JP2002333778A

JP2002333778A - 液体現像電子写真装置のトナー濃度検出方式

Info

Publication number: JP2002333778A
Application number: JP2001141143A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Ichida; 元治市田; Kazushi Terajima; 一志寺嶋; Satoru Moto; 悟本; Masanao Takahata; 昌尚高畠; Yasuhiko Kishimoto; 靖彦岸本; Hideaki Shibata; 英明柴田; Tatsuo Nozaki; 達夫野崎; Masanobu Motoe; 雅信本江; Yutaka Nakajima; 豊中島; Tei Nishikawa; 禎西川
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP3822458B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回収された液体トナーの固形粒子濃度を安定
に測定するのと同時に、トナーの劣化をチェックするト
ナー濃度検出方式を提供することを目的とする。【解決手段】現像ローラ上に均しブレードを備え、こ
の均しブレードにバイアスを印加するよう構成する。均
しブレードによりトナー薄層を均一に均した後の位置に
おいて、トナー薄層の濃度を検出する光学センサが備え
られ、また、均しブレードに流れる電流を検出する検出
器が備えられる。そして、光学センサの検出値及び均し
ブレードに流れる電流に基づき液体トナーの濃度及び疲
労を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体現像電子写真
装置のトナー濃度検出方式に関し、特に、現像ローラか
ら現像後に回収されて濃度調整をした後に循環して供給
する液体トナーの固形粒子濃度を安定に測定する液体現
像電子写真装置のトナー濃度検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体現像方式の電子写真装置において、
現像液として、高粘度で高濃度の液体トナーを用いる場
合、液体トナーをリサイクルしていくという機能を備え
ると、非常に便利なものとなる。しかしながら、回収さ
れる液体トナーの固形粒子の割合は一定していない。典
型的には、画像データに基づき固形粒子の消費量は変化
する。液体トナーを再利用するためには、回収する液体
トナーの固形粒子の割合（濃度）を正確に把握する必要
がある。

【０００３】従来、低濃度の液体トナーの濃度測定は透
過型の光学センサにより検出していた。或いは電極を液
体トナー漕に設け、電圧を印加し、そのとき流れる電流
を測定することにより、液体トナーの濃度を検出してい
た。

【０００４】しかし、高粘度で高濃度の液体トナーの場
合、光学センサによりトナー濃度を検出するとき検出す
るトナーの層厚が厚いと、透過型センサではその光が完
全に遮られてしまう。また、反射型では反射光が飽和し
てしまう。このように層厚が厚いと、現像時に必要とさ
れるような高濃度のトナー濃度を検出できない。そこ
で、必要なトナー濃度を検出するために十分に薄いトナ
ー層を形成するように、高粘度で高濃度の液体を狭いギ
ャップ間に送り込む必要がある。また、検出部に付着し
た高粘度のトナーを機械的に除去する必要もある。

【０００５】同様に電極間に流れる電流からトナー濃度
を検出する場合においても、トナーを狭いギャップの電
極間に送り込む必要があること、電極に付着したトナー
を常にふき取る必要があるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、高粘度で高濃度の液体ト
ナーを用いる構成を採るときにあって、回収された液体
トナーの固形粒子濃度を安定に測定するのと同時に、ト
ナーの劣化をチェックするトナー濃度検出方式を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の高粘度で高濃度
の液体トナーを用いた液体現像電子写真装置のトナー濃
度検出方式は、現像ローラ上にトナーの薄層を形成する
ためにトナー貯蔵漕からの液体トナーを供給する供給ロ
ーラと、現像ローラ上に形成されたトナー薄層を均一に
均すと共に、バイアスを印加するよう構成した均しブレ
ードと、均しブレードによりトナー薄層を均一に均した
後の位置において、トナー薄層の透過濃度あるいは反射
濃度を検出する光学センサと、均しブレードに流れる電
流を検出する検出器とから構成される。そして、光学セ
ンサの検出値及び均しブレードに流れる電流に基づき液
体トナーの濃度及び疲労を検出する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。図１に、本発明を適用することので
きる液体トナーを用いる電子写真装置の全体構成を図示
する。図示したように、電子写真装置は主要構成部材と
して、感光体ＯＰＣと、帯電器と、露光装置と、色毎の
現像機（２つのみ図示）と、中間転写体ＩＭＲと、バッ
クアップローラとを備える。

【０００９】帯電器は、感光体ＯＰＣを約７００Ｖに帯
電させる。露光装置は、７８０ｎｍの波長を持つレーザ
光を使って感光体ＯＰＣを露光することで、露光部分の
電位が約１００Ｖとなる静電潜像を感光体ＯＰＣに形成
する。

【００１０】現像機は、通常、イエロー／マゼンタ／シ
アン／ブラックに対応付けて設けられ、約４００Ｖ（Ｅ
１）にバイアスされ、かつ、トナー粘度が４００〜４０
００ｍＰａ・Ｓで、キャリア粘度が２０ｃＳｔを持つ液
体トナーを用いて、現像ローラに２〜３μｍの厚さのト
ナー層を形成する。現像ローラは、感光体ＯＰＣとの間
の電界に従って、正に帯電しているそのトナー粒子を感
光体ＯＰＣに供給することで、約１００Ｖに帯電される
感光体ＯＰＣの露光部分（あるいは未露光部分）にトナ
ー粒子を付着させる。

【００１１】中間転写体ＩＭＲは、約−８００Ｖ（Ｅ
２）にバイアスされて、感光体ＯＰＣとの間の電界に従
って、感光体ＯＰＣに付着されたトナーを転写する。こ
の中間転写体ＩＭＲは、先ず最初に、例えば、感光体Ｏ
ＰＣに付着されるイエローのトナーを転写し、続いて、
感光体ＯＰＣに付着されるマゼンタのトナーを転写し、
続いて、シアンのトナーを転写し、続いて、ブラックの
トナーを転写することになる。

【００１２】中間転写体ＩＭＲに付着されたトナーは、
図示しない加熱装置により加熱されて溶融される。バッ
クアップローラは、溶融された中間転写体ＩＭＲ上のト
ナーを印刷媒体に転写して定着させる。

【００１３】図２及び図３は、本発明のトナー濃度検出
方式の概念を例示する図であり、図２は、斜視図であ
り、かつ図３は、各構成の相互関係を示す配置図であ
る。液体トナーを液体現像液として用いるために、１〜
５０μm の薄層にして現像ローラ上に塗布し、図示しな
い感光ドラムとの当接部である現像ギャップ部に送る。
現像ギャップ部を通過後現像ローラ上に残留した液体現
像液は、トナー回収ブレードによって掻き取られてトナ
ー貯蔵漕に戻される。回収されたトナーは、固形粒子が
感光ドラム上に移動することで希釈され、さらにプリウ
ェットオイルの混入によっても希釈されたものとなって
いる。

【００１４】この希釈されかつ消費された液体現像液に
は、高濃度トナー及びキャリア剤が補充されて、先の希
釈トナーと混合されて、所定値の濃度を有する液体トナ
ーになる。この所定濃度の液体トナーは、トナー貯蔵漕
からポンプ等を用いて供給ローラに送られる。また、供
給ローラに送られてきた液体トナーは、例えば、図示し
たように中央部に供給して、両サイドからトナー貯蔵漕
に戻すように循環させることができる。これによって、
供給ローラに一定量の液体トナーを一定圧力で供給する
ことが可能になる。供給ローラは、送られてきた液体ト
ナーを薄く引き延ばして、現像ローラに供給する。これ
によって、現像が行われる。

【００１５】以上述べたようにして高粘度で高濃度の液
体トナーを回収し、かつ現像ローラに供給する際に、本
発明は、液体トナーの濃度を簡単な構成で光学的、電気
的に検出し、トナー濃度とトナーの電気的な疲労をチェ
ックできるトナー濃度検出方式を提供する。

【００１６】図示したように、現像ローラ上には、均し
ブレードが備えられる。均しブレードは、供給ローラに
より薄層にして形成されたトナー層を均一に均すための
ものであり、この均しブレードにはバイアスが印加でき
る構成とされている。この均しブレードは導電性であ
り、例えば、１０³Ωcm以上で１０⁸Ωcm以下の体積抵
抗率を有する導電性ゴム材により構成することができ
る。このような導電性のブレードは、適度な弾性を有し
ており、また、例えば50cSt 〜5000cSt のような所定の
粘性を有する液体トナーを、例えば１μｍ〜５０μｍの
ような所定量通過させるのに十分な圧力で、ブレード端
面は現像ローラに、図示したように順方向に接触させる
ことができる。

【００１７】均しブレードに印加される電圧として、ト
ナー極性と同極性の電圧、例えば＋１３００Ｖのバイア
ス電圧を印加することができる。このバイアス電圧によ
って、バイアス印加後の現像ローラ上においては、トナ
ー粒子が現像ローラ表面近く、即ちトナー層の下層側に
移動し、その結果として、キャリア液がトナー層の表面
側に移動することになる。言い換えると、現像ローラ上
のトナー層表面側においては、液体トナーに含まれてい
るトナー粒子が疎になる状態が形成される。

【００１８】このような現像ローラ上のトナー層が、感
光体に接触して、現像するときに、感光体上に直接接触
することになるのは、現像ローラ上のトナー層の表面側
のトナー粒子が疎のキャリア液である。このキャリア液
は、トナー流体の粘性的付着によって発生する非画像部
でのカブリを抑制するために、現像の前段階で感光体上
に予め塗布することのできる絶縁性の液体（プリウエッ
ト液）と同様な機能を果たす。

【００１９】本発明は、現像ローラ上において、このよ
うに液体トナーが均一かつ薄層に形成された後の位置
で、かつ、感光体に当接する前の位置で、トナー薄層の
透過濃度あるいは反射濃度を検出する光学センサが備え
られ、また、均しブレードに流れる電流を検出する検出
器が備えられる。

【００２０】光学センサおよびブレード電流の検出値に
基づき、トナー濃度が調整される。光学センサおよびブ
レード電流の検出値が所定の値より大きい場合には、ト
ナー貯蔵漕にキャリア剤を供給し、また、所定の値より
小さい場合にはトナー貯蔵漕に高濃度の現像剤を供給す
る。これによって、各検出値が所定値になるように制御
される。

【００２１】さらに、光学センサによる検出値とブレー
ド電流による検出値が所定の値より大きな差があるとき
現像剤の疲労として検出し，新たなキャリア剤、現像剤
の供給を停止する。要するに、現像剤が疲労すると、光
学センサの検出値により測定された所定のトナー濃度に
対して、バイアス電圧が一定であっても、バイアス電流
が変化する。この状態では、現像剤を補充するのではな
く、総取り替えをする必要がある。現像剤の疲労とは、
帯電特性が変化する等して、初期の液体トナーの現像特
性を維持できなくなったことを意味している。

【００２２】また、光学センサの検出値と均しブレード
の電流検出値の差が所定範囲内である場合、即ち、現像
剤の疲労がそれ程でない場合、現像バイアスを可変する
ことにより、初期の液体トナーを用いた場合と同程度の
画像濃度に調整することができる。

【００２３】光学センサとして反射型のものを用い、こ
れを画像エリア外に装備して，その部分の現像ローラを
濃度の基準となるように白またはそれに準ずる色とする
ことができる。通常、現像ローラ自体は導電性を有する
必要があるため、黒っぽい反射性の少ない色をしている
が、ローラの光反射領域を反射性の色にして、光学セン
サから発した光を、液体トナー層を通して現像ローラ表
面で反射させて、その光を光学センサで検出する。

【００２４】また、透過型の光学センサを用いた際に
は、ローラの内部側に測定用の光源を設け、そこから発
した光をローラ及び液体トナー層を通して光学センサで
検出するよう構成することができる。

【００２５】トナー層を形成する供給ローラとしては、
パターンドローラを用いることができる。パターンドロ
ーラ（例えばアサヒロールのアニロックスローラ）は、
例えば、円周方向に対して角度を持った斜めの溝状ライ
ンを、１インチ当たり１００〜３５０線設けたライン
状、或いはさらにそのラインに交差する方向のラインを
も加えて格子状にした細かいパターンのローラである。
このようなパターンドローラの溝を利用して搬送するこ
とにより、溝の数及び溝の大きさ（断面積）のみにより
制限される一定量のトナーを供給することが可能とな
る。このように、パターンドローラを用いることによ
り、トナーの供給量を安定化し、濃度を測定するローラ
上のトナー層厚をより一定にすることができる。

【００２６】また、トナー貯蔵漕にはヒータを設けて、
液体卜ナーの温度を一定に保つことができる。温度が高
くなると、液体トナーの粘性が低くなり、また、逆に温
度が低くなると、粘性が高くなるので、液体トナーの温
度を一定に保つことにより、液体トナーの粘性が極端に
変化しない様にすることが望ましい。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、現像ローラ上のトナー薄層の
濃度を検出する光学センサと、現像ローラ上に備えられ
た均しブレードに流れる電流を検出する検出器とを備え
て、光学センサの検出値及び均しブレードに流れる電流
に基づき液体トナーの濃度及び疲労を検出するものであ
るから、高粘度で高濃度の液体トナーを用いる構成を採
るときにあって、回収された液体トナーの固形粒子濃度
を安定に測定するのと同時に、トナーの劣化をチェック
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用することのできる液体トナーを用
いる電子写真装置の全体構成を図示する。

【図２】本発明のトナー濃度検出方式の概念を例示する
斜視図である。

【図３】図２に示されたトナー濃度検出方式の各構成の
相互関係を例示する配置図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本悟石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者高畠昌尚石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者岸本靖彦石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者柴田英明石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者野崎達夫石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者本江雅信石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者中島豊石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者西川禎石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者稲本彰彦石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者宮本悟司石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内Ｆターム(参考） 2H073 AA02 BA02 BA12 BA13 BA22 BA43 CA32 CA33 2H074 AA03 AA41 BB02 BB50 CC01 CC03 CC12 CC13 CC21 CC23 CC24 CC41 CC63

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高粘度で高濃度の液体トナーを用いた液
体現像電子写真装置のトナー濃度検出方式において、現像ローラ上にトナーの薄層を形成するためにトナー貯
蔵漕からの液体トナーを供給する供給ローラと、現像ローラ上に形成されたトナー薄層を均一に均すと共
に、バイアスを印加するよう構成した均しブレードと、前記均しブレードによりトナー薄層を均一に均した後の
位置において、トナー薄層の透過濃度あるいは反射濃度
を検出する光学センサと、前記均しブレードに流れる電流を検出する検出器と、から成り、前記光学センサの検出値及び均しブレードに
流れる電流に基づき液体トナーの濃度及び疲労を検出す
る液体現像電子写真装置のトナー濃度検出方式。
【請求項２】前記供給ローラが、パターンドローラに
よって構成されることから成る請求項１に記載の液体現
像電子写真装置のトナー濃度検出方式。
【請求項３】前記トナー貯蔵漕にヒータを設けて液体
卜ナーの温度を一定に保つようにしたことから成る請求
項１又は２に記載の液体現像電子写真装置のトナー濃度
検出方式。
【請求項４】前記光学センサおよびブレード電流の検
出値が共に所定の値より大きい場合には前記トナー貯蔵
漕にキャリア剤を供給し、所定の値より小さい場合には
前記トナー貯蔵漕に高濃度の現像剤を供給して，各検出
値が所定値になるようにトナー濃度を調整することから
成る請求項１に記載の液体現像電子写真装置のトナー濃
度検出方式。
【請求項５】光学センサによる検出値とブレード電流
による検出値が所定の値より大きな差があるとき現像剤
の疲労として検出し，新たなキャリア剤、現像剤の供給
を止める機構を設けた請求項４に記載の液体現像電子写
真装置のトナー濃度検出方式。
【請求項６】現像終了後の現像ローラ上の残トナーを
回収しトナー貯蔵漕に戻すと共に、該トナー貯蔵漕にお
いて所定のトナー濃度に調整して供給するトナー循環シ
ステムを備え、前記現像ローラ上で前記光学センサによ
り検出された濃度値及び前記均しブレードに流れる電流
の検出値が共に所定の値より大きい場合にはトナー貯蔵
漕にキャリア剤を供給し，検出値が共に所定の値より小
さい場合には高濃度の現像剤を供給するようにした請求
項１に記載の液体現像電子写真装置のトナー濃度検出方
式。
【請求項７】前記光学センサを画像エリア外に装備
し，その部分の現像ローラを濃度の基準となるように白
またはそれに準ずる色とした請求項６に記載の液体現像
電子写真装置のトナー濃度検出方式。
【請求項８】前記光学センサの検出値と均しブレード
の電流検出値が所定値内の差である場合、現像バイアス
を可変して画像濃度を調整する請求項６に記載の液体現
像電子写真装置のトナー濃度検出方式。