JP2017134117A - Powder detection device, image formation device and powder detection method - Google Patents

Powder detection device, image formation device and powder detection method Download PDF

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Tetsuo Hirota
哲郎 廣田
松本 純一
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純一 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent permanent deformation of an agitation member, and enable detection of an amount of residual powder with high accuracy.SOLUTION: A powder detection device comprises: an oscillation plate 201 that opposes a magnetic flux sensor 10 via an enclosure 200a of a sub hopper 200, oscillates in a direction opposing the magnetic flux sensor 10, and is formed of a material affecting a magnetic flux; an agitation member 205 that is rotationally driven by an agitation motor 204a, oscillates the oscillation plate 201, and agitates toner; a CPU 21 that acquires frequency relevant information about a frequency of an oscillation signal of the magnetic flux sensor 10 at a prescribed cycle, detects an oscillation state of the oscillation plate 201 on the basis of a change in frequency relevant information changing in accordance with the oscillation of the oscillation plate 201, and detects an amount of residual of the toner in the sub hopper 200 on the basis of a result of the detection; and an agitation motor control unit 25 that controls the agitation motor 204a, and causes the agitation member 205 in an opposite direction to be rotated up to a position where an amount of distortion of the agitation member 205 after an agitation operation is ended is equal to or less than a pre-set amount thereof.SELECTED DRAWING: Figure 34

Description

本発明は、粉体検知装置、画像形成装置および粉体検知方法に関する。   The present invention relates to a powder detection apparatus, an image forming apparatus, and a powder detection method.

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリおよび書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置のうち、画像形成出力の方式として、感光体上に形成された静電潜像を現像して形成された画像を用紙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が知られている。   In recent years, there has been a tendency to digitize information, and image processing apparatuses such as printers and facsimiles used for outputting digitized information and scanners used for digitizing documents have become indispensable devices. Among such image processing apparatuses, as an image formation output method, an electrophotographic method for performing image formation output by transferring an image formed by developing an electrostatic latent image formed on a photoreceptor onto a sheet. It has been known.

電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像器に対して、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装置として、例えば特開2013−037280号公報(特許文献1)に記載された技術が公知である。   In an electrophotographic image forming apparatus, a developer is supplied from a container that is a developer supply source to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photoreceptor. As an apparatus for detecting the remaining amount of developer supplied in this way, for example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-037280 (Patent Document 1) is known.

この技術は、現像ユニット内の撹拌シートの押圧力で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位に基づいてトナー量を検知している。さらに詳しくは、撹拌シートの周回動作に伴ってトナーを押して撹拌し、その際の被加圧シートの撓みのタイミングを検出してトナー残量を検知している。また、撹拌シートとしてPETシートを例示している。   In this technique, the pressure-sensitive sheet is deformed by the pressing force of the stirring sheet in the developing unit, and the toner amount is detected based on the displacement of the detected member accompanying the deformation of the pressure-sensitive sheet. More specifically, the remaining amount of toner is detected by pressing and agitating the toner in accordance with the rotating operation of the agitating sheet, and detecting the bending timing of the pressed sheet at that time. Moreover, the PET sheet is illustrated as an agitation sheet.

特許文献1に記載の撹拌シートは、待機状態においてもトナー容器の内壁あるいはトナーに接触する長さに形成されている。そのため、常時撹拌シートを曲げる方向にもしくは撹拌シートが曲がる方向に力が加わった状態となっている。この場合、変形量が一定以上で一定時間以上放置されると、撹拌シートは前記曲がった状態で塑性変形し、その変形が永久に残ってしまう。   The stirring sheet described in Patent Document 1 is formed to have a length that contacts the inner wall of the toner container or the toner even in the standby state. Therefore, the force is always applied in the direction in which the stirring sheet is bent or in the direction in which the stirring sheet is bent. In this case, if the amount of deformation is greater than a certain value and left for a certain period of time, the stirring sheet is plastically deformed in the bent state, and the deformation remains permanently.

このような塑性変形が発生すると、特許文献1記載の技術では、粉体であるトナーを所定の力で移動させることができなくなり、被加圧シートの変形量も少なくなる。その結果、被加圧シートの撓みのタイミングも変化し、トナー残量の検知精度も低くなる。特許文献1記載の技術に限らず、PETフィルムなどの薄膜の合成樹脂シートを撹拌部材として使用した同様の技術では、同様の問題が発生する。   When such plastic deformation occurs, the technique described in Patent Document 1 cannot move the toner, which is powder, with a predetermined force, and the deformation amount of the pressed sheet is reduced. As a result, the timing of bending of the pressed sheet also changes, and the detection accuracy of the remaining amount of toner becomes low. The same problem occurs not only in the technique described in Patent Document 1 but also in a similar technique using a thin synthetic resin sheet such as a PET film as a stirring member.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、撹拌部材の永久変形を防止し、高精度の粉体残量検知を可能にすることにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to prevent permanent deformation of the stirring member and to detect the remaining amount of powder with high accuracy.

前記課題を解決するため、本発明の一態様は、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、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と、前記容器内部に配置され、前記容器の筐体を介して前記発振部と対向するとともに、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た振動部と、回転駆動手段によって回転駆動され、前記振動部を振動させるとともに、前記粉体を撹拌する撹拌部材と、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前記振動部の振動状態を検知し、その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と、前記回転駆動手段を制御し、前記撹拌部材による撹拌動作が終了した後、当該撹拌部材の撓み量が予め設定された量以下になる位置まで前記撹拌部材を逆方向に回転させる回転駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, one aspect of the present invention is a powder detection device that detects the remaining amount of powder having fluidity in a container, and has a frequency according to the state of magnetic flux passing through an opposing space. An oscillating unit that outputs a signal and a material that is disposed inside the container, faces the oscillating unit via the casing of the container, vibrates in a direction facing the oscillating unit, and affects the magnetic flux. The vibration unit is rotationally driven by the rotation driving means, and the vibration unit is vibrated, and the stirring member that stirs the powder, and the frequency related information related to the frequency of the oscillation signal of the oscillation unit is acquired at a predetermined cycle. Detection processing for detecting a vibration state of the vibration unit based on a change in the frequency-related information that changes according to vibration of the vibration unit, and detecting a remaining amount of powder in the container based on the detection result Department and Rotation drive control means for controlling the rotation drive means and rotating the agitation member in a reverse direction to a position where the amount of deflection of the agitation member is equal to or less than a preset amount after the agitation operation by the agitation member is completed. , Provided.

本発明の一態様によれば、撹拌部材の永久変形を防止し、高精度のトナー残量検知が可能となる。なお、前記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。   According to one aspect of the present invention, permanent deformation of the stirring member can be prevented, and highly accurate toner remaining amount detection can be performed. Note that problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified in the following description of embodiments.

本発明の実施形態に係る磁束センサが搭載される現像器を含む画像形成装置の機械的構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a mechanical configuration of an image forming apparatus including a developing device on which a magnetic flux sensor according to an embodiment of the present invention is mounted. 本発明の実施形態に係るトナーの供給構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a toner supply configuration according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るサブホッパーの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the sub hopper which concerns on embodiment of this invention. 図3のサブホッパーの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the sub hopper of FIG. 本発明の実施形態に係る磁束センサの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the magnetic flux sensor which concerns on embodiment of this invention. 図5の磁束センサの出力信号のカウント態様を示す図である。It is a figure which shows the count aspect of the output signal of the magnetic flux sensor of FIG. 本発明の実施形態に係る磁束センサの概観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overview of a magnetic flux sensor according to an embodiment of the present invention. 図7の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である。It is a block diagram which shows the structure of the controller which acquires the signal of the magnetic flux sensor of FIG. 図7の磁束センサと図4の振動板との配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship between the magnetic flux sensor of FIG. 7, and the diaphragm of FIG. 図4の振動板を磁束が通る際の作用を示す図である。It is a figure which shows the effect | action at the time of a magnetic flux passing the diaphragm of FIG. 図9に示した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である。It is a figure which shows the oscillation frequency of the magnetic flux sensor according to the distance of the diaphragm shown in FIG. 9, and a magnetic flux sensor. 図4の振動板の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the diaphragm of FIG. 4. 本発明の実施形態に係る振動板と撹拌部材との配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship between the diaphragm which concerns on embodiment of this invention, and a stirring member. 図13の状態から撹拌部材が振動板を押し込んだ状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the stirring member pushed in the diaphragm from the state of FIG. 本発明の実施形態に係る振動板と撹拌部材との配置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning relationship between the diaphragm which concerns on embodiment of this invention, and a stirring member. 図14の状態から撹拌部材が振動板から離脱した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the stirring member detach | leaved from the diaphragm from the state of FIG. 図12に示した振動板の振動状態を示す平面図である。It is a top view which shows the vibration state of the diaphragm shown in FIG. 本発明の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である。It is a side view which shows the relationship between the vibration state of the diaphragm which concerns on embodiment of this invention, and a color developer. 本発明の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である。It is a figure which shows a time-dependent change of the count value according to the oscillation frequency of the magnetic flux sensor which changes according to attenuation | damping of the vibration of the diaphragm which concerns on embodiment of this invention. 本発明の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である。7 is a flowchart illustrating a toner remaining amount detection operation according to the embodiment of the present invention. 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。It is a figure which shows the analysis aspect of the count value which concerns on embodiment of this invention. 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および振動板の振動周期の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the sampling period of the count value which concerns on embodiment of this invention, and the vibration period of a diaphragm. 図12における振動板の重りを省いたときの撹拌部材と回転軸の回転角との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the stirring member when the weight of the diaphragm in FIG. 12 is omitted, and the rotation angle of a rotating shaft. 撹拌部材の変形がない場合と、撹拌部材が変形した場合の撹拌部材の回転半径の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the rotation radius of the stirring member when there is no deformation | transformation of a stirring member and when a stirring member deform | transforms. 撹拌部材の変形前と変形後の振動板の振動特性を示す図である。It is a figure which shows the vibration characteristic of the diaphragm before and after a deformation | transformation of a stirring member. 本発明の実施形態における撹拌部材の停止位置を示す図で、撹拌部材が振動板を弾いた後、所定量逆回転し、重りの近傍で停止した状態を示す。It is a figure which shows the stop position of the stirring member in embodiment of this invention, and after the stirring member bounces the diaphragm, it shows the state which reversely rotated predetermined amount and stopped in the vicinity of the weight. 図26の状態から撹拌部材が振動板を弾き、重りを通過して変形が戻った直後の状態を示す。FIG. 27 shows a state immediately after the stirring member repels the diaphragm from the state of FIG. 図26の位置からほぼ180度回転した位置の撹拌部材の状態を示す。The state of the stirring member at a position rotated by approximately 180 degrees from the position of FIG. 26 is shown. 図26の状態からほぼ270度回転した位置の撹拌部材の状態を示す。The state of the stirring member at a position rotated approximately 270 degrees from the state of FIG. 26 is shown. 回転軸の回転停止位置を制御する本発明の実施形態に係るコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller which concerns on embodiment of this invention which controls the rotation stop position of a rotating shaft. 本発明の実施形態において重りを備えた振動板を撹拌部材が撓みながら弾く動作を示す動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the operation | movement which fluctuates the diaphragm provided with the weight in embodiment of this invention, while a stirring member bends. 本発明の実施形態における逆方向回転制御の動作原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation | movement principle of the reverse direction rotation control in embodiment of this invention. 図32の逆方向回転制御の動作タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement timing of the reverse direction rotation control of FIG. 本発明の実施形態における印刷ジョブ終了後の塑性変形しない変形量の位置まで逆回転に戻す動作を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an operation of returning to reverse rotation to a position of a deformation amount that does not cause plastic deformation after the end of a print job in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態において撹拌部材を逆方向に回転させる処理を含む画像形成装置の動作手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation procedure of the image forming apparatus including a process of rotating the stirring member in the reverse direction in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a hardware configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

本発明は、粉体であるトナーの撹拌動作を行った後、撹拌部材を逆方向に回転させ、その回転位置を制御し、撹拌部材が塑性変形を生じない撓み量以下の状態で停止させることを特徴とする。以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。   In the present invention, after the stirring operation of the toner, which is powder, is performed, the stirring member is rotated in the reverse direction, the rotation position is controlled, and the stirring member is stopped in a state where the amount of deflection does not cause plastic deformation. It is characterized by. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置において、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像器と、現像剤である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。   In this embodiment, in an electrophotographic image forming apparatus, toner is held between a developing unit that develops an electrostatic latent image formed on a photoreceptor and a container that is a supply source of toner that is a developer. An example of detecting the remaining amount of toner in the sub hopper will be described.

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機構の概略を示す図である。同図において、本実施形態に係る画像形成装置100は、搬送ベルト105の回転方向に沿って各色の画像形成部106K,106C、106M,106Yが並べられた、所謂タンデムタイプと称されるものである。タンデムタイプでは、中間転写ベルトとしての搬送ベルト105に各色の画像形成部106K,106C、106M,106Yで形成されたY,M,C,Kの各色の画像がこの順で搬送ベルト105に重畳して転写される。そして、4色重畳されたフルカラーの画像が給紙トレイ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に一括転写され、定着器116で定着され、機外に排出される。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of a mechanism for image formation output included in the image forming apparatus 100 according to the present embodiment. In the figure, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment is a so-called tandem type in which image forming units 106K, 106C, 106M, and 106Y of respective colors are arranged along the rotation direction of the conveyor belt 105. is there. In the tandem type, images of each color Y, M, C, and K formed by the image forming units 106K, 106C, 106M, and 106Y for each color are superimposed on the conveyance belt 105 in this order on the conveyance belt 105 as an intermediate transfer belt. Is transcribed. Then, the full-color image with four colors superimposed is collectively transferred from the paper feed tray 101 to the paper (an example of a recording medium) 104 that is separated and fed by the paper feed roller 102, fixed by the fixing device 116, and discharged outside the apparatus. Is done.

なお、以下の説明において、複数の画像形成部(電子写真プロセス部)106Y、106M、106C、106Kは適宜画像形成部106と総称する。   In the following description, the plurality of image forming units (electrophotographic process units) 106Y, 106M, 106C, and 106K are collectively referred to as the image forming unit 106 as appropriate.

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によって先端が一旦停止させられ、搬送ベルト105上で重畳された画像先端とタイミングを取って、搬送ベルト105とのニップ位置(転写位置)に送り出される。   The leading edge of the sheet 104 fed from the sheet feeding tray 101 is temporarily stopped by the registration roller 103, and the nip position (transfer position) with the conveying belt 105 is timed with the leading edge of the image superimposed on the conveying belt 105. ).

各画像形成部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とも通である。K画像形成部106KはブラックKの画像を、M画像形成部106MはマゼンタMの画像を、C画像形成部106CはシアンCの画像を、Y画像形成部106YはイエローYの画像をそれぞれ形成する。なお、以下の説明においては、Y画像形成部106Yについて具体的に説明するが、他のM,CおよびKの画像形成部106M,106C,106KはY画像形成部106Yと同様である。そこで、各色の画像形成部106M,106C,106Kの各構成要素については、図では、Y画像形成部106Yの各構成要素に付したYに代えて、M,C,Kによって区別した符号を付し、説明は省略する。   The image forming units 106Y, 106M, 106C, and 106K have the same internal configuration except that the colors of the toner images to be formed are different. The K image forming unit 106K forms a black K image, the M image forming unit 106M forms a magenta M image, the C image forming unit 106C forms a cyan C image, and the Y image forming unit 106Y forms a yellow Y image. . In the following description, the Y image forming unit 106Y will be described in detail, but the other M, C, and K image forming units 106M, 106C, and 106K are the same as the Y image forming unit 106Y. Therefore, in the figure, each component of the image forming units 106M, 106C, and 106K of each color is given a reference that is distinguished by M, C, and K instead of Y added to each component of the Y image forming unit 106Y. The description is omitted.

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、すなわち無端状ベルトである。駆動ローラ107は、不図示の駆動モータにより駆動力を得て回転する。   The conveyor belt 105 is an endless belt, that is, an endless belt that is stretched between a driving roller 107 and a driven roller 108 that are rotationally driven. The driving roller 107 rotates by obtaining a driving force by a driving motor (not shown).

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Y画像形成部106Yが、イエローYのトナー画像を転写する。Y画像形成部106Yは、Y感光体ドラム109Y、このY感光体ドラム109Yの周囲に配置されたY帯電器110Y、光書き込み装置111、Y現像器112Y、Y感光体クリーナ113Y、除電器(図示せず)等から構成されている。光書き込み装置111は、各色の感光体ドラム109Y,109M,109C,109K(以降、適宜感光体ドラム109と総称する。)に対して光を照射するように構成されている。   At the time of image formation, the first Y image forming unit 106Y transfers the yellow Y toner image to the conveyance belt 105 that is rotationally driven. The Y image forming unit 106Y includes a Y photoconductor drum 109Y, a Y charger 110Y disposed around the Y photoconductor drum 109Y, an optical writing device 111, a Y developing device 112Y, a Y photoconductor cleaner 113Y, and a static eliminator (FIG. (Not shown). The optical writing device 111 is configured to irradiate light to the photosensitive drums 109Y, 109M, 109C, and 109K (hereinafter, collectively referred to as the photosensitive drum 109 as appropriate) of each color.

画像形成に際し、Y感光体ドラム109Yの外周面は、暗中にてY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。Y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、Y感光体ドラム109Y上にイエローのトナー画像を形成する。   In the image formation, the outer peripheral surface of the Y photoconductor drum 109Y is uniformly charged by the Y charger 110Y in the dark, and then writing is performed by the light from the light source corresponding to the yellow image from the optical writing device 111. An electrostatic latent image is formed. The Y developing unit 112Y visualizes the electrostatic latent image with yellow toner, and forms a yellow toner image on the Y photosensitive drum 109Y.

このトナー画像は、Y感光体ドラム109Yと搬送ベルト105とが当接もしくは最も接近する位置(転写位置)で、Y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の外周面に残留した不要なトナーは、Y感光体クリーナ113Yによりクリーニングされ、Y感光体ドラム109Yの表面が除電器により除電され、次の画像形成のために待機する。   This toner image is transferred onto the conveyance belt 105 by the function of the Y transfer unit 115Y at a position (transfer position) where the Y photoconductor drum 109Y and the conveyance belt 105 are in contact with or closest to each other. By this transfer, an image of yellow toner is formed on the conveyance belt 105. Unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor drum 109Y after the transfer of the toner image is cleaned by the Y photoconductor cleaner 113Y, and the surface of the Y photoconductor drum 109Y is discharged by the static eliminator, and the next image formation is performed. To wait for.

以上のようにして、Y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M画像形成部106Mに搬送される。M画像形成部106Mでは、Y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M感光体ドラム109M上にマゼンタMのトナー画像が形成され、そのトナー画像がすでに形成されたイエローYの画像に重畳されて転写される。   As described above, the yellow toner image transferred onto the conveyance belt 105 by the Y image forming unit 106Y is conveyed to the next M image forming unit 106M by driving the roller of the conveyance belt 105. In the M image forming unit 106M, a magenta M toner image is formed on the M photosensitive drum 109M by a process similar to the image forming process in the Y image forming unit 106Y, and the yellow Y image on which the toner image has already been formed. Is transferred in a superimposed manner.

搬送ベルト105上に転写されたイエローY、マゼンタM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Cのトナー画像と、K感光体ドラム109K上に形成されたブラックKのトナー画像とが、すで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。   The yellow Y and magenta M toner images transferred onto the conveying belt 105 are further conveyed to the next image forming units 106C and 106K, and the cyan C toner image formed on the photosensitive drum 109C by the same operation. The black K toner image formed on the K photoconductor drum 109K is superimposed and transferred onto the already transferred image. Thus, a full-color intermediate transfer image is formed on the conveyance belt 105.

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と接触する位置もしくは最も接近する位置において、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はさらに搬送され、定着器116にて画像を定着された後、画像形成装置100の外部に排紙される。   The sheets 104 stored in the sheet feed tray 101 are sent out in order from the top, and the intermediate transfer image formed on the conveyance belt 105 is transferred at a position where the conveyance path is in contact with or closest to the conveyance belt 105. It is transferred onto the paper. As a result, an image is formed on the surface of the sheet 104. The sheet 104 on which the image is formed on the sheet surface is further conveyed, the image is fixed by the fixing device 116, and then discharged to the outside of the image forming apparatus 100.

また、搬送ベルト105に対してベルトクリーナ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る。また、ベルトクリーナ118は、クリーニングブレードによって搬送ベルト105の表面に付着したトナーを掻き取る顕色剤除去部でもある。   A belt cleaner 118 is provided for the conveyor belt 105. As shown in FIG. 1, the belt cleaner 118 is a cleaning blade pressed against the conveyance belt 105 on the downstream side of the transfer position of the image from the conveyance belt 105 to the paper 104 and upstream of the photosensitive drum 109. It is. The belt cleaner 118 is also a developer removing unit that scrapes off toner adhering to the surface of the transport belt 105 by a cleaning blade.

図2は、本実施形態に係るトナーの供給構成を示す斜視図である。トナーの補給構成とは、現像器112に対してトナーを供給するための構成である。CMYK各色においてトナーの供給構成は概ねとも通しており、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からボトル側供給路120を介してサブホッパー200にトナーが供給される。   FIG. 2 is a perspective view illustrating a toner supply configuration according to the present embodiment. The toner replenishment configuration is a configuration for supplying toner to the developing device 112. The toner supply configuration is substantially the same for each color of CMYK, and FIG. 2 shows the supply configuration for one developing device 112. The toner is contained in the toner bottle 117, and as shown in FIG. 2, the toner is supplied from the toner bottle 117 to the sub hopper 200 via the bottle side supply path 120.

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。サブホッパー200からサブホッパー側供給路119を介して現像器112にトナーが供給される。トナーボトル117内部のトナーがなくなると、サブホッパー200にトナーが供給されなくなる。そこで、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する必要があり、このため、後述するトナー検知機構が設けられている。   The sub hopper 200 temporarily holds the toner supplied from the toner bottle 117 and supplies the toner to the developing device 112 according to the remaining amount of toner in the developing device 112. Toner is supplied from the sub hopper 200 to the developing device 112 via the sub hopper side supply path 119. When the toner in the toner bottle 117 runs out, no toner is supplied to the sub hopper 200. Therefore, it is necessary to detect a state in which the amount of toner in the sub hopper 200 has decreased, and therefore, a toner detection mechanism described later is provided.

図3は、本実施形態に係るサブホッパー200の概観を示す斜視図である。図3に示すように、サブホッパー200を構成する筐体の外面には磁束センサ10(透磁率センサ)が取り付けられている。図3においてサブホッパー200の上部は開口しており、この開口に対してボトル側供給路120のカバーが取り付けられる。なお、カバーの取り付け個所は、サブホッパー200の開口の形状と合うように成形され、トナーが外部に飛散することのないようにされている。また、サブホッパー200内部に保持されたトナーは図3に示すサブホッパー側供給路119から現像器112に送り出される。   FIG. 3 is a perspective view showing an overview of the sub hopper 200 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, a magnetic flux sensor 10 (permeability sensor) is attached to the outer surface of the casing constituting the sub hopper 200. In FIG. 3, the upper part of the sub hopper 200 is opened, and the cover of the bottle side supply path 120 is attached to this opening. In addition, the attachment part of the cover is formed so as to match the shape of the opening of the sub hopper 200 so that the toner is not scattered outside. The toner held in the sub hopper 200 is sent out to the developing device 112 from the sub hopper side supply path 119 shown in FIG.

図4は、サブホッパー200の内部構成を示す図で、同図(a)は斜視図、同図(b)は平面図である。図4に示すように、サブホッパー200の筐体の内面には振動板201が設けられている。振動板201が設けられた内面は図3において磁束センサ10が取り付けられている外面の裏側である。したがって、振動板201は筐体を介して磁束センサ10に対向するように配置されている。   4A and 4B are diagrams showing the internal configuration of the sub hopper 200, where FIG. 4A is a perspective view and FIG. 4B is a plan view. As shown in FIG. 4, a diaphragm 201 is provided on the inner surface of the housing of the sub hopper 200. The inner surface provided with the diaphragm 201 is the back side of the outer surface to which the magnetic flux sensor 10 is attached in FIG. Therefore, the diaphragm 201 is disposed so as to face the magnetic flux sensor 10 through the housing.

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ー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が取り付けられている。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、あるいは振動板201を振動させるための機能を備えている。   The vibration plate 201 is a rectangular plate-shaped component, and is arranged in a cantilever state in which one end in the longitudinal direction is fixed to the housing of the sub hopper 200. A weight 202 is attached to the end of the diaphragm 201 that is not fixed in the longitudinal direction. The weight 202 has a function of adjusting the frequency when the vibration plate 201 vibrates or a function of vibrating the vibration plate 201.

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および撹拌部材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。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ー200内部の顕色剤として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の軸方向とほぼ平行に配置されている。   In the sub hopper 200, a rotary shaft 204 and a stirring member 205 are provided as a configuration for stirring the toner inside. The rotating shaft 204 is a shaft that rotates inside the sub hopper 200. An agitating member 205 is fixed to the rotating shaft 204, and the agitating member 205 rotates with the rotation of the rotating shaft 204, and the toner as the developer inside the sub hopper 200 is agitated. Further, the longitudinal direction of the vibration plate 201 is disposed substantially parallel to the axial direction of the rotation shaft 204.

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が一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ともに、撹拌部材205が振動付与部として機能する。また、撹拌機能と弾く機能を確実にするため、本実施形態では、撹拌部材205の中央部近傍にスリット205aが形成され、このスリット205を境に振動付与部205cと撹拌部205dが設けられている。   The stirring member 205 has a function of flipping the weight 202 provided on the vibration plate 201 by rotation in addition to the stirring of the toner. Thus, each time the stirring member 205 rotates once, the weight 202 is repelled and the diaphragm 201 vibrates. That is, the vibration plate 201 functions as a vibration unit, and the stirring member 205 functions as a vibration applying unit. In order to ensure the stirring function and the flipping function, in this embodiment, a slit 205a is formed in the vicinity of the central portion of the stirring member 205, and a vibration applying unit 205c and a stirring unit 205d are provided with the slit 205 as a boundary. Yes.

図5は本実施形態に係る磁束センサの回路構成を示す図である。同図に示すように、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る。この発振回路は、平面パターンコイル11、パターン抵抗12、第1コンデンサ13、第2コンデンサ14、フィードバック抵抗15、第1アンバッファIC16、第2アンバッファIC17および出力端子18を含む構成となっている。   FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the magnetic flux sensor according to the present embodiment. As shown in the figure, the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment is an oscillation circuit based on a Colpitts LC oscillation circuit. The oscillation circuit includes a planar pattern coil 11, a pattern resistor 12, a first capacitor 13, a second capacitor 14, a feedback resistor 15, a first unbuffer IC 16, a second unbuffer IC 17 and an output terminal 18. .

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。図5に示すように、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決まる回路抵抗R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R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。 The planar pattern coil 11 is a planar coil constituted by signal lines patterned in a planar shape on a substrate constituting the magnetic flux sensor 10. As shown in FIG. 5, the planar pattern coil 11 has an inductance L obtained by the coil. In the planar pattern coil 11, the value of the inductance L changes due to the magnetic flux passing through the space facing the plane on which the coil is formed. As a result, the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment is used as an oscillating unit that oscillates a signal having a frequency corresponding to the magnetic flux passing through the space where the coil surfaces of the planar pattern coil 11 face each other. Further, the magnetic flux sensor 10 has a circuit resistance RL whose resistance value is determined by the length of the signal line. In the magnetic flux sensor 10 of this embodiment, most signal lines are used to form the planar pattern coil 11. Therefore, the circuit resistance R L substantially matches the resistance value of the signal line of the planar pattern coil.

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。なお、つづら折り状とは、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5に示すように、パターン抵抗12は、抵抗値Rを有する。図5に示すように、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。 The pattern resistor 12 is a resistor configured by a signal line patterned in a planar shape on a substrate, like the planar pattern coil 11. The pattern resistor 12 according to the present embodiment is a pattern formed in a zigzag shape, thereby creating a state in which current does not flow more easily than a linear pattern. Note that the zigzag folded shape is a shape bent so as to reciprocate a plurality of times in a predetermined direction. As shown in FIG. 5, the pattern resistors 12, having a resistance value R P. As shown in FIG. 5, the planar pattern coil 11 and the pattern resistor 12 are connected in series.

第1コンデンサ13および第2コンデンサ14は、平面パターンコイル11とともにコルピッツ型LC発振回路を構成する容量である。したがって、第1コンデンサ13および第2コンデンサ14は、平面パターンコイル11およびパターン抵抗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1コンデンサ13および第2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。   The first capacitor 13 and the second capacitor 14 are capacitors that together with the planar pattern coil 11 constitute a Colpitts LC oscillation circuit. Therefore, the first capacitor 13 and the second capacitor 14 are connected in series with the planar pattern coil 11 and the pattern resistor 12. A resonance current loop is constituted by the loop constituted by the planar pattern coil 11, the pattern resistor 12, the first capacitor 13 and the second capacitor 14.

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。第1アンバッファIC16および第2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。   The feedback resistor 15 is inserted to stabilize the bias voltage. Due to the functions of the first unbuffered IC 16 and the second unbuffered IC 17, a change in potential of a part of the resonant current loop is output from the output terminal 18 as a rectangular wave corresponding to the resonant frequency.

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R、第1コンデンサ13および第2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できる。
With such a configuration, the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment oscillates at a frequency f corresponding to the inductance L, the resistance value R P , and the capacitance C of the first capacitor 13 and the second capacitor 14. The frequency f can be expressed by the following formula (1).

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。したがって、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。   The inductance L also changes depending on the presence of the magnetic substance in the vicinity of the planar pattern coil 11 and its concentration. Therefore, the magnetic permeability in the space near the planar pattern coil 11 can be determined from the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10.

また、上述したように、本実施形態に係るサブホッパー200における磁束センサ10は、筐体を介して振動板201と対向して配置されている。したがって、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。すなわち、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。   Further, as described above, the magnetic flux sensor 10 in the sub hopper 200 according to the present embodiment is disposed to face the diaphragm 201 via the housing. Therefore, the magnetic flux generated by the planar pattern coil 11 passes through the diaphragm 201. That is, the diaphragm 201 affects the magnetic flux generated by the planar pattern coil 11 and affects the inductance L. As a result, the presence of the diaphragm 201 affects the frequency of the oscillation signal of the magnetic flux sensor 10.

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、図6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し、図6に示すように、t、t、t、t、t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。 FIG. 6 is a diagram illustrating an aspect of the count value of the output signal of the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment. If there is no change in the magnetic flux generated by the planar pattern coil 11 included in the magnetic flux sensor 10, the magnetic flux sensor 10 continues to oscillate at the same frequency in principle. As a result, as shown in FIG. 6, the count value of the counter uniformly increases with the passage of time, and as shown in FIG. 6, the timing of each of t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , t 5. , Count values such as aaaah, bbbbbh, cccch, ddddh, AAAAh are acquired.

夫々のタイミングにおけるカウント値を、図6に示すT、T、T、T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T、T、T、T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。 By calculating the count value at each timing based on the periods T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 shown in FIG. 6, the frequency in each period is calculated. For example, when a frequency is calculated by outputting an interrupt signal when a reference clock corresponding to 2 (msec) is counted, T 1 and T shown in FIG. 6 are obtained by dividing the count value in each period by 2 (msec). The oscillation frequency f (Hz) of the magnetic flux sensor 10 in each of the periods T 2 , T 3 and T 4 is calculated.

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。   As shown in FIG. 6, when the upper limit of the count value of the counter is FFFFh, when calculating the frequency in the period T4, the total value of the value obtained by subtracting ddddh from FFFFh and AAAAh is 2 (msec). The oscillation frequency f (Hz) can be calculated by dividing by.

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。   As described above, in the image forming apparatus 100 according to the present embodiment, the frequency of the signal oscillated by the magnetic flux sensor 10 is acquired, and an event corresponding to the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 can be determined based on the acquisition result. it can. In the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment, the inductance L changes according to the state of the diaphragm 201 arranged facing the planar pattern coil 11, and as a result, the signal output from the output terminal 18 is changed. The frequency changes.

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内部の顕色剤の状態を判断することもできる。   As a result, in the controller that acquires the signal, it is possible to check the state of the diaphragm 201 that is disposed to face the planar pattern coil 11. The state of the developer in the sub hopper 200 can also be determined based on the state of the diaphragm 201 thus confirmed.

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。   As described above, the frequency is obtained by dividing the count value of the oscillation signal by the period. However, if the period for acquiring the count value is fixed, the acquired count value is used as a parameter for indicating the frequency. It is also possible to use it as it is.

図7は、本実施形態に係る磁束センサ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およびパターン抵抗12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。   FIG. 7 is a perspective view showing an overview of the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment. In FIG. 7, the surface on which the planar pattern coil 11 and the pattern resistor 12 described in FIG. 5 are formed, that is, the detection surface facing the space where the magnetic permeability is to be detected is directed to the upper surface.

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。   As shown in FIG. 7, the pattern resistor 12 connected in series with the planar pattern coil 11 is patterned on the detection surface on which the planar pattern coil 11 is formed. As described with reference to FIG. 5, the planar pattern coil 11 is a signal line pattern formed in a spiral shape on a plane. Further, the pattern resistor 12 is a signal pattern formed in a zigzag pattern on the plane, and the function of the magnetic flux sensor 10 as described above is realized by these patterns.

この平面パターンコイル11およびパターン抵抗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。   A portion formed by the planar pattern coil 11 and the pattern resistor 12 is a magnetic permeability detecting unit in the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment. When the magnetic flux sensor 10 is attached to the sub hopper 200, the detector is attached so as to face the diaphragm 201.

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および磁束センサ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および入出力制御ASIC30を含む。   FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the controller 20 and the magnetic flux sensor 10 that acquire the output value of the magnetic flux sensor 10. As shown in FIG. 8, the controller 20 according to the present embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 21, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 22, a timer 23, a crystal oscillation circuit 24, and an input / output control ASIC 30.

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したが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ーフェースとして機能する。   The CPU 21 is a calculation means, and controls the entire operation of the controller 20 by performing calculations according to a program stored in a storage medium such as a ROM (Read Only Memory). The ASIC 22 functions as a connection interface between the system bus to which the CPU 21 and RAM (Random Access Memory) are connected and other devices.

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。   The timer 23 generates an interrupt signal and outputs it to the CPU 21 every time the count value of the reference clock input from the crystal oscillation circuit 24 reaches a predetermined value. In response to the interrupt signal input from the timer 23, the CPU 21 outputs a read signal for acquiring the output value of the magnetic flux sensor 10. The crystal oscillation circuit 24 oscillates a reference clock for operating each device in the controller 20.

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およびカウント値出力部33を含む。本実施形態に係る磁束センサ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。   The input / output control ASIC 30 acquires a detection signal output from the magnetic flux sensor 10 and converts it into information that can be processed in the controller 20. As shown in FIG. 8, the input / output control ASIC 30 includes a permeability counter 31, a read signal acquisition unit 32, and a count value output unit 33. The magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment is an oscillation circuit that outputs a rectangular wave having a frequency corresponding to the magnetic permeability in a space to be detected.

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。すなわち、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。なお、本実施形態に係る磁束センサ10はCMYK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。   The permeability counter 31 is a counter that increments a value in accordance with a rectangular wave output from such a magnetic flux sensor 10. That is, the magnetic permeability counter 31 functions as a target signal counter that counts the number of signals for which the frequency is to be calculated. Note that the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment is provided for each of the sub hoppers 200 connected to the CMYK developing devices 112, and a plurality of permeability counters 31 are also provided.

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。   The read signal acquisition unit 32 acquires a read signal, which is a command for acquiring the count value of the magnetic permeability counter 31 from the CPU 21, via the ASIC 22. When the read signal acquisition unit 32 acquires the read signal from the CPU 21, the read signal acquisition unit 32 inputs a signal for causing the count value output unit 33 to output the count value. The count value output unit 33 outputs the count value of the magnetic permeability counter 31 in accordance with the signal from the read signal acquisition unit 32.

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、前述のリード信号は、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。   Note that the CPU 21 accesses the input / output control ASIC 30 via, for example, a register. For this reason, the above-described read signal is performed by the CPU 21 writing a value in a predetermined register included in the input / output control ASIC 30. The count value is output by the count value output unit 33 when the count value is stored in a predetermined register included in the input / output control ASIC 30 and the CPU 21 acquires the value.

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。   The controller 20 shown in FIG. 8 may be provided separately from the magnetic flux sensor 10 or may be mounted on the substrate of the magnetic flux sensor 10 as a circuit including the CPU 21.

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サブホッパー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したがって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。   In such a configuration, the CPU 21 detects the vibration state of the diaphragm 201 based on the count value acquired from the count value output unit 33, and detects the toner remaining amount in the sub hopper 200 based on the detection result. In other words, the detection processing unit is configured by the CPU 21 performing calculations according to a predetermined program. Further, the count value acquired from the count value output unit 33 is used as frequency-related information indicating the frequency of the magnetic flux sensor 10 that changes according to the vibration of the diaphragm 201.

図9は、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10は振動板を磁束が通る際の作用を示す図である。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。   FIG. 9 is a diagram illustrating an arrangement relationship between the magnetic flux sensor and the diaphragm according to the present embodiment, and FIG. 10 is a diagram illustrating an action when the magnetic flux passes through the diaphragm. As shown in FIG. 9, the surface on which the planar pattern coil 11 is formed in the magnetic flux sensor 10 and the diaphragm 201 are disposed to face each other with the housing of the sub hopper 200 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 9, a magnetic flux is generated around the center of the planar pattern coil 11, and the magnetic flux penetrates the diaphragm 201.

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G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Gを発生させ、平面パターンコイル11による磁束Gを打ち消すように作用する。このように磁束G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。前記式(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。 Diaphragm 201, for example SUS is constituted by plates, the magnetic flux G 1 as shown in FIG. 10 eddy current is generated in the vibrating plate 201 by penetrating the vibrating plate 201. This eddy current generates a magnetic flux G 2, acts so as to cancel out the magnetic fluxes G 1 by a plane pattern coil 11. By thus magnetic flux G 1 is canceled, the inductance L is reduced in magnetic flux sensor 10. As shown in the equation (1), when the inductance L decreases, the oscillation frequency f increases.

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。   The strength of the eddy current generated inside the diaphragm 201 by receiving the magnetic flux from the planar pattern coil 11 varies depending on the distance between the planar pattern coil 11 and the diaphragm 201 in addition to the strength of the magnetic flux. FIG. 11 is a diagram illustrating the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 in accordance with the distance between the planar pattern coil 11 and the diaphragm 201.

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。したがって、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g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。 The strength of the eddy current generated inside the diaphragm 201 is inversely proportional to the distance between the planar pattern coil 11 and the diaphragm 201. Accordingly, as shown in FIG. 11, as the distance between the plane pattern coil 11 and the vibration plate 201 becomes narrow, the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 is higher, becomes narrower than the predetermined gap g 0, the inductance L becomes too low Will not oscillate.

そのため、g以下の間隔における発振周波数はゼロである。他方、平面パターンコイル11と振動板201との間隔が広くなると、磁束センサ10の発振周波数は、振動板201内部において発生する渦電流の影響を受けない周波数に収束していく。 Therefore, the oscillation frequency in the interval of g 0 or less is zero. On the other hand, when the distance between the planar pattern coil 11 and the diaphragm 201 becomes wide, the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 converges to a frequency that is not affected by the eddy current generated inside the diaphragm 201.

本実施形態に係るサブホッパー200では、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。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ー200内部のトナー残量を検知する。また、図11に示す間隔g0、すなわち、磁束センサ10の発振が止まる間隔gを利用して振動板201の振動開始タイミングを判断する。このgが、磁束センサ10と振動板201との間隔であって、磁束センサ10が発振を停止する所定の閾値として用いられる。 In the sub hopper 200 according to the present embodiment, the vibration of the diaphragm 201 is detected based on the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 by using the characteristics shown in FIG. Based on the vibration of the diaphragm 201 thus detected, the remaining amount of toner in the sub hopper 200 is detected. The distance g0 in FIG. 11, namely, by utilizing the gap g 0 oscillation stops the flux sensor 10 to determine the vibration start timing of the diaphragm 201. The g 0 is a distance between the magnetic flux sensor 10 and the vibration plate 201, the magnetic flux sensor 10 is used as the predetermined threshold value for stopping the oscillation.

すなわち、図9に示す振動板201および磁束センサ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れば顕色剤残量検知装置である。また、磁束センサ10が振動検知部として機能する。   That is, the diaphragm 201 and the magnetic flux sensor 10 shown in FIG. 9 and the configuration for processing the output signal of the magnetic flux sensor 10 are used as the powder detection device according to this embodiment. This powder detecting device is a developer remaining amount detecting device when used for detecting the remaining amount of toner. Further, the magnetic flux sensor 10 functions as a vibration detection unit.

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。   The vibration of the diaphragm 201 repelled by the stirring member 205 is represented by a natural frequency determined by the rigidity of the diaphragm 201 and the weight of the weight 202 and an attenuation factor determined by an external factor that absorbs the vibration energy. As external factors that absorb vibration energy, in addition to fixing factors such as fixing strength and air resistance for fixing the vibration plate 201 in a cantilever state, toner that contacts the vibration plate 201 inside the sub hopper 200 is used. There is a presence.

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。したがって、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。   The toner that contacts the vibration plate 201 inside the sub hopper 200 varies depending on the remaining amount of toner in the sub hopper 200. Therefore, by detecting the vibration of the vibration plate 201, it is possible to detect the remaining amount of toner in the sub hopper 200. Therefore, in the sub hopper 200 according to the present embodiment, the stirring member 205 for stirring the toner in the inside repels the vibration plate 201 and periodically vibrates the vibration plate 201 according to the rotation.

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は固定部201aを介してサブホッパー200の筐体に固定されている。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が図において時計回り方向に回転する。   FIG. 12 is a perspective view showing the positional relationship around the diaphragm 201. As shown in FIG. 12, the diaphragm 201 is fixed to the housing of the sub hopper 200 via a fixing portion 201a. FIG. 13 is a side view showing a state before the stirring member 205 comes into contact with the weight 202 attached to the diaphragm 201 as the rotation state of the rotating shaft 204. In FIG. 13, the rotating shaft 204 rotates the stirring member 205 in the clockwise direction in the drawing.

図13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ともに、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。図14は、図13に示す状態から撹拌部材205がさらに回転した状態を示す側面図である。   As shown in FIG. 13, the weight 202 is a protruding portion that protrudes from the plate surface of the diaphragm 201 and has a shape that is inclined with respect to the plate surface of the diaphragm 201 when viewed from the side. This inclination is configured such that the inclined surface approaches the rotating shaft 204 along the rotation direction of the stirring member 205. The inclined surface of the weight 202 is a portion that is pushed by the stirring member 205 when the stirring member 205 repels and vibrates the vibration plate 201. FIG. 14 is a side view showing a state where the stirring member 205 is further rotated from the state shown in FIG.

撹拌部材205が重り202に接触した状態でさら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および重り202の位置を破線で示している。図14に示すように、回転軸204の回転に伴って振動板201および重り202が撹拌部材205によって押し込まれる。   By further rotating the stirring member 205 in contact with the weight 202, the vibration plate 201 is pushed and deformed with the inclination provided in the weight 202. In FIG. 14, the positions of the diaphragm 201 and the weight 202 in a state where no external force is applied (hereinafter referred to as “steady state”) are indicated by broken lines. As shown in FIG. 14, the diaphragm 201 and the weight 202 are pushed by the stirring member 205 as the rotating shaft 204 rotates.

図15は、図14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ー200の筐体内面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。   15 is a top view showing the state shown in FIG. Since the vibration plate 201 is fixed to the inner surface of the housing of the sub hopper 200 via the fixing portion 201a, the position on the fixing portion 201a side does not change. On the other hand, the end on the opposite side which is provided with the weight 202 and is a free end moves to the side opposite to the side on which the rotating shaft 204 is provided by being pushed by the stirring member 205. As a result, the diaphragm 201 bends as shown in FIG. 15 with the fixed portion 201a as a base point. In such a bent state, energy for vibrating the diaphragm 201 is stored.

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(振動付与部205c)とそれ以外の部分(撹拌部205d)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。   As shown in FIG. 15, the stirring member 205 according to this embodiment is provided with a notch 205 a between a portion (vibration applying portion 205 c) that contacts the weight 202 and another portion (stirring portion 205 d). ing. As a result, it is possible to prevent the stirring member 205 from being damaged by applying an excessive force when the stirring member 205 pushes the weight 202.

また、切り込み205aの始点には丸孔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て応力集中を抑制し、撹拌部材205の破損を防ぐようにしている。   A round hole 205b is provided at the starting point of the cut 205a. As a result, when the amount of deflection of the stirring member 205 differs from the notch 205a as a boundary, the stress applied to the starting point of the notch 205a is dispersed to suppress stress concentration and prevent the stirring member 205 from being damaged.

図16は、図14に示す状態からさらに撹拌部材205が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。   FIG. 16 is a side view showing a state where the stirring member 205 is further rotated from the state shown in FIG. In FIG. 16, the position of the diaphragm 201 in a steady state is indicated by a broken line, and the position of the diaphragm 201 shown in FIG. 14 is indicated by a chain line. The position of the diaphragm 201 that has been deflected to the opposite side when the vibration energy stored by being pushed in by the stirring member 205 is released is indicated by a solid line.

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。   FIG. 17 is a top view showing the state shown in FIG. As shown in FIG. 16, when the weight 202 is pressed by the stirring member 205, the end portion on the side where the weight 202, which is a free end, is provided on the opposite side due to the bending energy stored in the diaphragm 201. Move to bend.

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。   In the state shown in FIGS. 16 and 17, the diaphragm 201 is in a state of being away from the magnetic flux sensor 10 that is opposed to the sub-hopper 200 through the housing. Thereafter, the vibration plate 201 vibrates to return to the steady state due to vibration attenuation while repeating the state closer to the magnetic flux sensor 10 than the steady state and the state away from the steady state.

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206が存在すると、振動板201や重り202が振動しながらトナー206に接触する。そのため、サブホッパー200内部にトナー206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できる。
FIG. 18 is a diagram schematically showing the state of toner held in the sub hopper 200 with dots. As shown in FIG. 18, when the toner 206 exists in the sub hopper 200, the vibration plate 201 and the weight 202 come into contact with the toner 206 while vibrating. For this reason, the vibration of the diaphragm 201 is attenuated faster than when the toner 206 is not present in the sub hopper 200. The remaining amount of toner in the sub hopper 200 can be detected based on the change in vibration attenuation.

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。したがって、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。   FIG. 19 is a diagram illustrating a change in the count value of the oscillation signal of the magnetic flux sensor 10 every predetermined period after the weight 202 is bounced by the stirring member 205 until the vibration of the diaphragm 201 is attenuated and the vibration stops. is there. The count value of the oscillation signal of the magnetic flux sensor 10 increases as the oscillation frequency increases. Therefore, the vertical axis in FIG. 19 can be replaced with the oscillation frequency instead of the count value.

図19に示すように、タイミングt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。 As shown in FIG. 19, when the stirring member 205 comes into contact with the weight 202 and pushes the weight 202 at timing t 1 , the diaphragm 201 approaches the magnetic flux sensor 10. Thereby, the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 rises and the count value for every predetermined period rises.

そして、タイミングtにおいて振動板201と磁束センサ10との距離が前記間隔g(図11)を下回り、磁束センサ10の発振が停止する。換言すると、撹拌部材205は、振動板201に対して磁束センサ10に近づく方向に力を加え、磁束センサ10との間隔がg以下となるように振動板201を移動させる。これにより、上昇傾向であったカウント値は即座にゼロとなる。 Then, the distance between the diaphragm 201 and the magnetic flux sensor 10 below the gap g 0 (FIG. 11) at time t 2, the oscillation of the magnetic flux sensor 10 is stopped. In other words, the stirring member 205, a force in a direction approaching to the magnetic flux sensor 10 to the vibration plate 201, the distance between the magnetic flux sensor 10 to move the diaphragm 201 such that g 0 or less. As a result, the count value that has been on an upward trend immediately becomes zero.

そして、タイミングtにおいて撹拌部材205による重り202の押圧が解除され、振動板201は押し込まれた状態から解放され、蓄えられた振動エネルギーによって振動する。これにより、振動板201と磁束センサ10との距離は間隔g以上となり、磁束センサ10は再び発振を開始する。その結果、カウント値は、ゼロの状態から急激に上昇することとなる。そこで、このカウント値の急激な上昇に基づいて振動板201の振動の開始タイミングを判断する。 Then, the pressing of the weight 202 is released by the stirring member 205 at the timing t 3, the vibration plate 201 is released from the pushed state to vibrate by the vibration energy stored. Thus, the distance between the diaphragm 201 and the magnetic flux sensor 10 is the distance g 0 or more, the magnetic flux sensor 10 starts oscillating again. As a result, the count value increases rapidly from the zero state. Therefore, the start timing of vibration of the diaphragm 201 is determined based on the rapid increase in the count value.

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。   When the vibration plate 201 vibrates, a state where the distance between the vibration plate 201 and the magnetic flux sensor 10 is wider and narrower is repeated centering on a steady state. As a result, the frequency of the oscillation signal of the magnetic flux sensor 10 vibrates with the vibration of the diaphragm 201, and the count value for each predetermined period also vibrates in the same manner.

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の振動は時間とともに減衰する。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とも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。   The amplitude of vibration of the diaphragm 201 becomes narrower as the vibration energy is consumed. That is, the vibration of the diaphragm 201 is attenuated with time. For this reason, the change in the distance between the diaphragm 201 and the magnetic flux sensor 10 also decreases with time, and the time change in the count value also changes as shown in FIG.

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。したがって、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できる。   Here, as described above, the vibration of the vibration plate 201 attenuates earlier as the amount of remaining toner in the sub hopper 200 increases. Accordingly, by analyzing the vibration attenuation mode of the oscillation signal of the magnetic flux sensor 10 as shown in FIG. You can know the amount.

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P、P、P、P、・・・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を求めることができる。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できる。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。
Therefore, as shown in FIG. 19, assuming that the vibration peaks of the count value are P 1 , P 2 , P 3 , P 4 ,..., The vibration of the diaphragm 201 is expressed by the following equation (2), for example. Can be obtained. By referring to the ratio of the peak values having different timings as shown in Expression (2), it is possible to cancel the error due to the environmental variation and obtain the accurate attenuation rate. In other words, the CPU 21 according to the present embodiment obtains the attenuation rate ζ based on the ratio of the count values acquired at different timings.

なお、上記式(2)においては、図19に示すピークのうちP、PおよびP、P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が振動を開始したタイミングt3におけるピーク値は、振動の振幅に対応した値ではないため、計算対象とはしないことが好ましい。 In the above formula (2), P 1 , P 2 and P 5 , P 6 are used among the peaks shown in FIG. 19, but this is an example, and other peaks may be used. However, since the peak value at the timing t3 when the vibration plate 201 starts to vibrate is not a value corresponding to the amplitude of vibration, it is preferable not to calculate.

仮に図18に示すようにサブホッパー200内部のトナー206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できる。   As shown in FIG. 18, even if the damping of the vibration is accelerated by the presence of the toner 206 inside the sub hopper 200, the vibration frequency of the diaphragm 201 does not change greatly. Therefore, by calculating the ratio of the amplitude of a specific peak as shown in the above formula (2), it is possible to calculate the attenuation of the amplitude in a predetermined period.

図20は、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処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図8に示すCPU21によって実行される。   FIG. 20 is a flowchart illustrating a processing procedure of remaining toner detection in the sub hopper 200 according to the embodiment. The processing of this flowchart is executed by the CPU 21 shown in FIG.

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(S101、なお、図ではステップを省略し、Sのみで示す。)。前述のように、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C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。 As shown in FIG. 20, the CPU 21 first detects that the weight 202 is pushed in by the agitating member 205 as shown in FIG. 14 and vibration is generated (S101, the step is omitted in the figure, and only S is shown). Show.) As described above, the CPU 21 acquires the count value of the output signal of the magnetic flux sensor 10 from the count value output unit 33 every predetermined period. This count value is C 0 as shown in FIG. 19 in the steady state. In contrast, when the weight 202 is pushed in as shown in FIG. 14, the count value increases as the diaphragm 201 approaches the magnetic flux sensor 10.

そして、上述したように振動板201と磁束センサ10との間隔がgを下回ると、磁束センサ10の発振が停止し、カウント値がゼロとなる。CPU21は、カウント値がゼロとなったことを検知すると(S101/YES)、次に、図19のタイミングtのようにカウント値が急増するタイミングまで待機する(S102/NO)。 As described above, when the distance between the diaphragm 201 and the magnetic flux sensor 10 is less than g 0 , the oscillation of the magnetic flux sensor 10 stops and the count value becomes zero. CPU21 detects that the count value becomes zero (S101 / YES), then, it waits until the timing at which the count value increases rapidly as the timing t 3 of Figure 19 (S102 / NO).

振動板201が弾かれて振動を開始すると、磁束センサ10が発振を開始し、カウント値が急増する。CPU21は、カウント値がゼロから急増したことを検知すると(S102/YES)、振動板201に振動が発生したことを検知する(S103)。   When the vibration plate 201 is bounced to start vibration, the magnetic flux sensor 10 starts to oscillate, and the count value increases rapidly. When the CPU 21 detects that the count value has rapidly increased from zero (S102 / YES), it detects that vibration has occurred in the diaphragm 201 (S103).

ステップS101〜S103の処理に拘わらず、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、ステップS103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(S104)。ステップS104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。   Regardless of the processing in steps S101 to S103, the CPU 21 continues the count value acquisition processing for each predetermined period as normal processing. Then, after step S103, the CPU 21 acquires the peak value of the count vibration corresponding to the vibration of the diaphragm 201 as shown in FIG. 19 (S104). In step S104, the CPU 21 specifies the peak value by continuously analyzing the count value acquired every predetermined period.

図21は、カウント値の解析態様を示す図である。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S”に加えて、直前のカウント値との差分の符号“Sn−1−S”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−S”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番および10番がピーク値として採用される。 FIG. 21 is a diagram illustrating a count value analysis mode. Regarding the count value acquired every predetermined period, in addition to the “number n” and “count value S n ” of each count value, the sign “S n−1 −S n ” of the difference from the immediately preceding count value is Shown in order of acquisition. In the result as shown in FIG. 21, the value immediately before the sign of “S n−1 −S n ” is inverted is the peak value. In the case of FIG. 21, No. 5 and No. 10 are adopted as peak values.

すなわち、CPU21は、S103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−S”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S”を図19に示すP、P、P・・・といったピーク値として採用する。 That is, the CPU 21 calculates “S n−1 −S n ” shown in FIG. 21 for the count values acquired in order after S 103. Then, the “count value S n ” at the timing when the sign obtained as the calculation result is inverted is adopted as the peak values such as P 1 , P 2 , P 3 ... Shown in FIG.

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−S”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。 The actually obtained count value may contain high-frequency component noise, and the timing at which the sign of “S n−1 −S n ” is reversed at a position that is not a peak due to vibration of the diaphragm 201. May occur. In order to avoid erroneous detection in such a case, the CPU 21 preferably performs the analysis shown in FIG. 21 after smoothing the value acquired from the count value output unit 33. In the smoothing process, a general process such as a moving average method can be employed.

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(S105)。このため、ステップS104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、P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。 When the peak value is acquired in this way, the CPU 21 calculates the attenuation rate ζ by the calculation of the above equation (2) (S105). For this reason, in step S104, the count value is analyzed in the manner shown in FIG. 21 until the peak value used for calculating the attenuation rate is obtained. When using the above formula (2), CPU 21 analyzes the count value to a peak value corresponding to P 6 is obtained.

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(S106)。すなわち、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206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206が残っている場合、振動板201の振動は早く減衰する。したがって、減衰率ζは小さくなる。   When the attenuation rate ζ is calculated in this way, the CPU 21 determines whether or not the calculated attenuation rate ζ is equal to or less than a predetermined threshold (S106). That is, the CPU 21 determines that the toner 206 in the sub hopper 200 has fallen below a predetermined amount based on the magnitude relationship between the ratio of the count values acquired at different timings and the predetermined threshold value. As described with reference to FIG. 18, when sufficient toner 206 remains in the sub hopper 200, the vibration of the vibration plate 201 is quickly attenuated. Therefore, the attenuation rate ζ becomes small.

他方、サブホッパー200内部のトナー206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。したがって、検知するべきトナー残量に応じた減衰率ζ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。 On the other hand, when the toner 206 in the sub hopper 200 decreases, the vibration of the diaphragm 201 is attenuated accordingly, and the attenuation rate ζ increases. Therefore, by setting the attenuation rate ζ S according to the remaining amount of toner to be detected as a threshold value, the remaining amount of toner in the sub hopper 200 to be detected (hereinafter, “ It is possible to determine that the amount has been reduced to “the prescribed amount”.

なお、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206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。したがって、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。   Note that the amount of toner remaining in the sub hopper 200 does not directly affect the vibration attenuation mode of the vibration plate 201, but the contact state of the toner 206 with the vibration plate 201 changes according to the amount of remaining toner, thereby causing vibration. The vibration attenuation mode of the plate 201 is determined. Therefore, even if the remaining amount of toner in the sub hopper 200 is the same, if the toner contact mode with respect to the vibration plate 201 is different, the vibration mode of the vibration plate 201 is different.

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206は撹拌されている。したがって、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206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。   In contrast, when detecting the remaining amount of toner in the sub hopper 200 according to the present embodiment, the toner 206 in the sub hopper 200 is always stirred by the stirring member 205. Therefore, the contact state of the toner with respect to the vibration plate 201 can be determined to some extent according to the remaining amount of toner. As a result, even if the remaining amount of toner is the same, it is possible to avoid the adverse effect that the detection result differs due to the difference in the contact state of the toner 206 with the vibration plate 201.

ステップS104の判断の結果、算出した減衰率ζが閾値未満であれば(S106/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(S106/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(S107)。   If the calculated attenuation rate ζ is less than the threshold value as a result of the determination in step S104 (S106 / NO), the CPU 21 determines that a sufficient amount of toner is held in the sub hopper 200, and performs the process as it is. finish. On the other hand, if the calculated attenuation rate ζ is equal to or greater than the threshold value (S106 / YES), the CPU 21 determines that the toner amount in the sub hopper 200 is below the specified amount, performs toner out detection, and ends the processing. (S107).

ステップS107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206の供給を行うことが可能となる。   The CPU 21 that has run out of toner in the process of step S107 outputs a signal indicating that the remaining amount of toner has fallen below a specified amount to a higher-order controller that controls the image forming apparatus 100. Accordingly, the controller of the image forming apparatus 100 can recognize that the specific color is out of toner and supply the toner 206 from the toner bottle 117.

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。   Next, the relationship among the frequency of the oscillation signal of the magnetic flux sensor 10 according to the present embodiment, the count value acquisition cycle by the CPU 21 (hereinafter referred to as “sampling cycle”), and the natural frequency of the diaphragm 201 will be described. FIG. 22 is a diagram illustrating sampled count values for vibrations in one period of the diaphragm 201. In FIG. 22, the vibration period of the diaphragm 201 is Tplate, and the sampling period is Tsample.

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。   In order to calculate the attenuation factor ζ of the diaphragm 201 with high accuracy according to the mode described in FIGS. 19 to 21, it is necessary to acquire the peak value of vibration of the diaphragm 201 with high accuracy. For this purpose, a sample number having a sufficient count value with respect to Tplate is required, and therefore Tsample needs to be sufficiently small with respect to Tplate.

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。すなわち、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。   In the example of FIG. 22, the number of samples of the count value is 10 for one cycle of Tplate. That is, Tsample is 1/10 of Tplate. According to the mode of FIG. 22, sampling is always performed within the period of Tpeak in the figure, and the peak value can be acquired with high accuracy.

したがって、仮にCPU21のサンプリング周期Tsampleを1msとすると、振動板201の振動周期Tplateは10ms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および重り202の重量を調整することによって実現される。   Therefore, if the sampling period Tsample of the CPU 21 is 1 ms, it is preferable that the vibration period Tplate of the diaphragm 201 is 10 ms or more. In other words, with respect to the sampling frequency of 1000 Hz of the CPU 21, the natural frequency of the diaphragm 201 is preferably about 100 Hz, and more preferably less than that. Such a natural frequency of the diaphragm 201 is realized by adjusting the material of the diaphragm 201, the dimensions including the thickness of the diaphragm 201, and the weight of the weight 202.

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毎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できなくなる。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。   On the other hand, if the value of the count value sampled at each sampling period is too small, the change in the count value for each sample according to the vibration of the diaphragm 201 becomes small, and the attenuation rate ζ cannot be calculated accurately. Here, the value of the count value to be sampled is a value according to the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10.

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できる。したがって、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。   Generally, the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 is on the order of several MHz. When sampling is performed at a sampling frequency of 1000 Hz, a count value of 1000 or more can be obtained at each sampling timing. Therefore, the attenuation rate ζ can be calculated with high accuracy by the order of Tplate and Tsample as described above.

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。   However, if the amount of change in the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 is not sufficient with respect to the change in the distance between the magnetic flux sensor 10 and the vibration plate 201 due to the vibration of the vibration plate 201, the count value with respect to time as shown in FIG. The amplitude of vibration becomes small. As a result, the change in the attenuation rate ζ is also reduced, and the accuracy of the toner remaining amount detection due to the vibration of the vibration plate 201 is also lowered.

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。   In order to increase the amount of change in the oscillation frequency of the magnetic flux sensor 10 with respect to the change in the distance between the magnetic flux sensor 10 and the diaphragm 201, the arrangement of the magnetic flux sensor 10 and the diaphragm 201 is based on the characteristics shown in FIG. The interval needs to be determined. For example, as shown in the section indicated by the arrow in the figure, the interval between the magnetic flux sensor 10 and the diaphragm 201 is set to an interval in which the change in the oscillation frequency with respect to the change in the interval between the magnetic flux sensor 10 and the diaphragm 201 is included in a steep range. It is preferable to determine the interval.

ところで、撹拌部材205は回転軸204の回転にしたがって回転しながら、サブホッパー200内部のトナー206を撹拌するとともに、振動板201を振動させる。その際、図14に示すように振動板201を押し込んだ状態から図16に示すように振動板201を弾くことにより、振動板を振動させる。   By the way, the agitating member 205 agitates the toner 206 inside the sub hopper 200 and vibrates the vibration plate 201 while rotating according to the rotation of the rotating shaft 204. At that time, the diaphragm 201 is vibrated by repelling the diaphragm 201 as shown in FIG. 16 from the state where the diaphragm 201 is pushed in as shown in FIG.

このような撹拌部材205の回転は、画像形成装置100の動作状態によっては停止した状態となる。例えば図14に示すように、振動板201を押し込むことによって撹拌部材205が撓んだ状態で回転が停止し、所定の時間が経過すると、撹拌部材205が変形し、その変形が塑性変形として残ってしまう可能性がある。また、振動板201側にも変形等の不具合が生じる可能性がある。   The rotation of the stirring member 205 is stopped depending on the operation state of the image forming apparatus 100. For example, as shown in FIG. 14, the rotation is stopped in a state where the stirring member 205 is bent by pushing the diaphragm 201, and after a predetermined time has passed, the stirring member 205 is deformed and the deformation remains as plastic deformation. There is a possibility that. In addition, there is a possibility that defects such as deformation may occur on the vibration plate 201 side.

図23は振動板201の重り202を省いたときの撹拌部材205と回転軸204の回転角との関係を示す図である。図23(a)を初期位置(0度)とし、この初期位置から図中時計回り方向に回転軸204が90度回転すると、図23(b)の状態になる。さらに、回転軸204が180度回転すると、図23(c)の状態になり、270度回転すると図23(d)の状態になる。このように振動板201に重り202がない場合には、撹拌部材205が変形するにしても図示はしないがトナーを撹拌するときのトナーの移動に伴う反力によって変形するに留まる。   FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the stirring member 205 and the rotation angle of the rotating shaft 204 when the weight 202 of the diaphragm 201 is omitted. FIG. 23A is an initial position (0 degree), and when the rotary shaft 204 rotates 90 degrees clockwise from the initial position in the figure, the state shown in FIG. 23B is obtained. Further, when the rotating shaft 204 rotates 180 degrees, the state shown in FIG. 23C is obtained, and when the rotating shaft 204 rotates 270 degrees, the state shown in FIG. 23D is obtained. As described above, when the vibration plate 201 does not have the weight 202, even if the stirring member 205 is deformed, it is not deformed but is only deformed by the reaction force accompanying the movement of the toner when stirring the toner.

図24は撹拌部材205の変形がない場合と、撹拌部材205が変形した場合の撹拌部材205の回転半径の違いを示す図である。同図(a)は撹拌部材205の変形がない場合、言い換えれば図23に示した状態で回転した場合の撹拌部材205の状態を示す。この初期状態における撹拌部材205の回転半径をDとする。   FIG. 24 is a diagram illustrating a difference in the rotation radius of the stirring member 205 when the stirring member 205 is not deformed and when the stirring member 205 is deformed. FIG. 9A shows the state of the stirring member 205 when the stirring member 205 is not deformed, in other words, when it rotates in the state shown in FIG. Let D be the radius of rotation of the stirring member 205 in this initial state.

一方、図24(b)は撹拌部材205が塑性変形した場合を示す図で、この場合には、撹拌部材205の回転半径はD1となる。塑性変形は図24(c)に示すように、撹拌部材205が振動板201の先端の重り202に接触したままの状態で所定時間経過すると、撹拌部材205の弾性が戻らずに撹拌部材205が塑性変形し、変形が残ったままになる。塑性変形が生じる条件は、撹拌部材205の材質、弾性、変形時の弾性力、変形の継続時間等によって左右されるが、これらの条件が塑性変形を起こす閾値に達すると、撹拌部材205は塑性変形し、少し戻ることはあっても初期の形状に戻ることはない。   On the other hand, FIG. 24B shows a case where the stirring member 205 is plastically deformed. In this case, the rotation radius of the stirring member 205 is D1. As shown in FIG. 24C, when the stirring member 205 remains in contact with the weight 202 at the tip of the vibration plate 201 for a predetermined period of time, the elasticity of the stirring member 205 does not return and the stirring member 205 does not return. Plastic deformation and deformation remains. Conditions under which plastic deformation occurs depend on the material of the stirring member 205, elasticity, elastic force at the time of deformation, duration of deformation, and the like, but when these conditions reach a threshold for causing plastic deformation, the stirring member 205 is plastic. Even if it is deformed and returns a little, it does not return to the initial shape.

図24では、図24(c)の状態で塑性変形を起こす条件に達し、回転軸204がこの状態から回転して撹拌部材205の先端が重り202を通り越したとしても、撹拌部材205は図24(b)に示す塑性変形したままの状態となる。このときの撹拌部材205の先端の回転半径をD1とする。塑性変形後の回転半径D1は初期状態の撹拌部材205の回転半径をDよりも小さい。すなわち、
D>D1
の関係となる。
In FIG. 24, even if the condition for causing plastic deformation is reached in the state of FIG. 24C and the rotating shaft 204 rotates from this state and the tip of the stirring member 205 passes over the weight 202, the stirring member 205 The plastic deformation state shown in FIG. The rotation radius of the tip of the stirring member 205 at this time is set to D1. The rotation radius D1 after plastic deformation is smaller than the rotation radius of the stirring member 205 in the initial state. That is,
D> D1
It becomes the relationship.

この状態で回転軸204が回転し、撹拌部材205が重り202に接触して重り202を押し込んだとしても、撹拌部材205が振動板201を振動させる際の押し込み力が弱くなり、振動板の振幅が低下して減衰率ζの検知精度が低下する。さらに、撹拌部材205の停止位置によっては、次に回転を開始した際に撹拌部材205がサブホッパー200内部のトナー206を跳ね上げる量が異なる。その結果、サブホッパー200内のトナー量に応じた振動板201の振動の抑制効果が変化し、正確なトナー量検知が困難となる。   Even if the rotating shaft 204 rotates in this state and the stirring member 205 contacts the weight 202 and pushes in the weight 202, the pushing force when the stirring member 205 vibrates the vibration plate 201 becomes weak, and the amplitude of the vibration plate is reduced. Decreases and the detection accuracy of the attenuation rate ζ decreases. Furthermore, depending on the stop position of the stirring member 205, the amount by which the stirring member 205 jumps up the toner 206 inside the sub hopper 200 when the rotation starts next differs. As a result, the effect of suppressing vibration of the vibration plate 201 in accordance with the amount of toner in the sub hopper 200 changes, making it difficult to accurately detect the amount of toner.

図25は撹拌部材205の変形前と変形後の振動板201の振動特性を示す図である。実線が変形前、破線が変形後の特性である。実線のPは撹拌部材205が振動板201を筐体200aの内壁に十分に押し付けた状態を示している。一方、撹拌部材205が変形していると、回転半径D1がDよりも小さくなっていることから、振動板201を筐体200aの内壁に十分に押し付けてはないことが分かる。その結果、変形後の撹拌部材205では、変形前の撹拌部材205に比べて山ピークと谷ピークの間のPtoP値が低下していることが分かる。すなわち、PtoP値はP−P>P−P´となる。 FIG. 25 is a diagram illustrating the vibration characteristics of the diaphragm 201 before and after the stirring member 205 is deformed. The solid line is the characteristic before deformation, and the broken line is the characteristic after deformation. A solid line P 0 indicates a state in which the stirring member 205 sufficiently presses the diaphragm 201 against the inner wall of the housing 200a. On the other hand, when the stirring member 205 is deformed, the rotation radius D1 is smaller than D, and thus it is understood that the diaphragm 201 is not sufficiently pressed against the inner wall of the housing 200a. As a result, it can be seen that, in the stirring member 205 after deformation, the PtoP value between the peak and valley peaks is lower than that of the stirring member 205 before deformation. That is, the PtoP value is P 2 −P 1 > P−P ′.

このように振動波形のPtoP値が低下すると、減衰率演算の(P−P)/(P−P)の精度が低下し、トナー有無判定の誤検知率が高くなる。なお、精度の低下は、(P−P)の値が小さくなるので、誤差が出やすくなるためである。 When the PtoP value of the vibration waveform decreases in this way, the accuracy of (P 6 −P 5 ) / (P 2 −P 1 ) in the attenuation rate calculation decreases, and the false detection rate for toner presence / absence determination increases. Note that the decrease in accuracy is because the value of (P 6 -P 5 ) is small, and errors are likely to occur.

図26〜図29は、撹拌部材205の停止位置を示す図である。図26は撹拌部材205が振動板201を弾いた後、所定量逆回転し、重り202の近傍で停止した状態を示す。   26 to 29 are views showing the stop position of the stirring member 205. FIG. 26 shows a state where the agitating member 205 rotates backward by a predetermined amount after the diaphragm 201 bounces and stops near the weight 202.

図26の場合、次に撹拌部材205が回転を開始した場合、撹拌部材205は多くのトナー206を撹拌しながら一周近く回転して振動板201を弾くこととなる。撹拌部材205によって跳ね上げられたトナー206の多くは図中左側に、残ったトナーは天井側と振動板201側に分散される。天井側へ跳ね上げられたトナー206は天板に当たって再び落下するが、その一部は振動板201側へ落下する。また、撹拌部材205に連なって振動板201側へ運ばれたトナー206は振動板201上の側板に当たるか、振動板201に直接当たるかして落下する。   In the case of FIG. 26, when the agitating member 205 starts to rotate next, the agitating member 205 rotates almost once while stirring a large amount of toner 206 and repels the vibration plate 201. Most of the toner 206 bounced up by the stirring member 205 is dispersed on the left side in the figure, and the remaining toner is dispersed on the ceiling side and the diaphragm 201 side. The toner 206 bounced up to the ceiling hits the top plate and falls again, but a part of it falls to the diaphragm 201 side. In addition, the toner 206 that is connected to the stirring member 205 and is carried to the vibration plate 201 side falls by hitting the side plate on the vibration plate 201 or directly hitting the vibration plate 201.

図27は、撹拌部材205が振動板201を弾き、重り202を通過して変形が戻った直後の状態を示す。この状態から次回転を開始すると、トナー206の2/3〜3/4程度を掻き上げて回転することになる。図28は図26の位置からほぼ180度回転した位置である。この場合には、次回転時には、撹拌部材205上のトナー206のみ掻き上げて回転し、振動板201を弾くことになる。図29は図26の状態からほぼ270度回転した位置であり、この状態ではトナー206は撹拌部材205上に存在しないので、撹拌部材205自体は無負荷の状態で停止し、次回転時には、振動板201の前面側に存在するトナー206を押し込むようにようにして撹拌することになる。   FIG. 27 shows a state immediately after the stirring member 205 flips the vibration plate 201 and passes through the weight 202 to return to deformation. When the next rotation is started from this state, about 2/3 to 3/4 of the toner 206 is picked up and rotated. FIG. 28 shows a position rotated approximately 180 degrees from the position shown in FIG. In this case, at the next rotation, only the toner 206 on the stirring member 205 is scraped up and rotated, and the diaphragm 201 is flipped. FIG. 29 shows a position rotated approximately 270 degrees from the state of FIG. 26. In this state, since the toner 206 does not exist on the stirring member 205, the stirring member 205 itself stops in an unloaded state, and vibrations occur at the next rotation. Stirring is performed such that the toner 206 present on the front side of the plate 201 is pushed in.

撹拌部材205が撹拌部材205の塑性変形を生じさせる位置で停止し、塑性変形を生じさせるに足る時間が経過すると、撹拌部材205が塑性変形することは前述の通りである。そして、このような塑性変形が生じるとトナー206の有無判定の精度が低下し、誤検知率が高くなることも前述の通りである。   As described above, when the stirring member 205 stops at a position where the stirring member 205 causes plastic deformation and a sufficient time has passed to cause the plastic deformation, the stirring member 205 undergoes plastic deformation. As described above, when such plastic deformation occurs, the accuracy of the presence / absence determination of the toner 206 decreases, and the false detection rate increases.

これを回避するためには、撹拌部材205の先端が重り202に接触した状態で、撹拌部材205が停止しないように回転軸204の回転停止位置を制御すればよい。このように制御すれば、撹拌部材205が弾性変形した状態で停止状態が持続することはなくなる。   In order to avoid this, the rotation stop position of the rotating shaft 204 may be controlled so that the stirring member 205 does not stop while the tip of the stirring member 205 is in contact with the weight 202. By controlling in this way, the stopped state will not be continued in a state where the stirring member 205 is elastically deformed.

図30は、回転軸204の回転停止位置を制御する本実施形態に係るコントローラ20の構成を示すブロック図である。図30に示すように、本実施形態に係るコントローラ20は、図8において説明したコントローラ20にさらに撹拌モータ204aを駆動制御する撹拌モータ制御部25を設ける。   FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration of the controller 20 according to the present embodiment that controls the rotation stop position of the rotation shaft 204. As illustrated in FIG. 30, the controller 20 according to the present embodiment further includes a stirring motor control unit 25 that drives and controls the stirring motor 204 a in the controller 20 described in FIG. 8.

撹拌モータ制御部25は、回転軸204を回転させるための動力源である撹拌モータ2
4aの回転を制御する制御部であり、ASIC22を介してCPU21からの命令を受け付けて撹拌モータ204aの回転を制御する。すなわち、CPU21および撹拌モータ制御部25が連動して、撹拌部材205の回転を制御する回転制御部として機能する。
The stirring motor control unit 25 is a stirring motor 2 that is a power source for rotating the rotating shaft 204.
It is a control part which controls rotation of 4a, receives the command from CPU21 via ASIC22, and controls rotation of stirring motor 204a. That is, the CPU 21 and the stirring motor control unit 25 work together to function as a rotation control unit that controls the rotation of the stirring member 205.

本実施形態では、撹拌部材205の停止位置制御として、撹拌部材205が停止した後、回転軸204を逆方向に回転させ、撹拌部材205の停止位置を重り202との接触位置から外すようにした。   In this embodiment, as the stop position control of the stirring member 205, after the stirring member 205 stops, the rotating shaft 204 is rotated in the reverse direction so that the stop position of the stirring member 205 is removed from the contact position with the weight 202. .

以下では、撹拌部材205がサブホッパー200内部のトナー206を撹拌するときの回転方向を順方向とし、順方向とは逆の回転方向を逆方向として説明する。   In the following description, the rotation direction when the agitating member 205 agitates the toner 206 inside the sub hopper 200 is defined as the forward direction, and the rotation direction opposite to the forward direction is defined as the reverse direction.

図31は重り202を備えた振動板201を撹拌部材205が撓みながら弾く動作を示す動作説明図である。同図(a)では、回転軸204が順方向に回転し、撹拌部材205が重り202に接触した状態である。この状態からさらに回転軸204が順方向に回転すると、同図(b)に示すように撹拌部材205の弾性(腰の強さ)により重り202、延いては振動板201を筐体200aの内面に近付ける方向に押す。   FIG. 31 is an operation explanatory diagram showing an operation of flipping the diaphragm 201 provided with the weight 202 while the stirring member 205 is bent. In FIG. 5A, the rotating shaft 204 rotates in the forward direction, and the stirring member 205 is in contact with the weight 202. When the rotating shaft 204 further rotates in the forward direction from this state, as shown in FIG. 6B, the weight 202 is extended by the elasticity (strength of the waist) of the stirring member 205, and the diaphragm 201 is extended to the inner surface of the casing 200a. Press in the direction approaching.

順方向への回転が進むと、同図(c)に示すように撹拌部材205は重り202と振動板201を筐体200aの内面に突き当て、押し付ける。これ以降、撹拌部材205は強く撓んで撹拌部材205には大きな応力が生じる。同図(d)は、撹拌部材205が最も撓んだ状態で、撹拌部材205の先端が重り202の頂部から離脱する直前の状態を示している。この後、撹拌部材205の先端が重り202から離脱すると、振動板201が弾かれ、振動板201は前述のように振動する。同図(e)は撹拌部材205が重り202から離脱した直後の状態を示している。本実施形態では、例えば、この図(e)の状態から重り202に接触する位置まで撹拌部材205を逆方向に回転させる。この逆回転は、撹拌モータ制御部25から撹拌モータ204aに対して逆方向に回転させる駆動パルスを出力することにより行われる。この駆動パルスは、図33に示した本実施形態における撹拌モータ駆動タイミングチャートにおける逆方向の駆動パルスである。   As the rotation in the forward direction proceeds, the stirring member 205 abuts the weight 202 and the diaphragm 201 against the inner surface of the housing 200a and presses it, as shown in FIG. Thereafter, the stirring member 205 is strongly bent and a large stress is generated in the stirring member 205. FIG. 4D shows a state immediately before the stirring member 205 is bent most and the tip of the stirring member 205 is detached from the top of the weight 202. Thereafter, when the tip of the stirring member 205 is detached from the weight 202, the vibration plate 201 is repelled, and the vibration plate 201 vibrates as described above. FIG. 4E shows a state immediately after the stirring member 205 is detached from the weight 202. In the present embodiment, for example, the stirring member 205 is rotated in the reverse direction from the state shown in FIG. This reverse rotation is performed by outputting a drive pulse for rotating the stirring motor 204a in the reverse direction from the stirring motor control unit 25. This drive pulse is a drive pulse in the reverse direction in the stirring motor drive timing chart in the present embodiment shown in FIG.

このように撹拌モータ204aが停止する前に逆方向に回転させることにより、撹拌部材205は、僅かに弾性変形した状態で停止することもあり得るものの、長時間放置された場合に塑性変形が生じてしまう程に弾性変形した状態で停止することがなくなる。その結果、撹拌部材205の塑性変形が原因となってトナーの有無判定の精度が低下し、誤検知率が高くなるということがなくなる。   Thus, by rotating in the reverse direction before the agitation motor 204a stops, the agitation member 205 may be stopped in a slightly elastically deformed state, but plastic deformation occurs when left for a long time. It will not stop in the state of elastic deformation. As a result, the accuracy of determination of the presence / absence of toner does not decrease due to plastic deformation of the stirring member 205, and the false detection rate does not increase.

なお、図31の各分図の下に図31(b)の回転軸204の水平方向を初期値(0度)した場合の回転角の一例を示す。この例では、図31(a)は−20度、同図(c)は10度、同図(d)は25度、同図(e)は26度であり、いずれも初期位置から図中時計回り方向で示されている順方向を正にとっている。   An example of the rotation angle when the horizontal direction of the rotating shaft 204 in FIG. 31B is set to the initial value (0 degree) is shown below each diagram in FIG. In this example, FIG. 31 (a) is −20 degrees, FIG. 31 (c) is 10 degrees, FIG. 31 (d) is 25 degrees, and FIG. The forward direction shown in the clockwise direction is positive.

図32は逆方向回転制御の動作原理を示す説明図、図33はそのときの動作タイミングを示すタイミングチャートである。   FIG. 32 is an explanatory diagram showing the operation principle of the reverse rotation control, and FIG. 33 is a timing chart showing the operation timing at that time.

図33のタイミングチャートは、印刷ジョブ、トナー補給指令、および撹拌モータの駆動タイミングの関係を示している。このタイミングの関係について、図33では、3回の印刷ジョブがあり、そのジョブ間にトナー補給指令が出力された場合を例にとって説明している。この場合、トナー補給指令に応じて撹拌モータ204aが例えば図31(a)〜(e)に示すように順方向に回転し、回転軸204および撹拌部材205を図中時計回り方向に回転させる。   The timing chart of FIG. 33 shows the relationship between the print job, the toner supply command, and the drive timing of the stirring motor. This timing relationship is described with reference to FIG. 33 taking as an example a case where there are three print jobs and a toner replenishment command is output between the jobs. In this case, the agitation motor 204a rotates in the forward direction in accordance with the toner replenishment command, for example, as shown in FIGS. 31A to 31E, and rotates the rotating shaft 204 and the agitation member 205 in the clockwise direction in the figure.

そして、3回の印刷ジョブの終了時に、撹拌部材205が振動板201をはじき、弾性変形が解消された時点(図31(e))で、撹拌モータ204aが停止したような場合には、そのまま停止させておいても撹拌部材205に塑性変形が生じてしまうことはない。しかしながら、図31(d)に示す状態で撹拌モータ204aが停止したような場合には、図32(a)および(b)に示すように所定角(例えば20度)逆回転させないと、撹拌部材205に塑性変形が生じてしまう。   When the agitation member 205 repels the vibration plate 201 at the end of the three print jobs and the agitation motor 204a is stopped when the elastic deformation is eliminated (FIG. 31E), Even if it is stopped, the stirring member 205 is not plastically deformed. However, when the stirring motor 204a is stopped in the state shown in FIG. 31 (d), the stirring member must be reversely rotated by a predetermined angle (for example, 20 degrees) as shown in FIGS. 32 (a) and (b). 205 causes plastic deformation.

図34は印刷ジョブ終了後の塑性変形しない変形量の位置まで逆回転に戻す動作を示す説明図である。まず、図34で用いる角度に関して定義する。図34では、振動板201に対して垂直であって、回転軸204の中心を通る線を基準軸(もしくは基準線)とし、図中にx軸として示した。図34(a)は、撹拌部材205を順方向に回転させたときに、振動板201に設けた重り202における端部202aに対して撹拌部材205の先端が接触した状態を示す。ここで、重り202の端部202aは、撹拌部材205との接触上流側の端部であるため、以降では上流側端部202aと呼ぶことにする。図34(a)において、撹拌部材205(あるいは、回転軸204のDカットの面から延長した直線)がx軸となす角度をθ1とする。図の例では、順方向を正ととっているのでθ1は負の値となる。   FIG. 34 is an explanatory diagram showing the operation of returning to the reverse rotation to the position of the deformation amount that does not cause plastic deformation after the end of the print job. First, the angle used in FIG. 34 is defined. In FIG. 34, a line that is perpendicular to the vibration plate 201 and passes through the center of the rotation shaft 204 is taken as a reference axis (or reference line), and is shown as an x-axis in the drawing. FIG. 34A shows a state in which the tip of the stirring member 205 is in contact with the end portion 202a of the weight 202 provided on the diaphragm 201 when the stirring member 205 is rotated in the forward direction. Here, since the end portion 202a of the weight 202 is an end portion on the upstream side in contact with the stirring member 205, it is hereinafter referred to as an upstream end portion 202a. In FIG. 34A, the angle formed by the stirring member 205 (or a straight line extending from the D-cut surface of the rotating shaft 204) with the x-axis is θ1. In the example in the figure, the forward direction is positive, so θ1 is a negative value.

図34(a)の角度θ1の位置から回転軸204が順方向(時計回り方向)に回転すると、図31を用いて説明したように、撹拌部材205は重り202に乗り上げ、振動板201を筐体200a側に押し込む。図31(d)と同様の最大限押し込んだ状態を図34(b)に示している。このときの撹拌部材205の変形をしていない部分の延長線(あるいは、回転軸204のDカットの面の延長線)とx軸とのなす角をθ2とする。この状態は、撹拌部材205が振動板201を弾く直前の状態である。図の例では、順方向を正ととっているのでθ2は正の値となる。   When the rotation shaft 204 rotates in the forward direction (clockwise direction) from the position of the angle θ1 in FIG. 34A, the stirring member 205 rides on the weight 202 as described with reference to FIG. Push into the body 200a side. FIG. 34 (b) shows a state where it is pushed in as much as FIG. 31 (d). At this time, the angle formed by the extension line of the undeformed portion of the stirring member 205 (or the extension line of the D-cut surface of the rotating shaft 204) and the x axis is defined as θ2. This state is a state immediately before the stirring member 205 repels the vibration plate 201. In the example in the figure, the forward direction is positive, so θ2 is a positive value.

図34(b)の状態から少しでも回転軸204が順方向に回転すると、撹拌部材205は重り202との接触状態が解消されるため、振動板201を弾くことになる。その後、図34(c)に示すように撹拌部材205の撓みが元に戻り、振動板201は振動しながら徐々に減衰する。この振動板201を弾いた後の撹拌部材205(あるいは、回転軸204のDカットの面の延長線)がx軸となす角をθ3とする。角度θ3は図34(b)の角度θ2から僅かに順方向に進んだ角度である。これは、図31(d),(e)からも分かる。すなわち、撹拌部材205と重り202との接触状態が解消された後なので、角度θ3は角度θ2より僅かに大きい。また、図の例では、順方向を正ととっているので、θ3はθ2と同様に正の値となる。   When the rotating shaft 204 rotates in the forward direction even a little from the state of FIG. 34B, the agitating member 205 is released from the contact state with the weight 202, so that the diaphragm 201 is flipped. Thereafter, as shown in FIG. 34 (c), the bending of the stirring member 205 is restored, and the vibration plate 201 gradually attenuates while vibrating. The angle formed by the stirring member 205 (or the extension line of the D-cut surface of the rotating shaft 204) after the vibration plate 201 is bounced with the x-axis is defined as θ3. The angle θ3 is an angle slightly advanced in the forward direction from the angle θ2 in FIG. This can be seen from FIGS. 31 (d) and 31 (e). That is, since the contact state between the stirring member 205 and the weight 202 is eliminated, the angle θ3 is slightly larger than the angle θ2. In the example shown in the figure, the forward direction is positive, and thus θ3 is a positive value, similar to θ2.

図34(d)は、図34(c)の状態から回転軸204を逆方向に回転させ、撹拌部材205を逆方向に回転させたときに、重り202における端部202bに対して撹拌部材205の先端が接触した状態を示す。ここで、重り202の端部202bは、撹拌部材205が順方向に回転するときには、接触下流側の端部となるため、以降では下流側端部202bと呼ぶことにする。このときの撹拌部材205(あるいは、回転軸204のDカットの面の延長線)がx軸となす角度をθ4とする。図の例では、順方向を正ととっているのでθ4は正の値となる。   FIG. 34 (d) shows that when the rotating shaft 204 is rotated in the reverse direction from the state shown in FIG. 34 (c) and the stirring member 205 is rotated in the reverse direction, the stirring member 205 with respect to the end 202 b of the weight 202. The state which the front-end | tip contacted is shown. Here, since the end portion 202b of the weight 202 becomes an end portion on the contact downstream side when the stirring member 205 rotates in the forward direction, it will be referred to as a downstream end portion 202b hereinafter. The angle formed by the stirring member 205 (or the extension line of the D-cut surface of the rotating shaft 204) at this time with the x-axis is θ4. In the example shown in the figure, the forward direction is positive, so θ4 is a positive value.

ここで、長時間放置されたとしても、トナーの有無判定の精度を低下させるような塑性変形が撹拌部材205に生じ得ない回転位置に、撹拌部材205を停止させるための逆回転制御に関して説明する。   Here, reverse rotation control for stopping the agitating member 205 at a rotational position where the plastic deformation that lowers the accuracy of the toner presence / absence determination even if left for a long time cannot occur in the agitating member 205 will be described. .

印刷ジョブが終了し、回転軸204aが停止したとき、撹拌部材205が順方向に向けて凸面状となるように撓んだ状態で停止しないようにするためには、停止させる直前に回転軸204aを所定角度逆回転させ、図31(a)の状態から図31(d)の状態までの間の変形した状態で撹拌部材205を停止させないようにする必要がある。   When the rotary shaft 204a is stopped when the print job is finished, in order to prevent the stirring member 205 from being bent so as to be convex in the forward direction, the rotary shaft 204a is stopped immediately before being stopped. Is rotated by a predetermined angle so that the stirring member 205 is not stopped in a deformed state between the state of FIG. 31A and the state of FIG.

そこで、例えば図31(d)の状態で停止したときには、図31(a)で示す位置まで回転軸204を逆回転させれば、長時間放置されたとしても、撹拌部材205は塑性変形しない。なお、図31(a)に示す撹拌部材205の回転方向位置は、図34(a)に示す回転方向位置と同じθ1であり、図31(d)に示す撹拌部材205の回転方向位置は、図34(b)に示す回転方向位置と同じθ2である。また、図31(e)に示す撹拌部材205の回転方向位置は、図34(c)に示す回転方向位置と同じθ3であり、図31(f)に示す撹拌部材205の回転方向位置は、図34(d)に示す回転方向位置と同じθ4である。このときの回転軸204を逆方向(図中反時計回り方向)に回転させる逆回転角をθrとすると、
θ2−θ1≦θr (3)
の角度逆回転させる。これにより撹拌部材205は図31(a)の状態、もしくはそれよりも先端が回転方向で上流側となる端部202aから離れた位置まで戻る。なお、θ1の符号は負であり、(3)式のθrは逆回転角の最小値である。
Therefore, for example, when stopping in the state of FIG. 31 (d), if the rotating shaft 204 is reversely rotated to the position shown in FIG. 31 (a), the stirring member 205 is not plastically deformed even if left for a long time. Note that the rotational direction position of the stirring member 205 shown in FIG. 31A is the same θ1 as the rotational direction position shown in FIG. 34A, and the rotational direction position of the stirring member 205 shown in FIG. The same θ2 as the rotational direction position shown in FIG. Further, the rotation direction position of the stirring member 205 shown in FIG. 31 (e) is the same θ3 as the rotation direction position shown in FIG. 34 (c), and the rotation direction position of the stirring member 205 shown in FIG. The same θ4 as the rotational direction position shown in FIG. If the reverse rotation angle for rotating the rotation shaft 204 at this time in the reverse direction (counterclockwise direction in the figure) is θr,
θ2−θ1 ≦ θr (3)
Reverse the angle. As a result, the stirring member 205 returns to the state shown in FIG. 31A or to a position away from the end 202a that is upstream in the rotational direction. Note that the sign of θ1 is negative, and θr in equation (3) is the minimum value of the reverse rotation angle.

また、順方向に回転している限り、図31(e)と図31(f)の間で撹拌部材205が停止することはない。そこで、図31(e)の状態から前記(3)式で示す逆回転角θr逆回転したとする。角度(θ3−θ4)が角度(θ2−θ1)以上であれば、撹拌部材205は図34(d)に示す下流側端部202bに接触する位置か、その手前の位置で停止する。したがって、この場合には、撹拌部材205が塑性変形を生じるおそれはない。   Moreover, as long as it rotates in the forward direction, the stirring member 205 will not stop between FIG.31 (e) and FIG.31 (f). Therefore, it is assumed that the reverse rotation angle θr is reversely rotated from the state of FIG. If the angle (θ3-θ4) is equal to or larger than the angle (θ2-θ1), the stirring member 205 stops at a position in contact with the downstream end 202b shown in FIG. Therefore, in this case, there is no possibility that the stirring member 205 is plastically deformed.

一方、角度(θ3−θ4)が角度(θ2−θ1)より小さければ、撹拌部材205は重り202に逆回転方向側から乗り上げて停止するか、または、図31(a)の状態よりも先端が回転方向で上流側となる端部202aから離れた位置に停止する。後者の場合は前述したように塑性変形を生じるおそれはない。一方で前者の場合には、撹拌部材205は重り202を押し、図31(d)に示した方向とは逆方向に撓んだ状態となる。詳しく述べると、逆方向に向けて凸面状であり、言い換えれば順方向に向けて凹面状となるように撓んだ状態である。この場合には、この状態で長期間が経過すると、撹拌部材205が塑性変形することもあり得る。   On the other hand, if the angle (θ3-θ4) is smaller than the angle (θ2-θ1), the stirring member 205 rides on the weight 202 from the reverse rotation direction side and stops, or has a tip more than in the state of FIG. It stops at a position away from the end 202a on the upstream side in the rotation direction. In the latter case, there is no possibility of causing plastic deformation as described above. On the other hand, in the former case, the stirring member 205 pushes the weight 202 and is bent in the direction opposite to the direction shown in FIG. More specifically, it is convex in the opposite direction, in other words, it is bent so as to be concave in the forward direction. In this case, the stirring member 205 may be plastically deformed when a long period of time elapses in this state.

しかし、このような塑性変形が撹拌部材205に生じた場合、トナー206を撹拌する順方向(時計回り方向)回転側の面が凹面状になるが、このような凹面状の癖(塑性変形)がついたとしても、トナー206を撹拌しながら重り202を押すときに癖を矯正する方向に力が作用し、押し込み不足になることはない。すなわち、逆回転角θrの最小値として前記(3)式の値を用いた場合、撹拌部材205による振動板201への振動の付与(最大振幅の付与)に悪影響を及ぼすことはない。   However, when such plastic deformation occurs in the stirring member 205, the forward (clockwise) rotation-side surface for stirring the toner 206 becomes concave, but such concave wrinkles (plastic deformation) Even when the toner 206 is agitated, a force acts in the direction of correcting wrinkles when the weight 202 is pushed while stirring the toner 206, and the push-in is not insufficient. That is, when the value of the expression (3) is used as the minimum value of the reverse rotation angle θr, it does not adversely affect the vibration imparted to the diaphragm 201 (giving the maximum amplitude) by the stirring member 205.

他方、逆回転角θrの最大値を考えると、最大値は360°であるが、図31(d)の状態から360°逆方向に回転させると、ほぼ図31(e)の状態になる。図31(e)および(f)の場合には、図示の状態に戻る。そのためこれらの場合には、問題はない。しかし、図31(a)の場合には、回転軸204は図31(a)の位置にあって、撹拌部材205の先端は下流側端部202bに当って図31(d)に示す撓み方向とは逆方向に撓んで停止する。この状態で長期間経過すると、撹拌部材205に塑性変形が生じ、トナー206を撹拌する順方向(時計回り方向)回転側の面が凹面状になることがあり得る。しかしながら、この状態になったとしても問題がないことは前述の通りである。   On the other hand, when the maximum value of the reverse rotation angle θr is considered, the maximum value is 360 °, but when rotating in the reverse direction by 360 ° from the state of FIG. 31 (d), the state almost becomes as shown in FIG. 31 (e). In the case of FIGS. 31E and 31F, the state returns to the state shown in the figure. Therefore, there is no problem in these cases. However, in the case of FIG. 31 (a), the rotating shaft 204 is in the position of FIG. 31 (a), and the tip of the stirring member 205 hits the downstream end 202b, and the bending direction shown in FIG. 31 (d). Bends in the opposite direction and stops. When a long period of time elapses in this state, the stirring member 205 may be plastically deformed, and the forward (clockwise) rotation side surface for stirring the toner 206 may become concave. However, as described above, there is no problem even in this state.

すなわち、逆回転角θrについては、最小値である(3)式を満足するように設定すれば、撹拌部材205の塑性変形による前記図24を参照して説明した問題が発生することはない。   That is, if the reverse rotation angle θr is set so as to satisfy the minimum value (3), the problem described with reference to FIG. 24 due to plastic deformation of the stirring member 205 does not occur.

このように逆回転角θrの上限値を設定する必要は特にないが、本実施形態では90°に設定している。これは、逆回転量が多くなると、撹拌部材205が順回転して重り202を弾くまでの時間が長くなるからである。この時間が長くなると、画像形成装置100の復帰からトナー残量検知までの時間が長くなり効率が落ちるので、適切な逆回転量として前記角度に設定した。   Thus, although it is not necessary to set the upper limit value of the reverse rotation angle θr, it is set to 90 ° in the present embodiment. This is because as the reverse rotation amount increases, the time required for the stirring member 205 to rotate forward and play the weight 202 becomes longer. If this time becomes longer, the time from the return of the image forming apparatus 100 to the detection of the remaining amount of toner becomes longer and the efficiency decreases. Therefore, the angle is set as the appropriate reverse rotation amount.

このように、逆回転角θrの範囲を(θ2−θ1)以上とする。この逆方向回転は、図33に示すように、撹拌モータ204aに逆方向に回転させる駆動パルスが入力されることで実施される。   Thus, the range of the reverse rotation angle θr is set to (θ2−θ1) or more. As shown in FIG. 33, the reverse rotation is performed by inputting a driving pulse for rotating the stirring motor 204a in the reverse direction.

すなわち、前記(3)式の逆方向回転角θrの分だけ駆動するに足る駆動時間分、撹拌モータ204aを駆動し、回転軸204を逆方向に回転させる。撹拌モータ204aとしてステッピングモータを使用した場合には、逆回転パルス数をPrとすると、使用するステッピングモータのステップ角が分かるので、
(θ2−θ1)/ステップ角≦Pr
から得ることができる。ステップ角は、ステッピングモータに1パルス入力したときの回転角であり、一般には、1.8°あるいは0.9°のものが多く使われる。
That is, the agitation motor 204a is driven for a drive time sufficient to drive the reverse rotation angle θr in the above-described equation (3), and the rotary shaft 204 is rotated in the reverse direction. When a stepping motor is used as the stirring motor 204a, if the reverse rotation pulse number is Pr, the step angle of the stepping motor to be used can be understood.
(Θ2−θ1) / step angle ≦ Pr
Can be obtained from The step angle is a rotation angle when one pulse is input to the stepping motor. Generally, a step angle of 1.8 ° or 0.9 ° is often used.

また、本実施形態では、撹拌モータ204aとしてステッピングモータを使用し、ステップパルスでモータ制御を行っているが、DCモータを使用することもできる。この場合にはDCモータとエンコーダを使用して前記角度に相当する制御を実行すればよい。   In the present embodiment, a stepping motor is used as the agitation motor 204a and the motor control is performed with the step pulse. However, a DC motor may be used. In this case, a control corresponding to the angle may be executed using a DC motor and an encoder.

なお、図34(a)は図31(a)に、図34(b)は図31(d)に、図34(c)は図31(e)に、図34(d)は図31(f)にそれぞれ対応する。   34 (a) is shown in FIG. 31 (a), FIG. 34 (b) is shown in FIG. 31 (d), FIG. 34 (c) is shown in FIG. 31 (e), and FIG. Each corresponds to f).

また、前記角度θ1,θ2,θ3,θ4は、撹拌部材205の長さ、厚さ、材質などの材料の条件の相違によって個々には異なってくるが、これらの間の関係は、前記(3)式の不等式で規定できる。   Further, the angles θ1, θ2, θ3, and θ4 are individually different depending on the material conditions such as the length, thickness, and material of the stirring member 205, but the relationship between them is (3 ) Can be defined by the inequality.

撹拌部材205によるトナーの撹拌停止後に上述のようにして撹拌部材205を逆回転させると、撹拌部材205は塑性変形を生じない位置で停止する。あるいは塑性変形が生じたとしてもトナー量検知が可能な位置で停止する。   When the stirring member 205 is reversely rotated as described above after the stirring of the toner by the stirring member 205 is stopped, the stirring member 205 stops at a position where plastic deformation does not occur. Or, even if plastic deformation occurs, it stops at a position where the toner amount can be detected.

図35は撹拌部材205を逆方向に回転させる処理を含む画像形成装置100の動作手順を示すフローチャートである。画像形成装置100の制御は、図36に示すCPU100hが実行する。   FIG. 35 is a flowchart showing an operation procedure of the image forming apparatus 100 including a process of rotating the stirring member 205 in the reverse direction. Control of the image forming apparatus 100 is executed by the CPU 100h shown in FIG.

図35に示すように、CPU100hは、画像形成装置100の電源がオンされると(S201)、スタンバイの状態となり(S202)プリント信号がオンになるのを待つ(S203)。プリント信号がオンになると(S203:YES)、プリント動作を開始する(S204)。   As shown in FIG. 35, when the power of the image forming apparatus 100 is turned on (S201), the CPU 100h enters a standby state (S202) and waits for the print signal to be turned on (S203). When the print signal is turned on (S203: YES), the printing operation is started (S204).

プリント動作が開始されると、現像器112が回転し(S205)、前述の磁束センサ(透磁率センサ)10によってトナー濃度が検知される(S206)。この検知結果から、トナー濃度が低いか否かを判定し、トナー濃度が低くなければ現像器112の回転を停止し(S208)、実行するプリント動作が連続プリントか否かを判定する(S209)。   When the printing operation is started, the developing device 112 rotates (S205), and the toner density is detected by the magnetic flux sensor (permeability sensor) 10 described above (S206). From this detection result, it is determined whether or not the toner density is low. If the toner density is not low, the rotation of the developing device 112 is stopped (S208), and it is determined whether or not the printing operation to be executed is continuous printing (S209). .

この判定で連続プリントであると判定された場合、ステップS205に戻って、以降の処理を繰り返す。連続プリントでないと判定された場合、プリント動作を終了し(S210)、サブホッパー補給モータ、すなわち撹拌モータ204aを逆回転させ、ステップS202に戻って以降の処理を繰り返す。   If it is determined in this determination that the print is continuous, the process returns to step S205 and the subsequent processing is repeated. If it is determined that the printing is not continuous printing, the printing operation is terminated (S210), the sub hopper replenishment motor, that is, the stirring motor 204a is rotated in the reverse direction, the process returns to step S202, and the subsequent processing is repeated.

一方、ステップS207でトナー濃度が低いと判定された場合、サブホッパー補給モータ(撹拌モータ204a)を正(順)方向に回転させ(S212)、ホッパ内トナーエンド検知を行う(S213)。トナーエンド検知でトナーエンドでない場合(S214:NO)、カウンタ1をリセットして(S215)ステップS206に戻り、トナー濃度検知を実行し、ステップS207以降の処理を繰り返す。   On the other hand, if it is determined in step S207 that the toner concentration is low, the sub-hopper replenishment motor (agitating motor 204a) is rotated in the forward (forward) direction (S212), and the toner end detection in the hopper is performed (S213). If the toner end is not detected (S214: NO), the counter 1 is reset (S215), the process returns to step S206, the toner density is detected, and the processes in and after step S207 are repeated.

ステップS214でトナーエンドと判定された場合、トナー206を保持するトナーボトルを回転させるボトルモータを回転させ(S216)、カウンタ1を1増分する(S217)。次いで、カウンタ1が規定値1に到達したか否かを判定する(S218)。規定値1に達していなければ、ステップS212に戻って以降の処理を繰り返す。   If it is determined in step S214 that the toner has ended, the bottle motor that rotates the toner bottle holding the toner 206 is rotated (S216), and the counter 1 is incremented by 1 (S217). Next, it is determined whether or not the counter 1 has reached the specified value 1 (S218). If the specified value 1 has not been reached, the process returns to step S212 and the subsequent processing is repeated.

カウンタ1が規定値1に到達していれば(S218:YES)、ニアーエンド表示を行い(S219)、さらにカウンタ1が規定値2に到達したか否かを判定する(S220)。この判定で規定値2に到達していなければ、ステップS212に戻って以降の処理を繰り返す。規定値2に到達していれば、ボトルエンド表示を行い(S221)、現像器112の回転を停止し(S222)、プリント動作を終了した(S223)後、画像形成装置100の駆動を停止する(S224)。   If the counter 1 has reached the specified value 1 (S218: YES), a near-end display is performed (S219), and it is further determined whether or not the counter 1 has reached the specified value 2 (S220). If the predetermined value 2 is not reached in this determination, the process returns to step S212 and the subsequent processing is repeated. If the specified value 2 has been reached, the bottle end display is performed (S221), the rotation of the developing device 112 is stopped (S222), the printing operation is terminated (S223), and then the drive of the image forming apparatus 100 is stopped. (S224).

なお、カウンタ1はトナーエンドの回数をカウントするカウンタで、規定値1はトナーのニアーエンドの回数を規定し、規定値2はボトルエンドとなるトナーエンドの回数を規定している。   The counter 1 is a counter that counts the number of toner ends. The specified value 1 defines the number of toner near ends, and the defined value 2 defines the number of toner ends that become a bottle end.

図36は画像形成装置100のハードウェア構成を示すブロック図である。同図において、画像形成装置(プリンタ)100は、画像形成装置100本体の制御を行うプリンタコントローラ100aと、用紙に画像を印刷するためのプリンタエンジン100bと、ユーザが入力を行い画像形成装置本体の状態等を表示する操作パネル100cとから基本的に構成され、ネットワークNTと繋がっている。   FIG. 36 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the image forming apparatus 100. In FIG. 1, an image forming apparatus (printer) 100 includes a printer controller 100 a that controls the main body of the image forming apparatus 100, a printer engine 100 b that prints an image on a sheet, and a user input to the image forming apparatus main body. It is basically composed of an operation panel 100c that displays the status and the like, and is connected to the network NT.

ネットワークNTは例えばサーバとの通信を行うためのものである。プリンタエンジン100bはプリンタコントローラ100aからの信号により印字部(画像形成部)を制御し、また給紙部より転写紙を給紙することで、画像を形成する。操作パネル100cはユーザが入力を行い、また、画像形成装置100本体の状態等を表示する表示装置を備えたユーザI/Fである。   The network NT is for communicating with a server, for example. The printer engine 100b controls the printing unit (image forming unit) by a signal from the printer controller 100a, and forms an image by feeding transfer paper from the paper feeding unit. The operation panel 100c is a user I / F provided with a display device that is input by the user and displays the state of the image forming apparatus 100 main body.

プリンタコントローラ100aは、そのとき設定されている制御モードおよびホストから受け取った制御コードにしたがって、ホストからの印字データをビデオデータに変換してプリンタエンジン100bへ出力する制御機構の総称である。プリンタコントローラ100aは、ネットワークI/F100d、プログラムROM100e、フォントROM100f、操作部I/F100g、CPU100h、RAM100i、NV−RAM100j、エンジンI/F100k、およびHDD(ハードディスク装置)100mの各モジュールを含む。   The printer controller 100a is a general term for control mechanisms that convert print data from the host into video data and output it to the printer engine 100b in accordance with the control mode set at that time and the control code received from the host. The printer controller 100a includes modules of a network I / F 100d, a program ROM 100e, a font ROM 100f, an operation unit I / F 100g, a CPU 100h, a RAM 100i, an NV-RAM 100j, an engine I / F 100k, and an HDD (hard disk device) 100m.

各モジュールの機能は、次の通りである。ネットワークI/F100dは、サーバとの通信を行うためのインターフェースであり、プログラムROM(Programmable Read Only Memory)100eは、プリンタコントローラ100a内でのデータの管理および周辺モジュールを制御するためのプログラムを格納している。フォントROM(FONT ROM)100fは、印字に使用されるさまざまな種類のフォントを格納している。操作部I/F100gは操作パネル100cのインターフェースである。   The function of each module is as follows. The network I / F 100d is an interface for communicating with a server, and a program ROM (Programmable Read Only Memory) 100e stores a program for managing data and controlling peripheral modules in the printer controller 100a. ing. A font ROM (FONT ROM) 100f stores various types of fonts used for printing. The operation unit I / F 100g is an interface of the operation panel 100c.

CPU(Central Processing Unit、以下、同様。)100hはプログラムROM100eに格納されたプログラムの手順にしたがってホストからのデータ(印字データ、制御データ)を処理する。RAM(Random Access Memory)100iは、CPU100hが処理するときのワークメモリであり、ホストからのデータを一時記憶するバッファおよびバッファに記憶されたデータを処理するメモリ等に使われる。   A CPU (Central Processing Unit, the same applies hereinafter) 100h processes data (print data, control data) from the host according to the procedure of the program stored in the program ROM 100e. A RAM (Random Access Memory) 100i is a work memory when the CPU 100h processes, and is used as a buffer for temporarily storing data from the host, a memory for processing data stored in the buffer, and the like.

NV−RAM100jは、電源を切っても保持したいデータを格納しておくための不揮発性RAMである。エンジンI/F100kはコントローラ100aからプリンタエンジン100bを制御するインターフェースである。HDD100mは、大容量のデータを読み書き可能に保持する大容量記憶媒体である。   The NV-RAM 100j is a nonvolatile RAM for storing data that is to be retained even when the power is turned off. The engine I / F 100k is an interface for controlling the printer engine 100b from the controller 100a. The HDD 100m is a large-capacity storage medium that holds a large volume of data in a readable / writable manner.

以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。なお、以下の説明では、特許請求の範囲における各構成要素と本実施形態の各部について対応を取り、両者の用語が異なる場合には後者をかっこ書きで示し、両者の対応関係を明確にした。   As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. In the following description, each component in the claims corresponds to each part of the present embodiment, and when the terms are different, the latter is shown in parentheses to clarify the correspondence between the two.

(1) 流動性を有する粉体(トナー206)の容器(サブホッパー200)内における残量を検知する本実施形態に係る粉体検知装置(振動板201、磁束センサ10、コントローラ20)が、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(磁束センサ10)と、前記容器(サブホッパー200)内に配置され、前記容器(サブホッパー200)の筐体200aを介して前記発振部(磁束センサ10)と対向するとともに、前記発振部(磁束センサ10)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た振動部(振動板201)と、回転駆動手段(撹拌モータ204a)によって回転駆動され、前記振動部(振動板201)を振動させるとともに、前記粉体(トナー)を撹拌する撹拌部材205と、前記発振部(磁束センサ10)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(振動板201)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前記振動部(振動板201)の振動状態を検知し、その検知結果に基づいて前記容器(サブホッパー200)内の粉体(トナー206)の残量を検知する検知処理部(CPU21)と、前記回転駆動手段(撹拌モータ204a)を制御し、前記撹拌部材205による撹拌動作が終了した後、当該撹拌部材205の撓み量が予め設定された量以下になる位置まで前記撹拌部材205を逆方向に回転させる回転駆動制御手段(撹拌モータ制御部25)と、を備えたので、撹拌部材205の永久変形を防止し、高精度の粉体(トナー206)残量検知を行うことができる。   (1) The powder detection device (the vibration plate 201, the magnetic flux sensor 10, and the controller 20) according to this embodiment for detecting the remaining amount of powder (toner 206) having fluidity in the container (sub hopper 200) An oscillating unit (magnetic flux sensor 10) that outputs a signal having a frequency corresponding to the state of magnetic flux passing through the opposing space, and a container 200a of the container (sub hopper 200) are disposed in the container (sub hopper 200). A vibration part (diaphragm 201) formed of a material that vibrates in a direction opposite to the oscillation part (flux sensor 10) and vibrates in a direction opposite to the oscillation part (flux sensor 10), and rotates. An agitating member 205 that is rotationally driven by a driving means (agitating motor 204a) to vibrate the vibrating portion (vibrating plate 201) and agitate the powder (toner). The frequency-related information regarding the frequency of the oscillation signal of the oscillating unit (magnetic flux sensor 10) is acquired at a predetermined period, and based on the change in the frequency-related information that changes according to the vibration of the vibrating unit (diaphragm 201). A detection processing unit (CPU 21) that detects a vibration state of the vibration unit (diaphragm 201) and detects the remaining amount of powder (toner 206) in the container (sub hopper 200) based on the detection result; After the rotation driving means (stirring motor 204a) is controlled and the stirring operation by the stirring member 205 is finished, the stirring member 205 is moved in the reverse direction to a position where the amount of deflection of the stirring member 205 is equal to or less than a preset amount. And a rotation drive control means (agitating motor control unit 25) for rotating the agitating member to prevent permanent deformation of the agitating member 205 and to detect the remaining amount of the powder (toner 206) with high accuracy. I can.

すなわち、撹拌部材205が重り202の頂点直前で印刷JOB終了した場合(例えば図31(d)、図34(b))、撹拌部材205に一番強いストレスが加わった状態で停止する。しかし、一定角度、あるいは一定ステップ数撹拌部材205を逆回転させれば、頂点位置から逆方向に回転し、撹拌部材205にかかるストレスを低減し、塑性変形しない位置(図31(a)、図34(a))まで戻すことができる。   That is, when the agitation member 205 finishes the printing job immediately before the top of the weight 202 (for example, FIG. 31D and FIG. 34B), the agitation member 205 stops in the state where the strongest stress is applied. However, if the stirring member 205 is rotated in a reverse direction at a constant angle or a fixed number of steps, it is rotated in the reverse direction from the apex position to reduce the stress applied to the stirring member 205, and the position where plastic deformation does not occur (FIG. 31 (a), FIG. 34 (a)).

なお、一定角度あるいは一定ステップ数は、撹拌部材205を逆回転させた場合に撹拌部材205の撓み量が予め設定された量以下になる位置までの角度であり、ステップ数である。   The fixed angle or the fixed number of steps is an angle to a position where the amount of deflection of the stirring member 205 becomes equal to or less than a preset amount when the stirring member 205 is rotated in the reverse direction, and is the number of steps.

(2) 前記(1)に係る粉体検知装置において、前記予め設定された量が、前記撹拌部材205が撓んだ状態で放置されていても塑性変形しない撓み量であるので、粉体検知装置が長時間使用されない状態であっても、撹拌部材205が塑性変形することがなく、高精度の粉体残量検知を行うことができる。   (2) In the powder detection device according to (1), the preset amount is a deflection amount that does not undergo plastic deformation even if the stirring member 205 is left in a bent state. Even when the apparatus is not used for a long time, the stirring member 205 is not plastically deformed, and the remaining amount of powder can be detected with high accuracy.

(3) 前記(1)または(2)に係る粉体検知装置において、前記振動部(振動板201)は前記容器(サブホッパー200)の筐体200aに片持ち状に取り付けられているので、所定の押し込み量に対して所定の振動を得ることができ、高精度の粉体残量検知を行うことができる。   (3) In the powder detection device according to (1) or (2), the vibrating portion (vibrating plate 201) is attached to the casing 200a of the container (sub hopper 200) in a cantilevered manner. A predetermined vibration can be obtained with respect to a predetermined push-in amount, and a high-accuracy powder remaining amount can be detected.

(4) 前記(1)ないし(3)のいずれかの粉体検知装置において、前記回転駆動制御手段(撹拌モータ制御部25)による逆方向への回転量が、前記撹拌部材205が前記振動部(振動板201もしくは重り202)に接触した位置(図34(a))から当該振動部(振動板201もしくは重り202)を弾いて振動させる直前の位置(図34(b))までの角度(θ2−θ1)以上なので、撹拌部材205が順方向回転側の前面が凸の状態で塑性変形することがなく、高精度の粉体(トナー206)残量検知精度を損なうことがない。   (4) In the powder detection device according to any one of (1) to (3), the amount of rotation in the reverse direction by the rotation drive control unit (stirring motor control unit 25) is such that the stirring member 205 is the vibrating unit. The angle from the position (FIG. 34 (a)) in contact with (the diaphragm 201 or the weight 202) to the position (FIG. 34 (b)) immediately before the vibration part (the diaphragm 201 or the weight 202) is vibrated and vibrated ( Since θ2−θ1) or more, the stirring member 205 is not plastically deformed in a state where the front surface on the forward rotation side is convex, and the accuracy in detecting the remaining amount of the high-precision powder (toner 206) is not impaired.

(5) 前記(1)ないし(4)のいずれかの粉体検知装置において、前記検知処理部(CPU21)が、潜像を顕像化する顕色剤の残量を検知するので、粉体が顕色剤(カラートナー)の場合にも適用可能である。   (5) In the powder detection device according to any one of (1) to (4), the detection processing unit (CPU 21) detects the remaining amount of the developer that develops the latent image. Is also applicable to a developer (color toner).

(6) 前記(1)ないし(5)のいずれかの粉体検知装置(振動板201、磁束センサ10、コントローラ20)と、現像装置112によって潜像を顕像化する画像形成手段(画像形成部106)と、を備え、前記現像装置112が前記粉体検知装置を含む本実施形態に係る画像形成装置100によれば、前記(1)ないし(5)に記載した効果を奏する画像形成装置を構成することができる。   (6) Image forming means (image formation) that visualizes a latent image by the powder detection device (the vibration plate 201, the magnetic flux sensor 10, and the controller 20) of any one of (1) to (5) and the developing device 112. According to the image forming apparatus 100 according to this embodiment in which the developing device 112 includes the powder detection device, the image forming apparatus that exhibits the effects described in (1) to (5) above is provided. Can be configured.

(7) 前記(6)の画像形成装置において、前記撹拌部材205による撹拌動作の終了が前記画像形成手段(画像形成部106)による画像形成ジョブの終了であるので、画像形成ジョブが終了したら、撹拌部材205を塑性変形しない位置に移動させることができる。これにより、画像形成装置100が長期間使用されない場合でも、画像品質の劣化を防ぐことができる。   (7) In the image forming apparatus of (6), the end of the stirring operation by the stirring member 205 is the end of the image forming job by the image forming unit (image forming unit 106). The stirring member 205 can be moved to a position where it does not undergo plastic deformation. Thereby, even when the image forming apparatus 100 is not used for a long period of time, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated.

(8) 流動性を有する粉体(トナー)の容器(サブホッパー200)内における残量を検知する本実施形態に係る粉体検知方法によれば、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発振部(磁束センサ10)から出力し、前記容器(サブホッパー200)内に配置され、前記容器(サブホッパー200)の筐体200aを介して前記発振部(磁束センサ10)と対向するとともに、前記発振部(磁束センサ10)と対向する方向に磁束に影響する素材によって形成された振動部(振動板201)を振動させ、回転駆動手段(撹拌モータ204a)によって回転駆動される撹拌部材205により、前記振動部(振動板201)を振動させるとともに、前記粉体(トナー)を撹拌し、前記発振部(磁束センサ10)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(振動板201)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前記振動部(振動板201)の振動状態を検知し、その検知結果に基づいて前記容器(サブホッパー200)内の粉体(トナー)の残量を検知処理部(CPU21)により検知し、前記回転駆動手段(撹拌モータ204a)を制御し、前記撹拌部材205による撹拌動作が終了した後、当該撹拌部材205の撓み量が予め設定された量以下になる位置まで回転駆動制御手段(撹拌モータ制御部25)により前記撹拌部材205を逆方向に回転させるので、前記(1)で説明した粉体検知装置と同様の効果を奏することができる。   (8) According to the powder detection method according to the present embodiment for detecting the remaining amount of powder (toner) having fluidity in the container (sub hopper 200), it is in accordance with the state of magnetic flux passing through the facing space. A signal having a frequency is output from the oscillating unit (magnetic flux sensor 10), arranged in the container (sub hopper 200), and the oscillating unit (magnetic flux sensor 10) via the casing 200a of the container (sub hopper 200). The vibrating portion (vibrating plate 201) formed of a material that affects the magnetic flux in a direction opposite to the oscillating portion (magnetic flux sensor 10) is vibrated and is rotationally driven by a rotation driving means (agitating motor 204a). The agitating member 205 vibrates the vibrating portion (vibrating plate 201) and agitates the powder (toner), and the oscillation signal of the oscillating portion (magnetic flux sensor 10) is rotated. Frequency-related information regarding the number is acquired at a predetermined cycle, and the vibration state of the vibration part (diaphragm 201) is detected based on the change in the frequency-related information that changes according to the vibration of the vibration part (diaphragm 201). Then, based on the detection result, the remaining amount of the powder (toner) in the container (sub hopper 200) is detected by the detection processing unit (CPU 21), and the rotation driving means (stirring motor 204a) is controlled, After the agitation operation by the agitation member 205 is completed, the agitation member 205 is rotated in the reverse direction by the rotation drive control means (agitation motor control unit 25) until the deflection amount of the agitation member 205 becomes equal to or less than a preset amount. Therefore, the same effects as those of the powder detection apparatus described in (1) can be obtained.

(9) 前記(8)の粉体検知方法において、前記回転駆動制御手段(撹拌モータ制御部25)は、前記撹拌部材205が前記振動部(振動板201もしくは重り202)に接触した位置(図34(a))から当該振動部(振動板201)を弾く直前の位置(図34(b)までの角度(θ2−θ1)以上の角度で前記撹拌部材205を逆方向に回転させるので、前記(4)で説明した粉体検知装置と同様の効果を奏する。   (9) In the powder detection method of (8), the rotation drive control unit (stirring motor control unit 25) is configured so that the stirring member 205 is in contact with the vibrating unit (the vibrating plate 201 or the weight 202) (see FIG. Since the stirring member 205 is rotated in the reverse direction at an angle equal to or greater than the angle (θ2−θ1) from the position 34 (a)) to the position immediately before the vibration part (diaphragm 201) is flipped (FIG. 34B), The same effects as those of the powder detection apparatus described in (4) are obtained.

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and all technical matters included in the technical idea described in the claims are included. The subject of the present invention. The above embodiment shows a preferable example, but those skilled in the art can realize various alternatives, modifications, variations, and improvements from the contents disclosed in this specification, These are included in the technical scope described in the appended claims.

10 磁束センサ(粉体検知装置、発振部)
11 平面パターンコイル
20 コントローラ(粉体検知装置)
21 CPU
25 撹拌モータ制御部
100 画像形成装置
106 画像形成部(画像形成手段)
200 サブホッパー(容器)
200a 筐体
201 振動板(粉体検知装置、振動部)
202 重り
204 回転軸
204a 撹拌モータ
205 撹拌部材
206 トナー(粉体)
θ1,θ2,θ3,θ4 角度
10 Magnetic flux sensor (powder detection device, oscillation unit)
11 Planar pattern coil 20 Controller (powder detection device)
21 CPU
25 Stirring motor control unit 100 Image forming apparatus 106 Image forming unit (image forming unit)
200 Sub hopper (container)
200a Case 201 Vibration plate (powder detection device, vibration unit)
202 Weight 204 Rotating shaft 204a Stirring motor 205 Stirring member 206 Toner (powder)
θ1, θ2, θ3, θ4 angle

特開2013−037280号JP2013-037280A

Claims (9)

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、
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と、
前記容器内に配置され、前記容器の筐体を介して前記発振部と対向するとともに、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た振動部と、
回転駆動手段によって回転駆動され、前記振動部を振動させるとともに、前記粉体を撹拌する撹拌部材と、
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前記振動部の振動状態を検知し、その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と、
前記回転駆動手段を制御し、前記撹拌部材による撹拌動作が終了した後、当該撹拌部材の撓み量が予め設定された量以下になる位置まで前記撹拌部材を逆方向に回転させる回転駆動制御手段と、
を備えた粉体検知装置。
A powder detection device for detecting the remaining amount of powder having fluidity in a container,
An oscillating unit that outputs a signal having a frequency according to the state of magnetic flux passing through the opposing space;
A vibrating portion that is disposed in the container and faces the oscillating portion via the housing of the container, vibrates in a direction facing the oscillating portion, and is formed by a material that affects magnetic flux;
An agitation member that is rotationally driven by a rotational drive means to vibrate the vibration part and stir the powder;
Obtaining frequency-related information related to the frequency of the oscillation signal of the oscillating unit at a predetermined cycle, detecting a vibration state of the oscillating unit based on a change in the frequency-related information that changes according to the vibration of the oscillating unit; A detection processing unit for detecting the remaining amount of powder in the container based on a detection result;
Rotation drive control means for controlling the rotation drive means and rotating the agitation member in a reverse direction to a position where the amount of deflection of the agitation member is equal to or less than a preset amount after the agitation operation by the agitation member is completed. ,
A powder detection device.
請求項1に記載の粉体検知装置であって、
前記予め設定された量が、前記撹拌部材が撓んだ状態で放置されていても塑性変形しない撓み量である粉体検知装置。
The powder detection device according to claim 1,
The powder detection device, wherein the preset amount is a bending amount that is not plastically deformed even when the stirring member is left in a bent state.
請求項1または2に記載の粉体検知装置であって、
前記振動部は前記容器の筐体に片持ち状に取り付けられた粉体検知装置。
The powder detection device according to claim 1 or 2,
The vibrating part is a powder detection device attached to the casing of the container in a cantilever manner.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の粉体検知装置であって、
前記回転駆動制御手段による逆方向への回転量が、前記撹拌部材が前記振動部に接触した位置から当該振動部を弾いて振動させる直前の位置までの角度以上である粉体検知装置。
The powder detection device according to any one of claims 1 to 3,
The powder detection device, wherein an amount of rotation in the reverse direction by the rotation drive control unit is equal to or greater than an angle from a position at which the stirring member contacts the vibration part to a position immediately before the vibration part is repelled and vibrated.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の粉体検知装置であって、
前記検知処理部が、潜像を顕像化する顕色剤の残量を検知する粉体検知装置。
The powder detection device according to any one of claims 1 to 4,
The powder detection apparatus in which the detection processing unit detects the remaining amount of the developer for developing the latent image.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粉体検知装置と、
現像装置によって潜像を顕像化する画像形成手段と、
を備え、
前記現像装置が前記粉体検知装置を含む画像形成装置。
The powder detection device according to any one of claims 1 to 5,
Image forming means for visualizing the latent image by the developing device;
With
An image forming apparatus in which the developing device includes the powder detection device.
請求項6記載の画像形成装置であって、
前記撹拌部材による撹拌動作の終了が前記画像形成手段による画像形成ジョブの終了である画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 6, wherein
An image forming apparatus in which the end of the stirring operation by the stirring member is the end of an image forming job by the image forming unit.
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方法であって、
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発振部から出力し、
前記容器内に配置され、前記容器の筐体を介して前記発振部と対向するとともに、前記発振部と対向する方向に磁束に影響する素材によって形成された振動部を振動させ、
回転駆動手段によって回転駆動される撹拌部材により、前記振動部を振動させるとともに、前記粉体を撹拌し、
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前記振動部の振動状態を検知し、その検知結果に基づいて前記容器内の粉体の残量を検知処理部により検知し、
前記回転駆動手段を制御し、前記撹拌部材による撹拌動作が終了した後、当該撹拌部材の撓み量が予め設定された量以下になる位置まで回転駆動制御手段により前記撹拌部材を逆方向に回転させる粉体検知方法。
A powder detection method for detecting the remaining amount of powder having fluidity in a container,
A signal with a frequency corresponding to the state of magnetic flux passing through the opposing space is output from the oscillator,
The vibrator disposed in the container and opposed to the oscillating section through the casing of the container, and vibrates a vibrating section formed by a material that affects magnetic flux in a direction facing the oscillating section,
The agitating member that is rotationally driven by the rotational driving means vibrates the vibration part and agitates the powder.
Obtaining frequency-related information related to the frequency of the oscillation signal of the oscillating unit at a predetermined cycle, detecting a vibration state of the oscillating unit based on a change in the frequency-related information that changes according to the vibration of the oscillating unit; Based on the detection result, the remaining amount of the powder in the container is detected by the detection processing unit,
After the rotation driving means is controlled and the stirring operation by the stirring member is completed, the stirring member is rotated in the reverse direction by the rotation driving control means until the deflection amount of the stirring member becomes equal to or less than a preset amount. Powder detection method.
請求項8に記載の粉体検知方法であって、
前記回転駆動制御手段は、前記撹拌部材が前記振動部に接触した位置から当該振動部を弾く直前の位置までの角度以上の角度で前記撹拌部材を逆方向に回転させる粉体検知方法。
The powder detection method according to claim 8,
The rotational drive control means is a powder detection method in which the stirring member is rotated in the reverse direction at an angle equal to or greater than an angle from a position where the stirring member contacts the vibrating portion to a position immediately before the vibrating portion is flipped.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019159194A (en) * 2018-03-15 2019-09-19 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus

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