JP4468913B2 - 液体現像装置および湿式画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、感光体ドラムに、トナー粒子をキャリア液内に分散させた液体トナーを供給して静電潜像を現像する液体現像装置、および、この液体現像装置が備えられた湿式画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、粉体トナーを用いて、感光体ドラムの静電潜像の現像を行うことが主流であるが、トナー粒子をキャリア液内に分散させた液体トナーを用いて静電潜像を現像する液体現像装置が提案されている（たとえば特許文献１）。
この種の液体現像装置として、たとえば、液体トナーを担持させた現像ローラを感光体ドラムの周面に接触させて現像が行うものが知られている。画像安定のため、現像後には、現像ローラ上に残留している液体トナーは回収されるが、現像ローラに供給される液体トナーの大半が消費されず残留するので、回収トナーは廃棄せずに、再度現像に用いることが一般的である。回収トナーは、現像時の蒸発・乾燥のために、現像ローラに供給される液体トナーと比べると高濃度かつ高粘度となっていて、トナー粒子の分散も均一でない。このため、再度現像ローラに与える前にトナー濃度を調整する必要があるが、このとき、回収トナーの濃度を、たとえば光学センサで測定し、この測定値に基づいてキャリア液やトナー粒子の補給を行うものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−１０６２５号公報

しかしながら、上述のように回収槽に回収される液体トナーは高濃度かつ高粘度である。回収トナーのトナー濃度があまりにも高いと、光学センサ等を用いて濃度検出を行っても、安定した検出値を得ることができない。
回収トナーのトナー濃度が適切に検出できないと、その検出値に基づいて調整される再利用の液体トナーの濃度調整が正確に行われず、このために、画像に濃度ムラが生じてしまうおそれがある。

この発明は、かかる背景のもとになされたもので、回収トナーのトナー濃度を良好に測定することができる液体現像装置を提供することを目的とする。
さらに、この発明は、良好な画像を安定的に得ることができる湿式画像形成装置を提供することを他の目的とする。

請求項１記載の発明は、トナー粒子をキャリア液内に分散した液体トナーを用いて静電潜像を現像する液体現像装置（６）において、感光体ドラム（２）の表面（２ａ）に接触して、感光体ドラムに液体トナーを供給する液体トナー担持体（１７）と、上記液体トナー担持体に供給されるべき液体トナーを貯留する現像槽（４）と、上記液体トナー担持体に現像後に残留する液体トナーを、回収するためのトナー回収手段（２０，５０）と、上記トナー回収手段により回収された回収トナーを貯留することができる回収トナー貯留槽（２９，２９Ａ）と、予め定めるトナー濃度の新規液体トナーを貯留する新規液体トナー貯留槽（２６）と、上記トナー回収手段により回収された回収トナーを上記回収トナー貯留槽に供給するための回収トナー供給手段（２８，３０）と、上記新規液体トナー貯留槽に貯留される新規液体トナーを、上記回収トナー貯留槽に供給する新規液体トナー供給手段（３３，３４）と、上記回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーのトナー濃度を検出する濃度検出手段（３１）とを含み、上記回収トナー貯留槽において、上記回収トナーと上記新規液体トナーとが混合されるようになっており、上記液体現像装置は、上記回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーを、上記現像槽に供給する手段（３８，３９，４０）と、上記回収トナー貯留槽に対してキャリア液を供給するキャリア液供給手段（３５，３６，３７）とをさらに含み、上記濃度検出手段により検出される濃度が予め定める濃度になるように、上記回収トナー貯留槽に対して供給されるキャリア液の量が調整されるようになっていることを特徴とする液体現像装置である。

なお、括弧内の数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
請求項２記載の発明は、トナー粒子をキャリア液内に分散した液体トナーを用いて静電潜像を現像する液体現像装置（６）において、感光体ドラム（２）の表面（２ａ）に接触して、感光体ドラムに液体トナーを供給する液体トナー担持体と（１７）、上記液体トナー担持体に供給されるべき液体トナーを貯留する現像槽（１４）と、上記液体トナー担持体に現像後に残留する液体トナーを、回収するためのトナー回収手段（２０，５０）と、上記トナー回収手段により回収された回収トナーを、静電潜像の現像に再度用いるために貯留する回収トナー貯留槽（２９，２９Ａ）と、予め定めるトナー濃度の新規液体トナーを貯留する新規液体トナー貯留槽（２６）と、回収トナーと新規液体トナーとを混合する混合槽（４４）と、上記新規液体トナー貯留槽に貯留される新規液体トナーを、上記混合槽に供給する新規液体トナー供給手段（４８，４９）と、上記回収トナー貯留槽に貯留される回収トナーを、上記混合槽に供給する回収トナー供給手段（４６，４７）と、上記混合槽に貯留される液体トナーのトナー濃度を検出する濃度検出手段（４５）と、上記混合槽に貯留される液体トナーを、上記現像槽に供給する手段（２４，２５）と、上記混合槽に対してキャリア液を供給するキャリア液供給手段（３６Ａ，３７Ａ）とを含み、上記濃度検出手段により検出される濃度が予め定める濃度になるように、上記混合槽に対して供給されるキャリア液の量が調整されるようになっていることを特徴とする液体現像装置である。

請求項３記載の発明は、感光体ドラムと、この感光体ドラムに液体トナーを供給する請求項１または２記載の液体現像装置と、を含むことを特徴とする湿式画像形成装置である。

請求項１または２記載の発明によれば、回収トナー貯留槽または混合槽において、回収トナーに新規液体トナーを混ぜて、液体トナーのトナー濃度を低下した後に濃度検出が行われるので、回収トナー貯留槽または混合槽に貯留されている液体トナーのトナー濃度を正確に検出することができる。これにより、感光体ドラムに供給する液体トナーを、適切なトナー濃度に保つことができる。

請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の液体現像装置が採用されているから、トナー濃度が常に適正値に保たれた液体トナーが感光体ドラムに与えられ、これにより、良好な画像を安定的に得ることができる湿式画像形成装置を提供することができる。

以下では、図面を参照して、この発明の実施形態を、具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る湿式画像形成装置に備えられる画像形成機構の構成を示す概略図である。
図１を参照して、画像形成機構１は、円筒状の感光体ドラム２と、感光体ドラム２の表面２ａを帯電させるための帯電器３と、帯電器３により帯電された感光体ドラム２の表面２ａを、作成する画像に対応して露光するための露光器４と、感光体ドラム２の表面２ａにトナー粒子をキャリア液内に分散させた液体トナーを供給して、露光により形成された静電潜像を現像する液体現像装置６と、トナー画像が中間転写ベルト１０に転写された後の感光体ドラム２の表面２ａに残留する液体トナーを除去するためのクリーニング装置７と、トナー画像が転写された後の感光体ドラム２の表面を除電するための除電器８と、を備えている。これら帯電器３、露光器４、液体現像装置６、クリーニング装置７、および除電器８は、感光体ドラム２の回転方向（矢印９で示す方向）に沿って順に配置されている。

画像形成機構１は、さらに、感光体ドラム２の表面２ａに現像されたトナー画像が一時的に転写される、無端状の中間転写ベルト１０と、中間転写ベルト１０を駆動するための駆動ローラ１１と、中間転写ベルト１０に張力を付与するためのテンションローラ１２と、中間転写ベルト１０に一時的に転写されたトナー画像を用紙Ｐに転写するための二次転写ローラ１３と、を備えている。

用紙Ｐは、図１において上向き矢印で示すラインに沿って搬送され、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１３との間を通る際に、用紙Ｐの表面にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙Ｐは、図示しない定着装置によって加熱および加圧され、これによって、トナー画像が用紙Ｐ上に定着される。
図２は、液体現像装置６の構成を模式的に示す図である。

液体現像装置６は、液体トナーが貯留された現像槽１４と、現像槽１４から液体トナーを汲み取る汲取りローラ１５と、汲取りローラ１５の周面と接触して、汲取りローラ１５によって汲み取られた液体トナーを現像ローラ１７の周面に塗布する塗布ローラ１６と、感光体ドラム２の表面２ａに接触して、液体トナーを感光体ドラム２の表面２ａに供給する液体トナー担持体としての現像ローラ１７とを備えている。

汲取りローラ１５は、現像槽１４内に入り込んで、現像槽１４内の液体トナーに浸されている。現像槽１４内の液体トナーは表面張力が高く、このため、液体トナーは汲み取りローラ１５の回転によって汲み取られ、塗布ローラ１６および現像ローラ１７を介して、感光体ドラム２の表面２ａに与えられる。現像ローラ１７には、感光体ドラム２の表面２ａに画像を形成した後の現像ローラ１７の表面に残留する液体トナーを掻き取るクリーニングブレード２０が配置されている。

クリーニングブレード２０によって掻き取られた液体トナーは、トナー回収経路（回収トナー供給手段）２８を介して接続された回収トナー貯留槽２９に回収され、貯留される。この液体現像装置６においては、回収トナー貯留槽２９に回収した回収トナー液を再度現像に用いている。なお、３０は、トナー回収経路２８の途中部に介装された弁（回収トナー供給手段）である。
現像槽１４には、新規液体トナー貯留槽２６から新規液体トナーが供給される。また、現像槽１４には、回収トナー貯留槽２９に回収された回収トナーを濃度調整して得られた再利用の液体トナーも供給される。なお、１９は、現像槽１４に貯留されている液体トナーを攪拌する攪拌羽根であり、２３は、現像槽１４に貯留されている液体トナーの量が一定量を超えないように監視する液面センサである。

新規液体トナー貯留槽２６は、液体現像装置６に着脱可能に装着されたトナーカートリッジ（図示しない）およびキャリア液カートリッジ（図示しない）に接続されており、これらカートリッジから高濃度トナー液およびキャリア液がそれぞれ供給されている。新規液体トナー貯留槽２６に貯留されている液体トナーは、そのトナー濃度が予め定める濃度（感光体ドラム２への供給に適した濃度）に保たれていて、新規液体トナーのトナー濃度に偏りがないように攪拌羽根２７によって攪拌されている。液体トナー供給経路２５にはその途中部に２個の弁２４が介装されていて、これらの弁２４が開成されると、新規液体トナー貯留槽２６の新規液体トナーが液体トナー供給経路２５を通って現像槽１４に供給される。

次に、回収トナー貯留槽２９について説明する。回収トナー貯留槽２９に回収される回収トナーは、現像時の蒸発・乾燥のために、現像ローラ１７に供給される液体トナーと比べると高濃度かつ高粘度となっている。回収トナー貯留槽２９には、貯留されている液体トナーのトナー濃度を検出するための濃度検出機構３１、および、液体トナーを攪拌する攪拌羽根３２が設けられている。この実施形態では、回収トナー貯留槽２９において、回収トナーを貯留するだけでなく、上記回収トナー貯留槽２９の回収トナーを再利用できるように、液体トナーのトナー濃度調整も行われている。この実施形態では、回収トナー貯留槽２９において再利用の液体トナーのトナー濃度調整が行われるので、別にトナー濃度調整用の槽を設ける場合と比較して、液体現像装置６の小型化を図ることができる。

回収トナー貯留槽２９は、新規液体トナー貯留槽２６と、連通経路（新規液体トナー供給手段）３３を介して接続されている。連通経路３３の途中部には弁（新規液体トナー供給手段）３４が介装されている。弁３４が開成されると、新規液体トナー貯留槽２６の新規液体トナーが連通経路３３を通って回収トナー貯留槽２９に供給される。
回収トナー貯留槽２９には、キャリア液供給経路（キャリア液供給手段）３５を介して、キャリア液貯留槽３６が接続されていて、キャリア液供給経路３５の途中部に介装された弁（キャリア液供給手段）３７が開成されると、キャリア液貯留槽（キャリア液供給手段）３６からキャリア液が供給される。キャリア液の供給量は、濃度検出機構３１の検出値に基づいて調整されている。

回収トナー貯留槽２９への新規液体トナーの供給は、たとえば装置の電源オン時に行われる。回収トナーが回収されるときには、既に回収トナー貯留槽２９に新規液体トナーが貯留されている。回収トナー貯留槽２９に回収された回収トナーは、攪拌羽根３２の攪拌により回収トナーが新規液体トナーと混ぜられ、回収トナーのトナー濃度が下げられる。回収トナーのトナー濃度が十分に低下した後に濃度検出機構３１による濃度検出が行われる。このため、回収トナー貯留槽２９に貯留されている液体トナーのトナー濃度が正確に検出される。

また、回収トナーが新規液体トナーと混ぜられることで、液体トナーのトナー粘度が下がり、これにより、回収トナーが後述するリサイクルトナー経路（回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーを現像槽に供給する手段）３８をスムーズに流通するようになる。
その後、濃度検出機構３１の検出値に基づいてキャリア液が供給され、回収トナー貯留槽２９内の液体トナーが新規液体トナーと同じ予め定める濃度に設定される。

電源オン時には、回収トナーのトナー濃度を下げるために、新規液体トナーの供給が必要であるが、回収トナー貯留槽２９にキャリア液が供給され濃度が一旦所定に保たれた後は、その後も適宜キャリア液が供給されるので、新規液体トナーの供給の必要がない。したがって、新規液体トナーの供給は、装置の電源オン時だけに行われ、その後は行われない。

回収トナー貯留槽２９には、液体トナー供給経路２５の途中部に介装された弁（回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーを現像槽に供給する手段）３９に、リサイクルトナー供給経路３８を介して接続されている。言い換えれば、リサイクルトナー供給経路３８が、液体トナー供給経路２５に合流している。リサイクルトナー供給経路３８の途中部には弁（回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーを現像槽に供給する手段）４０が介装されている。この弁４０が開成されると、回収トナー貯留槽２９の再利用の液体トナーが、リサイクルトナー供給経路３８、液体トナー供給経路２５を順に通って、現像槽１４に供給される。現像槽１４に供給された再利用の液体トナーは、再度現像に用いられる。なお、リサイクルトナー供給経路３８は、液体トナー供給経路２５に合流するものとして説明したが、液体トナー供給経路２５と合流せずに、現像槽１４に別に接続されていてもよい。

図３は、図２のＡ−Ａに沿う切断面断面図であり、回収トナー貯留槽２９の構成を模式的に示す図である。
回収トナー貯留槽２９は、有底円筒状の槽本体２９Ａと、その槽本体２９Ａから外方に張り出した循環経路である濃度検出用循環経路４２とを備えている。この濃度検出用循環経路４２には、途中部に、流路が拡張された検出路４２Ａが備えられていて、その検出路４２Ａに対向して、たとえば光学センサからなるトナー濃度センサ４２Ｂが配置されている。検出路４２Ａとトナー濃度センサ４２Ｂとで濃度検出機構３１が構成されている。濃度センサ４２Ｂは、検出路４２Ａの窓部４２Ｃを通して入光した反射光の光量に基づいて、検出路４２Ａ内を流通する液体トナーのトナー濃度を検出する。槽本体２９Ａから張り出した循環経路４２内で濃度検出を行うので、回収トナー貯留槽２９内の液揺動（攪拌など）の影響を受けにくく、これにより、トナー濃度を正確に検出することができる。

図４は、この発明の他の実施形態に係る液体現像装置の構成概要図である。図４において、図２と同一の構成要素については、同一の番号を付している。
図４の実施形態の特徴は、再利用の液体トナーのトナー濃度を調整する濃度調整槽（混合槽）４４を、回収トナー貯留槽２９と別に設けた点にある。
濃度調整槽４４は連通経路（回収トナー供給手段）４６を介して回収トナー貯留槽２９と接続されており、連通経路４６の途中部に介装された弁（回収トナー供給手段）４７が開成されると、回収トナー貯留槽２９に貯留されている液体トナー（トナー濃度が下げられた回収トナー）が濃度調整槽４４に与えられる。濃度調整槽４４には、弁（回収トナー供給手段）３７Ａを介してキャリア液貯留槽（回収トナー供給手段）３６Ａが接続されていて、濃度調整槽４４にキャリア液が供給される。

また、この濃度調整槽４４は、新規液体トナー貯留槽２６と連通経路（新規液体トナー供給手段）４８を介して接続されている。連通経路４８の途中部には弁４９が介装されている。この弁（新規液体トナー供給手段）４９が開成されると、新規液体トナー貯留槽２６の新規液体トナーが現像槽１４に与えられる。言い換えれば、新規液体トナー貯留槽２６に貯留されている新規液体トナーは、直接現像槽１４に与えられず、一旦、濃度調整槽４４に与えられる。再利用の液体トナーだけでなく、新規液体トナーも、濃度調整槽４４に一旦貯留され、トナー濃度を調整された後、液体トナー供給経路（混合槽に貯留される液体トナーを、現像槽に供給する手段）２５を通って現像槽１４に与えられる。

濃度調整槽４４には、液体トナーのトナー濃度を検出するための濃度センサ４５が配置されており、この濃度センサ４５の検出値に基づいて、新規液体トナーの供給量やキャリア液の供給量が決定されている。
現像ローラ１７から回収される回収トナーの量は、形成する画像によって大きく変化することが考えられるが、この図４の実施形態では、液体トナーのトナー濃度を調整する濃度調整槽４４を回収トナー貯留槽２９とは別に設けたので、トナー濃度の調整を回収トナーの量に左右されずに行うことができる。

図４の実施形態では、図２の実施形態のように、回収トナー貯留槽２９にキャリア液が与えられてはいないので、回収トナー貯留槽２９内の液体トナーの濃度を下げるために、新規液体トナー貯留槽２６からの新規液体トナーの供給は断続的に行う必要がある。
また、この実施形態では、回収トナー貯留槽２９に貯留されている液体トナーの濃度を検出する濃度検出機構３１Ａが、回収トナー貯留槽２９ではなく、出力経路である連通経路４６に配置されており、連通経路４６内を流通する液体トナーの濃度を検出している。

回収トナー貯留槽２９の出力経路である連通経路４６に濃度検出機構３１Ａが配置されているので、回収トナー貯留槽２９から濃度調整槽４４に供給される液体トナーの濃度が直接検出される。このため、回収トナー貯留槽２９から濃度調整槽４４への供給量を厳密に調整することができる。
さらに、連通経路４６中に濃度検出機構３１Ａが配置されているので、攪拌などの液揺動の影響を受けることがなく、正確なトナー濃度の検出を行うことができる。このため、図４の実施形態では、図３の濃度検出機構３１の濃度検出用循環経路４２のように、濃度検出のための経路を別途設ける必要がない。

新規液体トナー貯留槽２６は濃度調整槽４４に接続されているとして説明したが、濃度調整槽４４に接続されずに、直接現像槽１４に接続されていてもよい。また、トナー供給経路２５に、濃度調整槽４４からみて下流側で合流していてもよい。
図５は、この発明のさらに他の実施形態にかかる液体現像装置の要部を示す図である。図５において、図２と同一の構成要素については、同一の番号を付している。この図５の実施形態では、回収トナー貯留槽２９Ａは、クリーニングブレード２０の下端部を覆うように配置されている。クリーニングブレード２０の上方には、回転可能な断面楕円形状の掻出し部材５０が配置されている。クリーニングブレード２０は現像ローラ１７の回転方向と順方向に回転しており、現像ローラ１７とクリーニングブレード２０との接点付近に、断面楕円形の掻出し部材５０の頂部が現像ローラ１７の周面と接触する。現像ローラ１７に残留している液体トナーは流動性が低く、このため、掻出し部材５０が液体トナーを直接押し出して、新規液体トナーが貯留されている回収トナー貯留槽２９Ａに送り込むようにしている。この図５の実施形態では、回収トナー貯留槽２９Ａを現像ローラ１７に近づけて配置し、現像ローラ１７上の残留トナーを直接回収するようにしたので、流通性が悪くなっている回収トナーであっても、確実に回収することができる。

この発明は、以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態に係る湿式画像形成装置に備えられる画像形成機構の構成を示す概略図である。 液体現像装置の構成を模式的に示す図である。 図２のＡ−Ａに沿う切断面断面図であり、回収トナー貯留槽の構成を模式的に示す図である。 この発明の他の実施形態に係る液体現像装置の構成概要図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる液体現像装置の要部を示す図である。

符号の説明

１ 湿式画像形成機構
６ 液体現像装置
１４ 現像槽
１７ 現像ローラ（液体トナー担持体）
２０ 掻出し部材（トナー回収手段 ）
５０ 掻き出し部材（トナー回収手段）
２６ 新規液体トナー貯留槽
２８ トナー回収経路
２９，２９Ａ 回収トナー貯留槽
３１ 濃度検出機構
３３ 連通経路（新規液体トナー供給手段）
３４ 弁（新規液体トナー供給手段）
４２ 濃度検出用循環経路

Claims (3)

1. トナー粒子をキャリア液内に分散した液体トナーを用いて静電潜像を現像する液体現像装置において、
   感光体ドラムの表面に接触して、感光体ドラムに液体トナーを供給する液体トナー担持体と、
   上記液体トナー担持体に供給されるべき液体トナーを貯留する現像槽と、
   上記液体トナー担持体に現像後に残留する液体トナーを、回収するためのトナー回収手段と、
   上記トナー回収手段により回収された回収トナーを貯留することができる回収トナー貯留槽と、
   予め定めるトナー濃度の新規液体トナーを貯留する新規液体トナー貯留槽と、
   上記トナー回収手段により回収された回収トナーを上記回収トナー貯留槽に供給するための回収トナー供給手段と、
   上記新規液体トナー貯留槽に貯留される新規液体トナーを、上記回収トナー貯留槽に供給する新規液体トナー供給手段と、
   上記回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーのトナー濃度を検出する濃度検出手段とを含み、
   上記回収トナー貯留槽において、上記回収トナーと上記新規液体トナーとが混合されるようになっており、
   上記液体現像装置は、上記回収トナー貯留槽に貯留される液体トナーを、上記現像槽に供給する手段と、
   上記回収トナー貯留槽に対してキャリア液を供給するキャリア液供給手段とをさらに含み、
   上記濃度検出手段により検出される濃度が予め定める濃度になるように、上記回収トナー貯留槽に対して供給されるキャリア液の量が調整されるようになっていることを特徴とする液体現像装置。
2. トナー粒子をキャリア液内に分散した液体トナーを用いて静電潜像を現像する液体現像装置において、
   感光体ドラムの表面に接触して、感光体ドラムに液体トナーを供給する液体トナー担持体と、
   上記液体トナー担持体に供給されるべき液体トナーを貯留する現像槽と、
   上記液体トナー担持体に現像後に残留する液体トナーを、回収するためのトナー回収手段と、
   上記トナー回収手段により回収された回収トナーを、静電潜像の現像に再度用いるために貯留する回収トナー貯留槽と、
   予め定めるトナー濃度の新規液体トナーを貯留する新規液体トナー貯留槽と、
   回収トナーと新規液体トナーとを混合する混合槽と、
   上記新規液体トナー貯留槽に貯留される新規液体トナーを、上記混合槽に供給する新規液体トナー供給手段と、
   上記回収トナー貯留槽に貯留される回収トナーを、上記混合槽に供給する回収トナー供給手段と、
   上記混合槽に貯留される液体トナーのトナー濃度を検出する濃度検出手段と、
   上記混合槽に貯留される液体トナーを、上記現像槽に供給する手段と、
   上記混合槽に対してキャリア液を供給するキャリア液供給手段とをさらに含み、
   上記濃度検出手段により検出される濃度が予め定める濃度になるように、上記混合槽に対して供給されるキャリア液の量が調整されるようになっていることを特徴とする液体現像装置。
3. 感光体ドラムと、
   この感光体ドラムに液体トナーを供給する請求項１または２記載の液体現像装置と、を含むことを特徴とする湿式画像形成装置。