JP2001337532A - 現像液循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像中であるか否か、すなわち貯蔵タンク内
の現像液の量の多寡に関わらず、適正な攪拌が可能な攪
拌装置を有する現像液循環装置を提供する。 【解決手段】 貯蔵タンク１と、現像器と、貯蔵タンク
から現像器へ現像液２を供給する現像液供給通路１０
と、現像器から貯蔵タンクへ現像液を帰還させる現像液
帰還通路１１と、貯蔵タンク内の現像液を現像液供給通
路を介して現像器へ供給すると共に、現像器内の現像液
を現像液帰還通路を介して貯蔵タンクへ帰還させる循環
ポンプ９と、貯蔵タンク内の現像液を撹拌する撹拌部材
６とを有する現像液循環装置において、貯蔵タンク側に
おける現像液帰還通路の吐き出し口１１ａと、現像液供
給通路の吸い込み口１０ａとを、貯蔵タンク内の撹拌部
材が作り出す現像液の流れを助成する流れを作り出す位
置に配置し、かつ現像液の流れに沿って相互に最も遠い
位置に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ、複写機等の画像形成装置における現像装置に関
し、特に、現像装置に用いる現像液を循環させる現像液
循環装置に関する。さらに詳細には、現像液循環装置が
有する貯蔵タンク内の現像液を攪拌する攪拌装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現像装置に用いる現像液には、キャリア
液中にトナーを分散した液体を使用するのが一般的であ
る。また、現像装置は、現像を行う現像器と、現像液を
貯蔵する貯蔵タンクとを有し、貯蔵タンクから現像器へ
現像液を送り、現像器を通過した現像液を再度貯蔵タン
クに戻し、両者の間で現像液を循環させる。

【０００３】しかし、現像器から貯蔵タンクに戻された
現像液は、トナーが消費されて、トナーの濃度が低下し
ているだけでなく、現像器内で高電界がかけられるため
に、トナー粒子の大きさやキャリア液への分散性が変化
している。現像液の状態が変化すると、一定の画像濃度
が得られなくなるので、現像液の状態を調整する装置に
よって、印字中の現像液濃度を所定の範囲に制御するこ
とが行われている。この装置は、貯蔵タンク内に、回転
するプロペラ状の攪拌部材を有し、この攪拌部材を用い
て貯蔵タンク内の現像液を攪拌する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、現像中に現像液を循環させた場合
に、現像器内に現像液が一定量滞留するために、貯蔵タ
ンク内の現像液の量が少なくなり、十分な撹拌が困難に
なる。

【０００５】また、貯蔵タンク内の現像液の量が少ない
ときに、現像液の量が多いときと同じ条件で撹拌を行う
と、液面が乱れて現像液中に空気を巻き込んでしまった
り、液面が波立ってしまうために、現像液の量を安定的
に検出できなくなる。一方、貯蔵タンク内の現像液の量
が少ないときに条件を合わせると、現像液の量が多いと
きに十分な撹拌ができなくなる。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、現像中であるか否か、すなわち貯蔵タン
ク内の現像液の量の多寡に関わらず、適正な攪拌が可能
な攪拌装置を有する現像液循環装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、キャリア液とトナーとからなる現像液を貯蔵する貯
蔵タンクと、この貯蔵タンクから供給される現像液を用
いて現像を行う現像器と、前記貯蔵タンクから現像器へ
現像液を供給する現像液供給通路と、前記現像器から貯
蔵タンクへ現像液を帰還させる現像液帰還通路と、前記
貯蔵タンク内の現像液を、現像液供給通路を介して現像
器へ供給すると共に、現像器内の現像液を、現像液帰還
通路を介して貯蔵タンクへ帰還させる循環ポンプと、前
記貯蔵タンク内の現像液を撹拌する撹拌部材とを有する
現像液循環装置において、前記貯蔵タンク側における現
像液帰還通路の吐き出し口と、現像液供給通路の吸い込
み口とは、貯蔵タンク内の撹拌部材が作り出す現像液の
流れを助成する流れを作り出す位置に配置され、かつ、
現像液の流れに沿って相互に最も遠い位置に配置されて
いることを特徴とする現像液循環装置である。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記貯蔵タンク
内の現像液の量を測定するレベルセンサと、前記撹拌部
材を回転させる撹拌モータと、この撹拌モータの回転数
を、前記レベルセンサが測定した貯蔵タンク内の現像液
の量に応じて、２段階以上の異なる回転数のいずれかに
制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１
に記載の現像液循環装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態にお
ける現像液循環装置の上面図および正面図である。図１
（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図である。ただし、
正面図においては、貯蔵タンク１内部の構造が見えるよ
うに、貯蔵タンク１の壁を部分的に取り除いている。

【００１０】貯蔵タンク１は、トナーとキャリア液を混
合した現像液２を貯蔵する。貯蔵タンク１の内壁は、な
めからな曲面でできた側面と、平面でできた底面とを有
する。前記側面の断面は、図１（ａ）に示すように、長
円形をしている。現像液２は、画像形成に適した濃度に
なるように、トナーとキャリア液が混合される。画像形
成に適切なトナー濃度とは、重量固形分比率で２％〜３
％の範囲であり、このトナー濃度は、濃度センサ３が検
出する濃度情報に基づいて、図示していない制御回路
が、トナー供給ポンプ４を用いて、トナーカートリッジ
５から貯蔵タンク１内にトナーを供給することによって
得られる。

【００１１】貯蔵タンク１内には、プロペラ状の攪拌部
材６が設けられている。この撹拌部材６のシャフトは、
撹拌モータ７に接続されており、攪拌モータ７がプロペ
ラ状の攪拌部材６を回転させることによって、貯蔵タン
ク１内の現像液が撹拌される。撹拌モータ７の回転数
は、図示していない制御回路によって制御される。攪拌
モータ７としてステッピングモータを使用すれば、回転
数を必要に応じて任意に設定できる。

【００１２】貯蔵タンク１内には、レベルセンサ８も設
けられている。レベルセンサ８は、磁気式位置センサを
内蔵したシャフトと、貯蔵タンク１内の現像液２の液面
に浮かぶフロートとからなり、磁気式位置センサがフロ
ートの位置を検出することによって、貯蔵タンク１内の
現像液の量を検出し、検出結果を制御回路に通知する。

【００１３】貯蔵タンク１内の現像液２は、循環ポンプ
９によって現像液供給通路１０の一端、すなわち貯蔵タ
ンク１内の吸い込み口１０ａから吸い込まれ、濃度セン
サ３を通過後、現像液供給通路１０の他端に接続されて
いる、図示していない現像器に供給される。現像器内で
現像に使用された現像液は、現像液帰還通路１１を介し
て、この現像液帰還通路１１の一端、すなわち貯蔵タン
ク１内の吐き出し口１１ａから再び貯蔵タンク１内に戻
される。

【００１４】図１（ａ）に示すように、吐き出し口１１
ａおよび吸い込み口１０ａは、貯蔵タンク１内壁の側面
に沿った位置に設けられている。さらに、吐き出し口１
１ａから現像液が吐き出される方向が、貯蔵タンク１内
壁の側面に沿う方向とされている。言い換えれば、吐き
出し口１１ａから現像液が吐き出される方向は、貯蔵タ
ンク１内壁の側面と略平行となっている。また、吸い込
み口１０ａが現像液を吸い込む方向も、貯蔵タンク１内
壁の側面に沿う方向とされている。

【００１５】なお、貯蔵タンク１内の現像液を排出する
場合には、現像液排出ポンプ１２が用いられる。

【００１６】次に、本実施形態の動作を説明する。印字
動作開始前に、撹拌部材６は、撹拌モータ７によって約
８００ｒｐｍの回転数で回転させられ、貯蔵タンク１内
の現像液２を撹拌し、貯蔵タンク１の底部に沈殿したト
ナーを再分散させる。長期間、印字動作が行われなかっ
た場合、十分なトナー再分散には３０秒〜２分程度の時
間が必要である。これは、トナーの再分散が不十分な場
合で、高濃度の現像液が貯蔵タンク１の底部にたまって
いると、その後のトナー濃度の制御が正しく行われない
可能性があるからである。また、適正なトナー粒子の粒
径は０．５〜２μｍであるが、分散が不十分な場合に
は、１０μｍ以上の大粒径トナーが存在し、この大粒径
トナーが印字画像上の欠陥となってしまうからである。

【００１７】本実施形態における貯蔵タンク１の容量は
４００ｍｌ、印字動作開始前の貯蔵タンク１内の現像液
の量は３５０ｍｌ±５０ｍｌの範囲内である。すなわ
ち、現像液２は、図２（ａ）に示すように、ほぼ貯蔵タ
ンク１を満たしており、撹拌部材６は十分現像液２中に
浸かっている。このとき、撹拌部材６は、その回転によ
って、現像液２に、水平面に沿って回転する流れと共
に、図中の矢印で示すような上下の対流を起こすように
設計されている。攪拌部材６は、この上下の対流によっ
て、貯蔵タンク１の底面近くに沈殿しているトナーを十
分に再分散させ、現像液を均一にする。

【００１８】印字動作が開始されると、循環ポンプ９が
動作し、貯蔵タンク１内の現像液のうち、１５０〜２０
０ｍｌは、現像器と、現像器と貯蔵タンク１とを繋ぐ現
像液供給通路１０および現像液帰還通路１１とに供給さ
れる。このため、貯蔵タンク１内の現像液の量は１００
〜１５０ｍｌになる。このとき、貯蔵タンク１内の現像
液２の液面は、図２（ｂ）に示す高さになり、撹拌部材
６を印字動作開始前と同様に８００ｒｐｍで回転させる
と、攪拌部材６は現像液２中に空気を巻き込んでしま
う。また、現像液２の液面が激しく振動するので、レベ
ルセンサ８のフロートの位置が安定せず、レベルセンサ
８が液面の位置を正しく検出できない。

【００１９】図３は、本発明における印字中の動作を示
す概念図である。現像器から現像液帰還通路１１を介し
て貯蔵タンク１に戻された現像液は、貯蔵タンク１内の
側面（なめらかな曲面）に沿って流れる。すなわち、図
中の矢印１３に沿って貯蔵タンク１内を流れる。このと
き、撹拌部材６は、印字動作開始前より低くなった現像
液２の液面を乱さないように、４００ｒｐｍ以下の低速
で回転させられる。この回転速度の制御は、図示してい
ない制御回路が攪拌モータ７を制御することによって行
われる。

【００２０】現像液供給通路１０の一端すなわち吸い込
み口１０ａは、貯蔵タンク１内の底面で、現像液帰還通
路１１の一端すなわち吐き出し口１１ａから現像液の流
れに沿って最も遠い位置、すなわち現像液の流れを示す
矢印１３のほぼ終端部に位置している。現像液帰還通路
１１の貯蔵タンク１への吐き出し口１１ａと、現像液供
給通路１０の貯蔵タンク１からの吸い込み口１０ａとを
前述したような配置にし、循環ポンプ９を用いて毎分６
００〜１０００ｍｌの流量で現像液を循環させれば、貯
蔵タンク１内に矢印１３で示す方向の現像液の流れを作
ることができる。

【００２１】この流れの方向は、図中の矢印１４で示
す、攪拌部材６の回転によって作り出される現像液の流
れを助成する方向となっている。従って、このとき、撹
拌部材６を全く回転させる必要がないか、あるいは、４
００ｒｐｍ以下の低回転数で回転させれば、十分、現像
液の撹拌ができ、トナーの再分散を行うことができる。
撹拌部材６を回転させる攪拌モータ７の回転数の制御ま
たはオン、オフの制御は、図示していない制御回路が行
う。この制御回路の具体例としてはマイクロプロセッサ
ーが挙げられる。

【００２２】なお、制御回路によって、撹拌モータ７の
回転数を、レベルセンサ８が検出する貯蔵タンク１内の
現像液の量に応じて変化させ、現像液の量に関わらず最
適なトナーの分散状態を実現させることも可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、循環ポンプが動作して
いない印字動作開始前と、循環ポンプが動作している印
字動作中とで、貯蔵タンク内の現像液の液面の位置が変
化しても、現像液中に空気を混入させることなく、十分
な撹拌を行うことができる。

【００２４】また、撹拌モータを、常に高速回転の状態
に保つ必要がないので、攪拌モータが消費する電力を低
減させることができ、かつ、攪拌モータが発する熱によ
る周囲の温度上昇を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における現像液循環装置
の上面図および正面図。

【図２】 貯蔵タンク１内の現像液２の液面と、撹拌部
材６との位置関係を示す図。

【図３】 本発明における印字中の動作を示す概念図。

【符号の説明】

１ 貯蔵タンク ２ 現像液 ３ 濃度センサ ４ トナー供給ポンプ ５ トナーカートリッジ ６ 攪拌部材 ７ 撹拌モータ ８ レベルセンサ ９ 循環ポンプ １０ 現像液供給通路 １０ａ 吸い込み口 １１ 現像液帰還通路 １１ａ 吐き出し口 １２ 現像液排出ポン
プ １３、１４ 矢印

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリア液とトナーとからなる現像液を
   貯蔵する貯蔵タンクと、 この貯蔵タンクから供給される現像液を用いて現像を行
   う現像器と、 前記貯蔵タンクから現像器へ現像液を供給する現像液供
   給通路と、 前記現像器から貯蔵タンクへ現像液を帰還させる現像液
   帰還通路と、 前記貯蔵タンク内の現像液を、現像液供給通路を介して
   現像器へ供給すると共に、現像器内の現像液を、現像液
   帰還通路を介して貯蔵タンクへ帰還させる循環ポンプ
   と、 前記貯蔵タンク内の現像液を撹拌する撹拌部材とを有す
   る現像液循環装置において、 前記貯蔵タンク側における現像液帰還通路の吐き出し口
   と、現像液供給通路の吸い込み口とは、貯蔵タンク内の
   撹拌部材が作り出す現像液の流れを助成する流れを作り
   出す位置に配置され、かつ、現像液の流れに沿って相互
   に最も遠い位置に配置されていることを特徴とする現像
   液循環装置。
2. 【請求項２】 前記貯蔵タンク内の現像液の量を測定す
   るレベルセンサと、 前記撹拌部材を回転させる撹拌モータと、 この撹拌モータの回転数を、前記レベルセンサが測定し
   た貯蔵タンク内の現像液の量に応じて、２段階以上の異
   なる回転数のいずれかに制御する制御手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の現像液循環装置。