを自重落下してサブホッパ２００Ｙ内に搬送される。
【００３１】
トナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋ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。トナー収容器３２の長手方向における容器先端カバー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、装着されたトナー収容器３２を取り外すことができる。
【００３２】
次に、トナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋ及びトナー補給装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋについてより詳細に説明する。なお、上述したように、トナー収容器３２Ｙ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｋ及びトナー補給装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｋは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっている。そのため、以下、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋという使用するトナーの色を示す添字を省略して説明する。
【００３３】
図１４は、実施形態に係るトナー収容器３２を示す斜視図である。図１５は、トナー収容器３２を装着する前のトナー補給装置６０と、トナー収容器３２の先端側端部とを示す拡大斜視図である。図１６は、トナー収容器３２を装着した状態のトナー補給装置６０と、トナー収容器３２の先端側とを示す拡大斜視図である。また、図１７は、トナー収容器３２を装着する前のトナー補給装置６０と、トナー収容器３２の先端部とを示す縦断面図である。図１８は、トナー収容器３２を装着した状態のトナー補給装置６０と、トナー収容器３２の先端部とを示す縦断面図である。また、図１９はトナー補給装置６０の断面図である。図２０は、トナー収容器３２からトナー補給装置６０までの内部構成を示したトナー収容器３２及びトナー補給装置６０の断面図である。
【００３４】
図１７に示すように、トナー補給装置６０は、内部に搬送スクリュウ６１４を具備する搬送ノズル６１１を備えている。また、ノズルシャッタ部材６１２も備えている。ノズルシャッタ部材６１２は、トナー収容器３２が装着される前の非装着時（図１５及び図１８の状態）において、搬送ノズル６１１に形成されたノズル開口部６１０を閉鎖する。また、トナー収容器３２が装着された装着時（図１７及び図１６の状態）において、ノズル開口部６１０を開放する。トナー収容器３２の先端面の中央には、装着時に搬送ノズル６１１が挿入されるノズル受入口３３１や、非装着時にノズル受入口３３１を閉鎖する容器シャッタ部材３３２が設けられている。
【００３５】
図１５に示されるように、トナー収容器３２の容器先端カバー３４には、トナー補給装置６０のセットカバー６０８に設けられた容器ロック部材６０９を容器外側から内側に向けて貫通させるためのロック用開口３３９が設けられている。また、容器先端カバー３４には、トナー収容器３２の使用状況等のデータを記録したＩＤチップ７００も設けられている。さらには、収納するトナーの色が異なるトナー収容器３２が他の色のセットカバー６０８に装着されることを防止する色非互換リブ３４ｂも設けられている。図１５及び図１６に示されるように、トナー補給装置６０は、プリンタ本体のフレーム６０２に対して搬送ノズル６１１を固定するノズルホルダ６０７を備え、ノズルホルダ６０７に対して、セットカバー６０８が固定されている。さらに、ノズルホルダ６０７には、搬送ノズル６１１の下方から搬送ノズル６１１の内部に連通するように配置されたトナー落下搬送路６４が固定されている。
【００３６】
トナー落下搬送路６４は、図１９や図２０に示すように装置高さ方向である縦方向に延びている。このトナー落下搬送路６４内では、搬送スクリュウ６１４によって搬送されたトナーを落下させており、トナー落下搬送路６４内が常時空洞になるようにしている。そして、トナー収容器３２からトナー落下搬送路６４を通ってサブホッパ２００内に搬送されたトナーは、サブホッパ２００内の磁束センサ２１０まで運ばれる。また、トナー落下搬送路６４内には、コイル状の揺動部材６５が設けられている。そして、トナー落下搬送路６４内で揺動部材６５を揺動させることで、トナー落下搬送路６４の内壁面に付着したトナーを落とすなどして、トナー落下搬送路６４内にトナーが滞留するのを抑制している。
【００３７】
フレーム６０２には、駆動機構１８０が固定されている。駆動機構１８０は、駆動モータ６０３及び容器駆動出力ギヤ６０１や、容器駆動出力ギヤ６０１の回転軸に駆動モータ６０３の回転駆動を伝達するウォームギヤ６０３ａなどを有している。容器駆動出力ギヤ６０１の回転軸には、駆動伝達ギヤ６０４が固定されており、搬送スクリュウ６１４の回転軸に固定された搬送スクリュウギヤ６０５と噛み合う構成となっている。このような構成により、駆動モータ６０３を回転駆動させることで、容器駆動出力ギヤ６０１及び容器回転ギヤ３０１を介してトナー収容器３２を回転させる。そして、駆動伝達ギヤ６０４及び搬送スクリュウギヤ６０５を介して、搬送スクリュウ６１４を回転させる。なお、駆動モータ６０３から容器回転ギヤ３０１までの駆動伝達経路や、駆動モータ６０３から搬送スクリュウギヤ６０５までの駆動伝達経路にクラッチを設けても良い。このようなクラッチを設けることで、駆動モータ６０３を回転駆動させたときに、トナー収容器３２と搬送スクリュウ６１４との何れか一方のみを回転させる構成を実現できる。
【００３８】
次に、トナー収容器３２のトナー補給装置６０に対する装着過程について説明する。
図１５や図１７の図中矢印Ｑで示されるように、トナー補給装置６０の方向にトナー収容器３２が移動すると、搬送ノズル６１１のノズル先端部６１１ａが容器シャッタ部材３３２の先端側の端面に接触する。トナー収容器３２が更にトナー補給装置６０の方向に移動すると、搬送ノズル６１１が容器シャッタ部材３３２の先端側の端面を押圧する。これによって容器シャッタバネ３３６が縮むと、容器シャッタ部材３３２がトナー収容器３２の内部側（後端側）に押し込まれるとともに、搬送ノズル６１１のノズル先端側がノズル受入口３３１に挿入される。このとき、ノズルシャッタ部材６１２におけるノズルシャッタ鍔部６１２ａよりもノズル先端側のノズルシャッタ筒状部６１２ｂも、搬送ノズル６１１とともにノズル受入口３３１に挿入される。
【００３９】
トナー収容器３２が更にトナー補給装置６０の方向に移動すると、ノズルシャッタ鍔部６１２ａのノズルシャッタバネ受け面とは反対側の面が、容器シール部材３３３の先端側の端面に接触して容器シール部材３３３を少し押し潰す。これにより、ノズルシャッタ鍔部６１２ａのノズルシャッタバネ受け面とは反対側の面がノズルシャッタ突き当てリブに突き当たることで、ノズルシャッタ部材６１２のトナー収容器３２に対する回転軸方向の相対的位置が固定される。トナー収容器３２がトナー補給装置６０の方向に更に移動すると、搬送ノズル６１１がさらにトナー収容器３２の内部側に挿入される。このとき、前記ノズルシャッタ突き当てリブに突き当たっていたノズルシャッタ部材６１２は、搬送ノズル６１１に対してノズル根元側に押し戻される。これにより、ノズルシャッタバネ６１３が縮み、ノズルシャッタ部材６１２の搬送ノズル６１１に対する相対的位置がノズル根元側に移動する。この相対的位置の移動に伴い、ノズルシャッタ部材６１２に覆われていたノズル開口部６１０がトナーボトル３３内部で露出し、トナーボトル３３内と搬送ノズル６１１内とが連通する。
【００４０】
搬送ノズル６１１がノズル受入口３３１に挿入されている状態では、縮んだ状態の容器シャッタバネ３３６やノズルシャッタバネ６１３の付勢力によって、次のような力が作用する。すなわち、トナー補給装置６０に対してトナー収容器３２を押し戻す方向（図中矢印Ｑとは逆方向）の力である。しかし、トナー収容器３２をトナー補給装置６０に装着する際には、ロック用開口３３９に対してセットカバー６０８の容器ロック部材６０９を受け入れさせる位置まで、トナー収容器３２を前述の力に抗してトナー補給装置６０の方向に移動させる。これにより、容器シャッタバネ３３６及びノズルシャッタバネ６１３の付勢力と、ロック用開口３３９に対する容器ロック部材６０９の引っ掛かりとによって、トナー収容器３２のトナー補給装置６０に対する回転軸方向の位置決めがなされる。
【００４１】
トナー収容器の回転軸方向の位置決めがなされた状態では、容器セット部６１５の内周面に、先端開口形成部３０５の外周面が摺動可能な状態で嵌合される。このため、回転軸に直交する平面方向におけるトナー収容器３２のトナー補給装置６０に対する位置決めがなされる。これにより、トナー収容器３２のトナー補給装置６０に対する装着が完了する。トナー収容器３２の装着が完了した状態で、駆動モータ６０３を回転駆動させることにより、トナー収容器３２のトナーボトル３３と、搬送ノズル６１１内の搬送スクリュウ６１４が回転する。トナーボトル３３が回転することで、トナーボトル３３内のトナーは螺旋状突起３０２によって、トナーボトル３３の先端側に搬送される。この搬送によって汲み上げ部３０４に到達したトナーは、トナーボトル３３が回転することで汲み上げ部３０４によってノズル開口部６１０の上方まで持ち上げられる。
【００４２】
ノズル開口部６１０の上方まで持ち上げられたトナーが、ノズル開口部６１０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。搬送ノズル６１１内に供給されたトナーは、搬送スクリュウ６１４によって搬送され、トナー落下搬送路６４を通ってサブホッパ２００に搬送される。なお、同図では、このときのトナーボトル３３内からトナー落下搬送路６４までのトナーの流れを図１８中の矢印βで示している。図１８のαは、先端開口形成部３０５が容器セット部６１５と摺動可能に接触して、トナー収容器３２のトナー補給装置６０に対する位置決めがなされる位置を示している。この位置は、摺動部と位置決め部との両方の機能を有する構成に限らず、摺動部また位置決め部の何れか一方の機能を有する構成であってもよい。
【００４３】
トナー収容器３２のノズル受入部材３３０は、ノズル受入口３３１とシャッタ支持開口部３３５ｂと容器シャッタ部材３３２とを有している。トナーボトル３３の開口部の位置に設けられたノズル受入口３３１は、粉体受け口であるノズル開口部６１０を具備する搬送ノズル６１１を受け入れる。また、シャッタ支持開口部３３５ｂは、少なくともその一部にトナーボトル３３内の粉体であるトナーをノズル開口部６１０へ供給する補給口として機能する。また、容器シャッタ部材３３２は、ノズル受入部材３３０に支持され、搬送ノズル６１１がノズル受入部材３３０に対して、挿入または抜き出す動作により、回転軸方向にスライド移動してノズル受入口３３１を開閉する開閉部材として機能する。このような構成により、トナー収容器３２は、搬送ノズル６１１が挿入されるまではノズル受入口３３１が閉じられた状態を維持し、トナー補給装置６０に装着される前の状態でのトナーの漏れや飛散を防止できる。
【００４４】
ノズル受入口３３１に搬送ノズル６１１が挿入され、搬送ノズル６１１に押された容器シャッタ部材３３２が容器奥側にスライド移動すると、シャッタ支持開口部３３５ｂ近傍に溜まっていたトナーが押しのけられる。このため、シャッタ支持開口部３３５ｂの周辺にノズル受入口３３１が形成された部分の搬送ノズル６１１が進入する空間を確保でき、シャッタ支持開口部３３５ｂからノズル受入口３３１へのトナーの供給を確実に行える。  このようにトナー収容器３２は、トナー補給装置６０に装着前の状態では、トナーボトル３３に収納されているトナーの漏れや飛散を防止しつつ、トナー補給装置６０に装着されたときには、確実にトナーボトル３３外にトナーを排出することができる。トナー収容器３２をトナー補給装置６０に装着したときには、容器シール部材３３３がノズルシャッタ鍔部６１２ａに押し潰される。これにより、ノズルシャッタ鍔部６１２ａが容器シール部材３３３に密着加圧された状態となり、トナー漏れを防止することができる。
【００４５】
図２１は、本実施形態に係るサブホッパ２００の概観を示す斜視図である。図２１に示すように、サブホッパ２００を構成する筐体の外壁には磁束センサ２１０が取り付けられている。図２１においてサブホッパ２００の上部は開口となっており、この開口に対してトナーボトル供給路１２０の形成されたカバーが取り付けられる。また、サブホッパ２００内部に保持されているトナーは図２１に示すサブホッパ供給路１１９から送り出される。
【００４６】
図２２は、サブホッパ２００の内部を示す斜視図である。図２２に示すように、サブホッパ２００内部の内壁には振動板２０１が設けられている。振動板２０１が設けられた内壁は図２１において磁束センサ２１０が取り付けられている外壁の裏側である。従って、振動板２０１は磁束センサ２１０に対向するように配置されている。
【００４７】
振動板２０１は、長方形の板状の部品であり、長手方向の一端がサブホッパ２００の筐体に固定された片持ち状態で配置されている。また、振動板２０１の長手方向において固定されていない側の端部には重り２０２が配置されている。重り２０２は、振動板２０１が振動した場合の振動数を調整する機能や、振動板２０１を振動させるための機能を担う。
【００４８】
サブホッパ２００内部においては、内部のトナーを撹拌搬送するための構成として、回転軸２０４及び撹拌部材２０５からなる撹拌搬送部材が設けられている。回転軸２０４は、サブホッパ２００内部で回転する軸である。この回転軸２０４に撹拌部材２０５が固定されており、回転軸２０４の回転に伴って撹拌部材２０５が回転してサブホッパ２００内部のトナーが撹拌される。また、振動板２０１の長手方向は、回転軸２０４の軸方向と略平行に配置されている。また、撹拌部材２０５は、トナーの撹拌に加えて、回転により振動板２０１に設けられた重り２０２を弾く機能を担う。これにより、撹拌部材２０５が１周回転する毎に重り２０２が弾かれて振動板２０１が振動する。すなわち、振動板２０１が振動部として機能すると共に、撹拌部材２０５が振動付与部として機能する。
【００４９】
次に、本実施形態に係る磁束センサ２１０の内部構成について図２３を参照して説明する。図２３に示すように、本実施形態に係る磁束センサ２１０は、コルピッツ型のＬＣ発振回路を基本とする発振回路である。磁束センサ２１０は、平面パターンコイル２１１、パターン抵抗２１２、第一コンデンサ２１３、第二コンデンサ２１４、フィードバック抵抗２１５、アンバッファＩＣ２１６、２１７及び出力端子２１８を有している。
【００５０】
平面パターンコイル２１１は、磁束センサ２１０を構成する基板上に平面状にパターニングされた信号線によって構成される平面状のコイルである。図２３に示すように、平面パターンコイル２１１は、コイルによって得られるインダクタンスＬを有する。平面パターンコイル２１１は、コイルが形成された平面に対向する空間を通る磁束によってインダクタンスＬの値が変化する。その結果、本実施形態に係る磁束センサ２１０は、平面パターンコイル２１１のコイル面が対向する空間を通る磁束に応じた周波数の信号を発振する発振部として用いられる。また、磁束センサ２１０は、信号線の長さによって抵抗値が決まる回路抵抗ＲＬを有する。本実施形態の磁束センサ２１０では、ほとんどの信号線が平面パターンコイル２１１を形成するのに用いられている。したがって回路抵抗ＲＬは平面パターンコイルの信号線による抵抗値とほぼ一致する。
【００５１】
パターン抵抗２１２は、平面パターンコイル２１１と同様に基板上に平面状にパターニングされた信号線によって構成される抵抗である。本実施形態に係るパターン抵抗２１２は、つづら折り状に形成されたパターンであり、これによって直線状のパターンよりも電流の流れにくい状態を作り出している。このパターン抵抗２１２を設けることが本実施形態に係る要旨の１つである。なお、つづら折り状とは、換言すると、所定の方向に対して複数回往復させるように折り曲げた形状である。図２３に示すように、パターン抵抗２１２は、抵抗値ＲＰを有する。図２３に示すように、平面パターンコイル２１１とパターン抵抗２１２とは直列に接続されている。
【００５２】
第一コンデンサ２１３及び第二コンデンサ２１４は、平面パターンコイル２１１と共にコルピッツ型ＬＣ発振回路を構成する容量である。従って、第一コンデンサ２１３及び第二コンデンサ２１４は、平面パターンコイル２１１及びパターン抵抗２１２と直列に接続されている。平面パターンコイル２１１、パターン抵抗２１２、第一コンデンサ２１３及び第二コンデンサ２１４によって構成されるループによって共振電流ループが構成される。
【００５３】
フィードバック抵抗２１５は、バイアス電圧を安定化させるために挿入される。アンバッファＩＣ２１６及びアンバッファＩＣ２１７の機能により、共振電流ループの一部の電位の変動が、共振周波数に応じた矩形波として出力端子２１８から出力される。
【００５４】
このような構成により、本実施形態に係る磁束センサ２１０は、インダクタンスＬ、抵抗値ＲＰ、回路抵抗ＲＬ、第一コンデンサ２１３及び第二コンデンサ２１４の静電容量Ｃに応じた周波数ｆで発振する。周波数ｆは、以下の数１によって表すことができる。
【００５５】
【数１】
2017138550.tif 000003
【００５６】
インダクタンスＬは、平面パターンコイル２１１の近傍における磁性体の存在やその濃度によっても変化する。従って、磁束センサ２１０の発振周波数により、平面パターンコイル２１１近傍の空間における透磁率を判断することが可能となる。
【００５７】
また、上述したように、本実施形態に係るサブホッパ２００における磁束センサ２１０は、筐体を介して振動板２０１と対向して配置されている。従って、平面パターンコイル２１１によって発生する磁束は振動板２０１を通ることとなる。すなわち、振動板２０１が平面パターンコイル２１１によって生成される磁束に影響し、インダクタンスＬに影響を与える。結果的に、振動板２０１の存在が磁束センサ２１０の発振信号の周波数に影響することとなる。
【００５８】
図２４は、本実施形態に係る磁束センサ２１０の出力信号のカウント値の態様を示す図である。磁束センサ２１０に含まれる平面パターンコイル２１１によって発生する磁束に変化がなければ、原則として磁束センサ２１０は同一の周波数で発振を続ける。その結果、図２４に示すように、時間経過に応じてカウンタのカウント値は一様に増加する。そして、図２４に示すように、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５夫々のタイミングにおいて、ａａａａｈ、ｂｂｂｂｈ、ｃｃｃｃｈ、ｄｄｄｄｈ、ＡＡＡＡｈといったカウント値が取得される。
【００５９】
夫々のタイミングにおけるカウント値を、図２４に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間に基づいて計算することにより、夫々の期間における周波数が算出される。例えば、２［ｍｓ］に相当する基準クロックをカウントすると割込み信号を出力して周波数を計算する場合、夫々の期間におけるカウント値を２［ｍｓ］で割る。これにより、図２４に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間における磁束センサ２１０の発振周波数ｆ［Ｈｚ］を算出する。また、図２４に示すように、カウンタのカウント値の上限がＦＦＦＦｈである場合、期間Ｔ４における周波数の算出に際して、ＦＦＦＦｈからｄｄｄｄｈを引いた値と、ＡＡＡＡｈとの値の合計値を２［ｍｓ］で割る。これにより、発振周波数ｆ［Ｈｚ］を算出することができる。
【００６０】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００においては、磁束センサ２１０が発振する信号の周波数を取得し、その取得結果に基づいて磁束センサ２１０の発振周波数に対応する事象を判断することができる。そして、本実施形態に係る磁束センサ２１０においては、平面パターンコイル２１１に対向して配置されている振動板２０１の状態に応じてインダクタンスＬが変化し、結果として出力端子２１８から出力される信号の周波数が変化する。その結果、信号を取得するコントローラにおいては、平面パターンコイル２１１に対向して配置された振動板２０１の状態を確認することが可能となる。なお、上述したように、発振信号のカウント値を期間で割ることにより周波数が求められるが、カウント値を取得する期間が固定であれば、周波数を示すためのパラメータとして、取得されたカウント値をそのまま用いることも可能である。
【００６１】
図２５は、本実施形態に係る磁束センサ２１０の概観を示す斜視図である。図２５においては、図２３において説明した平面パターンコイル２１１及びパターン抵抗２１２が形成されている面、すなわち、透磁率を検知するべき空間に対向させる検知面が上面に向けられている。図２５に示すように、平面パターンコイル２１１が形成された検知面においては、平面パターンコイル２１１と直列に接続されるパターン抵抗２１２がパターニングされている。図２３において説明したように、平面パターンコイル２１１は平面上に螺旋状に形成された信号線のパターンである。また、パターン抵抗２１２は、平面上につづら折状に形成された信号のパターンであり、これらのパターンによって上述したような磁束センサ２１０の機能が実現される。この平面パターンコイル２１１及びパターン抵抗２１２によって形成される部分が、本実施形態に係る磁束センサ２１０における透磁率の検知部である。磁束センサ２１０をサブホッパ２００に取り付ける際には、この検知部が振動板２０１に対向するように取り付けられる。
【００６２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００において磁束センサ２１０の出力値を取得する構成について図２６を参照して説明する。図２６は、磁束センサ２１０の出力値を取得するコントローラ２２０及び磁束センサ２１０の構成を示す図である。図２６に示すように、コントローラ２２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２１、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２２２、タイマー２２３、水晶発振回路２２４及び入出力制御ＡＳＩＣ２３０を有している。
【００６３】
ＣＰＵ２２１は演算手段であり、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体に記憶されたプログラムに従って演算を行うことにより、コントローラ２２０全体の動作を制御する。ＡＳＩＣ２２２は、ＣＰＵ２２１やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等が接続されたシステムバスと他の機器との接続インタフェースとして機能する。
【００６４】
タイマー２２３は、水晶発振回路２２４から入力される基準クロックのカウント値が所定の値になる度に割込み信号を生成してＣＰＵ２２１に対して出力する。ＣＰＵ２２１は、タイマー２２３から入力される割込み信号に応じて、磁束センサ２１０の出力値を取得するためのリード信号を出力する。水晶発振回路２２４は、コントローラ２２０内部の各デバイスを動作させるための基準クロックを発振する。
【００６５】
入出力制御ＡＳＩＣ２３０は、磁束センサ２１０が出力する検知信号を取得して、コントローラ２２０内部において処理可能な情報に変換する。図２６に示すように入出力制御ＡＳＩＣ２３０は、透磁率カウンタ２３１、リード信号取得部２３２及びカウント値出力部２３３を含む。上述したように、本実施形態に係る磁束センサ２１０は、検知対象の空間における透磁率に応じた周波数の矩形波を出力する発振回路である。
【００６６】
透磁率カウンタ２３１は、そのような磁束センサ２１０が出力する矩形波に応じて値をインクリメントするカウンタである。すなわち、透磁率カウンタ２３１が、周波数を算出する対象の信号の信号数をカウントする対象信号カウンタとして機能する。なお、本実施形態に係る磁束センサ２１０はＣＭＹＫ各色の現像器１１２に接続される夫々のサブホッパ２００毎に設けられており、それに伴って透磁率カウンタ２３１も複数設けられている。
【００６７】
リード信号取得部２３２は、ＣＰＵ２２１からの透磁率カウンタ２３１のカウント値の取得命令であるリード信号を、ＡＳＩＣ２２２を介して取得する。リード信号取得部２３２は、ＣＰＵ２２１からのリード信号を取得すると、カウント値出力部２３３にカウント値を出力させるための信号を入力する。カウント値出力部２３３は、リード信号取得部２３２からの信号に応じて、透磁率カウンタ２３１のカウント値を出力する。
【００６８】
なお、入出力制御ＡＳＩＣ２３０へのＣＰＵ２２１からのアクセスは、例えばレジスタを介して行われる。そのため、上述したリード信号は、入出力制御ＡＳＩＣ２３０に含まれる所定のレジスタにＣＰＵ２２１によって値が書き込まれることによって行われる。また、カウント値出力部２３３によるカウント値の出力は、入出力制御ＡＳＩＣ２３０に含まれる所定のレジスタにカウント値が格納され、その値をＣＰＵ２２１が取得することによって行われる。図２６に示すコントローラ２２０は、磁束センサ２１０とは別個に設けられても良いし、ＣＰＵ２２１を含む回路として磁束センサ２１０の基板上に実装されても良い。
【００６９】
このような構成において、ＣＰＵ２２１がカウント値出力部２３３から取得したカウント値に基づいて振動板２０１の振動状態を検知し、その検知結果に基づいてサブホッパ２００内部のトナー残量を検知する。すなわち、所定のプログラムに従ってＣＰＵ２２１が演算を行うことにより、検知処理部が構成される。また、カウント値出力部２３３から取得されるカウント値が、振動板２０１の振動に応じて変化する磁束センサ２１０の周波数を示す周波数関連情報として用いられる。
【００７０】
次に、本実施形態に係る磁束センサ２１０の発振周波数に対する振動板２０１による影響について説明する。図２７に示すように、磁束センサ２１０において平面パターンコイル２１１が形成されている面と振動板２０１とは、サブホッパ２００の筐体を介して対向して配置されている。そして、図２７に示すように、平面パターンコイル２１１の中央を中心とした磁束が発生し、その磁束が振動板２０１を貫くこととなる。
【００７１】
振動板２０１は、例えばステンレス鋼板によって構成されており、図２８に示すように磁束Ｇ１が振動板２０１を貫くことによって振動板２０１内に渦電流が発生する。この渦電流が磁束Ｇ２を発生させ、平面パターンコイル２１１による磁束Ｇ１を打ち消すように作用する。このように磁束Ｇ１が打ち消されることにより、磁束センサ２１０におけるインダクタンスＬが減少する。上記数１において示すように、インダクタンスＬが減少すると発振周波数ｆは増大する。
【００７２】
平面パターンコイル２１１による磁束を受けて振動板２０１内部において発生する渦電流の強さは、磁束の強さの他、平面パターンコイル２１１と振動板２０１との間隔によっても変化する。図２９は、平面パターンコイル２１１と振動板２０１との間隔に応じた磁束センサ２１０の発振周波数を示す図である。振動板２０１内部に発生する渦電流の強さは、平面パターンコイル２１１と振動板２０１との間隔に反比例する。従って、図２９に示すように、平面パターンコイル２１１と振動板２０１との間隔が狭くなるほど、磁束センサ２１０の発振周波数は高くなり、所定の間隔よりも狭くなると、インダクタンスＬが低くなり過ぎて発振しなくなる。
【００７３】
本実施形態に係るサブホッパ２００においては、図２９に示すような特性を利用することにより、磁束センサ２１０の発振周波数に基づいて振動板２０１の振動を検知する。そのようにして検知した振動板２０１の振動に基づいてサブホッパ２００内部のトナー残量を検知することが本実施形態に係る要旨である。すなわち、図２７に示す振動板２０１及び磁束センサ２１０、並びに磁束センサ２１０の出力信号を処理する構成が本実施形態に係る粉体検知装置として用いられる。この粉体検知装置は、トナー残量の検知に用いられれば顕色剤残量検知装置である。また、磁束センサ２１０が振動検知部として機能する。
【００７４】
撹拌部材２０５によって弾かれた振動板２０１の振動は、振動板２０１の剛性や重り２０２の重量によって定まる固有振動数と、その振動エネルギーを吸収する外的な要因によって定まる減衰率によって表される。振動エネルギーを吸収する外的な要因としては、振動板２０１を片持ち状態で固定する固定部の固定強度、空気抵抗等の固定要因に加えて、サブホッパ２００内部において振動板２０１に接触するトナーの存在がある。サブホッパ２００内部において振動板２０１に接触するトナーは、サブホッパ２００内部のトナー残量によって変動する。従って、振動板２０１の振動を検知することにより、サブホッパ２００内部のトナー残量を検知することが可能となる。そのため、本実施形態に係るサブホッパ２００内部においては、内部のトナーを撹拌するための撹拌部材２０５が振動板２０１を弾き、回転に応じて定期的に振動板２０１を振動させる。
【００７５】
次に、サブホッパ２００内部における振動板２０１周辺の部品の配置や、撹拌部材２０５が振動板２０１を弾くための構成について説明する。図３０は、振動板２０１の周辺の配置関係を示す斜視図である。図３０に示すように、振動板２０１の長手方向一端部は、固定部２０１ａに溶着し一体化されて固定されており、図２２に示すサブホッパ２００の筐体２００ａに設けられた嵌め込み部２０３に、固定部２０１ａが上側から圧入して取り付けられている。図３１は、回転軸２０４の回転状態として、撹拌部材２０５が振動板２０１に取り付けられた重り２０２に接触する前の状態を示す側面図である。図３１において、回転軸２０４は、撹拌部材２０５が時計回りに回転するように回転する。図３１に示すように、重り２０２は、振動板２０１の板面から突出した突出部であると共に、側面から見た状態において振動板２０１の板面に対して傾斜を有する形状となっている。この傾斜は、撹拌部材２０５の回転方向に沿って斜面が回転軸２０４に近づくように構成されている。この重り２０２の傾斜面は、撹拌部材２０５が振動板２０１を弾いて振動させる際に撹拌部材２０５によって押される部分である。
【００７６】
図３２は、図３１に示す状態から撹拌部材２０５が更に回転した状態を示す側面図である。撹拌部材２０５が重り２０２に接触した状態で更に回転することにより、重り２０２に設けられた傾斜に伴って振動板２０１が押し込まれて変形することとなる。図３２においては、外力が加わっていない状態（以降、「定常状態」とする）の振動板２０１及び重り２０２の位置を破線で示している。図３２に示すように、振動板２０１及び重り２０２が撹拌部材２０５によって押し込まれる。
【００７７】
図３３は、図３２に示す状態を示す上面図である。振動板２０１は固定部２０１ａを介してサブホッパ２００の筐体内壁に固定されているため、固定部２０１ａ側の位置は変化しない。これに対して、重り２０２が設けられて自由端となっている反対側の端部は、撹拌部材２０５によって押し込まれることにより回転軸２０４が設けられた側とは反対側に移動する。結果的に、振動板２０１は固定部２０１ａを基点として図３３に示すように撓む。このように撓んだ状態において、振動板２０１を振動させるためのエネルギーが蓄えられる。
【００７８】
なお、図３３に示すように、本実施形態に係る撹拌部材２０５は、重り２０２に接触する部分とそれ以外の部分との間に切り込み２０５ａが設けられている。これにより、撹拌部材２０５が重り２０２を押し込む際に無理な力が加わって撹拌部材２０５が破損してしまうことを防ぐことができる。また、切り込み２０５ａの始点には丸型部２０５ｂが設けられている。これにより、切り込み２０５ａを境に撹拌部材２０５の撓み量が異なった場合に切り込み２０５ａの始点に加わる応力を分散し、撹拌部材２０５の破損を防ぐことができる。
【００７９】
図３４は、図３２に示す状態から更に撹拌部材２０５が回転した状態を示す側面図である。図３４においては、定常状態における振動板２０１の位置を破線で、図３２に示す振動板２０１の位置を一転鎖線で示している。そして、撹拌部材２０５によって押し込まれて蓄えられた振動エネルギーが解放されることにより反対側に撓んだ振動板２０１の位置を実線で示している。図３５は、図３４に示す状態を示す上面図である。図３４に示すように、撹拌部材２０５による重り２０２の押圧が解除されると、振動板２０１に蓄えられた撓みのエネルギーにより、自由端である重り２０２が設けられた側の端部が反対側に撓むように移動する。  図３４及び図３５に示す状態において、振動板２０１は、サブホッパ２００の筐体を介して対向している磁束センサ２１０から遠ざかった状態となる。以降、振動板２０１は振動することにより、磁束センサ２１０に対して定常状態よりも近づいた状態と、定常状態よりも遠ざかった状態とを繰り返しながら、振動の減衰によって定常状態に戻ることとなる。
【００８０】
図３６は、サブホッパ２００内部に保持されているトナーの状態を模式的にドットで示した図である。図３６に示すようにサブホッパ２００内部にトナーが存在すると、振動板２０１や重り２０２が振動しながらトナーに接触する。そのため、サブホッパ２００内部にトナーが存在しない場合に比べて早く振動板２０１の振動が減衰する。この振動の減衰の変化に基づいてサブホッパ２００内部のトナー残量を検知することができる。
【００８１】
図３７は、撹拌部材２０５によって重り２０２が弾かれた後、振動板２０１の振動が減衰して振動が止まるまでの、所定期間毎の磁束センサ２１０の発振信号のカウント値の変化を示す図である。磁束センサ２１０の発振信号のカウント値は、発振周波数が高い程多くなる。従って、図３７の縦軸は、カウント値ではなく発振周波数に置き換えることもできる。図３７に示すように、タイミングｔ１において撹拌部材２０５が重り２０２に接触して重り２０２を押し込むことにより、振動板２０１が磁束センサ２１０に近づいていく。これにより、磁束センサ２１０の発振周波数が上昇して所定期間毎のカウント値が上昇する。そして、タイミングｔ２において撹拌部材２０５による重り２０２の押圧が解除され、以降、振動板２０１は蓄えられた振動エネルギーによって振動する。振動板２０１が振動することにより、振動板２０１と磁束センサ２１０との間隔が定常状態を中心として、それよりも広い状態と狭い状態とが繰り返される。その結果、磁束センサ２１０の発振信号の周波数が振動板２０１の振動に伴って振動することとなり、所定期間毎のカウント値も同様に振動する。
【００８２】
振動板２０１の振動の振幅は、振動エネルギーの消費に伴って狭くなっていく。すなわち、振動板２０１の振動は時間と共に減衰する。そのため、振動板２０１と磁束センサ２１０との間隔の変化も時間経過と共に小さくなっていき、図３７に示すように、カウント値の時間変化も同様に変化する。ここで、上述したように、振動板２０１の振動は、サブホッパ２００内部のトナー残量が多い程早く減衰する。従って、図３７に示すような磁束センサ２１０の発振信号の振動の減衰の態様を解析することにより振動板２０１の振動がどのように減衰したかを認識し、それによってサブホッパ２００内部のトナー残量を知ることができる。そのため、図３７に示すように、カウント値の振動のピークを夫々Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、・・・とすると、例えば、以下の数２により、振動板２０１の振動の減衰率ζを求めることができる。数２に示すようにタイミングの異なるピーク値の割合を参照することにより、環境変動による誤差をキャンセルして正確な減衰率を求めることができる。換言すると、本実施形態に係るＣＰＵ２２１は、異なるタイミングにおいて取得されたカウント値の比率に基づいて減衰率ζを求める。
【００８３】
【数２】
2017138550.tif 000004
【００８４】
なお、上記数２においては、図３７に示すピークのうちＰ１、Ｐ２及びＰ５、Ｐ６を用いたが、これは一例であり、他のピークを用いても良い。ただし、振動板２０１が撹拌部材２０５によって押し込まれて磁束センサ２１０に最も近付いた状態であるタイミングｔ２におけるピーク値は、撹拌部材２０５と重り２０２との摩擦による摺動ノイズが重畳した誤差等を含む。そのため、計算対象とはしないことが好ましい。仮に図３６に示すようにサブホッパ２００内部のトナーの存在によって振動の減衰が早められる場合であっても、振動板２０１の振動数は大きくは変わらない。そのため、上記数２に示すように特定のピークの振幅の割合を計算することにより、所定期間における振幅の減衰を計算することができる。
【００８５】
次に、本実施形態に係るサブホッパ２００におけるトナー残量検知の動作について図３８のフローチャートを参照して説明する。図３８に示すフローチャートの動作は、図２６に示すＣＰＵ２２１の動作である。図３８に示すように、ＣＰＵ２２１は、まず撹拌部材２０５によって図３２に示すように重り２０２が押し込まれ、振動が発生することを検知する（Ｓ２２０１）。上述したように、ＣＰＵ２２１は所定期間毎にカウント値出力部２３３から磁束センサ２１０の出力信号のカウント値を取得している。このカウント値は、定常状態であれば図３７に示すようにＣ０である。これに対して、図３２に示すように重り２０２が押し込まれると、振動板２０１が磁束センサ２１０に近づくにつれてカウント値は上昇することとなる。従って、ＣＰＵ２２１は、カウント値出力部２３３から取得したカウント値が所定の閾値を上回った場合に、Ｓ２２０１において振動が発生したことを検知する。
【００８６】
Ｓ２２０１の前後に関わらず、ＣＰＵ２２１は通常の処理として所定期間毎のカウント値の取得処理は継続して行う。そして、Ｓ２２０１の後、ＣＰＵ２２１は、図３７に示すような振動板２０１の振動に応じたカウント値の振動のピーク値を取得する（Ｓ２２０２）。２２０２においてＣＰＵ２２１は、継続して所定期間毎に取得されるカウント値を解析することにより、ピーク値を特定する。
【００８７】
図３９は、カウント値の解析態様を示す図であり、所定期間毎に取得されるカウント値について、夫々のカウント値の“番号ｎ”、“カウント値Ｓｎ”に加えて、直前のカウント値との差分の符号“Ｓｎ−１−Ｓｎ”が取得順に示されている。図３９に示すような結果において、“Ｓｎ−１−Ｓｎ”の符号が反転した１つ前の値がピーク値である。図３９の場合、５番及び１０番がピーク値として採用される。すなわち、ＣＰＵ２２１は、Ｓ２２０１以降、順番に取得されたカウント値について、図３９に示す“Ｓｎ−１−Ｓｎ”を計算する。そして、計算結果として得られる符号が反転したタイミングにおける“カウント値Ｓｎ”を図３７に示すＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・といったピーク値として採用する。なお、上述したように、タイミングｔ２における値は避けることが好ましい。タイミングｔ２の値は、Ｓ２２０１の後の最初のピークである。そのため、ＣＰＵ２２１は、図３９に示すような解析を行って抽出したピーク値のうち、最初の値は破棄する。
【００８８】
また、実際に得られるカウント値は、高周波成分のノイズを含んでいる可能性があり、振動板２０１の振動によるピークではない位置において“Ｓｎ−１−Ｓｎ”の符号が反転するタイミングが生じる場合がある。そのような場合の誤検知を回避するため、ＣＰＵ２２１は、カウント値出力部２３３から取得した値を平滑化処理した上で図３９に示す解析を行うことが好ましい。平滑化処理においては移動平均法などの一般的な処理を採用することができる。
【００８９】
このようにしてピーク値を取得すると、ＣＰＵ２２１は上記数２の計算により減衰率ζを計算する（Ｓ２２０３）。このため、Ｓ２２０２においては、減衰率の計算に用いるピーク値が得られるまで、図３９に示す態様によりカウント値の解析を行う。上記数２を用いる場合、ＣＰＵ２２１は、Ｐ６に相当するピーク値が得られるまでカウント値の解析を行う。このようにして減衰率ζを算出すると、ＣＰＵ２２１は、算出した減衰率ζが所定の閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ２２０４）。すなわち、ＣＰＵ２２１は、異なるタイミングにおいて取得されたカウント値の比率と所定の閾値との大小関係に基づいて、サブホッパ２００内部のトナーが所定の量を下回ったことを判断する。図３６において説明したように、サブホッパ２００内部に十分なトナーが残っている場合、振動板２０１の振動は早く減衰する。従って、減衰率ζは小さくなる。他方、サブホッパ２００内部のトナーが減少すると、それに応じて振動板２０１の振動の減衰が遅くなり、減衰率ζは大きくなる。従って、検知するべきトナー残量に応じた減衰率ζＳを閾値とすることにより、算出された減衰率ζに基づいて、サブホッパ２００内部のトナー残量が検知するべき残量（以降、「規定量」とする）にまで減少したことを判断することが可能である。
【００９０】
なお、サブホッパ２００内部のトナー残量が、振動板２０１の振動の減衰態様に直接影響するのではなく、トナー残量に応じて振動板２０１に対するトナーの接触状態が変化し、それによって振動板２０１の振動の減衰態様が定まる。従って、サブホッパ２００内部のトナー残量が同量であっても、振動板２０１に対するトナーの接触態様が異なれば、振動板２０１の減衰態様は異なってしまう。これに対して、本実施形態に係るサブホッパ２００内部のトナー残量の検知に際しては、常に撹拌部材２０５によってサブホッパ２００内部のトナーは撹拌されている。従って、振動板２０１に対するトナーの接触状態を、ある程度はトナー残量に応じて定まるようにすることができる。これにより、トナー残量が同量であっても振動板２０１に対するトナーの接触態様が異なることにより、検知結果が異なってしまうという弊害を回避することができる。
【００９１】
Ｓ２２０４の判断の結果、算出した減衰率ζが閾値未満であれば（Ｓ２２０４／ＮＯ）、ＣＰＵ２２１は、サブホッパ２００内部には十分な量のトナーが保持されていると判断し、そのまま処理を終了する。他方、算出した減衰率ζが閾値以上であれば（Ｓ２２０４／ＹＥＳ）、ＣＰＵ２２１は、サブホッパ２００内部のトナー量が規定量を下回っていると判断し、トナー切れ検知を行って処理を終了する（Ｓ２２０５）。Ｓ２２０５の処理によりトナー切れ検知を行ったＣＰＵ２２１は、画像形成装置１００を制御するより上位のコントローラに対して、トナー残量が規定量を下回ったことを示す信号を出力する。これにより、画像形成装置１００のコントローラは、特定の色についてのトナー切れを認識し、トナーボトル３３からトナーの供給を行うことが可能となる。
【００９２】
次に、本実施形態に係る磁束センサ２１０の発振信号の周波数、ＣＰＵ２２１によるカウント値の取得周期（以降、「サンプリング周期」とする）、振動板２０１の固有振動数の関係について説明する。図４０は、振動板２０１の１周期分における振動について、サンプリングされたカウント値を示す図である。図４０において、振動板２０１の振動の周期はＴｐｌａｔｅであり、サンプリング周期はＴｓａｍｐｌｅである。
【００９３】
図３７〜図３９において説明した態様により振動板２０１の減衰率ζを高精度に算出すためには、振動板２０１の振動のピーク値を高精度に取得する必要がある。そのためには、Ｔｐｌａｔｅに対して十分なカウント値のサンプル数が必要であり、そのためにＴｓａｍｐｌｅはＴｐｌａｔｅに対して十分小さい必要がある。図４０の例においては、Ｔｐｌａｔｅの１周期に対してカウント値のサンプル数は１０個である。すなわち、ＴｓａｍｐｌｅはＴｐｌａｔｅの１／１０である。図４０の態様によれば、図中のＴｐｅａｋの期間内に必ずサンプリングを行うこととなり、ピーク値を高精度に取得することが可能である。
【００９４】
従って、仮にＣＰＵ２２１のサンプリング周期Ｔｓａｍｐｌｅを１［ｍｓ］とすると、振動板２０１の振動周期Ｔｐｌａｔｅは１０［ｍｓ］以上とすることが好ましい。換言すると、ＣＰＵ２２１のサンプリング周波数１０００［Ｈｚ］に対して、振動板２０１の固有振動数は１００［Ｈｚ］程度であることが好ましく、より好適にはそれ以下であることが好ましい。このような振動板２０１の固有振動数は、振動板２０１の材質、振動板２０１の厚みをはじめとした寸法及び重り２０２の重量を調整することによって実現される。他方、サンプリング周期毎にサンプリングされるカウント値の値が小さすぎると、振動板２０１の振動に応じたサンプルごとのカウント値の変化が小さくなり、減衰率ζを精度よく算出することが出来なくなる。ここで、サンプリングされるカウント値の値は磁束センサ２１０の発振周波数に準じた値となる。
【００９５】
一般的に磁束センサ２１０の発振周波数は数［ＭＨｚ］のオーダーであり、１０００［Ｈｚ］のサンプリング周波数でサンプリングを行う場合、サンプリングタイミング毎に１０００以上のカウント値を得ることができる。従って、上述したようなＴｐｌａｔｅ、Ｔｓａｍｐｌｅのオーダーにより、減衰率ζを高精度に算出することが可能である。ただし、振動板２０１の振動による磁束センサ２１０と振動板２０１との間隔の変化に対して、磁束センサ２１０の発振周波数の変化量が十分になければ、図３７に示すような時間に対するカウント値の振動の振幅が小さくなってしまう。その結果、減衰率ζの変化も小さくなってしまい、振動板２０１の振動によるトナー残量検知の精度も低下してしまう。
【００９６】
磁束センサ２１０と振動板２０１との間隔の変化に対する磁束センサ２１０の発振周波数の変化量を大きくするためには、図２９に示すような特性に基づいて、磁束センサ２１０と振動板２０１との配置間隔を決定する必要がある。例えば、図中の矢印の区間に示すように、磁束センサ２１０と振動板２０１との間隔の変化に対する発振周波数の変化が急峻な範囲に含まれる間隔を、磁束センサ２１０と振動板２０１との配置間隔として決定することが好ましい。
【００９７】
図４１は、磁束センサ２１０と振動板２０１との配置間隔の調整態様を示す図である。図４１に示すように、磁束センサ２１０と振動板２０１との配置間隔ｇの調整は、磁束センサ２１０及び振動板２０１が取り付けられるサブホッパ２００の筐体２００ａの厚みや、振動板２０１が固定される固定部２０１ａの厚みによって調整することが可能である。
【００９８】
以上、説明したように、本実施形態に係るトナーの残量検知の方法によれば、振動板２０１の振動というデリケートな事象に対するトナーの影響を検知する。また、トナーの圧力等を直接検知する態様とは異なり、振動板の振動を介して検知するため、精度の向上が困難な圧力センサなどを用いることがなく、容器内のトナーの残量を高精度に検知することが可能となる。
【００９９】
また、本実施形態においてセンサとして用いられる磁束センサ２１０によるセンシングの対象となる振動板２０１は振動していることが前提である。そのため、仮に振動板２０１にトナーが付着したとしても、振動によって付着したトナーが振り落されることとなり、トナーの付着による検知精度の低下を避けることが可能である。また、本実施形態においてセンサとして用いられる磁束センサ２１０とセンシングの対象である振動板２０１との間には物理的な接触が不要である。そのため、磁束センサ２１０をトナーの容器の外側に設けたとしても、容器の筐体に穴をあけて物理的なアクセスを確保する必要がない。そのため、容易に取り付け可能であり生産性を向上することが可能である。
【０１００】
また、本実施形態に係る態様によれば、トナー残量の検知は、Ｓ２２０１のように振動板２０１が撹拌部材２０５によって押し付けられて変位したことをトリガーとし、その後のピーク値を取得した上で実行される。従って、振動板２０１が撹拌部材２０５によって図３２に示すように押し込まれている状態ではトナー残量の検知結果は得られない。これに対して、圧力センサ等によりトナー残量に応じた圧力を検知する態様の場合、容器内においてトナーを撹拌する撹拌部材によって押し付けられた圧力と、トナー残量に応じて発生する圧力との区別が困難であり、検知精度の向上が困難である。本実施形態に係る態様によれば、このような課題を解決することができる。
【０１０１】
なお、上記実施形態においては、磁束センサ２１０によるセンシングの対象として、金属素材の板状部材である振動板２０１を用いる場合を例として説明した。しかしながらこれは一例である。振動板２０１に求められる条件は、図４０において説明したような所定の振動数による振動を生じること、磁束センサ２１０との間隔の変化に応じて磁束に影響を与え、磁束センサ２１０の発振信号の周波数に影響を与えることである。
【０１０２】
上記実施形態においては、磁束センサ２１０に近づくほど磁束を打ち消してインダクタンスＬを減少させる金属材料を用いているが、逆に磁束センサ２１０に近づくほど磁束を増大させてインダクタンスＬを増大させる強磁性体の材料でも良い。上記実施形態においては、磁束センサ２１０の平面パターンコイル２１１によって生じる磁束に影響を与える観点や固有振動数の観点から板状の部材である振動板２０１を磁束センサ２１０のセンシング対象としている。しかしながらこれは一例であり、振動すること及び磁束に影響することという条件を満たす限り、板状に限らず棒状の部品であっても良い。また、上記実施形態においては、磁束に影響を与える素材を用いて振動板２０１を形成し、磁束センサ２１０によって振動板２０１の振動の減衰を検知する態様を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、板状の部材の振動の減衰というデリケートな事象に対するトナーの影響により容器内のトナーの残量を検知する態様であれば良い。
【０１０３】
従って、磁束センサ２１０を設けると共に振動板２０１を磁束に影響を与える素材で形成する態様に限らず、容器内に設けられた振動板２０１の振動を検知する機能を設けることにより上記と同様の効果を得ることが可能である。そのような態様としては、例えは、振動板２０１の振動が伝わる位置に振動を直接検知するためのセンサを設ける態様が考えられる。センサを設ける位置としては、例えば固定部２０１ａや重り２０２等が考えられる。
【０１０４】
また、サブホッパ２００における振動板２０１及び磁束センサ２１０の配置により上述した規定量を調整することが可能である。図４２、図４３は、サブホッパ２００における振動板２０１及び磁束センサ２１０の配置と規定量との関係を示す図である。図４２の場合、サブホッパ２００内部に保持されているトナーの高さが、図中に示す破線Ａの高さよりも低くなるとトナーが振動板２０１に接触しなくなる。従って、図中の破線Ａの高さ近辺において、トナー残量が規定量を下回ったことが検知される。他方、図４３の場合、振動板２０１及び磁束センサ２１０の配置高さは図４２よりも低くなっている。そして、サブホッパ２００内部に保持されているトナーの高さが、図中に示す破線Ｂの高さよりも低くなるとトナーが振動板２０１に接触しなくなる。従って、図中の破線Ｂの高さ近辺において、トナー残量が規定量を下回ったことが検知される。
【０１０５】
このように振動板２０１及び磁束センサ２１０の配置により規定量を調整する態様は、例えばＣＭＹＫ各色のトナーの供給状態を調整するために用いることが可能である。例えばＣＭＹＫのうち使用頻度の高い色については、図４２に示すように振動板２０１及び磁束センサ２１０を比較的高めに配置する。他方、使用頻度の低い色については、図４３に示すように振動板２０１及び磁束センサ２１０を比較的低めに配置する。このような調整により、使用頻度に応じて効率的にトナーを供給することが可能となる。
【０１０６】
次に、トナー補給装置６０の動作タイミングについて説明する。印刷動作により現像装置７内のトナーが消費されると、それを補うためにトナー補給装置６０を駆動して、サブホッパ２００内から現像装置７にトナーを補給する。そして、このように現像装置７へトナー補給を行い、サブホッパ２００内のトナーが消費されると、磁束センサ２１０の検知結果に基づいてサブホッパ２００内のトナー有無の判定を制御部９０が行う。制御部９０が「トナー無し」と判定すると、第一駆動モータ１８２ａを駆動しトナー収容器３２からサブホッパ２００にトナーを搬送する。一方、制御部９０が「トナー有り」と判定した場合には、第一駆動モータ１８２ａを駆動せず、トナー収容器３２からサブホッパ２００へのトナー搬送を行わない。
【０１０７】
磁束センサ２１０は、サブホッパ２００の撹拌部材２０５が一周されると、振動板２０１が振動しトナー有無検知を行う。本実施形態では、回転軸２０４の回転に伴って撹拌部材２０５が一周１４５［ｍｓ］以下の周期で回転可能なように駆動される。サブホッパ２００内のトナーは、現像装置７が画像形成（印刷）のためにトナーを消費し、現像装置７内のトナーが不足したと判断したときに、サブホッパ２００から必要分のトナーを現像装置７に供給する。
【０１０８】
トナー補給装置６０によって現像装置７にトナー補給動作をすると、トナーボトル３３内にトナーがどれだけ残っているかを、通紙枚数や画素カウントなどを用いて計算しながら印刷動作を行う。そして、その計算で求めたトナーボトル３３内のトナー量が、所定の閾値以下になると、印刷動作は可能であるがトナー残量が少なくなっている状態であると推定する。このような状態を、本実施形態では「推定ニアエンド」と定義する。この推定ニアエンドでは、トナーボトル３３内のトナー残量が少なくなっており、新しいトナーボトル３３を準備するべきことを、画像形成装置の表示部を通じてユーザーに報知する。
【０１０９】
そして、実際にトナーボトル３３のトナーを使い切り、サブホッパ２００内にトナーが僅かに残っている状態では、印刷動作が可能であるが、トナーボトル３３を新しいものに交換する必要がある。このような状態を、本実施形態では「確定ニアエンド」と定義する。この確定ニアエンドでは、トナーボトル３３内にトナーが無く、トナーボトル３３の交換が必要であることを、画像形成装置の表示部を通じてユーザーに報知する。
【０１１０】
確定ニアエンドからトナーボトル３３を交換せず印刷動作を行い、トナー補給装置６０によってサブホッパ２００から現像装置７にトナー補給動作を行っていくと、サブホッパ２００内のトナーも使い切った状態となる。この状態のまま印刷動作を行うと、サブホッパ２００から現像装置７にトナー補給を行えないため、現像装置７内のトナー量が少なくなりすぎてしまい、現像された画像が狙いの画像濃度より薄くなってしまう。そのため、確定ニアエンドからの印刷動作による現像装置７のトナー消費量を通紙枚数や画素カウントによって計算で求め、その求めたトナー消費量が所定の閾値以上となったら印刷動作を行えない状態にする。このような状態を、本実施形態では「トナーエンド」と定義する。このトナーエンドでは、トナーボトル３３を交換する旨の報知を、画像形成装置の表示部を通じてユーザーに行う。
【０１１１】
確定ニアエンドの動作を以下に述べる。印刷動作が開始され、トナーが画像形成により現像装置７から消費されると、通紙枚数や画素カウントなどから現像装置７に必要なトナー量が算出され、その分のトナーをサブホッパ２００から現像装置７に供給する。このとき、撹拌部材２０５が設けられた回転軸２０４を回転駆動させるトナー補給モータは、現像装置７への必要なトナー補給量に応じて、０．１〜０．２１［ｓ］駆動し、サブホッパ２００内の撹拌部材２０５が１８０±２０［ｍｓ］以上で一回駆動する。このように撹拌部材２０５が一回駆動することで、磁束センサ２１０によりサブホッパ２００内のトナー有無検知を必ず行うことができる。
【０１１２】
本実施形態ではサブホッパ２００が一回駆動したとき、サブホッパ２００の駆動中とサブホッパ２００の駆動直後との二回トナー有無検知を行う。トナー有無検知結果が、トナー無しの場合には、トナーボトル３３を２［ｓ］駆動する。これを本実施形態では「リカバリ充填動作」と定義する。なお、確定ニアエンド以外のときにおけるトナーボトル３３からサブホッパ２００へのトナー供給では、トナーボトル３３を０．９［ｓ］駆動する。一方、トナー有りの場合は、トナーボトル３３を駆動しない。なお、本実施形態においては、サブホッパ２００から現像装置７へのトナー供給能力に比べて、トナーボトル３３からサブホッパ２００へのトナー供給能力を大きく設定している。
【０１１３】
トナー有り検知が４回（サブホッパ二回駆動分）連続したとき、リカバリ充填動作は正規に行われたと判断し完了となる。これは、磁束センサ２１０が誤ってトナー有りと誤検知したときを想定し、トナー有り検知が４回連続したならばトナー有りは正しいと判断する。
【０１１４】
図４４は、トナー有り検知で誤検知があった場合におけるタイミングチャートである。トナー有りカウントの更新は、トナー補給モータ駆動中１回と、トナー補給モータＯＦＦ後１回で行う。図４４の本体検知出力のチャートに四角枠で示すように、最初のトナー補給モータ駆動中及びＯＦＦ後にはトナー有りを検知しているため、２回連続でトナー有りを検知している。しかし、次のトナー補給モータ駆動中及びＯＦＦ後にはトナー無しを検知しているため、図４４のタイミングチャートでは、トナー有り検知が２回連続しか続いていない。このようにトナー有り検知が３回以下しか連続して続かなければ、トナー有り検知が誤検知によるものであるとしトナー無しが正しいと判断する。そして、磁束センサ２１０によるサブホッパ２００内のトナー有無検知の検知結果が、トナー無しが続いてサブホッパ２００内のトナーが無くなったと判定されたとき、トナーボトル３３の交換表示且つ印刷不可となりトナーエンドの状態となる。
【０１１５】
確定ニアエンド中のユーザーの動作としては、例えば、次の３通り考えられる。
【０１１６】
図１は、ユーザーによってトナーが入った新しいトナーボトル３３に交換され、リカバリ充填動作が正常に終了した場合におけるタイミングチャートである。確定ニアエンド中のユーザーによる動作の一つ目として、確定ニアエンドでトナーボトル３３の交換が必要であることを、ユーザーに報知した後、ユーザーによってトナーが入った新しいトナーボトル３３に交換される場合が考えられる。この場合、新しいトナーボトル３３に交換されたことを、トナーボトル３３に配置された通信タグ３５によって画像形成装置は検知する。その後、上述したように印刷動作によってサブホッパ２００の駆動とトナーボトル３３の駆動とが行われる。そして、その途中、磁束センサ２１０によるサブホッパ２００内のトナー有無検知の検知結果が、４回連続トナー有りを検知したときにリカバリ充填動作が完了となる。なお、トナーボトル３３の交換後、何らかの不具合により、トナーボトル３３の駆動を累積４０［ｓ］以上行ってもリカバリ充填動作が完了とならず、サブホッパ２００内のトナーが無くなったと判断されたらトナーエンドの状態になる。図１の本体検知出力のチャートに四角枠で示すように、トナーボトルモータＯＦＦ後、最初のトナー補給モータ駆動中及びＯＦＦ後にはトナー有りを検知しているため、２回連続でトナー有りを検知している。そして、その次のトナー補給モータ駆動中及びＯＦＦ後にも２回連続でトナー有りを検知している。そのため、図１のタイミングチャートでは、トナー有り検知が４回連続したのでトナー有りは正しいと判断され、リカバリ充填動作が完了となる。
【０１１７】
なお、トナーボトル３３の駆動は、本体検知出力が「トナー無し」のときに行う。また、トナー有りカウントの更新は、トナー補給モータ駆動中１回と、トナー補給モータＯＦＦ後１回で行う。また、磁束センサ出力は、振動板２０１が弾かれたときに検知結果を更新する。また、装置本体の制御部９０は、磁束センサ出力を２００［ｍｓ］毎に見に行き、直前の１０回のうち８回以上、磁束センサ出力が「トナー無し」ならば、本体検知出力は「トナー無し」と判定する。
【０１１８】
図４５は、トナーボトル３３を交換せずそのまま使用した場合（トナーボトル３３の再セットを含む）におけるタイミングチャートである。確定ニアエンド中のユーザーによる動作の二つ目として、確定ニアエンドでトナーボトル３３の交換が必要であることを、ユーザーに報知した後も、トナーボトル３３を交換せずそのまま使用する場合が考えられる。この場合、トナーボトル３３からサブホッパ２００内にトナーが供給されず、磁束センサ２１０によるサブホッパ２００内のトナー有無検知の結果は、図４５に示す四角枠で示すように何れのタイミングにおいてもトナー無しが続く。そのため、トナーボトル３３は交換されたが４回連続してトナー有りを検知せず、トナーボトル交換後、トナーボトル３３の駆動を累積４０［ｓ］以上行ってもリカバリ充填動作が完了しなければ、トナーエンドの状態になる。
【０１１９】
図４６は、ユーザーによってトナーがほとんど入っていないトナーボトル３３に交換され、トナーが僅かにサブホッパ２００内に入ってきた場合におけるタイミングチャートである。確定ニアエンド中のユーザーによる動作の三つ目として、確定ニアエンドでトナーボトル３３の交換が必要であることを、ユーザーに報知した後、ユーザーによってトナーがほとんど入っていないトナーボトル３３に交換される場合が考えられる。この場合、印刷動作によりサブホッパ２００の駆動とトナーボトル３３の駆動とが行われると、トナーが僅かにサブホッパ２００内に入っていき、図４６の本体検知出力のチャートに四角枠で示すように２回連続してトナー有りが検知される。しかしながら、その後は、トナーボトル３３からサブホッパ２００内にトナーが供給されず、磁束センサ２１０によるサブホッパ２００内のトナー有無検知に結果は、本体検知出力のチャートに四角枠で示すようにトナー無しが続く。そのため、トナーボトル３３は交換されたが４回連続してトナー有りを検知せず、トナーボトル交換後、トナーボトル３３の駆動を累積４０［ｓ］以上行ってもリカバリ充填動作が完了しなければ、トナーエンドの状態になる。
【０１２０】
確定ニアエンド中は、印刷動作を契機にしてリカバリ充填動作を行うため、ユーザーは充填動作を待たずに印刷動作を行うことができる。もし、トナーエンドに達していた場合は、印刷不可の状態であるため、サブホッパ２００にトナーを充填完了するまでは印刷を開始することができず、ユーザーはリカバリ充填動作が完了するのを待たなければならず不満の原因になり得る。トナーエンド後の充填動作にリカバリ充填動作の動作を適用しても良いが、サブホッパ２００内のトナーが無い状態のため、現像装置７内のトナーが不足し、画像の濃度低下を引き起こす場合がある。
【０１２１】
図４７に、確定ニアエンド中の制御フローの一例を示す。まず、確定ニアエンドとなったら（Ｓ１）、トナーボトル駆動時間ＳＰ値を０にする（Ｓ２）。次に、トナー有りカウントを０にする（Ｓ３）。そして、トナー補給モータが駆動しているか判断する（Ｓ４）。トナー補給モータが駆動していなければ（Ｓ４でＮｏ）、トナー補給モータが駆動されるまで同様の判断を繰り返し行う。一方、トナー補給モータが駆動していれば（Ｓ４でＹｅｓ）、磁束センサ２１０がトナー有りを検知しているか判断する（Ｓ５）。磁束センサ２１０でトナー有りを検知していれば（Ｓ５でＹｅｓ）、トナー有りカウントを＋１加算し（Ｓ６）、トナー有りカウントが４以上となったか判断する（Ｓ７）。トナー有りカウントが４以上となっていれば（Ｓ７でＹｅｓ）、確定ニアエンドリカバリが成功したと判断し（Ｓ８）、確定ニアエンド中の動作フローを終了する。一方、トナー有りカウントが４未満であれば（Ｓ７でＮｏ）、前述したＳ４の処理に戻り、前述したのと同様の処理を行っていく。
【０１２２】
前述したＳ５の処理で、磁束センサ２１０でトナー有りを検知していない、言い換えれば、トナー無しを検知していれば（Ｓ５でＮｏ）、トナー有りカウントを０にする（Ｓ９）。そして、トナーボトル３３が駆動中であるかを判断する（Ｓ１０）。トナーボトル３３が駆動中でなければ（Ｓ１０でＮｏ）、トナーボトル３３を駆動し（Ｓ１１）、トナーボトル駆動時間ＳＰ値を０にした後、トナーボトル駆動時間ＳＰ値を加算していく（Ｓ１２）。次に、ユーザーに対しトナーボトル３３の交換が必要であることを画像形成装置の表示部を通じて報知したか（確定ニアエンドトナー交換フラグ＝１）を判断する（Ｓ１３）。トナーボトル３３の交換が必要であることを報知していれば（Ｓ１３でＹｅｓ）、充填時間カウントが４００００［ｍｓ］以上であるかを判断する（Ｓ１４）。充填時間カウントが４００００［ｍｓ］以上であれば（Ｓ１４でＹｅｓ）、通紙枚数及び画素カウントによるトナーエンド判定で、トナーエンドであると判定されたか判断する（Ｓ１５）。トナーエンドであると判定されていれば（Ｓ１５でＹｅｓ）、トナーエンドに移行し（Ｓ１６）、確定ニアエンド中の動作フローを終了する。
【０１２３】
前述したＳ１０の処理で、トナーボトル３３が駆動中であれば、ユーザーに対しトナーボトル３３の交換が必要であることを報知したか（確定ニアエンドトナー交換フラグ＝１）を判断し（Ｓ１３）、その後、前述したのと同様の処理を行っていく。また、前述したＳ１３の処理で、トナーボトル３３の交換が必要であることを報知していなければ（Ｓ１３でＮｏ）、通紙枚数及び画素カウントによるトナーエンド判定で、トナーエンドであると判定されたか判断し（Ｓ１５）、その後、前述したのと同様の処理を行う。また、前述したＳ１４の処理で、充填時間カウントが４００００［ｍｓ］未満であれば（Ｓ１４でＮｏ）、前述したＳ４の処理に戻り、前述したのと同様の処理を行っていく。また、前述したＳ１５の処理で、トナーエンドであると判定されていなければ（Ｓ１５でＮｏ）、前述したＳ４の処理に戻り、前述したのと同様の処理を行っていく。
【０１２４】
なお、サブホッパ２００内のトナー量検知の方法としては、撹拌部材を回転駆動させる駆動モータの駆動トルクからトナー量を検知するものであってもよい。すなわち、サブホッパ２００内のトナー量が少ないほど撹拌部材を回転駆動させるのに必要な駆動モータの駆動トルクは小さくなる。よって、例えば、駆動モータの駆動トルクが、所定値よりも高い場合にサブホッパ２００内にトナーが有ると検知し、所定値よりも低い場合にサブホッパ２００内にトナーが無いと検知するようにすればよい。
【０１２５】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
トナーなどの粉体を収容するトナーボトル３３などの粉体収容容器と、前記粉体収容容器から供給された粉体を一時的に貯留するサブホッパ２００などの粉体貯留部と、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給するための粉体供給手段と、粉体貯留部内に回転可能に設けられ該粉体貯留部内の粉体を撹拌搬送する撹拌部材２０５などの粉体撹拌搬送部材と、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させる粉体撹拌搬送部材駆動手段と、前記粉体貯留部内の粉体量を検知する磁束センサ２１０などの粉体量検知手段と、を備え、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、前記粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施するトナー補給装置６０などの粉体補給装置において、前記粉体量検知手段は、前記粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる前記粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、該粉体貯留部内の粉体量を検知するものであり、前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように前記粉体供給手段を制御する制御部９０などの制御手段を有する。
（態様Ａ）においては、粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、粉体が消費された粉体補給対象に粉体貯留部から粉体を補給する粉体補給動作を契機にして、前記粉体供給手段により粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を実施する。これにより、粉体供給動作で粉体が供給された粉体貯留部内の粉体量の検知を、粉体を消費し粉体の補給が必要な粉体補給対象への粉体貯留部からの粉体補給動作中に行うことが可能となる。また、前記粉体補給動作における粉体撹拌搬送部材の回転駆動に伴って得られる粉体貯留部内の粉体量に関する情報から、粉体供給動作で粉体が供給された粉体貯留部内の粉体量を検知することが可能となる。よって、粉体補給対象への不必要な粉体補給を抑えつつ、粉体量検知手段により粉体貯留部内の粉体量を検知して、粉体貯留部内の粉体が所望の粉体量となるように、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を行うことができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、所定の情報を使用者に報知する報知手段を有しており、前記報知手段は、前記粉体量検知手段の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部の粉体量が所定量よりも少なくなったときに、前記粉体収容容器の交換を促す報知を行ない、その報知後における前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体供給手段が前記粉体供給動作を実施する。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体補給対象に過剰な粉体を送ることなく、粉体貯留部のリカバリ充填動作を行うことができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、前記粉体補給動作の一動作当たりの動作時間は、前記粉体撹拌搬送部材の一回転周期以上の時間である。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体撹拌搬送部材が動作すると必ず粉体量検知手段によって粉体量の検知を行うことが可能となる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれかにおいて、前記粉体供給手段の一回当たりの駆動時間が固定されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体搬送量が過剰になって粉体詰まりが生じるのを抑制することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）のいずれかにおいて、前記粉体収容容器が交換されたのを検知する粉体収容容器交換検知手段を有しており、前記粉体収容容器交換検知手段により前記粉体収容容器が交換されたのを検知した後、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部への粉体供給動作を一定時間行わないと、前記粉体収容容器が空であることを前記報知手段が報知しない。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体収容容器を交換したのにも関わらず、粉体収容容器が空であると報知してしまうのを抑制することができる。また、ほとんど粉体の入っていない粉体収容容器に交換された場合、僅かに残った粉体を粉体貯留部に送ることができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）のいずれかにおいて、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に所定量以上の粉体が充填されたことを確定する条件が、前記粉体補給動作が二回以上行われたときにおける前記粉体量検知手段の検知結果を参照し、その参照した検知結果が全て前記所定量以上の粉体が前記粉体貯留部に有るという結果に基づく。これによれば、上記実施形態について説明したように、一時的に粉体量検知手段が誤検知したとしても、使用者に誤った情報を報知するのを抑制できる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｆ）のいずれかにおいて、前記粉体量検知手段は、前記粉体貯留部に振動可能に設けられた振動部材と、前記振動部材を振動させる振動付与手段と、前記振動部材の振動状態を検知する振動検知手段と、を有し、前記振動検知手段の検知結果に基づいて前記粉体貯留部に貯留された粉体の量を検知するものであり、前記振動付与手段は、前記粉体撹拌搬送部材であって、回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記振動部材を弾くことで該振動部材に弾性変形と復元とを繰り返させて該振動部材を振動させるものである。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体量の検知精度を向上させることができる。
（態様Ｈ）
（態様Ｇ）において、前記振動検知手段は、対向する空間を通る磁束の状態に応じた周波数の信号を出力する発振部を有しており、前記振動部材は、前記粉体貯留部を構成する筐体を介して前記発振部と対向すると共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成されており、前記粉体量検知手段は、前記発振部の発振信号の周波数に関する周波数関連情報を所定の周期で取得し、前記振動部材の振動に応じて変化する前記周波数関連情報の変化に基づいて検知された前記振動部材の振動状態の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部内の粉体量を検知する。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧力センサなどにより粉体量の検知を行う場合よりも、検知精度を向上させることができる。
（態様Ｉ）
像担持体と、現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像手段と、前記現像手段で使用される現像剤を収容する現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器内の現像剤を前記現像手段に補給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、前記現像剤補給手段として、（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）のいずれか一記載の粉体補給装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１        プロセスユニット
２        感光体ユニット
３        感光体
４        ドラムクリーニング装置
５        帯電装置
６        帯電ローラ
７        現像装置
８        第一現像剤搬送スクリュウ
９        第一剤収容室
１０      トナー濃度センサ
１１      第二現像剤搬送スクリュウ
１２      現像ロール
１３      ドクターブレード
１４      第二剤収容室
１５      現像スリーブ
１６      マグネットローラ
１７      トナー補給口
１８      連通口
１９      連通口
２０      光書込ユニット
２１      ポリゴンミラー
２２      第一給紙カセット
２２ａ    第一給紙ローラ
２３      第二給紙カセット
２３ａ    第二給紙ローラ
２４      給紙路
２５      搬送ローラ対
２６      レジストローラ対
３２      トナー収容器
３３      トナーボトル
３４      容器先端カバー
３４ｂ    色非互換リブ
３５      通信タグ
４０      転写ユニット
４１      中間転写ベルト
４５      一次転写ローラ
４６      二次転写バックアップローラ
４７      駆動ローラ
４９      テンションローラ
５０      二次転写ローラ
６０      トナー補給装置
６４      トナー落下搬送路
６５      揺動部材
７０      収容器搭載部
７１      挿入口形成部
７２      容器受部
７３      先端受部
８０      定着装置
８１      加圧加熱ローラ
８２      定着ベルトユニット
８３      加熱ローラ
８４      定着ベルト
８５      テンションローラ
８６      駆動ローラ
８７      排紙ローラ対
８８      スタック部
９０      制御部
１００    画像形成装置
１１２    現像器
１１７    トナーボトル
１１９    サブホッパ供給路
１２０    トナーボトル供給路
１８０    駆動機構
１８１ａ  収容器側駆動機構部
１８１ｂ  サブホッパ側駆動機構部
１８２ａ  第一駆動モータ
１８２ｂ  第二駆動モータ
２００    サブホッパ
２００ａ  筐体
２０１    振動板
２０１ａ  固定部
２０２    重り
２０３    嵌め込み部
２０４    回転軸
２０５    撹拌搬送部材
２０５ｂ  丸型部
２１０    磁束センサ
２１１    平面パターンコイル
２１２    パターン抵抗
２１３    第一コンデンサ
２１４    第二コンデンサ
２１５    フィードバック抵抗
２１６    アンバッファＩＣ
２１７    アンバッファＩＣ
２１８    出力端子
２２０    コントローラ
２２１    ＣＰＵ
２２２    ＡＳＩＣ
２２３    タイマー
２２４    水晶発振回路
２３０    入出力制御ＡＳＩＣ
２３１    透磁率カウンタ
２３２    リード信号取得部
２３３    カウント値出力部
３０１    容器回転ギヤ
３０２    螺旋状突起
３０３    把手部
３０４    汲み上げ部
３０５    先端開口形成部
３３０    ノズル受入部材
３３１    ノズル受入口
３３２    容器シャッタ部材
３３３    容器シール部材
３３５ｂ  シャッタ支持開口部
３３６    容器シャッタバネ
３３９    ロック用開口
６０１    容器駆動出力ギヤ
６０２    フレーム
６０３    駆動モータ
６０３ａ  ウォームギヤ
６０４    駆動伝達ギヤ
６０５    搬送スクリュウギヤ
６０７    ノズルホルダ
６０８    セットカバー
６０９    容器ロック部材
６１０    ノズル開口部
６１１    搬送ノズル
６１１ａ  ノズル先端部
６１２    ノズルシャッタ部材
６１２ａ  ノズルシャッタ鍔部
６１２ｂ  ノズルシャッタ筒状部
６１３    ノズルシャッタバネ
６１４    搬送スクリュウ
６１５    容器セット部
７００    ＩＤチップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２７】
【特許文献１】特開２０１４−１７４５３０号公報
【図１】
2017138550.tif 000005
【図２】
2017138550.tif 000006
【図３】
2017138550.tif 000007
【図４】
2017138550.tif 000008
【図５】
2017138550.tif 000009
【図６】
2017138550.tif 000010
【図７】
2017138550.tif 000011
【図８】
2017138550.tif 000012
【図９】
2017138550.tif 000013
【図１０】
2017138550.tif 000014
【図１１】
2017138550.tif 000015
【図１２】
2017138550.tif 000016
【図１３】
2017138550.tif 000017
【図１４】
2017138550.tif 000018
【図１５】
2017138550.tif 000019
【図１６】
2017138550.tif 000020
【図１７】
2017138550.tif 000021
【図１８】
2017138550.tif 000022
【図１９】
2017138550.tif 000023
【図２０】
2017138550.tif 000024
【図２１】
2017138550.tif 000025
【図２２】
2017138550.tif 000026
【図２３】
2017138550.tif 000027
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2017138550.tif 000030
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2017138550.tif 000033
【図３０】
2017138550.tif 000034
【図３１】
2017138550.tif 000035
【図３２】
2017138550.tif 000036
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2017138550.tif 000039
【図３６】
2017138550.tif 000040
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2017138550.tif 000044
【図４１】
2017138550.tif 000045
【図４２】
2017138550.tif 000046
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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