JP4978652B2 - 現像液リサイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体に供給されずに現像液担持体上に残った現像液を回収して再利用する現像液リサイクル装置に関する。

従来、現像液リサイクル装置として、所定濃度の現像液を感光体に供給する現像ローラ（現像液担持体）を有する現像装置と、感光体に供給されずに現像ローラ上に残った現像液を回収する回収機構と、回収した現像液の濃度を所定濃度に調整する濃度調整機構と、濃度調整された現像液を現像装置に供給する供給機構とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

具体的に、濃度調整機構は、回収機構から送られてくる現像液を収容する濃度調整容器と、濃度調整容器内の現像液の濃度を検出する濃度センサと、キャリア液を収容するキャリア液タンクと、前記所定濃度よりも高濃度の現像液を収容する高濃度タンクとを備えている。さらに、供給機構は、濃度調整機構から送られてくる所定濃度の現像液を一時的に貯留する一時貯留タンク（リザーブタンク）を備えている。

そして、この現像液リサイクル装置では、回収機構から濃度調整容器内に回収された現像液の濃度が濃度センサで検出され、この検出した濃度に基づいてキャリア液タンクや高濃度タンクから適宜キャリア液や高濃度の現像液が濃度調整容器に供給されることで、濃度の調整が行われる。また、濃度調整が完了した後は、濃度調整容器内からすべての現像液が一時貯留タンクへ補給され、この一時貯留タンクから現像液が少しずつ現像装置に供給されるようになっている。

特開２００８−２６８９１７号公報

ところで、現像ローラから感光体に供給される現像液中のトナー粒子（現像剤）は、印字面積率（感光体に形成される静電潜像の面積率）が大きい程多く供給され、小さい程少なく供給される。そのため、濃度調整容器に回収される現像液の濃度は、印字面積率に応じて大きく変化する。

しかしながら、このように回収した現像液の濃度の変動幅が大きいと、この変動幅に対応するように濃度センサの検出範囲を広く設定しなければならないので、濃度センサの分解能が下がり、高精度な濃度検出を行うことが難しかった。

そこで、本発明は、高精度な濃度検出を行うことができる現像液リサイクル装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る現像液リサイクル装置は、キャリア液に現像剤を混合させてなる所定濃度の現像液（キャリア液と現像剤を一定の重量比で混合させてなる現像液）を貯留する貯留部と、現像液を担持して感光体に供給する現像液担持体と、前記貯留部内の現像液を前記現像液担持体に供給する供給手段と、前記感光体に供給されずに前記現像液担持体上に残った現像液を回収する回収手段と、前記回収手段で回収した現像液の濃度調整を行うための濃度調整容器と、前記濃度調整容器で濃度調整された現像液を前記貯留部に送る第１送液手段と、キャリア液を収容するキャリア液タンクと、前記キャリア液タンク内のキャリア液を前記濃度調整容器に送る第２送液手段と、前記所定濃度よりも高濃度の現像液を収容する高濃度タンクと、前記高濃度タンクから前記濃度調整容器に前記高濃度の現像液を送る第３送液手段と、前記濃度調整容器内の濃度を検出する濃度センサと、前記貯留部内の液量が所定値以下となった場合に、前記濃度調整容器内の現像液の濃度を前記濃度センサで検出する濃度検出動作と、検出した濃度に基づいて前記第２送液手段および前記第３送液手段の少なくとも一方を制御することで前記濃度調整容器内の現像液を前記所定濃度に調整する濃度調整動作と、調整後に前記第１送液手段を制御して前記所定濃度の現像液を前記貯留部に送る補給動作とを一連の処理として実行する制御装置とを備え、前記補給動作が完了した時点において、前記濃度調整容器内に一定量以上の現像液が残るように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、補給動作が完了した後は濃度調整容器内に所定濃度の現像液が残るので、その後、回収手段で回収されてくる濃度不明の現像液は、濃度調整容器内の所定濃度の現像液と混ざることになる。これにより、濃度不明の現像液の濃度を所定濃度に近付けることができるので、濃度検出動作時の現像液の濃度の変動幅を小さくすることができ、濃度センサの検出範囲を狭く設定することができる。そして、このように濃度センサの検出範囲を狭く設定することで、濃度センサの分解能が上がるので、高精度な濃度検出を行うことができる。

本発明によれば、回収手段で回収する濃度不明の現像液を濃度調整容器内に残した所定濃度の現像液と混ぜることで、濃度検出動作時の現像液の濃度の変動幅を小さくすることができるので、濃度センサの分解能を上げて高精度な濃度検出を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る現像液リサイクル装置を備えたカラープリンタの全体構成を示す構成図である。 現像液リサイクル装置を示す構成図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、濃度検出動作、濃度調整動作および補給動作時における各容器内の現像液の状態を示す説明図である。 濃度調整容器の変形例を示す断面図である。 濃度調整容器の変形例を示す断面図である。 比較例のデータを示す表（ａ）と、実施例１のデータを示す表（ｂ）である。

＜カラープリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明においては、まず、図１によりカラープリンタの全体構成を簡単に説明し、その後、本発明の特徴部分について詳細に説明する。

なお、以下の説明において、方向は、カラープリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０内に、給紙ユニット３０と、４つの露光ユニット４０と、４つの画像形成ユニット５０と、転写ユニット６０と、定着ユニット７０とを主に備えている。

本体筐体１０の上部には、本体筐体１０から排出された用紙Ｓが載置・積層される排紙トレイ１２が設けられている。

給紙ユニット３０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、用紙Ｓを収容する給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１から用紙Ｓを転写位置（中間転写ベルト６３と２次転写ローラ６５との間）に搬送する給紙機構３２とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｓは、給紙機構３２によって１枚ずつ分離されて転写位置に搬送される。

露光ユニット４０は、感光体の一例としての感光体ドラム１０１に対向して配置され、先端に図示しない複数の発光部（ＬＥＤ）が感光体ドラム１０１の軸方向（左右方向）に配列されている。この露光ユニット４０は、画像データに基づいて発光部を明滅させることで、感光体ドラム１０１の表面を露光する。

画像形成ユニット５０は、給紙ユニット３０の上方で前後に並んで配置され、感光体ユニット１００と、現像ユニット２００とを備えて構成されている。

感光体ユニット１００は、後述する中間転写ベルト６３と接する感光体ドラム１０１と、感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電させる帯電器１０２とを主に備えている。

現像ユニット２００は、感光体ドラム１０１に対して所定濃度の現像液ＤＬを供給する装置である。ここで、現像液ＤＬは、パラフィンオイルやシリコーンオイルなどの不揮発性のキャリア液に、エポキシやポリエステルなどの樹脂や顔料および荷電制御剤からなるトナー粒子（現像剤）を混合させることで生成されている。また、「濃度」とは、現像液ＤＬ中におけるトナー粒子の濃度、すなわち固形分濃度を意味する。

そして、各現像ユニット２００は、その内部で収容する現像液ＤＬ中のトナー粒子の色が相違するのみであり、略同一の構造となっている。なお、この現像ユニット２００は、後述する現像液リサイクル装置ＲＭの一部を兼ねるため、詳細な構造は後で説明する。

転写ユニット６０は、画像形成ユニット５０の上方に設けられ、駆動ローラ６１と、従動ローラ６２と、駆動ローラ６１および従動ローラ６２の間に張設された無端状の中間転写ベルト６３と、中間転写ベルト６３を介して感光体ドラム１０１と対向配置された４つの１次転写ローラ６４と、中間転写ベルト６３を介して駆動ローラ６１と対向配置された２次転写ローラ６５とを主に備えている。

このような画像形成ユニット５０および転写ユニット６０では、感光体ドラム１０１の表面が、帯電器１０２により一様に帯電された後、露光ユニット４０によって露光されることで、感光体ドラム１０１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、現像ユニット２００から感光体ドラム１０１の静電潜像に現像液ＤＬ中のトナー粒子が供給される。

これにより、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム１０１上にトナー像が形成される。各感光体ドラム１０１上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト６３上に順次重ね合わせて転写される。そして、給紙ユニット３０から搬送された用紙Ｓが、中間転写ベルト６３と２次転写ローラ６５の間の転写位置を通過することで、中間転写ベルト６３上のトナー像が用紙Ｓに転写される。

定着ユニット７０は、転写ユニット６０の後側上方に設けられ、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１と対向配置されて加熱ローラ７１を押圧する加圧ローラ７２と、定着後の用紙Ｓを本体筐体１０の外部に排出する排出ローラ７３とを備えている。定着ユニット７０では、トナー像が転写された用紙Ｓが、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過することでトナー像が熱定着され、排出ローラ７３によって本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１２上に載置・積層される。

＜現像液リサイクル装置の構造＞
次に、図２を参照して現像液リサイクル装置ＲＭについて説明する。
図２に示すように、現像液リサイクル装置ＲＭは、現像ユニット２００、回収手段の一例としての回収装置３００、濃度調整容器３１０、キャリア液タンク３２０、高濃度タンク３３０、一時貯留タンク３４０および制御装置３５０を主に備えている。

現像ユニット２００は、貯留容器２０１と、供給手段の一例としての供給ローラ２０２および中間ローラ２０３と、現像液担持体の一例としての現像ローラ２０４とを主に備えている。ここで、貯留容器２０１と一時貯留タンク３４０は、貯留部の一例である。

貯留容器２０１は、現像（現像ローラ２０４から感光体ドラム１０１へのトナー粒子の供給）に使用される所定濃度の現像液ＤＬを貯留する容器であり、供給ローラ２０２による現像液ＤＬの汲み上げを良好にするべく、浅めに形成されている。

すなわち、貯留容器２０１を深め（底面が供給ローラ２０２から大きく離れるように）に形成した場合には、供給ローラ２０２よりも下にある現像液ＤＬの量が多くなってしまい、供給ローラ２０２に現像液ＤＬを汲み上げて送る他のローラを追加する必要がある。これに対し、本実施形態のように供給ローラ２０２に近接した位置に底面が位置するように貯留容器２０１を浅めに形成することで、他のローラを追加することなく供給ローラ２０２で現像液ＤＬの汲み上げを良好に行うことが可能となっている。

そして、この貯留容器２０１には、その内部の現像液ＤＬの液量が常に所定範囲内に収まるように、２つの液量センサＥ１，Ｅ２が設けられている。具体的には、一方の液量センサＥ１では、前記所定範囲の下限値に相当する液量を検知し、他方の液量センサＥ２では、前記所定範囲の上限値に相当する液量を検知している。

なお、本実施形態では、液量センサＥ１，Ｅ２（後述する他の液量センサも同様）として、発光部Ｅ１１，Ｅ２１から出射した光を受光部Ｅ１２，Ｅ２２で受光するか否かで液面の位置が所定位置よりも下に位置するか否かを検出するセンサを用いることとする。すなわち、この液量センサでは、光を受光している間はＯＮ信号を制御装置３５０に出力し、光が現像液ＤＬで遮断されているときにはＯＦＦ信号を制御装置３５０に出力する。そして、この制御装置３５０は、ＯＦＦ信号を受信しているときには液面の位置が所定位置以上の位置に位置すると判断し、ＯＮ信号を受信しているときには液面の位置が所定位置よりも下に位置すると判断する。また、液量センサＥ１，Ｅ２は、発光部Ｅ１１，Ｅ２１から受光部Ｅ１２，Ｅ２２へ出射される光がローラや軸その他の部材で遮られないように、ローラや軸その他の部材を避けた位置に設けられている。

供給ローラ２０２は、貯留容器２０１内の現像液ＤＬを表面で担持する金属製のローラである。この供給ローラ２０２は、その一部（下部）が貯留容器２０１内の現像液ＤＬ中に浸かった状態で回転することで、表面で担持した現像液ＤＬを上方の中間ローラ２０３に汲み上げるように搬送する。

中間ローラ２０３は、供給ローラ２０２から送られてくる現像液ＤＬを表面に形成された溝内で担持する金属製のローラであり、供給ローラ２０２との間に所定の小さな隙間を空けて配置されている。そして、前述した供給ローラ２０２から中間ローラ２０３上に供給された現像液ＤＬは、中間ローラ２０３の回転により金属製の液量規制ブレード２０５に到達すると、この液量規制ブレード２０５で一部すりきられて一定の液量に規制され、その後現像ローラ２０４に供給される。なお、液量規制ブレード２０５ですりきられた現像液ＤＬは、重力により貯留容器２０１に戻される。

現像ローラ２０４は、中間ローラ２０３から送られてくる現像液ＤＬを表面で担持するローラであり、導電性を有するウレタンゴムで形成されている。この現像ローラ２０４は、中間ローラ２０３に圧接された状態で回転することで、中間ローラ２０３から供給された現像液ＤＬを感光体ドラム１０１に搬送する。

なお、この現像ローラ２０４上の現像液ＤＬは、中間ローラ２０３から感光体ドラム１０１に搬送されるまでの間に、コンパクション用帯電器２０６から電界が印加されることによって、そのトナー粒子が現像ローラ２０４上に押し付けられる（凝集される）。その後、現像ローラ２０４上の現像液ＤＬが感光体ドラム１０１に到達すると、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像に現像液ＤＬ中のトナー粒子が移動するとともに、現像液ＤＬ中のキャリア液の一部も感光体ドラム１０１に付着する。なお、静電潜像の無い領域（非画像部）では、コンパクションの効果（コンパクション用帯電器２０６による効果）によりトナー粒子が現像ローラ２０４上に残り、主にキャリア液が現像ローラ２０４から感光体ドラム１０１に付着する。

そのため、感光体ドラム１０１上に形成される静電潜像の面積率が大きい場合には、多くのトナー粒子が移動することで、回収装置３００で回収される現像液ＤＬの濃度は薄く、かつ、その量も少なくなる。これに対し、静電潜像の面積率が小さい場合には、トナー粒子の移動量が少なくなることで、回収装置３００で回収される現像液ＤＬの濃度は濃く、かつ、その量も多くなる。

回収装置３００は、回収ブレード３０１、受け皿部３０２、回収タンク３０３および２つのポンプＰ５，Ｐ６を備えて構成されている。
回収ブレード３０１は、現像ローラ２０４の表面に摺接しており、感光体ドラム１０１に供給されずに現像ローラ２０４上に残った現像液ＤＬを受け皿部３０２に掻き落としている。

受け皿部３０２は、回収ブレード３０１で掻き取った現像液ＤＬを一時的に貯留する液溜め部であり、配管Ｔ１を介して回収タンク３０３と連通している。そして、配管Ｔ１には、受け皿部３０２から回収タンク３０３への現像液ＤＬの送液またはその送液の停止を行うポンプＰ５が設けられている。

なお、本実施形態では、現像液ＤＬが溜まる各液溜め部に対して、便宜上、受け皿部、容器およびタンクの名称を付けているが、これらの各液溜め部は、１つの容器として形成されていてもよいし、本体筐体１０等のフレームの一部として形成されていてもよい。

回収タンク３０３は、受け皿部３０２から送られてくる現像液ＤＬを一時的に貯留しておくタンクであり、配管Ｔ２を介して濃度調整容器３１０と連通している。そして、配管Ｔ２には、回収タンク３０３から濃度調整容器３１０への現像液ＤＬの送液またはその送液の停止を行うポンプＰ６が設けられている。

濃度調整容器３１０は、前述した回収装置３００で回収した現像液ＤＬの濃度調整を行うための容器である。この濃度調整容器３１０には、現像液ＤＬを撹拌するための撹拌翼３１１と、撹拌翼３１１を回転させているときに撹拌翼３１１の回転軸に加わるトルクを検出するトルクセンサＦＥと、現像液ＤＬの温度を検出する温度センサＴＥと、現像液ＤＬの液量を検出する調整容器液量センサＣＥとが設けられている。

そして、この濃度調整容器３１０では、現像液ＤＬが所定量であるときに、撹拌翼３１１を回転させ、そのときのトルクと温度を検出することで、現像液ＤＬの濃度が検出されるようになっている。すなわち、本実施形態では、前述した撹拌翼３１１、トルクセンサＦＥ、温度センサＴＥおよび調整容器液量センサＣＥ（発光部ＣＥ１および受光部ＣＥ２）によって、濃度センサが構成されている。

キャリア液タンク３２０は、キャリア液ＣＬを収容するタンクであり、配管Ｔ３を介して濃度調整容器３１０と連通している。そして、配管Ｔ３には、キャリア液タンク３２０から濃度調整容器３１０へのキャリア液ＣＬの送液またはその送液の停止を行う第２送液手段の一例としての第２ポンプＰ２が設けられている。

高濃度タンク３３０は、現像に使用される所定濃度の現像液ＤＬよりも高濃度の現像液ＤＬ（以下、「原液ＮＬ」ともいう。）を収容するタンクであり、配管Ｔ４を介して濃度調整容器３１０と連通している。そして、配管Ｔ４には、高濃度タンク３３０から濃度調整容器３１０への原液ＮＬの送液またはその送液の停止を行う第３送液手段の一例としての第３ポンプＰ３が設けられている。

一時貯留タンク３４０は、濃度調整容器３１０から送られてくる所定濃度の現像液ＤＬを一時的に貯留するタンクであり、配管Ｔ５を介して濃度調整容器３１０に連通するとともに、配管Ｔ６を介して貯留容器２０１に連通している。そして、配管Ｔ５には、濃度調整容器３１０から一時貯留タンク３４０への現像液ＤＬの送液またはその送液の停止を行う第１送液手段の一例としての第１ポンプＰ１が設けられている。

また、配管Ｔ６には、一時貯留タンク３４０から貯留容器２０１への現像液ＤＬの送液またはその送液の停止を行う第４ポンプＰ４が設けられている。さらに、一時貯留タンク３４０には、その内部の現像液ＤＬの液量を検出する貯留部液量センサＲＥ（発光部ＲＥ１および受光部ＲＥ２）が設けられている。

制御装置３５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信機器などの公知のハードウェアを有しており、ＲＯＭに記憶しているプログラムや前述した各液量センサＥ１，Ｅ２，ＣＥ，ＲＥからの信号に基づいて各ポンプＰ１〜Ｐ６等の制御を実行する。具体的に、この制御装置３５０は、主に、カラープリンタ１の電源ＯＮ中において図３に示すフローチャートを繰り返し実行する。

図３に示すように、制御装置３５０は、まず、貯留部液量センサＲＥからの信号に基づいて、一時貯留タンク３４０内の液量Ｌｒが所定値Ｌ１以下になったか否かを判断する（Ｓ１）。具体的には、制御装置３５０は、貯留部液量センサＲＥからＯＮ信号が出力されたか否かで、液量Ｌｒが所定値Ｌ１以下になったか否かを判断する（Ｓ１）。

そして、図４（ａ）に示すように、一時貯留タンク３４０内の現像液ＤＬの液面が所定位置よりも下に下がることで貯留部液量センサＲＥからＯＮ信号が出力されると、制御装置３５０は、ステップＳ１において液量Ｌｒが所定値Ｌ１以下になったと判断する（Ｙｅｓ）。その後、制御装置３５０は、ポンプＰ６を停止することで、濃度調整容器３１０内への現像液ＤＬの回収を停止させる（Ｓ２）。

ステップＳ２の後、制御装置３５０は、図４（ｂ）に示すように、第３ポンプＰ３の駆動を開始することで、高濃度タンク３３０から濃度調整容器３１０への原液ＮＬの送液（注ぎ足し）を開始する（Ｓ３）。ステップＳ３の後、制御装置３５０は、調整容器液量センサＣＥからの信号に基づいて、濃度調整容器３１０内の液量Ｌｃが所定量Ｌ２になったか否かを判断する（Ｓ４）。具体的には、制御装置３５０は、調整容器液量センサＣＥからＯＦＦ信号が出力されたか否かで、液量Ｌｃが所定量Ｌ２になったか否かを判断する（Ｓ４）。

ステップＳ４において液量Ｌｃが所定量Ｌ２になった場合には（Ｙｅｓ）、制御装置３５０は、第３ポンプＰ３を停止することで、原液ＮＬの注ぎ足しを停止させる（Ｓ５）。ステップＳ５の後、制御装置３５０は、撹拌翼３１１を回転させるとともに、トルクセンサＦＥおよび温度センサＴＥで、そのときのトルクと温度を検出することで、濃度調整容器３１０内の現像液ＤＬの濃度を検出する（Ｓ６：濃度検出動作）。

ステップＳ６の後、制御装置３５０は、図４（ｃ）に示すように、検出した濃度に基づいて第２ポンプＰ２および第３ポンプＰ３の少なくとも一方を制御することで濃度調整容器３１０内の現像液ＤＬを所定濃度に調整する（Ｓ７：濃度調整動作）。すなわち、制御装置３５０は、検出した濃度が所定濃度よりも薄ければ、第３ポンプＰ３を駆動して原液ＮＬを注ぎ足し、検出した濃度が所定濃度よりも濃ければ、第２ポンプＰ２を駆動してキャリア液ＣＬを注ぎ足す。なお、原液ＮＬおよびキャリア液ＣＬのいずれか一方の供給によって現像液ＤＬの濃度を所定濃度にすることはできるが、濃度調整容器３１０内の液量が所望する量に満たない場合には、第２ポンプＰ２および第３ポンプＰ３の両方を制御して原液ＮＬとキャリア液ＣＬとを所定の割合で供給すればよい。

ステップＳ７の後、制御装置３５０は、図４（ｄ）に示すように、第１ポンプＰ１を所定の設定時間の間だけ駆動させることで、濃度調整容器３１０内にて所定濃度に調整された現像液ＤＬの一部を一時貯留タンク３４０に送る（Ｓ８：補給動作）。これにより、補給動作の完了時には、濃度調整容器３１０内には現像液ＤＬが残る。

ここで、本実施形態では、第１ポンプＰ１を所定の設定時間の間だけ駆動させることで、常に一定量の現像液ＤＬを一時貯留タンク３４０に送っている。一方、濃度調整時に追加する原液ＮＬやキャリア液ＣＬの量は、濃度検出動作により検出した濃度によって異なるため、濃度調整容器３１０内に残っている現像液ＤＬの量は、濃度調整時に追加する原液ＮＬやキャリア液ＣＬに応じて変化する。

そのため、補給動作後に濃度調整容器３１０内に確実に現像液ＤＬを残すためには、検出した濃度に対応して所定範囲で変動する濃度調整後の濃度調整容器３１０内の現像液ＤＬの総量の下限値よりも、一時貯留タンク３４０へ供給する現像液ＤＬの量の方が小さくなるように第１ポンプＰ１の駆動時間（設定時間）を設定すればよい。

ステップＳ８の後（第１ポンプＰ１の駆動を停止した後）、制御装置３５０は、２つのポンプＰ５，Ｐ６の双方を駆動させることで、現像液ＤＬの回収を再開（Ｓ９）して、本制御を終了する。

なお、制御装置３５０は、前述のフローチャートに従った制御とは別に、貯留容器２０１内の液量が少なくなったら、第４ポンプＰ４を駆動することで、一時貯留タンク３４０内の現像液ＤＬを貯留容器２０１に注ぎ足す制御も行っている。すなわち、制御装置３５０は、液量センサＥ１からの信号に基づいて、貯留容器２０１内の液量が前述した下限値以下となったか否かを判断し、下限値以下となった場合に第４ポンプＰ４を駆動して一時貯留タンク３４０内の現像液ＤＬを貯留容器２０１に送る。その後、液量センサＥ２からの信号に基づいて、貯留容器２０１内の液量が前述した上限値以上になったか否かを判断し、上限値以上となった場合に第４ポンプＰ４を停止して現像液ＤＬの供給を停止させる。

そして、このように前述のフローチャートに従った制御とは別に一時貯留タンク３４０内の現像液ＤＬを貯留容器２０１に注ぎ足す制御が行われることにより、図４（ａ）〜（ｃ）の間、一時貯留タンク３４０内の現像液ＤＬは、徐々に減っていく。そのため、濃度検出動作を開始する前に、一時貯留タンク３４０に残しておく現像液ＤＬの量（ステップＳ１の所定値Ｌ１）は、貯留部液量センサＲＥで現像液ＤＬの量が所定値Ｌ１になったと検知してから（Ｓ１；Ｙｅｓ）、補給動作（Ｓ８）が開始されるまでの時間の間に現像ユニット２００で消費される現像液ＤＬの量よりも多い量に設定しておく。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
補給動作が完了した後は濃度調整容器３１０内に所定濃度の現像液ＤＬが残るので、その後、回収装置３００で回収されてくる濃度不明の現像液ＤＬは、濃度調整容器３１０内に溜まっている所定濃度の現像液ＤＬと混ざることになる。これにより、濃度不明の現像液ＤＬの濃度を所定濃度に近付けることができるので、濃度検出動作時の現像液ＤＬの濃度の変動幅を小さくすることができ、濃度センサ（トルクセンサＦＥ等）の検出範囲を狭く設定することができる。そして、このように濃度センサの検出範囲を狭く設定することで、濃度センサの分解能が上がるので、高精度な濃度検出を行うことができる。

第１ポンプＰ１を所定の設定時間の間だけ駆動させることで濃度調整容器３１０内に現像液ＤＬが残るようにしたので、例えば、濃度調整容器３１０または一時貯留タンク３４０に新たな液量センサを設け、この液量センサの検出値に基づいて濃度調整容器３１０内に現像液ＤＬを残すように第１ポンプＰ１を制御する構造に比べ、コストを低減することができる。

一時貯留タンク３４０内の液量Ｌｒが所定値Ｌ１以下になった場合には（Ｓ１；Ｙｅｓ）、濃度検出動作、濃度調整動作および補給動作（Ｓ６〜Ｓ８）が実行されるので、一時貯留タンク３４０内が空になる前に一時貯留タンク３４０内に所定濃度の現像液ＤＬを補給することができる。また、このように、現像液ＤＬを簡略な制御で補給することができる。また、一時貯留タンク３４０内の液量Ｌｒを貯留部液量センサＲＥで監視することで、一時貯留タンク３４０の容量を最小限に抑えることができるので、装置の小型化も図ることができる。

貯留部を２つの容器（貯留容器２０１と一時貯留タンク３４０）で構成したので、一方の貯留容器２０１を浅めに形成して供給ローラ２０２での現像液ＤＬの汲み上げを良好に行うことができる。また、他方の一時貯留タンク３４０の容量を大きくして、濃度調整容器３１０からの現像液ＤＬの補給動作の頻度を少なくすることができる。

なお、原液ＮＬの送液開始（Ｓ３）時点で、回収された現像液ＤＬの回収量が少なく、所定の量Ｌ２になるまでに多くの液を追加しなければならない場合は、印字面積率が大きい場合である。このとき、現像液ＤＬの濃度は、所定濃度より薄くなっている。そのため、前記実施形態のように濃度調整容器３１０内に原液ＮＬを供給することで、キャリア液ＣＬを供給するのに比べて、所定濃度に近付けることができる。印字面積率が小さい場合は、回収された現像液ＤＬの回収量が多い。このとき、現像液ＤＬの濃度は、所定濃度より濃くなっているが、ステップＳ３で追加する原液ＮＬの量は少ないので、濃度調整容器内の現像液の濃度変化に与える影響は少ない。この結果、濃度検出後の濃度調整に要する現像液（原液ＮＬ・キャリア液ＣＬ）の量が不要に多くなるのを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、第１ポンプＰ１を制御することで濃度調整容器３１０内に現像液ＤＬを残すようにしたが、本発明はこれに限定されず、濃度調整容器の底面よりも高い位置に、当該濃度調整容器内から第１送液手段に現像液を排出させるための排出口を形成してもよい。

具体的には、図５に示すように、濃度調整容器４１０の側壁４１１のうち底面４１２よりも高い位置に、排出口４１３を形成し、この排出口４１３に配管Ｔ５を接続してもよい。また、図６に示すように、濃度調整容器５１０の底面５１２を上下に段差の付いた形状に形成し、底面５１２のうち高い位置に位置する部位５１２Ａに、配管Ｔ５が接続される排出口５１３を形成してもよい。

このような構造によれば、制御装置によって第１ポンプによる送液量を特別に制御しなくても、濃度調整容器内に所定量の現像液を残すことができる。

前記実施形態では、第１ポンプＰ１の駆動時間である設定時間を一定の時間としたが、本発明はこれに限定されず、例えば濃度調整時に注ぎ足すキャリア液ＣＬや原液ＮＬの量に基づいて設定時間を適宜算出するようにしてもよい。

具体的には、例えば、濃度調整時に注ぎ足すキャリア液ＣＬや原液ＮＬの量（すなわち所定量Ｌ２の現像液ＤＬに追加される余剰分の液の量）を、第２ポンプＰ２や第３ポンプＰ３の駆動量に基づいて算出する。次に、この算出した液量と、所定量Ｌ２とを足して、濃度調整容器３１０で調整された所定濃度の現像液ＤＬの総量を算出する。

その後は、算出した総量から濃度調整容器３１０内に残す現像液ＤＬの量（一定量）を引くことで一時貯留タンク３４０への現像液ＤＬの供給量を算出する。そして、この供給量に基づいて第１ポンプＰ１の駆動時間（設定時間）を算出すればよい。この場合には、前記実施形態とは逆に、一時貯留タンク３４０への現像液ＤＬの供給量が一定とならずに、濃度調整容器３１０内に残る現像液ＤＬの量が一定となる。

また、供給量と、濃度調整容器３１０内に残る現像液ＤＬとを、ともに一定量にしてもよい。具体的には、例えば、濃度調整後の濃度調整容器３１０内の現像液ＤＬの総量が常に一定となるように、濃度調整時に注ぎ足すキャリア液ＣＬや原液ＮＬの量を制御すればよい。

前記実施形態では、貯留部を２つの容器（貯留容器２０１と一時貯留タンク３４０）で構成したが、本発明はこれに限定されず、貯留容器２０１のみで構成してもよいし、３つ以上の容器で構成してもよい。

前記実施形態では、液量センサとして発光部から出射した光を受光部で受光するか否かで液面の位置が所定位置よりも下に位置するか否かを検出するセンサ、すなわち液面の位置を１箇所だけしか検出できないセンサを採用したが、本発明はこれに限定されず、任意の液面の位置を検出できるセンサを採用してもよい。このセンサとしては、例えば現像液で遮断されることにより変化する光の面積を検出することで液面の位置を光の径の範囲内で任意に検出することができるセンサや、液圧を検出することで液面位置を検出するセンサなどを採用することができる。

前記実施形態では、現像液担持体や供給手段や感光体としてローラ状のものを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状のものを採用してもよい。
前記実施形態では、回収手段として、回収ブレード３０１、受け皿部３０２、回収タンク３０３および２つのポンプＰ５，Ｐ６を備えた回収装置３００を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば前述した回収装置３００から回収タンク３０３やポンプＰ６を取り除いた装置などを採用してもよい。

前記実施形態では、送液手段としてポンプを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、重力により送液するような方式であれば、送液手段としてバルブを採用してもよい。
前記実施形態では、キャリア液タンク３２０を各色ごとに設けたが、本発明はこれに限定されず、キャリア液タンクを各色共通で１つだけ設けてもいい。

前記実施形態では、濃度センサとして、トルクセンサＦＥや温度センサＴＥ等で構成されるセンサを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば受光する光の強度の違いから濃度を検出する光学式の濃度センサなどを採用してもよい。また、このような光学式の濃度センサを設けた場合には、原液ＮＬを所定量Ｌ２になるまで注ぎ足す処理（Ｓ３〜Ｓ５）を省いてもよい。

前記実施形態では、液量Ｌｒが所定値Ｌ１以下になったか否かを判断するステップＳ１を設けたが、本発明はこれに限定されず、ステップＳ１の処理はなくてもよい。すなわち、制御装置が貯留部液量センサにより貯留部内の液量が所定値以下になったことを検出した場合に、前述したステップＳ２〜Ｓ９の処理を開始するようにしてもよい。
前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

以下に、補給動作完了時に濃度調整容器内に現像液を残す実施例１を、濃度調整容器内に現像液を残さない比較例と比較して説明する。なお、比較例および実施例１では、現像に使用する現像液の濃度（所定濃度）を３０％、原液の濃度を４０％として実験を行った。ここでいう濃度は、現像液中の現像剤の重量％である。また、この実施例１では、現像液の量（体積）を、重量で測定した。

＜比較例＞
比較例の各種条件の詳細は、図７（ａ）に示す通りである。
なお、図７（ａ）に示す表において、「回収現像液の量」とは、濃度調整容器に回収した現像液の量を示し、「原液の量」とは、濃度検出のために濃度調整容器内の現像液を所定量にするために注ぎ足す原液の量を示す。また、「調整用キャリア液の量」とは、濃度調整時に追加するキャリア液の量を示し、「濃度検出前の濃度」とは、前述した回収現像液と原液を足し合わせた量（４１ｇ：太枠内の量を足し合わせた量）の現像液の濃度を示す。

そして、この比較例では、濃度調整容器内が空の状態で印字を用紙数枚分行い、このときに回収される用紙数枚分の回収現像液に対して原液を混ぜて、濃度検出前の濃度を検出した。この濃度検出前の濃度を検出する実験は、印字面積率を０〜１００％の間で数段階に分けて複数回行った。

この実験によると、印字面積率が０％のときに濃度検出前の濃度が最大値（３６．３％）となり、印字面積率が７５％のときに濃度検出前の濃度が最小値（３２．６％）となることが確認された。以上により、濃度検出前の濃度の変動幅が、３６．３％〜３２．６％、すなわち３．７％分の幅であることが確認された。

なお、濃度検出前の濃度が最大値（３６．３％）となる場合には、調整用キャリア液を８．６ｇ入れれば、所定濃度３０％になることが確認された。また、濃度検出前の濃度が最小値（３２．６％）となる場合には、調整用キャリア液を３．６ｇ入れれば、所定濃度３０％になることが確認された。

＜実施例１＞
実施例１では、図７（ｂ）に示すように、前述した比較例の条件に加え、濃度調整容器に５９ｇの現像液を残す条件を追加した。具体的に、実施例１では、濃度調整容器内に所定濃度（３０％）の現像液を５９ｇ残した状態で印字を比較例と同じ用紙数枚分行い、このときに回収される用紙数枚分の回収現像液に対して原液を混ぜて、濃度を検出した。

なお、比較例と実施例１では、濃度調整容器から一時貯留タンクに送る現像液の供給量を同一にしている。すなわち、比較例と実施例１とを良好に比較できるように、調整用キャリア液、原液および回収現像液の量が比較例と実施例１とで同一となるように設定した。なお、このようにすることで、実施例１では、濃度検出のために濃度調整容器内に溜める現像液の総量（太枠内の原液、回収現像液および残した現像液の量を足し合わせた量）を、１００ｇとしている。

この実施例１によれば、例えば印字面積率が０％のときには、濃度調整容器内に残っている５９ｇの現像液に対して、４０．３ｇの回収現像液と０．７ｇの原液が加えられることで、その濃度（濃度検出前の濃度）が３２．６％となることが確認された。また、印字面積率が７５％のときには、濃度検出前の濃度が３１．１％になることが確認された。

以上により、濃度検出前の濃度の変動幅が、３２．６％〜３１．１％、すなわち１．５％分の幅であることが確認された。したがって、比較例と実施例１とを比較すると、濃度検出前の濃度の変動幅が、３．７％から１．５％まで小さくなったことが確認された。

１０１ 感光体ドラム
２００ 現像ユニット
２０１ 貯留容器
２０２ 供給ローラ
２０３ 中間ローラ
２０４ 現像ローラ
３００ 回収装置
３０１ 回収ブレード
３０２ 受け皿部
３０３ 回収タンク
３１０ 濃度調整容器
３１１ 撹拌翼
３２０ キャリア液タンク
３３０ 高濃度タンク
３４０ 一時貯留タンク
３５０ 制御装置
ＣＥ 調整容器液量センサ
ＣＬ キャリア液
ＤＬ 現像液
ＦＥ トルクセンサ
ＮＬ 原液
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Ｐ３ 第３ポンプ
ＲＭ 現像液リサイクル装置
ＴＥ 温度センサ

Claims (3)

1. キャリア液に現像剤を混合させてなる所定濃度の現像液を貯留する貯留部と、
   現像液を担持して感光体に供給する現像液担持体と、
   前記貯留部内の現像液を前記現像液担持体に供給する供給手段と、
   前記感光体に供給されずに前記現像液担持体上に残った現像液を回収する回収手段と、
   前記回収手段で回収した現像液の濃度調整を行うための濃度調整容器と、
   前記濃度調整容器で濃度調整された現像液を前記貯留部に送る第１送液手段と、
   キャリア液を収容するキャリア液タンクと、
   前記キャリア液タンク内のキャリア液を前記濃度調整容器に送る第２送液手段と、
   前記所定濃度よりも高濃度の現像液を収容する高濃度タンクと、
   前記高濃度タンクから前記濃度調整容器に前記高濃度の現像液を送る第３送液手段と、
   前記濃度調整容器内の濃度を検出する濃度センサと、
   前記貯留部内の液量が所定値以下となった場合に、前記濃度調整容器内の現像液の濃度を前記濃度センサで検出する濃度検出動作と、検出した濃度に基づいて前記第２送液手段および前記第３送液手段の少なくとも一方を制御することで前記濃度調整容器内の現像液を前記所定濃度に調整する濃度調整動作と、調整後に前記第１送液手段を制御して前記所定濃度の現像液を前記貯留部に送る補給動作とを一連の処理として実行する制御装置とを備え、
   前記補給動作が完了した時点において、前記濃度調整容器内に一定量以上の現像液が残るように構成されていることを特徴とする現像液リサイクル装置。
2. 前記制御装置は、
   前記補給動作の完了時において前記濃度調整容器内に現像液が残るように、前記第１送液手段を設定時間の間だけ駆動させることを特徴とする請求項１に記載の現像液リサイクル装置。
3. 前記濃度調整容器の底面よりも高い位置に、当該濃度調整容器内から前記第１送液手段に現像液を排出させるための排出口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像液リサイクル装置。

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