JP5054617B2 - Liquid level detection device, developer circulation device and image forming apparatus provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、容器に収容された現像液等の液体の液面を検出するための液面検出装置とこれを備えた現像液循環装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid level detecting device for detecting a liquid level of a liquid such as a developer contained in a container, a developer circulating apparatus and an image forming apparatus provided with the liquid level detecting device.
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像が現像装置によって現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像が転写装置によって用紙上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって加熱及び加圧されてトナー像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that forms an image on a sheet by electrophotography, an electrostatic latent image formed on an image carrier such as a photosensitive drum is developed by a developing device to be visualized as a toner image. The toner image is transferred onto a sheet by a transfer device. The sheet onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device, heated and pressurized by the fixing device, and after being fixed on the toner image, is discharged outside the apparatus, thereby performing a series of image forming operations. Complete.
ところで、現像装置には、現像剤としてキャリア液にトナーを分散させた現像液(液体現像剤)を使用するものがあり、この現像液は現像容器へと供給されて現像に供される。ここで、現像容器への現像液の供給と現像容器からの現像液の回収は現像液循環装置によってなされるが、この現像液循環装置には現像液やキャリア液を収容する容器が設けられており、画像形成動作の繰り返しによって容器内の現像液やキャリア液の残量が少なくなると容器に現像液やキャリア液が補給されるが、これらの現像液やキャリア液の補給は、各容器内での現像液やキャリア液の液面が所定の位置に達するまで続けられる。このため、容器内の現像液やキャリア液の液面を検出する必要がある。 By the way, some developing devices use a developer (liquid developer) in which toner is dispersed in a carrier liquid as a developer, and this developer is supplied to a developer container for development. Here, the supply of the developer to the developer container and the recovery of the developer from the developer container are performed by a developer circulation device. The developer circulation device is provided with a container for containing the developer and carrier liquid. If the remaining amount of the developer or carrier liquid in the container is reduced by repeating the image forming operation, the developer or carrier liquid is replenished to the container. This is continued until the liquid level of the developer or carrier liquid reaches a predetermined position. For this reason, it is necessary to detect the level of the developer or carrier liquid in the container.
液面を検出するための液面検出装置としては今までに種々の提案がなされており、例えば特許文献1には、現像液の液流を形成し、その液気をアクチュエータによって検知することによって現像液の液面位置を検知する装置が提案されている。 Various proposals have heretofore been made as liquid level detection devices for detecting the liquid level. For example, Patent Document 1 discloses that a liquid flow of a developer is formed and the liquid gas is detected by an actuator. An apparatus for detecting the position of the developer surface has been proposed.
又、特許文献2には、現像液の液面の高さの変化に応じて昇降するフロート部材と、該フロート部材に設けられた複数の被検知部と、該被検知部のそれぞれを光学的に検知するための複数の検知手段と、該検知手段の検知結果から現像液の液面高さを検出する検出制御手段を備えた液面レベル検知装置が提案されている。
更に、特許弁研3には、現像液が収容された容器の重量を重量検出手段によって検出することによって現像液量を検出するようにした液量検出装置が提案されている。
ところが、特許文献1において提案された検知装置においては、高粘度の現像液の液流を形成するに消費電力が大きくなるという問題があり、特許文献2において提案された検知装置では、密度の小さい液体に対しては感度が落ちるという問題がある。
However, in the detection device proposed in Patent Document 1, there is a problem that the power consumption becomes large in forming a liquid flow of a high-viscosity developer. In the detection device proposed in
又、特許文献3において提案された検知装置は、構造が複雑でサイズが大きくなるという問題がある。 Further, the detection device proposed in Patent Document 3 has a problem that the structure is complicated and the size becomes large.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成で高粘度の液体の液面を高精度に検出することができる液面検出装置とこれを備えた現像液循環装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a liquid level detection device capable of detecting the liquid level of a high-viscosity liquid with a simple configuration with high accuracy and a development including the same. The object is to provide a liquid circulation device and an image forming apparatus.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、容器に収容された液体の液面を検出する液面検出装置を、液体の液面に対して上方から所定の入射角で基体を吹き付ける噴射手段と、液体の液面で反射した気体によって発生する気流による圧力変化を圧電素子によって検出する圧力検出手段と、前記圧電素子の電圧出力値が閾値以上である場合に液体の液面が所定位置にあると判断する判断手段を含んで構成し、前記圧力検出手段を前記噴射手段による気体の噴射方向に平行に配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a liquid level detection device for detecting a liquid level of a liquid contained in a container, and a substrate is sprayed on the liquid level from above at a predetermined incident angle. A pressure detecting means for detecting a pressure change caused by an air flow generated by a gas reflected by the liquid level of the liquid, and a liquid level of the liquid when the voltage output value of the piezoelectric element is equal to or greater than a threshold value; The pressure detection means is arranged in parallel to the gas injection direction of the injection means.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記容器を互いに連通する大小の容器に仕切り、小容量側の容器に前記噴射手段と圧力検出手段を設けたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the container is divided into large and small containers that communicate with each other, and the injection unit and the pressure detection unit are provided in a small volume side container.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記圧力検出手段の表面に現像剤濃度調整用のキャリア液又は高濃度現像液を流すことを特徴とする。
A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, a carrier liquid for adjusting the developer concentration or a high-concentration developer is caused to flow on the surface of the pressure detecting means.
請求項4記載の現像液循環装置は、請求項1〜3の何れかに記載の液面検出装置を備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a developer circulation device including the liquid level detection device according to any one of the first to third aspects.
請求項5記載の発明は、画像形成手段として少なくとも像担持体、帯電手段、現像手段、現像液循環手段及び転写手段を備えた画像形成装置において、前記現像液循環手段を請求項4記載の現像液循環装置で構成したことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention , in the image forming apparatus comprising at least an image carrier, a charging unit, a developing unit, a developer circulating unit, and a transfer unit as an image forming unit, the developer circulating unit is the developing unit according to the fourth aspect. It is characterized by comprising a liquid circulation device.
請求項1記載の発明によれば、現像液等の液体の液面が所定の位置に達すると、該液面で反射した気体によって発生する気流による圧力変化が大きくなり、この圧力変化が圧力検出手段によって検出され、液体の液面が所定の位置に達したことが高精度に検出されて容器への液体の補給が停止される。この検出方式は、液体の液面に気体を吹き付けて外力を与え、そのリアクションを圧力変化の形で検出する方式を採用するため、特に高粘度の液体に対してその液面を高感度に検出することができる。又、液体の液面に気体を吹き付け、そのときの液面付近の圧力変化を検出するという簡単な構成で液面を検出することができ、液流を発生させる検出方式に比してエネルギー消費を低く抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the liquid level of the liquid such as the developer reaches a predetermined position, the pressure change due to the air flow generated by the gas reflected by the liquid level increases, and this pressure change is detected by the pressure detection. It is detected by the means, and it is detected with high accuracy that the liquid level of the liquid has reached a predetermined position, and the replenishment of the liquid to the container is stopped. This detection method employs a method in which an external force is applied by blowing gas onto the liquid surface, and the reaction is detected in the form of a pressure change, so the liquid surface is detected with high sensitivity, especially for highly viscous liquids. can do. In addition, it is possible to detect the liquid level with a simple configuration of blowing gas to the liquid level and detecting the pressure change near the liquid level at that time, and energy consumption compared to the detection method that generates liquid flow Can be kept low.
又、液体の液面が所定位置に達すると、該液面にて反射する気体によって発生する気流による圧力変化が大きくなり、この圧力変化が圧電素子によって検出され、その電圧出力値が閾値以上である場合には判断手段によって液体の液面が所定位置にあることが確実に判断される。
Also , when the liquid level reaches a predetermined position, the pressure change due to the air flow generated by the gas reflected on the liquid level increases, and this pressure change is detected by the piezoelectric element, and the voltage output value exceeds the threshold value. In some cases, the determination means reliably determines that the liquid level is in a predetermined position.
更に、圧力検出手段を噴射手段による気体の噴射方向に平行に配置したため、該圧力検出手段の表面に付着したトナー等の汚れが気体によって吹き飛ばされて除去され、圧力検出手段の感度が高く保持されて液体の液面が常に高精度に検出される。
Further , since the pressure detection means is arranged in parallel with the gas injection direction by the injection means, dirt such as toner adhering to the surface of the pressure detection means is blown away by the gas, and the sensitivity of the pressure detection means is kept high. Therefore, the liquid level is always detected with high accuracy.
請求項2記載の発明によれば、容器を互いに連通する大小の容器に仕切り、小容量側の容器に噴射手段と圧力検出手段を設けたため、例えば大容量側の容器に設けられた攪拌手段による液体の攪拌に伴う液面の変化の影響を受けることなく、液体の液面を常に正確に検出することができる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、圧力検出手段の表面に付着した汚れが現像剤濃度調整用の容剤又はクリーニング液によって除去されるため、圧力検出手段の感度が高く保持されて液体の液面が常に高精度に検出される。
According to the third aspect of the present invention, the dirt adhering to the surface of the pressure detecting means is removed by the developer concentration adjusting agent or the cleaning liquid, so that the sensitivity of the pressure detecting means is kept high and the liquid liquid is maintained. The surface is always detected with high accuracy.
請求項4記載の発明によれば、現像液循環装置に用いられる現像液やキャリア液等の液体の液面を高精度に検出して容器への液体の補給を適正に行うことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the liquid level of the liquid such as the developer and the carrier liquid used in the developer circulating device can be detected with high accuracy, and the liquid can be appropriately supplied to the container.
請求項5記載の発明によれば、現像液循環装置の容器への現像液等の液体の補給を適正に行って高質画像を安定的に形成することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, a high-quality image can be stably formed by appropriately supplying a liquid such as a developer to the container of the developer circulation device.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラープリンタの断面図であり、図示のカラープリンタはタンデム型であって、その本体100内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット1M、シアン画像形成ユニット1C、イエロー画像形成ユニット1Y及びブラック画像形成ユニット1Kが一定の間隔でタンデムに配置されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color printer as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The illustrated color printer is a tandem type, and a magenta
上記各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kには、像担持体である感光ドラム2がそれぞれ回転可能に配置されており、各感光ドラム2の周囲には、帯電器3、露光器4、現像装置5、転写ローラ6、ドラムクリーニング装置7及び除電器8がそれぞれ配置されている。
In each of the
ここで、前記感光ドラム2は、ドラム状の感光体であって、不図示のモータによって図示矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器3は、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム2の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
Here, the
前記露光器4は、帯電器によって表面が一様に帯電された感光ドラム2を露光走査してその表面上に静電潜像を形成するものである。
The
又、前記現像装置5は、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の現像液をそれぞれ収容しており、各感光ドラム2上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。尚、現像装置5の構成の詳細は後述するが、各現像装置5に収容されたマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの現像液は、キャリア液に各色のトナーを分散させたものである。
The developing
更に、前記転写ローラ6は、各一次転写部にて中間転写ベルト9を介して各感光ドラム2に当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト9は、駆動ローラ10と従動ローラ11及びテンションローラ12の間に張設されて各感光ドラム2の上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ10は、二次転写部において中間転写ベルト9を介して二次転写ローラ13に当接可能に配置されている。又、従動ローラ11の近傍にはベルトクリーニング装置14が設けられている。
Further, the
ところで、装置本体100内の各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kの下方には現像液循環装置LM,LC,LY,LKがそれぞれ配置され、中間転写ベルト9の上方であって装置本体100内の上部にはトナータンクTM,TC,TY,TKとキャリアタンクCCAが配置されており、これらによって各現像装置5への各色の現像液の供給と回収が行われる。
By the way, the developer circulation devices LM, LC, LY, and LK are arranged below the
又、装置本体100内の底部には給紙カセット15が着脱可能に設置されており、この給紙カセット15には複数枚の用紙Pが積層収容されている。そして、給紙カセット15の近傍には、該給紙カセット15から用紙Pを1枚ずつ取り出すピックアップローラ16と、取り出された用紙を搬送パスLへと送り出すフィードローラ17とリタードローラ18が設けられている。
A
更に、装置本体100の側部を上下方向に延びる前記搬送パスLには、用紙Pを搬送する搬送ローラ対19と、用紙Pを一時待機させた後に所定のタイミングで前記駆動ローラ10と二次転写ローラ13との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対20が設けられている。
Further, the conveyance path L extending in the vertical direction on the side of the apparatus
ところで、装置本体100内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスLは、装置本体100の上面に設けられた排紙トレイ21まで延びており、その途中には定着装置22と排紙ローラ対23が設けられている。ここで、定着装置22は、互いに当接して回転する加熱ローラ22aと加圧ローラ22bを備えている。
By the way, the conveyance path L arranged in the vertical direction on one side in the apparatus
ここで、各現像装置5の構成の詳細を図2に基づいて説明する。
Here, details of the configuration of each developing
図2は現像装置の断面図であり、図示の現像装置5は、内部に現像液を収容する現像容器24を備えており、この現像容器24には現像剤回収装置25が設けられている。又、現像容器24の内部には、互いに当接して図示矢印方向に回転する現像ローラ26と供給ローラ27及び支持ローラ28が設けられており、供給ローラ27の外周には供給ローラブレード29が当接されている。又、現像ローラ26の近傍には現像ローラ帯電器30が設けられており、現像ローラ26の外周には現像クリーニングブレード31が当接されている。尚、図示しないが、供給ローラ27の外周面には、現像液を保持するための溝が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing device. The developing
前記現像ローラ帯電器30は、現像ローラ26にトナーと同極性の電界を与えることによって、現像ローラ26上に担持された現像液中のトナーを現像ローラ26の表面側に移動させて現像効率を向上させるものであって、感光ドラム2との接触部よりも上流側(現像ローラ26の回転方向上流側)において現像ローラ26の周面に対向するよう配設されている。
The developing
又、前記現像剤回収装置25は、前記現像クリーニングブレード31によって現像ローラ26の外周面から除去された現像液を回収して配管32を経て前記現像液循環装置LM,LC,LY,LK(図1参照)へと回収する装置であって、現像クリーニングブレード31の他、送り出しローラ33と送りスクリュー34を備えている。
The
而して、各現像装置5においては、トナーとキャリアとの濃度調整が予め行われた現像液が各現像液循環装置LM,LC,LY,LKから配管35を経て供給ノズル36から現像容器24内の供給ローラ27と支持ローラ28とのニップ部近傍に向けて供給されて現像に供される。そして、現像液の余剰分は、支持ローラ28の下方へ落下して現像容器24内の底部に貯留され、現像容器24内の底部に貯留された現像液は配管37を経て各現像液循環装置LM,LC,LY,LKへと回収される。
Thus, in each developing
供給ノズル36から供給される現像液は、供給ローラ27と支持ローラ28のニップ部の回転方向上流側で一時的に滞留し、両ローラ27,28の回転に伴って供給ローラ27の溝に保持されて上方へと運ばれ、現像ローラ26へと受け渡されて感光ドラム2上に形成された静電潜像の現像に供される。即ち、現像ローラ26は感光ドラム2に接し、感光ドラム2上に形成された静電潜像の電位と現像ローラ26に印加された現像バイアスとの電位差によってトナーが感光ドラム2へと移動し、感光ドラム2上の静電潜像がトナー像として現像される。ここで、供給ローラ27上に担持された現像液の層厚が供給ローラブレード29によって所定値に規制されているため、現像ローラ26の表面に形成される現像液の層厚も所定値に保たれる。
The developer supplied from the
尚、現像動作終了後に現像ローラ26上に残留する現像液は、現像クリーニングブレード31によって除去される。この除去された現像液は、現像クリーニングブレード31の表面に沿って流下するが、該現像液の粘度が高いことから、この粘度の高い現像液は、現像剤回収装置25の送り出しローラ33によって強制的に送り出されて回収され、回転する送り出しスクリュー34によって図2の紙面垂直方向に送られ、配管32を経て各現像液循環装置LM,LC,LY,LKへと回収される。
Note that the developer remaining on the developing
ここで、現像液循環装置LYの構成を図3に基づいて説明する。尚、他の現像液循環装置LM,LC,LKの構成は現像液循環装置LYのそれと同じであるため、これらの図示及び説明は省略する。 Here, the configuration of the developer circulating device LY will be described with reference to FIG. The other developer circulation devices LM, LC, and LK have the same configuration as that of the developer circulation device LY, and thus illustration and description thereof are omitted.
図3は現像液循環装置LYの断面図であり、この現像液循環装置LYによって循環される液体現像剤としては、現像クリーニングブレード31によって現像ローラ26の表面から掻き取られた現像剤、供給ローラ27から現像ローラ26に供給されなかった現像剤、供給ノズル36から支持ローラ28に供給されたが余剰となった現像剤及び感光ドラム2からドラムクリーニング装置7によって掻き取られた現像剤がある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the developer circulating device LY. As the liquid developer circulated by the developer circulating device LY, the developer scraped from the surface of the developing
液体現像剤循環装置LYは、残留現像剤タンク50と、現像剤収容容器51と、固形分濃度検出装置52と、キャリアタンクCYと、トナータンクTYと、リザーブタンク53と、供給ノズル36と、回収容器54と、分離抽出装置55と、複数のポンプP1〜P10を備えている。
The liquid developer circulation device LY includes a
上記残留現像剤タンク50は、現像クリーニングブレード31によって現像ローラ26の表面から掻き取られた現像剤を収納するためのタンクであって、現像装置5に流路R1によって接続されている。ここで、流路R1の途中にはポンプP1が接続されており、このポンプP1は、現像ローラ26の表面から掻き取られた液体現像剤を残留現像剤タンク50へと移動させる。又、残留現像剤タンク50は、現像装置5の底部に流路R2によって接続されており、流路R2には、液体現像剤を現像容器24から残留現像剤タンク50へと送るためのポンプP5が取り付けられている。
The
前記現像剤収容容器51は、残留現像剤タンク50に接続されており、現像装置5に補給する現像剤を調合(トナー濃度調整)する部分である。この現像剤収容容器51は、残留現像剤タンク50に流路R3によって接続されており、流路R3には、残留現像剤タンク50から現像剤収容容器51に液体現像剤を送るためのポンプP2が取り付けられている。
The
前記固形分濃度検出装置52は、現像剤収容容器51内の液体現像剤のトナー濃度を検出するための装置であって、現像剤収容容器51に接続されている環状の流路R4に接続されている。そして、この環状の流路R4の固形分濃度検出装置52の上流側には、流路R4に液体現像液を循環させるためのポンプP4が取り付けられている。
The solid content
前記キャリアタンクCYは、キャリア液を収容するタンクであって、キャリア液は、現像剤収容容器51内のトナー濃度を下げるために用いられる。又、キャリアタンクCYは、現像剤収容容器51とポンプP3が取り付けられた流路R5によって接続されており、ポンプP3は、キャリアタンクCYから現像剤収容容器51へキャリア液を送る。尚、キャリアタンクCYと同様のキャリアタンクが他の液体現像剤循環装置LM,LC.LKにもそれぞれ設けられている。これらのキャリアタンクは、各色共通のメインキャリアタンクCCAからキャリア液の供給を受け、これらのキャリアタンクとメインキャリアタンクCCAとは各色用の不図示の分岐配管によってそれぞれ接続されている。又、各分岐管には不図示のポンプが取り付けられている。そして、各キャリアタンクのキャリア液の残量が所定値よりも低下すると、メインキャリアタンクCCAから所定量のキャリア液が各キャリアタンクに補給されるよう構成されている。
The carrier tank CY is a tank that stores a carrier liquid, and the carrier liquid is used to lower the toner concentration in the
前記トナータンクTYは、現像装置5で用いられる液体現像剤よりもトナー濃度が高い液体現像剤を収容しており、この液体現像剤は、現像剤収容容器51内の液体現像剤のトナー濃度を上げるために用いられる。そして、トナータンクTYは、現像剤収容容器51とポンプP8が取り付けられた流路R6によって接続されており、ポンプP8は、トナータンクTYから現像剤収容容器51へ液体現像剤を送る。
The toner tank TY contains a liquid developer having a higher toner concentration than the liquid developer used in the developing
前記リザーブタンク53は、現像装置5に供給される液体現像剤を収容しており、ポンプP6が取り付けられた流路R7によって現像剤収容容器51に接続されている。ここで、ポンプP6は、現像剤収容容器51からリザーブタンク53へ液体現像剤を送るためのものである。又、リザーブタンク53は、ポンプP7が取り付けられた流路R8によって供給ノズル36に接続されており、ポンプP7は、リザーブタンク53から液体現像剤を供給ノズル36へと送る。
The
前記供給ノズル36は、現像装置5に液体現像剤を供給するためのものである。
The
前記回収容器54は、ドラムクリーニング装置7によって感光ドラム2から除去された液体現像剤を一時的に貯留するための容器である。
The
前記分離抽出装置55は、液体現像剤をトナーとキャリア液とに分離し、キャリア液とトナーとを別々に抽出するための装置であって、流路R9によって回収容器54に接続されている。流路R9にはポンプP9が取り付けられており、ポンプP9は、回収容器54に貯留された液体現像剤を分離抽出装置に送る。そして、この分離抽出装置55は、回収容器54から搬送される液体現像剤をトナーとキャリア液とに分離してキャリア液とトナーとを抽出する。又、分離抽出装置55は、流路R10によってキャリアタンクCYに接続されており、流路R10にはポンプP10が取り付けられ、ポンプP10は、分離抽出装置55において分離されたキャリア液をキャリアタンクCYに送る。
The separation and
次に、以上の構成を有するカラープリンタによる画像形成動作を図1に基づいて説明する。 Next, an image forming operation by the color printer having the above configuration will be described with reference to FIG.
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kにおいて各感光ドラム2が図1の矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム2は、帯電器3によって一様に帯電される。又、露光器4は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム2の表面に照射し、各感光ドラム2上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
When an image formation start signal is issued, the
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット1Mの感光ドラム2上に形成された静電潜像が現像装置5による前記現像動作によって現像されてマゼンタトナー像として可視像化される。このマゼンタトナー像は、感光ドラム2と転写ローラ6との間の一次転写部(転写ニップ部)において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ6の作用によって、図1の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト9上に一次転写される。
First, the electrostatic latent image formed on the
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト9は、次のシアン画像形成ユニット1Cへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット1Cにおいても、前記と同様にして、感光ドラム2上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト9上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
The
以下同様にして、中間転写ベルト9上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット1Y,1Kの各感光ドラム2上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト9上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト9上に転写されないで各感光ドラム2上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置7によって除去され、各感光ドラム2は次の画像形成に備えられる。又、トナー像転写後の各感光ドラム2の表面は、除電器8によってそれぞれ除電されて次の画像形成に備えられる。
Similarly, yellow and black toner images respectively formed on the
そして、中間転写ベルト9上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ10と二次転写ローラ13間の二次転写部(転写ニップ部)に達するタイミングに合わせて、給紙カセット15からピックアップローラ16とフィードローラ17及びリタードローラ18によって搬送パスLへと送り出された用紙Pがレジストローラ対20によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙Pに、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ13によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト9から一括して二次転写される。
Then, in accordance with the timing at which the front end of the full-color toner image on the
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙Pは、定着装置22へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱ローラ22aと加圧ローラ22bによって加熱及び加圧されて用紙Pの表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙Pは、排紙ローラ対23によって排紙トレイ21上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙P上に転写されないで中間転写ベルト9上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置14によって除去され、中間転写ベルト9は次の画像形成に備えられる。
Thus, the paper P on which the full-color toner image has been transferred is conveyed to the fixing
ここで、液体現像剤の循環動作を図3に基づいて説明する。 Here, the circulation operation of the liquid developer will be described with reference to FIG.
画像形成動作時に感光ドラム2に供給されないで現像ローラ26上に残留した液体現像剤は、現像クリーニングブレード31によって掻き取られ、ポンプP1の作用によって流路R1を経由して残留現像剤タンク50に回収される。又、現像容器24に受け入れられた液体現像剤もポンプP5の作用によって流路R2を経由して残留現像剤タンク50から現像剤収容容器51に送られる。そして、現像剤収容容器51内の液体現像剤が無くなると、ポンプP2の作用によって液体現像剤が残留現像剤タンク50から流路R3を経由して現像剤収容容器51に供給される。又、中間転写ベルト9に転写されないで感光ドラム2上に残留した液体現像剤は、ドラムクリーニング装置7のクリーニングブレード7aによって掻き取られて回収容器54に回収される。
The liquid developer remaining on the developing
回収容器54に回収された液体現像剤は、ポンプP9の作用によって流路R9を経由して分離抽出装置55へと搬送され、分離抽出装置55によってトナーとキャリア液とに分離抽出処理される。そして、分離抽出装置55によって抽出されたキャリア液は、ポンプP10の作用によって流路R10を経由してキャリアタンクCYへと送られる。
The liquid developer collected in the
一方、現像剤収容容器51内の液体現像剤のトナー濃度が固形分濃度検出装置52によって検出され、現像剤収容容器51内の液体現像剤の濃度調整が行われる。ここで、トナー濃度が高い場合には、キャリアタンクCYからキャリア液がポンプP3の作用によって流路R5を経由して現像剤収容容器51に供給される。又、トナー濃度が低い場合には、トナータンクTYから現像装置5で用いられる液体現像剤よりもトナー濃度が高い液体現像剤がポンプP8の作用によって流路R6を経由して現像剤収容容器51に供給される。
On the other hand, the toner concentration of the liquid developer in the
そして、濃度調整が終了すると、必要に応じて現像剤収容容器51から濃度調整された液体現像剤がポンプP6の作用によって流路R7を経由してリザーブタンク53に供給される。又、リザーブタンク53に収容された液体現像剤がポンプP7の作用によって流路R8を経由して供給ノズル36に送られ、供給ノズル36から現像装置5に供給されて現像に供される。
When the density adjustment is completed, the liquid developer whose density is adjusted from the
ところで、図3に示すキャリアタンクCYや現像剤収容容器51には液面検出装置が設けられており、以下、この液面検出装置の実施の形態について説明する。
Incidentally, the carrier tank CY and the
<実施の形態1>
図4は本発明の実施の形態1に係る液面検出装置の構成図、図5は現像液の液位と圧電素子の検出電圧との関係を示す図である。
<Embodiment 1>
FIG. 4 is a configuration diagram of the liquid level detection device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the liquid level of the developer and the detection voltage of the piezoelectric element.
液面検出装置は、キャリアタンクCYに収容されたキャリア液の液面を検出する装置であって、キャリアタンクCYに収容されたキャリア液の液面に対して上方から所定の入射角で空気を吹き付ける噴射手段としてのコンプレッサ38と、キャリアタンクCY内の圧力変化を検出する圧力検出手段としての圧電素子39と、該圧電素子39の電気信号を増幅する増幅器40と、圧電素子39の電圧出力値が所定の閾値以上である場合にキャリア液の液面が所定位置にあると判断する判断手段としてのコントローラ41を含んで構成されている。
The liquid level detection device is a device for detecting the liquid level of the carrier liquid stored in the carrier tank CY, and detects air at a predetermined incident angle from above with respect to the liquid level of the carrier liquid stored in the carrier tank CY. A
上記コンプレッサ38の吐出側からは噴射管42が導出しており、この噴射管42はキャリアタンクCYの上部側面に所定の傾斜角で接続され、その端部はキャリアタンクCY内に斜め下方に向かって開口している。そして、この噴射管42の途中には開閉弁43が設けられ、この開閉弁43とコンプレッサ38との間には圧力計44が接続されている。
An
又、前記圧電素子39は、キャリアタンクCY内の上部に斜め(噴射管42からキャリアタンクCY内に噴射された空気がキャリア液の液面で反射する方向に向く角度)に取り付けられており、この圧電素子39には前記増幅器40が電気的に接続され、増幅器40には前記コントローラ41が電気的に接続されている。
The
而して、キャリアタンクCY内のキャリア液の液面の検出に際して、コンプレッサ38が駆動されるとともに開閉弁43が開けられると、コンプレッサ38から所定圧の空気が噴射管42を通ってキャリアタンクCY内に噴射されるが、この空気はキャリアタンクCY内のキャリア液の液面に対して上方から所定の入射角で吹き付けられる。すると、この空気はキャリア液の液面で反射してキャリアタンクCY内に同心円状の気流を発生するため、この気流によってキャリアタンクCY内の圧力が変化(増加)し、この圧力変化が圧電素子39によって検出される。そして、圧電素子39から出力される電気信号が増幅器40によって増幅され、その電圧値がコントローラ41に入力される。
Thus, when detecting the liquid level of the carrier liquid in the carrier tank CY, when the
ここで、図5にキャリア液の液位と圧電素子39の検出電圧との関係を示すが、図中、破線は液面検出を行わない平常時(空気を噴射しない状態)の電圧変化を示し、実線は液面検出を行う検出時(空気を噴射する状態)の圧力変化を示す。
Here, FIG. 5 shows the relationship between the liquid level of the carrier liquid and the detection voltage of the
図5に破線にて示すように、液面検出を行わない平常時にはキャリアタンクCY内の圧力は直線aにて示すように一定値を示し、キャリア液の液位が図示のh2を超えて圧電素子39が現像液に浸かると、該圧電素子39によって検出される圧力は直線bにて示すように液位の上昇に比例して増大する。
As shown by a broken line in FIG. 5, the pressure in the carrier tank CY shows a constant value as shown by the straight line a in the normal time when the liquid level is not detected, and the liquid level of the carrier liquid exceeds the h2 shown in the figure. When the
他方、液面検出を行う場合には、キャリアタンクCY内のキャリア液の液面が増大し、この液面が噴射される空気に近づく程、液面での空気の反射によって発生する気流の強さが大きくなり、この気流によるキャリアタンクCY内の圧力変化も大きくなるため、図5に実線cにて示すように、液位が図示のh1を超えると検出圧力は急増してピーク値を示す。そして、圧電素子39がキャリア液に浸る液位h2を超えると、圧力は液位の上昇に比例して増大する。
On the other hand, when performing liquid level detection, the liquid level of the carrier liquid in the carrier tank CY increases, and the closer the liquid level is to the jetted air, the stronger the airflow generated by the reflection of the air at the liquid level. Therefore, when the liquid level exceeds h1 in the figure, the detected pressure increases rapidly and shows a peak value, as shown by the solid line c in FIG. . When the
従って、コントローラ41は、圧電素子39の電圧出力値が所定の閾値以上である場合にキャリア液の液面が所定位置にあると判断することができ、本実施の形態では、図5に示す液位h1〜h2の範囲が液面検出範囲として設定される。
Accordingly, the
以上のように、本実施の形態に係る液面検出装置は、検出方式としてキャリア液の液面に空気を吹き付けて外力を与え、そのリアクションを圧電素子39によって圧力変化の形で検出する方式を採用するため、特に高粘度のキャリア液に対してその液面を高感度に検出することができる。
As described above, the liquid level detection device according to the present embodiment employs a method in which air is blown to the liquid level of the carrier liquid to apply an external force and the reaction is detected by the
又、キャリア液の液面に空気を吹き付け、そのときの液面付近の圧力変化を検出するという簡単な構成で液面を検出することができ、液流を発生させる従来の検出方式に比してエネルギー消費を低く抑えることができる。 In addition, it is possible to detect the liquid level with a simple configuration of blowing air to the liquid level of the carrier liquid and detecting the pressure change near the liquid level at that time, compared with the conventional detection method that generates liquid flow. Energy consumption can be kept low.
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2に係る液面検出装置を図6に基づいて説明する。
<
Next, a liquid level detection apparatus according to
図6は本発明の実施の形態2に係る液面検出装置要部の断面図であり、本実施の形態では、圧電素子39を空気の噴射方向に平行に配置したことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態1のそれと同じである。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part of the liquid level detection device according to
従って、本実施の形態によれば、上述のように圧電素子39を空気の噴射方向に平行に配置したため、該圧電素子39の表面に付着したトナー等の汚れが空気によって吹き飛ばされて除去され、圧電素子39の感度が高く保持されてキャリア液の液面が常に高精度に検出されるという効果が得られる。尚、本実施の形態においても、前記実施の形態1と同様の効果が得られることは勿論である。
Therefore, according to the present embodiment, since the
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3に係る液面検出装置を図7に基づいて説明する。
<Embodiment 3>
Next, a liquid level detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
図7は本発明の実施の形態3に係る液面検出装置の構成図であり、本図においては図1に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。 FIG. 7 is a block diagram of a liquid level detection device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 7, the same elements as those shown in FIG. The description will not be repeated.
本実施の形態に係る液面検出装置は、図3に示す現像剤収容容器51内の液体現像剤の液面を検出するものであって、本実施の形態では、現像剤収容容器51を互いに連通する大小の容器51A,51Bに仕切り、小容量側の容器51Bの側面(噴射管42の開口部に対向する位置)に圧電素子39を垂直に取り付け、容器51Bの側面の圧電素子39の上方に開口する供給管45から現像剤濃度調整用のキャリア液又は高濃度現像液を圧電素子39の表面に流すようにしたことを特徴とする。尚、大容量側の容器51Aには、現像液を撹拌するための撹拌装置46が設けられている。
The liquid level detection device according to the present embodiment detects the liquid level of the liquid developer in the
而して、本実施の形態においても、前記実施の形態1,2と同様に簡単な構成で高粘度の現像液の液面を高精度に検出することができるが、小容量側の容器51Bにコンプレッサ38や圧電素子39等によって構成される液面検出装置を設け、この小容量側の容器51B内の現像液の液面を検出するようにしたため、大容量側の容器51Aに設けられた撹拌装置46による現像液の撹拌に伴う液面の変化の影響を受けることなく、現像液の液面を常に正確に検出することができる。
Thus, in the present embodiment, the liquid level of the high-viscosity developer can be detected with high accuracy with the same simple structure as in the first and second embodiments. Since a liquid level detecting device constituted by the
又、本実施の形態によれば、供給管45から現像剤濃度調整用のキャリア液又は高濃度現像液を圧電素子39の表面に流すようにしたため、圧電素子39の表面に付着した汚れが現像剤濃度調整用のキャリア液又は高濃度現像液によって除去され、圧電素子39の感度が高く保持されて現像液の液面を常に高精度に検出することができるという効果も得られる。
Further, according to the present embodiment, the carrier liquid for adjusting the developer concentration or the high-concentration developer is supplied from the
尚、以上は本発明をカラープリンタとこれに備えられた現像液循環装置及び液面検出装置に適用した形態について説明したが、本発明は、単色のモノクロプリンタの他、プリンタ以外の複写機やファクシミリ装置、複合機とこれらに備えられた現像液循環装置及び液面検出装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。 In the above description, the present invention has been described with respect to a color printer and a developer circulation device and a liquid level detection device provided in the color printer. However, the present invention is not limited to a monochrome printer, and may be a copying machine other than a printer. Of course, the present invention can be similarly applied to a facsimile machine, a multi-function machine, and a developer circulation device and a liquid level detection device provided in the same.
1M マゼンタ画像形成ユニット(画像形成手段)
1C シアン画像形成ユニット(画像形成手段)
1Y イエロー画像形成ユニット(画像形成手段)
1K ブラック画像形成ユニット(画像形成手段)
2 感光ドラム(像担持体)
3 帯電器(帯電手段)
4 露光器
5 現像装置(現像手段)
6 転写ローラ
7 ドラムクリーニング装置
7a クリーニングブレード
8 除電器
9 中間転写ベルト
10 駆動ローラ
11 従動ローラ
12 テンションローラ
13 二次転写ローラ
14 ベルトクリーニング装置
15 給紙カセット
16 ピックアップローラ
17 フィードローラ
18 リタードローラ
19 搬送ローラ対
20 レジストローラ対
21 排紙トレイ
22 定着装置
22a 加熱ローラ
22b 加圧ローラ
23 排紙ローラ対
24 現像容器
25 現像剤回収装置
26 現像ローラ
27 供給ローラ
28 支持ローラ
29 供給ローラブレード
30 現像ローラ帯電器
31 現像クリーニングブレード
32 配管
33 送り出しローラ
34 送り出しスクリュー
35 配管
36 供給ノズル
37 配管
38 コンプレッサ(圧力検出手段)
39 圧電素子(圧力検出手段)
40 増幅器
41 コントローラ(判断手段)
42 噴射管
43 開閉弁
44 圧力計
45 供給管
46 攪拌装置
50 残留現像剤タンク
51 現像剤収容容器
51A 現像剤収容容器の大容量側容器
51B 現像剤収容容器の小容量側容器
52 固形分濃度検出装置
53 リザーブタンク
54 回収容器
55 分離抽出装置
100 画像形成装置本体
CCA キャリアタンク
CY キャリアタンク
h1,h2 現像液の液位
L 搬送パス
LM,LC,LY,LK 現像液循環装置
P 用紙
P1〜P10 ポンプ
R1〜R10 流路
TM,TC,TY,TK トナータンク
1M magenta image forming unit (image forming means)
1C cyan image forming unit (image forming means)
1Y yellow image forming unit (image forming means)
1K black image forming unit (image forming means)
2 Photosensitive drum (image carrier)
3 Charger (charging means)
4
6
39 Piezoelectric element (pressure detection means)
40
42
Claims (5)
液体の液面に対して上方から所定の入射角で基体を吹き付ける噴射手段と、液体の液面で反射した気体によって発生する気流による圧力変化を圧電素子によって検出する圧力検出手段と、前記圧電素子の電圧出力値が閾値以上である場合に液体の液面が所定位置にあると判断する判断手段を含んで構成され、
前記圧力検出手段を前記噴射手段による気体の噴射方向に平行に配置したことを特徴とする液面検出装置。
A liquid level detection device for detecting a liquid level of a liquid contained in a container,
Injecting means for spraying the substrate from above with a predetermined incident angle with respect to the liquid surface, pressure detecting means for detecting pressure changes due to an air flow generated by the gas reflected by the liquid surface, and the piezoelectric element Including a judging means for judging that the liquid level of the liquid is in a predetermined position when the voltage output value of
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the pressure detection means is arranged in parallel with a gas injection direction by the injection means.
前記現像液循環手段を請求項4記載の現像液循環装置で構成したことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus comprising at least an image carrier, a charging unit, a developing unit, a developer circulation unit, and a transfer unit,
5. An image forming apparatus, wherein the developer circulating means comprises the developer circulating device according to claim 4 .
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