(57)【要約】【課題】  共通のセンサにより現像液の粘度や液面レベル等の現像液の状態を検出することができる現像液容器を提供する。【解決手段】  現像液の非攪拌時には所定の初期位置に位置し、攪拌手段による現像液の攪拌時には受圧部が現像液から圧力を受けて初期位置から変位するように構成された少なくとも一つの可動部材と、現像液の外部に設けられ、少なくとも、可動部材が初期位置にあるか否かを検出する位置検出手段と、駆動手段によって攪拌手段が回転駆動されている時に、可動部材が初期位置にあるか否かを位置検出手段にて検出することにより、現像液の液面の高さを検出する液面レベル検出手段と、可動部材が変位している場合に、駆動手段による攪拌手段の回転駆動が停止した後に、可動部材が初期位置に戻るまでの時間を測定することにより現像液の粘度を検出する粘度検出手段とを有する現像液容器を提供する。【選択図】      図６
2006313322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することによって現像液容器中の現像液を撹拌する攪拌手段と、
前記攪拌手段を回転駆動する駆動手段と、
現像液の攪拌時に、少なくとも一部が現像液中に浸された時に現像液から圧力を受ける受圧部を有し、現像液の非攪拌時には所定の初期位置に位置し、前記攪拌手段による現像液の攪拌時には前記受圧部が現像液から圧力を受けて前記初期位置から変位するように構成された少なくとも一つの可動部材と、
前記現像液の外部に設けられ、少なくとも、前記可動部材が初期位置にあるか否かを検出する位置検出手段と、
前記駆動手段によって前記攪拌手段が回転駆動されている時に、前記可動部材が初期位置にあるか否かを前記位置検出手段にて検出することにより、前記現像液の液面の高さを検出する液面レベル検出手段と、
前記可動部材が変位している場合に、前記駆動手段による前記攪拌手段の回転駆動が停止した後に、前記可動部材が初期位置に戻るまでの時間を測定することにより現像液の粘度を検出する粘度検出手段と、を有することを特徴とする現像液容器。
【請求項２】
現像液の液面がそれぞれ異なる高さ以上のときに一部が現像液中に浸される、少なくとも２つの可動部材を有し、
前記液面レベル検出手段は、何れかの可動部材が初期位置にあるか否かを前記位置検出手段にて検出することにより、少なくとも３つの液面の高さを検出可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の現像液容器。
【請求項３】
前記現像液容器は現像液を保持する円筒状の保持容器を有し、
前記少なくとも２つの可動部材は、現像液中に浸される最低高さが低いものから順番に、前記保持容器の中心寄りから前記保持容器の周面側に向かって配置されること、を特徴とする請求項２に記載の現像液容器。
【請求項４】
前記少なくとも２つの可動部材は、現像液外部に位置する回転中心軸を中心に回転することにより前記初期位置から変位し、
前記少なくとも２つの可動部材の回転中心軸は、同一の軸上に配置されることを特徴とする請求項３に記載の現像液容器。
【請求項５】
前記現像液容器は現像液を保持する円筒状の保持容器を有し、
前記撹拌手段の回転軸は、前記保持容器の中心軸に等しく、
前記少なくとも２つの可動部材は、前記回転軸を中心とした円状に配置されること、を特徴とする請求項２に記載の現像液容器。
【請求項６】
前記少なくとも２つの可動部材は、現像液外部に位置する回転中心軸を中心に回転することにより前記初期位置から変位することを特徴とする請求項５に記載の現像液容器。
【請求項７】
前記可動部材は、その回転中心軸を隔てて現像液から離れた位置にあり前記可動部材の変位に対応して移動する被検出部を有し、前記位置検出手段は、当該被検出部の位置を検出することにより、前記可動部材が初期位置にあるか否かを検出することを特徴とする請求項４または６に記載の現像液容器。
【請求項８】
現像液の液面が所定の高さを超えた場合に、前記少なくとも２つの可動部材のうち少なくとも１つを強制的に変位させる少なくとも１つの変位補助手段を有することを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の現像液容器。
【請求項９】
前記変位補助手段は、現像液の攪拌時に、少なくとも一部が現像液中に浸された時に現像液から圧力を受ける受圧部を有し、該受圧部が現像液から圧力を受けて前記変位補助手段が変位することにより、少なくとも１つの可動部材を強制的に変位させることを特徴とする請求項８に記載の現像液容器。
【請求項１０】
前記変位補助手段は、少なくとも一つの前記可動部材に当接する突起部を有し、
前記変位補助手段が変位した時に、前記突起部が少なくとも一つの前記可動部材に当接することによって、少なくとも一つの前記可動部材が前記変位補助手段に連動して変位すること、を特徴とする請求項９に記載の現像液容器。
【請求項１１】
前記可動部材の受圧部は、現像液から圧力を受ける面を有する板状の形状を有すると共に、少なくとも１つの貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の現像液容器。
【請求項１２】
前記変位補助手段の受圧部は、現像液から圧力を受ける面を有する板状の形状を有すると共に、少なくとも一つの貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の現像液容器。
【請求項１３】
前記攪拌手段を回転駆動させるのに必要なトルクを検出するトルク検出手段をさらに有し、
前記液面レベル検出手段は、前記位置検出手段による検出結果と前記トルク検出手段による検出結果とに基づいて現像液の液面の高さを検出すること、を特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の現像液容器。
【請求項１４】
前記現像液の温度を測定する温度計測手段をさらに有し、
前記粘度検出手段は、前記駆動手段による前記攪拌手段の回転駆動が停止した後に前記可動部材が初期位置に戻るまでの時間と、前記温度計測手段によって計測された温度とに基づいて、現像液の粘度を検出すること、を特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の現像液容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式画像形成装置に使用される現像液の粘度や現像液が収納される現像液容器内の現像液の液面の高さ等の現像液の状態を検出する現像液容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを記録紙に転写して画像を形成する装置として、キャリア液中にトナーを含んだ現像液を現像ローラ表面に担持させ、この現像液を感光ドラムに供給して現像を行う湿式画像形成装置が知られている。湿式画像形成装置で用いられるトナーは、紛状のトナーを使用する乾式画像形成装置で用いられるトナーよりも微細である為、一般に湿式画像形成装置は乾式画像形成装置よりも高画質な画像を形成できる。
【０００３】
印刷される画像の濃淡は、現像液中のトナーの濃度によって変化する。印刷される画像を高品質に保つには、現像液中のトナーの濃度を適切な一定値に保つ必要がある。このため、従来、湿式画像形成装置においては、現像液中のトナー濃度を測定し、必要に応じてトナーまたはキャリア液を補充することにより、濃度を一定に保っていた。現像液中のトナーの濃度を測定する方法としては、現像液中に光検出器を設置し、現像液容器外部から光を光検出器に照射し、現像液を透過して光検出器で受光された光の強度から現像液中のトナーの濃度を検出する方法が一般的に採用されている。
【０００４】
また、現像液中のトナーの濃度と現像液の粘度との相関性を利用して、現像液の粘度から現像液中のトナーの濃度を検出する方法も知られている。例えば、特許文献１には、現像液が静止している状態の現像液容器内に、駆動手段によって回転移動される可動部材を配置し、回転中に可動部材に加わる抵抗等を測定することにより、現像液の粘度を測定し、その粘度からトナーの濃度を算出する装置が開示されている。
【０００５】
さらに、現像液容器においては、補充されたトナー及びキャリア液によって現像液があふれないように、現像液の量（液面レベル）も監視する必要がある。現像液の量を測定する方法としては、液面に光や超音波を照射して液面までの距離を測定する方法が一般的に採用されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９８１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のような粘度を測定するためのセンサや、液面レベルを測定する光或いは超音波センサは高価である。また、粘度や液面レベル等の現像液の状態を検出するためには、粘度測定、液面レベル測定等に対しそれぞれ個別のセンサが必要であるため、現像液容器には複数種類のセンサが設けられなければならなかった。
【０００８】
そこで本発明は、以上の事情に鑑み、共通のセンサにより現像液の粘度や液面レベルを検出することができる現像液容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明では、回転することによって現像液容器中の現像液を撹拌する攪拌手段と、攪拌手段を回転駆動する駆動手段と、現像液の攪拌時に、少なくとも一部が現像液中に浸された時に現像液から圧力を受ける受圧部を有し、現像液の非攪拌時には所定の初期位置に位置し、攪拌手段による現像液の攪拌時には受圧部が現像液から圧力を受けて初期位置から変位するように構成された少なくとも一つの可動部材と、現像液の外部に設けられ、少なくとも、可動部材が初期位置にあるか否かを検出する位置検出手段と、駆動手段によって攪拌手段が回転駆動されている時に、可動部材が初期位置にあるか否かを位置検出手段にて検出することにより、現像液の液面の高さを検出する液面レベル検出手段と、可動部材が変位している場合に、駆動手段による攪拌手段の回転駆動が停止した後に、可動部材が初期位置に戻るまでの時間を測定することにより現像液の粘度を検出する粘度検出手段と、を有することを特徴とする現像液容器を提供する。
【００１０】
したがって、本発明によれば、現像液に浸される可能性のある可動部材が初期位置にあるか否かを検出可能な光センサ等の位置検出手段による検出結果により、その可動部材の配置されている位置まで現像液の液面高さがあるかどうかを検出することができる。また、可動部材が現像液に浸って変位している場合、モータ等を備えた攪拌手段の停止後に、その光センサ等の位置検出手段による検出結果により、可動部材が初期位置に戻るまでの時間（回復時間）を測定することができる。当該回復時間と現像液の粘度とには相関関係があるため、回復時間から粘度を求めることができる。したがって、共通のセンサにより、現像液の粘度や液面高さを検出することができる。
【００１１】
また、本発明に係る現像液容器は、現像液の液面がそれぞれ異なる高さ以上のときに一部が現像液中に浸される、少なくとも２つの可動部材を有し、液面レベル検出手段は、何れかの可動部材が初期位置にあるか否かを位置検出手段にて検出することにより、少なくとも３つの液面の高さを検出可能であることを特徴とする。したがって、複数の可動部材を用いることにより、複数の液面レベルを測定することができる。
【００１２】
また、本発明の係る現像液容器は、現像液容器は現像液を保持する円筒状の保持容器を有し、少なくとも２つの可動部材は、現像液中に浸される最低高さが低いものから順番に、保持容器の中心寄りから保持容器の周面側に向かって配置されることを特徴とする。さらに、少なくとも２つの可動部材は、現像液外部に位置する回転中心軸を中心に回転することにより初期位置から変位し、少なくとも２つの可動部材の回転中心軸は、同一の軸上に配置されることを特徴とする。
【００１３】
或いは、本発明に係る現像液容器は、現像液容器は現像液を保持する円筒状の保持容器を有し、撹拌手段の回転軸は、保持容器の中心軸に等しく、少なくとも２つの可動部材は、回転軸を中心とした円状に配置されることを特徴とする。また、少なくとも２つの可動部材は、現像液外部に位置する回転中心軸を中心に回転することにより初期位置から変位することを特徴とする。
【００１４】
また、可動部材は、その回転中心軸を隔てて現像液から離れた位置にあり可動部材の変位に対応して移動する被検出部を有し、位置検出手段は、当該被検出部の位置を検出することにより、可動部材が初期位置にあるか否かを検出することを特徴とする。
【００１５】
また、現像液の液面が所定の高さを超えた場合に、少なくとも２つの可動部材のうち少なくとも１つを強制的に変位させる少なくとも１つの変位補助手段を有することを特徴とする。具体的には、変位補助手段は、現像液の攪拌時に、少なくとも一部が現像液中に浸された時に現像液から圧力を受ける受圧部を有し、該受圧部が現像液から圧力を受けて変位補助手段が変位することにより、少なくとも１つの可動部材を強制的に変位させることを特徴とする。また、変位補助手段は、少なくとも一つの可動部材に当接する突起部を有し、変位補助手段が変位した時に、突起部が少なくとも一つの可動部材に当接することによって、少なくとも一つの可動部材が変位補助手段に連動して変位することを特徴とする。
【００１６】
また、可動部材の受圧部は、現像液から圧力を受ける面を有する板状の形状を有すると共に、少なくとも一つの貫通穴が形成されていることを特徴とする。また、変位補助手段の受圧部は、現像液から圧力を受ける面を有する板状の形状を有すると共に、少なくとも一つの貫通穴が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る現像液容器は、攪拌手段を回転駆動させるのに必要なトルクを検出するトルク検出手段をさらに有し、液面レベル検出手段は、位置検出手段による検出結果とトルク検出手段による検出結果とに基づいて現像液の液面の高さを検出することを特徴とする。また、本発明に係る現像液容器は、現像液の温度を測定する温度計測手段をさらに有し、粘度検出手段は、駆動手段による攪拌手段の回転駆動が停止した後に可動部材が初期位置に戻るまでの時間と、温度計測手段によって計測された温度とに基づいて、現像液の粘度を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
したがって発明によれば、共通のセンサにより現像液の粘度や液面レベルを検出することができる現像液容器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、湿式プリンタ１００の構成を示す側断面図である。また、図２は、図１の背面側から湿式プリンタ１００を見た図であり、現像ユニット５０に現像液を供給する現像液容器３、現像液容器３に現像液を補給する現像液予備容器５、現像液容器３にキャリア液を補給するキャリア液予備容器７、現像液予備容器５から現像液を現像液容器３に搬送するのに使用される現像液補給ポンプ９、現像液容器３から現像液を現像ユニット５０に搬送する現像液循環ポンプ１１の構成の概略を示す図である。
【００２０】
湿式プリンタ１００は、キャリア液中にトナーを含んだ現像液を用い、コンピュータ等の外部機器から入力される文字・画像情報に基づいて、電子写真法によって記録紙Ｐ１に印刷して出力する装置である。
【００２１】
湿式プリンタ１００は、文字・画像情報に応じて変調されたレーザ光を出力するレーザスキャニングユニット（Laser Scanning unit、以下、ＬＳＵと略記）３０と、該レーザ光の照射により感光ドラム５５上に形成された静電潜像を電子写真法によって現像して、トナー像を生成する現像ユニット５０と、現像ユニット５０で現像されたトナー像を転写位置において記録紙Ｐ１上に転写する転写ユニット７０と、搬送機構により搬送される記録紙Ｐ１上に転写されたトナー像を定着させる定着ユニット８０と、記録紙Ｐ１を搬送する搬送ユニット９０とを有する。
【００２２】
現像ユニット５０は、保持ローラ５１、現像液を計量するための計量ローラ５２、計量ローラ５２の表面の現像液を均一厚さにする計量ローラブレード５２ａ、計量ローラ５２から供給された現像液を担持する現像ローラ５３、現像ローラ５３表面から現像液を掻き取り除去する現像ローラクリーニングブレード５３ａ、現像ローラ５３を帯電させる現像ローラ用帯電コロナ５４、ＬＳＵ３０からのレーザ光によって静電潜像が形成される感光ドラム５５、感光ドラム５５表面を一様に帯電させる感光ドラム用帯電コロナ５７、感光ドラム５５からキャリア液を回収するスクイーズドローラ５８、現像ユニット５０で発生した残留現像液を湿式プリンタ１００内に配置された現像液容器（不図示）に戻すスクリュー５９を有する。
【００２３】
現像液は、現像液パイプ４９を経由、現像液容器３から保持ローラ５１と計量ローラ５２との転接部上方へと供給される。計量ローラ５２で計量された現像液は、現像ローラ５３に塗布される。一方、感光ドラム５５では、感光ドラム用帯電コロナ５７により一様な電位に帯電されたドラム表面にレーザ光が照射され、照射された部分は一様な電位に比べて電位が下がる。この一様な電位と比べて電位が下がった部分が静電潜像となる。現像ローラ５３に塗布された現像液のトナーは帯電しており、感光ドラム５５の静電潜像の部分に吸着される。こうして静電潜像は現像され、トナー像が形成される。
【００２４】
転写ユニット７０は、中間転写ローラ７１と二次転写ローラ７３とを有する。中間転写ローラ７１はトナーと逆極性の電圧が印加されており、感光ドラム５５表面のトナー像は、感光ドラム５５と中間転写ローラ７１との転接部において、中間転写ローラ７１表面に一次転写される。二次転写ローラ７３は、記録紙Ｐ１の搬送路を挟んで中間転写ローラ７１と対向する位置に設置され、中間転写ローラ７１よりも高電圧の逆極性の電圧が印加されている。そのためトナー像は二次転写ローラ７３の方向に吸引され、中間転写ローラ７１表面に転写されたトナー像は、二次転写ローラ７３との転接部において記録紙Ｐ１に転写される。
【００２５】
定着ユニット８０は、記録紙Ｐ１を加熱するヒートローラ８１と、搬送路を挟んでヒートローラ８１と対向した位置に設置され、自身とヒートローラ８１とによって記録紙Ｐ１を挟んで加圧するプレスローラ８２とから構成されている。この定着ユニット８０によって、記録紙Ｐ１上のトナー像は加熱及び加圧によって記録紙Ｐ１に定着される。
【００２６】
搬送ユニット９０は、ロール状の記録紙Ｐ１が設置されるロール軸９１、記録紙Ｐ１を搬送する給紙駆動ローラ９３、給紙駆動ローラ９３と転接する給紙従動ローラ９４、給紙駆動ローラ９３を駆動する駆動モータ９５、給紙センサ９７を有する。記録紙Ｐ１は給紙駆動ローラ９３により搬送され、記録紙Ｐ１が給紙センサ９７を通過したときを基準として、ＬＳＵ３０の発光するタイミングが湿式プリンタ１００の制御部で計算される。記録紙Ｐ１が給紙センサ９７を通過したときを基準としてＬＳＵ３０が発光するタイミングが制御されるので、記録紙Ｐ１の適切な位置に印刷を行なうことができる。
【００２７】
制御部３００は、現像液容器３、現像液補給ポンプ９、現像液循環ポンプ１１等を制御する機能を有する。制御部３００は、現像液容器３内の現像液の量が所定の量よりも減ったことを検出すると、現像液予備容器５から予備の現像液が現像液容器３に補給されるよう現像液補給ポンプ９を駆動する。また、湿式プリンタ１００の動作中には、現像液容器３内の現像液は、現像液循環ポンプ１１によって現像ユニット５０に搬送される。現像液循環ポンプ１１の吐出口は現像液パイプ４９に繋がっている。
【００２８】
現像液容器３及び現像液予備容器５内の現像液は、約３０％がトナーで、残りの約７０％がキャリア液となるように構成されている。印刷される画像等は、トナーの比率が高くなると濃くなり、低くなると淡くなる。現像液容器３内の現像液のトナーの濃度は、現像液予備容器５から予備の現像液が現像液容器３に、キャリア液予備容器７から予備のキャリア液が現像液容器３に補給されて、現像液のトナーの濃度が一定に調整され、印刷される画像の品質が一定に保たれている。
【００２９】
現像液容器３は、保持容器１０３、攪拌装置１０４、側部開口部１０６を有する。保持容器１０３は筒状の形状をしており底部は閉塞され上部は開口している。側部開口部１０６は保持容器１０３の周面に設けられている。湿式プリンタ１００において使用される現像液は、比較的粘度が高い為、放置すると半固形物となり流動性が失われてしまう。したがって、保持容器１０３内では、攪拌装置１０４によって現像液が攪拌される。前述した現像ユニット５０のスクリュー５９（図１参照）の軸の延長線上には開口部が形成されており、その開口部はパイプを通じて側部開口部１０６に繋がっている。すなわち、スクリュー５９により搬送された現像液は、側部開口部１０６から保持容器１０３に戻されるように構成されている。
【００３０】
以下、本発明の第一の実施形態の現像液容器３Ａについて説明する。図３は、本実施形態の現像液容器３Ａを示す部分破断斜視図である。なお、現像液容器３Ａは、図２に示す現像液容器３と置き換えられるものとする。また、現像液容器３Ａの構成部材は、現像液容器３に含まれる部材と同一の部材も含むため、それら同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図３は、現像液容器３Ａの構成を説明するために、保持容器１０３の一部を取り除いた状態を示している。攪拌装置１０４は、駆動モータ１１９と、駆動モータ１１９により回転される回転軸１１３と、回転軸１１３が回転中心となるように回転軸１１３の一端に固定された攪拌部１１１とを有する。現像液の撹拌時には、駆動モータ１１９は攪拌部１１１を矢印Ａ方向に回転させ、現像液を矢印Ａ方向に回転させて撹拌させる。
【００３２】
また、現像液容器３Ａは、３つのセンサユニット１１５を有する。各センサユニット１１５は、フォトセンサ１１７と可動部材１２１とバネ１２３とをそれぞれ一つずつ有する。フォトセンサ１１７は現像液容器３Ａまたは湿式プリンタ１００本体に固定されている。可動部材１２１は、現像液から圧力を受ける受圧部１２５、現像液容器３Ａまたは湿式プリンタ１００本体に固定された固定軸１２６に軸支される軸受け部１２７、フォトセンサ１１７に検知される被検知部１２９をそれぞれ有する。受圧部１２５は、平板状又は棒状の形状を有する。被検知部１２９は、軸受け部１２７を中心として、受圧部１２５と対称となる位置にある。現像液が受圧部１２５へ付着することを防止するため、受圧部１２５の表面は撥水処理または撥油処理がなされている。なお、本実施形態においてはセンサユニット１１５にフォトセンサを用いたが、フォトセンサに限定されず磁場を用いた近接センサ等であって可動部材の動作を検知可能なセンサが使用されてもよい。
【００３３】
図４（ａ）は、センサユニット１１５の断面図であって、固定軸１２６の軸方向から見た図である。フォトセンサ１１７は、発光素子（不図示）と受光素子１３１とを有する。発光素子は、受光素子１３１と対向する位置に配置されており、受光素子１３１に向けて光を照射している。発光素子からの光が被検知部１２９によって遮られていない時がフォトセンサ１１７のオフ状態であり、発光素子からの光が被検知部１２９によって遮られるとフォトセンサ１１７はオン状態となる。フォトセンサ１１７のオフ状態は、可動部材１２１は液面に対してほぼ垂直な状態を示す。フォトセンサ１１７のオン状態は、可動部材１２１が液面に対して傾いた状態を示す。またシステムの要件により、発光素子からの光が被検知部１２９によって遮られていない時をフォトセンサ１１７のオン状態とし、発光素子からの光が被検知部１２９によって遮られている時をフォトセンサ１１７のオン状態となるようにセンサユニット１１５を構成してもよい。なお、図４において示される受光素子１３１の形状および大きさは一例に過ぎず、フォトセンサ１１７に対する大きさ、位置、形状は実施状態に合わせて適宜設定可能である。例えば、長方形の長辺方向の長さを短くしてもよいし、短辺方向をさらに狭くしてもよい。また、よりフォトセンサ１１７のコの字開放側（図中右側）へ配置させてもよい。
【００３４】
バネ１２３の一方の端は可動部材１２１の被検知部１２９に、もう一方の端は現像液容器３Ａまたは湿式プリンタ１００本体に固定されている。可動部材１２１は、バネ１２３によって液面に対して垂直となるように付勢されている。したがって、現像液が撹拌されていないときや可動部材１２１が液面に浸っていない場合には、可動部材１２１は現像液の液面に対して垂直な位置となる初期位置にある。また、受圧部１２５の先端部が現像液に浸っている場合でも、駆動モータ１１９の停止による現像液の撹拌終了後、所定時間経過した後には、可動部材１２１は初期位置に戻される。
【００３５】
図４（ｂ）は、現像液の攪拌中のセンサユニット１１５の断面図である。なお、図４（ｂ）では、可動部材１２１の受圧部１２５の一部が現像液に浸かっており、駆動モータ１１９の回転により現像液がＡ方向に撹拌されている状態を示す。現像液がＡ方向に攪拌されると、受圧部１２５の先端部は現像液から受ける圧力によりＡ方向に移動すると共に、被検知部１２９の先端部はバネ１２３の付勢力に逆らってＢ方向に移動する。すなわち、可動部材１２１は、固定軸１２６を中心として反時計回りに所定量回転する。このとき、被検知部１２９の先端部が発光素子からの光を遮りフォトセンサ１１７はオン状態となる。
【００３６】
このとき現像液の液面の高さが一定である場合、駆動モータ１１９が停止されてから可動部材１２１が初期位置に戻るまでの時間（以下、回復時間と呼ぶものとする）と、現像液の粘度とには比例関係がある。したがって、所定の液面の高さにおける可動部材１２１の当該比例関係を予めデータとして採取しておくことにより、可動部材１２１の回復時間を測定することによって現像液の粘度を検出できる。
【００３７】
また、現像液の粘度と現像液中のトナーの濃度とは、現像液の温度が一定の場合、ほぼ比例する。但し、粘度は温度によって変化する。従って、現像液容器３Ａ内に現像液に接するように温度計を設置し、現像液の温度と、上述の方法により回復時間を測定することにより、現像液のトナーの粘度をより正確に検出できる。これにより現像液のトナー濃度を検出できる。このため現像液予備容器５から提供される現像液と、キャリア液予備容器７から提供されるキャリア液とを、現像液容器３Ａに適量補充することにより現像液のトナーの濃度を一定に調節でき、印刷される画像の品質を一定に保つことが可能となる。
【００３８】
図５は、可動部材１２１の回復時間を計測する制御系のブロック図である。本制御系は制御部３００に含まれる。制御部３００は、ＣＰＵ１２０と、時計１２２と、メモリ１２８を有している。現像液の粘度を計測する時には、手動または自動でＣＰＵ１２０に駆動モータ１１９の回転を停止する指示が出される。当該指示を受けたＣＰＵ１２０は駆動モータ１１９を制御する駆動回路１２４に指示を出し、駆動モータ１１９の回転を停止させる。また、ＣＰＵ１２０は駆動モータ１１９を停止した時刻を、メモリ１２８に記録する。その後、ＣＰＵ１２０はフォトセンサ１１７がオフ状態となった時刻を取得してメモリ１２８に記録する。そして、ＣＰＵ１２０は、駆動モータ１１９が停止された時刻とフォトセンサ１１７がオフ状態となった時刻の差である、回復時間を算出する。さらに、ＣＰＵ１２０は、算出した回復時間に基づいて、現像液の粘度を検出する。粘度を検出するための上述のような比例関係を示すデータはメモリ１２８に格納されている。なお、時計１２２は、駆動モータ１１９を停止する指令が出されてからフォトセンサ１１７がオフ状態となるまでの回復時間を計測する機能を有していても良い。
【００３９】
図３から図５に示した現像液容器３Ａでは、３つのセンサユニット１１５はそれぞれ独立して機能する。例えば、各センサユニット１１５は、攪拌装置１０４の回転軸１１３近傍から保持容器１０３の周囲に向けて、徐々に受圧部１２１の長さが短くなるように可動部材１２１が配列される。各センサユニット１１５において、それぞれ受圧部１２１の長さを異なるものとすることにより、４段階の液面レベルを検出することができる。
【００４０】
図３では、３組のセンサユニット１１５を示した。しかし、１組のセンサユニット１１５のみでも、現像液の粘度を検出することができる。１組のみのセンサユニット１１５を用いて現像液の粘度を検出する場合には、受圧部１２５の長手方向の長さが最も長く、最も低い液面の高さでも現像液に浸されるセンサユニット１１５を使用することが望ましい。
【００４１】
以下、本発明の第二の実施形態の現像液容器３Ｂについて説明する。図６は、現像液容器３Ｂを示す部分破断斜視図である。現像液容器３Ｂは、図３に示す現像液容器３Ａの構成に加えて、変位補助部材２２１を付加した構成を有する。なお、現像液容器３Ｂは、現像液容器３Ａ同様、図２に示す現像液容器３と置き換えられる。また、上述した現像液容器３および現像液容器３Ａの部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
現像液容器３Ｂは、３つのセンサユニット１１５を有し、それらは攪拌装置１０４側から保持容器１０３の周面に向けて、センサユニット１１５ａ、センサユニット１１５ｂ、センサユニット１１５ｃの順に配列されている。図３に示した現像液容器３Ａのように、センサユニット１１５は、攪拌装置１０４の回転軸１１３に近いほど、受圧部１２５が長い。
【００４３】
変位補助部材２２１は、バネ２２３、現像液から圧力を受ける受圧部２２５ｄ、固定軸１２６に軸支される軸受け部２２７ｄ、アーム２２９ｄ、受圧部２２５ｄの先端部近傍から突出した突起部２３３を有する。なお、変位補助部材２２１は、センサユニット１１５ａ、センサユニット１１５ｂ、センサユニット１１５ｃとは異なり、センサを伴わない構成となっている。変位補助部材２２１が液面に対して垂直となるように、変位補助部材２２１のアーム２２９ｄはバネ２２３によって付勢されている。なお、センサユニット１１５ａ、センサユニット１１５ｂ、センサユニット１１５ｃそれぞれにおける現像液の粘度の検出方法に関しては、第一の実施形態に示した現像液容器３Ａの場合と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
センサユニット１１５ａ、センサユニット１１５ｂ、センサユニット１１５ｃは、保持容器１０３の周面から回転軸１１３に向って垂直に延びた固定軸１２６に、それぞれの軸受け部１２７が軸支されて配置されている。撹拌時において、保持容器１０３中では、回転軸１１３に近くなるほど現像液の回転力（回転速度）は弱く（遅く）なり、回転軸１１３から遠くなるほど現像液の回転力（回転速度）は強く（速く）なる。したがって、回転軸１１３から遠いほど、受圧部１２５に与える圧力が大きくなる。すなわち、現像液の圧力が大きいほど、受圧部１２５の単位面積に与える力が大きい。つまり、回転軸１１３から遠い位置では、受圧部１２５の面積は小さくても可動部材１２１は大きな力を受ける。逆に、回転軸１１３に近い位置では、受圧部１２５の面積を大きくないと可動部材１２１は十分な力を受けることができない。したがって、可動部材１２１は、受圧部１２５の長手方向の長さが長いもの（すなわち受圧面積が大きいもの）から順に、回転軸１１３から保持容器１０３の周面方向へ配置されている。また、言い換えれば、可動部材１２１は、可動部材１２１が移動を開始する現像液の液面の高さが低いものから順番に、回転軸１１３から保持容器１０３の周面方向へ配置されている。
【００４５】
図７から図１１は、センサユニット１１５と現像液との関係を示す図であり、それぞれ固定軸１２６の軸方向から見た図である。なお、本発明の実施形態の現像液容器３Ｂでは、５段階の液面レベルを検出可能であり、液面レベルが低いほうからレベル１、レベル２、レベル３、レベル４、レベル５と称すものとする。
【００４６】
図７は、現像液の液面がレベル１の場合を示す図である。レベル１は、液面が受圧部１２５ａの先端部よりも低い位置を示すものである。この場合、現像液から圧力を受ける受圧部１２５は存在しないため、オン状態となるフォトセンサは存在しない。すなわち、フォトセンサ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃは全てオフである。
【００４７】
図８は、現像液の液面がレベル２の場合を示す図である。レベル２は、液面がレベル１よりも高く、受圧部１２５ｂの先端部よりも低い位置を示すものである。したがって、レベル２では、可動部材１２１ａの受圧部１２５ａのみが現像液から受ける力によってＡ方向に移動する。そのため被検知部１２９ａが受光素子１３１ａに入射する光を遮り、フォトセンサ１１７ａがオン状態となる。
【００４８】
図９は、現像液の液面がレベル３の場合を示す図である。レベル３は、液面がレベル２よりも高く、受圧部１２５ｃの先端部よりも低い位置を示すものである。したがって、レベル３では、可動部材１２１ａの受圧部１２５ａだけではなく、可動部材１２１ｂの受圧部１２５ｂもまた現像液から受ける力によってＡ方向に移動する。そのためフォトセンサ１１７ａとフォトセンサ１１７ｂとがオン状態となる。
【００４９】
図１０は、現像液の液面がレベル４の場合を示す図である。レベル４は、液面がレベル３よりも高く、変位補助部材２２１の受圧部２２５ｄの先端部よりも低い位置を示すものである。したがって、受圧部１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃが現像液から受ける力によってＡ方向に移動する。そのためフォトセンサ１１７ａとフォトセンサ１１７ｂとフォトセンサ１１７ｃとがオン状態となる。
【００５０】
図１１は、現像液の液面がレベル５の場合を示す図である。レベル５は、液面がレベル４よりも高い位置を示すものである。したがって、受圧部１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、２２５ｄが現像液から受ける力によってＡ方向に移動する。また、レベル５は、保持容器１０３から現像液がオーバーフローする又はオーバーフローする寸前の位置を示す。
【００５１】
図１２は、変位補助部材２２１の外観図を示す。本実施形態においては、変位補助部材２２１の受圧部２２５ｄの先端部近傍には、受圧部２２５ｄの長手方向に垂直な方向に突出した突起部２３３が設置されている。突起部２３３は、変位補助部材２２１の受圧部２２５ｄの先端部がＡ方向に移動したとき、変位補助部材２２１から見て回転軸１１３側にある全ての可動部材１２１に突起部２３３が係合するだけの長さを有する。変位補助部材２２１は、他の可動部材１２１と比して回転軸１１３から最も遠くに配置される。また、現像液の回転力は最も強くなるので、受圧部２２５ｄは他の受圧部よりも、その回転角が最も大きくなる。このとき、変位補助部材２２１の突起部２３３は、受圧部１２５ａと、受圧部１２５ｂと、受圧部１２５ｃとに当接し、各受圧部１２５の位置を受圧部２２５ｄと平行な位置まで回転させる。
【００５２】
各受圧部１２５の位置が受圧部２２５ｄと平行な位置となり、且つ各被検知部１２９が各受光素子１３１を通り過ぎ全てのフォトセンサ１１７が全てオフ状態となるときを現像液の液面がレベル５であるものとする。（図１１参照）。なお、レベル１およびレベル５では、全てのフォトセンサ１１７がオフ状態である。以下、レベル１とレベル５とを識別する方法について説明する。
【００５３】
図１３は、駆動モータのトルクと、現像液の液面の高さとの関係を示すグラフである。駆動モータのトルクは、駆動モータに供給される電流から求めることができる。駆動モータのトルクと、液面の高さとには、ほぼ比例関係がある。なお、駆動モータのトルクは、制御部３００により検出可能である。
【００５４】
駆動モータのトルクには、レベル１の液面に相当するトルク領域と、レベル５の液面に相当するトルク領域とがある。フォトセンサ１１７が全てオフ状態にある時に駆動モータのトルクを所定のトルクＴと比較した場合、駆動モータのトルクがトルクＴよりも大きい場合には液面はレベル５にあり、駆動モータのトルクがトルクＴよりも小さい場合には液面はレベル１にあるものと、判別される。なお、検出されるトルクの精度は高いとはいえないため、レベル１からレベル５の各レベルを厳密に分けることはできないが、トルクの差が大きいレベル１とレベル５とを比較することは十分可能である。
【００５５】
図１４は、フォトセンサ１１７のオン・オフおよび駆動モータのトルクの大小と、液面のレベルとを関連付けたテーブルである。本テーブルは制御部３００により保持されている。駆動モータのトルクがトルクＴよりも小さく、全てのフォトセンサ１１７がオフである場合には、液面はレベル１にあると判別される。フォトセンサ１１７ａがオンで、フォトセンサ１１７ｂ及びフォトセンサ１１７ｃがオフである場合には、液面はレベル２にあると判別される。フォトセンサ１１７ａ及びフォトセンサ１１７ｂがオンで、フォトセンサ１１７ｃがオフである場合には、液面はレベル３にあると判別される。全てのフォトセンサ１１７がオンである場合には、液面はレベル４にあると判別される。駆動モータのトルクがトルクＴよりも大きく、全てのフォトセンサ１１７がオフである場合には、液面はレベル５にあると判別される。
【００５６】
図１５は、現像液の液面のレベルを判別する制御系（制御部３００に含まれる。図５と同一の要素には同一の符号を示す）を示すブロック図である。フォトセンサ１１７ａ、フォトセンサ１１７ｂ、及びフォトセンサ１１７ｃのオン・オフ結果と、駆動回路１２４においてモニタされる電流値とがＣＰＵ１２０に送信される。ＣＰＵ１２０は、上記フォトセンサ１１７のオン・オフ結果と、駆動回路１２４の電流値から算出されたトルクとを使用して、図１４に示されるテーブルに基づいて、現像液の液面のレベルを検出する。
【００５７】
以上のように、液面のレベルに応じてオン・オフされるセンサユニット１１５を複数、配置することによって、液面のレベルを検出することが可能となる。また、センサを伴わない変位補助部材２２１を少なくとも一つ以上のセンサユニット１１５に設置することにより、センサの数を増やすことなく、検出する液面のレベルを増やすことが可能となる。言い換えれば、検出可能なレベルの数に対してセンサの数を減らすことができ、コストダウン及び装置の簡易化が可能となる。なお、変位補助部材２２１を有さない構成（即ち、第一実施形態の構成）であっても、レベル１〜４の液面の高さを検出することは可能である。
【００５８】
次に、本発明の第三の実施形態の現像液容器３Ｃについて説明する。図１６は、現像液容器３Ｃを示す部分破断斜視図である。現像液容器３Ｃは、現像液容器３Ａ，３Ｂ同様、図２に示す現像液容器３と置き換えられる。また、上述した現像液容器３，３Ａ，３Ｂの部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。図１７は、現像液容器３Ｃを保持容器１０３の上方からみた断面図である。
【００５９】
現像液容器３Ｃでは、センサユニット１１５ａと、センサユニット１１５ｂと、センサユニット１１５ｃとは回転軸１１３を中心とした円１３３上に配置されている。センサユニット１１５は、受圧部１２５が短いものから現像液の流れ方向上流側から順に配置されており、その順番は上流側から順にセンサユニット１１５ｃ、センサユニット１１５ｂ、センサユニット１１５ａとなっている。現像液はＡ方向に回転するように撹拌されるため、現像液は遠心力によって僅かに外周側に集まるようにして回転する。そのため保持容器１０３内の現像液の液面は、回転軸１１３付近よりも現像液容器外周付近のほうが僅かに高くなっている。現像液容器３Ｃでは、センサユニット１１５が同一の円１３３上に配置されるため、回転軸１１３付近と現像液容器外周付近との液面の高低差の影響を受けることがない。
【００６０】
以上の第三の実施形態に係る現像液容器３Ｃでは、第一の実施形態に記載された方法と同様の方法によって、現像液の粘度及び現像液の液面の高さを検出することが可能である。また、センサユニット１１５を円１３３上に配置することによって、回転軸１１３付近と現像液容器外周付近との液面の高低差の影響をキャンセルできるため、現像液の液面の高さの検出精度を向上することが可能となる。さらに、変位補助部材をセンサユニットの測部に追加する事により、センサの数を増やすことなく、検出する液面のレベルの数を増やすことが可能となる。
【００６１】
次に、本発明の第四の実施形態の現像液容器３Ｄについて説明する。図１８は、現像液容器３Ｄを示す部分破断斜視図である。現像液容器３Ｄは、現像液容器３Ｃ同様、図２に示す現像液容器３と置き換えられる。また、上述した現像液容器Ｃの部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
現像液容器３Ｄでは、可動部材１２１の受圧部１２５に貫通穴１３５が形成されている。受圧部１２５に貫通穴１３５を設けることによって、撹拌される現像液は貫通穴１３５を通過するので、現像液の流れが乱れることが防止される。また穴１３５によって受圧部１２５に加わる現像液の圧力を減らすことができるので、穴１３５は可動部材１２１の受圧部１２５に加わる現像液の圧力を調節するときにも適宜設けられる。以上の第四の実施形態でも、第一の実施形態に記載された方法と同様の方法によって、現像液の粘度及び現像液の液面の高さを検出することが可能である。
【００６３】
以上説明した全ての実施形態において、可動部材の重量や形状の変更、可動部材を付勢するバネのバネ係数の調整、または駆動モータの回転数の調整等により、様々な粘度測定範囲を低コストで簡単に設定できる。また、高価な粘度センサの代わりに、安価なセンサを使用することができ、装置のコストダウンが可能となる。また、本構成のみで現像液の液面の高さ及び現像液の粘度の検出が可能であり、装置の小型化とコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、湿式プリンタの構成を示す側断面図である。
【図２】図２は、図１の背面側から湿式プリンタを見た図である。
【図３】図３は、第一の実施形態の現像液容器を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、センサユニットの断面図である。  図４（ｂ）は、現像液の攪拌中のセンサユニットの断面図である。
【図５】図５は、可動部材１２１の回復時間を計測する制御系のブロック図である。
【図６】図６は、第二の実施形態の現像液容器を示す図である。
【図７】図７は、センサユニットと現像液との関係を示す図である（レベル１）。
【図８】図８は、センサユニットと現像液との関係を示す図である（レベル２）。
【図９】図９は、センサユニットと現像液との関係を示す図である（レベル３）。
【図１０】図１０は、センサユニットと現像液との関係を示す図である（レベル４）。
【図１１】図１１は、センサユニットと現像液との関係を示す図である（レベル５）。
【図１２】図１２は、変位補助部材２２１の外観図である。
【図１３】図１３は、駆動モータのトルクと、現像液の液面の高さとの関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、フォトセンサのオン・オフと、駆動モータのトルクの大小と、液面のレベルとを関連付けたテーブルを示す図である。
【図１５】図１５は、現像液の液面のレベルを判別する制御系を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、第三の実施形態の現像液容器を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６の現像液容器を上方からみた断面図である。
【図１８】図１８は、第四の実施形態の現像液容器を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
３  ３Ａ  ３Ｂ  ３Ｃ  ３Ｄ  現像液容器
５  現像液予備容器
７  キャリア液予備容器
９  現像液補給ポンプ
１１  現像液循環ポンプ
１００  湿式プリンタ
１０４  攪拌装置
１１１  攪拌部
１１３  回転軸
１１５  １１５ａ  １１５ｂ  １１５ｃ  ２２１  センサユニット
１１７  フォトセンサ
１１９  駆動モータ
１２０  ＣＰＵ
１２１  １２１ａ  １２１ｂ  １２１ｃ  ２２１  可動部材
１２２  時計
１２３  １２３ａ  １２３ｂ  １２３ｃ  ２２３  バネ
１２４  駆動回路
１２５  １２５ａ  １２５ｂ  １２５ｃ  受圧部
１２７  １２７ａ  １２７ｂ  １２７ｃ  軸受け部
１２９  １２９ａ  １２９ｂ  １２９ｃ  被検知部
１３１  １３１ａ  １３１ｂ  １３１ｃ  受光素子
１３３  円
１３５  穴
２２１  変位補助部材
２２９ｄ  アーム
２３３  突起部
【図１】
2006313322.tif 000003
【図２】
2006313322.tif 000004
【図３】
2006313322.tif 000005
【図４】
2006313322.tif 000006
【図５】
2006313322.tif 000007
【図６】
2006313322.tif 000008
【図７】
2006313322.tif 000009
【図８】
2006313322.tif 000010
【図９】
2006313322.tif 000011
【図１０】
2006313322.tif 000012
【図１１】
2006313322.tif 000013
【図１２】
2006313322.tif 000014
【図１３】
2006313322.tif 000015
【図１４】
2006313322.tif 000016
【図１５】
2006313322.tif 000017
【図１６】
2006313322.tif 000018
【図１７】
2006313322.tif 000019
【図１８】
2006313322.tif 000020