JP2009075552A - 現像装置、現像方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 安定して現像剤を現像剤供給部材へ供給する現像装置、現像方法及び画像形成装置を提供する
【解決手段】 現像剤容器31Yは、現像剤回収補給装置100Yから液体現像剤を補給される第1現像剤保持部31bYと、液体現像剤を現像剤回収補給装置100Yへ送る第2現像剤保持部31aYと、第1現像剤保持部31bYと第2現像剤保持部31aYとの間に、一部に切欠部31dYを有する仕切31cYと、を有し、第1現像剤保持部31bYは、現像剤回収補給装置100Yと連通する連通部35Yを有し、切欠部31dYと連通部35Yは、撹拌部材34Yの軸方向に対してずらして配される。
【選択図】図2
【解決手段】 現像剤容器31Yは、現像剤回収補給装置100Yから液体現像剤を補給される第1現像剤保持部31bYと、液体現像剤を現像剤回収補給装置100Yへ送る第2現像剤保持部31aYと、第1現像剤保持部31bYと第2現像剤保持部31aYとの間に、一部に切欠部31dYを有する仕切31cYと、を有し、第1現像剤保持部31bYは、現像剤回収補給装置100Yと連通する連通部35Yを有し、切欠部31dYと連通部35Yは、撹拌部材34Yの軸方向に対してずらして配される。
【選択図】図2
Description
本発明は、キャリア液中にトナーを分散させた液体トナーを用いた現像装置、現像方法及び画像形成装置に関する。
従来、現像装置に撹拌スクリュー2本とドクタブレードを含む第1タンクと、現像ローラ上の余分な現像剤を回収するクリーニングブレードと、余分な現像剤を回収する回収スクリューを含む第2タンクと、を備え、現像剤の補給を別に設けた撹拌層からポンプにより第1タンク上部へ補給するものがあった(特許文献1参照)。
特開2002−287512号公報
しかしながら、第1タンクの2本の撹拌スクリューを対向して逆方向に回転させることにより、相互の撹拌ローラ間の液面を上昇させて塗布ローラに現像剤を供給するため、現像剤の温度変化等により粘度が変化した場合、液面の上昇を安定させることが困難であり、塗布ローラに安定的に現像剤を供給する事が困難であった。また、現像剤の補給を別に設けた撹拌層からポンプにより第1タンク上部へ補給するので、現像剤補給の際、液面が跳ねあがり、現像剤濃度も安定しなかった。
本発明は、前記課題を解決するために、安定して現像剤を現像剤供給部材へ供給する現像装置、現像方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の現像装置は、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を貯留する現像剤容器と、液体現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に液体現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤容器内に配置され、前記現像剤供給部材に液体現像剤を供給する撹拌部材と、前記現像剤担持体上の液体現像剤をクリーニングする現像剤担持体クリーニング部材と、を備え、前記現像剤容器は、液体現像剤を流入させる連通部を有する第1現像剤保持部と、前記現像剤担持体クリーニング部材で回収された液体現像剤を貯留する第2現像剤保持部と、前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間を仕切るとともに、前記連通部と前記撹拌部材の軸方向に対してずらした位置に前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間で液体現像剤を移動可能とする流動部を有する仕切部材と、を有するので、第1現像剤保持部内の液体現像剤が多くなった場合、液体現像剤を第2現像剤保持部側に溢れさせることができ、第1現像剤保持部内の液量が一定に保持されることで、現像剤供給部材に供給する液体現像剤の液量が一定に保持され、画質を安定させることが可能となる。また、流動部と連通部を撹拌部材の軸方向に対してずらして配することにより、連通部から供給される液体現像剤が第1現像剤保持部内を移動し、撹拌部材の軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、前記連通部は、前記現像剤容器の底面に配するので、側方のスペースを有効に使用することができる。
また、前記連通部は、前記現像剤容器の側面に配するので、下方のスペースを有効に使用することができる。
また、前記流動部は、前記撹拌部材の軸方向に対して前記連通部の両側に配されるので、撹拌部材の軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、前記連通部は、前記撹拌部材の軸方向の一方に配され、前記流動部は、前記撹拌部材の軸方向の他方に配される撹拌部材の軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、前記連通部を複数有するので、第1現像剤保持部内の液体現像剤を十分確保することが可能となる。
また、前記連通部は、前記撹拌部材の軸方向に対して前記流動部の両側に配される撹拌部材の軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、前記連通部は、前記撹拌部材の回転中心を通る鉛直面に対して前記仕切部材と反対側に配するので、仕切との間に撹拌部材が存在し、第1現像剤保持部内で液体現像剤を十分に撹拌することが可能となる。また、連通部が負圧になり、自然に液体現像剤が吸い上げられ、コストや騒音等を低減することができる。
また、前記撹拌部材は、前記連通部側から前記流動部側へ液体現像剤を流動させる第1リブ部と、前記第1リブ部とは異なる第2リブ部と、を有するので、第1現像剤保持部内での液体現像剤の流動を円滑にすることが可能となる。
また、前記第1リブ部と前記第2リブ部の境界部を前記流動部に対応する位置に有するので、前記流動部付近へ液体現像剤が流動するようになり、第1現像剤保持部から第2現像剤保持部への流動が容易になる。
また、前記第1リブ部及び/又は前記第2リブ部は、半円の螺旋形状のリブを有するので、撹拌部材の製作が容易になる。
また、前記撹拌部材は1本であるので、低コストで製作することが可能となる。
また、第2現像剤保持部は、搬送部材を有し、前記搬送部材は、2条巻螺旋ピッチを有するので、搬送量を多くすることが可能となる。
さらに、本発明の現像方法は、液体現像剤を連通部から第1現像剤保持部に補給する工程と、液体現像剤を前記第1現像剤保持部内の撹拌部材軸方向に移動させる工程と、液体現像剤を前記第1現像剤保持部から第2現像剤保持部へ流動部で流動させる工程と、現像剤担持体クリーニング部材で回収された液体現像剤を貯留する工程と、を有するので、第1現像剤保持部内の液体現像剤が多くなった場合、液体現像剤を第2現像剤保持部側に溢れさせることができ、第1現像剤保持部内の液量が一定に保持されることで、現像剤供給部材に供給する液体現像剤の液量が一定に保持され、画質を安定させることが可能となる。また、流動部と連通部を撹拌部材の軸方向に対してずらして配することにより、連通部から供給される液体現像剤が第1現像剤保持部内を移動し、撹拌部材の軸方向でのバランスのズレが低減される。
さらに、本発明の画像形成装置は、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像された像を担持する像担持体と、前記像担持体上の像が転写される転写体と、液体現像剤を貯留する現像剤容器と、前記現像剤担持体に液体現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤容器内に配置され、前記現像剤供給部材に液体現像剤を供給する撹拌部材と、前記現像剤担持体上の液体現像剤をクリーニングする現像剤担持体クリーニング部材と、前記現像剤容器から液体現像剤を回収すると共に、液体現像剤及びキャリア液を補給する現像剤回収補給装置と、を備え、前記現像剤容器は、前記現像剤回収補給装置から連通部を介して液体現像剤が補給される第1現像剤保持部と、液体現像剤を前記現像剤回収補給装置へ送る第2現像剤保持部と、前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間を仕切るとともに、前記連通部と前記撹拌部材の軸方向に対してずらした位置に前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間で液体現像剤を移動可能とする流動部を有する仕切部材と、を有するので、安定した濃度の液体現像剤により画像形成をすることができ、良好な画質で画像形成することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像ユニット30Y、30M、30C、30K、現像剤回収補給装置70Y、70M、70C、70Kは、画像形成装置の下部に配置され、中間転写体40、二次転写部60は、画像形成装置の上部に配置されている。
画像形成部は、像担持体10Y、10M、10C、10K、帯電ローラ11Y、11M、11C、11K、露光ユニット12Y、12M、12C、12K等を備えている。露光ユニット12Y、12M、12C、12Kは、LED等を並べたラインヘッド等からなり、帯電ローラ11Y、11M、11C、11Kにより、像担持体10Y、10M、10C、10Kを一様に帯電させ、露光ユニット12Y、12M、12C、12Kにより、入力された画像信号に基づいて、変調された光を照射して、帯電された像担持体10Y、10M、10C、10K上に静電潜像を形成する。
現像ユニット30Y、30M、30C、30Kは、概略、現像ローラ20Y、20M、20C、20K、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器31Y、31M、31C、31K、これら各色の液体現像剤を現像剤容器31Y、31M、31C、31Kから現像ローラ20Y、20M、20C、20Kに供給する現像剤供給ローラ32Y、32M、32C、32K等を備え、各色の液体現像剤により像担持体10Y、10M、10C、10K上に形成された静電潜像を現像する。
中間転写体40は、エンドレスのベルト部材であり、駆動ローラ41とテンションローラ42との間に巻き掛けて張架され、一次転写部50Y、50M、50C、50Kで像担持体10Y、10M、10C、10Kと当接しながら駆動ローラ41により回転駆動される。一次転写部50Y、50M、50C、50Kは、像担持体10Y、10M、10C、10Kと中間転写体40を挟んで一次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kが対向配置され、像担持体10Y、10M、10C、10Kとの当接位置を転写位置として、現像された像担持体10Y、10M、10C、10K上の各色のトナー像を中間転写体40上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。
二次転写ユニット60は、二次転写ローラ61が中間転写体40を挟んでベルト駆動ローラ41と対向配置され、さらに二次転写ローラクリーニングブレード62、現像剤回収部63からなるクリーニング装置が配置される。二次転写ユニット60では、中間転写体40上に色重ねして形成されたフルカラーのトナー画像や単色のトナー画像が二次転写ユニット60の転写位置に到達するタイミングに合せてシート材搬送経路Lにて用紙、フィルム、布等のシート材を搬送、供給し、そのシート材に単色のトナー画像やフルカラーのトナー画像を二次転写する。シート材搬送経路Lの前方には、不図示の定着ユニットが配置され、シート材上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録媒体(シート材)に融着させ定着させ、最終的なシート材上の画像形成を終了する。
ベルト駆動ローラ41と共に中間転写体40を張架するテンションローラ42側には、その外周に沿って中間転写体クリーニングブレード46、現像剤回収部47からなるクリーニング装置が配置されており、二次転写ユニット60を通過後の中間転写体40は、テンションローラ42の巻きかけ部へと進み、中間転写体クリーニングブレード46により中間転写体40上のクリーニングが行われ、再び、一次転写部50へと向かう。
現像剤回収補給装置70Y、70M、70C、70Kは、像担持体10Y、10M、10C、10K及び現像ユニット30Y、30M、30C、30Kから回収した液体現像剤の濃度を調整し、現像剤容器31Y、31M、31C、31Kに補給する。
次に、画像形成部及び現像ユニットについて説明する。図2は画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。図3は現像剤供給部材を説明する図、図4は現像剤圧縮ローラ22Yによる現像剤の圧縮を説明する図、図5は現像ローラ20Yによる現像を説明する図、図6は像担持体スクイーズローラ13Yによるスクイーズ作用を説明する図である。各色の画像形成部及び現像ユニットの構成は同様であるので、以下、イエロー(Y)の画像形成部及び現像ユニットに基づいて説明する。
画像形成部は、像担持体10Yの外周の回転方向に沿って、除電装置16Y、像担持体クリーニングブレード17Y及び現像剤回収部18Yからなるクリーニング装置、帯電ローラ11Y、露光ユニット12Y、現像ユニット30Yの現像ローラ20Y、像担持体スクイーズローラ13Yと像担持体スクイーズローラクリーニングブレード14Yからなるスクイーズ装置が配置されている。そして、現像ユニット30Yは、現像ローラ20Yの外周に、クリーニングブレード21Y、アニロックスローラを用いた現像剤供給ローラ32Yが配置され、液体現像剤容器31Yの中に液体現像剤撹拌パドル36Y、現像剤供給ローラ32Yが収容されている。また、中間転写体40に沿って、像担持体10Yと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラ51Yが配置されている。
像担持体10Yは、現像ローラ20Yの幅約320mmより広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、例えば図2に示すように時計回りの方向に回転する。該像担持体10Yの感光層は、有機像担持体又はアモルファスシリコン像担持体等で構成される。帯電ローラ11Yは、像担持体10Yと現像ローラ20Yとのニップ部より像担持体10Yの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から現像トナー粒子の帯電極性と同極性のバイアスが印加され、像担持体10Yを帯電させる。露光ユニット12Yは、帯電ローラ11Yより像担持体10Yの回転方向の下流側において、帯電ローラ11Yによって帯電された像担持体10Y上を露光し、像担持体10Y上に潜像を形成する。
現像ユニット30Yは、キャリア液内にトナーを概略重量比25%程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器31Y、該液体現像剤を担持する現像ローラ20Y、液体現像剤を攪拌して一様の分散状態に維持し現像ローラ20Yに供給するための現像剤供給ローラ32Yと規制ブレード33Yと撹拌パドル36Y、撹拌パドル36Yに後述する液体現像剤貯留部71Yから液体現像剤を供給する供給部35Y、現像ローラ20Yのクリーニングを行う現像ローラクリーニングブレード21Y、現像ローラクリーニングブレード21Y及び像担持体スクイーズローラクリーニングブレード14Yが掻き落とした液体現像剤を回収し後述する液体現像剤貯留部71Yに送る回収スクリュー34Yを有する。
現像剤容器31Yに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)をキャリア液とした低濃度(1〜2wt%程度)かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約25%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤である。
現像剤供給ローラ32Yは、図3に示すように、円筒状の部材であり、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状の溝による凹凸面を形成したアニロックスローラであり、例えば図2に示すように時計回りの方向に回転する。溝の寸法は、溝ピッチが約130μm、溝深さが約30μmである。この現像剤供給ローラ32Yにより、現像剤容器31Yから現像ローラ20Yへと液体現像剤が供給される。撹拌パドル36Yと現像剤供給ローラ32Yは摺接していても良いが離れた配置関係であっても良い。
規制ブレード33Yは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性ブレード、現像剤供給ローラ32Yの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成される。そして、アニロックスローラからなる現像剤供給ローラ32Yに担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、現像ローラ20Yに供給する液体現像剤の量を調整する。なお、現像剤供給ローラ32Yの回転方向は図2に示す矢印方向ではなくその逆の方向であっても良く、その際の規制ブレード33Yは、回転方向に対応した配置を要する。
現像ローラ20Yは、幅約320mmの円筒状の部材であり、回転軸を中心に図2に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ20Yは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、NBR等の弾性層を設けたものである。現像ローラクリーニングブレード21Yは、現像ローラ20Yの表面に当接するゴム等で構成され、現像
ローラ20Yが像担持体10Yと当接する現像ニップ部より現像ローラ20Yの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ20Yに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。
ローラ20Yが像担持体10Yと当接する現像ニップ部より現像ローラ20Yの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ20Yに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。
現像剤圧縮ローラ22Yは、円筒状の部材で、図4に示すように現像ローラ20Yと同様に弾性体22−1Yを被覆して構成した弾性ローラの形態であり、金属ローラ基材の表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造をし、例えば図2に示すように現像ローラ20Yと反対方向の時計回りに回転する。現像剤圧縮ローラ22Yは、現像ローラ20Y表面の帯電バイアスを増加させる手段を有し、現像ローラ20Yによって搬送された現像剤は、図2及び図4に示すように現像剤圧縮ローラ22Yが摺接してニップを形成する現像剤圧縮部位で現像剤圧縮ローラ22Y側から現像ローラ20Yに向かって電界を印加する。この現像剤圧縮の電界印加手段は、図2に示すローラに代えコロナ放電器からのコロナ放電であっても良い。
この現像剤圧縮ローラ22Yにより、図4に示すようにキャリア液Cに一様分散したトナーTを現像ローラ20Y側に移動させて凝集させ、所謂現像剤圧縮状態T′を形成し、また、キャリア液Cの一部と現像剤圧縮されなかった若干のトナーT″を担持して図中矢印方向に回転して現像剤圧縮ローラクリーニングブレード23Yによって掻き落として除去されリザーバ31Y内の現像剤と合流して再利用される。一方、現像ローラ20Yに担持されて現像剤圧縮された現像剤Dは、図5に示すように現像ローラ20Yが像担持体10Yに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、像担持体10Yの潜像に対応して現像される。そして、現像残りの現像剤Dは、現像ローラクリーニングブレード21Yによって掻き落として除去されリザーバ31Y内の現像剤に合流して再利用される。尚、これら合流するキャリア液及びトナーは混色状態ではない。
像担持体スクイーズ装置は、像担持体10Yに対向して現像ローラ20Yの下流側に配置して像担持体10Yに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図2に示すように表面を弾性体13aYで被覆して像担持体10Yに摺接して回転する弾性ローラ部材から成る像担持体スクイーズローラ13Yと、該像担持体スクイーズローラ13Yに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード14Yとから構成される。
一次転写部50Yでは、像担持体10Yに現像された現像剤像を一次転写ローラ51Y
により中間転写体40へ転写する。ここで、像担持体10Yと中間転写体40は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体10Yの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
により中間転写体40へ転写する。ここで、像担持体10Yと中間転写体40は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体10Yの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
現像剤回収補給装置70Yは、回収した液体現像剤を貯留し、現像剤タンク74Yから高濃度現像剤を、キャリア液タンク77Yからキャリア液を、それぞれ補給し、濃度調整する液体現像剤貯留部71Yを有する。
本実施形態では、液体現像剤は、現像ユニット30Y及び像担持体10Yから回収される。現像ユニット30Yの現像剤回収スクリュー34Yで回収された液体現像剤は、現像ユニット回収路72Yを介して液体現像剤貯留部71Yに回収される。また、像担持体10Yから像担持体クリーニングブレード17Y及び現像剤回収部18Yからなるクリーニング装置により回収された液体現像剤は、像担持体回収路73Yを介して液体現像剤貯留部71Yに回収される。
さらに、高濃度現像剤は、現像剤タンク74Yから現像剤補給路75及び現像剤用ポンプ76を介して液体現像剤貯留部71Yに補給される。また、キャリア液は、キャリア液タンク77Yからキャリア液補給路78Y及びキャリア液用ポンプ79Yを介して液体現像剤貯留部71Yに補給される。なお、ポンプ等の代わりに、重力を利用し、バルブ等の開閉により補給する構造としてもよい。
液体現像剤貯留部71Yに貯留された液体現像剤は、現像剤供給路81Y及び現像剤供給用ポンプ82Yを介して現像剤容器31Yに供給される。
次に本発明の画像形成装置の動作について説明する。引き続き、画像形成部及び現像ユニットに関しては、4つの画像形成部及び現像ユニットのうちイエローの画像形成部及び現像ユニット30Yを例にとり説明する。
現像剤容器31Yにおいて、液体現像剤の中のトナー粒子はプラスの電荷を有し、この液体現像剤は、撹拌パドル36Yにより撹拌され、現像剤供給ローラ32Yが回転することによって、現像剤容器31Yから汲み上げられる。
規制ブレード33Yは、現像剤供給ローラ32Yの表面に当接し、現像剤供給ローラ32Yの表面に形成されたアニロックスパターンの凹凸の溝内に液体現像剤を残しその他の余分な液体現像剤を掻き取って、現像ローラ20Yに供給する液体現像剤量を規制する。このような規制によって、現像ローラ20Yへ塗布される液体現像剤の膜厚が約6μmとなるように定量化される。規制ブレード33Yにより掻き取られた液体現像剤は、重力によって現像剤容器31Yに落下し戻され、規制ブレード33Yにより掻き取られなかった液体現像剤は、現像剤供給ローラ32Yの表面の凹凸の溝内に収容され、現像ローラ20Yに圧接することで、現像ローラ20Yの表面に塗布される。
現像剤供給ローラ32Yによって液体現像剤を塗布された現像ローラ20Yは、現像剤供給ローラ32Yとのニップ部下流で現像剤圧縮ローラ22Yに当接する。現像ローラ20Yには約+400Vのバイアスが印加されており、現像剤圧縮ローラ22Yには、現像ローラ20Yより高く、トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加される。例えば、現像剤圧縮ローラ22Yには、約+600Vのバイアスが印加される。このため現像ローラ20Y上の液体現像剤中のトナー粒子は、図4に示すように現像剤圧縮ローラ22Yとのニップを通過する際に、現像ローラ20Y側へ移動する。これによりトナー粒子同士が緩やかに結合され膜化された状態となり、像担持体10Yでの現像の際、トナー粒子は、現像ローラ20Yから像担持体10Yへの移動がすばやくなり、画像濃度が向上する。
像担持体10Yはアモルファスシリコン製であり、現像ローラ20Yとのニップ部上流で帯電器11Yにより表面を約+600Vに帯電させられた後、露光ユニット12Yにより画像部の電位が+25Vとなるように潜像が形成される。現像ローラ20Yと像担持体10Yとの間に形成される現像ニップ部では、現像ローラ20Yに印加されているバイアス+400Vと像担持体10Y上の潜像(画像部+25V、非画像部+600V)で形成される電界に従い、図5に示すように選択的にトナー粒子Tが像担持体10Y上の画像部へと移動し、これにより、像担持体10Y上にトナー画像が形成される。また、キャリア液Cは電界の影響を受けないため、図5に示すように現像ローラ20Yと像担持体10Yとの現像ニップ部出口で分離して、現像ローラ20Yと像担持体10Yとの両方に付着する。
現像ニップ部を通過した像担持体10Yは、像担持体スクイーズローラ13Y部を通過する。像担持体スクイーズローラ13Yは、図6に示すように像担持体10Yに現像された現像剤Dから余剰なキャリア液C及び本来不要なカブリトナーT″を回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。余剰キャリア液Cの回収能力は、像担持体スクイーズローラ13Yの回転方向及び像担持体10Y表面の周速度に対する像担持体スクイーズローラ13Y表面の相対的な周速度差によって所望の回収能力に設定することが可能であり、像担持体10Yに対してカウンタ方向に回転させると回収能力は高まり、また、周速度差を大きく設定しても回収能力が高まり、更に、この相乗作用も可能である。
本実施形態では、一例として図6に示すように像担持体スクイーズローラ13Yを像担持体10Yに対して略同一周速度でウィズ回転させ、像担持体10Yに現像された現像剤Dから重量比5〜10%程度の余剰キャリア液Cを回収していて双方の回転駆動負荷を軽減するとともに、像担持体10Yの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。像担持体スクイーズローラ13Yによって回収された余剰なキャリア液C及び不要なカブリトナーT″はクリーニングブレード14Yの作用によって像担持体スクイーズローラ13Yから現像剤容器31Yに回収される。尚、この回収した余剰なキャリア液C及びカブリトナーT″は専用の孤立した像担持体10Yから回収しているので全個所にわたって混色現象は発生しない。
次に像担持体10Yは、一次転写50Yにおいて中間転写体40とのニップ部を通過し顕像トナー像の中間転写体40への一次転写が行われる。一次転写ローラ51Yには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−200Vが印加されることにより、像担持体10Y上からトナーは中間転写体40に一次転写され、像担持体10Yにキャリア液のみが残る。一次転写部より像担持体10Yの回転方向の下流側において、一次転写後の、像担持体10YはLED等から成る除電装置16Yによって静電潜像が消去され、像担持体10Y上に残ったキャリア液は、像担持体クリーニングブレード17Yにより掻き取られ、現像剤回収部18Yで回収される。
複数の像担持体10に形成したトナー像を順次一次転写して重ね合わせ担持した中間転写体40上のトナー画像は、次に二次転写ユニット60へと進み、中間転写体40と二次転写ローラ61とのニップ部に進入する。この際のニップ幅は3mmに設定されている。二次転写ユニット60において、二次転写ローラ61には−1200Vが、また、ベルト駆動ローラ41には+200Vがそれぞれ印加されており、これにより中間転写体40上のトナー画像は用紙等の記録媒体(シート材)に転写される。
しかし、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、全てのトナー画像が二次転写ロールに転写されて回収されるものではなく、一部は中間転写体上に残り、通常の二次転写行程においても中間転写体上のトナー像は100%二次転写されてシート材に移行するものではなく、数パーセントの二次転写残りが発生する。特に、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、シート材が介在しない状態でトナー画像が二次転写ローラ61に接して転写されシート材裏面汚れを引き起こす。これら不要トナー像に対し、本実施形態においては、非転写時に、液体現像剤のトナー粒子を中間転写体に押しつける方向のバイアス、トナー粒子の帯電極性と同極性のバイアスを二次転写ローラ61に印加する。このことにより、中間転写体40に残った液体現像剤のトナー粒子を中間転写体40側に押しつけてコンパクション状態にすると共に、二次転写ローラ61側にキャリア液を回収(スクイーズ)し、中間転写体クリーニングブレード46による中間転写体40上のクリーニング、二次転写ローラクリーニングブレード62による二次転写ローラ61のクリーニングを行う。
次に、中間転写体40のクリーニング装置について説明する。ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、全てのトナー画像が二次転写ローラ61に転写されて回収されることなく、一部は中間転写体40上に残る。また、通常の二次転写行程においても中間転写体上40のトナー像は100%二次転写されてシート材に移行することはなく、数パーセントの二次転写残りが発生する。この二種の不要トナー像は次の画像形成のために中間転写体40に当接するように配置された中間転写体クリーニングブレード46、現像剤回収部47によって回収される。このような非転写時、二次転写ローラ61には、中間転写体40上の残留トナーを中間転写体40に押し付けるようなバイアスが印加される。
次に、現像剤容器31Y、回収スクリュー34Y、連通部35Y及び撹拌パドル36Y等の構造について説明する。図7は回収スクリュー34Y及び撹拌パドル36Yを備えた現像剤容器31Yの斜視図、図8は図7の側面図、図9は図8のA−A線における断面図、図10は図8のB−B線における断面図である。
現像剤容器31Yは、回収部31aYと供給部31bYとを有する。回収部31aYと供給部31bYとの境界には、仕切部材としての壁状の仕切31cYが設けられ、仕切31cYには切欠部31dYが設けられている。切欠部31dYは、仕切31cYの軸方向両端付近に設けると好ましい。
仕切31cYに切欠部31dYを設けることにより、供給部31bY内の液体現像剤が多くなった場合、液体現像剤を回収部31aY側に溢れさせることができ、供給部31bY内の液量が一定に保持されることで、現像剤供給ローラ32Yに供給する液体現像剤の液量が一定に保持され、画質が安定する。
回収部31aYは、回収スクリュー34Yを設置した凹状の部分からなり、現像ユニット回収路72Yを介して液体現像剤貯留部71Yに液体現像剤を送る部分である。回収スクリュー34Yは、円筒状の部材からなり、外周に螺旋状の回収リブ34aYを有し、回収した液体現像剤が現像ユニット回収路72Yに流動しやすくなるように構成されている。
供給部31bYは、連通部35Yと連通し、撹拌パドル36Yを設置した凹状の部分からなり、液体現像剤貯留部71Yから現像剤供給路81Y、現像剤供給用ポンプ82Y及び連通部35Yを介して液体現像剤が供給される部分である。
連通部35Yは、撹拌パドル36Yの回転中心の軸方向略中央部で、鉛直下方に対して撹拌パドル36Y回転方向下流側にオフセットして設けられ、現像剤供給路81Yと連通し、現像剤供給用ポンプ82Yにより液体現像剤貯留部71Yから液体現像剤を吸い上げる部分である。
連通部35Yを撹拌パドル36Yの下方に設けることにより、連通部35Yから供給される液体現像剤は、撹拌パドル36Yに止められることになり、吹き出しによる液上面の盛り上がりがなく、液上面がほぼ一定に保持され、現像剤供給ローラ32Yに安定して現像剤を供給できる。また、連通部35Yを撹拌パドル36Y中心の鉛直下方に対して撹拌パドル36Y回転方向下流側にオフセットして設けることにより、連通部35Yが負圧になり、自然に液体現像剤が吸い上げられ、現像剤供給用ポンプ82Yの搬送容量を小さくでき、コストや騒音等を低減することができる。さらに、連通部35Yを軸方向の略中央部に設け、切欠部31dYを軸方向両端付近に設けるので、液体現像剤の軸方向外側への流れが生じ、常に新鮮な液体現像剤を現像剤供給ローラ32Yに供給することができる。
撹拌パドル36Yは、円筒状の部材からなり、外周の軸方向中間部に液体現像剤を軸方向両端側へ流動させる流動リブとしての螺旋状の第1リブ36aYを設け、外周の軸方向両端部から液体現像剤を軸方向中央側へ流動させる流動リブとしての螺旋状の第2リブ36bYを設けている。第1リブ36aYと第2リブ36bYとの境界は、切欠部31dY付近に配置すると好ましい。また、撹拌パドル36Yは、外周の軸方向に第1リブ36aY及び第2リブ36bYより低く、現像剤供給ローラ32Yへ液体現像剤を供給する複数の供給リブとしての第3リブ36cYを設置している。
このように、撹拌パドル36Yに第1リブ36aYを設けることにより、軸方向中央の連通部35Yより供給された液体現像剤が両外側に向けて流れやすくなる。また、撹拌パドル36Yに第2リブ36bYを設けることにより、切欠部31dYから回収部31aY側に液体現像剤を安定して溢れさせることができ、供給部31bYの軸方向両端で液体現像剤が貯留し圧縮することを防ぐことができる。さらに、第3リブ36cYを設けることにより、液体現像剤を回転方向へ容易に搬送することができ、安定して液体現像剤を現像剤供給ローラ32Yに供給することができる。
また、撹拌パドル36Yは、現像剤供給ローラ32Yと同方向に回転し、撹拌パドル36Y中心は、現像剤供給ローラ32Y中心の鉛直下方に対して現像剤供給ローラ32Y回転方向上流側にオフセットして設けられている。
このように、撹拌パドル36Yの回転中心は、現像剤供給ローラ32Yの回転中心の鉛直下方に対して現像剤供給ローラ32Y回転方向上流側にオフセットして設けることにより、撹拌パドル36Yが回転により盛り上げる液体現像剤の液面が、現像剤供給ローラ32Yと撹拌パドル36Yの回転中心を結ぶ線より現像剤供給ローラ32Y下流の規制ブレード33Y側となるので、現像剤供給ローラ32Yに安定して液体現像剤を供給することができる。
なお、キャリア液内にトナーを分散させた現像剤を用いる液体現像画像形成装置では、概略重量比でキャリア液75%の中にトナー25%を分散させた現像剤を用いていて、種々のプロセス行程を経て画像形成して終段階のシート材に二次転写して図示省略した定着行程に進行する段階では、好ましい二次転写機能及び定着機能を発揮させるために当該液体現像剤は概略トナー重量比で40%〜60%程度の分散状態になっていることが望ましい。初期的に現像剤容器31Y内に貯蔵した現像剤はキャリア液内に概略トナー重量比25%程度に分散した状態であるが、像担持体10Yへの現像において画像デューティーが高い現像の場合にはトナー分の消費比率が多く、逆に画像デューティーが低い現像の場合にはトナー分の消費比率が少なくなる。即ち、液体現像剤貯留部71Y内に貯蔵された現像剤のトナー重量比率は像担持体10Yへの現像にともなって刻々と変化していて、常時この変化を監視して概略トナー重量比25%程度に分散した状態に維持コントロールしていくことが望ましい。
そこで、図示省略したトナーの分散重量比率を検知する透過型のフォトセンサあるいは現像剤を攪拌する攪拌トルクを検知するトルク検知手段等及び液体現像剤貯留部71Y内の現像剤液面を検知する反射型のフォトセンサ等々を液体現像剤貯留部71Yに設け、所定の現像剤量においてトナーの分散重量比率が少なくなった場合にはトナー重量比35〜55%程度の高濃度に分散した現像剤を現像剤カートリッジから所定量補充し、逆にトナーの分散重量比率が高くなった場合にはキャリア液カートリッジからキャリア液を所定量補充して概略トナー重量比25%程度にコントロールするとともに液体現像剤貯留部71Yの内部で攪拌して一様分散状態にすることが好ましい。
例えば、一実施形態として、図11に示すような液位検知手段110Y及び濃度検知手段120Yを設けてもよい。
まず、液位検知手段110Yについて説明する。図11に示すように、液位検知手段110Yは、フロート支持部材111Y、規制部材112Y、第1ホール素子113Y、第2ホール素子114Y、第3ホール素子115Y、浮揚部材の一例としてのフロート116Y、第1磁力発生体117Y及び第2磁力発生体118Yを有する。
フロート支持部材111Yは、液体現像剤貯留部71Y内の液面上から液面下の略底部までフロート116Yを移動可能に支持した部材からなり、上方に上方規制部材112aY、下方に下方規制部材112bYが設けられ、その間に第1ホール素子113Y、第2ホール素子114Y及び第3ホール素子115Yが所定距離離れて下から順に設けられている。
第1ホール素子113Y、第2ホール素子114Y及び第3ホール素子115Yは、磁束密度に対して出力電圧が変化する比例出力型ホール素子からなる。本実施形態では、ホール素子間距離を30mmとする。
第1ホール素子113Y、第2ホール素子114Y及び第3ホール素子115Yは、磁束密度に対して出力電圧が変化する比例出力型ホール素子からなる。本実施形態では、ホール素子間距離を30mmとする。
フロート116Yは、液面に浮かび、液面位置によりフロート支持部材111Yに対して移動可能な部材であり、下方に第1磁力発生体117Y、所定距離離れて上方に第2磁力発生体118Yを有する
第1磁力発生体117Y及び第2磁力発生体118Yは、フロート116Yの移動と共に各ホール素子113Y,114Y,115Yに対向して移動するように設けられている。第1磁力発生体117Yと第2磁力発生体118Yとは、N極とS極が逆になるように配置されている。本実施形態では、直径5mm、長さ6mm、4000ガウスの磁力発生体117Y,118Yを距離20mm離間させて配置する。
第1磁力発生体117Y及び第2磁力発生体118Yは、フロート116Yの移動と共に各ホール素子113Y,114Y,115Yに対向して移動するように設けられている。第1磁力発生体117Yと第2磁力発生体118Yとは、N極とS極が逆になるように配置されている。本実施形態では、直径5mm、長さ6mm、4000ガウスの磁力発生体117Y,118Yを距離20mm離間させて配置する。
このような構成の液位検知手段110Yを実際に作動させた際の各ホール素子113Y,114Y,115Yの出力を距離に変換する方法について説明する。
図12は、各ホール素子113Y,114Y,115Yの出力を距離に変換するテーブルを示す図である。図12(a)はS極を感知した場合の各ホール素子の出力電圧と距離との関係を示す第1テーブル、図12(b)はN極を感知した場合の各ホール素子の出力電圧と距離との関係を示す第2テーブル、図12(c)は反転N極を感知した場合の各ホール素子の出力電圧と距離との関係を示す第3テーブルである。
図13は、各ホール素子113Y,114Y,115Yの出力を距離に変換するフローチャートである。
まず、ステップ1で、全ホール素子113Y,114Y,115Yの出力が2.5Vか判断する(ST1)。
ステップ1において、全ホール素子113Y,114Y,115Yの出力が2.5Vの場合、ステップ11で、液面位置として前回測定結果を用いることとし(ST11)、終了する。ステップ1において、全ホール素子113Y,114Y,115Yの出力が2.5Vでない場合、ステップ2で、第1ホール素子113Yの出力が2.5Vより小さいか判断する(ST2)。
ステップ2において、第1ホール素子113Yの出力が2.5Vより小さい場合、ステップ12で、液面位置は第1ホール素子113Yの出力に対する距離を第1テーブルから求めた値とし(ST12)、終了する。ステップ2において、第1ホール素子113Yの出力が2.5Vより大きい場合、ステップ3で、第1ホール素子113Yの出力が2.5Vより大きく、且つ第2ホール素子114Yの出力が2.5Vであるか判断する(ST3)。
ステップ3における条件を満たす場合、ステップ13で、液面位置は第1ホール素子113Yの出力に対する距離を第2テーブルから求めた値に10mm加えた値とし(ST13)、終了する。ステップ3における条件を満たさない場合、ステップ4で、第1ホール素子113Yの出力が2.5Vより大きいか判断する(ST4)。
ステップ4における条件を満たす場合、ステップ14で、液面位置は第1ホール素子113Yの出力に対する距離を第3テーブルから求めた値に20mm加えた値とし(ST14)、終了する。ステップ4における条件を満たさない場合、ステップ5で、第2ホール素子114Yの出力が2.5Vより小さいか判断する(ST5)。
ステップ5における条件を満たす場合、ステップ15で、液面位置は第2ホール素子114Yの出力に対する距離を第1テーブルから求めた値に30mm加えた値とし(ST15)、終了する。ステップ5における条件を満たさない場合、ステップ6で、第2ホール素子114Yの出力が2.5Vより大きく、且つ第3ホール素子115Yの出力が2.5Vであるか判断する(ST6)。
ステップ6における条件を満たす場合、ステップ16で、液面位置は第2ホール素子114Yの出力に対する距離を第2テーブルから求めた値に40mm加えた値とし(ST16)、終了する。ステップ16における条件を満たさない場合、ステップ7で、第2ホール素子114Yの出力が2.5Vより大きいか判断する(ST7)。
ステップ7における条件を満たす場合、ステップ17で、液面位置は第2ホール素子114Yの出力に対する距離を第3テーブルから求めた値に50mm加えた値とし(ST17)、終了する。ステップ7における条件を満たさない場合、ステップ8で、第3ホール素子115Yの出力が2.5Vより小さいか判断する(ST8)。
ステップ8における条件を満たす場合、ステップ18で、液面位置は第3ホール素子115Yの出力に対する距離を第1テーブルから求めた値に60mm加えた値とし(ST18)、終了する。ステップ8における条件を満たさない場合、ステップ9で、第3ホール素子115Yの出力が2.5Vより大きく、且つ第2ホール素子114Yの出力が2.5Vであるか判断する(ST9)。
ステップ9における条件を満たす場合、ステップ19で、液面位置は第3ホール素子115Yの出力に対する距離を第3テーブルから求めた値に70mm加えた値とし(ST19)、終了する。ステップ9における条件を満たさない場合、ステップ10で、エラーとし(ST10)、終了する。
図14は、図13に示したフローチャートを実行した結果を示す図である。図14に示すように、各ホール素子113Y,114Y,115Yの出力に応じた液面位置を求めることができる。
このような液位検知手段110Yにより、部品点数が少なく、コストを低く抑えることができ、また、長い距離を検知できるので、システムの停止を抑えることができる。
次に、濃度測定装置120Yについて説明する。図11に示すように、濃度測定装置120Yは、撹拌プロペラ軸121Yと、移動部材の一例としての透明プロペラ122Yと、撹拌部材の一例としての撹拌プロペラ123Yと、モータ124Yと、濃度測定部130Yとを有する。
撹拌プロペラ軸121Yは、透明プロペラ122Y及び撹拌プロペラ123Yを同軸に設け、モータ124Yにより回転させられる部材である。
次に、濃度測定部130Yと透明プロペラ122Yによる濃度検出方法について説明する。図15は図11の透明プロペラ122Y付近の拡大図、図16は隙間部分の拡大図、図17は濃度測定用受光素子132Yが出力する信号の変化を示す図、図18は濃度測定用受光素子132Yの出力電圧と液体現像剤濃度との関係を示すグラフ、図19は透過タイプ濃度測定部130Yのシステム図、図20は反射タイプ濃度測定部130Yのシステム図である。
図15に示すように、透明プロペラ122Yは、撹拌プロペラ軸121Yに支持され、回転可能な長方形等の平板状部材からなり、濃度測定部130Yの第1部材130aYと第2部材130bYとの隙間130cY内を断続的に通過する構造となっている。なお、第1部材130aY又は第2部材130bYは移動可能であり、隙間130cY距離を変更可能である。また、隙間130cYの距離を液体現像剤の色により異ならせることができる。
次に、濃度検出方法の簡単な原理を説明する。図16は隙間部分の拡大図、図17は濃度測定用受光素子132Yが出力する信号の変化を示す図である。図16(a)に示すように透明プロペラ122Yが発光LED131と濃度測定用受光素子132Yとの間に位置していない場合、濃度測定用受光素子132Yは、図17に示すグラフのうち小さい値Foの信号を出力する。図16(b)に示すように透明プロペラ122Yが発光LED131と濃度測定用受光素子132Yとの間に位置している場合、濃度測定用受光素子132Yは、図17に示すグラフのうち大きい値Fiの信号を出力する。本実施形態では、色毎に濃度値を得る値を選択している。例えば、ブラックは値Fiを平均化し、濃度値を得て、シアンは値Foを平均化し、濃度値を得る。
図18は濃度測定用受光素子132Yの出力電圧と液体現像剤濃度との関係を示すグラフである。図18(a)は、ブラックにおける濃度測定用受光素子132Yの出力電圧と液体現像剤濃度との関係を示し、図18(b)は、シアンにおける濃度測定用受光素子132Yの出力電圧と液体現像剤濃度との関係を示している。
図19に示すような透過タイプ濃度測定部130Yでは、隙間130cYを挟むように対向して発光LED131Yと、濃度測定用受光素子132Yが配置されている。また、発光LED131Y側には、発光強度測定用受光素子133Yが配置されている。
このような構造により、発光LED131Yで発光した光は、透明プロペラ122Yより発光LED131Y側の液体現像剤、透明プロペラ122Y、透明プロペラ122Yより濃度測定用受光素子132Y側の液体現像剤を通過して、濃度測定用受光素子132Yに受光される光路と、透明プロペラ122Yより発光LED131Y側の液体現像剤を通過して、発光強度測定用受光素子133Yに受光される光路とを有する。
このような構造により、発光LED131Yで発光した光は、透明プロペラ122Yより発光LED131Y側の液体現像剤、透明プロペラ122Y、透明プロペラ122Yより濃度測定用受光素子132Y側の液体現像剤を通過して、濃度測定用受光素子132Yに受光される光路と、透明プロペラ122Yより発光LED131Y側の液体現像剤を通過して、発光強度測定用受光素子133Yに受光される光路とを有する。
発光LED131Y、濃度測定用受光素子132Y及び発光強度測定用受光素子133Yは、それぞれCPU134Yに接続されている。発光LED131Yは増幅器135Yを介してCPU134Yに接続され、濃度測定用受光素子132Yは第1A/D変換器136Yを介してCPU134Yに接続され、発光強度測定用受光素子133Yは第2A/D変換器137を介してCPU134Yに接続されている。
また、図20に示すような反射タイプ濃度測定部130Yでは、隙間130cYに対して一方に発光LED131Y、濃度測定用受光素子132Y及び発光強度測定用受光素子133Yが配置されている。また、隙間130cYに対して他方には、反射膜140Yが配置されている。
このような構造により、発光LED131Yで発光した光は、透明プロペラ122Yより発光LED131Y側の液体現像剤、透明プロペラ122Y、反射膜140Y側の液体現像剤を通過して、反射膜140Yにより反射し、反射膜140Y側の液体現像剤、透明プロペラ122Y、透明プロペラ122Yより濃度測定用受光素子132Y側の液体現像剤、を通過して、濃度測定用受光素子132Yに受光される光路と、透明プロペラ122Yより発光LED131Y側の液体現像剤を通過して、発光強度測定用受光素子133Yに受光される光路とを有する。
発光LED131Y、濃度測定用受光素子132Y及び発光強度測定用受光素子133Yは、それぞれCPU134Yに接続されている。発光LED131Yは増幅器135Yを介してCPU134Yに接続され、濃度測定用受光素子132Yは第1A/D変換器136Yを介してCPU134Yに接続され、発光強度測定用受光素子133Yは第2A/D変換器137Yを介してCPU134Yに接続されている。
このように、液中に構成された隙間130cYを挟んで対向する一方に配置される第1部材130aYと、第1部材130aYに対向して他方に配置される第2部材130bYと、隙間130cYに面して配置される濃度測定部130Yと、隙間130cY内を移動する透明プロペラ122Yとを備えたことを特徴とするので、液を貯留部からポンプ等により汲み上げる必要がなく、部品点数が少なくなる。また、透明プロペラ122Yが隙間130cY内を移動するので、新しい液が隙間130cY内に入り、正確に濃度を測定することができる。
また、濃度測定部130Yは、発光LED131Yと、濃度測定用受光素子132Yとを有し、透明プロペラ122Yは、光透過性を有することを特徴とするので、正確に濃度を測定することができる。
また、透明プロペラ122Yは、断続的に隙間130cY内を通過することを特徴とするので、透明プロペラ122Yが隙間130cY内にある時と、透明プロペラ122Yが隙間130cY内にない時とのどちらの場合でも測定することができ、より正確に濃度を測定することができる。
また、透明プロペラ122Yは、回転可能な略長方形の部材からなることを特徴とするので、簡単な構造で隙間130cY内を移動するので、新しい液が隙間130cY内に入り、正確に濃度を測定することができる。
また、液を撹拌する撹拌プロペラ123Yを有し、透明プロペラ122Yと撹拌プロペラ123Yとは同軸に配置されることを特徴とするので、部品点数を少なくすることができる。
また、第1部材130aY又は第2部材130bYは移動可能であり、隙間130cY距離を変更可能であることを特徴とするので、液の種類や状態にあった測定をすることができる。
さらに、本発明の濃度測定装置120Yを用いた画像形成装置は、キャリア液中に着色剤と樹脂からなるトナー粒子を分散させた液体現像剤を貯留する現像剤容器31Yと、液体現像剤を担持する現像ローラ20Yと、現像ローラ20Yに液体現像剤を供給する現像剤供給ローラ32Yと、現像剤容器31Y内に配置され、現像剤供給ローラ32Yに液体現像剤を供給する撹拌パドル36Yと、現像ローラ20Y上の液体現像剤をクリーニングする現像ローラクリーニング部材21Yと、現像ローラ20Yにより潜像を現像される像担持体10Yと、像担持体10Y上の像を転写することにより画像を形成する中間転写体40と、現像剤容器31Yから液体現像剤を回収すると共に、液体現像剤及びキャリア液を補給する現像剤回収補給装置70と、濃度測定装置とを備えたことを特徴とするので、液体現像剤を所望の濃度に正確に調整することができ、良好な画質で画像形成することができる。
また、隙間130cYの距離を液体現像剤の色により異ならせることを特徴とするので、色毎に正確に濃度を調整することができる。
次に、このような構成の濃度検知手段120Yの検知方法について説明する。図21は、濃度検知手段120Yの検知フローチャートを示す図である。
まず、ステップ21で、発光LED131Yを点灯させる(ST21)。続いて、ステップ22で発光LED131Yの光強度を発光強度測定用受光素子133Yにより測定する(ST22)。
次に、ステップ23で、補正値αを計算する(ST23)。補正値αは、あらかじめ記憶している発光LED131Yの基準値と、発光強度測定用受光素子133Yにより測定された測定値とを比較することで求められる。
次に、ステップ24で、濃度測定用受光素子132Yにより濃度を測定する(ST24)。
続いて、ステップ25で、CPU134Yにより濃度補正を実行し、液体現像剤の濃度を求める(ST25)。液体現像剤の濃度は、ステップ24において測定された濃度測定用受光素子132Yと、ステップ23において求めた補正値αとの積から求められる。
次に、ステップ26で、液体現像剤の濃度があらかじめ記憶してある濃度基準値より薄いか判断する(ST26)。薄いと判断された場合、ステップ26−2で、高濃度現像剤が現像剤タンク74Yから現像剤補給路75Y及び現像剤用ポンプ76Yを介して液体現像剤貯留部71Yに補給される(26−2)。
ステップ26において、薄いと判断されなかった場合、ステップ27で、液体現像剤の濃度があらかじめ記憶してある濃度基準値より濃いか判断する(ST27)。濃いと判断された場合、ステップ27−2で、キャリア液がキャリア液タンク77Yからキャリア液補給路78Y及びキャリア液用ポンプ79Yを介して液体現像剤貯留部71Yに補給される(27−2)。
このように、制御することにより、液体現像剤貯留部71Y内の液体現像剤の濃度が略一定となる。
次に、現像剤用ポンプ76Y及びキャリア液用ポンプ79Yの制御について説明する。現像剤用ポンプ76Y又はキャリア液用ポンプ79Yの制御量は、液体現像剤のトナー量又はキャリア液量の不足量に応じて制御される。
まず、図11に示した液位検知手段110Y及び濃度検知手段120Yにより、液体現像剤のトナー量とキャリア液量を算出する。そして、あらかじめ記憶してある液体現像剤のトナー量とキャリア液量の目標値に対する不足分を算出する。
図22は、トナー量又はキャリア液量の不足量に対する現像剤用ポンプ76Y及びキャリア液用ポンプ79Yの回転速度並びにDUTY値を示す図である。図22に示すように、現像剤用ポンプ76Y及びキャリア液用ポンプ79Yは、上限DUTY値までは、回転速度を一定とし、不足量に応じてDUTY値を変化させる。上限DUTY値到達後は、不足量に応じて回転数を上昇させる。
次に、印字状態時の制御の優先度に対する制御について説明する。図23は、液体現像剤貯留部71Y内の液体現像剤の液量と濃度に対する制御優先度を示す図である。
図23に示すように、ある程度の液量までは、濃度を優先し、ある程度の液量以上の場合、液量を優先する。
例えば、ある程度の液量までは、濃度を優先し、濃度が濃い場合、キャリア液をキャリア液タンク77Yから液体現像剤貯留部71Yに投入し、濃度が薄い場合、高濃度現像剤を現像剤タンク74Yから液体現像剤貯留部71Yに投入する。また、液量を優先する場合、閾値を越えて液量が多くなると、濃度にかかわらず、キャリア液及び高濃度現像剤の投入を停止する。なお、印字は継続する。また、濃度がある程度の範囲外、又は、液量がある程度の範囲外にある場合は、印字停止とする。
さらに、検出した濃度に応じて、現像剤圧縮ローラ22Yや現像剤供給ローラ32Yの速度を制御し、現像ニップでの現像剤濃度を制御してもよい。
次に、現像剤容器31Yについて説明する。本発明の現像剤容器31における連通部35Yと切欠部31dYとは、撹拌部材34Yの軸方向に対してずらして配される。
図24は、現像剤容器31Yの第2実施形態の図10と同様の図である。第2実施形態では、連通部35Yを軸方向一方側の現像剤容器31Y底面に設け、切欠部31dYを軸方向他方側に設けたものである。
撹拌パドル36Yは、連通部35Yから切欠部31dY側へ液体現像剤が流れやすくなるように形成された第1リブ36aYと、連通部35Yから切欠部31dYと反対側へ流れやすくなるように形成された第2リブ36bYと、を有する。
このように構成することにより、液体現像剤が供給部31bY内へ連通部35Yから供給され、軸方向に異なる位置に配置された切欠部31dY側へ流動されるので、現像剤容器31Y又は供給部31bY内の液体現像剤の液量のバランスを良好にすることが可能となる。
図25は、現像剤容器31Yの第3実施形態の図10と同様の図である。第3実施形態では、連通部35Yとして第1連通部35aYを軸方向一方側の現像剤容器31Y底面に、第2連通部35bYを軸方向他方側の現像剤容器31Y底面に設け、切欠部31dYを軸方向で連通部35Yの間に設けたものである。
撹拌パドル36Yは、連通部35Yから切欠部31dY側へ液体現像剤が流れやすくなるように形成された第1リブ36aYと、連通部35Yから切欠部31dYと反対側へ流れやすくなるように形成された第2リブ36bYと、を有する。
このように構成することにより、液体現像剤が供給部31bY内へ連通部35Yから供給され、軸方向に異なる位置に配置された切欠部31dY側へ流動されるので、現像剤容器31Y又は供給部31bY内の液体現像剤の液量のバランスを良好にすることが可能となる。
図26は、現像剤容器31Yの第4実施形態の図10と同様の図である。第4実施形態では、第1連通部35aYを軸方向一方側の現像剤容器31Y底面に、切欠部31dYを軸方向他方側に設け、第2連通部35bYを第1連通部35aYと切欠部31dYの間の現像剤容器31Y底面に設けたものである。
撹拌パドル36Yは、第1連通部35aYから切欠部31dY側へ液体現像剤が流れやすくなるように形成された第1リブ36aYと、第1連通部35aYから切欠部31dYと反対側へ流れやすくなるように形成された第2リブ36bYと、を有する。
このように構成することにより、液体現像剤が供給部31bY内へ連通部35Yから供給され、軸方向に異なる位置に配置された切欠部31dY側へ流動されるので、現像剤容器31Y又は供給部31bY内の液体現像剤の液量のバランスを良好にすることが可能となる。
図27及び図28は、第5実施形態を示す図である。図27は第5実施形態の平面図、図28は断面図を示す。第5実施形態では、連通部35Yを現像剤容器31Y及び撹拌パドル36Yの側面に設けたものである。
連通部35Yを撹拌パドル36Yの側面に設けることにより、連通部35Yから供給される液体現像剤は、撹拌パドル36Yに止められることになり、吹き出しによる液上面の盛り上がりがなく、液上面がほぼ一定に保持され、現像剤供給ローラ32Yに安定して現像剤を供給できる。また、連通部35Yを軸方向の略中央部に設け、切欠部31dYを軸方向両端付近に設けるので、液体現像剤の軸方向外側への流れが生じ、常に新鮮な液体現像剤を現像剤供給ローラ32Yに供給することができる。
なお、本発明の実施形態においては、供給部31bYが第1現像剤保持部、回収部31aYが第2現像剤保持部、切欠部31dYが流動部をそれぞれ構成する。また、像担持体スクイーズローラ13Yによって回収された液体現像剤はクリーニングブレード14Yから現像剤容器31Yの回収部31bYに滴下回収される構造としてもよい。さらに、本発明の実施形態においては、連通部35Yを、撹拌パドル36Y中心を通る鉛直線に対して仕切と反対側に設けることが好ましい。また、第1リブ36aYと第2リブ36bYの境界は切欠部31dYの鉛直線に対応する位置に有することが好ましい。さらに、第1リブ36aYと第2リブ36bYは、半円の螺旋形状を有することが好ましい。また、撹拌パドル36Yは1本が好ましい。さらに、回収部31aYに備えた回収スクリュー34Yは2条螺旋ピッチを有することが好ましい。また、仕切31cYは、上方を供給部31bY側に傾斜させると液体現像剤の搬送が円滑になり好ましい。
このように本実施形態の現像装置30Yは、トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を貯留する現像剤容器31Yと、液体現像剤を担持する現像剤担持体20Yと、現像剤担持体20Yに液体現像剤を供給する現像剤供給部材32Yと、現像剤容器31Y内に配設され、現像剤供給部材32Yに液体現像剤を供給する撹拌部材34Yと、現像剤担持体20Yの液体現像剤をクリーニングする現像剤担持体クリーニング部材21Yと、を備え、現像剤容器31Yは、液体現像剤を流入させる連通部35Yを有する供給部31bYと、現像剤担持体クリーニング部材21Yで回収された液体現像剤を貯留する回収部31aYと、供給部31bYと回収部31aYとの間を仕切るとともに、前記連通部35Yと前記撹拌部材34Yの軸方向に対してずらした位置に供給部31bYと回収部31aYとの間で液体現像剤を移動可能とする切欠部31dYを有する仕切31cY部材と、を有するので、供給部31bY内の液体現像剤が多くなった場合、液体現像剤を回収部31aY側に溢れさせることができ、供給部31bY内の液量が一定に保持されることで、現像剤供給部材32Yに供給する液体現像剤の液量が一定に保持され、画質を安定させることが可能となる。また、切欠部31dYと連通部35Yを撹拌部材34Yの軸方向に対してずらして配することにより、連通部35Yから供給される液体現像剤が供給部31bY内を移動し、撹拌部材34Yの軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、連通部35Yは、現像剤容器31Yの底面に配するので、側方のスペースを有効に使用することができる。
また、連通部35Yは、現像剤容器31Yの側面に配するので、下方のスペースを有効に使用することができる。
また、切欠部31dYは、撹拌部材34Yの軸方向に対して連通部35Yの両側に配されるので、撹拌部材34Yの軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、連通部35Yは、撹拌部材34Yの軸方向の一方に配され、切欠部31dYは、撹拌部材34Yの軸方向の他方に配される撹拌部材34Yの軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、連通部35Yを複数有するので、供給部31bY内の液体現像剤を十分確保することが可能となる。
また、連通部35Yは、撹拌部材34Yの軸方向に対して切欠部31dYの両側に配される撹拌部材34Yの軸方向でのバランスのズレが低減される。
また、連通部35Yは、撹拌部材34Yの回転中心を通る鉛直面に対して仕切31cYと反対側に配するので、仕切31cYとの間に撹拌部材34Yが存在し、供給部31bY内で液体現像剤を十分に撹拌することが可能となる。また、連通部35Yが負圧になり、自然に液体現像剤が吸い上げられ、現像剤供給用ポンプ82Yの搬送容量を小さくでき、コストや騒音等を低減することができる。
また、撹拌部材34Yは、連通部35Y側から切欠部31dY側へ液体現像剤を流動させる第1リブ部36aYと、前記第1リブ部とは異なる第2リブ部36bYと、を有するので、供給部31bY内での液体現像剤の流動を円滑にすることが可能となる。
また、第1リブ部36aYと第2リブ部36bYの境界を切欠部31dYに対応する位置に有するので、切欠部31dY付近へ液体現像剤が流動するようになり、供給部31bYから回収部31aYへの流動が容易になる。
また、第1リブ部36aY及び/又は第2リブ部36bYは、半円の螺旋形状のリブを有するので、撹拌部材34Yの製作が容易になる。
また、撹拌部材34Yは1本であるので、低コストで製作することが可能となる。
また、回収部31aYは、搬送部材34Yを有し、搬送部材34Yは、2条巻螺旋ピッチを有するので、搬送量を多くすることが可能となる。
さらに、本発明の現像方法は、液体現像剤を連通部35Yから供給部31bYに補給する工程と、液体現像剤を供給部31bY内の撹拌部材34Y軸方向に移動させる工程と、液体現像剤を供給部31bYから回収部31aYへ切欠部31dYで流動させる工程と、現像ローラクリーニングブレード21Yで回収された液体現像剤を貯留する工程と、を有するので、供給部31bY内の液体現像剤が多くなった場合、液体現像剤を回収部31aY側に溢れさせることができ、供給部31bY内の液量が一定に保持されることで、現像剤供給部材32Yに供給する液体現像剤の液量が一定に保持され、画質を安定させることが可能となる。また、切欠部31dYと連通部35Yを撹拌部材34Yの軸方向に対してずらして配することにより、連通部35Yから供給される液体現像剤が供給部31bY内を移動し、撹拌部材34Yの軸方向でのバランスのズレが低減される。
さらに、本発明の画像形成装置は、トナー粒子とキャリア液とを含む現像剤担持体20Yにより現像された像を担持する像担持体10Yと、像担持体10Y上の像が転写される中間転写体40と、液体現像剤を貯留する現像剤容器31Yと、液体現像剤を担持する現像剤担持体20Yと、現像剤担持体20Yにより現像された像を担持する像担持体10Yと、像担持体10Y上の像を転写することにより画像を形成する転写体40と、現像剤担持体20Yに液体現像剤を供給する現像剤供給部材32Yと、現像剤容器31Y内に配置され、現像剤供給部材32Yに液体現像剤を供給する撹拌部材34Yと、現像剤担持体20Y上の液体現像剤をクリーニングする現像剤担持体クリーニング部材と、現像剤容器31Yから液体現像剤を回収すると共に、液体現像剤及びキャリア液を補給する現像剤回収補給装置100Yと、を備え、現像剤容器31Yは、現像剤回収補給装置100Yから連通部を介して液体現像剤を補給される供給部31bYと、液体現像剤を現像剤回収補給装置へ送る回収部31aYと、供給部31bYと回収部31aYとの間を仕切るとともに、連通部35Yと撹拌部材34Yの軸方向に対してずらした位置に供給部31bYと回収部31aYとの間で液体現像剤を移動可能とする切欠部31dYを有する仕切31cYと、を有するので、安定した濃度の液体現像剤により画像形成をすることができ、良好な画質で画像形成することが可能となる。
10Y,10M,10C,10K…感光体(像担持体)、11Y,11M,11C,11K…コロナ帯電器、 12Y,12M,12C,12K…露光ユニット、13Y…像担持体スクイーズローラ、14Y…クリーニングブレード、16Y…除電装置、17Y…感光体ブレード、18Y…感光体クリーニング液回収部、20Y,20M,20C,20K…現像ローラ(現像剤担持体)、21Y…現像ローラブレード、30Y,30M,30C,30K…現像ユニット(現像装置)、31Y,31M,31C,31K…現像剤容器、31aY…回収部(第2現像剤保持部)、31bY…供給部(第1現像剤保持部)、31cY…仕切、31dY…切欠部(流動部)、32Y,32M,32C,32K…トナー供給ローラ(現像剤供給部材)、33Y…トナー規制ブレード(現像剤規制部材)、34Y…回収スクリュー、34aY…回収リブ、35Y…連通部、36Y…撹拌パドル(撹拌部材)、36aY…第1リブ、36bY…第2リブ、36cY…第3リブ、50Y,50M,50C,50K…一次転写バックアップローラ、40…中間転写体、41…ベルト駆動ローラ、42…テンションローラ、46…中間転写ベルトクリーニングブレード、47…中間転写ベルトクリーニング液回収部、50…一次転写部、51…一次転写ローラ、60…二次転写ユニット、61…二次転写ローラ、62…二次転写ローラブレード、63…二次転写ローラクリーニング液回収部、70Y…現像剤回収補給装置、71Y…液体現像剤貯留部、72Y…現像ユニット回収路、73Y…像担持体回収路、74Y…現像剤タンク、75Y…現像剤補給路、76Y…現像剤用ポンプ、77Y…キャリア液タンク、78Y…キャリア液補給路、79Y…キャリア液用ポンプ、81Y…現像剤供給路、82Y…現像剤供給用ポンプ、110Y…液位検知手段、111Y…フロート支持部材、112Y…規制部材、113Y…第1ホール素子、114Y…第2ホール素子、115Y…第3ホール素子、116Y…フロート(浮揚部材)、117Y…第1磁力発生体、118Y…第2磁力発生体、120Y…濃度検知手段、121Y…撹拌プロペラ軸、122Y…透明プロペラ(移動部材)、123Y…撹拌プロペラ、124Y…モータ124、130Y…濃度測定部、130aY…隙間、131Y…発光LED、132Y…濃度測定用受光素子、133Y…発光強度測定用受光素子、134Y…CPU、135Y…増幅器、136Y…第1A/D変換器、137Y…第2A/D変換器、140Y…反射膜
Claims (15)
- トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を貯留する現像剤容器と、
液体現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に液体現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤容器内に配設され、前記現像剤供給部材に液体現像剤を供給する撹拌部材と、
前記現像剤担持体の液体現像剤をクリーニングする現像剤担持体クリーニング部材と、
を備え、
前記現像剤容器は、
液体現像剤を流入させる連通部を有する第1現像剤保持部と、
前記現像剤担持体クリーニング部材で回収された液体現像剤を貯留する第2現像剤保持部と、
前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間を仕切るとともに、前記連通部と前記撹拌部材の軸方向に対してずらした位置に前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間で液体現像剤を移動可能とする流動部を有する仕切部材と、
を有する
ことを特徴とする現像装置。 - 前記連通部は、前記現像剤容器の底面に配する請求項1に記載の現像装置。
- 前記連通部は、前記現像剤容器の側面に配する請求項1に記載の現像装置。
- 前記流動部は、前記撹拌部材の軸方向に対して前記連通部の両側に配される
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記連通部は、前記撹拌部材の軸方向の一方に配され、
前記流動部は、前記撹拌部材の軸方向の他方に配される
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記連通部を複数有する
請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記連通部は、前記撹拌部材の軸方向に対して前記流動部の両側に配される
請求項6に記載の現像装置。 - 前記連通部は、前記撹拌部材の回転中心を通る鉛直面に対して前記仕切部材と反対側に配する
請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記撹拌部材は、
前記連通部側から前記流動部側へ液体現像剤を流動させる第1リブ部と、
前記第1リブとはことなる第2リブ部と、
を有する
請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記第1リブ部と前記第2リブ部の境界部を前記流動部に対応する位置に有する
請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記第1リブ部及び/又は前記第2リブ部は、半円の螺旋形状のリブを有する
請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記撹拌部材は1本である
請求項1乃至請求項11のいずれか1つに記載の現像装置。 - 前記第2現像剤保持部は、搬送部材を有し、
前記搬送部材は、2条巻螺旋ピッチを有する
請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載の現像装置。 - 液体現像剤を連通部から第1現像剤保持部に補給する工程と、
液体現像剤を前記第1現像剤保持部内の撹拌部材軸方向に移動させる工程と、
液体現像剤を前記第1現像剤保持部から第2現像剤保持部へ流動部で流動させる工程と、
現像剤担持体クリーニング部材で回収された液体現像剤を貯留する工程と、
を有する
ことを特徴とする現像方法。 - トナー粒子とキャリア液とを含む液体現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体により現像された像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の像を転写される転写体と、
液体現像剤を貯留する現像剤容器と、
前記現像剤担持体に液体現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤容器内に配置され、前記現像剤供給部材に液体現像剤を供給する撹拌部材と、
前記現像剤担持体上の液体現像剤をクリーニングする現像剤担持体クリーニング部材と、
前記現像剤容器から液体現像剤を回収すると共に、液体現像剤及びキャリア液を補給する現像剤回収補給装置と、
を備え、
前記現像剤容器は、
前記現像剤回収補給装置から連通部を介して液体現像剤が補給される第1現像剤保持部と、
液体現像剤を前記現像剤回収補給装置へ送る第2現像剤保持部と、
前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間を仕切るとともに、前記連通部と前記撹拌部材の軸方向に対してずらした位置に前記第1現像剤保持部と前記第2現像剤保持部との間で液体現像剤を移動可能とする流動部を有する仕切部材と、
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
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2008
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012103598A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Seiko Epson Corp | 画像形成装置および画像形成方法 |
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