JP6701770B2

JP6701770B2 - 粉体検知装置、粉体検知方法、およびプログラム

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Publication number: JP6701770B2
Application number: JP2016020881A
Authority: JP
Inventors: 一帆佐藤; 美代谷口; 田中　陽一; 陽一田中; 廣田　哲郎; 哲郎廣田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2036-02-05
Also published as: JP2017138551A

Description

本発明は、粉体検知装置、粉体検知方法、およびプログラムに関する。

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及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。

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て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有無を検知するための方法として、例えば、サブホッパー内部の振動部の振動を磁束センサで検知し、磁束センサ内の発振回路による発振信号の周波数変化を周期的に取得することで容器内の現像剤の有無を検知する粉体検知装置が知られている。

しかし、従来の粉体検知装置では、トナー有無判定結果の最新状態を逐一メモリ媒体などに保存する必要があり、メモリ媒体としての不揮発性メモリに保存する方法を取っていたが、不揮発性メモリに寿命があり、これが粉体検知装置自体の寿命となっていることが課題であった。また、サブホッパー内部の振動部を振動させないとトナー有無の判断ができず、電源投入直後は、振動付与動作完了までトナー有無が確定しないことも新たな課題となっている。

係る課題を解決するために、特許文献１では、補給されたトナーを撹拌部材で妨げずに検知体に到達させ、規定量までトナーが補給されたことを迅速、正確に検知できる技術が開示されている。

また、特許文献２では、トナー収納部からトナー補給部を介して現像剤収容部に補給用トナーを供給する現像装置に関して、当該トナー補給部内に補給用トナーを粗密なく均一に充填して現像剤収容部に補給用トナーを経時的に安定して供給することができる技術が開示されている。

また、特許文献３では、画像形成装置の駆動開始時における撹拌部材の駆動トルクを抑えることができ、さらに画像形成装置の撹拌部材の曲りを防止することができる制御方法を備え、撹拌部材が駆動トルクが軽くなる位置で停止するように制御できる技術が開示されている。

また、特許文献４では、トナーボトルにＩＣチップ等の記憶素子を使用することなく残量を検知できる技術が公開されている。

しかし、特許文献１〜４のいずれにおいても、電源投入直後のサブホッパー内部の振動板付与動作終了までトナー有無が確定しないという、従来の課題を解決するには至っていない。また、サブホッパー内の最新のトナー有無判定結果を何かしらのメモリ媒体に記憶する手法を取っており、メモリ媒体に記憶する手法を使うと、媒体の寿命が粉体検知装置自体の寿命となってしまうため、コスト面、および利便性でも課題の解決には至っていない。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、その目的は、サブホッパーの最新の内部状態をメモリ媒体に記憶することなく、電源ＯＮ直後のサブホッパー内のトナー有無を判断できる粉体検知装置、および粉体検知方法、およびプログラムを提供することである。

本発明に係る粉体検知装置は、流動性を有する粉体の容器内における残量を検知する粉体検知装置であって、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、容器内部に配置され、容器の筐体を介して発振部と対向すると共に、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、振動部を振動させる振動付与部と、振動付与部の位置を検知する位置検知部と、を含み、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、振動部の振動に応じて変化する周波数関連情報の変化に基づいて振動部の振動状態を検知し、その検知結果に基づいて該粉体検知装置の内部状態を検知する検知処理手段と、検知された内部状態に基づいて振動付与部の位置を制御する位置制御手段と、制御された振動付与部を、位置検知部が検知した位置に応じて、電源投入直後の該粉体検知装置の内部状態を判断する内部状態判断手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、サブホッパー内部の振動板付与動作なく、サブホッパー内のトナー有無を判断することが可能となる。

本実施形態にかかる磁束センサが搭載される粉体検知装置の概観図である。本実施形態にかかるトナーの供給構成を示す斜視図である。本実施形態にかかる粉体検知装置のハードウェア構成図である。本実施形態にかかる粉体検知装置の機能ブロック図である。本実施形態にかかるサブホッパーの概観を示す斜視図である。本実施形態にかかるサブホッパーの概観を示す斜視図である。本実施形態にかかる反射センサの概観を示す斜視図である。本実施形態にかかる反射センサによる撹拌部材の位置検知範囲と位置検知不可範囲を示す図である。本実施形態にかかる磁束センサの回路構成を示す斜視図である。本実施形態にかかる磁束センサの出力信号のカウント態様を示す図である。本実施形態にかかる磁束センサの概観を示す斜視図である。本実施形態にかかる磁束センサと振動板との配置関係を示す図である。本実施形態にかかる振動板を磁束が通る際の作用を示す図である。本実施形態にかかる振動板と磁束センサとの距離に応じた磁束センサの発振周波数を示す図である。本実施形態にかかる振動板の配置状態を示す斜視図である。本実施形態にかかる振動板と撹拌部材との配置関係を示す側面図である。本実施形態にかかる振動板と撹拌部材との配置関係を示す側面図である。本実施形態にかかる振動板と撹拌部材との配置関係を示す上面図である。本実施形態にかかる振動板と撹拌部材との配置関係を示す側面図である。本実施形態にかかる振動板の振動状態を示す上面図である。本実施形態にかかる振動板の振動状態とトナーとの関係を示す側面図である。本実施形態にかか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。本実施形態にかかるトナー有無の検知による撹拌部材の位置に切り替えを示すフローチャートである。本実施形態にかかる電源立ち上げ時の撹拌部材の停止位置によるトナー有無の判断を行うフローチャートである。本実施形態にかかる撹拌パドルモータの動作処理による撹拌部材の位置の切り替え処理（Ａ領域に撹拌部材を停止）を示すフローチャートである。本実施形態にかかる撹拌パドルモータの動作処理による撹拌部材の位置の切り替え処理（Ｂ領域に撹拌部材を停止）を示すフローチャートである。本実施形態にかかる撹拌部材が停止する位置を円状に示したものである。本実施形態にかかる撹拌部材が停止する位置を円状に示したものである。本実施形態にかかる撹拌部材と振動板が接触していることを示す図である。本実施形態にかかる異常状態の判定による撹拌部材の位置を制御する処理を示すフローチャートである。本実施形態にかかる反射の故障を検知した際の処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実形態においては、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有無の検知を例として説明する。

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を示す側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６Ｋ〜１０６Ｙが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の輸送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以下、総じて画像形成部１０６とする）が配置されている。

また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５からの画像の転写位置に送り出される。

複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部は、画像形成部１０６Ｙと共通であるので、説明を省略する。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６Ｙが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置１１１、現像器１１２Ｙ、感光体クリーナ１１３Ｙ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ（以下、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９Ｙと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５Ｙの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ１１３Ｙにより払拭された後、除電器により除電され、次の画像形成にために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６Ｙにより搬送ベルト１０５上に転写されてイエローのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。

搬送ベルト１０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。

給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、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は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に給紙される。

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り、搬送ベルト１０５の表面に付着したトナーを除去する顕色剤除去部である。

次に、現像器１１２に対してトナーを供給するための構成について図２を参照して説明する。ＣＭＹＫ各色においてトナーの供給構成は概ね共通しており、図２においては１つの現像器１１２に対する供給構成を示す。トナーはトナーボトル１１７に収容されており、図２に示すように、トナーボトル１１７からトナーボトル供給路１２０を介してサブホッパー２００にトナーが供給される。

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内部のトナーが無くなってサブホッパー２００にトナーが供給されなくなり、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ことが可能となる。

図３は、本実施形態に係る粉体検知装置のハードウェア構成を示す図である。粉体検知装置１００は、所定のプログラムを実行することにより、粉体検知装置１００の全体の制御を実現するためのＣＰＵ１００１と、粉体検知装置１００の電源が投入されたときにＣＰＵ１００１が読出すプログラムを記憶するメモリであるＦＲＯＭ１００２と、ＣＰＵ１００１が作業用メモリとして使用するアクセスメモリであるＳＲＡＭ１００３と、粉体検知装置１００の電源が切断されたときに種々のデータの記録を保持することが可能なＮＶＲＡＭ１００４と、を備えている。

また、粉体検知装置１００は、磁束を検知する磁束センサ１０１２と、光の反射を検知する反射センサ１０１３と、を備えるセンサ部１００７を始めとして、センサから出力されるデータを基に、動作制御を行うためのＴＩＭＥＲ１００５と、Ｉ／ＯＰＯＲＴ１００６と、発信回路１０１０と、撹拌パドルモータ１０１１と、振動部３０１と、振動付与部３０２と、を備えている。各機能の詳細に関しては、後述にて説明を行う。

各機能の詳細の説明をするため、本実施形態は、サブホッパー２００内部状態を検知し、その検知結果から内部状態（トナーが有る又は無しなど）を判別し、その判別結果に応じた然るべき処理を行うものである。以下では図を用いてサブホッパー２００の内部状態を検知し、内部状態を判別する方法を詳細に説明する。

ＣＰＵ１００１は演算手段であり、ＦＲＯＭ１００２等に記憶されたプログラムに従って演算を行うことにより、粉体の検知制御の実行を行う。ＳＲＡＭ１００３はＣＰＵ１００１が演算を行うためのワークエリアとして機能する。

ＮＶＲＡＭ１００４は、所定の判定動作を行うために必要となる基準の値（例えば判定閾値）などを記憶する。基準の値の具体例を上げるとすれば、例えば振動付与部３０２と、振動部３０１との接触における発振カウント値を予め定めておき、その定められた発振カウント値をセンサの異常を判断する場合などに用いることができる。

Ｉ／ＯＰＯＲＴ１００６は、ここでは種々のセンサにおける検出結果をＣＰＵ１００１などに出力する際のインタフェースとして機能する。Ｉ／ＯＰＯＲＴ１００６は、撹拌パドルモータ１０１１、およびセンサ部１００７と連動しており、出力結果を基に、然るべき制御を行う機能を備えている。

コントローラ１００７は、磁束センサ１０１２が出力する検知信号を取得して、コントローラ１００７内部において処理可能な情報などに変換したり、磁束センサ１０１２が出力する信号より振動周波数を算出する対象の信号の信号数をカウントするカウンタとしての機能なども備える。

発振回路１０１０は、磁束センサ１０１２と連動しており、振動部３０１と、磁束センサ１０１２の距離に従って変化する磁束のセンサを、発信周波数の変化として観測する機能を持つ。

ＴＩＭＥＲ１００５は、発信回路１０１０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ＣＰＵ１００１に出力する。ＣＰＵ１００１は、ＴＩＭＥＲ１００５から入力される割込み信号に応じて、磁束センサ１０１２の出力値を取得するためのリード信号を出力する。発振回路１０１０は、コントローラ１００７内部に備えてある図示していないデバイスを動作させるための基準クロックの発振も行う。

次に、本実施形態の機能ブロック図において、説明を行う。図４は本実施形態の粉体検知装置１００の機能ブロックを示すものである。本実施形態の粉体検知装置１００は、機能部、および手段部と分割すると、機能部は、発振部３００と、振動部３０１と、振動付与部３０２と、位置検知部３０３と、を有しており、手段部としては、検知処理手段４０１と、位置制御手段４０２と、内部状態判断手段４０３と、を備えている。

粉体検知装置１００の発振部３００は、対向する空間を通る磁束の状態に応じた周波数の信号を出力する。特に、本実施形態では、磁束センサ１０１２を指すことになるが、詳細は後述にて説明する。

粉体検知装置１００の振動部３０１は、粉体検知装置１００の容器内部に配置され、容器の筐体を介して発振部３００と対向すると共に、発振部３００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ものである。特に、本実施形態では、所定の位置に備えてある振動板を指すことになるが、詳細は後述にて説明する。

粉体検知装置１００の振動付与部３０２は、振動部３０１を振動させる、つまり振動部３０１に振動の機会を与えるものである。特に、本実施形態では、振動付与部３０２は、粉体検知装置１００の容器内部を撹拌する撹拌部材を指すことになるが、詳細は後述にて説明する。

粉体検知装置１００の位置検知部３０３は、振動付与部３０２の位置を検知する。位置の検知方法としては、様々な手法を考えることができるが、特に、本実施形態では、サブホッパーの外側に設けられた反射光検知式のセンサを指すことになるが、詳細は後述にて説明する。

粉体検知装置１００の検知処理手段４０１は、発振部３００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、発振部３００の振動に応じて変化する周波数関連情報の変化に基づいて振動部３０１の振動状態を検知し、その検知結果に基づいて該粉体検知装置１００の内部状態を検知する。

ここで、粉体検知装置１００の内部状態とは、トナーがサブホッパー内の容器に有るか無しかを指すものであるが、例えば、反射センサ１０１３により振動付与部３０２の位置を検知する際に、センサ自体が故障、もしくは正しい検知が行われない場合が想定されることもある。そのような異常検知を含めて検知することも可能である。

粉体検知装置１００の位置制御手段４０２は、検知された粉体の有無の検知結果、もしくは粉体検知装置１００の異常の有無に基づいて振動付与部３０２の位置を制御する。制御する際には、例えば、ＣＰＵ１００１が所定のプログラムに基づいて、検知された振動付与部３０２の位置と、検知処理手段４０１が検知した粉体検知装置１００の内部状態の情報から総合的に振動付与部３０２の位置の制御を行うことができる。

本実施形態での課題である装置のトナー有無を予め記憶装置などに記憶しておかなくても電源立ち上げ時にトナー有無を判断することができるために、トナー有無を判断する基準として、振動付与部３０２がどの位置にあるかという情報が必要になる。
つまり、所定の情報に従ってトナーの有無を判別するため、振動付与部３０２の位置を制御することができる。

粉体検知装置１００の内部状態判断手段４０３は、制御された振動付与部３０２を、位置検知部３０３が検知した位置に応じて、電源投入直後の粉体検知装置１００の内部状態を判断する。

位置制御手段４０２により制御された振動付与部３０２の位置によりトナーが粉体検知装置１００のサブホッパー容器内に有るか否かを判断することができる。また、電源立ち上げ時などは、位置制御手段４０２の振動付与部３０２の位置の制御に基づいてトナーの有無、または粉体検知装置１００の異常の有無を瞬時に判断することが可能となる。

次に、本実施形態の機能、および手段において、詳細な説明を図５を用いて行う。図５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５に示すように、サブホッパー２００を構成する筺体の外壁には磁束センサ１０１２が取り付けられている。図５においてサブホッパー２００の上部は開口となっており、この開口に対してトナーボトル供給路１２０の形成されたカバーが取り付けられる。

図６は、サブホッパー２００の内部を示す斜視図である。図６に示すように、サブホッパー２００内部の内壁には振動板１０１４が設けられている。振動板１０１４が設けられた内壁は図３において磁束センサ１０１２が取り付けられている外壁の裏側である。従って振動板１０１４は磁束センサ１０１２に対向するように取り付けられている。

振動板１０１４は、長方形の板状の部品であり、長手方向の一旦がサブホッパー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１０１４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が配置されている。重りは、振動板１０１４が振動した場合の振動数を調整する機能や、振動板１０１４を振動させるための機能を担う。

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、回転軸及び撹拌部材１０１５が設けられている。回転軸は、サブホッパー２００内部で回転する軸である。この回転軸に撹拌部材１０１５が固定されており、回転軸の回転に伴って撹拌部材１０１５が回転してサブホッパー２００内部のトナーが撹拌される。

また、撹拌部材１０１５は、トナー撹拌に加えて、回転により振動板１０１４に設けられて重りを弾く機能を担う。これにより、撹拌部材１０１５が１周回転する度に重りが弾かれて振動板１０１４を振動させる。即ち、振動板１０１４が振動部として機能すると共に、撹拌部材１０１５が振動付与部として機能する。この振動板１０１４の振動を検知することによりサブホッパー２００内部におけるトナー有無を検知することが可能となる。

また、図７より、サブホッパー２００の外側には反射センサ１０１３が設けられている。反射センサ１０１３は、例えば図３の撹拌パドルモータ１０１１に空けられた検知穴１０１６を検知することによって撹拌パドルモータ１０１１の回転角度を制御することができるセンサである。センシング方法としては、図５を参照して、反射センサ１０１３から発した光が、検知穴１０１６を通り抜けて向かい側の外壁１０１７に跳ね返った光を検知するという方法である。本実施形態では、反射センサ１０１３が位置検知部３０３として機能する。

上記反射センサ１０１３によるセンシングで、撹拌部材１０１５の具体的な位置の特定が可能となる。例えば、図８のように撹拌部材１０１５がＡという領域、もしくはＢという領域のどちらの位置に属しているかを考えてみる。反射センサ１０１３が検知穴１０１６を検知したとき、撹拌パドルモータ１０１１は、撹拌部材１０１５がＡの領域に位置する角度であると判断する、また反射センサ１０１３が検知穴１０１６を検知できないとき、撹拌パドルモータ１０１１は、撹拌部材１０１５がＡではない領域（図６ではＢの領域）に位置する角度であると判断する。

特に、本実施形態では、トナー有無の判断を行うための撹拌部材１０１５の位置において、トナー有と判断された際には、領域Ａの位置に制御を行い、トナー無と判断された際には、領域Ｂの位置に制御を行う。つまり、トナーの有無を振動板１０１４の振動を基に検知する際には、反射センサ１０１３で、撹拌部材１０１５が領域Ａ、および領域Ｂのどちらに属しているかを監視している。最終的にトナーの有、および無が判断されたときに、撹拌部材１０１５を判定結果に基づいた所定の位置に移動されるよう制御する。

次に、本実施形態に係る磁束センサ１０１２の内部構成について図９を参照して説明する。図９に示すように、本実施形態に係る磁束センサ１０１２は、コルピッツ型のＬＣ発振回路を基本とする発振回路であり、平面パターンコイル１１、パターン抵抗１２、第一コンデンサ１３、第２コンデンサ１４、フィードバック抵抗１５、アンバッファ１６、１７及び出力端子１８を含む。

平面パターンコイル１１は、磁束センサ１０１２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９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１０１２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。

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。尚、つづら折り状とは、換言すると、所定の方向に対して複数回往復させるように折り曲げた形状である。図９に示すように、パターン抵抗１２は、抵抗値Ｒ_Pを有する。図９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。

第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４は、平面パターンコイル１１と共にコルピッツ型ＬＣ発振回路を構成する容量である。従って、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４は、平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２と直列に接続されている。平面パターンコイル１１、パターン抵抗１２、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４によって構成されるループによって共振電流ループが構成される。

フィードバック抵抗１５は、バイアス電圧を安定化させるために挿入される。アンバッファＩＣ１６及びアンバッファ１７の機能により、共振電流ループの一部の電位の変動が、共振周波数に応じた矩形波として出力端子１８から出力される。

このような構成により、本実施形態に係る磁束センサ１０１２は、インダクタンスＬ、抵抗Ｒ_P、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４の静電容量Ｃに応じた周波数ｆで発振する。周波数ｆは、以下の式（１）によって表すことができる。

そして、インダクタンスＬは、平面パターンコイル１１の近傍における磁性体の存在やその濃度によっても変化する。従って、磁束センサ１０１２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。

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１０１２は、筐体を介して振動板１０１４と対向して配置されている。従って、平面パターンコイル１１によって発生する磁束は振動板１０１４を通ることになる。即ち、振動板１０１４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１０１４の存在が磁束センサ１０１２の発振信号の周波数に影響することとなる。詳細は後述する。

図１０は、本実施形態に係る磁束センサ１０１２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１０１２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１０１２は同一の周波数で発振を続ける。その結果、図１０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１０に示すように、t₁、t₂、t₃、t₄、t₅夫々のタイミングにおいて、aaaah、bbbbh、cccch、ddddh、AAAAhといったカウント値が取得される。

夫々のタイミングにおけるカウント値を、図１０に示すＴ₁、Ｔ₂、Ｔ₃、Ｔ₄夫々の期間に基づいて計算することにより、夫々の期間における周波数が算出される。例えば、２（ｍｓｅｃ）に相当する基準クロックをカウントすると割込み信号を出力して周波数を計算する場合、夫々の期間におけるカウント値を２（ｍｓｅｃ）で割ることにより、図１０に示すＴ₁、Ｔ₂、Ｔ₃、Ｔ₄夫々の期間における磁束センサ１０１２の発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出する。

また、図１０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。

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１０１２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１０１２に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１０１２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１０１４の状態に応じてインダクタンスＬが変化し、結果として出力端子１８から出力される信号の周波数が変化する。

その結果、信号を取得するコントローラ１００７においては、平面コイルパターン１１に対向して配置された振動板１０１４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１０１４の状態に基づいてサブホッパー２００の内部状態を判断することが可能となる。

尚、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。

図１１は、本実施形態に係る磁束センサ１０１２に概観を示す斜視図である。図７においては、図５において説明した平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２が形成されている面、即ち、透磁率を検知するべき空間に対向させる検知面が上面に向けられている。

図１１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９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、平面上につづら折り状に形成された信号パターンであり、これらのパターンによって上述したような磁束センサ１０１２の機能が実現される。

この平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２によって形成される部分が、本実施形態に係る磁束センサ１０１２における透磁率の検知部である。磁束センサ１０１２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１０１４に対向するように取り付けられる。

次に、本実施形態に係る磁束センサ１０１２の発振周波数に対する振動板１０１４のよる影響について説明する。図１２に示すように、磁束センサ１０１２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１０１４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１２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１０１４を貫くこととなる。

振動板１０１４は、例えばＳＵＳ板によって構成されており、図１３に示すように磁束Ｇ₁が振動板１０１４を貫くことによって振動板１０１４内に渦電流が発生する。この渦電流が磁束Ｇ₂を発生させ、平面パターンコイル１１による磁束Ｇ₁を打ち消すように作用する。このように磁束Ｇ₁が打ち消されることにより、磁束センサ１０１２におけるインダクタンスＬが減少する。上記式（１）において示すように、インダクタンスＬが減少すると発振周波数ｆが増大する。

平面パターンコイル１１による磁束を受けて振動板１０１４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１０１４との間隔によっても発生する。図１４は、平面パターンコイル１１と振動板１０１４との間隔に応じた磁束センサ１０１２の発振周波数を示す図である。

振動板１０１４の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１０１４との間隔に反比例する。従って、図１４に示すように、平面パターンコイル１１と振動板１０１４との間隔が狭くなるほど、磁束センサ１０１２の発振周波数は高くなり、所定の間隔よりも狭くなると、インダクタンスＬが低くなり過ぎて発振しなくなる。

本実施形態に係るサブホッパー２００においては、図１４に示すような特性を利用することにより、磁束センサ１０１２の発振周波数に基づいて振動板１０１４の振動を検知する。そのようにして検知した振動板１０１４の振動に基づいてサブホッパー２００の内部のトナー量を検知することが本実施形態に係る要旨である。即ち、図１２に示す振動板１０１４及び磁束センサ１０１２、並びに磁束センサ１０１２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。

撹拌部材１０１５によって弾かれた振動板１０１４の振動は、振動板１０１４の剛性や重り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１０１４を片持ち状態で固定する固定部の固定強度、空気抵抗率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１０１４に接触するトナーの存在がある。

サブホッパー２００内部において振動板１０１４に接触するトナーは、サブホッパー２００内部のトナー残量によって変動する。従って、振動板１０１４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１０１５が振動板１０１４を弾き、回転に応じて定期的に振動板１０１４を振動させる。

次に、サブホッパー２００内部における振動板１０１４周辺の部品の配置や、撹拌部材１０１５が振動板１０１４を弾くための構成について説明する。図１５は、振動板１０１４の周辺の配置関係を示す斜視図である。図１５に示すように、振動板１０１４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１６は、回転軸２０４の回転状態として、撹拌部材１０１５が振動板１０１４に取り付けられた重りに接触する前の状態を示す側面図である。図１６において、回転軸２０４は、撹拌部材１０１５が時計回りに回転する。

図１６に示すように、重りは、側面から見た状態において、振動板１０１４の板面に対して傾斜を有する形状となっている。この重りの傾斜面は、撹拌部材１０１５が振動板１０１４を弾いて振動させる際に撹拌部材１０１５によって押される部分である。図１７は、図１６に示す状態から撹拌部材１０１５が更に回転した状態を示す側面図である。

撹拌部材１０１５が重りに接触した状態で更に回転することにより、重りに設けられた傾斜に伴って振動板１０１４が押し込まれることとなる。図１７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１０１４及び重りの位置を破線で示している。図１７に示すように、振動板１０１４及び重りが撹拌部材１０１５によって押し込まれる。

図１８は、図１７に示す状態を示す上面図である。振動板１０１４は固定部２０１ａを介してサブホッパー２００の筐体内壁に固定されているため、固定部２０１ａ側の位置は変化しない。これに対して、重り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１０１５によって押し込まれることにより回転軸２０４が設けられた側と反対側に移動する。

尚、図１８に示すように、本実施形態に係る撹拌部材１０１５は、重りに接触する部分とそれ以外の部分との間に切り込み２０５ａが設けられている。これにより、撹拌部材１０１５が重りを押し込む際に無理な力が加わって撹拌部材１０１５が破損してしまうことを防ぐことができる。

図１９は、図１７に示す状態から更に撹拌部材１０１５が回転した状態を示す側面図である。図１９においては、定常状態における振動板１０１４の位置を破線で、図１７に示す振動板１０１４の位置を一転鎖線で示している。そして、撹拌部材１０１５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１０１４の位置を実線で示している。

図２０は、図１９に示す状態を示す上面図である。図１９に示すように、撹拌部材１０１５による重りの押圧が解除されると、振動板１０１４に蓄えられた撓みのエネルギーにより、自由端である重りが設けられた側の端部が反対側に撓むように移動する。

図１９、図２０に示す状態において、振動板１０１４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１０１２から遠ざかった状態となる。以降、振動板１０１４は振動することにより、磁束センサ１０１２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になる。

図２１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２１に示すようにサブホッパー２００内部にトナーが存在すると、振動板１０１４や重りが振動しながらトナーに接触する。そのため、サブホッパー２００内部にトナーが存在しない場合に比べて早く振動板１０１４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内部のトナー有無を検知することができる。

次に、サブホッパー２００内部のトナー有無の検知結果を出力し、反射センサ１０３より撹拌部材１０１５の位置の確認を行う。サブホッパー２００内部のトナー有無の判断は、振動板１０１４の振動状態に基づいて行われているため、振動の仕方に応じて判断することが可能となる。

図２２は、撹拌部材１０５によって重りが弾かれた後、振動板１０１４の振動が減衰して止まるまでの、所定時間毎の磁束センサ１０１２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１０１２のカウント値は、発信周波数が高い程多くなる。従って、図２２の縦軸は、カウント値ではなく、発信周波数に置き換えることができる。

図２２に示すように、タイミングｔ₁において撹拌部材１０５が重りに接触して重りを押し込むことにより、振動板１０１４が磁束センサ１０１２に近づいていく。これにより、磁束センサ１０１２の発振周波数が上昇して所定期間毎のカウント値が上昇する。

そして、タイミングｔ₂において撹拌部材１０５による重りの押圧が解除され、以降、振動板１０１４に蓄えられた振動エネルギーによって振動する。振動板１０１４が振動することにより、振動板１０１４と磁束センサ１０１２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が繰り返される。その結果、磁束センサ１０１２の発振信号の周波数が振動板１０１４に振動に伴って振動することとなり、所定時間毎のカウント値も同様に振動する。

振動板１０１４の振動の振幅は、振動エネルギーの消費に伴って狭くなっていく。即ち、振動板１０１４の振動は時間と共に減衰する。そのため、振動板１０１４と磁束センサ１０１２との間隔の変化も時間経過と共に小さくなっていき、図２２に示すように、カウント値の時間変化も同様に変化する。

ここで、上述したように、振動板１０１４の振動は、サブホッパー２００内部のトナー量が多い程早く減衰する。従って図２２に示すような磁束センサ１０１２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１０１４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内部のトナー有無を知ることができる。

以上説明したように、サブホッパー２００内部にトナー有無を磁束センサ１０１２を用いて検知することが可能となる。また、反射センサ１０１３を用いて、撹拌部材１０１５の位置を検知することにより、トナー有無のそれぞれの状態に応じて撹拌部材１０１５の位置を制御することが可能となり、その撹拌部材１０１５をどの位置に制御しておくかを定めておくことで、トナー有無の判断を瞬時に行うことが可能となる。

次に本実施形態の手順をフローチャートに従って説明する。図２３は本実施形態における磁束センサ１０１２の振動検知に基づいて、トナー有無を判断するフローチャートである。

まず、サブホッパー内のトナー有無の検知要求が来た場合を想定する。初めにサブホッパー内部のトナー撹拌のための動作が実行される（ステップ３１０１）。次にトナー撹拌のために回転した撹拌部材１０１５が、振動板１０１４を弾くことで振動板１０１４の振動が開始される。ここで発生した振動板１０１４の振動開始の波形を磁束センサ１０１２で検知する（ステップ３１０２）。

磁束センサ１０１２によって検知した振動の特性から、トナー有無を判断する（ステップ３１０３）。トナー有無の判断基準は、例えば図２２のように発振信号のカウント値が所定の閾値Ｃ_nよりも小さくなったら無と判断するなどがある。ここでトナー有無の判断結果がトナー有と判断された場合（ステップ３１０４）、トナー有の判断結果を出力する（ステップ３１０５）。次の撹拌部材の位置の確認を行う（ステップ３１０７）。撹拌部材が反射センサ１０１３の検知可能な範囲であるＡの位置にない場合に、撹拌部材をＡ、つまり反射センサ１０１３の検知可能な範囲に切り替えを行う（ステップ３１０９）。もし、撹拌部材がＡの位置にあった場合は、特に切り替えを行う必要はない。

次にトナー有無の判断結果がトナー無と判断された場合（ステップ３１０４）、トナー無の判断結果を出力する（ステップ３０１６）。次に撹拌部材の位置の確認を行う（ステップ３１０８）。撹拌部材が反射センサ１０１３の検知可能な範囲であるＡの位置にある場合は、撹拌部材をＢ、つまり反射センサ１０１３の検知可能な範囲外であるＢの位置に切り替えを行う（ステップ３１１０）。もし、撹拌部材がＢの位置にあった場合は、特に切り替えを行わない。以上がトナー有無の判断による撹拌部材の位置切り替えによる一連の操作となる。

次に、図２３のフローチャートで撹拌部材の位置の制御を行い、サブホッパー２００内部の状態に応じた撹拌部材の位置を定めた状態で粉体検知装置１００本体の電源をＯＦＦとした時を想定する。そして、電源ＯＮとした時に反射センサ１０１３が撹拌部材の位置検知を行う際の処理を、図２４を用いて説明する。

まず、粉体検知装置１００の電源がＯＮされると、反射センサ１０１３の電源がＯＮされることになる（ステップ３２０１）。反射センサ１０１３の電源がＯＮされることにより、撹拌部材１０１５の位置検知を開始する（ステップ３２０２）。反射センサ１０１３が撹拌部材１０１５の位置検知できる（ステップ３２０３）とき、撹拌部材１０１５はＡの領域にあると判断を行う。撹拌部材１０１５がＡの領域にあるときは、予め内部的に定められたとおり、トナー有の状態であると判断し、その結果を出力する（ステップ３２０４）。

また、反射センサ１０１３が撹拌部材１０１５の位置を検知できない（ステップ３２０３）とき、撹拌部材１０１５はＡの領域ではなくＢの領域にあると判断を行う。撹拌部材１０１５がＢの領域にあるときは、予め定められたとおり、トナー無の状態であると判断し、その結果を出力する（ステップ３２０５）。

以上の処理により、サブホッパー内部のトナー有無の情報を予め記憶媒体などに記憶しておかなくても、振動部３０１が振動した際の情報を磁束センサ１０１２で検知し、その検知結果に基づいて撹拌部材の位置を制御し、電源立ち上げの際にその撹拌部材の位置情報を検知することでサブホッパー内部のトナー有無の情報を瞬時に出力することが可能となる。

次に、撹拌部材１０１５の位置の切り替えに関して、撹拌パドルモータ１０１１の動作処理の詳細に関して図２５のフローチャート用いて説明を行う。動作機構として、撹拌部材１０１５が動作する際に、撹拌中に撹拌パドルモータ１０１１の回転動作を止めないための処理である。

まず、図２３のステップ３１０９で撹拌部材１０１５の位置を切り替える処理が開始されることを想定する。このとき、撹拌パドルモータ１０１１がＯＦＦであるかどうかを確認する（ステップ３３０１）。撹拌パドルモータ１０１１がＯＦＦであったとき、ＯＮに切り替える処理が行われる（ステップ３３０２）。このとき、反射センサ１０１３はＯＦＦの状態、つまり、検知できない領域Ｂの位置に撹拌部材１０１５があるとしたとき、反射センサ１０１３がＯＮになるまで撹拌パドルモータ１０１１を動かして撹拌部材を回転させる（ステップ３３０３）。反射センサ１０１３がＯＮになったことを確認し、撹拌パドルモータ１０１１をＯＦＦにして撹拌部材１０１５の回転を止める（ステップ３３０４）。

尚、以上の動作は撹拌部材の位置を反射センサ１０１３で検知可能な範囲であるＡ領域に切り替える動作を想定しているが、反射センサ１０１３の検知可能な範囲の範囲外であるＢ領域に切り替える処理は図２６のフローチャートで説明を行う。

図２６のステップ３４０１とステップ３４０２の処理は図２５のステップ３３０１とステップ３３０２と同様のため、説明は割愛する。撹拌部材１０１５の回転により、反射センサ１０１３が撹拌部材１０１５の位置を検知できない領域Ｂに位置したとき（ステップ３４０３）、領域Ｂの位置であることを確認できたら、撹拌部材１０１５の回転を止める（ステップ３４０４）。

以上、撹拌パドルモータ１０１１の動作により、反射センサ１０１３の検知可能範囲である領域Ａ、および検知可能範囲外である領域Ｂの双方の位置に撹拌部材を位置させることが可能となる。以上の動作は例えば、コントローラ１００７、もしくはＦＲＯＭ１００２などに所定のプログラムを組み込んでおき、実現することが可能となる。

次に、サブホッパー２００の内部状態を確実に検知する手法として、撹拌部材１０１５を停止させる位置をこれまでの「領域Ａのどこか」、および「領域Ｂのどこか」などの広範囲に渡って定めるのではなく、反射センサ１０１３が撹拌部材１０１５の位置を誤検知等しない様、ある特定の位置に確実に撹拌部材１０１５を停止させる処理について説明する。

本発明では、撹拌部材１０１５の位置に基づいてトナー有無が判断されるため、例えば撹拌部材１０１５が領域Ａと領域Ｂの境界付近に止まってしまった場合などでは誤検知が起こってしまう可能性がある。具体的な処理のイメージを説明するため、図２７を参照する。図２７は撹拌部材１０１５が停止する範囲を円状に描いたものであり、塗りつぶし箇所が反射センサ１０１３が検知可能範囲であるＡ領域とする。

ここで、所定の処理に基づいて、トナー無を判断するＢ領域に停止させたい場合を考えてみる。図２７に沿って説明すると、現在の撹拌部材の位置がセンサ検知範囲内の位置であったとすると、Ａ領域（塗りつぶし）でない位置まで撹拌部材１０１５を動作させ、Ａ領域（塗りつぶし）から外れた時点で撹拌部材１０１５を停止させればよいが、Ａ領域（塗りつぶし）とＢ領域の境界などで撹拌部材１０１５が停止した場合はトナー有無の判断が困難になることがある。

そこで、停止させる位置をＢ領域の指定箇所、ここでは現在の反射センサ１０１３で検知した位置から対向する位置（角度で言うと180°の位置）で停止させるよう制御することが可能である。方法としてタイマーなどを用いて検知範囲である領域Ａ（塗りつつぶし）から一定時間、つまり検知範囲である領域Ａ（塗りつぶし）から対向する位置まで撹拌部材１０１５が動く時間を定めておき、領域Ｂに停止させたい場合などはそのタイマーで定めた時間を用いて、停止させたい位置に撹拌部材１０１５を停止させる。尚、停止させたい位置の判断がＡ領域（塗りつぶし）、Ｂ領域かが定まる撹拌部材１０１５の位置がＡ領域（塗りつぶし）でなくＢ領域にあった場合でも、タイマーを発動させることで、特定の位置に撹拌部材１０１５を停止させることができる。以上のような方法により、誤検知が起こり得る停止位置での停止を抑制することができ、トナー有無の適格な判断を行わせることが可能となる。尚、タイマーは例えば、ＴＩＭＥＲ１００５に機能を持たせて使用することも可能である。

次に、撹拌部材１０１５をある特定の位置に確実に停止させる第２の方法としては、振動板１０１４の振動検知を用いる方法を、図２８を用いて説明する。振動板１０１４と反射センサ１０１３の検知可能範囲が図２８の関係になっていることを想定する。ここでセンサ検知範囲内の位置で撹拌部材１０１５をＢ領域で停止させたいと判断したとすると、Ｂ領域の停止させる位置を、撹拌部材を回転させたときに、振動板１０１４を弾くまで移動させると予め設定しておくこととする。

細かい設定としては、例えば「振動板１０１４を弾いてから○○sec後に停止させる」などが考えられるが、とにかく振動板１０１４を弾いて振動を検知できたタイミングで停止させるよう制御することが可能となる。つまり、撹拌パドルモータ１０１１がＯＮになった際に磁束センサ１０１２から振動板１０１４の振動検知情報を受け、その振動検知情報に基づいて撹拌パドルモータ１０１１を停止させ、撹拌部材１０１５を停止させる。

次に、振動板１０１４の振動に基づいて検知する磁束センサ１０１２の検知結果により、異常状態が発生した際の撹拌部材の停止位置の制御について図２９を用いて説明する。図２９は、撹拌部材１０１５が振動板１０１４に接触している場合を想定しているものである。その際の撹拌部材の位置をＬと仮に定めるとする。

通常であれば、撹拌部材１０１５が回転している間、所定時間（例えば撹拌部材が駆動範囲を１周する期間）までに、振動板１０１４は撹拌部材１０１５との接触により発振し、その発振結果を磁束センサ１０１２により検知できるものであるが、所定時間までに振動板１０１４の振動が検知できなかった際に、異常状態であると判断することができる。

このような異常状態となった際には、撹拌部材１０１５を振動板１０１４と接触する位置Ｌに停止させるよう制御を行うことができる。また位置Ｌは一例であり、他の位置を定めるようにしてもよい。

具体的に処理の手順をフローチャートに従って説明する。図３０は異常状態の判定による撹拌部材１０１５の位置を制御する処理である。まず、電源ＯＮ直後の撹拌部材の位置を確認する（ステップ５００１）。撹拌部材１０１５が位置Ｌ、つまり撹拌部材１０１５と振動板１０１４が接触する位置にあるとき（ステップ５００２）、撹拌部材１０１５を撹拌部材が駆動範囲を１周させ、発振カウント値の変化を確認し、発振カウント値が所定の値以上（例えば、図２２でのＣ_n値）であることを確認する（ステップ５００４）。このときの撹拌部材１０１５の動作はテストモードとして、予めＦＲＯＭ等のプログラム上に組み込んでおくことでテストモードとして起動することが可能となる。

発振カウント値が所定の値以上でない場合、撹拌部材１０１５と振動板１０１４が接触しているにも関わらず、発振カウント値が上昇しないため異常状態であると判断する（ステップ５００５）。このとき、サブホッパー２００の内部状態に異常が生じていると判断され、異常状態であると出力される（ステップ５００６）。また、この処理においては、異常状態によるトナー有無の判断は、トナー有と判断することとする。

次に、反射センサ１０１３における位置検知に問題が生じ、反射センサ１０１３が故障したと判断した際の処理について説明する。例えば、撹拌パドルモータ１０１１が撹拌部材１０１５を回転させる際に、駆動範囲を１周するまでの期間で反射センサ１０１３による出力結果に変化がなかった、つまり撹拌部材１０１５の位置を検知できていないときは、反射センサ１０１３が故障していると判断する。尚、駆動範囲を１周するまでの期間は撹拌パドルモータ１０１１をＯＮすると同時にタイマーをＯＮさせて時間を管理するようにしてもよい。

具体的に処理の手順をフローチャートに従って説明する。図３１は反射センサ１０１３の故障を検知した際の処理のフローチャートである。まず、撹拌部材１０１５の位置を切り替える処理が開始されたと想定する。このとき、撹拌パドルモータ１０１１がＯＦＦであるかどうかを確認する（ステップ３３０１）。撹拌パドルモータ１０１１がＯＦＦであったとき、ＯＮに切り替える処理が行われる（ステップ３３０２）。このときタイマーも同時にＯＮとする（ステップ６００１）。

次に反射センサ１０１３が撹拌部材の位置を検知したかどうかを確認し、位置検知による出力がなされない場合、所定の期間の経過を確認する（ステップ６００２）。ここで所定の期間とは、撹拌パドルモータ１０１１が撹拌部材１０１５を回転させる際に、駆動範囲を１周するまでの期間である。ここで、所定の期間が経過していると判断されたとき、反射センサ１０１３の異常発生通知を出力する（ステップ６００３）。異常発生通知に基づいて撹拌パドルモータ１０１１を停止させる（ステップ３３０４）。

本実施形態によれば、サブホッパーの最新の内部状態をメモリ媒体に記憶することなく、電源ＯＮ直後のサブホッパー内のトナー有無を判断することが可能となる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

３００発振部
３０１振動部
３０２振動付与部
３０３位置検知部
４０１検知処理手段
４０２位置制御手段
４０３内部状態判断手段

特開２０１２−１９８３６８号公報特開２００９−３００８７６号公報特開２００９−０９２８２７号公報特開２０１３−０１５８０４号公報

Claims

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共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成された振動部と、
前記振動部を振動させる振動付与部と、
前記振動付与部の位置を検知する位置検知部と、
を含み、
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該粉体検知装置の内部状態を検知する検知処理手段と、
前記検知された内部状態に基づいて前記振動付与部の位置を制御する位置制御手段と、
前記制御された振動付与部を、前記位置検知部が検知した位置に応じて、電源投入直後の該粉体検知装置の内部状態を判断する内部状態判断手段と、
を備える、
ことを特徴とする粉体検知装置。
前記内部状態判断手段は、前記制御された振動付与部を、前記位置検知部が検知した位置に応じて、電源投入直後の該粉体検知装置の前記容器内の前記粉体の有無を判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の粉体検知装置。
前記位置検知部は、前記振動部の位置と対向する位置にある前記振動付与部の位置を検知する、
ことを特徴とする請求項１から２のいずれか１項に記載の粉体検知装置。
前記内部状態判断手段は、前記制御された振動付与部を、前記位置検知部が検知した位置に応じて、電源投入直後の該粉体検知装置の異常の有無を判断する、
ことを特徴する請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体検知装置。
前記位置制御手段は、前記振動付与部の位置を所定の期間認識しないとき、前記位置検知部に異常が生じていると判断する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体検知装置。
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の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により出力し、
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共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成された振動部を振動付与部が振動させ、
前記振動付与部の位置を検知し、
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該粉体検知装置の内部状態を検知し、
前記検知された内部状態に基づいて前記振動付与部の位置を制御し、
前記制御された振動付与部を、検知した位置に応じて、電源投入直後の該粉体検知装置の内部状態を判断する、
ことを特徴とする粉体検知方法。
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、粉体検知方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
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により出力する処理と、
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共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成された振動部を振動付与部が振動させる処理と、
前記振動付与部の位置を検知する処理と、
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粉体検知装置の内部状態を検知する処理と、
前記検知された内部状態に基づいて前記振動付与部の位置を制御する処理と、
前記制御された振動付与部を、検知した位置に応じて、電源投入直後の前記粉体検知装置の内部状態を判断する処理と、
をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とするプログラム。