JP4324624B2 - 液面検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、液面検知装置及び画像形成装置、特に、液体供給装置によって供給された液体を収容する液体収容容器の液面を検出する液面検知装置及びこの液面検知装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、画像情報に基づいて用紙に画像を形成する画像形成部と、画像形成部で形成された画像を用紙に定着させる定着部と、定着部で画像が定着された用紙を排出する排出部とを備えている。

この画像形成装置では、画像形成部で用紙に画像が形成され、定着部で画像が定着される。画像が定着された用紙が排出部から排出される。

ここで、液体の現像剤を用いた画像形成装置では、現像に使用されなかった残留現像剤を回収し、再利用するようにしたものがある。このような方式の画像形成装置では、収容容器に残留現像剤を回収し、撹拌及び濃度調整を行った後に、この濃度調整された現像剤を再び利用するために画像形成部に設けられた現像装置に供給するようにしている。

このような画像形成装置では、収容容器内の現像剤の量が減少すると、現像剤を収容容器に供給する。そして、液量検出装置によって収容容器内の現像剤の量が所定量に達したことを検出すると、現像剤の供給を停止させる（特許文献１参照）。
特開昭５９−１２６５７０号公報

特許文献１に記載の液量検知装置では、液体収容容器内にフロートが収納され、液体の液面の高さ位置よってフロートが液体収容容器内を上下し、フロートの位置によって液面が検知される。しかし、液体の粘度が高いと、液面が高くなってもフロートの高さ位置が上がらない場合がある。このために液体収容容器内の液体の量を精度良く検知しにくい。

本発明の課題は、液体収容容器内の液体の量を精度良く検出することにある。

請求項１に係る液面検知装置は、液体供給装置によって供給された液体現像剤を収容する液体収容容器内の液体現像剤の液面が所定の位置に位置することを検出する液面検知装置であって、液体収容容器には液体現像剤中のトナー濃度を検出する濃度検出装置が接続され、回転体と、回転検知機構と、液面検知手段と、を備えている。回転体は、液体収容容器の内部に配置され、液面が基準値以下の場合には、液体供給装置によって供給された液体現像剤によって回転させられる。回転検知機構は回転体の回転状態を検知する。液面検知手段は回転検知機構による検知結果から液体現像剤の液面高さ位置を検知する。液面検知手段により液面が所定位置に達したことが検知されると、液体供給装置による液体収容容器への液体の供給を停止する。

この液面検知装置は、液体供給装置によって液体収容容器の内部に液体が供給され、この供給された液体によって回転体に回転モーメントが加えられる。このとき、液面が基準値以下の場合には、回転体が回転させられ回転検知機構によって回転体の回転状態が検知される。回転検知機構の検知結果に基づいて液面の高さ位置が検出される。

ここでは、供給する液体によって回転体が回転させられることによって、液面の高さ位置が検知されるために、液体の粘度が高い場合などであっても、精度良く液面の高さ位置が検出できる。すなわち、液体収容容器内の液量を検出することができる。

請求項２に係る液面検知装置は、請求項１に記載の液面検知装置であって、回転体は、液体収容容器の壁面に回転自在に取り付けられた回転軸と、回転軸から放射状に延びるように形成され液体供給装置からの液体現像剤が衝突する羽根部材と、を有している。

ここでは、液体供給装置から液体が羽根部材に供給され、羽根部材が力を受けることで回転軸を回転させる回転モーメントを加えることができる。

請求項３に係る液面検知装置は、請求項１または２に記載の液面検知装置であって、回転検知機構は、回転軸に取り付けられ、光が通過可能な少なくとも１つのスリットを有する円板と、円板に向かって発光する発光部材と、発光部材が発光し、スリットを通過した光を受光する受光部材と、を有している。

ここでは、円板に設けられたスリットを通過した光を受光部材で受光することで、回転体の回転状態を検知することができる。例えば回転体が回転している場合にはスリットを通過した光が受光部材に断続的に受光される。一方、回転体が回転していない場合には、発光部材の光がスリットを通過できず受光部材で光を受光できない又は常に発光部材の光がスリットを通過するために受光部材で光を常に受光する。以上より断続的に受光部材で光が受光されることによって回転体が回転していると検知される。

請求項４に係る液面検知装置は、請求項１から３のいずれかに記載の液面検知装置であって、回転検知機構は、回転軸に取り付けられ、光を反射可能な反射部分と、反射部分と径方向において同じ位置に設けられ光を反射不能な反射不能部分とを有する円板と、円板の反射部分及び反射不能部分が配置されている径方向位置に向かって発光する発光部材と、反射部分で反射された光を受光する受光部材と、を有している。

ここでは、円板に設けられた反射部分を介して発光部材の光を受光部材で受光することで、回転体が回転しているか否かを検知することができる。具体的には、回転体が回転している場合には反射部によって反射させられた光が受光部材に断続的に受光される。一方、回転体が回転していない場合には、発光部材の光が常に反射不能部分に照射されるために受光部材で光を受光できない又は発光部材の光が常に反射部分に照射されるために受光部材で光を常に受光される。以上より受光部材で断続的に光が受光されることによって回転体が回転していると検知される。

請求項５に係る液面検知装置は、請求項１から４のいずれかに記載の液面検知装置であ
って、液体収容容器は、その上部に設けられた液体供給口と、その下部に配置された液体排出口と、液体排出口と液体供給装置とを接続する液体流通路と、液体流通路に設けられ、液体排出口の液体現像剤を液体供給装置まで持ち上げるポンプと、を備えている。

この液面検知装置では、液体収容容器の下部に配置された液体排出口から液体がポンプによって液体流通路を介して液体供給装置に搬送される。このために、液体収容容器に液体を新たに供給する構成でない場合であっても、液面の高さ位置が所定の位置以上か否かを検出することができる。

請求項６に係る画像形成装置は、画像情報に基づいて画像を形成可能な画像形成部と、
画像形成部で使用された液体現像剤を再利用するための液体現像剤循環装置と、液体現像
剤循環装置に設けられ、再利用される液体現像剤を収容する液体収容容器と、液体収容容器に接続され、液体現像剤中のトナー濃度を検出する濃度検出装置と、液面が基準値以下の場合には、液体収容容器の内部に配置され、液体供給装置によって供給された液体現像剤によって回転させられる回転体と、回転体の回転状態を検知する回転検知機構と、回転検知機構による検知結果から液体現像剤の液面高さ位置を検知する液面検知手段と、を有する液面検知装置と、を備えている。液面検知手段により液面が所定位置に達したことが検知されると、液体供給装置による液体収容容器への液体の供給を停止する。

この画像形成装置では、画像形成部において用紙に画像が形成され、画像形成部で使用された液体現像剤が液体現像剤循環装置によって再利用される。このとき、液体収容用容器内の液面の高さ位置が液面検知装置によって検知される。

ここでは、液体現像剤の粘度が高い場合であっても、液体現像剤循環装置の液体収容容器に収容される液体現像剤の液面高さ位置が精度良く検出される。

請求項７に係る液体収容容器は、液体現像剤が収容された液体収容容器であって、容器本体と、液体供給口と、液体排出口と、液体流通路と、ポンプと、回転体と、回転検知機構と、液面検知手段と、を備えている。容器本体は液体を収納可能な部材である。液体供給装置は容器本体の上部に設けられている。液体排出口は、容器本体の下部に配置されている。液体流通路は、液体排出口と液体供給口とを接続する部分である。ポンプは、液体流通路に設けられ、液体排出口の液体現像剤を液体供給口まで持ち上げる。回転体は、容器本体の内部に配置され、容器本体内の液面が基準値以下の場合には液体供給装置によって供給された液体現像剤によって回転させられる。回転検知機構は回転体の回転状態を検知する。液面検知手段は、回転検知機構による検知結果から液体現像剤の液面高さ位置を検知する。

本発明では、液体収容容器内の液体の量を精度良く検出することができる。

＜第１実施形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の画像処理装置の実施の一形態について説明する。なお、説明の便宜上、図面では部材の位置及び大きさ等は適宜強調して描かれている。また、以下の実施形態は、本発明の画像処理装置の一例として、プリンタを挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の画像処理装置は画像形成部を備えていればよく、コピー機、ファクシミリ機としての機能を有する所謂複合機（ＭＦＰ、Multi Function Peripheral）やコピー機能のみを備えたものでもよい。以下に説明するこれらの部材の具体的な構成や、その他の部材等については、適宜変更可能である。

１．全体構成
図１を用いて本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１の概略構成を説明する。図１は、カラープリンタ１の要部構成を示す正面図である。

カラープリンタ１は、画像データに基づいてトナー画像を形成するタンデム式の画像形成部２と、用紙を収容する用紙収納部３と、画像形成部２で形成されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写部４と、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる定着部５と、定着の完了した用紙を排紙する排出部６と、用紙収納部３から排出部６まで用紙を搬送する用紙搬送部７と、を主に備えている。

画像形成部２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢとを備える。

被転写体である中間転写ベルト２１は、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図１において矢印で示すように時計回りに循環駆動される。循環駆動において外側を向く面を以下、表面と称し、他方の面を裏面と称する。

画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と二次転写部４との間に中間転写ベルト２１の近傍に４つ並べて配置される。なお、各画形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、各色の混色による完成画像への影響を配慮すると、この配置が好ましい。画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、静電潜像担持体としての感光体ドラム１０と、帯電装置としての帯電器１１と、露光装置としてのＬＥＤ露光装置１２と、液体現像装置９と、転写装置としての一次転写ローラ２０と、クリーニング装置２６と、除電装置１３と、キャリア液除去ローラ３０と、液体現像剤循環装置２７（図２参照）とを備える。また、画像形成ユニットのうち、最も二次転写部４に近い位置に位置する画像形成ユニットＦＢには、キャリア液除去ローラ３０が設けられていないが、その他の構成は同一である。なお、液体現像剤循環装置２７については後に詳述する。

感光体ドラム１０は、円柱状の部材であって、その表面に帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）したトナーを含むトナー像を担持可能である。感光体ドラム１０は、図１において反時計回りに回転可能な部材である。

帯電器１１は、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させることができる機器である。

ＬＥＤ露光装置１２は、ＬＥＤの光源を有し、帯電した感光体ドラム１０表面を画像データに応じた光で照射し、感光体ドラム１０の表面に静電潜像を形成可能である。

液体現像装置９は、感光体ドラム１０に液体現像剤を供給するためのものであって、現像ローラ９１と、供給ローラ９２と、支持ローラ９３と、現像剤供給部材９４と、現像剤除去装置９６と、現像剤帯電装置９７とを備えている。現像ローラ９１は感光体ドラム１０に接触するように配置されている。供給ローラ９２は、現像ローラ９１に液体現像剤を供給するためのものであって、現像ローラ９１の下部に接触している。支持ローラ９３は、液体現像剤を供給ローラ９２とともに支持するための部材であって、供給ローラ９２に接触するように配置されている。この供給ローラ９２には、ドクターブレード９２１が接触させられている。このドクターブレード９２１によって、現像ローラ９１に供給するために供給ローラ９２上に担持されている液体現像剤の層厚が所定の厚さに規制される。現像剤供給部材９４は、供給ローラ９２と支持ローラ９３との接触部分に液体現像剤を供給するための部材である。現像剤除去装置９６は、感光体ドラム１０に供給されずに現像ローラ９１上に残留した液体現像剤を除去するための装置であって、現像剤除去ブレード９６１を有している。この現像剤除去ブレード９６１によって現像ローラ９１上の液体現像剤が掻き取られる。現像剤帯電装置９７は、現像ローラ９１に担持された液体現像剤中のトナーを帯電させるための装置であって、現像ローラ９１の近傍に配置されている。

転写装置としての一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１の感光体ドラム１０が接触している部分の裏面に接するように配置されている。一次転写ローラ２０には、図示しない電源から感光体ドラム１０の表面に形成されたトナー像中のトナーの帯電極性とは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧が印加されるようになっている。つまり、一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１と接触している位置で、中間転写ベルト２１にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する。中間転写ベルト２１は導電性を有するので、この印加電圧によって、中間転写ベルト２１の表面側及びその周辺にトナーが引き付けられる。

クリーニング装置２６は、感光体ドラム１０から中間転写ベルト２１に転写されずに残留した現像剤をクリーニングするための装置であって、残留現像剤搬送スクリュー２６１と、ドラムクリーニングブレード２６２とを備えている。残留現像剤搬送スクリュー２６１は、ドラムクリーニングブレード２６２と後述するキャリア液除去ローラ３０によって掻き取られ、クリーニング装置２６内に収納された残留現像剤をクリーニング装置２６の外部に搬送するための部材であって、クリーニング装置２６内に配置されている。ドラムクリーニングブレード２６２は、感光体ドラム１０の表面に残留した現像剤を掻き取るための部材であって、感光体ドラム１０が延びる方向に延びた板状の部材である。

またドラムクリーニングブレード２６２は、端部が感光体ドラム１０の表面に摺接しており、感光体ドラム１０の回転に伴って感光体ドラム１０上に残留した現像剤を掻き取る。

除電装置１３は、光源を備え、ドラムクリーニングブレード２６２による現像剤除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電し、次の画像形成に備える。

キャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と同方向に回転可能な略円柱状の部材である。また、キャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２１とが接触する位置よりも二次転写部４が配置されている側に配置されており、中間転写ベルト２１の表面からキャリアを除去する部材である。

用紙収納部３は、トナー像を定着させる用紙を収納する部分であって、カラープリンタ１の下部に配置されている。また、用紙収納部３は、用紙を収納している給紙カセットを有している。

二次転写部４は、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像を用紙に転写する部分であって、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラと、支持ローラに対向して配置された二次転写ローラとを有している。

定着部５は、用紙にトナー像を定着させる部分であって、二次転写部４の上側に配置されている。また、定着部５は、用紙に転写されたトナー像に接する加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１に対向して配置された加圧ローラ５２とを有している。

排出部６は、定着部５でトナー像が定着された用紙が排出される部分であって、カラープリンタ１の上部に配置されている。

用紙搬送部７は用紙収納部３から二次転写部４や定着部５、排出部６に用紙を搬送する部分である。

２．液体現像剤循環装置
液体現像剤循環装置８の全体構成を示す図２に基づいて液体現像剤循環装置８の構成を説明する。この液体現像剤循環装置２７は、感光体ドラム１０へトナー供給した後に現像剤除去ブレード９６１によって現像ローラ９１の表面から掻き取られた現像剤（トナーとキャリア液との混合物）を循環させ再利用するための装置である。また液体現像剤循環装置２７は、残留現像剤タンク２７１と、現像剤収容容器２７２と、固形分濃度検出装置２７３と、キャリアタンク２７４と、トナータンク２７５と、液量検出装置２８（図３参照）と、現像剤リザーブタンク２７７と、液体現像剤供給装置２７８と、複数のポンプＰ１〜Ｐ８と、を備えている。

残留現像剤タンク２７１は、現像装置９にパイプを介して接続され、感光体ドラム１０へトナーを供給した後に現像剤除去ブレード９６１によって現像ローラ９１の表面から掻き取られた液体現像剤を収納可能なタンクである。また、現像装置９と残留現像剤タンク２７１との間にはポンプＰ１が取り付けられており、現像ローラ９１の表面から掻き取られた残留現像剤を残留現像剤タンク２７１に移動させるようになっている。また、現像装置９と残留現像剤タンク２７１にパイプを介して接続されており、このパイプにはチューブポンプＰ５が接続されている。現像装置９の供給ローラ９２によって現像ローラ９１に供給されなかった現像剤は、現像装置９から残留現像剤タンク２７１へ現像剤を排出する。

現像剤収容容器２７２は、残留現像剤タンク２７１に接続されており、液体現像剤のトナー濃度を調整するための容器である。現像剤収容容器２７２は残留現像剤タンク２７１にパイプを介して接続されており、このパイプにはポンプＰ２が接続されている。このパイプは、現像剤収容容器２７２の上部に取り付けられており、液体現像剤タンク２７１内の液体現像剤を現像剤収容容器２７２内に供給する。また、この現像剤収容容器２７２は、下部に液体現像剤排出口２７２ａが形成されており、ポンプP６が取り付けられたパイプによって現像剤リザーブタンク２７７に液体現像剤を排出する。

固形分濃度検出装置２７３は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤のトナーの濃度を検出するための装置であって、現像剤収容容器２７２に接続されている環状のパイプに接続されている。この環状のパイプにはポンプＰ４が取り付けられている。

キャリアタンク２７４は、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が高い場合に現像剤収容容器２７２内にキャリア液を供給してトナー濃度を下げるためのキャリア液を収納している。また、キャリアタンク２７４は現像剤収容容器２７２とポンプＰ３の取り付けられたパイプによって接続されている。

トナータンク２７５は、現像剤収容容器２７２内のトナー濃度が低い場合に現像剤収容容器２７２内にトナー濃度が高い液体現像剤を供給して現像剤収容容器２７２内のトナー濃度を上げるためのトナー濃度が高い液体現像剤を収納しており、現像剤収容容器２７２とポンプＰ８の取り付けられたパイプによって接続されている。

現像剤収容容器２７２内に設けられた液量検出装置２８の全体構成を示す図３に基づいて液量検出装置２８の構成を説明する。液量検出装置２８は、図３に示すように、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤の量を検出するための装置（言い換えれば液体現像剤の液面が現像剤収容容器の所定位置（高さ）に達したかどうかを検知する装置）であって、第１水車２８１と、第１回転検知機構２８２（図４参照）と、第１制御部２８３（図５参照）とを備えている。

第１水車２８１は、現像剤収容容器２７２内に配置されており、液体現像剤の液面が所定位置に達していない場合には、液体現像剤によって回転させられる部材である。また、第１水車２８１は、所定の高さ位置に取り付けられており、第１回転軸２８１ａと、第１羽根部材２８１ｂとを備えている。ここで、所定の高さ位置とは、第１水車２８１の最も下位の部分が、液体現像剤が満杯の状態における液面の高さ位置と同じになるような高さ位置である。第１回転軸２８１ａは、液体現像剤収容容器２７２の壁面に軸受け２８１ｃによって回転自在に取り付けられており、液体現像剤収容容器２７２の壁面を貫通するように配置されている。第１羽根部材２８１ｂは、第１回転軸２８１ａを回転させるための部材であって、第１回転軸２８１ａの第１端部２８１ｄに第１回転軸２８１ａから放射状に延びるように設けられている。また、第１羽根部材２８１ｂは、液体現像剤収容容器２７２内に配置されており、ポンプP２が取り付けられたパイプによって供給される液体現像剤が衝突させられる位置に配置されている。

第１回転検知機構２８２の概略構成を示す図４を用いて第１回転検知機構２８２の構成を説明する。第１回転検知機構２８２は、第１水車２８１の回転を検知するための機構であって、第１円板２８２ａと、第１発光部材２８２ｂと、第１受光部材２８２ｃと、を備えている。第１円板２８２ａは、第１回転軸２８１ａの第２端部２８１ｅに設けられており、周方向に延びる２つのスリット２８２ｄが形成されている。第１発光部材２８２ｂは、第１円板２８２ａに向かって光を照射するための部材であって、LEDを有している。第１受光部材２８２ｃは、第１発光部材２８２ｂの光を受光可能な部材であって、第１円板２８２ａを挟んで第１発光部材２８２ｂに対向する位置に配置されている。

第１制御部２８３は、図５に示すように、各ポンプや、第１発光部材２８２ｂ及び第１受光部材２８２ｃ等を制御するための部分であって、各ポンプ、第１発光部材２８２ｂ及び第１受光部材２８２ｃ等に接続されている。また、第１制御部２８３は、第１受光部材２８２ｃで受光した光によって液体現像剤の液面の高さ位置を検知可能な第１液面検知手段２８３ａを有している。具体的には、第１円板２８２ａが回転させられることで第１発光部材２８２ｂの光を第１受光部材２８２ｃで断続的に受光できる場合には液体現像剤の液面の高さ位置が所定の位置に達していないことが検知でき、第１発光部材２８２ｂの光が第１受光部材２８２ｃで受光できない又は一定時間以上連続して受光できる場合には液面が所定位置に達していることを検知できる。すなわち、液面が所定位置に達していない場合には液体現像剤が第１羽根部材２８１ｂに衝突し、第１回転軸２８１ａを回転させることで第１円板２８２ａを回転させる。このために第１発光部材２８２ｂの光は断続的にスリット２８２ｄを通過して第１受光部材２８２ｃで受光される。一方、液面が所定位置に達している場合には液体現像剤が第１羽根部材２８１ｂに衝突しても第１回転軸２８１ａが回転せずに第１円板２８２ａが回転しない。このために第１円板２８２ａの状態は変化せず、第１発光部材２８２ｂの光がスリット２８２ｄを通過できない状態の場合には第１受光部材２８２ｃで受光されず又、第１発光部材２８２ｂの光がスリット２８２ｄを通過する状態の場合には一定時間以上連続して受光される。そして、液面が所定位置に達するとポンプP２が停止され、残留現像剤タンク２７１からの液体現像剤の供給が停止させられる。

現像剤リザーブタンク２７７は、現像剤収容容器２７２にポンプＰ６の取り付けられたパイプを介して接続され現像装置９に補給する液体現像剤が収納されている。また、液体現像剤供給装置２７８にポンプＰ７の取り付けられたパイプを介して接続されている。

液体現像剤供給装置２７８は、現像装置９に現像剤を供給するための装置である。
３．動作
次に、湿式のカラープリンタ１の画像形成動作を説明する。

湿式のカラープリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からの画像形成指示を受けたカラープリンタ１は、作成指示を受けた画像データに対応した各色のトナー像を画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ、ＦＣ、ＦＢを用いて形成する。具体的には、感光体ドラム１０上に画像データに基づいた静電潜像が形成され、この静電潜像に現像装置９からトナーが供給される。このようにして各画像形成部２で形成された画像は中間転写ベルト２１に転写されて、中間転写ベルト２１上で重ね合わされてカラートナー像となる。

このカラートナー像の形成と同期して用紙収納部３に収容されている用紙が図示しない給紙装置で用紙収納部３から一枚ずつ取り出されて、用紙搬送部７に沿って搬送される。そして、用紙は中間転写ベルト２１への一次転写とタイミングを合わせて二次転写部４に送り込まれ、二次転写部４で中間転写ベルト２１上のカラートナー像が用紙に二次転写される。カラートナー像が転写された用紙はさらに定着部５に搬送されて熱と圧力によりカラートナー像が用紙に定着される。さらに用紙は排出部６によって湿式のカラープリンタ１の外部に排紙される。二次転写後、中間転写ベルト２１に残留したトナーは、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２によって中間転写ベルト２１から除去される。

現像装置９に液体現像剤を供給する動作、すなわち液体現像剤の循環動作について図２乃至図５に基づいて説明する。

画像形成動作時に感光体ドラム１０に供給されずに現像ローラ上に残留した現像剤は現像剤除去ブレード９６１によって掻き取られ、パイプを介して残留現像剤リザーブタンク２７７に回収される。そして、現像剤収容容器２７２内の現像剤量が減少すると残留現像剤リザーブタンク２７７から現像剤収容容器２７２に残留現像剤が供給される。

具体的には、第１制御部２８３によってポンプP２が駆動させられ、残留現像剤タンク２７１の液体現像剤が現像剤収容容器２７２に供給される。このとき、ポンプP２が取り付けられたパイプから第１羽根部材２８１ｂに衝突するように液体現像剤が供給され、液面が所定位置に達するまでは第１回転軸２８１ａが回転させられる（図６参照）。この回転に伴って第１発光部材２８２ｂの光が第１受光部材２８２ｃで断続的に受光される。液面が所定位置に達すると、第１回転軸２８１ａの回転が停止させられる（図７参照）。この状態では、第１発光部材２８２ｂの光がスリット２８２ｄを通過できない状態で第１水車２８１の回転が停止した場合には、第１発光部材２８２ｂの光が第１受光部材２８２ｃで受光されなくなる。又、第１発光部材２８２ｂの光がスリット２８２ｄを通過する状態で第１水車２８１の回転が停止した場合には、一定時間以上第１発光部材２８２ｂの光が第１受光部材２８２ｃで受光される。その後、第１制御部２８３によってポンプP２が停止させられる。

このとき、現像剤収容容器２７２内ではトナー濃度が検出されており、トナー濃度が高い場合にはキャリアタンク２７４からキャリア液が供給され、トナー濃度が低い場合にはトナータンク２７５からトナー濃度が高い液体現像剤が供給される。そして、必要に応じて現像剤収容容器２７２から現像剤リザーブタンク２７７に濃度調整がなされた現像剤が供給され、現像剤リザーブタンク２７７に収納された湿式の現像剤が液体現像剤供給装置２７８を介して現像装置９に供給される。

ここでは、残留現像剤タンク２７１からの液体現像剤によって第１水車２８１が回転させられることによって、液面の高さ位置が検知されるために、液体現像剤の粘度が高い場合などであっても、精度良く液面の高さ位置が検出できる。すなわち、液体収容容器２７２内の液量が所定量に達したか否かを検出することができる。

＜第２実施形態＞
１．構成
図８に本発明を液体トナーカートリッジ６０に適用した場合を示す。このトナーカートリッジ６０は、内部に液体トナーを収納しており、現像装置（図示せず）に液体トナーを供給するためのものである。また、トナーカートリッジ６０は、カートリッジ容器本体６１と、排出口６２と、液体供給装置６３と、第２水車６４と、第２回転検知機構６５（図９参照）と、第２制御部６６（図１０参照）と、を備えている。ここで、第２水車６４と、第２回転検知機構６５と、第２制御部６６とによって第２液面検知装置６７が構成されている。そして、この場合の第２液面検知装置６７は、トナーカートリッジ６０内の液体トナーが消費されて、液面が所定の高さより低くなったことを検知するためのものである。

カートリッジ容器本体６１は、紙面に垂直な断面が長方形状の容器であって、内部に液体トナーを収納可能な空間が形成されている。

排出口６２は、カートリッジ容器本体６１内の液体トナーを現像装置（図示せず）に供給するための部分であって、カートリッジ容器本体６１の下部に配置されている。

液体供給装置６３は、カートリッジ容器本体６１の内部に液体トナーを供給するための装置であって、液体供給口６３１と、液体吸引口６３２と、チューブ６３３と、ポンプ６３４と、を備えている。液体供給口６３１は、カートリッジ容器本体６１の上面に取り付けられており、第２水車６４に向かって液体トナーを供給するための部分である。液体吸引口６３２は、カートリッジ容器本体６１の下部に設けられており、カートリッジ容器本体６１の下部の液体トナーを吸引するための部分である。チューブ６３３は、液体吸引口６３２と液体供給口６３１とに接続されており、内側を液体トナーが移動可能である。ポンプ６３４は、チューブ６３３に接続されており、液体吸引口６３２から液体トナーを吸引して供給口６３１まで持ち上げるための部材である。

第２水車６４は、カートリッジ容器本体６１内に配置されており、液体トナーの液面が所定の高さより低い場合に液体トナーによって回転させられる部材である。また、第２水車６４は、所定の高さ位置に取り付けられており、第２回転軸６４１ａと、第２羽根部材６４１ｂとを備えている。ここで、所定の高さ位置とは、第２羽部材６４１ｂの最も下位の部分が液体トナーカートリッジ６０の取り替えを行うべき液体トナー量に対応した高さとなる位置である。第２回転軸６４１ａは、カートリッジ容器本体６１の壁面に軸受け６４１ｃによって回転自在に取り付けられており、カートリッジ容器本体６１の壁面を貫通するように配置されている。第２羽根部材６４１ｂは、第２回転軸６４１ａを回転させるための部材であって、第２回転軸６４１ａの一端に第２回転軸６４１ａから放射状に延びるように設けられている。また、第２羽根部材６４１ｂは、カートリッジ容器本体６１内に配置されており、液体供給口６３１から供給される液体トナーが衝突させられる位置に配置されている。

第２回転検知機構６５は、図９に示すように、第２水車６４の回転を検知するための機構であって、第２円板６５１と、第２発光部材６５２と、第２受光部材６５３と、を備えている。第２円板６５１は、第２回転軸６４１ａの他端に設けられており、第２発光部材６５２の光を反射可能な反射部分６５１ａと光を反射不能な反射不能部分６５１ｂとを有している。反射部分６５１ａ及び反射不能部分６５１ｂは第２円板６５１を周方向に４等分した形状であり、反射部分６５１ａと反射不能部分６５１ｂとが周方向に交互に配置されている。第２発光部材６５２は、第２円板６５１に向かって光を照射するための部材であって、LEDを有している。第２受光部材６５３は、第２発光部材６５２の光を受光可能な部材であって、反射部分６５１ａによって第２発光部材６５２の光が反射された場合に反射光を受光できる位置に配置されている。

第２制御部６６は、図１０に示すように、ポンプ６３４、第２発光部材６５２及び第２受光部材６５３を制御するための部分であって、ポンプ６３４、第２発光部材６５２及び第２受光部材６５３等に接続されている。また、第２制御部６６は、第２受光部材６５３で受光した光によって液体トナーの液面の高さ位置を検知可能な第２液面検知手段６６ａを有している。

具体的には、第２円板６５１が回転させられることで第２発光部材６５２の光を第２受光部材６５３で断続的に受光できる場合には、液体トナーの液面の高さ位置が所定の位置より低いことが検知できる。また、第２発光部材６５２の光が第２受光部材６５３で受光できない又は一定時間以上連続して受光できる場合には、液体トナーの液面が所定の高さに達していることを検知できる。

すなわち、液面が所定の高さ以上で第２羽部材６４１ｂの少なくとも一部が液体トナーの中にある場合には、液体供給口６３１から供給した液体トナーによっては第２回転軸６４１ａを回転させることができない。このために第２発光部材６５２の光が反射不能部分６５１ｂに照射されている状態で第２水車６４の回転が停止している場合には、第２発光部材６５２の光が第２受光部材６５３で受光されないし、また第２発光部材６５２の光が反射部分６５１ａに照射されている状態で第２水車６４の回転が停止している場合には、一定時間以上連続して受光されることとなる。一方、液体トナーの液面が所定の高さより低い場合には、第２羽根部材６４１ｂは、液体トナーに接触していないので、液体トナーに妨げられることなく回転可能になる。したがって、液体トナーが第２羽根部材６４１ｂに衝突することにより、第２回転軸６４１ａが回転することになる。このために第２発光部材６５２の光は断続的に反射部分６５１ａに照射され第２受光部材６５３で受光される。この第２水車６４の回転によって液面の高さ位置が所定の高さ位置に達したかを検知する。

２．動作
図８乃至図１０を用いてトナーカートリッジ６０内の液体トナーの残量を検出する動作について説明する。トナーカートリッジ６０を最初に画像形成装置にセットした状態では、トナーカートリッジ６０内が液体トナーで満たされている。そして、液体吸引口６３２に液体トナーが吸引され、液体供給口６３１からトナーカートリッジ６０内に供給される。このときトナーカートリッジ６０内は液体トナーで満たされているために第２水車６４は回転せず、第２発光部材６５２の光は断続的には第２受光部材６５３で受光されない。すなわちセット状態で第２発光部材６５２が反射部分６５１ａに向かって光を照射している場合には第２受光部材６５３で常に受光され、第２発光部材６５２が反射不能部分６５１ｂに照射している場合には第２受光部材６５３で受光されない。

この状態から画像形成動作が行われることによって現像装置内のトナー量が減少し、トナーカートリッジ６０のトナーが現像装置に供給されると、トナーカートリッジ６０内の液体トナーが徐々に減少する。そして、液体トナーが所定量（トナーカートリッジ６０の取り替えを行うのに最適な量）に達すると、液体供給口６３１から供給された液体トナーが第２羽根部材６４１ｂに衝突し、第２回転軸６４１ａが回転させられる。第２回転軸６４１ａの回転に伴って第２円板６５１が回転させられ、第２発光部材６５２が反射部分６５１ａと反射不能部分６５１ｂとに交互に光を照射し、第２受光部材６５３で光の受光が断続的に行われる。このように第２受光部材６５３で断続的に光が受光されるとトナーカートリッジ６０内の液体トナーの量が所定量になったと判断され、画像形成装置の表示部（図示せず）にトナーカートリッジ６０の取り替えを行うように表示される。

ここでは、液体トナーの粘度が高い場合であってもトナーカートリッジ６０内の液体トナーが所定量まで現象したか否かを知ることができ、精度良くトナーカートリッジ６０の交換時期を知ることができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）上記実施形態では、カラープリンタについて説明したが、本発明はこれに限られずに、複写機や複合機などであっても良い。

（ｂ）上記実施形態では、タンデム式に感光体ドラム１０が並べられたカラープリンタを用いたが、本発明はこれに限られずに、他の形式であっても良い。

（ｃ）第１実施形態において第１回転検知機構２８２を用いたが本発明はこれに限らずに、第２回転検知機構６５を用いても良い。また、第２実施形態において第１回転検知機構２８２を用いても良い。

（ｄ）上記実施形態では、第１水車２８１および第２水車６４の回転が止まったか否かによって液体現像剤などが所定の高さに達したことを検知したが、液面が所定の高さに達することで、円板の回転数が変化することも考えられる。従って回転数の変化を検出することで液面の高さを検知するようにしても良い。
（ｅ）上記第２実施形態では、現像装置に液体トナーを供給した後所定時間のみポンプ６３４を駆動させて液面の検知を行うようにしてもよい。このようにすることで無駄な電力消費を低減することができる。

カラープリンタの全体概略図。 残留現像剤の循環装置の全体概略図。 現像剤収容容器２７２の全体概略図。 回転検知機構を示す概略図。 第１制御部を示すブロック図。 液体供給口からの液体によって水車が回転させられている状態を示す図。 液体が所定量に達した状態の水車などの図。 第２実施形態のトナーカートリッジを示す全体図。 第２実施形態の第２回転検知機構を示す図。 第２制御部を示すブロック図。

符号の説明

１ カラープリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成部
２７ 液体現像剤循環装置
２８ 液量検知装置
６０ トナーカートリッジ
６１ トナーカートリッジ容器本体（液体収容容器）
６３ 液体供給装置
６４ 第２水車（回転体）
６５ 第２回転検知機構
６６ 第２制御部（液面検知手段）
６７ 第２液面検知装置
２７２ 現像剤収容容器（液体収容容器）
２８１ 第１水車（回転体）
２８１ａ 第１回転軸
２８１ｂ 第１羽根部材
２８２ 第１回転検知機構
２８２ａ 第１円板
２８２ｂ 第１発光部材
２８２ｃ 第１受光部材
２８２ｄ スリット
２８３ 第１制御部
２８３ａ 第１液面検知手段
６３１ 液体供給口
６３２ 液体吸引口
６３３ チューブ（液体移動部材）
６３４ ポンプ
６４１ａ 第２回転軸
６４１ｂ 第２羽根部材
６５１ 第２円板
６５１ａ 反射部分
６５１ｂ 反射不能部分
６５２ 第２発光部材
６５３ 第２受光部材

Claims (7)

1. 液体供給装置によって供給された液体現像剤を収納する液体収容容器内の液体現像剤の液面が所定の位置に位置することを検出する液面検知装置であって、
   前記液体収容容器には前記液体現像剤中のトナー濃度を検出する濃度検出装置が接続され、
   液面が基準値以下の場合には、前記液体収容容器の内部に配置され、前記液体供給装置によって供給された液体現像剤によって回転させられる回転体と、
   前記回転体の回転状態を検知する回転検知機構と、
   前記回転検知機構による検知結果から液体現像剤の液面高さ位置を検知する液面検知手段と、を備え、
   前記液面検知手段により液面が所定位置に達したことが検知されると、前記液体供給装置による前記液体収容容器への液体現像剤の供給を停止する、
   液面検知装置。
2. 前記回転体は、前記液体収容容器の壁面に回転自在に取り付けられた回転軸と、前記回転軸から放射状に延びるように形成され前記液体供給装置からの液体現像剤が衝突する前記羽根部材と、を有している、
   請求項１に記載の液面検知装置。
3. 前記回転検知機構は、
   前記回転軸に取り付けられ、光が通過可能な少なくとも１つのスリットを有する円板と
   、
   前記円板に向かって発光する発光部材と、
   前記発光部材が発光し、前記スリットを通過した光を受光する受光部材と、
   を有している、
   請求項２に記載の液面検知装置。
4. 前記回転検知機構は、
   前記回転軸に取り付けられ、光を反射可能な少なくとも１つの反射部分と、前記反射部
   分と径方向において同じ位置に設けられ光を反射不能な少なくとも１つの反射不能部分と
   を有する円板と、
   前記円板の前記反射部分及び前記反射不能部分が配置されている径方向位置に向かって
   発光する発光部材と、
   前記反射部分で反射された光を受光する受光部材と、
   を有している、
   請求項２に記載の液面検知装置。
5. 前記液体収容容器は、
   その上部に設けられた液体供給口と、
   その下部に配置された液体排出口と、
   前記液体排出口と前記液体供給装置とを接続する液体流通路と、
   前記液体流通路に設けられ、前記液体排出口の液体現像剤を前記液体供給装置まで持ち上げるポンプと、を備えた、
   請求項１から４のいずれかに記載の液面検知装置。
6. 画像情報に基づいて画像を形成可能な画像形成部と、
   前記画像形成部で使用された液体現像剤を再利用するための液体現像剤循環装置と、
   前記液体現像剤循環装置に設けられ、再利用される前記液体現像剤を収容する液体収容容器と、
   前記液体収容容器に接続され、前記液体現像剤中のトナー濃度を検出する濃度検出装置と、
   液面が基準値以下の場合には、前記液体収容容器の内部に配置され、前記液体供給装置によって供給された液体現像剤によって回転させられる回転体と、前記回転体の回転状態を検知する回転検知機構と、前記回転検知機構による検知結果から液体現像剤の液面高さ位置を検知する液面検知手段と、を有する液面検知装置と、を備え、
   前記液面検知手段により液面が所定位置に達したことが検知されると、前記液体供給装置による前記液体収容容器への液体の供給を停止する、
   画像形成装置。
7. 液体現像剤が収容された液体収容容器であって、
   液体を収納可能な容器本体と、
   前記容器本体の上部に設けられた液体供給口と、
   前記容器本体の下部に配置された液体排出口と、
   前記液体排出口と前記液体供給口とを接続する液体流通路と、
   前記液体流通路に設けられ、前記液体排出口の液体現像剤を前記液体供給口まで持ち上げるポンプと、
   前記容器本体の内部に配置され、前記容器本体内の液面が基準値以下の場合には前記液体供給装置によって供給された液体現像剤によって回転させられる回転体と、
   前記回転体の回転状態を検知する回転検知機構と、
   前記回転検知機構による検知結果から液体現像剤の液面高さ位置を検知する液面検知手段と、を備え、
   前記液面検知手段により液面が所定位置に達したことが検知されると、前記ポンプによる前記液体収容容器への液体の供給を停止する、
   液体収容容器。

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