JP2018013631A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サービスコストを増加させることなく、余剰キャリアがあふれることを防止することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１３と、液体現像剤を用いる現像装置１６と、キャリアが貯留されるキャリア貯留槽３２と、記録材に転写されなかったキャリアを回収してキャリア貯留槽３２に戻す回収手段３２と、を有する画像形成装置１００は、キャリア貯留槽３２に貯留されたキャリアＣを排出するための排出部９０を有し、排出部９０には、キャリア貯留槽３２から排出されたキャリアＣを収容する、画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱可能な回収容器７０を接続可能である構成とする。【選択図】図５

Description

本発明は、液体現像剤を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。

従来、トナーと、液体のキャリアと、を含む液体現像剤を用いて潜像を現像して画像を形成する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置は、現像装置に搬送する液体現像剤のトナー濃度を調整するための濃度調整漕を有する。この濃度調整槽には、現像装置に搬送される液体現像剤の所望のトナー濃度よりも高濃度のトナーとキャリアとを含むトナー液が貯留されたトナータンクと、キャリアが貯留されたキャリアタンクと、がそれぞれ接続される。そして、トナータンクとキャリアタンクとから、トナー液とキャリアとが、それぞれ供給量や供給時間が制御されて濃度調整漕内に供給される。これにより、濃度調整槽内の液体現像剤のトナー濃度と液量とが目標値になるように調整される。

また、この種の画像形成装置では、現像に用いられた液体現像剤のうち紙などの記録材に転写されなかったキャリアを回収して再利用することが行われる。しかし、この構成では、画像比率が高いジョブが続いた場合に、消費されるキャリアの量よりも回収されるキャリアの量の方が多くなり、キャリアタンクからキャリアがあふれる可能性があるという課題がある。

この課題に対して、特許文献１では、キャリアタンクからあふれたキャリアを、フィルターで残存トナーを除去した後に、別タンクである余剰液タンクに回収し、この余剰液タンクから現像装置とキャリアタンクとに搬送する構成が開示されている。

特開平９−２４４４１９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、画像比率が高いジョブが続いた場合に、キャリアタンク及び余剰液タンクがキャリアで満たされ、あふれてしまう可能性があることに変わりない。そのため、余剰キャリアがあふれる前に、画像形成装置のサービス担当者がユーザー先に出動し、キャリアタンクを交換するなどのメンテナンスが必要になり、サービスコストが増加する可能性がある。

したがって、本発明の目的は、サービスコストを増加させることなく、余剰キャリアがあふれることを防止することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナーと液体のキャリアとを含む液体現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像装置が用いる液体現像剤に供給するキャリアが貯留されるキャリア貯留槽と、現像に用いられた液体現像剤のうち記録材に転写されなかったキャリアを回収して前記キャリア貯留槽に戻す回収手段と、を有する画像形成装置において、前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアを排出するための排出部を有し、前記排出部には、前記キャリア貯留槽から排出されたキャリアを収容する、前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な回収容器を接続可能であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、サービスコストを増加させることなく、余剰キャリアがあふれることを防止することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 液体現像剤の搬送経路を示す模式図である。 画像比率とキャリアタンク内のキャリアの量との関係を示すグラフ図である。 画像比率とキャリアの増減速度との関係を示すグラフ図である。 余剰キャリアを回収するシステムを説明するための模式図である。 画像形成装置の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。 余剰キャリアの回収手順を示すフローチャート図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、記録材（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）Ｓに液体現像剤を用いて画像を形成する電子写真方式のデジタルプリンタである。画像形成装置１００は、画像信号に基づいて動作し、カセット１１ａ、１１ｂから順次搬送される記録材Ｓに、画像形成部１２で形成したトナー像を転写し、その後定着させることで、記録材Ｓにトナーで画像を形成する。画像信号は、図示しないスキャナー（画像読み取り装置）やパーソナルコンピュータなどの外部端末などから画像形成装置１００に送られる。

画像形成部１２は、像担持体としての感光ドラム１３、帯電手段としての帯電器１４、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）１５、現像手段としての現像装置１６、及び感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ１９を有する。

感光ドラム１３は、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。回転する感光ドラム１３の表面は、帯電器１４により所定の極性の所定の電位に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１３の表面は、画像信号に応じて露光装置１５からレーザ光Ｅが照射され、感光ドラム１３上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１３上に形成された静電潜像は、現像装置１６によりトナー像として現像（可視化）される。

本実施例では、現像装置１６には、分散媒である液体のキャリアに、分散質である粉体のトナーを分散させた液体現像剤（液体材料）Ｄが収容されており、現像装置１６はこの液体現像剤Ｄを用いて静電潜像の現像を行う。液体現像剤Ｄは、トナーＴと液体のキャリアＣとを混合する機能を有する濃度調整槽であるミキサー３１において、キャリアＣにトナーＴを所定の比率で混合、分散させて生成され、現像装置１６へ搬送される。キャリアＣは、キャリア貯留槽であるキャリアタンク３２に貯留されている。また、トナーＴは、現像装置１６に搬送される液体現像剤Ｄの所望のトナー濃度（液体現像剤の全体の重量に対するトナーの重量の割合）よりも高濃度のトナーＴと、キャリアＣと、を含むトナー液として、トナー貯留槽であるトナータンク３３に貯留されている。なお、ここでは「トナー液」についても「トナー」と同じ符号「Ｔ」を付して説明することがある。そして、ミキサー３１内のキャリアＣとトナーＴとの混合状態に応じて、キャリアタンク３２、トナータンク３３から、それぞれキャリアＣ、トナー液Ｔがミキサー３１へ供給される。ミキサー３１内には、モーターなどにより駆動される攪拌手段としての攪拌羽根（図示せず）が設けられており、この攪拌羽根によりミキサー３１内に供給されたキャリアＣとトナー液Ｔとが攪拌されることで混合され、キャリアＣ中にトナーＴが分散される。

ミキサー３１から現像装置１６へ搬送された液体現像剤Ｄは、現像装置１６の供給区画１６ａにおいて、供給部材としてのコートローラ１７によって、液体現像剤Ｄを担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ１８上にコート（供給）される。現像ローラ１８上にコートされた液体現像剤Ｄは、現像ローラ１８の回転によって感光ドラム１３との対向部（現像部）へ搬送され、静電潜像の現像に使用される。現像部を通過した後に現像ローラ１８上に残留しているキャリアＣ及びトナーＴは、現像装置１６の回収区画１６ｂへ回収される。なお、本実施例では、コートローラ１７から現像ローラ１８への液体現像剤Ｄのコート、及び、現像ローラ１８から感光ドラム１３上の静電潜像への液体現像剤Ｄの供給（現像）は、それぞれ電界を用いて行われる。また、回収区画１６ｂへのトナーＴ及びキャリアＣの回収は、現像ローラ１８に当接して配置されたブレード状の回収部材（回収ブレード）によって、回転する現像ローラ１８の表面からトナーＴ及びキャリアＣを掻き取ることで行われる。

感光ドラム１３に対向して中間転写体としての中間転写ローラ２０が配置されている。また、中間転写ローラ２０に対向して転写部材としての転写ローラ２１が配置されている。感光ドラム１３上に形成されたトナー像は、感光ドラム１３と中間転写ローラ２０とのニップ部（接触部）において、電界を用いて中間転写ローラ２０に転写され、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とのニップ部へ搬送される。なお、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とは、少なくとも何れかが無端状のベルトで構成されていてもよい。

カセット１１ａ、１１ｂに収容された記録材Ｓは、搬送ローラなどを有して構成される給送部２２ａ、２２ｂにより、レジスト搬送部２３へ搬送される。レジスト搬送部２３は、中間転写ローラ２０に転写されたトナー像とタイミングを合わせて、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とのニップ部へ記録材Ｓを搬送する。中間転写ローラ２０に転写されたトナー像は、中間転写ローラ２０と転写ローラ２１とのニップ部において、電界を用いて記録材Ｓに転写される。トナー像が転写された記録材Ｓは、搬送ベルト２４によって定着手段としての定着装置２５へ搬送され、表面にトナー像が定着された後に、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部（機外）へ排出される。本実施例では、後述するように紫外線硬化型の液体現像剤Ｄを用いており、定着装置２５はトナーＴとキャリアＣとを担持した記録材Ｓに紫外線を照射してキャリアＣを硬化させることで、記録材Ｓに画像を定着（固着）させる。

一方、転写後に感光ドラム１３上に残留したトナーＴ及びキャリアＣは、ドラムクリーナ１９によって感光ドラム１３上から除去されて回収される。また、転写後の中間転写ローラ２０上に残留したトナーＴ及びキャリアＣは、中間転写体クリーニング手段としての中間転写ローラクリーナ２６によって中間転写ローラ２０上から除去されて回収される。さらに、転写ローラ２１上に付着したトナーＴ及びキャリアＣは、転写部材クリーニング手段としての転写ローラクリーナ２７によって転写ローラ２７上から除去されて回収される。各クリーナ１９、２６、２７は、それぞれクリーニング対象に当接して配置されたブレード状のクリーニング部材（クリーニングブレード）によって、回転するクリーニング対象の表面からトナーＴ及びキャリアＣを掻き取ってクリーニング容器内に収容する。

２．液体現像剤
次に、液体現像剤Ｄについて説明する。本実施例では、紫外線硬化型の液体現像剤Ｄを用いた。

本実施例の液体現像剤Ｄは、カチオン重合性液状モノマー、光重合開始剤、カチオン重合性液状モノマーに不溶なトナー粒子を含む紫外線硬化型液体現像剤である。また、本実施例では、カチオン重合性液状モノマーがビニルエーテル化合物であり、光重合開始剤が、次の一般式（１）で表される化合物である。

より具体的に説明する。まず、トナー粒子は、色を発する色材がトナー樹脂に内包されて構成されている。また、トナー粒子は、トナー樹脂及び色材とともに、帯電制御剤など、他の材料を含有してもよい。トナー粒子の製造方法としては、色材を分散させた樹脂を徐々に重合して樹脂に色材を内包させるコアシェルベーションや、樹脂などを溶融させて色材を樹脂に内包させる内粉砕法などの公知技術を用いることができる。トナー樹脂としては、エポキシ、スチレンアクリル系などを用いることができる。色を発する色材は、一般的な有機あるいは無機の顔料でよい。また、製造上、トナーの分散性を高めるため、分散剤を用いているが、シナジストを用いることも可能である。

この現像剤の紫外線硬化剤（モノマー）は、ビニルエーテル基が一つある一官能モノマー（下記の（式２））が約１０％（重量％）とビニルエーテル基が二つある二官能モノマー（下記の（式３））を約９０％混合したものである。

光重合開始剤としては下記の（式４）で表されるものを０．１％混合した。この光重合開始剤を用いることにより、良好な定着を可能しつつも、イオン性の光酸発生剤を用いる場合と異なり、高抵抗な液体現像剤が得られる。

なお、カチオン重合性液状モノマーが、ジシクロペンタジエンビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリシクロデカンビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、２−エチル−１，３−ヘキサンジオールジビニルエーテル、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールジビニルエーテル、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル及び１，２−デカンジオールジビニルエーテルからなる群より選ばれる化合物であることが望ましい。

さらに、帯電制御剤としては、公知のものが利用できる。具体的な化合物としては、亜麻仁油、大豆油などの油脂；アルキド樹脂、ハロゲン重合体、芳香族ポリカルボン酸、酸性基含有水溶性染料、芳香族ポリアミンの酸化縮合物、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、２−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類；石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類；レシチンなどの燐脂質；ｔ−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類；ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、ヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。

３．液体現像剤の搬送
次に、本実施例における液体現像剤Ｄの搬送について説明する。図２は、本実施例の画像形成装置１００における液体現像剤Ｄの搬送経路を示す模式図である。また、図６は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。本実施例では、装置本体１１０に設けられた制御部１２０が、画像形成装置１００の各部の動作を統括的に制御する。制御部１２０は、演算制御手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭなどを備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、画像形成装置１００の各部の制御を行う。

キャリアタンク３２とミキサー３１とを連結する輸送管Ｌ１には、キャリア供給ポンプ４１が設けられている。また、トナータンク３３とミキサー３１とを連結する輸送管Ｌ２にはトナー供給ポンプ４２が設けられている。制御部１２０は、キャリア供給ポンプ４１、トナー供給ポンプ４２の動作を制御することによって、ミキサー３１へのキャリアＣ、トナー液Ｔの供給量を調整する。ミキサー３１には、ミキサー３１に貯留された液体現像剤Ｄの量を検知するミキサー液位センサ３１１と、ミキサー３１に貯留された液体現像剤Ｄのトナー濃度を検知する濃度センサ３１０と、が設けられている。濃度センサ３１０としては、液体現像剤Ｄのトナー濃度を検知可能な任意の方式のものを用いることができる。制御部１２０は、ミキサー３１に貯留された液体現像剤Ｄのトナー濃度と液量とが目標値になるように、キャリア供給ポンプ４１、トナー供給ポンプ４２の動作の制御を行う。

ミキサー３１と現像装置１６の供給区画１６ａとを連結する輸送管Ｌ３には、現像剤供給ポンプ４４が設けられている。制御部１２０は、現像剤供給ポンプ４４によって、ミキサー３１から現像装置１６に液体現像剤Ｄを搬送させる。現像装置１６の供給区画１６ａには、該供給区画１６ａ内の液体現像剤Ｄの量を検知する現像装置液位センサ１６０が設けられている。制御部１２０は、現像装置液位センサ１６０によって検知される液体現像剤Ｄの量が所定値（例えば２００ｍｌ）以上となるように、現像剤供給ポンプ４４の動作の制御を行う。

現像装置１６の回収区画１６ｂへ回収された液体現像剤Ｄは、戻しポンプ４３によって輸送管Ｌ４を通してミキサー３１に戻され、再利用される。なお、この現像装置１６の回収区画１６ｂへ回収された液体現像剤Ｄは、後述する分離抽出装置３４に搬送するようにしてもよい。

ドラムクリーナ１９によって回収されたキャリアＣ及びトナーＴは、第１の回収ポンプ４８によって輸送管Ｌ５を通して分離抽出装置３４に搬送される。また、中間転写ローラクリーナ２６によって回収されたキャリアＣ及びトナーＴは、第２の回収ポンプ４９によって輸送管Ｌ６を通して分離抽出装置３４に搬送される。さらに、転写ローラクリーナ２７によって回収されたキャリアＣ及びトナーＴは、第３の回収ポンプ５０によって輸送管Ｌ７を通して分離抽出装置３４に搬送される。

分離抽出装置３４は、キャリアを再利用するために、トナーＴとキャリアＣとを分離する。分離抽出装置３４は、キャリアＣとトナーＴとを分離する際に、再利用可能なキャリアＣと、トナーＴ及び紙粉などの不純物を含む廃液Ｗと、を分離する。分離された再利用可能なキャリアＣは、第４の回収ポンプ４５によって輸送管Ｌ８を通してキャリアタンク３２へ搬送される。廃液Ｗは、廃液ポンプ４７によって輸送管Ｌ９を通して廃液回収容器３５へ適宜搬送されて回収される。

上述の各クリーナ１９、２６、２７、各ポンプ４８、４９、５０、４５、輸送管Ｌ５〜Ｌ８、分離抽出装置３４などで、現像に用いられた液体現像剤Ｄのうち記録材Ｓに転写されなかったキャリアＣを回収してキャリアタンク３２に戻す回収手段が構成される。

キャリアタンク３２には、キャリアタンク３２に貯留されたキャリアＣの量を検知する検知手段としての第１、第２、第３の液位センサ３２１、３２２、３２３が設けられている。第１の液位センサ３２１は、キャリアタンク３２内のキャリアＣの量の下限を検知する。また、第２の液位センサ３２２は、キャリアタンク３２内のキャリアＣの量の上限を検知する。なお、キャリアタンク３２は、キャリアタンク３２内のキャリアＣの量が上記上限に達してもすぐにあふれることはないように、また上記下限に達してもすぐにミキサー３１にキャリアＣを供給できなくならないように構成されている。さらに、第３の液位センサ３２３は、第１、第２の液位センサ３２１、３２２がそれぞれ検知するキャリアＣの量の間の量を検知する。第２、第３の液位センサ３２２、３２３は、詳しくは後述するキャリアタンク３２内の余剰キャリアの回収の際に用いられる。本実施例では、第１、第２、第３の液位センサ３２１、３２２、３２３は、液面に浮かべた浮き（フロート）の位置（液位）を検知することで、キャリアタンク３２内のキャリアＣの液量を検知するものである。例えば、マグネットを有する浮きと、リードスイッチと、を有し、浮きの位置をリードスイッチにより検知するものが挙げられる。ただし、液量を検知する手段は、このようなフロートセンサに限定されるものではなく、利用可能な公知の任意の手段を用いることができる。前述のミキサー液位センサ３１１、現像装置液位センサ１６０についても同様である。

制御部１２０は、第１の液位センサ３２１によりキャリアタンク３２内のキャリアＣの量が所定の下限値（例えば４５００ｍｌ）まで減少したことが検知されると、キャリアＣの補給が必要であると判断し、キャリアタンク３２へのキャリアＣの補給を行わせる。本実施例では、新しいキャリアＣを収容した補給容器である補給ボトル６０が、装置本体１１０に対して着脱可能とされている。つまり、本実施例では、装置本体１１０には、キャリアタンク３２に補給するキャリアＣを受け入れるための補給部８０が設けられている。本実施例では、この補給部８０は、キャリアタンク３２に連通する管路で構成されている。補給ボトル６０は、その一端部に設けられた取付部としての補給口部６１（図５参照）が、補給部８０の一端部に設けられた補給ボトル接続部８１に取り外し可能に接続されることで、キャリアタンク３２に連結される。また、本実施例では、補給部８０には、補給キャリア供給ポンプ５１が設けられている。制御部１２０は、補給用キャリア供給ポンプ５１によって、補給ボトル６０からキャリアタンク３２にキャリアＣを補給させる。本実施例では、制御部１２０は、第１の液位センサ３２１によって検知されたキャリアＣの量が所定の下限値以上となるように、補給用キャリア供給ポンプ５１の動作の制御を行う。

なお、補給ボトル６０は、典型的には、空になった場合に新しいものと交換される。補給ボトル６０が空になったことは、補給ボトル６０からのキャリアＣの補給動作を行ったにも拘わらず第１の液位センサ３２１の検知信号が変化しないことなどによって検知できる。別途、補給ボトル６０内のキャリアＣの量を検知する手段を設けてもよい。

４．液体現像剤の消費
次に、本実施例の画像形成装置１００における液体現像剤Ｄの消費について説明する。

本実施例では、コートローラ１７から記録材Ｓに至る液体現像剤Ｄ及びトナー像の転写工程ではすべて電界が用いられている。各転写工程が行われるニップ部には、電圧印加装置（図示せず）によりトナーＴが転写元から転写先に移動する電界が生じるように電圧が印加される。例えば、感光ドラム１３と中間転写ローラ２０とのニップ部には、トナーＴが中間転写ローラ２０に引き寄せられるような電界が生じるように電圧が印加されている。その結果、液体現像剤Ｄが各転写工程が行われるニップ部を通過している間に、主にトナーＴが転写先の部材に担持される一方、転写元の部材にはトナーＴとキャリアＣとが分離した後のキャリアＣが主に担持される。したがって、転写工程を繰り返すにともない、転写される液体現像剤Ｄのトナー濃度は上昇する。

本実施例では、ミキサー３１から現像装置１６に搬送される液体現像剤Ｄのトナー濃度は５〜１０％である。一方、記録材Ｓに転写されたトナー像（液体現像剤Ｄ）のトナー濃度は最も画像比率が高い場合で８０〜９０％である。また、トナータンク３３に収容されているトナー液Ｔのトナー濃度は４０〜５０％である。

画像形成によるトナーＴとキャリアＣとの消費量の比率（ここでは、消費される液体現像剤Ｄの重量におけるトナーＴの重量の割合であるトナー消費比率で表す。）は、形成される画像の画像比率（画像面積比率、画像デューティー）によって異なる。例えば、画像比率が０％、すなわち、トナー像を全く形成しない場合、感光ドラム１３に静電潜像が形成されないため、現像装置１６から感光ドラム１３にトナーＴは転移せず、トナー消費比率は０％である。しかし、非帯電性のキャリアＣはその粘性によって一部が感光ドラム１３に担持される。以後の転写工程でも同様にキャリアの粘性によって一部が転写されるため、記録材Ｓには全域に薄いキャリアＣの被膜が形成される。この場合、画像形成によってキャリアＣのみが消費される。同様のキャリアＣの消費は、例えば文字画像を印字した場合の局所的な余白領域においても見られる。

一方、例えば、画像比率が１００％の場合、記録材Ｓの略全域にトナー像が形成され、その表面に薄いキャリアＣの被膜が形成される。この場合の画像形成によるトナー消費比率は、上述のようにおよそ８０〜９０％となる。

画像形成によるトナー消費比率が、トナータンク３３に貯留されているトナー液Ｔのトナー濃度を超えると、トナー液Ｔに含まれて現像装置１６に供給されるキャリアＣの量が、消費されるキャリアＣの量を上回る。具体的に、本実施例の画像形成装置１００において、記録材Ｓに形成される画像の平均画像比率が２０〜３０％の場合について考える。この場合、分離抽出装置３４を経て再利用されるキャリアＣの量が、ミキサー３１に供給されるトナー液Ｔ（トナー濃度４０〜５０％）を希釈して現像装置１６に搬送される液体現像剤Ｄの所望のトナー濃度（５〜１０％）にするために必要な量に足りる。そのため、補給ボトル６０からキャリアタンク３２へのキャリアＣの補給を必要としない。一方、記録材Ｓに形成される画像の平均画像比率が２０〜３０％を超えると、消費されないキャリアＣが累積し、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量が増加する。

図３は、記録材Ｓに形成される画像の平均画像比率とキャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量（体積）の推移との関係の一例を示したものである。例として、平均画像比率がそれぞれ２０％、５％、４０％であるジョブ（一の開始指示による単数又は複数の記録材に画像を形成する一連の動作）Ａ、Ｂ、Ｃを実行した場合を考える。平均画像比率が５％の画像とは、例えば文字のみを印字するようなオフィス文書に相当し、平均画像比率が４０％の画像とは、例えば写真やイラスト画像を多用した雑誌紙面やカタログに相当する。

ジョブＡ（平均画像比率２０％）を実行する間（時刻０〜Ｔ１）は、画像形成によるトナー消費比率がトナータンク３３に貯留されているトナー液Ｔのトナー濃度とほぼ等しい。そのため、トナー液Ｔに含まれるキャリアＣと分離抽出装置３４を経て再利用されるキャリアＣとで、現像装置１６に搬送する液体現像剤Ｄを調製するのに足りる。したがって、補給ボトル６０から新しいキャリアＣを補給しなくても、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量は初期値５０００ｍｌに保たれる。ここで、画像形成によって消費されるトナーＴ及びキャリアＣは、記録材Ｓに転写されるものと廃液Ｗとして排出されるものの総和である。

ジョブＢ（平均画像比率５％）を実行する間（時刻Ｔ１〜Ｔ３）は、画像形成によるトナー消費比率がトナータンク３３に貯留されているトナー液Ｔのトナー濃度よりも低い。そのため、現像装置１６に搬送する液体現像剤Ｄを調製するために、トナー液Ｔに含まれるキャリアＣと分離抽出装置３４を経て再利用されるキャリアＣとに加えて、キャリアタンク３２に貯留されていたキャリアＣが消費される。したがって、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量は減少する。時刻Ｔ２には、キャリアタンク３２に貯留されているキャリアＣの量が所定の下限値（４５００ｍｌ）に達する。そのため、補給ボトル６０からキャリアタンク３２に新しいキャリアＣが補給されて、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量が該下限値に保たれる。

ジョブＣ（平均画像比率４０％）を実行する間（時刻Ｔ３〜Ｔ４）は、画像形成によるトナー消費比率がトナータンク３３に貯留されているトナー液Ｔのトナー濃度よりも高い。そのため、トナー液Ｔに含まれて供給され分離抽出装置３４を経て再利用されるキャリアＣの量が、消費されるキャリアＣの量を上回り、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量は増加する。

図４は、記録材Ｓに形成される画像の画像比率と、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量の増減速度との関係の一例を示したものである。図４からわかるように、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量の増減は、形成する画像の画像比率の影響を大きく受ける。画像比率が高いジョブが続くと、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量は増加し続け、最終的にはオーバーフローに至る。オーバーフローに至るまでの時間は形成する画像の画像比率によって異なるが、キャリアタンク３２に貯留されるキャリアＣの量が増加するモードで画像形成を続けると、いずれオーバーフローする。

ここで、前述のように、特許文献１の構成では、キャリアタンク内の余剰キャリアを余剰液タンクに退避させているが、画像比率が高いジョブが続いた場合にいずれキャリアタンク及び余剰液タンクがキャリアで満たされ、あふれてしまう可能性がある。そのため、画像形成装置のサービス担当者によってキャリアタンクを交換するなどのメンテナンスが必要となり、サービスコストが増加する可能性がある。

５．余剰キャリアの回収
次に、本実施例における余剰キャリアの回収について説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、本実施例における余剰キャリアを回収するシステムを説明するためのキャリアタンク３２周りの模式図である。

本実施例では、キャリアタンク３２内の余剰キャリアを回収するための回収容器である回収ボトル７０が、装置本体１１０に対して着脱可能とされている。つまり、本実施例では、装置本体１１０には、キャリアタンク３２に貯留されたキャリアＣを排出するための排出部９０が設けられている。本実施例では、この排出部９０は、キャリアタンク３２に連通する管路で構成されている。回収ボトル７０は、その一端部に設けられた取付部としての回収口部７１が、排出部９０の一端部に設けられた回収ボトル接続部９１に取り外し可能に接続されることで、キャリアタンク３２に連結される。

回収ボトル接続部９１と回収口部７１との嵌合部は、キャリアタンク３２から回収ボトル７０へとキャリアＣを移送する際にキャリアＣが外部に漏れださないような構造とされている。本実施例では、回収ボトル接続部９１の内周に、回収口部７１の外周と液密的に係合するシール手段としてゴムパッキンが設けられる。このようなシール手段としては、利用可能な任意の手段を用いることができるが、キャリアＣの成分に十分な耐性を有する材料を選ぶことが望ましい。また、回収ボトル７０の回収口部７１は、排出部９０の回収ボトル接続部９１に対して着脱する際に回収ボトル７０からキャリアＣが漏れださないような構造とされている。本実施例では、回収口部７１は、回収ボトル接続部９１に取り付けた際に開放され、回収ボトル接続部９１から取り外した際に閉鎖される弁が設けられている。このような弁としては、利用可能な任意の構造のものを用いることができる。また、キャリアＣを収容する部分（本体）や上述の弁などの回収容器７０の構成部品の材料としては、紫外線を透過させない材料を選ぶことが望ましい。これにより、キャリアＣの回収時や、後述するように回収したキャリアＣを再利用する場合の保管時や補給時などに、紫外線硬化型のキャリアＣが紫外線で硬化するのを防止することができる。また、回収ボトル７０の容量は、余剰キャリアを十分回収でき、かつ、満杯状態まで充填されている状態で操作者が持ち運びできる重量になる程度であることが望ましい。例えば、５００〜１０００ｍｌ程度が好適である。

また、本実施例では、排出部９０には、送液制御手段としての電磁弁５２が設けられている。制御部１２０は、詳しくは以下で説明するように、電磁弁５２の開閉を制御して、キャリアタンク３２から排出部９０に接続された回収タンク７０へキャリアＣを移送させる。

さらに、本実施例では、装置本体１１０には、回収ボトル７０の排出部９０への接続の有無を検知する回収容器検知手段としてのボトルセンサ５３が設けられている。ボトルセンサ５３は、例えば、回収ボトル７０が着脱可能に装着される装置本体１１０の装着部における回収ボトル７０の有無や、回収ボトル７０の着脱を可能とする装置本体１１０の開閉扉の開閉を検知するものであってよい。

次に、図６及び図７を参照して、本実施例における余剰キャリアの回収手順について更に説明する。図７（ａ）は、キャリアタンク３２内のキャリアＣが余剰になることが検知された際に排出部９０に回収ボトル７０が接続される場合の手順を示すフローチャート図である。また、図７（ｂ）は、キャリアタンク３２内のキャリアＣが余剰になる前から排出部９０に回収ボトル７０が接続されている場合の手順を示すフローチャート図である。

まず、図７（ａ）に示す手順について説明する。この場合、画像形成装置１００の運転時には、図５（ａ）に示すように排出部９０には回収ボトル７０は接続されていない。制御部１２０は、第２の液位センサ３２２によりキャリアタンク３２内のキャリアＣの量が所定の上限値（例えば５５００ｍｌ）に達したことが検知されると、キャリアＣが余剰になると判断する（Ｓ１０１）。そして、制御部１２０は、装置本体１２０に設けられた操作表示部１３０に、排出部９０に回収ボトル７０を接続してキャリアタンク３２内の余剰キャリアを回収することをユーザーなどの操作者に促す通知を行わせる（Ｓ１０２）。操作表示部１３０は、情報を表示する表示手段（表示部）の機能と、制御部１２０に各種の指示を入力する入力手段（操作部）の機能と、を備えている。なお、制御部１２０は、この時ジョブの実行中であれば、ジョブを中断する。

操作者は、操作表示部１３０の表示に従い、予め準備しておいた回収ボトル７０を排出部９０に接続する（図５（ｂ））。制御部１２０は、ボトルセンサ５３によって回収ボトル７０が接続されたことが検知されると（Ｓ１０３）、電磁弁５２を開放する（Ｓ１０４）。これにより、キャリアタンク３２内のキャリアＣが、排出部９０を介して回収ボトル７０に流入する。その後、制御部１２０は、第３の液位センサ３２３によりキャリアタンク３２内のキャリアＣの量が所定値まで減少したことが検知されると、回収ボトル７０がキャリアＣで満たされたと判断して（Ｓ１０５）、電磁弁５２を閉じる（Ｓ１０６）。そして、制御部１２０は、操作表示部１３０に、排出部９０から回収ボトル７０を取り外すことを操作者に促す通知を行わせる（Ｓ１０７）。

操作者は、操作表示部１３０の表示に従い、回収ボトル７０を排出部９０から取り外す（図５（ａ））。その後、制御部１２０は、ボトルセンサ５３により回収ボトル７０が取り外されたことを確認して（Ｓ１０８）、処理を終了する。なお、制御部１２０は、この時ジョブを中断している場合には、ジョブを再開する。

次に、図７（ｂ）に示す手順について説明する。この場合、画像形成装置１００の運転時にも、図５（ｂ）に示すように排出部９０には回収ボトル７０が接続されている。制御部１２０は、第２の液位センサ３２２によりキャリアタンク３２内のキャリアＣの量が所定の上限値（例えば５５００ｍｌ）に達したことが検知されると（Ｓ２０１）、ボトルセンサ５３により回収ボトル７０が接続されていることを確認する（Ｓ２０２）。回収ボトル７０が接続されていない場合には、図７（ａ）のＳ１０２以降の処理を実行するようにする。一方、回収ボトル７０が接続されている場合には、制御部１２０は、電磁弁５２を開放する（Ｓ２０３）。これにより、キャリアタンク３２内のキャリアＣが排出部９０を介して回収ボトル７０に流入する。その後、制御部１２０は、第３の液位センサ３２３によりキャリアタンク３２内のキャリアＣの量が所定値まで減少したことが検知されると（Ｓ２０４）、電磁弁５２を閉じる（Ｓ２０５）。そして、制御部１２０は、操作表示部１３０に、排出部９０から回収ボトル７０を取り外して、空の回収ボトル７０を接続することを操作者に促す通知を行わせる（Ｓ２０６）。

操作者は、操作表示部１３０の表示に従い、回収ボトル７０を排出部９０から取り外し（図５（ａ））、空の回収ボトル７０を排出部９０に接続する（図５（ｂ））。その後、制御部１２０は、ボトルセンサ５３により回収ボトル７０が接続されたことを確認して（Ｓ２０７）、処理を終了する。

キャリアタンク３２内のキャリアが余剰となるのは、前述のように特定のモードで継続してジョブが実行された場合であるので、図７（ａ）に示すように必要時にのみ回収ボトル７０を排出部９０に接続することで十分な場合が多い。ただし、図７（ｂ）に示すように予め排出部９０に回収ボトル７０を接続しておくことで、必要時に回収ボトル７０が準備されていないことなどを防止できる。また、ジョブを中断せずに余剰キャリアを回収することも可能とすることができる。

このように、本実施例によれば、装置本体１０に対して着脱可能な回収ボトル７０に余剰キャリアを回収することで、キャリアタンク３２のオーバーフローを防止することができる。

なお、上述の操作表示部１３０における通知に代えて又は加えて、装置本体１１０に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器２００の表示部において通知を行ってもよい。

また、本実施例では、排出部９０に電磁弁５２を設け、キャリアタンク３２内に第３の液位センサ３２３を設けて、キャリアタンク３２から回収ボトル７０へのキャリアＣの送液を制御したが、斯かる態様に限定されるものではない。例えば、操作者が回収ボトル７０を排出部９０に接続し、排出部９０に設けられた手動のバルブを操作して、キャリアタンク３２から回収ボトル７０へのキャリアＣの送液を制御するようにしてもよい。また、排出部９０の回収ボトル接続部９１に、回収ボトル７０の回収口部７１が外部から挿入されることによって開放される逆止弁を設け、この逆止弁が回収ボトル７０を接続する際の押圧力によって機械的に開放されるようにしてもよい。この逆止弁は、閉鎖されている場合にはキャリアタンク３２内のキャリアＣが外部に漏れださないように、閉鎖時に十分密閉されるような構造にする。例えば、弁の周囲にゴムを貼付することによって密閉を確保する。このゴムとしては、キャリアＣの成分に対し十分な耐性を有する材料を選ぶことが望ましい。

ここで、上述のようにしてキャリアタンク３２のオーバーフローを防止するためには、回収ボトル７０を用意する必要がある。そこで、本実施例では、補給ボトル６０と回収ボトル７０との形状及び構造を共通化した。つまり、本実施例では、補給ボトル６０の補給口部６１と、回収ボトル７０の回収口部７１とは、同一の形状及び構造を有する。また、本実施例では、補給部８０の補給ボトル接続部８１と、排出部９０の回収ボトル接続部９１とは、同一の形状及び構造を有している。これにより、キャリアタンク３２へキャリアＣを補給することによって空になった補給ボトル６０を、回収ボトル７０として転用することができる。また、補給ボトル６０と回収ボトル７０との形状及び構造を共通化することによって、回収ボトル７０（補給ボトル６０であったものでよい。）を補給ボトル６０として再利用することができる。つまり、キャリアタンク３２から排出されて回収ボトル７０（補給ボトル６０であったものでよい。）に回収されたキャリアＣは、補給用のキャリアＣとして再度キャリアタンク３２に補給することができる。これにより、キャリアタンク３２から回収したキャリアを廃棄することがないので、画像形成装置１００のランニングコストの低下も実現することができる。

このように、本実施例では、排出部９０には、キャリアタンク３２から排出されたキャリアＣを収容する、装置本体１１０に対して着脱可能な回収ボトル７０を接続可能である。また、本実施例では、補給部８０には、キャリアタンク３２に補給するキャリアＣを収容した、装置本体１１０に対して着脱可能な補給ボトル６０を接続可能である。そして、本実施例では、排出部９０には、キャリアタンク３２にキャリアを補給した後の補給ボトル６０を回収ボトル７０として接続可能である。また、補給部８０には、キャリアタンク３２から排出されたキャリアＣを収容した回収ボトル７０を補給ボトル６０として接続可能である。

換言すれば、本実施例では、次のような、キャリア貯留槽内のキャリアＣの量の管理方法が提供される。つまり、該管理方法は、次の各工程の一部又は全部を有して構成される。キャリアタンク３２に補給するキャリアＣを収容していた、装置本体１１０に対して着脱可能な容器６０（７０）を、キャリアタンク３２に補給するキャリアＣを受け入れるための装置本体１１０に設けられた補給部８０から取り外す工程。補給部８０から取り外された容器６０（７０）を、キャリアタンク３２に貯留されたキャリアＣを排出するための装置本体１１０に設けられた排出部９０に接続する工程。キャリアタンク３２に貯留されたキャリアＣを排出部９０から排出して、排出部９０に接続された容器６０（７０）に収容する工程。キャリアタンク３２から排出されたキャリアＣを収容した容器６０（７０）を、排出部９０から取り外す工程。また、該管理方法は、更に、排出部９０から取り外された容器６０（７０）を、補給部９０に接続する工程を有していてよい。また、換言すれば、本実施例では、次のような、キャリアＣの補給用及び回収用に用いることのできる、装置本体１１０に対し着脱可能な容器が提供される。つまり、キャリアタンク３２からキャリアＣを排出するための排出部９０と、キャリアタンク３２にキャリアＣを補給するための補給部８０と、の両方に接続可能な取付部６１（７１）を有する容器６０（７０）である。

以上のように、本実施例によれば、キャリアタンク３２内のキャリアＣが余剰になる場合に、画像形成装置１００のサービス提供者がユーザー先に出動しなくても、ユーザー自身が容易に余剰キャリアを回収することができる。したがって、本実施例によれば、サービスコストを増加させることなく、余剰キャリアがあふれることを防止することができる。また、回収ボトル７０として、画像形成装置１００の通常の運転のために必要な補給ボトル６０が空になったものを転用できるようにすることができる。これにより、回収容器７０を別途準備しておく必要性を低減することができ、回収ボトル７０の準備のし忘れを防止し、また回収ボトル７０を保管しておくスペースを削減することができる。また、これにより、回収ボトル７０に回収されたキャリアＣを補給用のキャリアＣとして再利用することができ、画像形成装置１００のランニングコストを低減することができる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、キャリアは紫外線硬化型のものであったが、本発明は液体のキャリアを何ら限定するものではなく、例えば加熱硬化型のものなどであってもよい。

また、上述の実施例では、装置本体に対して着脱可能な補給容器からキャリア貯留槽にキャリアが補給される構成において、補給容器を回収容器として転用する場合を例にして説明した。斯かる態様によれば、前述のような効果が得られるが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。キャリア貯留槽へのキャリアの補給手段は任意であり、補給容器を回収容器として転用しない場合には別途回収容器を準備すればよい。

１６ 現像装置
３１ ミキサー
３２ キャリアタンク
６０ 補給ボトル
７０ 回収ボトル
８０ 補給部
９０ 排出部

Claims (10)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に形成された潜像をトナーと液体のキャリアとを含む液体現像剤を用いて現像する現像装置と、
   前記現像装置が用いる液体現像剤に供給するキャリアが貯留されるキャリア貯留槽と、
   現像に用いられた液体現像剤のうち記録材に転写されなかったキャリアを回収して前記キャリア貯留槽に戻す回収手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアを排出するための排出部を有し、
   前記排出部には、前記キャリア貯留槽から排出されたキャリアを収容する、前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な回収容器を接続可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記キャリア貯留槽に補給するキャリアを受け入れるための補給部を有し、
   前記補給部には、前記キャリア貯留槽に補給するキャリアを収容した、前記装置本体に対して着脱可能な補給容器を接続可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記排出部には、前記キャリア貯留槽にキャリアを補給した後の前記補給容器を前記回収容器として接続可能であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補給部には、前記キャリア貯留槽から排出されたキャリアを収容した前記回収容器を前記補給容器として接続可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記補給部の前記補給容器との接続部と、前記排出部の前記回収容器との接続部とは、同一の形状及び構造を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 情報を表示する表示手段と、前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアの量を検知する検知手段と、前記検知手段により前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアの量が所定値に達したことが検知された場合に前記表示手段に前記回収容器を前記排出部に接続すべき旨の表示を行わせる制御部と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記キャリア貯留槽から前記排出部に接続された前記回収容器へのキャリアの移送を制御する送液制御手段と、前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアの量を検知する検知手段と、前記検知手段により前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアの量が所定値に達したことが検知された場合に前記送液手段に前記キャリア貯留槽から前記回収容器へとキャリアを移送させる制御部と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナーと液体のキャリアとを含む液体現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像装置が用いる液体現像剤に供給するキャリアが貯留されるキャリア貯留槽と、現像に用いられた液体現像剤のうち記録材に転写されなかったキャリアを回収して前記キャリア貯留槽に戻す回収手段と、を有する画像形成装置における、前記キャリア貯留槽内のキャリアの量の管理方法であって、
   前記キャリア貯留槽に補給するキャリアを収容していた、前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な容器を、前記キャリア貯留槽に補給するキャリアを受け入れるための前記装置本体に設けられた補給部から取り外す工程と、
   前記補給部から取り外された前記容器を、前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアを排出するための前記装置本体に設けられた排出部に接続する工程と、
   前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアを前記排出部から排出して、前記排出部に接続された前記容器に収容する工程と、
   前記キャリア貯留槽から排出されたキャリアを収容した前記容器を、前記排出部から取り外す工程と、
   を有することを特徴とする管理方法。
9. 更に、前記排出部から取り外された前記容器を、前記補給部に接続する工程を有することを特徴とする請求項８に記載の管理方法。
10. 像担持体と、前記像担持体に形成された潜像をトナーと液体のキャリアとを含む液体現像剤を用いて現像する現像装置と、前記現像装置が用いる液体現像剤に供給するキャリアが貯留されるキャリア貯留槽と、現像に用いられた液体現像剤のうち記録材に転写されなかったキャリアを回収して前記キャリア貯留槽に戻す回収手段と、を有する画像形成装置の装置本体に対し着脱可能な容器であって、
    前記キャリア貯留槽に貯留されたキャリアを排出するための前記装置本体に設けられた排出部と、前記キャリア貯留槽に補給するキャリアを受け入れるための前記装置本体に設けられた補給部と、の両方に接続可能な取付部を有することを特徴とする容器。

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