JP2011095443A - 抽出装置、該抽出装置が組み込まれた画像形成装置及び抽出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分散質と分散媒との分離を好適に促し、分離された成分の一方又は両方を好適に抽出する抽出装置、この抽出装置が組み込まれた画像形成装置並びに抽出方法を提供することが課題である。
【解決手段】分散質と分散媒とを含む液体試料を供給する供給部と、該供給部から供給された前記液体試料を支持する回転板と、前記回転板に支持される前記液体試料中の前記分散質を帯電させる帯電器と、該回転板に接続されるとともに該回転板を回転させる駆動源と、を備えることを特徴とする抽出装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体試料から分散媒又は分散質を抽出する抽出装置、抽出装置が組み込まれた画像形成装置及び抽出方法に関する。

液体試料中に懸濁された分散質と分散媒とを分離し、分離された成分の一方又は両方を抽出する技術は、多くの分野で利用されている。このような技術分野のうち１つとして、コピー機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの機能を備える複合機等の画像形成装置を挙げることができる。成分抽出技術は、主に、液体試料として、液体現像剤を用いる画像形成装置に適用される。この種の画像形成装置は、画像形成に際して、現像に使用されなかった残留液体現像剤を回収する。その後、画像形成装置は、成分抽出技術を用いて、回収された残留液体現像剤から分散媒としてキャリア液を抽出し、抽出されたキャリア液を再利用する。

特許文献１は、分散媒としてキャリア液を抽出する技術の一例を開示する。特許文献１の開示技術によれば、液体現像剤は、電界中を通過する。これにより、液体現像剤を構成するキャリア液とトナーとの分離を図ろうとしている。

特開２００３−２７０９５７号公報

特許文献１の開示技術は、電界のみを用いて、流動中の液体現像剤に対して、キャリア液とトナーとの分離処理を実行するものであるが、不安定或いは不十分なトナーの帯電という課題を有する。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、分散質と分散媒との分離を好適に促し、分離された成分の一方又は両方を好適に抽出する抽出装置、この抽出装置が組み込まれた画像形成装置並びに抽出方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る抽出装置は、分散質と分散媒とを含む液体試料を供給する供給部と、該供給部から供給された前記液体試料を支持する回転板と、前記回転板に支持される前記液体試料中の前記分散質を帯電させるとともに前記回転板に電気的に前記分散質を付着させる帯電器と、該回転板を回転させる駆動源と、を備えることを特徴とする（請求項１）。

上記構成によれば、分散質と分散媒とを含む液体試料は、回転板に供給される。帯電器は、回転板に支持された液体試料中の分散質を帯電させ、回転板に分散質を電気的に付着させる。この結果、分散質と分散媒の分離が好適に行なわれることとなる。駆動源が回転板を回転させることにより、回転板から分散媒が除去される。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記回転板と当接しながら、該回転板に対して相対移動可能に形成されるブレードを更に備えることが好ましい（請求項２）。

上記構成によれば、ブレードが回転板と当接しながら、回転板に対して相対移動することにより、回転板に支持された分散質を回転板から好適に除去することが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記分散質を保持可能に形成された回収部を更に備え、前記ブレードは、前記回収部に向けて移動することが好ましい（請求項３）。

上記構成によれば、回転板から除去された分散質を好適に回収することが可能となる。

上記構成において、前記帯電器は、前記回転板に近付く方向及び前記回転板から離間する方向に移動可能に形成されることが好ましい（請求項４）。

上記構成によれば、帯電器とブレードの干渉を好適に防止することが可能となる。したがって、帯電器を回転板上の液体試料に十分に近接させることができ、分散質を十分に帯電させることが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記供給部は、前記回転板の回転中心軸近傍に前記液体試料を供給することが好ましい（請求項５）。

上記構成によれば、回転板の回転中心軸近傍に液体試料が供給されるので、回転板の回転に伴って、液体試料を好適に拡げることが可能となり、帯電器による分散質と分散媒との分離作用を好適に促すことが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記帯電器は、前記回転板の回転中心軸から半径方向に延びる領域に存する前記液体試料中の前記分散質を帯電させることが好ましい（請求項６）。

上記構成によれば、回転板の回転に伴って拡げられた液体試料全体に対して、分散質と分散媒との分離作用を好適に促すことが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記液体試料を支持する前記回転板の面は、絶縁膜で被覆されることが好ましい（請求項７）。

上記構成によれば、分散質を回転板の面に好適に移動させることができ、分散質と分散媒との分離作用を好適に促すことが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記絶縁膜がポリイミドフィルムであることが好ましい（請求項８）。

上記構成によれば、ポリイミドフィルムを絶縁膜として用いることにより、高い絶縁性を得ることができるため、分散質を回転板の面に好適に移動させることができ、分散質と分散媒との分離作用を好適に促すことが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、制御部を更に備え、該制御部は、前記駆動源を作動させる第１の信号を出力し、前記回転板を第１の回転数で回転させるとともに前記帯電器を作動させる第２の信号を出力し、前記液体試料中の前記分散質を帯電させ、前記分散質を前記分散媒から分離する段階と、前記駆動源を作動させる第３の信号を出力し、前記回転板を前記第１の回転数より大きな第２の回転数で回転する段階を実行することが好ましい（請求項９）。

上記構成によれば、制御部は、第１の回転数で回転板を回転させながら、分散質を帯電させ、分散質と分散媒とを好適に分離を行なうことができる。その後、第２の回転数で、回転板を回転させることにより、遠心力により、分散媒を回転板から除去することができる。したがって、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記制御部は、前記液体試料中の前記分散質の濃度に応じて、異なる信号を前記帯電器に送信し、該帯電器は、前記異なる信号に応じて、異なる電圧又は電流を発生させることが好ましい（請求項１０）。

上記構成によれば、液体試料中の分散質の濃度に応じて、帯電器は異なる電圧又は電流を発生させることができる。したがって、液体試料中の分散質の濃度に応じた適切な電圧又は電流を用いて、分散質と分散媒との分離作用を好適に促すことが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上記構成において、前記制御部は、前記液体試料中の前記分散質の濃度に応じて、異なる信号を前記帯電器に送信し、該帯電器は、前記異なる信号に応じて、異なる時間長さで前記分散質を帯電させることが好ましい（請求項１１）。

上記構成によれば、液体試料中の分散質の濃度に応じて、帯電器は異なる時間長さで、分散質と分散媒との分離を行なうことができる。したがって、液体試料中の分散質の濃度に応じた適切な時間長さで、分散質と分散媒との分離を行なうことが可能となる。この結果、回転板に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、シートを搬送する搬送部と、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を用いて形成されたトナー像を担持するとともに前記搬送部により搬送されたシートに前記トナー像を形成する像担持体と、前記シートへの前記トナー像の形成のために消費されなかった前記液体現像剤を回収する回収機構と、を備え、該回収機構は、回転板と、該回転板に前記回収された液体現像剤を供給する供給部と、該回転板を回転させる駆動源と、前記回転板に供給された前記液体現像剤中の前記トナーを帯電させるとともに前記回転板に電気的に前記トナーを付着させる帯電器と、を含むことを特徴とする（請求項１２）。

上記構成によれば、液体現像剤を用いて、搬送部により搬送されたシートにトナー像が形成される。シートへのトナー形成のために消費されなかった液体現像剤は、回収機構によって回収される。回収機構は、回転板を備える。回収された液体現像剤は、回転板に供給される。回転板は、駆動源により回転される。帯電器は、回転板に供給された液体現像剤中のトナーを帯電し、回転板にトナーを電気的に付着させる。この結果、キャリア液とトナーとの分離が促される。駆動源が回転板を回転させることにより、キャリア液は回転板から好適に除去される。したがって、回転板に支持されたトナー及び／又は回転板から除去されたキャリア液を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

本発明の更に他の局面に係る抽出方法は、一の面に分散質と分散媒とを含む液体試料を供給する段階と、該一の面を第１の回転数で回転させながら、前記液体試料中の前記分散質を帯電させ、前記分散媒から前記分散質を分離する段階と、該一の面を前記第１の回転数より大きな第２の回転数で回転させ、該一の面から前記分散媒を除去する段階と、を備えることを特徴とする（請求項１３）。

上記構成によれば、一の面に液体試料を供給した後、一の面を回転させながら分散質を帯電させることにより、分散質と分散媒との分離が促進される。その後、第２の回転数で回転板を回転させることにより、遠心力により、一の面から分散媒を好適に除去することが可能となる。この結果、一の面に支持された分散質及び／又は回転板から除去された分散媒を好適に抽出及び／又は回収することが可能となる。

上述の如く、本発明に係る抽出装置、画像形成装置及び抽出方法は、分散質と分散媒との分離を好適に促し、分離された成分の一方又は両方を好適に抽出することができる。

本発明の一実施形態に係る抽出装置の概略構成を示す図である。 図１に示される抽出装置を用いた分散質と分散媒の分離抽出処理の一工程を説明する図である。 図１に示される抽出装置を用いた分散質と分散媒の分離抽出処理の一工程を説明する図である。 図１に示される抽出装置を用いた分散質と分散媒の分離抽出処理の一工程を説明する図である。 図１に示される抽出装置を用いた分散質と分散媒の分離抽出処理の一工程を説明する図である。 図１に示される抽出装置を用いた分散質と分散媒の分離抽出処理の一工程を説明する図である。 図１に示される抽出装置の原理が組み込まれた画像形成装置の概略構成を示す図である。 図７に示される画像形成装置の概略構成図である。 図７に示される画像形成装置が備える画像形成部の概略構成図である。 図７に示される画像形成装置の液体現像剤を循環させるシステムの概略構成図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。尚、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、何ら本発明を限定するものではない。更に、以下の説明で用いられる「シート」との用語は、コピー用紙、トレーシングペーパ、厚紙、ＯＨＰシートや画像を形成することが可能な他のシートを意味する。

図１は、本発明の一実施形態に係る抽出装置の概略構成図である。尚、図１に示される抽出装置には、液体試料として、液体現像剤が供給されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、分散質と分散媒とを含む任意の液体試料を用いることができる。尚、本実施形態において用いられる液体現像剤には、分散質としてトナーが含有され、分散媒としてキャリア液が含まれている。

抽出装置５００は、略直方体形状に形成された筐体５１０と、抽出装置５００を構成する電子機器を制御する制御部５５０とを備える。抽出装置５００は更に、筐体５１０の天壁５１１から筐体５１０の内部空間へ突出する供給管路５２０と、供給管路５２０の下方に配設される円板状の回転板５３０と、回転板５３０の上方に配設される帯電器５４０とを含む。

供給管路５２０は、回転板５３０上に液体現像剤を供給する供給部として用いられる。供給管路５２０の途中部には、例えば、制御部５５０と電気的に接続された流量計（図示せず）及び電磁弁（図示せず）が配設される。流量計は、供給管路５２０を通過する液体現像液の流量に応じた信号を制御部５５０に出力し、流量計からの信号に基づいて、制御部５５０は、電磁弁に開閉動作させる。これにより、所定量の液体現像剤が回転板５３０上に供給されることとなる。図１に示される供給管路５２０の先端部は、筐体５１０内に配設され、例えば、０．１ｇ相当の液体現像剤を回転板５３０の上面に向けて滴下する。回転板５３０の水平方向に拡がる上面は、供給管路５２０から滴下された液体現像剤を支持する。

回転板５３０は、円板状に形成された導電部５３１と、導電部５３１の上面を被覆する絶縁膜５３２とを含む。絶縁膜５３２として、ポリイミドフィルムを好適に用いることができるが、本発明はこれに限られるものではなく、他の絶縁性材料を用いてもよい。また、回転板５３０の直径は、例えば、１５ｃｍ程度とすることができる。導電部５３１の下面から導電性のシャフト５３３が延出する。

抽出装置５００は更に、筐体５１０外に配設されるとともに回転板５３０を回転させるための駆動源として用いられるモータ５６０を備える。モータ５６０は、制御部５５０の制御下で、回転板５３０を所定の回転数で回転させる。モータ５６０の回転シャフト５６１は、筐体５１０の内部に突出し、回転板５３０に向けて延びる。モータ５６０の回転シャフト５６１の先端部と、回転板５３０のシャフト５３３の先端部とは、互いに対向し、絶縁性カップリング５３４を用いて、互いに接続される。モータ５６０の回転シャフト５６１及び回転板５３０のシャフト５３３は、円筒形状の導電性ガイド筒５３５に取り囲まれる。導電性ガイド筒５３５の上端には金属板５３６が固定され、金属板５３６の縁部は、回転板５３０の導電性シャフト５３３に圧接される。ガイド筒５３５の周面からアース線５３７が延出し、接地される。この結果、回転板５３０はアース電位を維持することとなる。

帯電器５４０は、高圧電源５４１と、高圧電源５４１と接続される放電ワイヤ５４２と、放電ワイヤ５４２の先端部を取り囲むとともに回転板５３０に向けて開口するシールドケース５４３とを含む。高圧電源５４１は、制御部５５０の制御下で作動し、放電ワイヤ５４２に電力供給する。電力供給を受けたワイヤから放電を生じ、回転板５３０に支持される液体現像剤中のトナーが帯電される。これにより、トナーは回転板５３０の絶縁膜５３２に付着し、回転板５３０上の液体現像剤がトナー層とキャリア液層とに分離されることとなる。

シールドケース５４３は、アース線５３７を用いて接地される。帯電器５４０は、シールドケース５４３に接続されるとともに筐体５２０の天壁５１１に取り付けられるシリンダ５４４を更に備える。シリンダ５４４のロッド５４５の先端は、シールドケース５４３の上面に接続される。作動流体をシリンダ５４４に案内する管路の途中部には、ソレノイドバルブ等の経路切替機器（図示せず）が取り付けられ、制御部５５０の制御下で、作動流体の流動経路が切り換えられ、シリンダロッド５４５の伸縮動作がなされる。シリンダロッド５４５の伸縮に伴って、シールドケース５４３は、放電ワイヤ５４２の先端部とともに上下動する。シールドケース５４３が下方に移動すると、放電ワイヤ５４３の先端部は、回転板５３０上の液体現像剤に近付き、好適にトナーを帯電させることができる。シールドケース５４３が上方に移動すると、放電ワイヤ５４３も回転板５３０から離間し、後述されるブレード５７０との干渉を回避することができる。

抽出装置５００は更に、薄板状に形成されたブレード５７０と、ブレード５７０に接続されるとともに筐体５１０の側面壁５１２の外面に取り付けられるシリンダ５７１を備える。シリンダ５７１のロッド５７２の先端は、ブレード５７０に接続される。作動流体をシリンダ５７１に案内する管路の途中部には、ソレノイドバルブ等の経路切替機器（図示せず）が取り付けられ、制御部５５０の制御下で、作動流体の流動経路が切り換えられ、シリンダロッド５７２の伸縮動作がなされる。シリンダロッド５７２の伸縮に伴って、ブレード５７０は、水平方向に移動可能である。ロッド５７２が伸長すると、ブレード５７０の下端は、回転板５３０の上面を被覆する絶縁膜５３２に当接し、その後、絶縁膜５３２に接触しながら、回転板５３０上を移動する。これにより、絶縁膜５３２に付着したトナー層を引き剥がすことが可能となる。尚、本実施形態において、ブレード５７０を移動させてトナー層と絶縁膜５３２との分離を図るが、回転板５３０と回転板５７０の上面に接触するブレード５７０間の相対移動を生じさせることにより、ブレード５７０を移動させてトナー層と絶縁膜５３２との分離を図ることも可能である。例えば、ブレード５７０を静止させ、回転板５３０を回転させることにより、トナー層と絶縁膜５３２との分離を行なってもよく、或いは、ブレード５７０と回転板５３０とを同時に動作させてトナー層と絶縁膜５３２との分離を行なってもよい。

抽出装置５００は更に、上方に開口した回収箱５８０と、回収箱５８０に接続されるとともに筐体５１０の天壁５１１に取り付けられるシリンダ５８１とを備える。シリンダ５８１のロッド５８２の先端は、回収箱５８０に接続される。作動流体をシリンダ５８１に案内する管路の途中部には、ソレノイドバルブ等の経路切替機器（図示せず）が取り付けられ、制御部５５０の制御下で、作動流体の流動経路が切り換えられ、シリンダロッド５８２の伸縮動作がなされる。シリンダロッド５８２の伸縮に伴って、回収箱５８０は、上下方向に移動可能である。ロッド５８２が伸長すると、回収箱５８０は、下方に移動し、回転板５３０の周面に近接する。ブレード５７０は、上述の如く、回転板５３０からトナー層を引き剥がすとともに、引き剥がされたトナーを回収箱５８０に向けて搬送する。回収箱５８０は、トナーを保持可能に形成され、トナーを回収するための回収部として用いられる。ブレード５７０は、回収箱５８０に向けて移動し、回転板５３０の周縁からトナーを落下させる。回収箱５８０は、落下したトナーを受け止める。

図２は、液体現像剤を供給管路５２０から回転板５３０へ供給する工程を示す。図２（ａ）は、抽出装置５００の概略構成図であり、図２（ｂ）は、回転板５３０の平面図である。

上述の如く、制御部５５０の制御下で、供給管路５２０から回転板５３０へ所定量（例えば、０．１ｇ相当）の液体現像剤Ｌが回転板５３０の回転中心軸Ｃ近傍に滴下される。

図３は、回転板５３０を回転させる工程を示す。図３（ａ）は、抽出装置５００の概略構成図であり、図３（ｂ）は、回転板５３０の平面図である。尚、図３（ｂ）には、帯電器５４０が回転板５３０とともに示されている。

液体現像剤Ｌが回転板５３０上に供給された後、制御部５５０は、駆動源５６０を作動させるための第１の信号を出力し、回転板５３０を第１の回転数（例えば、６０ｒｐｍ）で回転させる。この結果、回転板５３０の回転中心軸Ｃの近傍に位置する液体現像剤Ｌに遠心力が加わり、液体現像剤Ｌは、回転板５３０上で拡がり、液膜を形成する。制御部５５０は、更に、帯電器５４０の高圧電源５４１を作動させる第２の信号を出力し、帯電器５４０から回転板５３０上の液体現像剤Ｌに向けて、液体現像剤Ｌ中のトナーが帯電しやすい方の極性電圧（例えば、＋６ｋＶ）を数秒間印加する。図３に示される如く、帯電器５４０は、回転板５３０の回転中心軸Ｃから回転板５３０の周縁まで回転板５３０の半径方向に延び、回転板５３０の回転に伴って、回転板５３０上の液体現像剤Ｌ全体に電気エネルギを供給することができる。尚、帯電器５４０からの電気エネルギ（印加電圧や放電電流）の大きさや電気エネルギの供給時間の長さは一定であってもよく、可変であってもよい。例えば、供給管路５２０の途中部に液体現像剤Ｌ中に含まれるトナーの濃度を検知する濃度センサを配設し、制御部５５０は、濃度センサの信号に応じて、異なる作動信号を高圧電源５４１に出力することができる。これにより、液体現像剤Ｌ中に含まれるトナーの濃度に応じて、帯電器５４０からの電気エネルギの大きさや電気エネルギの供給時間の長さを変え、適切な電気エネルギの供給を行なうことが可能となる。更に、濃度センサからの出力信号に基づいて、回転板５３０の回転数を増減させてもよい。一般的に、トナーの濃度が高いとき、液体現像液は高い粘性を示すので、回転板５３０の回転数を増加させることにより、回転板５３０上に好適に薄膜化された液体現像液の層を形成することが可能となる。

図４は、図３に関連して説明された帯電器５４０の作動に伴う液体現像剤Ｌ中のトナーの移動を示す。図４（ａ）は、帯電器５４０が作動する前の液体現像剤Ｌの模式図であり、図４（ｂ）は、帯電器５４０が作動した後の液体現像剤Ｌの模式図である。図４と併せて、図３を参照しつつ、帯電器５４０の作動に伴う液体現像剤Ｌ中のトナーの移動について説明する。

図４（ａ）に示される如く、帯電器５４０が作動する前は、液体現像剤Ｌ中でトナー粒子Ｔは、不規則に浮遊している。帯電器５４０が作動すると、液体現像剤Ｌ中のトナー粒子Ｔは帯電し、アース電位に保たれた回転板５３０上の絶縁膜５３２に向けて移動するとともに電気的に付着する。この結果、液体現像剤Ｌは、キャリア液Ｕの層とトナー粒子Ｔの層とに分離することとなる。

図５は、遠心分離工程を行なったときの回転板５３０を示す。図５と併せて、図３を参照しつつ、遠心分離工程について説明する。

上述の如く、液体現像剤Ｌの分離を行なった後、制御部３は、駆動源５６０に第３の信号を出力し、第１の回転数（例えば、６０ｒｐｍ）より大きな第２の回転数（例えば、５０００ｒｐｍ）で回転させる。図４に関連して説明された如く、帯電されたトナー粒子Ｔは、絶縁膜５３２に強く付着しているので、回転板５３０の回転に起因する遠心力に抗して、絶縁膜５３２上に留まり続けることができる。一方、キャリア液Ｕは、遠心力により、回転板５３０の周縁に向けて流動し、回転板５３０の周縁から流下する。その後、筐体５１０の底壁５１３に形成された排出口５１４からキャリア液Ｕが回収されることとなる。回収されたキャリア液Ｕは、再利用されてもよい。

図６は、トナー粒子Ｔの回収工程を示す。図５に関連して説明された遠心分離工程の後、制御部５５０の制御下で、シリンダ５４４，５７１，５８１が作動する。シリンダ５８１のロッド５８２は、下方に伸長し、ロッド５８２の先端に取り付けられた回収箱５８０は、回転板５３０の周縁近傍且つ回転板５３０の上面より若干下方に配設される。シリンダ５４４のロッド５４５は、上方に向けて縮み、ロッド５４５の先端と接続されるシールドケース５４３並びに放電ワイヤ５４２の先端部は、上方に移動する。シリンダ５７１のロッド５７２は、回転板５３０に向けて伸長し、ブレード５７０の下端は、回転板５３０の上面を被覆する絶縁膜５３２上に当接しながら、回収箱５８０に向けて移動する。この結果、絶縁膜５３２に付着したトナー粒子Ｔはブレード５７０の下端により削り取られ、その後、回収箱５８０に収容される。回収箱５８０に収容されたトナー粒子Ｔは、廃棄されてもよいし、再利用されてもよい。回転板５３０の上面の清掃が完了した後、シリンダ５４４，５７１，５８１は、逆方向に動作し、抽出装置５００は、図１に示される設定に戻される。その後、新たな抽出工程が実行されることとなる。

図７は、図１乃至図６に関連して説明された抽出装置５００が組み込まれた画像形成装置の概略構成図である。図８は、液体現像剤循環装置の部分を除いたカラープリンタ１の概略断面図である。図９は、画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。尚、図７乃至図９に示される画像形成装置はカラープリンタであるが、コピー機、ファクシミリ装置、これらの機能を含む複合機やシート上に画像を形成することができる他の装置とすることもできる。

図７に示される如く、カラープリンタ１は、画像形成のための様々なユニットや部品が収納される上側本体部１Ａと、この上側本体部１Ａの下部に配置され、各色用の液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢ（混合液体供給システム）が収納される下側本体部１Ｂとから構成される。ここでは、上側本体部１Ａと下側本体部１Ｂとを結ぶ配管類は図示されていない。

図８に示される如く、上側本体部１Ａには、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、シートを収容するシート収納部３と、画像形成部２で形成されたトナー画像をシート上に転写する二次転写部４と、転写されたトナー画像をシート上に定着させる定着部５と、定着の完了したシートを排紙する排出部６と、シート収納部３から排出部６までシートを搬送するシート搬送部７とが含まれる。

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。

中間転写ベルト２１は、導電性を有し、使用可能なシート搬送方向に直角な方向の長さが最大のシートより幅広であって、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図７及び図８において時計回りに循環駆動される。中間転写ベルト２１の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の近傍に４つ並べて中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と二次転写部４との間に配置される。なお、各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、図７及び図８に示される配置は、各色の混色による完成画像への影響を少なくする。

画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、感光体ドラム１０と、帯電器１１と、ＬＥＤ露光装置１２と、現像装置１４と、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。

各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢに対応して、それぞれ液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが設けられ、各色の液体現像剤の供給並びに回収が行われる。

円柱状の感光体ドラム１０の周面は、帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）されたトナーを含むトナー像を担持可能である。図８及び図９に示される感光体ドラム１０は、反時計回りに回転可能である。帯電器１１は、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる。

露光装置１２は、ＬＥＤ等の光源を有し、外部の機器から入力される画像データに応じて、一様に帯電された感光体ドラム１０の表面に光を照射する。これにより、感光体ドラム１０の表面には、静電潜像が形成される。

現像装置１４は、トナー及び液体のキャリアを含む液体現像剤を、感光体ドラム１０の表面の静電潜像に対向するように保持することにより、静電潜像にトナーを付着させる。この結果、静電潜像はトナー像として現像される。

図９に示される如く、現像装置１４は、現像容器１４０、現像ローラ１４１、供給ローラ１４２、支持ローラ１４３、供給ローラブレード１４４、現像クリーニングブレード１４５、現像剤回収装置１４６及び現像ローラ帯電器１４７を含む。

現像容器１４０は、内部にトナー粒子と液体のキャリアからなる液体現像剤の供給を受ける。液体現像剤は、トナーとキャリアとの濃度調整が予め行われた後、供給ノズル２７８から現像容器１４０内へ供給される。尚、液体現像剤は、供給ローラ１４２と支持ローラ１４３とのニップ部へ向けて供給され、その余剰分は支持ローラ１４３の下方へ落下し、現像容器１４０の底部において貯留される。貯留された液体現像剤は、パイプ８２を通して液体現像剤循環装置を用いて回収される。

支持ローラ１４３は現像容器１４０の略中央に配置され、供給ローラ１４２に下方から当接されてニップ部を形成する。供給ローラ１４２は、支持ローラ１４３の直上ではなく、供給ノズル２７８から離れる方向の斜め上に配置される。供給ローラ１４２の周面には液体現像剤を保持するための溝が設けられる。図中に点線矢印で示すように、支持ローラ１４３は反時計方向に、供給ローラ１４２は時計方向に回転する。

供給ノズル２７８から供給される液体現像剤は、ニップ部の回転方向上流側で一時的に滞留され、両ローラ１４２、１４３の回転に伴って、供給ローラ１４２の溝に保持された状態で上方へ運ばれる。供給ローラブレード１４４は、供給ローラ１４２の周面に圧接され、供給ローラ１４２に保持される液体現像剤の量が所定量になるように規制する。供給ローラブレード１４４により掻き落とされた余剰の液体現像剤は、現像容器１４０の底部で受け取られる。

現像ローラ１４１は、現像容器１４０の上部開口部に、供給ローラ１４２と接するように配置される。現像ローラ１４１は供給ローラ１４２と同方向に回転される（現像ローラ１４１と供給ローラ１４２とが当接するニップ部では、現像ローラ１４１の表面は供給ローラ１４２の表面と逆方向に移動する）。これにより、現像ローラ１４１の周面には、供給ローラ１４２の周面に保持された液体現像剤が受け渡される。供給ローラ１４２の液体現像剤の層厚が所定値に規制されているので、現像ローラ１４１の表面に形成される液体現像剤層の層厚も所定値に保たれる。

現像ローラ帯電器１４７は、トナーの帯電極性と同極性の帯電電位を与えることにより、現像ローラ１４１に担持された現像剤層中のトナーを現像ローラ１４１の表面側に移動させる。この結果、現像効率が向上する。現像ローラ帯電器１４７は、現像ローラ１４１と供給ローラ１４２との間の接触部の回転方向下流側であって、感光体ドラム１０との接触部の上流側において、現像ローラ１４１の周面に対向するように設けられる。

現像ローラ１４１は感光体ドラム１０と接し、感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４１に印加される現像バイアスとの電位差によって、形成指示された画像データに応じたトナー像が感光体ドラム１０表面に形成される。

現像クリーニングブレード１４５は、現像ローラ１４１の感光体ドラム１０との接触部の回転方向下流側に接触するように配置され、感光体ドラム１０への現像動作を終えた現像ローラ１４１の表面の液体現像剤を除去する。

現像剤回収装置１４６は、現像クリーニングブレード１４５で除去された液体現像剤を回収して、液体現像剤循環装置のパイプ８１へ液体現像剤を送り出す。液体現像剤は現像クリーニングブレード１４５の表面に沿って流下するが、液体現像剤の粘度が高いことから、現像剤回収装置１４６には液体現像剤の送り出しを補助する送り出しローラが備えられる。

一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１の裏面に、感光体ドラム１０と対向して配置される。一次転写ローラ２０には、電源（図示せず）からトナー像中のトナーとは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧を印加される。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。中間転写ベルト２１は、トナー像を担持して、シートまで搬送する像担持体として機能する。

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液体現像剤をクリーニングするための装置である。クリーニング装置２６は、残留現像剤搬送スクリュー２６１と、クリーニングブレード２６２とを備える。クリーニング装置２６内に配置される残留現像剤搬送スクリュー２６１は、クリーニングブレード２６２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の外部に搬送する。

板状のクリーニングブレード２６２は、感光体ドラム１０の表面に残留した液体現像剤を掻き取るように、感光体ドラム１０の回転軸方向に延びる。クリーニングブレード２６２の端部は、感光体ドラム１０の表面に摺接し、感光体ドラム１０の回転に伴って感光体ドラム１０上に残留した液体現像剤を掻き取る。

除電装置１３は、除電用の光源を有し、次の周回による画像形成に備えて、クリーニングブレード２６２による液体現像剤除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電する。

略円柱状の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である。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液を除去する。

図８を再度参照する。シート収納部３は、トナー像を定着させるシートを収納する。シート収納部３は、上側本体部１Ａの下部に配置される。また、シート収納部３は、シートを収納可能に形成された給紙カセットを含む。

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シートに転写する。二次転写部４は、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラ４１と、支持ローラに対向して配置された二次転写ローラ４２とを有する。

二次転写部４の上側に配置される定着部５は、シートにトナー像を定着させる。定着部５は、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とを有する。

カラープリンタ１の上部に配置される排出部６には、定着部５でトナー像が定着されたシートが排出される。シート搬送部７は、複数の搬送ローラ対を備え、シート収納部３から二次転写部４や定着部５、排出部６にシートを搬送する。

図１０は、１つの液体現像剤循環装置ＬＹの全体の概略を示す。他の液体現像剤循環装置ＬＭ、ＬＣ、ＬＢも同じ構成である。この液体現像剤循環装置ＬＹは、感光体ドラム１０へ液体現像剤を供給した後に現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラ１４１の表面から掻き取られた残留現像剤（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に用いられる。

液体現像剤循環装置ＬＹは、残留現像剤タンク２７１、現像剤収容容器２７２、固形分濃度検出装置２７３、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５、液面検出装置２７６、現像剤リザーブタンク２７７、液体現像剤供給装置２７８、図１乃至図６に関連して説明された抽出装置５００の原理が適用された液体現像剤分離装置２８、複数のポンプＰ１〜Ｐ１１及び制御部５００を備える。

残留現像剤タンク２７１は、現像装置１４に第１パイプ８１及び第２パイプ８２を介して接続され、現像装置１４側から回収された液体現像剤を収容する。第１パイプ８１及び第２パイプ８２の途中には、それぞれ第１ポンプＰ１及び第５ポンプＰ５が取り付けられる。

感光体ドラム１０へトナーを供給した後に、現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラ１４１の表面から掻き取られた液体現像剤は、第１ポンプＰ１の駆動により第１パイプ８１を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。また、現像容器１４０内において供給ローラ１４２から現像ローラ１４１へ供給されずに現像容器１４０にて貯留された液体現像剤は、第５ポンプＰ５の駆動により第２パイプ８２を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。

現像剤収容容器２７２は、残留現像剤タンク２７１と接続される。現像剤収容容器２７２は、残留現像剤に現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤或いはキャリア液を加えることで、トナー濃度を適正範囲に調整するとともに、残留現像剤のトナー濃度を適正範囲に調整する。トナー濃度が調整された液体現像剤は、現像装置１４に補給される。現像剤収容容器２７２は残留現像剤タンク２７１と第３パイプ８３を介して接続され、この第３パイプ８３には第２ポンプＰ２が取り付けられる。残留現像剤タンク２７１内の液体現像剤は、第２ポンプＰ２の駆動により第３パイプ８３を通して現像剤収容容器２７２に送られる。

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。固形分濃度検出装置２７３は、例えば、図１乃至図６に関連して説明された抽出装置５００の原理を適用された帯電器５４０からの電気エネルギの供給量の制御に用いられる信号を出力してもよい。現像剤収容容器２７２に接続されている環状の第４パイプ８４に、固形分濃度検出装置２７３が接続される。この環状の第４パイプ８４には第４ポンプＰ４が取り付けられる。現像剤収容容器２７２内の液体現像剤は、第４ポンプＰ４の駆動により第４パイプ８４の入口端から固形分濃度検出装置２７３へ導かれ、その後、第４パイプ８４の出口端から現像剤収容容器２７２に戻される。

キャリアタンク２７４は、キャリア液を収納する。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも高いと判定された場合に、キャリアタンク２７４から現像剤収容容器２７２内にキャリア液が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が下げられる。キャリアタンク２７４と現像剤収容容器２７２とは第５パイプ８５で接続され、キャリア液の供給は、第５パイプ８５の途中に設けられた第３ポンプＰ３の駆動によって実行される。

トナータンク２７５は、現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い液体現像剤を収納する。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも低いと判定された場合に、トナータンク２７５から現像剤収容容器２７２内にトナー濃度が高い液体現像剤が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が上げられる。トナータンク２７５と現像剤収容容器２７２とは第６パイプ８６で接続される。液体現像剤の供給は、第６パイプ８６の途中に設けられた第８ポンプＰ８の駆動によって実行される。

現像剤収容容器２７２内に配置される液面検出装置２７６は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤量を検出する。液面検出装置２７６は、現像剤収容容器２７２内における液体現像剤の液面高さが所定高さ位置以上となったときに液体現像剤と接触するように配置された液面検知部材２７６ａと、液面検知部材２７６ａを駆動するモータ（図示せず）とを備える。液面検知部材２７６ａが、液体現像剤の液面と接触することに伴うモータの負荷変化に基づいて、液体現像剤量を検出する。

現像剤リザーブタンク２７７は、現像装置１４に補給する液体現像剤を収納する。現像剤リザーブタンク２７７は、現像剤収容容器２７２と第７パイプ８７１で接続され、第７パイプ８７１の途中に設けられた第６ポンプＰ６の駆動によって、現像剤収容容器２７２から液体現像剤の供給を受ける。

供給ノズル２７８は、現像剤リザーブタンク２７７に貯留された液体現像剤を、現像装置１４（現像容器１４０）へ供給する。供給ノズル２７８と現像剤リザーブタンク２７７とは第８パイプ８７２で接続されており、液体現像剤の供給は、第８パイプ８７２に取り付けられた第７ポンプＰ７の駆動によって実行される。

残留現像剤タンク２７１、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５及び現像剤リザーブタンク２７７の適所には、これらタンク内の液面高さを検知するための液面検出装置（図示せず）が備えられる。

液体現像剤分離装置２８は、図１乃至図６に関連して説明された抽出装置５００の原理を用いて、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤（シートへのトナー像の形成のために消費されなかった液体現像剤）からトナーとキャリア液とを分離し、トナーとキャリア液とを別々に抽出並びに回収する回収機構として機能する。クリーニング装置２６と液体現像剤分離装置２８との間は、第９ポンプＰ９が取り付けられた第９パイプ８８１で接続される。第９ポンプＰ９の駆動により、クリーニング装置２６内の残留現像剤は、液体現像剤分離装置２８に送られる。第９ポンプ９及び第９パイプ８８１は、図１乃至図６に関連して説明された抽出装置５００の供給管路５２０に相当する。液体現像剤分離装置２８は、図１乃至図６に関連して説明された抽出装置５００と同様の回転板５３０、回転板５３０に接続されるとともに回転板５３０を回転させるモータ５６０、回転板５３０上の残留現像剤中のトナーを帯電させるための帯電器５４０を備え、図１乃至図６に関連して説明された工程を経て、現像剤をトナーとキャリア液に分離する。液体現像剤分離装置２８とキャリアタンク２７４との間には、第１０ポンプＰ１０が取り付けられた第１０パイプ８８２が設けられる。液体現像剤分離装置２８で抽出されたキャリア液は、第１０ポンプＰ１０の駆動によってキャリアタンク２７４へ送られる。尚、第９パイプ８８１の途中部に固形分濃度検出装置５２１が配設されてもよい。固形分濃度検出装置５２１は、紙詰まり等の不具合を生じたときに潜在的に発生する規定値を超えた濃度を検知するために用いられる。規定値を超えた濃度を固形分濃度検出装置５２１が検知したときは、帯電器５４０から通常よりも多い電気エネルギが残留現像剤に供給され、トナーとキャリア液との分離処理が行なわれることとなる。また、規定値を超えた濃度を固形分濃度検出装置５２１が検知したときに回転板５３０の回転数を増加させてもよい。これにより、トナーの濃度が高いときでも、回転板５３０上で薄い液体現像剤の膜を形成することが可能となる。例えば、図３に関連して説明された工程において、トナー濃度が５％以上であるとき、回転板５３０の回転数を１２０ｒｐｍとし、帯電器５４０からの印加電圧を６ｋＶとすることができる。一方、トナー濃度が５％未満であるとき、回転板５３０の回転数を６０ｒｐｍとし、帯電器５４０からの印加電圧を４ｋＶとすることができる。尚、固形分濃度検出装置５２１として、透過型又は反射型光センサを好適に用いることが可能である。

図１０に示される液体現像剤循環装置ＬＹは、キャリアタンク２７４から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９１０とトナータンク２７５から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９２０とを備える。これら直結管路９１０，９２０は、循環が行なわれる前に、所定量のキャリア及びトナーを現像剤リザーブタンク２７７に供給するために用いられる。これにより、現像工程を素早く開始させることが可能となる。

本発明は、カラープリンタ、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置並びに分散質と分散媒とを分離することを必要とする他の装置に好適に適用可能である。

１・・・・・カラープリンタ
２１・・・・中間転写ベルト
２８・・・・液体現像剤分離装置
５００・・・抽出装置
５２０・・・供給管路
５３０・・・回転板
５３２・・・絶縁膜
５４０・・・帯電器
５５０・・・制御部
５６０・・・モータ
５７０・・・ブレード
５８０・・・回収箱
７・・・・・シート搬送部

Claims (13)

1. 分散質と分散媒とを含む液体試料を供給する供給部と、
   該供給部から供給された前記液体試料を支持する回転板と、
   前記回転板に支持される前記液体試料中の前記分散質を帯電させるとともに前記回転板に前記分散質を電気的に付着させる帯電器と、
   該回転板を回転させる駆動源と、を備えることを特徴とする抽出装置。
2. 前記回転板と当接しながら、該回転板に対して相対移動可能に形成されるブレードを更に備えることを特徴とする請求項１記載の抽出装置。
3. 前記分散質を保持可能に形成された回収部を更に備え、
   前記ブレードは、前記回収部に向けて移動することを特徴とする請求項２記載の抽出装置。
4. 前記帯電器は、前記回転板に近付く方向及び前記回転板から離間する方向に移動可能に形成されることを特徴とする請求項２又は３記載の抽出装置。
5. 前記供給部は、前記回転板の回転中心軸近傍に前記液体試料を供給することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の抽出装置。
6. 前記帯電器は、前記回転板の回転中心軸から半径方向に延びる領域に存する前記液体試料中の前記分散質を帯電させることを特徴とする請求項５に記載の抽出装置。
7. 前記液体試料を支持する前記回転板の面は、絶縁膜で被覆されることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の抽出装置。
8. 前記絶縁膜がポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項７記載の抽出装置。
9. 制御部を更に備え、
   該制御部は、前記駆動源を作動させる第１の信号を出力し、前記回転板を第１の回転数で回転させるとともに前記帯電器を作動させる第２の信号を出力し、前記液体試料中の前記分散質を帯電させ、前記分散質を前記分散媒から分離する段階と、
   前記駆動源を作動させる第３の信号を出力し、前記回転板を前記第１の回転数より大きな第２の回転数で回転する段階を実行することを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の抽出装置。
10. 前記制御部は、前記液体試料中の前記分散質の濃度に応じて、異なる信号を前記帯電器に送信し、該帯電器は、前記異なる信号に応じて、異なる電圧又は電流を発生させることを特徴とする請求項９記載の抽出装置。
11. 前記制御部は、前記液体試料中の前記分散質の濃度に応じて、異なる信号を前記帯電器に送信し、該帯電器は、前記異なる信号に応じて、異なる時間長さで前記分散質を帯電させることを特徴とする請求項９記載の抽出装置。
12. シートを搬送する搬送部と、
    トナーとキャリア液を含む液体現像剤を用いて形成されたトナー像を担持するとともに前記搬送部により搬送されたシートに前記トナー像を形成する像担持体と、
    前記シートへの前記トナー像の形成のために消費されなかった前記液体現像剤を回収する回収機構と、を備え、
    該回収機構は、回転板と、
    該回転板に前記回収された液体現像剤を供給する供給部と、
    該回転板を回転させる駆動源と、
    前記回転板に供給された前記液体現像剤中の前記トナーを帯電させるとともに前記回転板に前記トナーを電気的に付着させる帯電器と、を含むことを特徴とする画像形成装置。
13. 一の面に分散質と分散媒とを含む液体試料を供給する段階と、
    該一の面を第１の回転数で回転させながら、前記液体試料中の前記分散質を帯電させ、前記分散質を前記一の面に電気的に付着させる段階と、
    該一の面を前記第１の回転数より大きな第２の回転数で回転させ、該一の面から前記分散媒を除去する段階と、を備えることを特徴とする抽出方法。

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