(57)【要約】  【課題】液量を適切に検知することができる液量検知装置および湿式画像形成装置を提供すること。  【解決手段】シャフト４０には、下端４０ａ付近に第１の羽根４２が一体回転可能に取り付けられている。また、シャフト４０には、第１の羽根４２の上方に、第２の羽根４３が一体回転可能に取り付けられている。シャフト４０の上端には、シャフト４０を回転駆動するためのモータ４４が配置されている。モータ４４は、接続線４５を介して電源４６と接続されており、接続線４５の途中部には、モータ４４に供給される電流量を検出する電流計４７が配置されている。シャフト４０の回転にともなって、第１の羽根４２および第２の羽根４３も回転する。電流計４７の検出電流値に基づいて、容器本体２７Ａに溜められた液体現像剤の量が検知される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容容器に溜められる液体の量を検知するための液量検知装置であって、
前記収容容器内に略鉛直方向に延びて、回転可能に設けられたシャフトと、
このシャフトを回転駆動するためのモータと、
前記シャフトに対して一体回転可能に取り付けられた複数枚のものであって、収容容器内において、それぞれ高さ位置を異ならせて設けられた羽根と、
前記モータに供給される電流の量を検出する電流値検出手段と、
この電流値検出手段によって検出された電流値が変化したことに基づいて、前記収容容器に溜められた液体の液面が、前記複数枚の羽根のうちどの羽根まで達しているかを検出する液面高さ検出手段と
を含むことを特徴とする液量検知装置。
【請求項２】
前記複数枚の羽根は、互いに異なる高さ位置に設けられた２枚の羽根であることを特徴とする請求項１記載の液量検知装置。
【請求項３】
前記収容容器に溜められる液体は、トナー粒子をキャリア液に分散させた液体現像剤であることを特徴とする請求項１または２記載の液量検知装置。
【請求項４】
感光体ドラムと、
液体現像剤を用いて静電潜像を可視化するための液体現像装置とを含み、
液体現像装置には、トナー粒子をキャリア液に分散させた液体現像剤を収容する収容容器が備えられており、この収容容器に請求項３記載の液量検知装置が設けられていることを特徴とする湿式画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体現像剤等の液体の量を検知する液量検知装置、および、この液量検知装置を備えた湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、粉体の現像剤を用いて感光体ドラムの静電潜像の転写を行うことが主流であるが、トナー粒子をキャリア液に分散した液体現像剤を用いて静電潜像を現像する液体現像装置が提案されている（たとえば特許文献１）。
液体現像装置においては、液体現像剤は収容容器に溜められているが、液体現像剤は静電潜像の現像に用いるためのものであるから、収容容器に溜められている液体現像剤の液量は少なくとも最低限の液量を満たしている必要がある。
【０００３】
収容容器に溜められた液体現像剤の液量を検知するものとして、特許文献２に示すように、液面にフロートを浮かべ、上下動するフロートの位置を検出して液量を検知する液量検知方法が知られている。
【特許文献１】特開２００５−３１５９４８号公報
【特許文献２】特願昭５９−１２６５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液体現像剤の媒体であるキャリア液は、流動パラフィンやシリコーンオイル等、粘度が高い液体である。高い粘性の液体ではフロートの動きが悪く、フロートが液面の上下動にうまく連動しない。したがって、フロートを用いた液量検知は、液体現像剤の液量の検知にはあまり適しているとはいえない。
この発明は、かかる背景のもとになされたもので、収容容器に収容された液体の量を適切に検知することができる液量検知装置を提供することを目的とする。
【０００５】
さらに、この発明は、良好な画像を安定的に得ることができる湿式画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、収容容器（２７）に溜められる液体の量を検知するための液量検知装置（１００）であって、前記収容容器内に略鉛直方向に延びて、回転可能に設けられたシャフト（４０）と、このシャフトを回転駆動するためのモータ（４４）と、前記シャフトに対して一体回転可能に取り付けられた複数枚のものであって、収容容器内において、それぞれ高さ位置を異ならせて設けられた羽根（４２、４３）と、前記モータに供給される電流の量を検出する電流値検出手段（４７）と、この電流値検出手段によって検出された電流値が変化したことに基づいて、前記収容容器に溜められた液体の液面（Ｓ）が、前記複数枚の羽根のうちどの羽根まで達しているかを検出する液面高さ検出手段（４８）とを含むことを特徴とする液量検知装置である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
請求項１記載の発明によれば、シャフトの回転時に、シャフトと一体回転する羽根が液体に触れているか、および、何枚の羽根が液体に触れているかによって、モータの負荷トルクが変化する。モータへの供給電流はモータの負荷トルクに比例している。このため、モータへの供給電流を検出することで、収容容器に溜められた液体の量を適切に検知することができる。モータの負荷トルクの変化に基づく液量検知であるので、液体に粘度に関わりなく、液量を適切に検知することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記複数枚の羽根（４２、４３）では、互いに異なる高さ位置に設けられた２枚の羽根であることを特徴とする請求項１記載の液量検知装置である。
請求項２記載の発明によれば、前記羽根の枚数を２枚とすることで、収容容器に溜められている液体の量を２段階で検知することができる。これにより、簡単な構成によって、２段階で検知を行うことができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記収容容器に溜められる液体は、トナー粒子をキャリア液に分散させた液体現像剤であることを特徴とする請求項１または２記載の液量検知装置である。
請求項３記載の発明によれば、モータの負荷トルクの変化に基づく液量検知であるので、液体に粘度に関わりなく、良好に液量を検知することができる。このため、液体現像剤の液量検知に適用することが可能である。
【００１０】
液体現像剤は粘度が比較的高いもの（たとえば粘度が８ｍＰａ・ｓ以上）であることが好ましい。この場合、羽根が液体現像剤に触れたときのモータの負荷トルクの変化がより大きく、これにより、収容容器に溜められた液体現像剤の量をより精度よく検知することができる。しかしながら、それよりも粘度の低い液体現像剤であっても、液体現像剤の液量は適切に検出することができる。
【００１１】
なお、液量検知装置は、トナー粒子が含まれないキャリア液の量を検知するものであってもよい。
請求項４記載の発明は、感光体ドラム（６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫ）と、液体現像剤を用いて静電潜像を可視化するための液体現像装置（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＢＫ）とを含み、液体現像装置には、トナー粒子をキャリア液に分散させた液体現像剤を収容する収容容器（２７Ａ）が備えられており、この収容容器に請求項３記載の液量検知装置が設けられていることを特徴とする湿式画像形成装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の液体現像剤の液量検知装置が採用されているから、液体現像装置内で現像剤切れを起こすことなく、適切な量の液体現像剤が感光体ドラムに与えられる。これにより、良好な画像を安定的に得ることができる湿式画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る液量検知装置が適用された湿式画像形成装置の構成を示す概略図である。湿式画像形成装置１は、カラー画像を形成するものであり、第１の画像形成機構２、第２の画像形成機構３、第３の画像形成機構４および第４の画像形成機構５を備えている。各画像形成機構２〜５は、図１において上から順にシアン（Ｃ）用、マゼンタ（Ｍ）用、イエロー（Ｙ）用、ブラック（ＢＫ）用として構成され、ほぼ共通した構成のユニットからなっている。
【００１４】
各画像形成機構２〜５は、円筒状の感光体ドラム６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫと、感光体ドラム６Ｃ〜６ＢＫの表面に形成された静電潜像を、感光体ドラム６Ｃ〜６ＢＫに対応する色の液体現像剤を供給して現像する液体現像装置７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＢＫとを備えている。
感光体ドラム６Ｃ〜６ＢＫの表面に現像された各色のトナー画像が無端状の中間転写ベルト８に一時的に転写され、図示しない二次転写ローラによってトナー画像が用紙に転写される。トナー画像が転写された用紙は、図示しない定着装置によって加熱および加圧され、これによって、フルカラーのトナー画像が用紙上に定着される。
【００１５】
各液体現像装置７Ｃ〜７ＢＫは互いに共通した構成を有している。このため、シアン用の液体現像装置７Ｃを例にとって説明し、他の液体現像装置７Ｍ、７Ｙ、７ＢＫの構成については説明を省略する。
液体現像装置７Ｃは、液体現像剤が溜められた供給ポット２０と、供給ポット２０から液体現像剤を汲み取る供給ローラ２１と、供給ローラ２１の周面と接触して、供給ローラ２１によって汲み取られた液体現像剤を現像ローラ２３の周面に塗布する塗布ローラ２２と、感光体ドラム６Ｃの表面に接触して、液体現像剤を感光体ドラム６Ｃに供給する液体現像剤担持体としての現像ローラ２３とを備えている。
【００１６】
供給ローラ２１は、供給ポット２０内に入り込んで、供給ポット２０に溜められた液体現像剤に浸されている。供給ポット２０内の液体現像剤は濡れ性が大きく、このため、液体現像剤は供給ローラ２１の回転によって汲み取られ、塗布ローラ２２および現像ローラ２３を介して、感光体ドラム６Ｃの表面に与えられる。現像ローラ２３には、感光体ドラム６Ｃの表面に画像を形成した後の現像ローラ２３の表面に残留する液体現像剤を掻き取るクリーニングブレード２４が配置されている。
【００１７】
さらに、液体現像装置７Ｃは、供給ポット２０に供給するための液体現像剤を適正範囲のトナー粒子濃度に調整しつつ溜める調合ポット２６と、調合ポット２６に供給される液体現像剤が溜められるトナーポット２７と、クリーニングブレード２４によって掻き取られて回収された液体現像剤を溜める回収ポット２８とを備えている。
調合ポット２６には、トナーポット２７から新規現像剤搬送路２９を通って液体現像剤が供給されるようになっている。液体現像剤はトナー粒子をキャリア液に分散させたものであるが、キャリア液には比較的粘度の高い液体が用いられており、このため、液体現像剤も比較的粘度が高くなっている場合がある。新規現像剤搬送路２９には弁３０が介装されており、この弁３０を開成することにより、液体現像剤がトナーポット２７から調合ポット２６に付与される。
【００１８】
この液体現像装置７Ｃでは、回収済みの液体現像剤は再度現像に用いられており、調合ポット２６には、回収現像剤搬送路３１を介して回収ポット２８から液体現像剤が供給されるようになっている。回収現像剤搬送路３１には弁３２が介装されており、この弁３２が開成されると、回収ポット２８の液体現像剤は調合ポット２６に付与される。
また、調合ポット２６には、キャリア液搬送路３３および分岐路３３Ｃを介してキャリア液タンク３４が接続されている。キャリア液タンク３４には、液体現像剤を希釈するためのキャリア液が溜められている。キャリア液として、流動パラフィンやシリコーンオイル、アイソパーＧ等が用いられており、液体現像剤の粘度が比較的高くなっている（たとえば粘度が８ｍＰａ・ｓ以上）。
【００１９】
調合ポット２６の底部には液体現像剤を攪拌する攪拌羽根３６が設置されている。トナーポット２７から供給された新規現像剤、回収ポット２８から与えられた回収現像剤、およびキャリア液タンク３４から与えられたキャリア液が、攪拌羽根３６で攪拌され互いに混ざり合った状態で溜められている。調合ポット２６には液体現像剤のトナー粒子濃度を測定する濃度センサ３７が取り付けられている。調合ポット２６の液体現像剤のトナー粒子濃度は監視されており、フィードバック制御にて、適正範囲に保たれている。
【００２０】
調合ポット２６は搬送路３８を介して供給ポット２０に接続されている。搬送路３８の途中部には弁３９が介装されており、弁３９が開成されることにより、適正濃度に調整された液体現像剤が供給ポット２０に対して供給される。
キャリア液タンク３４は全ての液体現像装置７Ｃ〜７ＢＫの調合ポット２６に対してキャリア液を供給するものであり、キャリア液タンク３４に接続されたキャリア液搬送路３３から分岐した各色用の分岐路３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙを通してキャリア液が各液体現像装置７Ｃ〜７ＢＫの調合ポット２６に供給される。シアン用の分岐路３３Ｃには弁３５Ｃが介装され、マゼンタ用の分岐路３３Ｍには弁３５Ｍが介装されている。ブラック用の分岐路３３ＢＫには弁３５ＢＫが介装されている。
【００２１】
トナーポット２７には、溜められている液体現像剤の液量を検知するための液量検知装置１００が設置されている。トナーポット２７に溜められている液体現像剤の量は２箇所で液量が検出されている。すなわち、第１の液量（後述する液面高さｈ1に相当）未満なのか、第１の液量以上で第２の液量（後述する液面高さｈ3に相当）未満なのか、第２の液量以上なのかを、検知することができる。
【００２２】
図２は、前記液量検知装置により、トナーポットに溜められた液体現像剤の量を検知する構成を示す模式図である。トナーポット２７は、上方が開放した有底の容器本体２７Ａ  を備えている。
図２を参照して液量検知装置１００について説明する。液量検知装置１００は、トナーポット２７の容器本体２７Ａ内において鉛直方向に延びたシャフト４０を備えている。シャフト４０はトナーポット２７の図示しない壁等に回転可能に支持されており、シャフト４０は容器本体２７Ａ内に浮いた状態に保持されている。
【００２３】
シャフト４０には、下端４０ａ付近に第１の羽根４２が一体回転可能に取り付けられている。また、シャフト４０の途中部には、第１の羽根４２の上方に、第２の羽根４３が一体回転可能に取り付けられている。第１の羽根４２および第２の羽根４３は上下方向に間隔（ｈ3−ｈ2）を隔てて配置されている。シャフト４０が回転すると、これに伴って、第１の羽根４２および第２の羽根４３はシャフト４０を中心として回転する。
【００２４】
第１および第２の羽根４２、４３は、たとえばファンタービン用の攪拌羽根であり、ともに直径がたとえば２０ｍｍに設定されている。図３に示すように、トナーポット２７の底面２７Ｂを基準として、第１の羽根４２の下端をｈ1、上端をｈ2とし、第２の羽根４３の下端をｈ3、上端をｈ4とすると、第１の羽根４２の厚み（ｈ2−ｈ1）はたとえば３ｍｍに設定されており、第２の羽根４３の厚み（ｈ4−ｈ3）はたとえば１０ｍｍに設定されている。第１および第２の羽根４２、４３の間隔（ｈ3−ｈ2）はたとえば２７ｍｍに設定されている。第１の羽根４２および第２の羽根４３の形状は、同じであってもよいし、互いに異ならせていてもよい。シャフト４０の上端には、シャフト４０を回転駆動するためのモータ４４が配置されている。
【００２５】
モータ４４は、トナーポット２７外の図示しない壁等に固定されており、出力軸（図示しない）がシャフト４０と一体回転可能に連結されている。モータ４４には接続線４５を介して電源４６が接続されている。電源４６には制御部４８が接続されており、制御部４８が電源４６をオンすることで、モータ４４に通電されるようになっている。また、接続線４５の途中部には、モータ４４に供給される電流量を検出する電流値検出手段としての電流計４７が配置されている。電流計４７は前記制御部４８に接続されており、電流計４７の検出電流値が制御部４８に入力されるようになっている。
【００２６】
モータ４４への通電が行われると、モータ４４はシャフト４０を図中の矢印４１の方向にたとえば５０ｒ／ｍｉｎで回転駆動する。シャフト４０の回転に伴って第１の羽根４２および第２の羽根４３も矢印４１の方向に回転する。制御部４８は、電流計４７の検出電流値に基づいて、トナーポット２７に溜められた液体現像剤の量を検知する。なお、制御部４８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成されている。制御部４８は、湿式画像形成装置１の主制御部と別に設けられていてもよいし、主制御部内に含められていてもよい。
【００２７】
図３は、トナーポットにおける液体現像剤の液面高さと、電流計による検出電流値との関係を示す図である。
トナーポット２７に溜められている液体現像剤の液量の検知は、たとえば電源オン時に行われる。このとき制御部４８は、モータ４４を回転駆動させてシャフト４０および羽根４２、４３を回転させるとともに、モータ４４の回転開始から所定時間経過した後、電流計４７の検出電流値をチェックする。
【００２８】
液体現像剤の液面Ｓの高さがｈ1未満である場合（たとえば図２に示す状態）では、検出電流値は、Ｉ0で一定である。
液体現像剤の量が図２に示す状態より多く、液面Ｓの高さがｈ1に達していると、第１の羽根４２が液体現像剤と触れつつ回転するために、図２に示す状態よりもモータ４４の負荷トルクが増大する。モータ４４への供給電流はモータ４４の負荷トルクに比例しており、モータ４４の負荷トルクが増大するとモータ４４への供給電流も比例して増大するようになっている。このため、図３に示すように、電流計４７が検出する検出電流値がＩ0から上昇してＩ1となる。
【００２９】
液体現像剤の量がさらに多く、液面Ｓの高さがｈ3に達していると、第１の羽根４２だけでなく第２の羽根４３も液体現像剤と触れつつ回転するようになる。このとき、モータ４４の負荷トルクはさらに増大し、モータ４４への供給電流がより増大し、電流計４７にて検出される電流値がＩ1から上昇してＩ2となる。
電流計４７の検出電流値には閾値が設定されている。制御部４８は、電流計４７の検出電流値がＩ0であるときは液面高さがｈ1未満であると判断し、電流計４７により検出された検出電流値がＩ1付近であるときは液面高さがｈ1からｈ3の範囲にあると判断し、電流計４７により検出された検出電流値がＩ2付近であるときは、液面高さがｈ3以上であると判断する。
【００３０】
電流計４７の検出電流値の変化量は、液体現像剤の粘度やトナー粒子濃度によって大きく左右される。したがって、液体現像剤の粘度やトナー粒子濃度に応じて、閾値が設定されていることが好ましい。たとえば、キャリア液としてアイソパーＧを用いトナー粒子濃度５％、粘度を８ｍＰａ・ｓとした液体現像剤では、基準の検出電流値Ｉ0が２５ｍＡであるときは、Ｉ1が５８ｍＡ、Ｉ2が８１ｍＡとなる。また、キャリア液として流動パラフィンを用いトナー粒子濃度２０％、粘度を８０ｍＰａ・ｓとした液体現像剤では、Ｉ1が６８ｍＡ、Ｉ2が１００ｍＡとなる。さらに、キャリア液としてシリコーンオイルを用い、トナー粒子濃度２０％、粘度を１５０ｍＰａ・ｓとした液体現像剤では、Ｉ1が７５ｍＡ、Ｉ2が１２３ｍＡとなる。
【００３１】
液量検知装置１００による液量検知の結果、トナーポット２７に溜められた液体現像剤の量が不足していると判断された場合、トナーポット２７に接続された図示しないトナーカートリッジから新たな液体現像剤がトナーポット２７に流入され、トナーポット２７にためられている液体現像剤の量が増やされる。
この実施形態によれば、モータ４４への供給電流を検出することで、トナーポット２７に溜められた液体現像剤の量を適切に検知することができる。モータ４４の負荷トルクの変化に基づく液量検知であるので、比較的粘度が高い液体現像剤（たとえば粘度が８ｍＰａ・ｓ以上）であっても、液量を適切に検知することができる。
【００３２】
また、液体現像剤の量を２段階で検知するので、トナーポット２７において、より細かな液体現像剤の液量の制御を行うことができる。
さらに、前記液体現像剤は粘度が比較的高い（たとえば粘度が８ｍＰａ・ｓ以上）ために、第１の羽根４２および第２の羽根４３が液体現像剤に触れたときのモータ４４の負荷トルクの変化が大きい。したがって、液量検知装置１００によって、液体現像剤の液量が精度よく検知されている。
【００３３】
この実施形態は前述のものに限られない。前述の説明では、シャフト４０の回転速度はたとえば５０ｒ／ｍｉｎであるとして説明したが、前記シャフト４０の回転速度は、たとえば５０ｒ／ｍｉｎ〜１００ｒ／ｍｉｎの範囲であることが好ましい。かかる範囲であれば、トナーポット２７内に溜められている液体現像剤が周囲に飛散しにくい。しかし、シャフト４０をたとえば２０００ｒ／ｍｉｎ程度の高速で回転させることもできる。
【００３４】
また、前述の説明では、シャフト４０に２枚の羽根４２、４３を取り付け、トナーポット２７に溜められた液体現像剤の液量を２段階で検知するものとしたが、これに限られず、シャフト４０に３枚の羽根を取り付け、液体現像剤の量を３段階で検知するものであってもよいし、それ以上の羽根を取り付ける構成であってもよい。
さらに、液量検知装置１００を用いた液量検知は、湿式画像形成装置１の電源オン時に行うものとして説明したが、液量検知は予め定める画像形成枚数（たとえば１００００枚）ごとに行うものであってもよい。
【００３５】
また、液量検知装置１００はトナーポット２７に設けるものとして説明したが、調合ポット２６や供給ポット２０、さらには回収ポット２８に設けることもできる。
さらにまた、液量検知装置１００は、トナー粒子をキャリア液に分散した液体現像剤の液量を検知するものに限られず、キャリア液が溜められるキャリア液タンク３４に液量検知装置１００を適用して、キャリア液の液量を検知することもできる。
【００３６】
また、液体現像剤として、たとえば粘度が８ｍＰａ・ｓ以上の液体を用いるとして説明したが、８ｍＰａ・ｓ未満の液体現像剤であっても液量検知装置１００を用いて適切な液位検出を行うことができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態に係る液量検知装置が適用された湿式画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】前記液量検知装置により、トナーポットに溜められた液体現像剤の量を検知する構成を示す模式図である。
【図３】トナーポットにおける液体現像剤の液面高さと、電流計による検出電流値との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  湿式画像形成装置
２〜５  画像形成機構
６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫ  感光体ドラム
７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＢＫ  液体現像装置
２７  トナーポット
２７Ａ  容器本体（収容容器）
４０  シャフト
４２  第１の羽根
４３  第２の羽根
４４  モータ
４７  電流計（電流値検出手段）
４８  制御部（液面高さ検出手段）
Ｓ  液面
【図１】
2008009071.tif 000003
【図２】
2008009071.tif 000004
【図３】
2008009071.tif 000005