特許 6705425 作像装置、および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6705425

(24)【登録日】2020年5月18日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】作像装置、および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20200525BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20200525BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   G03G21/00 512

   G03G15/08 322B

   G03G15/08 340

   G03G21/16 176

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-89179(P2017-89179)

(22)【出願日】2017年4月28日

(65)【公開番号】特開2018-189675(P2018-189675A)

(43)【公開日】2018年11月29日

【審査請求日】2019年1月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(72)【発明者】

【氏名】赤松 真治

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１２１３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３０４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８４０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９８８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７８８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０８７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１８３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７６１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１１９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１２９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２３４７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

Ｇ０３Ｇ ２１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

感光体上にトナーを供給して現像を行う作像装置であって、
データを記憶する記憶部と、
前記トナーを撹拌して前記感光体上に前記トナーを供給する現像ユニットと、
前記トナーが充填されており、前記作像装置に着脱可能であって、回転により前記現像ユニット内に前記トナーを供給する回転軸を含むトナーコンテナと、
前記現像ユニット側に設けられており、駆動により前記回転軸を回転させるモーターと、
環状であって、前記現像ユニット側に設けられており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されており、前記トナーコンテナの前記現像ユニット側への装着時に前記回転軸との当接により一方向に所定の角度だけ正回転し、前記トナーコンテナの前記現像ユニット側からの離脱時に前記回転軸との離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転し、前記モーターの駆動時に周方向に回転する磁石と、
周方向に回転する前記磁石の縦方向の磁場および横方向の磁場の双方を検出する磁気センサーと、
前記磁気センサーにより検出された前記縦方向の磁場から導出される縦方向磁気パルスおよび前記横方向の磁場から導出される横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の変位状況から、前記トナーコンテナが装着されたか離脱されたかを判断する着脱判断部と、
前記着脱判断部による判断結果を前記記憶部に記憶するよう制御する記憶制御部と、
前記縦方向磁気パルスおよび前記横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、前記トナーコンテナに充填された前記トナーの量を導出するトナー量導出部と、を備え、
前記回転軸は、前記トナーコンテナが前記現像ユニット側に装着された際に一方向に所定の角度だけ正回転し、前記現像ユニット側から前記トナーコンテナが離脱した際に他方向に所定の角度だけ逆回転するようテーパー状の歯が設けられたはすば歯車である第一のギアを含み、
前記現像ユニットは、前記第一のギアと噛合可能に設けられており、前記磁石と共に回転するはすば歯車である第二のギアを含む、作像装置。

【請求項2】

前記着脱判断部は、前記縦方向磁気パルスおよび前記横方向磁気パルスの変位状況から、前記磁石が正回転したか逆回転したかに基づいて判断する、請求項１に記載の作像装置。

【請求項3】

前記着脱判断部は、前記縦方向磁気パルスおよび前記横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の周期の変位状況に基づいて判断する、請求項１に記載の作像装置。

【請求項4】

前記磁気センサーに出力の変化があったか否かを判断する変化有無判断部と、
前記変化有無判断部により前記磁気センサーの出力に変化があったと判断されれば、前記着脱判断部を作動させるよう制御する判断制御部とをさらに備える、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の作像装置。

【請求項5】

前記作像装置は、所定の電力を消費する第一のモード、および前記所定の電力よりも少ない電力を消費する第二のモードを有し、
前記記憶制御部は、前記第二のモード時において前記変化有無判断部により前記磁気センサーの出力に変化があったと判断されれば、前記着脱判断部による判断結果を前記記憶部に記憶するよう制御する、請求項４に記載の作像装置。

【請求項6】

前記縦方向磁気パルスおよび前記横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の数が所定の数以上となれば、前記トナーコンテナが空であることを報知する報知部をさらに備える、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の作像装置。

【請求項7】

請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の作像装置を含む、画像形成装置。

【請求項8】

感光体上にトナーを供給して現像を行う作像装置を複数含む画像形成装置であって、
全ての前記作像装置はそれぞれ、
データを記憶する記憶部と、
前記トナーを撹拌して前記感光体上に前記トナーを供給する現像ユニットと、
前記トナーが充填されており、前記作像装置に着脱可能であって、回転により前記現像ユニット内に前記トナーを供給する回転軸を含むトナーコンテナと、
前記現像ユニット側に設けられており、駆動により前記回転軸を回転させるモーターと、
環状であって、前記現像ユニット側に設けられており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されており、前記トナーコンテナの前記現像ユニット側への装着時に前記回転軸との当接により一方向に所定の角度だけ正回転し、前記トナーコンテナの前記現像ユニット側からの離脱時に前記回転軸との離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転し、前記モーターの駆動時に周方向に回転する磁石と、
周方向に回転する前記磁石の縦方向の磁場および横方向の磁場の双方を検出する磁気センサーと、
前記磁気センサーにより検出された前記縦方向の磁場から導出される縦方向磁気パルスおよび前記横方向の磁場から導出される横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、前記トナーコンテナが装着されたか離脱されたかを判断する着脱判断部と、
前記着脱判断部による判断結果を前記記憶部に記憶するよう制御する記憶制御部と、
前記縦方向磁気パルスおよび前記横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、前記トナーコンテナに充填された前記トナーの量を導出するトナー量導出部と、を備え、
前記回転軸は、前記トナーコンテナが前記現像ユニット側に装着された際に一方向に所定の角度だけ正回転し、前記現像ユニット側から前記トナーコンテナが離脱した際に他方向に所定の角度だけ逆回転するようテーパー状の歯が設けられたはすば歯車である第一のギアを含み、
前記現像ユニットは、前記第一のギアと噛合可能に設けられており、前記磁石と共に回転するはすば歯車である第二のギアを含む、画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、作像装置、および画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

複合機に代表される画像形成装置においては、画像データを基に、感光体に対して光を照射し、感光体上に静電潜像を形成する。その後、形成した静電潜像の上に帯電したトナーを供給して現像し、用紙に転写して定着させ、用紙を装置外に出力する。

【0003】

ここで画像形成装置における現像に関する技術が、特開２００３−９８８１６号公報（特許文献１）に開示されている。

【0004】

特許文献１に開示の画像形成装置によると、装置本体から着脱可能で磁性粉を含有する磁性トナーを収納したトナーコンテナと、該トナーコンテナ内部に配設しトナーコンテナの底面が回転範囲となるように回転して前記磁性トナーを撹拌する撹拌手段と、前記トナーコンテナの底面に対向する装置本体に配設し磁気検知を行うトナーセンサーと、前記撹拌手段の回転によって得られるトナーセンサーの検知信号によってトナーの有無および残量を検知する検知手段と、を備えてなる画像形成装置において、前記撹拌手段に前記トナーセンサーに感知する部材を形成し、前記検知手段は、前記トナーセンサーの検知信号によってトナーの有無および残量を検知すると共に、トナーコンテナの装着有無も検知することを特徴としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−９８８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示の技術では、トナーコンテナ側にトナーセンサーに感知する部材、たとえば、磁石を設ける必要がある。しかし、トナーコンテナはいわゆる消耗品であり、トナーコンテナに設けられる磁石も使い捨てされることとなる。そうすると、コストの観点から問題がある。もちろん、トナーコンテナの着脱状態やトナー残量を検知するセンサーの類については、できるだけ安価に構成することが望まれる。

【0007】

この発明の目的は、安価な構成で適切に現像することができる作像装置を提供することである。

【0008】

この発明の他の目的は、用紙に適切に画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明の一の局面においては、作像装置は、感光体上にトナーを供給して現像を行う。作像装置は、記憶部と、現像ユニットと、トナーコンテナと、モーターと、磁石と、磁気センサーと、着脱判断部と、記憶制御部と、トナー量導出部とを備える。記憶部は、データを記憶する。現像ユニットは、トナーを撹拌して感光体上にトナーを供給する。トナーコンテナは、トナーが充填されており、作像装置に着脱可能であって、回転により現像ユニット内にトナーを供給する回転軸を含む。モーターは、現像ユニット側に設けられており、駆動により回転軸を回転させる。磁石は、環状であって、現像ユニット側に設けられており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されており、トナーコンテナの現像ユニット側への装着時に回転軸との当接により一方向に所定の角度だけ正回転し、トナーコンテナの現像ユニット側からの離脱時に回転軸との離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転し、モーターの駆動時に周方向に回転する。磁気センサーは、周方向に回転する磁石の縦方向の磁場および横方向の磁場の双方を検出する。着脱判断部は、磁気センサーにより検出された縦方向の磁場から導出される縦方向磁気パルスおよび横方向の磁場から導出される横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の変位状況から、トナーコンテナが装着されたか離脱されたかを判断する。記憶制御部は、着脱判断部による判断結果を記憶部に記憶するよう制御する。トナー量導出部は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、トナーコンテナに充填されたトナーの量を導出する。回転軸は、トナーコンテナが現像ユニット側に装着された際に一方向に所定の角度だけ正回転し、現像ユニット側からトナーコンテナが離脱した際に他方向に所定の角度だけ逆回転するようテーパー状の歯が設けられたはすば歯車である第一のギアを含む。現像ユニットは、第一のギアと噛合可能に設けられており、磁石と共に回転するはすば歯車である第二のギアを含む。

【0010】

この発明の他の局面においては、画像形成装置は、感光体上にトナーを供給して現像を行う上記した作像装置を含む。

【0011】

また、この発明のさらに他の局面においては、画像形成装置は、感光体上にトナーを供給して現像を行う作像装置を複数含む。全ての作像装置はそれぞれ、記憶部と、現像ユニットと、トナーコンテナと、モーターと、磁石と、磁気センサーと、着脱判断部と、記憶制御部と、トナー量導出部とを備える。記憶部は、データを記憶する。現像ユニットは、トナーを撹拌して感光体上にトナーを供給する。トナーコンテナは、トナーが充填されており、作像装置に着脱可能であって、回転により現像ユニット内にトナーを供給する回転軸を含む。モーターは、現像ユニット側に設けられており、駆動により回転軸を回転させる。磁石は、環状であって、現像ユニット側に設けられており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されており、トナーコンテナの現像ユニット側への装着時に回転軸との当接により一方向に所定の角度だけ正回転し、トナーコンテナの現像ユニット側からの離脱時に回転軸との離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転し、モーターの駆動時に周方向に回転する。磁気センサーは、周方向に回転する磁石の縦方向の磁場および横方向の磁場の双方を検出する。着脱判断部は、磁気センサーにより検出された縦方向の磁場から導出される縦方向磁気パルスおよび横方向の磁場から導出される横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の変位状況から、トナーコンテナが装着されたか離脱されたかを判断する。記憶制御部は、着脱判断部による判断結果を記憶部に記憶するよう制御する。トナー量導出部は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、トナーコンテナに充填されたトナーの量を導出する。回転軸は、トナーコンテナが現像ユニット側に装着された際に一方向に所定の角度だけ正回転し、現像ユニット側からトナーコンテナが離脱した際に他方向に所定の角度だけ逆回転するようテーパー状の歯が設けられたはすば歯車である第一のギアを含む。現像ユニットは、第一のギアと噛合可能に設けられており、磁石と共に回転するはすば歯車である第二のギアを含む。

【発明の効果】

【0012】

このような作像装置によれば、安価な構成で適切に現像することができる。

【0013】

また、このような画像形成装置によれば、用紙に適切に画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明の一実施形態に係る作像装置を含む画像形成装置を複合機に適用した場合の複合機を示す図である。

【図2】図１に示す複合機の構成を示すブロック図である。

【図3】第一のギアの一例を示す外観斜視図である。

【図4】磁石の構成を示す概略図である。

【図5】磁石が正回転する状態を示す図である。

【図6】磁気センサーにて検出された磁場の状態を示すグラフである。

【図7】この発明の一実施形態に係る複合機を用いてトナーコンテナの着脱の有無を判断する場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】複合機を用いてトナー量を検出する場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、この発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。図１は、この発明の一実施形態に係る作像装置を含む画像形成装置を複合機に適用した場合の複合機を示す図である。図２は、図１に示す複合機の構成を示すブロック図である。なお、複合機内に設けられた用紙の搬送路の搬送方向については、太線の矢印Ｄ_１の方向で示している。

【0016】

図１〜図２を参照して、複合機１１は、画像処理に関し、複写機能、プリンター機能、ファクシミリ機能等、複数の機能を有する。複合機１１は、制御部１２と、操作部１３と、画像読み取り部１４と、画像形成部１５と、三つの給紙カセット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、データを記憶する記憶部としてのハードディスク１７と、ネットワーク２９と接続するためのネットワークインターフェース部１８と、排出部２８とを備える。

【0017】

制御部１２は、複合機１１全体の制御を行う。なお、制御部１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成されており、一時的にデータを記憶する主記憶メモリ１９を含む。なお、主記憶メモリ１９は、後述するトナーコンテナ３４ａの着脱状況に関するデータである装着フラグや脱離フラグのデータやトナーコンテナ３４ａ内のトナー量に関するデータについても記憶する。操作部１３は、複合機１１側から発信される情報やユーザーの入力内容を表示するタッチパネル型式の表示画面２０を含む。操作部１３は、印刷部数や階調等の画像形成の条件といった画像形成に関するユーザーからの入力を受け付ける。画像読み取り部１４は、セット位置にセットされた原稿を読み取り位置に搬送する原稿搬送装置としてのＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）２１を含む。画像読み取り部１４は、ＡＤＦ２１または載置台上にセットされた原稿の画像を読み取る。三つの給紙カセット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ複数枚の用紙をその内部に収納することができる。画像形成部１５は、画像読み取り部１４により読み取られた原稿の画像データやネットワーク２９を介して送信された画像データを基に、給紙カセット１６ａ〜１６ｃのいずれかから搬送されてきた用紙に画像を形成する。ハードディスク１７は、送信された画像データや入力された画像形成条件等、画像形成に関するデータを記憶する。

【0018】

次に、複合機１１に備えられる画像形成部１５の構成について、さらに詳細に説明する。画像形成部１５は、ＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｅｒ Ｕｎｉｔ）２２と、中間転写体としての転写ベルト２３と、転写部としての二次転写ローラー２４と、第一の作像装置２５ａと、第二の作像装置２５ｂと、第三の作像装置２５ｃと、第四の作像装置２５ｄと、一対の定着ローラー２７ａ、２７ｂを有する定着部２６とを含む。ＬＳＵ２２については、一点鎖線で概略的に示している。定着部２６については、二点鎖線で概略的に示している。なお、複合機１１は、いわゆる四連タンデム形式の画像形成部１５を備えることとなる。四つの作像装置２５ａ〜２５ｄはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色に対応して設けられている。

【0019】

ＬＳＵ２２は、画像読み取り部１４により読み取られた画像データや受信した画像データを基に、四つの作像装置２５ａ〜２５ｄにそれぞれ含まれる感光体に対して露光する。露光された各色の成分の光を基に、各感光体上に静電潜像が形成される。各感光体上に形成された静電潜像に、各作像装置２５ａ〜２５ｄにそれぞれ含まれる現像ユニットから各色のトナーを供給することで、各感光体上に各色のトナー像を形成する。各感光体上に形成されたトナー像はそれぞれ、転写ベルト２３上に重ね合わせられるようにして一次転写される。転写ベルト２３上に一次転写されたトナー像は二次転写ローラー２４によって用紙に二次転写された後、定着部２６へ搬送される。そして、トナー像が二次転写された用紙を一対の定着ローラー２７ａ、２７ｂ間に搬送して、トナー像を用紙に定着させ、複合機１１外、具体的には、排出部２８上へ排出する。

【0020】

次に、第一の作像装置２５ａの構成について説明する。なお、第二の作像装置２５ｂ、第三の作像装置２５ｃ、および第四の作像装置２５ｄの構成については、第一の作像装置２５ａの構成と同等であるため、それらの説明を省略する。

【0021】

第一の作像装置２５ａは、感光体３１ａと、感光体３１ａの帯電やクリーニング等を行うプロセスユニット３２ａと、トナーを撹拌して感光体３１ａ上にトナーを供給する現像ユニット３３ａと、トナーコンテナ３４ａと、モーター３６ａと、磁石３７ａと、磁気センサー３８ａとを含む。トナーコンテナ３４ａは箱状であって、その内部には、トナーが充填されている。トナーコンテナ３４ａは、第一の作像装置２５ａ、この場合、第一の作像装置２５ａを備える複合機１１に着脱可能に構成されている。ユーザーは、トナーコンテナ３４ａ内のトナーが空になれば、フロントカバーをあけてトナーコンテナ３４ａを複合機１１から離脱させる。そして、トナーが充填された新しいトナーコンテナ３４ａを複合機１１に装着する。このようにして、画像形成により順次消耗されるトナーを複合機１１に補充する。

【0022】

トナーコンテナ３４ａは、回転により現像ユニット３３ａ内にトナーを供給する回転軸３５ａを含む。トナーコンテナ３４ａには、トナーを現像ユニット３３ａ内に供給するための開孔が設けられている。回転軸３５ａは、たとえば、スパイラル状の部分を有し、回転軸３５ａの回転に応じて、トナーコンテナ３４ａ内のトナーが順次、この開孔が位置する領域に搬送される。そして、開孔からの現像ユニット３３ａ側へのトナーの落下により、トナーを現像ユニット３３ａ内へ供給する。ここで、回転軸３５ａの回転数により、現像ユニット３３ａ内へ供給されるトナーの量が決まってくる。

【0023】

回転軸３５ａのうちの現像ユニット３３ａ側に位置する端部には、第一のギア３９ａが取り付けられている。図３は、第一のギア３９ａの一例を示す外観斜視図である。図３を参照して、第一のギア３９ａは、いわゆるはすば歯車であって、歯４０ａが傾斜しており、歯すじがつるまき線の円筒歯車である。すなわち、回転軸３５ａは、後述するようにトナーコンテナ３４ａが現像ユニット３３ａ側に装着された際に一方向に所定の角度だけ正回転し、現像ユニット３３ａ側からトナーコンテナ３４ａが離脱した際に他方向に所定の角度だけ逆回転するようテーパー状の歯が設けられた第一のギア３９ａを含む構成である。

【0024】

モーター３６ａは、現像ユニット３３ａ側に設けられており、駆動により回転軸３５ａを回転させる。現像ユニット３３ａは、第一のギア３９ａと噛合可能に設けられており、磁石３７ａと共に回転する第二のギア３９ｂを含む。第二のギア３９ｂについても、はすば歯車が用いられる。すなわち、二つのはすば歯車の噛み合わせにより、モーター３６ａからの駆動力を回転軸３５ａに負荷し、回転軸３５ａを回転させる。

【0025】

磁石３７ａは、環状であって、現像ユニット３３ａ側に設けられている。磁気センサー３８ａは、磁石３７ａに対して所定の間隔をあけて設けられている。磁気センサー３８ａは、たとえば、パルスエンコーダ用ホールＩＣである。図４は、磁石３７ａの構成を示す概略図である。図４を参照して、磁石３７ａは、四つのＮ極４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、四つのＳ極４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄとが周方向に交互に配置されている。すなわち、一つのＮ極４１ａ〜４１ｄ、または一つのＳ極４２ａ〜４２ｄが占める周方向の角度は４５°である。磁石３７ａは、モーター３６ａの駆動時に図４中の矢印Ｒ_１で示す周方向に正回転する。

【0026】

上記した構成の磁石３７ａの周りには、矢印４３ａで示すようにＮ極４１ａから外径側へ向けて縦方向の磁場が発生する。また、矢印４３ｂで示すようにＮ極４１ａから隣接するＳ極４２ａへ向けて横方向の磁場が発生する。また、矢印４３ｃで示すように、Ｓ極４２ａに向けて外径側から縦方向の磁場が発生する。また、矢印４３ｄで示すように、Ｓ極４２ａから隣接するＮ極４１ｂへ向けて横方向の磁場が発生する。すなわち、磁石３７ａの周りには、縦方向の磁場と横方向の磁場が交互に発生することになる。磁気センサー３８ａは、周方向に回転する磁石３７ａのうち矢印４３ａおよび矢印４３ｃで示す縦方向の磁場および矢印４３ｂおよび矢印４３ｄで示す横方向の磁場の双方を交互に検出する。

【0027】

磁石３７ａは、トナーコンテナ３４ａの現像ユニット３３ａ側への装着時に回転軸３５ａとの当接により一方向に所定の角度だけ正回転する。すなわち、第一のギア３９ａと第二のギア３９ｂとが噛み合わせていくことにより、矢印Ｒ_１の方向に所定の角度だけ正回転する。また、トナーコンテナ３４ａの現像ユニット３３ａ側からの離脱時に回転軸３５ａとの離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転する。すなわち、第一のギア３９ａと第二のギア３９ｂとの噛み合わせが解除されることにより、矢印Ｒ_１の方向と逆の方向に所定の角度だけ逆回転する。

【0028】

ここで、この磁石３７ａの正回転および逆回転について説明する。図５は、磁石３７ａが正回転する状態を示す図である。図５中の左側で正回転前を示し、右側で正回転後を示す。図５を参照して、図５中の左側の図の丸印で示すＮ極４１ａとＳ極４２ａとの間の位置４４は、磁石３７ａが４５°回転すると、右側の図に示す位置４４に移動する。この正回転時に、磁気センサー３８ａでは、縦方向の磁場および横方向の磁場の変位状況が検出される。

【0029】

図６は、磁気センサー３８ａにて検出された磁場の状態を示すグラフである。縦軸で縦方向の磁場および横方向の磁場の検出状態をオンまたはオフで示している。横軸は磁石３７ａの周方向の位置を示している。図６を参照して、縦方向の磁場および横方向の磁場は、磁気センサー３８ａにより、それぞれ線４５ａで示す縦方向磁場パルスおよび線４５ｂで示す横方向磁場パルスとして検出される。正回転の場合、磁気センサー３８ａは、位置Ｐ_４、位置Ｐ_３、位置Ｐ_２、位置Ｐ_１の順に検出する。一方、逆回転の場合、磁気センサー３８ａは、位置Ｐ_１、位置Ｐ_２、位置Ｐ_３、位置Ｐ_４の順に検出する。この磁気センサー３８ａにより検出される縦方向磁場パルスおよび横方向磁場パルスの変位状況から、正回転しているか、または逆回転しているかを判断することができる。

【0030】

次に、制御部１２の構成について説明する。再び図２を参照して、制御部１２は、着脱判断部５１と、記憶制御部５２と、トナー量導出部５３と、変化有無判断部５４と、判断制御部５５と、報知部５６とを備える。着脱判断部５１は、磁気センサー３８ａにより検出された縦方向の磁場から導出される縦方向磁気パルスおよび横方向の磁場から導出される横方向磁気パルスの変位状況から、トナーコンテナ３４ａが装着されたか離脱されたかを判断する。記憶制御部５２は、着脱判断部５１による判断結果を主記憶メモリ１９に記憶するよう制御する。トナー量導出部５３は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、トナーコンテナ３４ａに充填されたトナーの量を導出する。変化有無判断部５４は、磁気センサー３８ａに出力の変化があったか否かを判断する。判断制御部５５は、変化有無判断部５４により磁気センサー３８ａの出力に変化があったと判断されれば、着脱判断部５１を作動させるよう制御する。報知部５６は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の数が所定の数以上となれば、トナーコンテナ３４ａが空であることを報知する。これらの構成については、後に詳述する。

【0031】

次に、この発明の一実施形態に係る複合機１１を用いてトナーコンテナ３４ａの着脱の有無を判断する場合について説明する。ここでは、フロントカバーを開けたことを検知して、これを判断の契機としている。図７は、この発明の一実施形態に係る複合機１１を用いてトナーコンテナ３４ａの着脱の有無を判断する場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【0032】

図７を参照して、フロントカバーが開いたことを検知すると（図７において、ステップＳ１１において、ＹＥＳ、以下、「ステップ」を省略する）、トナーコンテナ着脱検知モードへ移行する（Ｓ１２）。そして、変化有無判断部５４により、磁気センサー３８ａの出力に変化があったか否かを判断する（Ｓ１３）。具体的には、図６に示す縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスに変化があったか否かを判断する。ここで、変化有無判断部５４により磁気センサー３８ａの出力に変化がなかったと判断されれば（Ｓ１３において、ＮＯ）、トナーコンテナ３４ａの着脱無しと認識して（Ｓ１８）、処理を終了する。

【0033】

変化有無判断部５４により磁気センサー３８ａの出力に変化があったと判断されれば（Ｓ１３において、ＹＥＳ）、正回転の縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したか否かを判断する（Ｓ１４）。具体的には、上記した図６中の正回転の矢印に示すような縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したか、または図６中の逆回転の矢印に示すような縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したかを判断する。

【0034】

正回転の縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したと判断されれば（Ｓ１４において、ＹＥＳ）、トナーコンテナ３４ａが装着されたと判断する（Ｓ１５）。そして、判断結果を記憶する（Ｓ１６）。すなわち、記憶制御部５２は、トナーコンテナ３４ａが装着されたことを示す装着フラグのデータを主記憶メモリ１９に記憶するよう制御する。

【0035】

一方、正回転の縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したと判断されなければ（Ｓ１４において、ＮＯ）、逆回転の縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したと判断され、トナーコンテナ３４ａが離脱されたと判断する（Ｓ１７）。その後、上記と同様に判断結果を記憶する（Ｓ１６）。すなわち、記憶制御部５２は、トナーコンテナ３４ａが離脱されたことを示す離脱フラグのデータを主記憶メモリ１９に記憶するよう制御する。

【0036】

なお、上記した磁気センサー３８ａによる縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスの検出により、トナー量を導出することができる。次に、上記した複合機１１を用いてトナー量を検出する場合について説明する。図８は、複合機１１を用いてトナー量を検出する場合の処理の流れを示すフローチャートである。図８を参照して、モーターの駆動を検知すると（Ｓ２１において、ＹＥＳ）、パルス数のカウントを開始する（Ｓ２２）。この場合、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちのいずれか一方でよい。もちろん、双方をカウントすることにしてもよい。ここで、パルス数は回転軸３５ａの回転数と相関関係を有するため、パルス数によりトナーの落下量を導出することができる。そして、トナー量導出部５３は、最初に充填されたトナー量からトナーの落下量を差し引いて、トナーコンテナ３４ａ内のトナー量を導出することができる。

【0037】

次に、カウントを開始したパルス数について、トナー量導出部５３は、パルス数が所定の値以上となったか否かを判断する（Ｓ２３）。所定の値としては、トナーの落下量とあ予めトナーコンテナ３４ａに充填されたトナー量とが等しいタイミングに相当する値である。所定の値以上となったと判断されれば（Ｓ２３において、ＹＥＳ）、トナー量導出部５３は、トナーの残量が０となったことを導出する。すなわち、トナーコンテナ３４ａが空になったと判断する（Ｓ２４）。その後、トナーコンテナ３４ａが空である旨を表示画面２０に、たとえば、メッセージとして表示して報知する（Ｓ２５）。一方、パルス数が所定の値以上となっていないと判断されれば（Ｓ２３において、ＮＯ）、トナーが残っていると判断する（Ｓ２６）。

【0038】

このような構成の複合機１１によれば、磁気センサー３８ａにより検出された縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスの変位状況からトナーコンテナ３４ａの着脱状態を判断することができると共に、トナーコンテナ３４ａ内のトナー量も把握することができる。そうすると、トナーコンテナ３４ａの着脱状況およびトナー量の残量といった二つの状況の検出を磁石および磁気センサー３８ａによって行うことができ、設けられるセンサー類の数を少なくすることができる。そして、磁石３７ａは、現像ユニット３３ａ側に設けられているため、使い捨てされることはない。したがって、このような構成の複合機１１は、安価な構成で適切に現像することができる。

【0039】

たとえば、ＰＩ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）センサー等を用いてトナー量を検出する構成と比較すると、本願発明の構成によれば、磁石３７ａは半永久的に使用することができるため、ＰＩセンサーに用いられる発光素子の寿命等を考慮する必要はない。さらに、待機電力の低減も図ることができる。

【0040】

また、本実施形態によれば、着脱判断部５１は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスの変位状況から、磁石が正回転したか逆回転したかに基づいて判断しているため、より確実にトナーコンテナ３４ａの着脱状態を検出することができる。

【0041】

また、本実施形態によれば、報知部５６は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の数が所定の数以上となれば、トナーコンテナ３４ａが空であることを報知する。したがって、トナーコンテナ３４ａが空となれば、その旨をユーザーやサービスマンに認識させることができる。

【0042】

また、本実施形態によれば、磁気センサー３８ａに出力の変化があったか否かを判断する変化有無判断部５４と、変化有無判断部５４により磁気センサーの出力に変化があったと判断されれば、着脱判断部５１を作動させるよう制御する判断制御部５５とを備えるため、トナーコンテナ３４ａに対する何らかの操作があった場合に、主記憶メモリ１９による記憶状態によらず、トナーコンテナ３４ａが装着されたか離脱されたかを適切に検知することができる。

【0043】

また、本実施形態においては、回転軸３５ａは、トナーコンテナ３４ａが現像ユニット３３ａ側に装着された際に一方向に所定の角度だけ正回転し、現像ユニット３３ａ側からトナーコンテナ３４ａが離脱した際に他方向に所定の角度だけ逆回転するようテーパー状の歯が設けられた第一のギア３９ａを含み、現像ユニット３３ａは、第一のギア３９ａと噛合可能に設けられており、磁石３７ａと共に回転する第二のギア３９ｂを含む構成である。そうすると、第一のギア３９ａおよび第二のギア３９ｂの噛合に基づいて、より確実に回転軸を所定の角度だけ正回転または逆回転させることができる。

【0044】

次に、複合機１１は、所定の電力を消費する第一のモード、すなわち、スタンバイモードと、所定の電力よりも少ない電力を消費する第二のモード、すなわち、省エネモードとも呼ばれるスリープモードを有する場合について説明する。この場合、第二のモードであるスリープモード時において、フロントカバーが開けられたことを検知したとする。そうすると、変化有無判断部５４により、第二のモード時においていずれかの作像装置２５ａ〜２５ｄにおける磁気センサー３８ａの出力に変化があったと判断されれば、正回転の縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスを検出したか否かが判断され、着脱判断部５１は、トナーコンテナ３４ａが装着されたか離脱されたかが判断される。そして、記憶制御部５２は、着脱判断部５１による判断結果を主記憶メモリ１９に記憶するよう制御する。

【0045】

このような構成によると、スリープモード時において、改めて他の装置や部分の起動を要しないため、消費電力の低減を図ることができる。すなわち、複合機１１に含まれる複数、具体的には四つの作像装置２５ａ〜２５ｄ全てにおいて、このような構成を採用しているため、作像装置２５ａ〜２５ｄ毎のトナーコンテナ３４ａの着脱状態およびトナー量の把握を行うことができる。そうすると、特に、複合機１１がいわゆる省エネモードであった場合に、装着または離脱されたトナーコンテナ３４ａに対応する作像装置２５ａにおいてのみトナーコンテナ３４ａの着脱状態を検出すればよく、他の作像装置２５ｂ〜２５ｄを起動させなくてよいため、より消費電力の低減を図ることができる。

【0046】

なお、上記の実施の形態においては、報知部５６は、トナーコンテナ３４ａが空であることを報知せず、たとえば、導出されたトナー量のみを報知する構成としてもよい。

【0047】

また、上記の実施の形態においては、着脱判断部５１は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスの変位状況から、磁石３７ａが正回転したか逆回転したかに基づいて判断することとしたが、これに限らず、着脱判断部５１は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の周期に基づいて判断することとしてもよい。トナーコンテナ３４ａの装着時とトナーコンテナ３４ａの離脱時とでは、回転軸３５ａによって負荷されるモーター３６ａのトルクが変わるため、磁石３７ａの回転数が変化し、これに伴って磁気センサー３８ａによって検出される縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスの周期が変化する。この周期の変化に基づいて判断することにより、主記憶メモリ１９に装着フラグや脱離フラグのデータが記憶されていない状況下、具体的には電源の投入直後においても、トナーコンテナ３４ａが装着されているか否かを判断することができる。

【0048】

なお、上記の実施の形態においては、回転軸３５ａは、テーパー状の歯４０ａが設けられた第一のギア３９ａを含み、現像ユニット３３ａは、第一のギア３９ａと噛合可能に設けられており、磁石３７ａと共に回転する第二のギア３９ｂを含む構成としたが、これに限らず、磁石３７ａを正回転または逆回転させるハード的な構成として、トナーコンテナ３４ａの現像ユニット３３ａ側への装着時に回転軸３５ａとの当接により一方向に所定の角度だけ正回転し、トナーコンテナ３４ａの現像ユニット３３ａ側からの離脱時に回転軸３５ａとの離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転する他の構成を採用することとしてもよい。

【0049】

なお、上記の実施の形態においては、作像装置２５ａは、複合機１１に備えられることとしたが、これに限らなくともよい。すなわち、この発明に係る作像装置は、記憶部と、現像ユニットと、トナーコンテナと、モーターと、磁石と、磁気センサーと、着脱判断部と、記憶制御部と、トナー量導出部とを備える。記憶部は、データを記憶する。現像ユニットは、トナーを撹拌して感光体上にトナーを供給する。トナーコンテナは、トナーが充填されており、作像装置に着脱可能であって、回転により現像ユニット内にトナーを供給する回転軸を含む。モーターは、現像ユニット側に設けられており、駆動により回転軸を回転させる。磁石は、環状であって、現像ユニット側に設けられており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されており、トナーコンテナの現像ユニット側への装着時に回転軸との当接により一方向に所定の角度だけ正回転し、トナーコンテナの現像ユニット側からの離脱時に回転軸との離脱により他方向に所定の角度だけ逆回転し、モーターの駆動時に周方向に回転する。磁気センサーは、周方向に回転する磁石の縦方向の磁場および横方向の磁場の双方を検出する。着脱判断部は、磁気センサーにより検出された縦方向の磁場から導出される縦方向磁気パルスおよび横方向の磁場から導出される横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方の変位状況から、トナーコンテナが装着されたか離脱されたかを判断する。記憶制御部は、着脱判断部による判断結果を記憶部に記憶するよう制御する。トナー量導出部は、縦方向磁気パルスおよび横方向磁気パルスのうちの少なくともいずれか一方から、トナーコンテナに充填されたトナーの量を導出する。このような構成であってもよい。

【0050】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0051】

この発明に係る作像装置、および画像形成装置は、安価な構成で適切な現像が要求される場合に、特に有効に利用される。

【符号の説明】

【0052】

１１ 複合機、１２ 制御部、１３ 操作部、１４ 画像読み取り部、１５ 画像形成部、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 給紙カセット、１７ ハードディスク、１８ ネットワークインターフェース部、１９ 主記憶メモリ、２０ 表示画面、２１ ＡＤＦ、２２ ＬＳＵ、２３ 転写ベルト、２４ 二次転写ローラー、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ 作像装置、２６ 定着部、２７ａ，２７ｂ 定着ローラー、２８ 排出部、２９ ネットワーク、３１ａ 感光体、３２ａ プロセスユニット、３３ａ 現像ユニット、３４ａ トナーコンテナ、３５ａ 回転軸、３６ａ モーター、３７ａ 磁石、３８ａ 磁気センサー、３９ａ 第一のギア、３９ｂ 第二のギア、４０ａ 歯、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ Ｎ極、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ Ｓ極、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ 矢印、４４ 位置、４５ａ，４５ｂ 線、５１ 着脱判断部、５２ 記憶制御部、５３ トナー量導出部、５４ 変化有無判断部、５５ 判断制御部、５６ 報知部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】