JP6432542B2 - 回転検知装置及びこれを備えたトナー搬送装置並びに画像形成装置 - Google Patents

回転検知装置及びこれを備えたトナー搬送装置並びに画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、回転軸を有する回転体の回転軸を中心とした回転を検知する回転検知装置、及びこれを備えたトナー搬送装置並びに画像形成装置に関する。
電子写真方式を利用した複写機等の画像形成装置は、回転駆動する駆動モーターや駆動モーターの駆動力により回転する種々の回転体を備えている。例えば、感光体ドラムにトナーを供給して該感光体ドラム上にトナー像を形成する現像装置にトナーを搬送するトナー搬送装置には、回転しながらトナーを搬送させる搬送部材が、回転体として備えられている。
このような画像形成装置に備えられるトナー搬送装置においては、画像形成動作が長期間行われなかった場合などに、搬送部材によりトナーが搬送されるトナー搬送通路内でトナーが凝集してしまい、トナー搬送通路内におけるトナーの搬送性が低下することがある。また、トナー搬送通路内に収容されるトナーの量が変動する場合があり、トナーの量が過度に多いと、トナー搬送通路内におけるトナーの搬送性が低下することになる。このような状態で現像装置にトナーを搬送しようとすると、回転体としての搬送部材を回転駆動させる駆動モーターに脱調現象が生じる場合がある。脱調とは、駆動モーターに過負荷が作用した場合又は回転速度が急速に変化した場合に、駆動制御信号と駆動モーターの回転との同期が失われ、駆動モーターの制御が乱れる現象である。
駆動モーターに脱調現象が生じることを抑止するための構成として、回転体の回転を検知する回転検知装置を備えた画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像形成装置は、トナーを搬送する搬送部材と、搬送部材を回転駆動させる駆動モーターと、駆動モーターのモーター出力軸に取り付けられた円盤状のパルス板と、パルス板を挟んで対向配置される発光部と受光部とを含むＰＩセンサ（Photo Interrupter Sensor）とを備えている。
特許文献１に開示される画像形成装置に備えられる回転検知装置において、パルス板には半径方向に沿って放射状に延びるスリット（開口部）が等角度間隔で複数形成されている。そして、回転検知結果を表す検知信号として受光信号を出力する受光部において、各受光素子を通る仮想中心線がパルス板の回転中心を通るように、ＰＩセンサが配置されている。すなわち、ＰＩセンサは、パルス板の半径方向に沿って受光部が延在するようにパルス板の半径方向外方に配置されている。この回転検知装置は、ＰＩセンサにおける受光部から出力される受光信号に基づいて、駆動モーターが回転しているか、又は脱調により回転が停止しているのかを判定することができる。
特開２０１２−１９８３５９号公報
近年、画像形成装置の小型化の検討が進んでおり、この画像形成装置の小型化に対応して、小さな設置空間内に設置可能な回転検知装置が要求されている。このような要求に対し、上述の従来技術の画像形成装置に備えられる回転検知装置は、パルス板の半径方向に沿って受光部が延在するようにパルス板の半径方向外方にＰＩセンサが配置された構成であるので、回転検知装置を設置するために必要な設置空間が比較的大きなものとなる。そのため、このような回転検知装置は、画像形成装置の小型化に貢献することができない。
本発明の目的は、回転体の回転を検知する回転検知装置において、回転検知能の低下を招来することなく小さな設置空間内に設置可能な回転検知装置、及びこれを備えたトナー搬送装置並びに画像形成装置を提供することにある。
本発明の一の局面に係る回転検知装置は、回転軸を有する回転体の前記回転軸を中心とした回転を検知する。この回転検知装置は、光を発する発光部と、前記回転軸と回転一体に設けられ、前記回転体の回転に連動して回転することによって、前記発光部からの光の通過を制御する光通過制御部材であって、遮光性の遮光部と、前記発光部からの光を通過させる光通過開口部と、を含む光通過制御部材と、前記光通過制御部材を挟んで前記発光部と対向して配置され、前記光通過制御部材の回転に応じて前記光通過開口部を通過した光を受光する複数の受光素子が第１方向に沿って配列されてなる受光部であって、前記各受光素子により受光された光に基づく受光信号を、前記回転体による回転の検知結果を表す検知信号として出力する受光部と、を備える。前記光通過制御部材の前記光通過開口部において、回転方向下流側の第１開口縁辺は、一直線をなし、前記光通過制御部材を前記回転軸の軸方向から見た平面視において、前記第１開口縁辺を延長した第１仮想延長線と、前記受光部における前記各受光素子を通る前記第１方向に沿った受光部中心線とは、前記光通過制御部材の回転中心を通らない。そして、前記光通過制御部材の回転によって前記第１開口縁辺が前記発光部から前記受光部への光路を通過するときに、前記第１仮想延長線が前記受光部中心線と一致するように、前記受光部が配置されている。
この回転検知装置は、回転体の回転軸と回転一体に設けられる光通過制御部材と、該光通過制御部材を挟んで互いに対向配置される発光部及び受光部とを備える。光通過制御部材において、発光部からの光を通過させる光通過開口部は、周方向において回転方向下流側の第１開口縁辺が一直線をなしている。光通過制御部材の回転に応じて光通過開口部を通過した光を受光する受光部は、複数の受光素子が所定の第１方向に沿って配列されてなる。
そして、光通過制御部材を回転体の回転軸の軸方向から見た平面視において、光通過制御部材の光通過開口部における第１開口縁辺は、光通過制御部材の半径方向に沿って延びるものではなく、第１開口縁辺を延長した第１仮想延長線が光通過制御部材の回転中心を通らないように設定されている。更に、受光部は、光通過制御部材の半径方向に沿って延在するものではなく、各受光素子を通る第１方向に沿った受光部中心線が、光通過制御部材の回転中心を通らないように設定されている。このため、従来技術と比較して小さな設置空間内に設置可能な回転検知装置とすることができる。
また、光通過制御部材の回転によって第１開口縁辺が発光部から受光部への光路を通過するときに、第１仮想延長線が受光部中心線と一致するように、受光部が配置されている。このため、回転体の回転に連動した光通過制御部材の回転に応じて光通過開口部を通過した光に基づく、受光部から出力される受光信号は、信号の立ち上がりが急峻なパルス信号となる。これによって、受光部から出力される受光信号を用いて回転体の回転を検知するときの回転検知能の低下を招来することがない。
上記の回転検知装置において、前記光通過制御部材の前記光通過開口部における回転方向上流側の第２開口縁辺は、一直線をなし、前記光通過制御部材を前記回転軸の軸方向から見た平面視において、前記第２開口縁辺を延長した第２仮想延長線は、前記光通過制御部材の回転中心を通らず、前記光通過制御部材の回転によって前記第２開口縁辺が前記発光部から前記受光部への光路を通過するときに、前記第２仮想延長線が前記受光部中心線と一致することが望ましい。
この回転検知装置によれば、回転体の回転に連動した光通過制御部材の回転に応じて光通過開口部を通過した光に基づく、受光部から出力される受光信号が、信号の立ち上がりに加えて立ち下がりも急峻な矩形状のパルス信号となる。これによって、受光部から出力される受光信号を用いて回転体の回転を検知するときの回転検知能を、より向上することができる。
上記の回転検知装置において、前記光通過制御部材における前記光通過開口部は、複数形成されていることが望ましい。
この回転検知装置によれば、回転体の回転に連動して光通過制御部材が１回転する間に、発光部から受光部への光路を、光通過開口部が複数回にわたって通過することになる。このため、受光部から出力される受光信号は、光通過制御部材が１回転する間の１周期に光通過開口部の形成数に対応した数のパルスを有する矩形波信号となる。これによって、受光部から出力される受光信号を用いて回転体の回転を検知するときの回転検知能を、より向上することができる。
本発明の他の局面に係るトナー搬送装置は、トナーが搬送されるトナー搬送通路と、前記トナー搬送通路を画定する壁面を有する壁部と、前記トナー搬送通路内に延在して、回転しながらトナーを搬送させる、回転体としての搬送部材と、前記搬送部材を回転させる駆動力を発生する駆動モーターと、前記搬送部材の回転を検知する上記の回転検知装置と、前記回転検知装置の前記受光部から出力される前記受光信号に基づいて、前記駆動モーターの動作を制御する駆動制御部と、を備える。
このトナー搬送装置によれば、トナー搬送通路内における搬送部材の回転に連動した光通過制御部材の回転に応じて光通過開口部を通過した光に基づく、受光部から出力される受光信号を用いて搬送部材の回転を検知することができる。この搬送部材の回転を検知する回転検知装置は、上述の如く小さな設置空間内に設置可能な構成であるので、トナー搬送装置の小型化が可能となる。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体にトナーを供給して該像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、前記トナー搬送通路を介して前記現像装置にトナーを搬送する上記のトナー搬送装置と、を備える。
この画像形成装置によれば、像担持体上にトナー像を形成するための現像装置にトナーを搬送するトナー搬送装置において、搬送部材の回転を回転検知装置により検知することができる。この搬送部材の回転を検知する回転検知装置は、上述の如く小さな設置空間内に設置可能な構成であるので、画像形成装置の小型化が可能となる。
本発明によれば、回転体の回転に連動した光通過制御部材の回転に応じて光通過開口部を通過した光に基づく、受光部から出力される受光信号を用いて回転体の回転を検知することができ、回転検知能の低下を招来することなく、従来技術と比較して小さな設置空間内に設置可能な回転検知装置を提供することができる。また、この回転検知装置を備えたトナー搬送装置並びに画像形成装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るトナー搬送装置の構成を示す斜視図である。 図２におけるトナー搬送装置の要部を拡大して示す断面図である。 図２におけるトナー搬送装置の要部を拡大して示す斜視図である。 トナー搬送装置に備えられる回転検知装置の近傍を拡大して示す斜視図である。 回転検知装置の構成を示す平面図である。 回転検知装置において、ＰＩセンサのパルス板に対する配置位置を説明するための図である。 トナー搬送装置の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の一実施形態に係る回転検知装置及びトナー搬送装置並びに画像形成装置について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１０の内部構造を概略的に示す図である。
画像形成装置１０は、いわゆる胴内排紙型と称される複写機であり、装置本体１１に画像形成部１２と、定着部１３と、用紙貯留部１４と、排紙部１５と、画像読取部１６と、が形成されている。そして、画像読取部１６の下部で装置本体１１の一部が凹没されることによって排紙部１５が形成され、これにより当該画像形成装置１０が胴内排紙型と称されている。
装置本体１１は、外観視で直方体状を呈した下部筐体１１１と、この下部筐体１１１の上方に対向配置された扁平な直方体状を呈する上部筐体１１２と、この上部筐体１１２と下部筐体１１１との間に介設された連結部１１３とを備えている。連結部１１３は、下部筐体１１１と上部筐体１１２との間に排紙部１５を形成させた状態で両者を互いに連結するための構造物であり、下部筐体１１１の左部から立設されている。上部筐体１１２は、その左部がかかる連結部１１３の上端部に支持されている。
そして、下部筐体１１１には、画像形成部１２、定着部１３および用紙貯留部１４が内装されているとともに、上部筐体１１２には画像読取部１６が装着されている。
用紙貯留部１４は、装置本体１１に対して挿脱自在の用紙カセット１４１を有している。この用紙カセット１４１には用紙束Ｐ１が貯留されている。そして、画像形成処理が行われるに際し、この用紙束Ｐ１から用紙Ｐが１枚ずつ繰り出され、画像形成部１２へ送り込まれて当該用紙Ｐに印刷処理が施される。本実施形態では、用紙カセット１４１は２段で設けられている。
排紙部１５は、下部筐体１１１と上部筐体１１２との間に形成されている。かかる排紙部１５は、下部筐体１１１の上面に形成された胴内排紙トレイ１５１を有し、画像形成部１２からのトナー画像が転写された用紙Ｐは、連結部１１３の下部からこの胴内排紙トレイ１５１へ向けて排出される。
画像読取部１６は、上部筐体１１２の上面開口に装着された、原稿を載置するためのコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー１６２と、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の画像を走査する走査機構を有する光学系１６３とを備えている。
そして、光学系１６３によって読み取られた原稿画像のアナログ情報は、デジタル信号に変換された後に後述する露光装置１２３へ向けて出力され、画像形成処理に供される。
また、下部筐体１１１の右面（図１における＋Ｘ方向の面）には、用紙貯留部１４の直上位置に手差しトレイ１８が設けられている。この手差しトレイ１８は、下部が支持軸１８１回りに回動可能に軸支され、手差しの給紙口を閉止するべく起立した閉止姿勢と、右方へ向かって突出した開放姿勢との間で姿勢変更可能とされている。かかる手差しトレイ１８は、開放姿勢に姿勢設定された状態で１枚ずつの用紙Ｐの手差しに供される。
このような手差しトレイ１８と画像形成部１２の後述する感光体ドラム１２１（像担持体）との間には搬送ユニット１８４と、中継ユニット１８５とが設けられ、手差しトレイ１８から手差しで給紙された用紙Ｐは、これら搬送ユニット１８４および中継ユニット１８５を介して感光体ドラム１２１と後述する転写ローラ１２４との間のニップ部へ向けて送り出される。
また、下部筐体１１１の左面（図１における−Ｘ方向の面）には、開閉可能なメンテナンス用のメンテナンスドアー１９が設けられているとともに、このメンテナンスドアー１９の直上位置には、開閉可能な胴外排紙トレイ１５２が設けられている。画像形成部１２で画像形成処理が完了した用紙Ｐは、この胴外排紙トレイ１５２および胴内排紙トレイ１５１のいずれかに選択的に排出される。
画像形成部１２には、上下方向の略中央部であって、若干左方へ寄った位置に感光体ドラム１２１が設けられている。この感光体ドラム１２１は、ドラム心回りに時計方向に向けて回転しながらその直ぐ右方位置に設けられた帯電装置１２２により周面が一様に帯電される。
そして、画像読取部１６で読み取られた原稿画像の画像情報に基づく露光装置１２３からのレーザビームにより感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。この静電潜像に向けて感光体ドラム１２１の下方に設けられた現像装置２０から現像剤（以下、トナーという）が供給され、これにより感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
露光装置１２３と胴内排紙トレイ１５１との間の空間には、着脱可能にトナーコンテナ３０が装着されている。また、トナーコンテナ３０と現像装置２０との間における下部筐体１１１内の前方位置には、中間ホッパとして機能するトナー搬送装置４０が配設されている。そして、トナーコンテナ３０内のトナーは、このトナー搬送装置４０を介して現像装置２０に補給される。トナー搬送装置４０の詳細については後述する。
現像装置２０から供給されたトナーによりトナー像が形成された感光体ドラム１２１には、用紙貯留部１４のいずれかの用紙カセット１４１から送り出された用紙Ｐが用紙縦搬送路１０１およびレジストローラ対１４２を介して送り込まれる。そして、この用紙Ｐには、感光体ドラム１２１の左方で当該感光体ドラム１２１と対向配置された転写ローラ１２４の作用で感光体ドラム１２１の周面のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは感光体ドラム１２１から分離されて定着部１３へ送り込まれる。
用紙Ｐに対するトナー像の転写処理が完了した感光体ドラム１２１は、時計方向へ向かう回転が継続されることにより、その直上位置に設けられたクリーニング装置１２５によってその周面が清浄化処理され、つぎの画像形成処理のために帯電装置１２２へ向かうことになる。
定着部１３は、発熱体を備えた定着ローラ１３１と、左方でこの定着ローラ１３１と対向配置された加圧ローラ１３２とを有している。そして、画像形成部１２から送り込まれた用紙Ｐは、これら定着ローラ１３１と加圧ローラ１３２との間のニップ部を通過しながら熱を得てトナー像の定着処理が施される。
定着処理後の用紙Ｐは、当該用紙Ｐが片面印刷用のものである場合には、定着部１３の上方に設けられた排紙搬送路１０２を介して選択的に排紙部１５の胴内排紙トレイ１５１へ排出されたり、胴外排紙トレイ１５２へ排出されたりする。
一方、定着処理後の用紙Ｐが片面の印刷処理が完了した両面印刷用のものである場合には、排紙搬送路１０２の上方に設けられた往復搬送路１０３を介して前半が胴内排紙トレイ１５１の上方に形成された一時退避空間１５３に排紙されたのち逆送搬送路１０４を介して逆送され、引き続き表裏が反転した状態で再び画像形成部１２に供給され、裏面側に画像形成処理が施される。両面印刷が完了した用紙Ｐは、排紙トレイ１５１または胴外排紙トレイ１５２へ排出される。
また、下部筐体１１１には、メンテナンスドアー１９の直ぐ内側に、画像形成部１２に対して開閉可能なカバー部材１９５が設けられている。このカバー部材１９５は、閉止された前記メンテナンスドアー１９の右面側に包持された状態で配設されている。かかるカバー部材１９５は、その下端部がメンテナンスドアー１９の下端部より若干上方に位置した状態で当該下端部が下部筐体１１１に支持された支軸１９５ａ回りに回動自在に軸支されている。そして、このようなカバー部材１９５は、支軸１９５ａ回りに正逆回動することで、画像形成部１２の左面を閉止した閉止姿勢（図１に実線で表示）と、同左面を開放した開放姿勢（図１に二点鎖線で表示）との間で姿勢変更可能とされている。
そして、カバー部材１９５が閉止姿勢に姿勢設定された状態で、当該カバー部材１９５の右面側に用紙カセット１４１や手差しトレイ１８から給紙された用紙Ｐを搬送するための用紙縦搬送路１０１が形成されている。
このようなカバー部材１９５が設けられるのは、画像形成部１２の左面に対応した用紙縦搬送路１０１で紙詰りが生じたときに、カバー部材１９５を開放姿勢に姿勢変更させて詰まった用紙Ｐを外部に露出させて取り除くことができるようにするためである。
また、閉止姿勢に姿勢設定されたメンテナンスドアー１９の右面と、閉止姿勢に姿勢設定されたカバー部材１９５の左面との間には、用紙Ｐに両面印刷を施すに際し、片面のみに印刷処理が施された用紙Ｐを逆送させるための逆送搬送路１０４が形成されている。この逆送搬送路１０４に沿って逆送された用紙Ｐは、表裏が反転された状態で感光体ドラム１２１より下方の用紙縦搬送路１０１へ導入され、これによって当該用紙Ｐの裏面側に印刷処理が施される。両面印刷が完了した用紙Ｐは、胴内排紙トレイ１５１または胴外排紙トレイ１５２へ排出される。
そして、本実施形態においては、手差しトレイ１８から手差しで給紙された用紙Ｐは、当該手差しトレイ１８の奥部（左方）に設けられた繰り出しローラ１８２の駆動により左方に向けて繰り出され、搬送ローラ対１８３、搬送ユニット１８４および中継ユニット１８５を介して用紙縦搬送路１０１における感光体ドラム１２１より若干下方位置へ導入される。
次に、トナー搬送装置４０について、図２乃至図８を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るトナー搬送装置４０の構成を示す斜視図である。図３は図２におけるトナー搬送装置４０の要部を拡大して示す断面図であり、図４は図２におけるトナー搬送装置４０の要部を拡大して示す斜視図である。図５はトナー搬送装置４０に備えられる回転検知装置４１の近傍を拡大して示す斜視図であり、図６は回転検知装置４１の構成を示す平面図である。図７は、回転検知装置４１において、ＰＩセンサのパルス板に対する配置位置を説明するための図である。また、図８は、トナー搬送装置４０の構成を示すブロック図である。
トナー搬送装置４０は、トナーが搬送されるトナー搬送通路４２と、該トナー搬送通路４２を画定する内壁面４３Ａを有する壁部４３と、トナー搬送通路４２内に延在して設けられる搬送部材４４と、搬送部材４４を回転させる駆動力を発生する駆動モーター４５と、搬送部材４４の回転を検知する回転検知装置４１と、駆動モーター４５の動作を制御する駆動制御部４６と、を備える。トナー搬送装置４０は、トナーコンテナ３０から現像装置２０へのトナーの搬送経路においてトナーコンテナ３０と現像装置２０との間に配置され、トナーコンテナ３０に収容されるトナーを、トナー搬送通路４２を介して現像装置２０に搬送する。
壁部４３は、所定の一方向に延在する長尺に形成され、内壁面４３Ａによって囲まれた内部空間がトナー搬送通路４２となる。また、壁部４３の長手方向一端部には、トナーコンテナ３０に連結されるトナー流入開口部４３Ｂが形成され、壁部４３の長手方向他端部には、現像装置２０に連結されるトナー排出開口部４３Ｃが形成されている。
駆動モーター４５は、ＤＣブラシモーター、ＤＣブラシレスモーター、ステッピングモーター等で例示されるモーターである。駆動モーター４５は回転駆動力が出力されるモーター出力軸４５Ａを含み、このモーター出力軸４５Ａにはウォーム４５１が取り付けられている。
搬送部材４４は、トナー搬送通路４２内に直線状に延在する回転軸４４１と、該回転軸４４１に同心で回転一体に設けられるスパイラルフィン４４２とを含む。搬送部材４４の回転軸４４１の軸方向一端部には、搬送ギア４４３が、回転軸４４１と回転一体に取り付けられている。搬送ギア４４３は、駆動モーター４５のモーター出力軸４５Ａに固定されるウォーム４５１に噛合されている。駆動モーター４５が回転すると、その回転駆動力がモーター出力軸４５Ａ、ウォーム４５１及び搬送ギア４４３を介して搬送部材４４の回転軸４４１に伝達されて、回転軸４４１が回転される。搬送部材４４においては、回転軸４４１の回転に連動してスパイラルフィン４４２が回転する。搬送部材４４は、トナー流入開口部４３Ｂを介してトナーコンテナ３０からトナー搬送通路４２内に流入されたトナーを、スパイラルフィン４４２の回転によってトナー排出開口部４３Ｃに向けて搬送する。
回転検知装置４１は、回転軸を有する回転体の回転軸を中心とした回転を検知するための装置である。本実施形態では、回転検知装置４１は、回転体としての搬送部材４４における回転軸４４１を中心とした回転を検知する。回転検知装置４１は、光通過制御部材の一例であるパルス板４１１と、ＰＩセンサ（Photo Interrupter Sensor）４１２とを備える。
パルス板４１１は、搬送部材４４の回転軸４４１に同心で回転一体に設けられた円盤状の部材である。本実施形態では、パルス板４１１は、搬送部材４４における回転軸４４１の軸方向一端部において、搬送ギア４４３と一体に形成されている。パルス板４１１は、搬送部材４４の回転軸４４１を中心とした回転に連動して、所定の回転方向Ｓに回転することによって、後述のＰＩセンサ４１２における発光部４１２Ａからの光の通過を制御する。
パルス板４１１は、円盤状に形成された遮光性の遮光部４１１Ａと、該遮光部４１１Ａを厚み方向に貫通して形成される、発光部４１２Ａからの光を通過させる光通過開口部４１１Ｂとを含む。パルス板４１１において光通過開口部４１１Ｂの形成数は、特に限定されるものではなく、任意の数が選択可能である。本実施形態では、図６に示すように、パルス板４１１は、周方向に等角度間隔で形成された２つの光通過開口部４１１Ｂを有する。また、パルス板４１１において光通過開口部４１１Ｂの形成位置は、特に限定されるものではなく、遮光部４１１Ａにおける任意の位置が選択可能である。本実施形態では、図６に示すように、パルス板４１１において光通過開口部４１１Ｂは、円盤状の遮光部４１１Ａに対して、半径方向外周縁端から半径方向内方側に切り欠かれて、周方向に沿って延びた長穴状に形成されている。
パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂは、周方向において回転方向Ｓの下流側の第１開口縁辺４１１Ｂａと、周方向において回転方向Ｓの上流側の第２開口縁辺４１１Ｂｂと、第１開口縁辺４１１Ｂａ及び第２開口縁辺４１１Ｂｂの各々の半径方向内方側の端部同士を連結する第３開口縁辺４１１Ｂｃと、を有する。パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂにおいて、前記第１開口縁辺４１１Ｂａと前記第２開口縁辺４１１Ｂｂとは、それぞれ一直線をなしている。また、パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂにおいて、前記第３開口縁辺４１１Ｂｃは、円盤状の遮光部４１１Ａの外形状を構成する外周円と同心円の一部をなす円弧状である。
そして、図６に示すように、パルス板４１１を回転軸４４１の軸方向から見た平面視において、パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂにおける前記第１開口縁辺４１１Ｂａを延長した第１仮想延長線Ｌ１は、パルス板４１１の回転中心Ｔ１を通らないように設定されている。更に、パルス板４１１を回転軸４４１の軸方向から見た平面視において、パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂにおける前記第２開口縁辺４１１Ｂｂを延長した第２仮想延長線Ｌ２は、パルス板４１１の回転中心Ｔ１を通らないように設定されている。そして、パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂにおいて、前記第１仮想延長線Ｌ１と前記第２仮想延長線Ｌ２とは、パルス板４１１の半径方向内方側において交差している。
ＰＩセンサ４１２は、搬送部材４４の回転軸４４１を中心とした回転を検知するためのセンサである。このＰＩセンサ４１２は、パルス板４１１を挟んで互いに対向配置される発光部４１２Ａと受光部４１２Ｂとを含む。ＰＩセンサ４１２において発光部４１２Ａは、拡散光を発する１つの光源が配置されたものでもよいし、複数の発光素子が一列に配列されたものでもよい。
ＰＩセンサ４１２において受光部４１２Ｂは、発光部４１２Ａから出射され、パルス板４１１の回転に応じて光通過開口部４１１Ｂを通過した光を受光する受光面４１２Ｂａを有する。受光部４１２Ｂにおいて、受光面４１２Ｂａには、複数の受光素子４１２Ｂｂが所定の第１方向Ｈに沿って配列されている。すなわち、受光部４１２Ｂは、複数の受光素子４１２Ｂｂが所定の第１方向Ｈに沿って配列されてなる。また、図６に示すように、パルス板４１１を回転軸４４１の軸方向から見た平面視において、受光部４１２Ｂにおける各受光素子４１２Ｂｂを通る前記第１方向Ｈに沿った受光部中心線Ｌ３は、パルス板４１１の回転中心Ｔ１を通らないように設定されている。ＰＩセンサ４１２において受光部４１２Ｂは、各受光素子４１２Ｂｂにより受光された光に基づく、各受光素子４１２Ｂｂから出力された信号を加算して、受光部４１２Ｂからの受光信号として出力する。受光部４１２Ｂから出力された受光信号は、パルス状の信号であり、搬送部材４４による回転の検知結果を表す検知信号となる。
以上のように構成される回転検知装置４１では、パルス板４１１を回転軸４４１の軸方向から見た平面視において、パルス板４１１の光通過開口部４１１Ｂにおける第１開口縁辺４１１Ｂａ及び第２開口縁辺４１１Ｂｂの各々は、パルス板４１１の半径方向に沿って延びるものではなく、第１開口縁辺４１１Ｂａ及び第２開口縁辺４１１Ｂｂを延長した第１仮想延長線Ｌ１及び第２仮想延長線Ｌ２がパルス板４１１の回転中心Ｔ１を通らないように設定されている。更に、受光部４１２Ｂは、パルス板４１１の半径方向に沿って延在するものではなく、受光部中心線Ｌ３が、パルス板４１１の回転中心Ｔ１を通らないように設定されている。このため、従来技術と比較して小さな設置空間内に設置可能な回転検知装置４１とすることができる。
また、図７（Ａ）に示すように、本実施形態の回転検知装置４１において、パルス板４１１の回転によって第１開口縁辺４１１Ｂａが、ＰＩセンサ４１２における発光部４１２Ａから受光部４１２Ｂへの光路を通過するときに、前記第１仮想延長線Ｌ１が前記受光部中心線Ｌ３と一致するように、受光部４１２Ｂが配置されている。このため、搬送部材４４の回転に連動したパルス板４１１の回転に応じて光通過開口部４１１Ｂを通過した光に基づく、受光部４１２Ｂから出力される受光信号は、信号の立ち上がりが急峻なパルス信号となる。これによって、受光部４１２Ｂから出力される受光信号を用いて搬送部材４４の回転を検知するときの回転検知能の低下を招来することがない。
また、図７（Ｂ）に示すように、本実施形態の回転検知装置４１において、パルス板４１１の回転によって第２開口縁辺４１１Ｂｂが、ＰＩセンサ４１２における発光部４１２Ａから受光部４１２Ｂへの光路を通過するときに、前記第２仮想延長線Ｌ２が前記受光部中心線Ｌ３と一致するようにされている。このような構成によって、搬送部材４４の回転に連動したパルス板４１１の回転に応じて光通過開口部４１１Ｂを通過した光に基づく、受光部４１２Ｂから出力される受光信号は、信号の立ち上がりに加えて立ち下がりも急峻な矩形状のパルス信号となる。これによって、受光部４１２Ｂから出力される受光信号を用いて搬送部材４４の回転を検知するときの回転検知能を、より向上することができる。
本実施形態では、上述の如く、パルス板４１１において２つの光通過開口部４１１Ｂが形成されているので、搬送部材４４の回転に連動してパルス板４１１が１回転する間に、発光部４１２Ａから受光部４１２Ｂへの光路を、光通過開口部４１１Ｂが２回通過することになる。このため、ＰＩセンサ４１２において受光部４１２Ｂから出力される受光信号は、パルス板４１１が１回転する間の１周期に２つのパルスを有する矩形波信号となる。これによって、受光部から出力される受光信号を用いて回転体の回転を検知するときの回転検知能を、より向上することができる。
本実施形態のトナー搬送装置４０において、駆動制御部４６は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)等を備える。ＣＰＵはトナー搬送装置４０を動作させるために必要な制御を、トナー搬送装置４０を構成する上記ハードウェアに対して実行する。ＲＯＭはトナー搬送装置４０の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。駆動制御部４６は、回転検知装置４１のＰＩセンサ４１２における受光部４１２Ｂから出力される受光信号に基づいて、駆動モーター４５の動作を制御する。
画像形成装置１０において画像形成動作が行われて現像装置２０内のトナーが消費されると、トナー搬送装置４０においてトナー搬送通路４２を介して現像装置２０にトナーを搬送する必要があるか否かの判定を、駆動制御部４６が行う。この判定は、例えば、ＰＩセンサ４１２における受光部４１２Ｂから出力される受光信号を用いて駆動制御部４６が算出したトナー消費量に基づいて行われてもよい。また、現像装置２０内に設けられたトナーセンサからのトナー濃度又はトナー量に関する信号を用いて駆動制御部４６が算出したトナー消費量に基づいて行われてもよい。
上記した判定の結果、トナー搬送装置４０においてトナー搬送通路４２を介して現像装置２０にトナーを搬送する必要があると駆動制御部４６が判定すると、駆動制御部４６から駆動モーター４５に対して駆動指令信号が出力され、駆動モーター４５が回転駆動する。駆動モーター４５が回転すると、その回転駆動力がモーター出力軸４５Ａ、ウォーム４５１及び搬送ギア４４３を介して搬送部材４４に伝達され、その結果、搬送部材４４が回転軸４４１を中心に回転する。このように搬送部材４４が回転すると、スパイラルフィン４４２によりトナーがトナー搬送通路４２内を搬送されて、トナー排出開口部４３Ｃからトナーが現像装置２０に供給される。
ここで、駆動制御部４６から駆動モーター４５に対して駆動指令信号が出力された後、回転検知装置４１のＰＩセンサ４１２における受光部４１２Ｂからの受光信号を駆動制御部４６が受信すると、駆動制御部４６は、トナー搬送装置４０における搬送部材４４が正常に回転していると判断し、駆動モーター４５の回転駆動動作を継続させる。駆動制御部４６から駆動モーター４５に対して駆動指令信号が出力された後、所定時間経過しても、回転検知装置４１のＰＩセンサ４１２における受光部４１２Ｂからの受光信号を駆動制御部４６が受信しない場合には、駆動制御部４６は、トナー搬送装置４０における搬送部材４４が正常に回転していないと判断し、駆動モーター４５に駆動停止信号を送り、駆動モーター４５を停止させる。
以上のように構成されるトナー搬送装置４０によれば、トナー搬送通路４２内における搬送部材４４の回転に連動したパルス板４１１の回転に応じて光通過開口部４１１Ｂを通過した光に基づく、受光部４１２Ｂから出力される受光信号を用いて、搬送部材４４の回転を検知することができる。この搬送部材４４の回転を検知する回転検知装置４１は、上述の如く小さな設置空間内に設置可能な構成であるので、トナー搬送装置４０の小型化が可能となる。
また、本実施形態の画像形成装置１０は、感光体ドラム１２１上にトナー像を形成するための現像装置２０にトナーを搬送するトナー搬送装置４０において、搬送部材４４の回転を回転検知装置４１により検知することができる。この搬送部材４４の回転を検知する回転検知装置４１は、上述の如く小さな設置空間内に設置可能な構成であるので、画像形成装置１０の小型化が可能となる。
以上、本発明の実施形態に係る回転検知装置４１及びこれを備えたトナー搬送装置４０並びに画像形成装置１０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。
（１）上記の実施形態においては、画像形成装置１０として複写機を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置１０が複写機であることに限定されるものではなく、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に基づき印刷処理を施すプリンタであってもよいし、通信回線を介して伝送された画像情報に基づき画像を出力するファクシミリ装置であってもよい。また、画像形成装置１０は、カラー画像を形成するための画像形成処理を施す装置であってもよい。カラー画像を形成する画像形成装置１０とした場合、画像形成装置１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｂｋ）の４色分のトナーを用いて現像する４つの現像装置２０を備え、４つの現像装置２０のそれぞれに対応して、４つのトナー搬送装置４０が備えられる。そして、各トナー搬送装置４０が、それぞれ回転検知装置４１を備える構成とすればよい。
（２）上記の実施形態においては、回転検知装置４１は、トナーコンテナ３０に収容されるトナーを現像装置２０に搬送する、中間ホッパとして機能するトナー搬送装置４０における搬送部材４４の回転を検知するように構成されているが、このような構成に限定されるものではない。回転検知装置４１は、回転軸を有する回転体の回転軸を中心とした回転を検知する装置であるので、画像形成装置１０に備えられる種々の回転体を、回転検知装置４１における検知対象とすることができる。例えば、回転検知装置４１は、トナーコンテナ３０においてトナーを撹拌しながら搬送する、回転体としての撹拌搬送部材の回転を検知するような構成とすることができる。この場合、トナーコンテナ３０がトナー搬送装置となり、回転検知装置４１においてパルス板４１１は、トナーコンテナ３０に備えられる撹拌搬送部材の回転軸と回転一体に設けられる。
また、画像形成装置１０に備えられる種々の回転体を回転させる駆動力を発生する駆動モーターを、回転体として取り扱うこともできる。この場合、回転検知装置４１においてパルス板４１１は、駆動モーターのモーター出力軸と回転一体に設けられる。例えば、トナー搬送装置４０に備えられる駆動モーター４５のモーター出力軸４５Ａと回転一体にパルス板４１１を設け、駆動モーター４５の回転を検知する回転検知装置４１としてもよい。
１０ 画像形成装置
１１ 装置本体
１２ 画像形成部
１２１ 感光体ドラム（像担持体）
２０ 現像装置
３０ トナーコンテナ
４０ トナー搬送装置
４１ 回転検知装置
４１１ パルス板（光通過制御部材）
４１１Ａ 遮光部
４１１Ｂ 光通過開口部
４１１Ｂａ 第１開口縁辺
４１１Ｂｂ 第２開口縁辺
４１１Ｂｃ 第３開口縁辺
４１２ ＰＩセンサ
４１２Ａ 発光部
４１２Ｂ 受光部
４１２Ｂａ 受光面
４１２Ｂｂ 受光素子
４２ トナー搬送通路
４３ 壁部
４３Ａ 内壁面
４３Ｂ トナー流入開口部
４３Ｃ トナー排出開口部
４４ 搬送部材（回転体）
４４１ 回転軸
４４２ スパイラルフィン
４４３ 搬送ギア
４５ 駆動モーター
４５Ａ モーター出力軸
４５１ ウォーム
Ｌ１ 第１仮想延長線
Ｌ２ 第２仮想延長線
Ｌ３ 受光部中心線

Claims (5)

  1. 回転軸を有する回転体の前記回転軸を中心とした回転を検知する回転検知装置であって、
    光を発する発光部と、
    前記回転軸と回転一体に設けられ、前記回転体の回転に連動して回転することによって、前記発光部からの光の通過を制御する光通過制御部材であって、遮光性の遮光部と、前記発光部からの光を通過させる光通過開口部と、を含む光通過制御部材と、
    前記光通過制御部材を挟んで前記発光部と対向して配置され、前記光通過制御部材の回転に応じて前記光通過開口部を通過した光を受光する複数の受光素子が第１方向に沿って配列されてなる受光部であって、前記各受光素子により受光された光に基づく受光信号を、前記回転体による回転の検知結果を表す検知信号として出力する受光部と、を備え、
    前記光通過制御部材の前記光通過開口部において、回転方向下流側の第１開口縁辺は、一直線をなし、
    前記光通過制御部材を前記回転軸の軸方向から見た平面視において、前記第１開口縁辺を延長した第１仮想延長線と、前記受光部における前記各受光素子を通る前記第１方向に沿った受光部中心線とは、前記光通過制御部材の回転中心を通らず、
    前記光通過制御部材の回転によって前記第１開口縁辺が前記発光部から前記受光部への光路を通過するときに、前記第１仮想延長線が前記受光部中心線と一致するように、前記受光部が配置されている、回転検知装置。
  2. 前記光通過制御部材の前記光通過開口部において、回転方向上流側の第２開口縁辺は、一直線をなし、
    前記光通過制御部材を前記回転軸の軸方向から見た平面視において、前記第２開口縁辺を延長した第２仮想延長線は、前記光通過制御部材の回転中心を通らず、
    前記光通過制御部材の回転によって前記第２開口縁辺が前記発光部から前記受光部への光路を通過するときに、前記第２仮想延長線が前記受光部中心線と一致する、請求項１に記載の回転検知装置。
  3. 前記光通過制御部材において、前記光通過開口部は、複数形成されている、請求項１または２に記載の回転検知装置。
  4. トナーが搬送されるトナー搬送通路と、
    前記トナー搬送通路を画定する壁面を有する壁部と、
    前記トナー搬送通路内に延在して、回転しながらトナーを搬送させる、回転体としての搬送部材と、
    前記搬送部材を回転させる駆動力を発生する駆動モーターと、
    前記搬送部材の回転を検知する請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転検知装置と、
    前記回転検知装置の前記受光部から出力される前記受光信号に基づいて、前記駆動モーターの動作を制御する駆動制御部と、を備えるトナー搬送装置。
  5. 像担持体と、
    前記像担持体にトナーを供給して該像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、
    前記トナー搬送通路を介して前記現像装置にトナーを搬送する請求項４に記載のトナー搬送装置と、を備える画像形成装置。
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