(57)【要約】【課題】容器内にある流動性を有する粉体の残量を高精度に検知する新規な装置を提供する。【解決手段】本発明に係る粉体検知装置２０００は、流動性を有する粉体の容器２００内における残量を検知する粉体検知装置であって、容器内に、その一端側２１０Ａが固定されて配置され、容器内の粉体の影響を受けて振動する振動部２１０と、振動部の振動状態を検知する振動検知部１０と、振動部の他端側２１０Ｂに接触して振動部を振動させる振動付与部２０５を備え、振動部２１０及び振動検知部２０５は、容器の筐体２００Ａを介して互いに対向配置され、振動部と振動付与部の干渉量を、振動部と筐体の隙間よりも大きくした。【選択図】図３５
2017151215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性を有する粉体の容器内における残量を検知する粉体検知装置であって、
前記容器内に、その一端側が固定されて配置され、前記容器内の粉体の影響を受けて振動する振動部と、
前記振動部の振動状態を検知する振動検知部と、
前記振動部の他端側に接触して前記振動部を振動させる振動付与部を備え、
前記振動部及び前記振動検知部は、前記容器の筐体を介して互いに対向配置され、
前記振動部と前記振動付与部の干渉量を、前記振動部と前記筐体の隙間よりも大きくした粉体検知装置。
【請求項２】
前記振動部は、一端側を前記容器に固定された振動板と、
前記振動板の他端側に設けられ、前記振動付与部側に向けて突出した突出部と、を有し、且つ、該突出部が前記振動付与部と接触し、当該接触を解除されることで前記振動板とともに振動するように構成されている請求項１に記載の粉体検知装置。
【請求項３】
前記突出部は、前記振動板に対して固定部において固定され、
前記固定部は、前記振動板から前記筐体側に向け突出する形状を有し、
前記固定部の突出形状における前記振動板の前記筐体側の面よりも前記筐体側に突出した部分の高さは０．４ｍｍ以下である請求項２に記載の粉体検知装置。
【請求項４】
前記筐体は、少なくとも前記振動部の一端側が圧入される凹部を有し、
前記振動部の一端側と前記凹部との圧入量をＸ１としたとき、
前記圧入量Ｘ１は、０．０５ｍｍ以上である請求項２または３に記載の粉体検知装置。
【請求項５】
前記振動部の一端側の厚さをＬ６とし、前記振動部の一端側の厚さと同方向への前記凹部の幅をＸとしたとき、
Ｌ６−Ｘ＝０．０５以上ｍｍとなる請求項４に記載の粉体検知装置。
【請求項６】
前記振動板の一端側を保持する保持部を有し、
前記振動部の一端側の厚さＬ６は、前記振動板の一端側の厚さと、前記厚さと同方向における前記保持部の厚さとの和である請求項５に記載の粉体検知装置。
【請求項７】
前記振動板の一端側は、前記筐体に沿って平坦となる平板状である請求項２乃至６の何れか１項に記載の粉体検知装置。
【請求項８】
前記振動板は、前記一端側を支点として振動可能であり、前記筐体から離間する方向へ屈曲されている請求項２乃至７の何れか１項に記載の粉体検知装置。
【請求項９】
前記振動板は、前記振動検知部に対して近接離間する方向に振動可能に支持されていて、
前記容器内には、前記振動板の前記筐体側への変形を抑制する抑制部が設けられている請求項２乃至７の何れか１項に記載の粉体検知装置。
【請求項１０】
前記凹部は、前記振動板の一端における、前記振動付与部側に位置する面と、前記振動板の筐体側に位置する面とにそれぞれ接触する第一接触部と第二接触部を有し、
前記抑制部は、前記振動板の他端側に位置する端部から、前記第一接触部までの距離を、前記第二接触部までの距離よりも長く設定し、前記振動板の前記筐体側への変形を抑制するように構成されている請求項９に記載の粉体検知装置。
【請求項１１】
前記筐体側に位置する面と、前記振動付与部側に位置する面とは、前記第一接触部と前記第二接触部と面接触する請求項１０に記載の粉体検知装置。
【請求項１２】
前記振動検知部による検知結果に基づいて、前記容器内の粉体の残量を検知する検知処理部を備えた請求項１乃至１１の何れか１項に記載の粉体検知装置。
【請求項１３】
画像形成装置で用いられる顕色剤の残量を検知する顕色剤残量検知装置であって、
前記顕色剤の残量を、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の粉体検知装置によって検出する顕色剤残量検知装置。
【請求項１４】
流動性を備えた顕色剤で画像を形成する画像形成部と、
前記顕色剤の残量を検知する顕色剤残量検知装置を備え、
前記顕色剤残量検知装置として請求項１３に記載の顕色剤残量検知装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体検知装置、顕色剤残量検知装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕色剤の１つであり、流動性を有する粉体の現像剤を用いて、像担持体に形成された静電潜像を現像し、形成された画像を記録媒体に転写することによって画像形成出力を行う電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像剤を収容された現像装置に対して、現像剤の供給元となる容器から現像剤を供給する。このように供給される現像剤の残量を検知するための方法として、例えば、現像剤を撹拌するための部材によって被加圧シートを変形させ、この被加圧シートの変形に伴う被検知部材の変化を参照する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
被加圧シートの変形から現像剤の残量を検知する場合、容器内の現像剤の量が被加圧シートの変形に対して一様に反映されるとは限らず、被加圧シートの経時変化や、被加圧シートへの現像剤の付着など検知精度に課題がある。
【０００４】
本発明は、容器内にある流動性を有する粉体の残量を高精度に検知する新規な装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る粉体検知装置は、流動性を有する粉体の容器内における残量を検知する粉体検知装置であって、容器内に、その一端側が固定されて配置され、容器内の粉体の影響を受けて振動する振動部と、振動部の振動状態を検知する振動検知部と、振動部の他端側に接触して振動部を振動させる振動付与部を備え、振動部及び振動検知部は、容器の筐体を介して互いに対向配置され、振動部と振動付与部の干渉量を、振動部と筐体の隙間よりも大きくしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、容器内にある流動性を有する粉体の残量を高精度に検知する新規な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る粉体検知装置が搭載される画像形成装置の機械的構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る粉体である顕色剤の供給構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る容器の一形態であるサブホッパーの概観を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るサブホッパーの概観を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る粉体検知装置の振動検知部の回路構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る振動検知部の出力信号のカウント態様を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る振動検知部の概観を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る振動検知部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である。
【図９】本発明の実施形態に係る振動検知部と振動板との配置関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る振動部を磁束が通る際の作用を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る振動部と振動検知部との距離に応じた振動検知部の発振周波数を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る振動部の配置状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る振動部と振動付与部との配置関係を示す側面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る振動部と振動付与部との配置関係を示す側面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る振動部と振動付与部との配置関係を示す上面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る振動部と振動付与部との配置関係を示す側面図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る振動部の振動状態を示す上面図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る振動部の振動状態と顕色剤との関係を示す側面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る振動部の振動の減衰に応じて変化する振動検知部の発振周波数に応じたカウント値の経時変化を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る粉体である顕色剤の残量検知動作を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の実施形態に係るカウント値の解析態様を示す図である。
【図２２】本発明の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である。
【図２３】本発明の実施形態に係る振動検知部と振動部との間隔を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る振動検知部及び振動部の配置高さの例を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態に係る振動検知部及び振動部の配置高さの例を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態に係る振動検知部及び振動部を現像器に採用する場合の例を示す図である。
【図２７】本発明の実施形態に係るコイルの他の例を示す側面図である。
【図２８】本発明の実施形態に係るコイルの他の例を示す正面図である。
【図２９】本発明の実施形態に係る振動検知部と振動部の配置態様を示す図である。
【図３０】本発明の実施形態に係る振動検知部と振動部の配置態様を示す図である。
【図３１】本発明の実施形態に係る振動検知部と振動部の配置態様を示す図である。
【図３２】（ａ）は振動体と保持部と突出部とを備えた振動構成体の分解図、（ｂ）は振動構成体の構成を示す図。
【図３３】（ａ）は振動構成体を振動付与部側から見た斜視図、（ｂ）は振動構成体を筐体の内壁側から見た斜視図。
【図３４】（ａ）は筐体に設けられた凹部の一形態を示す図、（ｂ）は振動構成体が凹部に固定された状態を示す図。
【図３５】本発明の実施形態に係る振動部と振動付与部の干渉量と、振動部と筐体の隙間の関係を保説明する拡大図。
【図３６】振動付与部の特性を説明する模式図。
【図３７】曲げ形状部を有する振動体を備えた振動構成体の構成を説明する斜視図。
【図３８】（ａ）、（ｂ）は図３７の振動構成体の凹部に対する着脱状態を示す図。
【図３９】（ａ）は凹部の隙間を説明する図、（ｂ）は振動構造体の振動板と保持部の厚さを説明する図。
【図４０】圧入量を変化させたときの引き抜き力と落下試験の試験結果を示す図。
【図４１】圧入量と引き抜き力との関係を示す線図。
【図４２】（ａ）は振動構成体が凹部に圧入されたときに振動板が変形していない状態を示す図、（ｂ）は振動構成体が凹部に圧入されたときに振動板が変形した状態を示す図。
【図４３】抑制部を備えた実施形態を説明する図。
【図４４】（ａ）抑制部を備えた振動構成体の一端側の構成を説明する拡大断面図、（ｂ）は抑制部の構成を説明する拡大断面図。
【図４５】（ａ）、（ｂ）は抑制部の変形例を説明する図。
【図４６】振動板を屈曲させた振動構造体の構成と、凹部に圧入された状態を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体である感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像器と、現像剤であり顕色剤である粉体のトナーの供給元である容器との間でトナーを保持するサブホッパーにおけるトナーの残量検知を例として説明する。なお、数字の符号に付与するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色に対応する構成部材に付与する添え字であり、適宜省略する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００に含まれる画像形成出力のための構成を示す側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６Ｙ〜１０６Ｋが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、画像形成装置１００は、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。
【００１０】
また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一旦停止され、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５からの画像の転写位置Ｆ２に送り出される。
【００１１】
複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００１２】
搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、駆動モータにより回転駆動される。この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。
【００１３】
画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６Ｙが、イエローのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置１１１、現像器１１２Ｙ、感光体クリーナ１１３Ｙ、周知の除電器等から構成されている。光書き込み装置１１１は、画像形成部がそれぞれ有する感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。
【００１４】
画像形成に際し、感光体ドラム１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００１５】
トナー画像は、感光体ドラム１０９Ｙと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置Ｆ１）で、転写器１１５Ｙの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５上にイエローのトナーによる画像が形成される。
トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ１１３Ｙにより払拭された後、除電器により除電され、次の画像形成のために待機する。
【００１６】
以上のようにして、画像形成部１０６Ｙにより搬送ベルト１０５上に転写されたイエローのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
【００１７】
搬送ベルト１０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。
【００１８】
給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する転写位置Ｆ２において、搬送ベルト１０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙１０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００１９】
搬送ベルト１０５との対向部位には、ベルトクリーナ１１８が設けられている。ベルトクリーナ１１８は、図１に示すように、搬送ベルト１０５から用紙１０４への画像の転写位置Ｆ２の下流側であって、感光体ドラム１０９よりも上流側において搬送ベルト１０５に押し当てられたクリーニングブレードであり、搬送ベルト１０５の表面に付着したトナーを掻きとる顕色剤除去部である。
【００２０】
次に、現像器１１２に対して流動性を有する粉体であり顕色剤であるトナーを供給するための構成について図２を参照して説明する。Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色においてトナーの供給構成は概ね共通しており、図２においては１つの現像器１１２に対する供給構成を示す。トナーは、粉体収容容器であり顕色剤収容容器であるトナーボトル１１７に収容されており、図２に示すように、トナーボトル１１７からトナーボトル供給路１２０を介して容器としてのサブホッパー２００にトナーが供給される。
【００２１】
サブホッパー２００は、トナーボトル１１７から供給されるトナーを一時的に保持し、現像器１１２内部のトナー残量に応じて現像器１１２にトナーを供給する。具体的には、サブホッパー２００は、サブホッパー供給路１１９を介して現像器１１２にトナーを供給するよう構成される。トナーボトル１１７内部のトナーが無くなってサブホッパー２００にトナーが供給されなくなると、サブホッパー２００内部のトナー残量が低下し、最終的には画像濃度が低下し、画像品質に悪影響が生じてしまう。そのため、本実施形態では粉体検知装置２０００を用いて、サブホッパー２００内部のトナー量が少なくなった状態を検知し、トナーボトル１１７からのトナー供給を制御して、サブホッパー２００内部に所定のトナー残量があるように維持している。
【００２２】
図３は、サブホッパー２００の概観を示す斜視図である。サブホッパー２００を構成する筐体２００Ａの外壁２００Ａａには、振動検知部としての磁束センサ１０が取り付けられている。サブホッパー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（図２参照）の形成されたカバーが取り付けられる。サブホッパー２００内部に保持されているトナーは、図３に示すサブホッパー供給路１１９からサブホッパー２００の外部へ送り出される。
【００２３】
図４は、サブホッパー２００の内部を示す斜視図である。図４に示すように、サブホッパー２００内部に位置する筐体２００Ａの内壁２００Ａｂ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２００Ａｂは、図３において磁束センサ１０が取り付けられている外壁２００Ａａの裏側である。従って、振動板２０１は磁束センサ１０に対向するように配置されている。
【００２４】
振動板２０１は、長方形で金属製の板状の部品であり、長手方向の一端２０１Ａがサブホッパー２００の筐体２００Ａの内壁２００Ａｂ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（他端）２０１Ｂ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っている。
【００２５】
サブホッパー２００内部においては、内部のトナーを撹拌するための構成として、回転軸２０４及び撹拌部材２０５が設けられている。回転軸２０４は、サブホッパー２００内部で回転する軸である。撹拌部材２０５は、この回転軸２０４に、その一側端２０５Ａが固定されている。撹拌部材２０５は、回転軸２０４の回転に伴って回転することで、サブホッパー２００内部のトナーを撹拌する。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。
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、その他側端２０５Ｂ側で弾く機能を担う。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。この振動板２０１の振動を、磁束センサ１０で検知することにより、サブホッパー２００内部におけるトナーの残量を粉体検知装置２０００で検知する。
【００２６】
つまり、本実施形態に係る粉体検知装置２０００は、流動性を有する粉体であるトナーの容器２００（サブホッパー）内における残量を検知するものであって、次の構成要素を備えている。容器２００内部に、その一端２０１Ａが固定されて配置され、容器内のトナーの影響を受けて振動する振動部としての振動板２０１と、振動板２０１の振動状態を検知する振動検知部としての磁束センサ１０と、振動板の他端２０１Ｂ側に設けられた重り２０２に接触して振動板２０１を振動させる振動付与部としての撹拌部材２０５を備えている。この粉体検知装置２０００は、振動板２０１及び磁束センサ１０が、サブホッパー２００の筐体２００Ａを介して互いに対向配置されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る粉体検知装置２０００に用いられる磁束センサ１０の内部構成について、図５を参照して説明する。
図５に示すように、本実施形態に係る磁束センサ１０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り、平面パターンコイル１１、パターン抵抗１２、第一コンデンサ１３、第二コンデンサ１４、フィードバック抵抗１５、アンバッファＩＣ１６、１７及び出力端子１８を備えている。
【００２８】
平面パターンコイル１１は、磁束センサ１０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。平面パターンコイル１１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１１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１０は、平面パターンコイル１１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１０は、信号線の長さによって抵抗値が定まる回路抵抗ＲＬを有する。本実施形態の磁束センサ１０では、ほとんどの信号線が平面パターンコイル１１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１１の信号線による抵抗値とほぼ一致する。
【００２９】
パターン抵抗１２は、平面パターンコイル１１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１２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。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。パターン抵抗１２は、抵抗値ＲＰを有する。平面パターンコイル１１とパターン抵抗１２とは直列に接続されている。
【００３０】
第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４は、平面パターンコイル１１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１３及び第二コンデンサ１４は、平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２と直列に接続されている。平面パターンコイル１１、パターン抵抗１２、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４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。
【００３１】
フィードバック抵抗１５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ＩＣ１６及びアンバッファＩＣ１７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１８から出力される。
このような構成により、本実施形態に係る磁束センサ１０は、インダクタンスＬ、抵抗値ＲＰ、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４の静電容量Ｃに応じた周波数ｆで発振する。周波数ｆは、以下の式（１）によって表すことが出来る。
【００３２】
【数１】
2017151215.tif 000003
【００３３】
そして、インダクタンスＬは、平面パターンコイル１１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１０の発振周波数により、平面パターンコイル１１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。
【００３４】
また、上述したように、本実施形態に係る容器としてのサブホッパー２００における磁束センサ１０は、筐体２００Ａ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１１によって発生する磁束は、振動板２０１を通ることとなる。即ち、振動板２０１が平面パターンコイル１１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１０の発振信号の周波数に影響することとなる。
【００３５】
図６は、本実施形態に係る磁束センサ１０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１０に含まれる平面パターンコイル１１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１０は同一の周波数で発振を続ける。その結果、時間経過に応じてカウンタのカウント値は一様に増加し、図６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。
【００３６】
夫々のタイミングにおけるカウント値を、図６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（ｍｓｅｃ）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（ｍｓｅｃ）で割ることにより、図６に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間における磁束センサ１０の発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出する。
【００３７】
また、図６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（ｍｓｅｃ）で割ることにより発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出することができる。
【００３８】
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１０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１０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１０においては、平面パターンコイル１１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１８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１１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。このようにして確認された振動板２０１の状態に基づいてサブホッパー２００内部の粉体であり顕色剤であるトナーの状態を判断することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
図７は、本実施形態に係る粉体検知装置２０００に用いられる磁束センサ１０の概観を示す斜視図である。図７においては、図５において説明した平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２が形成されている面、即ち、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。
【００４１】
図７に示すように、平面パターンコイル１１が形成された検知面においては、平面パターンコイル１１と直列に接続されるパターン抵抗１２がパターニングされている。図５において説明したように、平面パターンコイル１１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１２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１０の機能が実現される。
【００４２】
この平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２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１０における透磁率の検知部である。磁束センサ１０をサブホッパー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。詳しく述べると、磁束センサ１０は、この検知部以外の箇所に切り欠形状を有しており、外壁２００Ａａに設けた突起と切り欠形状とを位置合わせすることで、検知部が振動板２０１に対向するように取り付けられる。取り付けに際しては、外壁２００Ａａに対して検知部側を接着したり、両面テープで貼り付けたり、検知部以外の箇所でネジ止めしたり、種々の取り付け方法を用いることができる。
【００４３】
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１０の出力値を取得する構成について、図８を参照して説明する。図８は、磁束センサ１０の出力値を取得するコントローラ２０及び磁束センサ１０の構成を示す図である。図８に示すように、本実施形態に係るコントローラ２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）２１、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・Ｓｐｅｃｉｆｉｃ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）２２、タイマ２３、水晶発振回路２４及び入出力制御ＡＳＩＣ３０を備えている。
【００４４】
ＣＰＵ２１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２０全体の動作を制御する。ＡＳＩＣ２２は、ＣＰＵ２１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。
【００４５】
タイマ２３は、水晶発振回路２４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ＣＰＵ２１に対して出力する。ＣＰＵ２１は、タイマ２３から入力される割込み信号に応じて、磁束センサ１０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２４は、コントローラ２０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。
【００４６】
入出力制御ＡＳＩＣ３０は、磁束センサ１０が出力する検知信号を取得して、コントローラ２０内部において処理可能な情報に変換する。図８に示すように入出力制御ＡＳＩＣ３０は、透磁率カウンタ３１、リード信号取得部３２及びカウント値出力部３３を含む。上述したように、本実施形態に係る粉体検知装置２０００に用いられる磁束センサ１０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。
【００４７】
透磁率カウンタ３１は、そのような磁束センサ１０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。即ち、透磁率カウンタ３１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。尚、本実施形態に係る磁束センサ１０はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の現像器１１２に接続される夫々のサブホッパー２００毎に設けられており、それに伴って透磁率カウンタ３１も複数設けられている。
【００４８】
リード信号取得部３２は、ＣＰＵ２１からの透磁率カウンタ３１のカウント値の取得命令であるリード信号を、ＡＳＩＣ２２を介して取得する。リード信号取得部３２は、ＣＰＵ２１からのリード信号を取得すると、カウント値出力部３３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３３は、リード信号取得部３２からの信号に応じて、透磁率カウンタ３１のカウント値を出力する。
【００４９】
なお、入出力制御ＡＳＩＣ３０へのＣＰＵ２１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ＡＳＩＣ３０に含まれる所定のレジスタにＣＰＵ２１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３３によるカウント値の出力は、入出力制御ＡＳＩＣ３０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ＣＰＵ２１が取得することによって行われる。図８に示すコントローラ２０は、磁束センサ１０とは別個に設けられても良いし、ＣＰＵ２１を含む回路として磁束センサ１０の基板上に実装されても良い。
【００５０】
このような構成において、ＣＰＵ２１がカウント値出力部３３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容器としてのサブホッパー２００内部のトナー残量を検知する。即ち、所定のプログラムに従ってＣＰＵ２１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３３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１０の周波数を示す周波数関連情報として用いられる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る粉体検知装置２０００に用いられる磁束センサ１０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９に示すように、磁束センサ１０において平面パターンコイル１１が形成されている面と振動板２０１とは、サブホッパー２００の筐体２００Ａ（図３、図４参照）を介して対向して配置されている。そして、図９に示すように、平面パターンコイル１１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。
【００５２】
振動板２０１は、例えばＳＵＳ板によって構成されており、図１０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１１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１０におけるインダクタンスＬが減少する。上記式（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。
【００５３】
平面パターンコイル１１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１１と振動板２０１との間隔によっても変化する。図１１は、平面パターンコイル１１と振動板２０１との間隔に応じた磁束センサ１０の発振周波数を示す図である。
【００５４】
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１１と振動板２０１との間隔に反比例する。従って、図１１に示すように、平面パターンコイル１１と振動板２０１との間隔が狭くなるほど、磁束センサ１０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。
【００５５】
本実施形態に係るサブホッパー２００においては、図１１に示すような特性を利用することにより、磁束センサ１０の発振周波数に基づいて振動板２０１の振動を検知する。つまり、本実施形態に係る粉体検知装置２０００は、検知した振動板２０１の振動に基づいてサブホッパー２００内部のトナー残量を検知するものであり、図９に示す振動板２０１及び磁束センサ１０、並びに磁束センサ１０の出力信号を処理する構成を備えている。この粉体検知装置２０００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となる。
【００５６】
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、空気抵抗等の定要因に加えて、サブホッパー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。
【００５７】
サブホッパー２００内部において、振動板２０１に接触するトナーは、サブホッパー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、サブホッパー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ー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。
【００５８】
次に、サブホッパー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１２は、振動板２０１の周辺の配置関係を示す斜視図である。図１２に示すように、振動板２０１は保持部２０６を介してサブホッパー２００の筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに固定されている。
【００５９】
図１３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１３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１３に示すように、重り２０２は、振動板２０１の振動部表面としての板面である側面２０１Ｃから突出した突出部であると共に、振動板２０１の板面に対して傾斜した形状となっている。この重り２０２の傾斜面２０２ａは、撹拌部材２０５の回転方向に沿って斜面が回転軸２０４に近づくように傾斜している。この重り２０２の傾斜面２０２ａは、撹拌部材２０５の他側端２０５Ｂが振動板２０１を振動させる際に、撹拌部材２０５の他側端２０５Ｂによって押され、弾かれる部分である。図１４は、図１３に示す状態から撹拌部材２０５が更に時計回り方向に回転した状態を示す側面図である。
【００６０】
撹拌部材２０５の他側端２０５Ｂ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に設けられた傾斜面２０２ａに伴って振動板２０１が筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに向かって押し込まれて変形することとなる。図１４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１４に示すように、振動板２０１及び重り２０２が撹拌部材２０５によって内壁２００Ａｂに向かって押し込まれる。
【００６１】
図１５は、図１４に示す状態を示す上面図である。振動板２０１は、保持部２０６を介してサブホッパー２００の筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに一端２０１Ａが固定されているため、保持部２０６（一端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他端２０１Ｂは、撹拌部材２０５によって内壁２００Ａｂに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は保持部２０６を基点として図１５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。
【００６２】
なお、図１５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２０５ｄ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出来る。
【００６３】
また、切り込み２０５ｄの始点には丸型部２０５ｅが設けられている。これにより、切り込み２０５ｄを境に撹拌部材２０５の撓み量が異なった場合に切り込み２０５ｄ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出来る。
【００６４】
図１６は、図１４に示す状態から更に撹拌部材２０５が時計回り方向に回転した状態を示す側面図である。図１６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１４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によって内壁２００Ａｂ側に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。
【００６５】
図１７は、図１６に示す状態を示す上面図である。図１６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。
【００６６】
図１６、図１７に示す状態において、振動板２０１は、サブホッパー２００の筐体２００Ａを介して対向している磁束センサ１０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１０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。
【００６７】
図１８は、サブホッパー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１８に示すようにサブホッパー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、サブホッパー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ー２００内部のトナー残量を検知することが出来る。
【００６８】
図１９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１０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１０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１９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。
【００６９】
図１９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１０に近づいていく。これにより、磁束センサ１０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。
【００７０】
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１０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１０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。
【００７１】
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。即ち、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１０との間隔の変化も時間経過と共に小さくなっていき、図１９に示すように、カウント値の時
間変化も同様に変化する。
【００７２】
ここで、上述したように、振動板２０１の振動は、サブホッパー２００内部のトナー残量が多い程早く減衰する。従って、図１９に示すような磁束センサ１０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ー２００内部のトナー残量を知ることが出来る。
【００７３】
そのため、図１９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、以下の式（２）により、振動板２０１の振動の減衰率ζを求めることが出来る。式（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出来る。換言すると、本実施形態に係るＣＰＵ２１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。
【００７４】
【数２】
2017151215.tif 000004
【００７５】
尚、上記式（２）においては、図１９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。但し、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１０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ため、計算対象とはしないことが好ましい。
【００７６】
仮に、図１８に示すようにサブホッパー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、上記式（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出来る。
【００７７】
次に、本実施形態に係るサブホッパー２００におけるトナー残量検知の動作について図２０のフローチャートを参照して説明する。図２０に示すフローチャートの動作は、図８に示すＣＰＵ２１の動作である。図２０に示すように、ＣＰＵ２１は、まず撹拌部材２０５によって図１４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（Ｓ２００１）。
【００７８】
上述したように、ＣＰＵ２１は所定期間毎にカウント値出力部３３から磁束センサ１０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１９に示すようにＣ０である。これに対して、図１４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１０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、ＣＰＵ２１は、カウント値出力部３３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、Ｓ２００１において振動が発生したことを検知する。
【００７９】
Ｓ２００１の前後に関わらず、ＣＰＵ２１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、Ｓ２００１の後、ＣＰＵ２１は、図１９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（Ｓ２００２）。Ｓ２００２においてＣＰＵ２１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。
【００８０】
図２１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２１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２１の場合、５番及び１０番がピーク値として採用される。
【００８１】
即ち、ＣＰＵ２１は、Ｓ２００１以降、順番に取得されたカウント値について、図２１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１９に示すＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・といったピーク値として採用する。
【００８２】
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、Ｓ２００１の後の最初のピークである。そのため、ＣＰＵ２１は、図２１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。
【００８３】
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、ＣＰＵ２１は、カウント値出力部３３から取得した値を平滑化処理した上で図２１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。
【００８４】
このようにしてピーク値を取得すると、ＣＰＵ２１は上記式（２）の計算により減衰率ζを計算する（Ｓ２００３）。このため、Ｓ２００２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２１に示す態様によりカウント値の解析を行う。上記式（２）を用いる場合、ＣＰＵ２１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。
【００８５】
このようにして減衰率ζを算出すると、ＣＰＵ２１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（Ｓ２００４）。即ち、ＣＰＵ２１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、サブホッパー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１８において説明したように、サブホッパー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。
【００８６】
他方、サブホッパー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、サブホッパー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。
【００８７】
尚、サブホッパー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、サブホッパー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。
【００８８】
これに対して、本実施形態に係るサブホッパー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ー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出来る。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出来る。
【００８９】
Ｓ２００４の判断の結果、算出した減衰率ζが閾値未満であれば（Ｓ２００４／ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、サブホッパー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（Ｓ２００４／ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、サブホッパー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（Ｓ２００５）。
【００９０】
Ｓ２００５の処理によりトナー切れ検知を行ったＣＰＵ２１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１１７からトナーの供給を行うことが可能となる。
【００９１】
次に、本実施形態に係る磁束センサ１０の発振信号の周波数、ＣＰＵ２１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２２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２２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。
【００９２】
図１９〜図２１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。
【００９３】
図２２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。即ち、ＴｓａｍｐｌｅはＴｐｌａｔｅの１／１０である。図２２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ＣＰＵ２１のサンプリング周期Ｔｓａｍｐｌｅを１（ｍｓｅｃ）とすると、振動板２０１の振動周期Ｔｐｌａｔｅは１０（ｍｓｅｃ）以上とすることが好ましい。換言すると、ＣＰＵ２１のサンプリング周波数１０００Ｈｚに対して、振動板２０１の固有振動数は１００Ｈｚ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。
【００９５】
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１０の発振周波数に準じた値となる。
【００９６】
一般的に磁束センサ１０の発振周波数は数ＭＨｚのオーダーであり、１０００Ｈｚ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出来る。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。
【００９７】
但し、振動板２０１の振動による磁束センサ１０と振動板２０１との間隔の変化に対して、磁束センサ１０の発振周波数の変化量が十分になければ、図１９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。
【００９８】
磁束センサ１０と振動板２０１との間隔の変化に対する磁束センサ１０の発振周波数の変化量を大きくするためには、図１１に示すような特性に基づいて、磁束センサ１０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１０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１０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。
【００９９】
図２３は、磁束センサ１０と振動板２０１との配置間隔の調整態様を示す図である。図２３に示すように、磁束センサ１０と振動板２０１との配置間隔ｇの調整は、磁束センサ１０及び振動板２０１が取り付けられるサブホッパー２００の筐体２００Ａの厚みや、振動板２０１が固定される保持部２０６の厚みによって調整することが可能である。
【０１００】
このように、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２０１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。
【０１０１】
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１０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。
【０１０２】
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１０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１０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。
【０１０３】
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、図２０のＳ２００１のように振動板２０１が撹拌部材２０５によって筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに向かって押し付けられて変位したことをトリガとし、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１４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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
尚、上記実施形態においては、磁束センサ１０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２２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１０との間隔の変化に応じて磁束に影響を与え、磁束センサ１０の発振信号の周波数に影響を与えることである。
【０１０６】
上記実施形態においては、磁束センサ１０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１０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。
【０１０７】
上記実施形態においては、磁束センサ１０の平面パターンコイル１１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１０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。
【０１０８】
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１０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。
【０１０９】
また、サブホッパー２００における振動板２０１及び磁束センサ１０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２４、図２５は、サブホッパー２００における振動板２０１及び磁束センサ１０の配置と規定量との関係を示す図である。図２４の場合、サブホッパー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。
【０１１０】
他方、図２５の場合、振動板２０１及び磁束センサ１０の配置高さは、図２４よりも低くなっている。そして、サブホッパー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。
【０１１１】
このように、振動板２０１及び磁束センサ１０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２４に示すように振動板２０１及び磁束センサ１０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２５に示すように振動板２０１及び磁束センサ１０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。
【０１１２】
また、上記実施形態においては、図２に示すサブホッパー２００内部のトナー残量を検知するための機構として磁束センサ１０及び振動板２０１よりなる構成を用いることを例として説明した。しかしながら、上記構成は粉体であるトナー量を検知するための構成として幅広く用いることが可能であり、例えば現像器１１２内部のトナー残量を検知するための構成として用いることも可能である。
【０１１３】
図２６は、現像器１１２に採用した場合の断面図である。現像器１１２内部においては、主走査方向の全体にわたってトナーを搬送するためのスクリューである供給室搬送部材１１２ｂ及び回収室搬送部材１１２ｃが回転してトナーを搬送している。
【０１１４】
磁束センサ１０及び振動板２０１よりなる構成を現像器１１２に採用する場合、図２６に示すように、磁束センサ１０は、平面パターンコイル１１が形成された面を現像器１１２におけるセンサ取り付け位置１１２ａに対向させて取り付けられる。これにより、図２６に示すように、回収室搬送部材１１２ｃによる搬送経路と供給室搬送部材１１２ｂによる搬送経路とが連結されている現像剤移動空間に対向するように平面パターンコイル１１が配置される。
【０１１５】
現像器１１２内部においては、この現像剤移動空間に振動板２０１が配置されている。現像器１１２内部に配置された振動板２０１は、サブホッパー２００に設けられる場合と同様に、回転する回収室搬送部材１１２ｃによって弾かれて振動する。これにより、上記と同様に、磁束センサ１０によって振動板２０１の振動を検知することが可能となる。
【０１１６】
現像剤移動空間においては、回収室搬送部材１１２ｃによる搬送経路と供給室搬送部材１１２ｂによる搬送経路との間でトナーが移動するため、夫々の搬送経路に比べて比較的トナーの滞留時間が長く、トナーの密度が高くなる。従って、図２６に示すように現像剤移動空間に振動板２０１を配置することにより、トナーによる振動板２０１の振動に対する影響を大きくし、現像器１１２内部のトナー残量を高精度に検知することが可能となる。
【０１１７】
また、上記実施形態においては残量を検知する対象の粉体として、電子写真方式の画像形成装置において用いられる顕色剤であるトナーを例として説明した。しかしながらこれは一例であり、流動性を有することによって残量に応じて振動板２０１の振動に影響を与える粉体であれば同様に適用可能であり、例えば予めトナーと現像剤が混合されたプリミックス剤などに適用可能である。また、粉体に限らず、流動性を有することにより残量に応じて振動板２０１の振動に影響を与える物質であれば同様に残量の検知対象とすることが可能であり、対象として液体を採用することも可能である。
【０１１８】
また、上記実施形態においては、上記式（２）により減衰率ζを算出す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り、例えば以下の式（３）のように、複数のピーク間の減衰率の平均値を用いても良い。
【０１１９】
【数３】
2017151215.tif 000005
【０１２０】
また、以下の式（４）に示すように、単純にピーク値の割合としても良い。
【０１２１】
【数４】
2017151215.tif 000006
【０１２２】
また、上記実施形態においては、基板上にパターンニングされて形成された平面パターンコイルを用いる場合を例として説明した。コイルを平面上に形成することにより、センシングの対象である振動板２０１に対向する方向の厚みを薄くすることが可能であり、装置の小型化を好適に達成することが可能である。
【０１２３】
しかしながら、コイルを平面パターンによって形成しなくとも、振動板２０１に対向する方向に対して平行に磁束が発生するようにコイルを形成することにより、同様の効果を得ることが可能である。コイルの形成態様の他の例を図２７、図２８に示す。図２７は、磁束センサ１０を構成する基板の板面に平行な方向から見た図であり、図２８は、磁束センサ１０を構成する基板の板面に垂直な方向から見た図である。
【０１２４】
図２７、図２８の例においては、磁束センサ１０を構成する基板上に、表面が絶縁された配線を巻いて配置することによりコイル１１´が形成されている。図２７、図２８の例においても、配線の種類を適宜選択することによってコイル１１´の厚みを十分に薄くすることが可能であり、装置の小型化を図ることが可能である。
【０１２５】
次に、本実施形態に係る振動板２０１、保持部２０６、重り２０２（以降、総じて「振動構造体２１０」とする）及び磁束センサ１０の好適な取り付け態様について説明する。図２９（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る振動構造体２１０及び磁束センサ１０の取り付けの一態様を示す図である。
【０１２６】
図２９（ａ）は、振動構造体２１０及び磁束センサ１０を取り付ける前のサブホッパー２００を示す斜視図である。図２９（ｂ）は、振動構造体２１０及び磁束センサ１０が取り付けられたサブホッパー２００を示す斜視図である。図２９（ｃ）は、振動構造体２１０及び磁束センサ１０が取り付けられたサブホッパー２００を示す上面図である。図２９（ｄ）は、図２９（ｃ）の切断線ＡＡ´における断面図である。
【０１２７】
図２９（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係るサブホッパー２００においては、サブホッパー２００の筐体２００Ａにおける内壁２００Ａｂに振動構造体２１０が取り付けられ、外壁２００Ａａに磁束センサ１０が取り付けられる。そして、図２９（ｃ）、（ｄ）に示すように、振動構造体２１０と磁束センサ１０とが筐体２００Ａの壁を挟んで互いに対向して配置される。
【０１２８】
図２９（ａ）〜（ｄ）に示すような振動構造体２１０及び磁束センサ１０の取り付けに際しては、接着層を介した接着による取り付けが行われる。これにより、ネジ等の締結部材を用いて取り付ける場合のように筐体２００Ａの壁面に貫通孔を設ける必要が無くなる。そのため、貫通孔から内部のトナーが漏れ出し、サブホッパー外部に飛散することを防ぐことが出来る。換言すると、振動構造体２１０が配置された空間と磁束センサ１０が配置された空間とは、両者が対向する方向において遮断されている。そのため、トナーの漏れ出しを防ぐことが出来る。
【０１２９】
また、図２９（ａ）〜（ｄ）に示す取り付け態様によれば、ネジなどの締結部材が不要になるため、部品点数の削減によるコストの削減や、締結作業の削減による組み付け作業の容易化による生産性の向上を図ることが出来る。また、貫通孔を設ける場合には、上述したトナーの飛散を防ぐためのシール部材等も必要となるが、本実施形態に係る取り付け態様ではそれも不要であるため、更にコストの削減や組み付け作業の容易化を図ることが
出来る。
【０１３０】
尚、図２９（ａ）〜（ｄ）においては、振動構造体２１０として、振動板２０１、保持部２０６及び重り２０２が一体となった状態を基準として示している。このように一体なった構成で図２９（ａ）に示すようにサブホッパー２００に組み付けても良いし、保持部２０６、振動板２０１、重り２０２の順に組み付けても良い。また、保持部２０６及び重り２０２の振動板２０１への取り付けに際しては、溶接、溶着、カシメ、接着等様々な方法を用いることが出来る。
【０１３１】
図３０（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る振動構造体２１０及び磁束センサ１０の他の取り付け態様を示す図である。図３０（ａ）は、振動構造体２１０及び磁束センサ１０を取り付ける前のサブホッパー２００を示す斜視図である。図３０（ｂ）は、振動構造体２１０及び磁束センサ１０が取り付けられたサブホッパー２００を示す斜視図である。図３０（ｃ）は、振動構造体２１０及び磁束センサ１０が取り付けられたサブホッパー２００を示す上面図である。図３０（ｄ）は、図３０（ｃ）の切断線ＡＡ´における断面図である。
【０１３２】
図３０（ａ）〜（ｄ）に示す態様は、凹部であるリブ２１５へのはめ込みによる取り付け態様である。そのため、図３０（ａ）に示すように、サブホッパー２００の筐体２００Ａにおける内壁２００Ａｂには、リブ２１５が設けられており、外壁２００Ａａにはリブ２１６が設けられている。
そして、図３０（ａ）に示すように、リブ２１５に振動構造体２１０がはめ込まれることにより、振動構造体２１０がサブホッパー２００の筐体２００Ａの内側に固定される。また、図３０（ｄ）に示すように、リブ２１６に磁束センサ１０がはめ込まれることにより、磁束センサ１０がサブホッパー２００の筐体２００Ａの外側に固定される。
【０１３３】
図３０（ａ）〜（ｄ）に示す態様においても、サブホッパー２００の筐体２００Ａに貫通孔を設けないことによりトナーの飛散を防ぐことが可能である。また、ネジの締結などの作業が不要であり、組み付け作業が容易になる点も同様である。更に、締結部材、シール部材などの部品点数の削減により、コスト削減が可能である点も同様である。
【０１３４】
ここで、図３０（ａ）〜（ｄ）の例においては、図３０（ａ）や図３０（ｄ）に示すように、振動構造体２１０のうち振動板２０１を保持する保持部２０６の上端がカギ型に形成された平坦部２１０ａが設けられている。換言すると、平坦部２１０ａは、振動構造体２１０がリブ２１５にはめ込まれた状態において、はめ込みの方向に対して略垂直になるような面を形成するための構造部である。
【０１３５】
これにより、振動構造体２１０のリブ２１５への取り付けに際して、平坦部２１０ａは、作業者によって押圧されるための被押圧部となる。従って、作業者は平坦部２１０ａを押して振動構造体２１０をリブ２１６に押し込むことが可能となり、取り付け作業を容易化することが出来る。
【０１３６】
尚、図３０（ｄ）においては図示されていないが、振動構造体２１０の平坦部２１０ａに相当する構成を磁束センサ１０に対して設けても良い。これにより、磁束センサ１０をリブ２００ｂに押し込む際の作業を容易化することが出来る。図３０（ａ）〜（ｄ）の態様によれば、図２９（ａ）〜（ｄ）の態様に比べて接着層を削減することが可能となるため、更にコストの削減及び作業の容易化を図ることが出来る。
【０１３７】
また、図２９（ａ）〜（ｄ）に示す接着による態様と図３０（ａ）〜（ｄ）に示すはめ込みによる態様とを組み合わせても良い。例えば、振動構造体２１０を接着、磁束センサ１０をはめ込みにより取り付ける態様や、振動構造体２１０をはめ込み、磁束センサ１０を接着により取り付ける態様が考えられる。
【０１３８】
また、図２９（ａ）〜（ｄ）、図３０（ａ）〜（ｄ）に示す態様においては、振動板２０１に保持部２０６を取り付けることにより、サブホッパー２００の筐体２００の内壁２００Ａｂと振動板２０１との間隔を確保している。しかしながら、これは一例であり、サブホッパー２００の筐体２００Ａの内側の形状により保持部２０６に相当する構造を設け、その構造に振動板２０１を取り付けるようにしても良い。
【０１３９】
上述したように、金属材質の板状の振動板２０１は、いわば板バネであって、一端２０１Ａ側が筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに保持部２０６を介して固定され、他端２０１Ｂ側に設けた重り２０２が撹拌部材２０５によって内壁２００Ａｂに向かって押し込まれて撓み、撹拌部材２０５が重り２０２を通過することで、復元して振動する。すなわち、振動板２０１は、筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに対して近接離間する方向に弾性変形して振動する。この近接離間する方向とは、振幅方向Ｃである。このため、振動板２０１の他端２０１Ｂ側が充分に振動しないと磁束センサ１０による振動検知、すなわち、顕色剤であり現像剤である流動性を有する粉体のトナーの残量の検知性が低下することになり兼ねない。
【０１４０】
そこで、次に説明する本実施形態に係る粉体検知装置２０００では、振動付与部としての撹拌部材の長さと振動部としての振動板に設けた重りの高さと、容器であるサブホッパー２００の筐体２００Ａの内壁２００Ａｂと振動板とのクリアランス（隙間）を規定して振動板の検知に必要な振幅を確保するようにした。
図３１（ａ）〜（ｄ）に示す実施形態では、凹部と振動板の構成が、図３０（ａ）〜（ｄ）に示す態様と異なっている。これ以外の構成は、図３０に示したサブホッパー２００と同一構成である。図３１（ａ）は、振動構造体２２１０及び磁束センサ１０を取り付ける前のサブホッパー２００を示す斜視図である。磁束センサ１０は、振動部としての振動板２２０１の振動状態を検知する振動検知部として機能する。図３１（ｂ）は、振動構造体２２１０及び磁束センサ１０が取り付けられたサブホッパー２００を示す斜視図である。図３１（ｃ）は、振動構造体２２１０及び磁束センサ１０が取り付けられたサブホッパー２００を示す上面図である。図３１（ｄ）は、振動構造体２２１０を凹部２１５０に挿入する状態を説明する断面図である。
図３１（ａ）〜（ｄ）において、凹部２１５０は、仕切部材２１５１と、サブホッパー２００の筐体２００Ａの内壁２００Ａｂと、内壁２００Ａｂと対向する壁部２１５３によって周囲を囲まれていて、内部に空間部が形成されている。凹部２１５０内には、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａが、図３１（ｂ）に示すように挿入されることで、振動構造体２２１０が筐体２００Ａに装着される。仕切部材２１５１は、凹部２１５０に振動構造体２２１０の一端２２１０Ａが装着された状態で、振動構造体２２１０の他端２２１０Ｂが凹部２１５０から突出する方向に対して横切るように配置されていて、図中上下方向に延びる溝部２１５２が形成されている。振動構造体２２１０は、この溝部２１５２に上方から圧入されることで筐体２００Ａに固定される。言い換えれば、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａの外部形状と、凹部２１５０の内部形状とが、圧入の嵌め合い関係となるように、それぞれ形成してある。尚、図中上下方向は、振動構造体２２１０の着脱方向Ｚである。図中矢印Ｃは、振動構造体２２１０が備える振動板２２０１の振幅方向を示す。この振幅方向Ｃは、筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに対して振動板２２０１の他端２２０１Ｂ側が近接離間する方向でもある。
また、図３１（ａ）〜（ｄ）に示すように、サブホッパー２００の筐体２００Ａの外壁２００Ａａに対して磁束センサ１０を外側から弾性的に押圧するカバー２５０を設けている。カバー２５０は絶縁性の合成樹脂材で成型され、磁束センサ１０を外側から覆うように配置してある。
【０１４１】
本実施形態において、振動構造体２２１０は、振動板２２０１と、重り２２０２と、保持部２２０６を備えている。振動板２２０１は、図３２（ａ）、（ｂ）、図３３（ａ）、（ｂ）に示すように、一端２２０１Ａ側に樹脂製で四角形の保持部２２０６がカシメにより固定され、他端２２０１Ｂに重り２２０２が固定されて振動構造体２２１０を構成している。保持部２２０６と一端２２０１Ａ側の固定方法は、カシメによる固定ではなく、圧着や接着等であっても良い。断面Ｌ字状のカギ型に形成された保持部２２０６の上部には、平坦部２２０６Ａが形成されている。
さらに詳細に説明すると、保持部２２０６には、その内側の接合面２２０６Ｂに、振動板２２０１の平坦となる平板状の一端２２０１Ａ側における振動板２２０１の背面２２０１Ｄが、密着されてカシメられることで固定されている。図３２（ｂ）に示すように、平坦部２２０６Ａは、平面視において保持部２２０６の接合面２２０６Ｂ側から、振動板２２０１の側面２２０１Ｃよりも突出して設けられている。このため、振動構造体２２１０を凹部２１５０に着脱する際に、作業者が手で持ちやすく作業性が良い。
図３２（ｂ）に示すように、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａの振幅方向Ｃへの厚さＬ６は、図３４（ａ）に示す凹部２１５０の溝部２１５２の内面２１５２ａ、２１５２ｂの間隔Ｘと同等の厚さとされていて、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａを溝部２１５２に圧入となるように嵌め合わせることが可能な厚さに設定してある。尚、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａの厚さＬ６とは、振動板２２０１の一端側の厚さＬ７と保持部２２０６の一端側の厚さＬ８との和である。ここでいう圧入とは、振幅方向Ｃと直交し、図面において上下方向である着脱方向Ｚには取り外すことはできるが、振幅方向Ｃには位置決めされる状態を指す。間隔Ｘは、溝部２１５２における圧入される部分（圧入部をなす部分）の振幅方向Ｃへの幅である。
振動板２２０１の一端２２０１Ａとは、図３４（ｂ）に示すように、凹部２１５０に装着されて固定される保持部２２０６が設けられている側の端部であり、他端２２０１Ｂとは、一端２２０１Ａと反対側に位置し重り２２０２が固定される側の自由端となる端部である。側面２２０１Ｃとは、撹拌部材２０５側に位置する振動板２２０１の表面であり、背面２２０１Ｄとは表面（側面２２０１Ｃ）と反対側に位置し、内壁２００Ａｂと対向する筐体側に位置する表面であり、便宜的に背面と称する。
【０１４２】
振動板２２０１の他端２２０１Ｂには、樹脂製の重り２２０２が固定されている。重り２２０２は、検知に必要な固有振動数を発生させ、マイラで構成された撹拌部材２０５が振動板２０１に振幅を発生させる際に押される役割を備えている。重り２２０２は、振動板２２０１の他端２２０１Ｂ側に設けられ、振動付与部である撹拌部材２０５が回転に伴い干渉するように振動部表面となる振動板２２０１の側面２２０１Ｃから突出させた突出部である。重り２２０２には、図３２（ａ）に示すように、振動板２２０１の他端２２０１Ｂに形成された孔２２０１Ｅに挿入される突起２２０３が形成されている。重り２２０２は、この突起２２０３が側面２２０１Ｃ側から孔２２０１Ｅに挿入され、背面２２０１Ｄ側から熱が加えられて溶かされることで、他端２２０１Ｂ側の側面２２０１Ｃに溶着されて密着される。このため、内壁２００Ａｂと対向する背面２２０１Ｄには、図３２（ｂ）、図３３（ｂ）に示すように、熱で溶けた溶着部２２０３Ａが突出している。
すなわち、重り２２０２を振動板２２０１の他端２２０１Ｂに溶着固定するには、振動板２２０１の裏面２２０１Ｄ側に飛び出した突起２２０３を加熱或いは超音波振動等で溶かし、振動板２２０１の他端２２０１ｂ側の側面２２０１Ｃに固定する。加熱或いは超音波振動等で溶かして固定したときの残り形状である溶着部２２０３Ａは、背面２２０１Ｄから突出する。このため、図３４（ｂ）に示すように、振動構造体２２１０を凹部２１５０に圧入した際に、振動板２２０１と筐体２００Ａの内壁２００Ａｂとのクリアランス（隙間Ｌ２）が溶着部２２０３Ａの突出分（Ｌ５）だけ低減する。また、クリアランス（隙間Ｌ２）が充分にある場合でも、撹拌部材２０５による振動構造体２２１０の内壁２００Ａｂ側への押し込み量（移動量）が少ない場合には、振動板２２０１の振幅が不十分になることもある。このため、振動板２２０１の振幅が減少する要因となり、振幅量によっては撹拌部材２０５で振動板２２０１が弾かれたことを検出する透磁率センサである磁束センサ１０においては検出し難くなってしまう。
【０１４３】
そこで、本実施形態では、図３２（ｂ）、図３４（ｂ）に示すように、重り２２０２を振動板２２０１の他端２２０１Ｂに溶着固定した後の残り形状（突出形状）である、溶着部２２０３Ａの突出量である高さＬ５を０．４ｍｍ以下に規定して、０．４ｍｍ以下となるように溶着部２２０３Ａを形成した。高さＬ５とは、背面２２０１Ｄから溶着部２２０３Ａの先端２２０３Ａａまでの寸法である。高さＬ５を０．４ｍｍ以下にするには、溶着に用いる熱の温度やレーザの出力を調整しても良いし、一旦、突起２２０３を溶かし、その後の工程で溶着部２２０３Ａを切削して０．４ｍｍ以下に仕上げるようにしても良い。要は、重り２２０２を振動板２２０１に固定した後に背面２２０１Ｄから突出量となる高さＬ５が、０．４ｍｍ以下を満たすのであれば、どのような方法を用いて溶着しても良い。溶着部２２０３Ａの高さＬ５は、保持部２２０６の振幅方向Ｃへの厚さＬ８よりも小さい寸法である。
このように解けた溶着部２２０３Ａの高さＬ５を０．４ｍｍ以下という寸法に規定することで、図３４（ｂ）に示すように、凹部２１５０に振動構造体２２１０を固定した際の、振動板２２０１の背面２２０１Ｄと内壁２００Ａｂとのクリアランス（隙間Ｌ２）を確保することができる。このため、振動板２２０１の振幅の減少要因が少なくなり、溶着による振動板２２０１の振幅量減少を最小限とすることができ、磁束センサ１０の検知精度の低下を抑制して、より正確な検知を行うことができる。
【０１４４】
本実施形態における重り２２０２は、内壁２００Ａｂから離間する方向に振動板２２０１の側面２２０１Ｃから突出した三角形状の突出部であって、図３３（ａ）、（ｂ）に示すように、その頂部２２０２Ａから振動板２２０１の側面２２０１Ｃに向かって末広がりとなる傾斜面２２０２Ｂ、２２０２Ｃを有している。このような構成の振動構造体２２１０は、図３４（ｂ）に示すように、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａが凹部２１５０の溝部２１５２に圧入されることで、サブホッパー２００の筐体２００Ａに装着されて固定される。
図３１（ａ）〜（ｄ）に示す態様においても、サブホッパー２００の筐体２００Ａに貫通孔を設けないことによりトナーの飛散を防ぐことが可能である。また、ネジの締結などの作業が不要であり、組み付け作業が容易になる点も同様である。更に、締結部材、シール部材などの部品点数の削減により、コスト削減が可能である点も図３０（ａ）〜（ｄ）と同様である。
【０１４５】
また、本実施形態では、振動板２２０１の振幅を十分確保するために、振幅に寄与する撹拌部材２０５の長さ、重り２２０２の突出量となる頂部２２０２Ａから振動板２２０１の側面２２０１Ｃまでの高さ、振動板２２０１の背面２２０１Ｄから内壁２００Ａｂまでのクリアランス（隙間）の寸法の関係を規定している。
本実施形態では、図３５に示すように、符号Ｌ１は、撹拌部材２０５の他側端２０５Ｂの端面２０５Ｃから重り２２０２の頂部２２０２Ａまで高さを示す。符号Ｌ２は、筐体２００Ａの内壁２０１Ａｂから重り２０２の溶着部２２０３Ａまでの寸法、すなわち内壁２０１Ａｂから振動板２２０１の背面２２０１Ｄまでの寸法を示す。符号Ｌ３は、重り２２０２の頂部２２０２Ａから振動板２２０１までの寸法である重り２２０２の高さ（突出量）を示す。符号Ｌ３は、ここでは、重り２２０２の頂部２２０２Ａから背面２２０１Ｄまでの寸法とし、重り２２０２の高さ＋振動板２２０１の振幅方向Ｃへの厚さＬ７を含む寸法としている。符号Ｌ４は、寸法Ｌ３から溶着部２２０３Ａの高さＬ５を引いた寸法、すなわち、内壁２００Ａｂから溶着部２２０３Ａの先端２２０３Ａａまでの寸法である。つまり、振動板２２０１と内壁２００Ａｂとのクリアランス（隙間）は、溶着部２２０３Ａが無い部分においてはＬ２であり、溶着部２２０３Ａがある部分においてはＬ４となる。
【０１４６】
本実施形態において、符号Ｌ１は振動板２２０１と振動付与部の干渉量を指し、符号Ｌ４は振動板２２０１と筐体２００Ａ（内壁２００Ａｂ）の隙間を指す。そして、本実施形態では、干渉量Ｌ１とクリアランス（隙間）Ｌ４との関係を、Ｌ１＞Ｌ４とした。このようにＬ１＞Ｌ４とすると、振動構造体２２１０の振動板２２０１が撹拌部材２０５で内壁２００Ａｂに向かって押された場合でも、内壁２００Ａｂに振動構造体２２１０が接触するまで、十分に撹拌部材２０５によって押し込むことができるので、振動板２２０１の振幅を確保することができる。
本実施形態において、撹拌部材２０５はマイラ等の可撓性部材であり、振動構造体２２１０の振動板２２０１を内壁２００Ａｂに向かって押したときの反発力を考慮して、Ｌ１＞Ｌ４を設定している。すなわち、本発明者らは、干渉量Ｌ１とクリアランス（隙間）Ｌ４の値を変化させて、撹拌部材２０５を回転させたときの振動板２２０１の振幅状態を実験したところ、干渉量Ｌ１は、クリアランス（隙間）Ｌ４の２倍以上であると誤検知することなく、トナー濃度を検知することを確認した。
また、本実施形態では、重り２２０２を樹脂製として振動板２２０１の他端２２０１Ｂ側に融着固定したので、残り形状である溶着部２２０３Ａの高さＬ５を考慮したが、重り２２０２を振動板２２０１に接着固定にする場合においては溶着部２２０３Ａはなくなる。この場合、振動板２２０１と筐体２００Ａのクリアランス（隙間）はＬ２となる。つまり、Ｌ１＞Ｌ２とし、Ｌ１をＬ２の２倍以上とすればよい。
【０１４７】
本実施形態では、振動板２２０１に荷重Ｐを生じさせることができるように撹拌部材２０５の材質と厚みを調整してある。具体的には、図３６に示すように、撹拌部材２０５の撓みδは、撹拌部材２０５の厚みをｈ、撹拌部材２０５の幅をｂ、撹拌部材２０５の材料のヤング率をＥ、撹拌部材２０５の断面二次モーメントをＩ、荷重をＰとしたとき、式（５）、式（６）で計算することができる。
【０１４８】
【数５】
2017151215.tif 000007
【０１４９】
【数６】
2017151215.tif 000008
【０１５０】
この撓みδの影響を小さくするためには厚みを厚くすると良い。しかし、厚みを厚くすると、生じさせる荷重を一定としたい場合、支点からの長さも長くする必要がある。荷重が大き過ぎると、振動板や撹拌部材の耐久性の面で好ましくないためである。従って、装置の大きさや耐久性に配慮して、所望の荷重から撹拌部材２０５の材質と厚みとをバランスよく調整すると良い。
【実施例】
【０１５１】
振動板２２０１の材質：ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ−Ｈ
振動板２２０１の厚さ：０．０７ｍｍ  
撹拌部材２０５の厚さ：０．１ｍｍ
撹拌部材の回転速度：Ｋ，Ｃ，Ｙ  ４２０ｒｐｍ（１４３ｍｓｅｃ周期）
Ｍ  ４９０ｒｐｍ（１２２ｍｓｅｃ周期）
実施例の構成で振動構造体２２１０を形成し、撹拌部材２０５を回転させてトナーの検知試験を実施したところ、良好な検知結果を得られた。これは、振動板２２０１の振幅量が安定したためであると推察される。
なお、振動板２２０１の振幅量は、撹拌部材２０５のコシや回転速度にも影響されるが、それ以上に振動板２２０１の剛性に寄与する厚さ（Ｌ７）による影響が大きいと推察される。振動板２２０１の厚さ（Ｌ７）を増やせば剛性が出るので、外力の影響を受け難くはなるが、撹拌部材２０５で押された際の撓みが少なくなり振幅が狭くなる傾向となる。反対に、振動板２２０１の厚さ（Ｌ７）を減らせば剛性は低下するので、撹拌部材２０５で押された際の撓みが大きく振幅が広くなる傾向となるが、外力の影響を受けやすくなる。
また、この場合のＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４としては、以下に示す程度が好ましい。
Ｌ１：３．８±１．５９７  ｍｍ
Ｌ２：１．４２±０．１９  ｍｍ
Ｌ３：２．４７±０．２０７  ｍｍ
Ｌ４：１．４２＋０．１９／−０．５９  ｍｍ
【０１５２】
振動構造体２２１０は、振動板２２０１と保持部２２０６とを一体化した一端２２１０Ａ側を凹部２１５０に圧入するが、図３７に示すように、一端２２１０Ａ側（振動板２２０１の一端２２０１Ａの下部）に、圧入方向（図面下方）と反対側（図面上方）に伸びる曲げ形状部２２０１Ｆを形成して、脱落防止を図る場合がある。
しかし、このような曲げ形状部２２０１Ｆを備えていると、図３８（ａ）、（ｂ）に示すように、振動構造体２２１０を圧入方向に押し込む際に、筐体２００Ａに形成された凹部２１５０が曲げ形状部２２０１Ｆとの干渉によって削れてしまい、削れ片が脱落して現像器内に流れて、異常画像を発生要因となり兼ねない。すなわち、曲げ形状部２２０１Ｆを形成した場合、その端部が、曲げ形状部２２０１Ｆ側に位置する凹部２１５０の壁部２１５３の内面２１５３ａを摺動するため、傷つけて削ってしまう。また、リサイクルや修理で、振動構造体２２１０を凹部２１５０（サブホッパー２００、筐体２００Ａ）から取り外すことが必要になった場合、曲げ形状部２２０１Ｆがあると、引っ掛かり、外し難く、リサイクル性が悪化し、取り外し時にも壁部２１５３が削れてしまう。このような削れは、経時における凹部２１５０の溝部２１５２の隙間Ｘの寸法変化につながる恐れがあり、結果として振動構造体２２１０の装着後のガタつきの要因となる恐れがある。
【０１５３】
そこで、本実施形態では、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａ側と凹部２１５０の圧入量をＸ１としたとき、Ｘ１＝０．０５ｍｍ以上している。すなわち、図３９（ａ）、（ｂ）に示すように、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａの厚さＬ６、振幅方向Ｃへの圧入部の幅である溝部２１５２の隙間をＸとしたとき、Ｌ６−Ｘ＝０．０５以上ｍｍ（Ｘ１）となるようにしている。振動構造体２２１０の一端２２１０Ａの厚さＬ６とは、振動板２２０１の一端２２０１Ａ側の厚さＬ７と、厚さＬ７と同方向における保持部２２０６の厚さＬ８を合計したものである。
また、本実施形態にかかる振動構造体２２１０は、振動板２２０１の一端２２０１Ａ側の表面となる側面２２０１Ｃから凹部２１５０に向かって突出したばね部としての、曲げ形状部２２０１Ｆを備えていない構成としている。
【０１５４】
このように、本実施形態においては、振動構造体２２１０（振動板２２０１）は曲げ形状部２２０１Ｆを備えていないので、凹部２１５０への圧入時に振動板２２０１がホッパ壁面たる凹部２１５０の壁部２１５３を摺接して削ることは無く、取り外す際も壁部２１５３を削ることなく取り外すことができる。
このため、削れ片が脱落による異常画像の発生を防止できるとともに、リサイクルや修理時のリサイクル性や取り外し時の作業性が向上する。また、壁部２１５３の削れを防止できることから、経時における凹部２１５０の溝部２１５２の隙間Ｘの寸法変化も抑制することができ振動構造体２２１０の装着後のガタつきの発生を低減することができ、磁束センサ１０によるトナーの検知精度の安定化につながる。
【０１５５】
本実施形態にかかる振動構造体２２１０は、上述のよう曲げ形状部２２０１Ｆを備えていない構成としている。そのため、振動構造体２２１０の圧入量Ｘ１が少ない場合、容易に外れてしまう懸念があることから、本発明者らは、サブホッパー２００の落下試験にて脱落評価を実施し、Ｘ１＝０．０５ｍｍ以上という圧入量の範囲を見出した。圧入量Ｘ１と落下試験による振動板脱落の関係を図４０に示し、圧入量Ｘ１と引き抜き力（振動構造体２２１０を取り外す荷重）の関係を図４１に示す。
図４０において、圧入量Ｘ１が０．０１（ｍｍ）の場合の引き抜き力（Ｎ）は０．６５（Ｎ）で、圧入量Ｘ１が０．０２（ｍｍ）の場合の引き抜き力（Ｎ）は１．５７（Ｎ）であり、圧入量Ｘ１が大きくなるほど引き抜き力は大きくなり、振動構造体２２１０が凹部２１５０から外れ難くなる。落下試験は、圧入量Ｘ１を順次増加させて、一定の高さから落下させた。試験結果によると、圧入量Ｘ１が０．０２（ｍｍ）以下であると、振動構造体２２１０が凹部２１５０から離脱したが、圧入量Ｘ１が０．０３（ｍｍ）以上の場合には、振動構造体２２１０が凹部２１５０から離脱することはなかった。
図４１は、横軸に圧入量Ｘ１（ｍｍ）とし、縦軸に引き抜き力（Ｎ）とした。図４１において、実線は計測値の平均値を示し、破線は±のバラつきを示す。計測結果によると、バラつきを考慮しても、バラつきの下限値である引き抜き力３．２（Ｎ）以上≒圧入量下限を０．０５（ｍｍ）以上に設定すれば、振動構造体２２１０が凹部２１５０から脱落してしまうことを防止できる。
【０１５６】
そこで、本実施形態に係る振動構造体２２１０は、図３９（ａ）、（ｂ）に示すように、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａの厚さＬ６を１．４９ｍｍ±０．０４ｍｍとしたとき、振動構造体２２１０が圧入されるホッパ側の隙間となる溝部２１５２の隙間Ｘを１．３５ｍｍ±０．０５ｍｍに設定した。そのとき、厚さＬ６と隙間Ｘの差である圧入量Ｘ１は、０．１４ｍｍ＋０．０９ｍｍが最大圧入量となり、０．１４ｍｍ−０．０９ｍｍが最小圧入量となる。この範囲においては、サブホッパー２００を落下させても、振動構造体２２１０が凹部２１５０（サブホッパー２００、筐体２００Ａ）から脱落することはない。
【０１５７】
ところで、振動構造体２２１０を凹部２１５０に圧入した場合、圧入量Ｘ１によっては、振動構造体２２１０の一端２２１０Ａに作用する溝部２１５２の内面２１５２ａ、２１５２ｂからの応力によって、振動板２２０１が撓んでしまうことが想定される。すなわち、図４２（ａ）に示すよう、振動板２２０１は、保持部２２０６の接合面２２０６Ｂに一端２２０１Ａが固定されているため、他端２２０１Ｂ側は保持部２２０６から突出して延在している。また、振動板２２０１は、凹部２１５０に装着した際にも一端２２０１Ａ側以外は凹部２１５０の外部に内壁２００Ａｂに沿うように突出する。このため、振動板２２０１は、保持部２２０６の角部２２０６Ｃや凹部２１５０（溝部２１５２の内面２１５２ａ）との接触部が支点となって振幅することになる。つまり、振動板２２０１は、一端２２０１Ａ側を支点として振動可能である。
しかし、振動構造体２２１０を凹部２１５０の溝部２１５２内に圧入すると、振動板２２０１は、保持部２２０６と溝部２１５２の内面２１５２ｂとの間に側面２２０１Ｃ側と背面２２０１Ｄ側が挟まれるため、両者との接触部に応力が作用する。この応力のバランスが良ければ振動板２２０１は変形することはないが、側面２２０１Ｃ又は背面２２０１Ｄへの応力にバラつきがあると、振動板２２０１が撓んでしまうことがある。
撓み方向が、筐体２００Ａの内壁２００Ａｂから離間する方向であれば、振動板２２０１の振幅は確保されるが、図４２（ｂ）に示すように、撓み方向が、筐体２００Ａの内壁２００Ａｂに近接する方向であると、振動板２２０１の振幅が減少することになり、振幅量によって振動板２２０１が撹拌部材２０５で弾かれたことを検出する透磁率センサである磁束センサ１０においては検出難くなってしまう。
【０１５８】
そこで、本実施形態では、図４３に示すように、容器内となる筐体２００Ａの内部に、筐体側となる内壁２００Ａｂへの振動板２２０１の変形を抑制する抑制部２３０を設けている。抑制部２３０は、図４４（ａ）、（ｂ）に示すように、振動付与部側に位置する面である振動板２２０１の側面２２０１Ｃと、振動板２２０１の筐体側に位置する面である背面２２０１Ｄとにそれぞれ接触する第一接触部と第二接触部を有している。壁部２１５３側に位置する溝部２１５２の内面２１５２ｂの角部２１５２ｃは円弧状に形成されていて、振動板２２０１の側面２２０１Ｃとの接触部が、接合面２２０６Ｂの角部２２０６Ｃと振動板２２０１の背面２２０１Ｄとの接触部に対して、振動板２２０１の長手方向においてずれている。角部２１５２ｃの円弧は、例えばＲ０．３ｍｍとしている。
本実施形態において、第一接触部は、側面２２０１Ｃに当接する溝部２１５２の内面２１５２ｂの円弧状に形成された角部２１５２ｃの端点２１５２ｄであり、第二接触部は振動板２２０１を固定して背面２２０１Ｄと接触する保持部２２０６の接合面２２０６Ｂの角部２２０６Ｃである。すなわち、第一接触部である角部２１５２ｃの端点２１５２ｄは、振動板２２０１の振動時の第一支点を構成し、第二接触部である接合面２２０６Ｂの角部２２０６Ｃは振動板２２０１の振動時の第二支点を構成している。
【０１５９】
このため、本実施形態では、図４３に示すように、振動板２２０１の他端２２０１Ｂ側に位置する端部２２０１Ｂａから第一支点である溝部２１５２の端点２１５２ｄまでの距離Ｄ１が、振動板２２０１の他端２２０１Ｂ側に位置する端部２２０１Ｂａから第二支点である接合面２２０６Ｂの角部２２０６Ｃまでの距離Ｄ２よりも長く形成されて設定されている。
つまり、本実施形態では、溝部２１５２の角部２１５２ｃを円弧状に形成し、角部２１５２ｃのエッジを取り除くことで、振動板２２０１の端部２２０１Ｂａから第一支点となる端点２１５２ｄまでの距離Ｄ１を、振動板２２０１の端部２２０１Ｂａから第二支点である角部２２０６Ｃまでの距離Ｄ２よれも長く（Ｄ２＋Ｄ）となるように形成している。
【０１６０】
距離Ｄ１を距離Ｄ２よりも長くする形態としては、角部２１５２ｃを円弧状に形成するのではなく、図４５（ａ）に示すように、保持部２２０６を凹部２１５０から振動板２２０１の他端２２０１Ｂに向かって突出させて距離Ｄ２を距離Ｄ１よりも短く形成ようにしても良い。あるいは、図４５（ｂ）に示すように、壁部２１５３側に位置する溝部２１５２を、第二支点となる接合面２２０６Ｂの角部２２０６Ｃよりも一端２２０１Ａよりに形成し、溝部２１５２の厚さを薄くして距離Ｄ１を距離Ｄ２よりも長く形成してもよい。
【０１６１】
このように振動構造体２２１０を凹部２１５０の溝部２１５２に圧入したときに、振動板２２０１の変形が発生したとする。この場合でも振動板２２０１の端部２２０１Ｂａから第一支点となる端点２１５２ｄまでの距離Ｄ１が、振動板２２０１の端部２２０１Ｂａから第二一支点となる角部２２０６Ｃまでの距離Ｄ２よれも長く形成しているので、振動板２２０１は、第一支点となる端点２１５２ｄ（撹拌部材２０５）側に変形し、センサ側となる内壁２００Ａｂ側には変形しない。このため、背面２２０１Ｄと内壁２００Ａｂとのクリアランス（隙間Ｌ２）が確保され、振動板２２０１の振幅が減少することがなく、磁束センサ１０の検知精度の低下を抑制してより正確な検知を行うことができる。
【０１６２】
また、図４３、図４４、図４５に示すように、振動板２２０１の一端２２０１Ａは保持部２２０６の接合面２２０６Ｂと溝部２１５２の互いに対向して平行となる平面を成す内面２１５２ａ、２１５２ｂによって平面同士で挟まれて両側とも面接触の構成とされている。仮に一端２２０１Ａ側の押さえが点接触の場合、押さえていない空間か変形可能な空間となるため振動板２２０１の位置が安定せず変形し易くなることが想定される。しかし、本実施形態では、振動板２２０１の一端２２０１Ａは、側面２２０１Ｃと背面２２０１Ｄの両面が面接触によって支持されるので、変形し難く、変形量を最小限に抑えることができるため、磁束センサ１０の検知感度が低下することを防止して正確な検知を行うことができる。
【０１６３】
上記実施形態では、振動板２２０１を支持する支点の位置関係を規定することで、凹部２１５０（溝部２１５２）への圧入時の振動板２２０１の内壁２００Ａｂ側への変形を抑制したが、振動板２２０１の内壁２００Ａｂ側への変形抑制手法としては、このような形態に限定されるものではない。
例えば、図４６に示すように、振動構造体２２１０を凹部２１５０（溝部２１５２）に圧入した際に、凹部２１５０から突出する振動板２２０１の部分を、筐体２００Ａの内壁２００Ａｂから離間する方向Ｃ１へ角度θだけ屈曲して形成してもよい。このように、初めから振動板２２０１の形状を内壁２００Ａｂから離間させておけば、凹部２１５０（溝部２１５２）への圧入時における側面２２０１Ｃと背面２２０１Ｄに作用する応力のバラつきを考慮することなく、振動板２２０１の振幅量を確保することができ、磁束センサ１０の検知感度が低下することを防止して、正確な検知を行うことができる。
【０１６４】
なお、図３１から図４６で説明した内容については、図１から図３０に示した形態適用しても、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１６５】
１０    磁束センサ（振動検知部）
２１      ＣＰＵ（検知処理部）
１００  画像形成装置
１０６Ｋ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ  画像形成部
２００      サブホッパー（容器）
２００Ａ    筐体
２０１、２２０１      振動板（振動体）
２０１Ａ、２２０１Ａ  振動板の一端側
２０１Ｂ、２２０１Ｂ  振動板の他端側
２０１Ｃ、２２０１Ｃ  振動板の表面（振動付与部側に位置する面）
２０１Ｄ、２２０１Ｄ  振動板の背面（筐体側に位置する面）
２０２、２２０２    重り（突出部）
２０５              撹拌部材（振動付与部）
２１５、２１５０    凹部
２０６、２２０６    保持部
２３０    抑制部
２０００  粉体検知装置、顕色剤残量検知装置
２１５２    溝部
２１５２ｄ  第一接触部
２２０１Ｂａ  振動板の他端側に位置する端部
２２０１Ｅ    曲げ形状部
２２０３Ａ    溶着部
２２０６Ｃ  第二接触部
Ｃ        近接離間する方向
Ｃ１      離間する方向
Ｄ１      端部から第一接触部までの距離
Ｄ２      端部から第二接触部までの距離
Ｌ１      干渉量
Ｌ４      振動部と筐体の隙間
Ｌ５      溶着部高さ
Ｌ６      振動構造体の一端側の厚さ
Ｌ７      振動板の一端側の厚さ
Ｌ８      保持部の厚さ
Ｘ        凹部の幅（溝部の間隔）
Ｘ１      圧入量
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特開２０１３−３７２８０号公報
【図１】
2017151215.tif 000009
【図２】
2017151215.tif 000010
【図３】
2017151215.tif 000011
【図４】
2017151215.tif 000012
【図５】
2017151215.tif 000013
【図６】
2017151215.tif 000014
【図７】
2017151215.tif 000015
【図８】
2017151215.tif 000016
【図９】
2017151215.tif 000017
【図１０】
2017151215.tif 000018
【図１１】
2017151215.tif 000019
【図１２】
2017151215.tif 000020
【図１３】
2017151215.tif 000021
【図１４】
2017151215.tif 000022
【図１５】
2017151215.tif 000023
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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