JP5277515B2 - 液体現像装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真、静電記録等における静電潜像を、トナー粒子とトナー粒子を分散するための絶縁性キャリア液とを含む所定濃度の液体現像剤を使用して現像するようにした液体現像装置が知られている。

かかる液体現像装置を備えた湿式電子写真装置は、乾式電子写真装置では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されつつある。すなわち湿式電子写真装置では、サブミクロンサイズの極めて微細なトナーを用いることができるため高画質を実現でき印刷並みの質感を得られること、比較的低温でトナーを用紙に定着できるため省エネルギーを実現できること、などである。

このような液体現像装置において、潜像担持体の表面に絶縁性キャリア液が過剰付着するのを防止することなどを目的として、所定濃度に調整された液体現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵槽から液体現像剤を一旦汲み上げた上で現像を行うようにしたものがある。例えば、現像を行うための現像ローラを潜像担持体に対向するように設け、この現像ローラの一部を現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤に浸漬し、これを回転して液体現像剤を表面に付着させ、付着させた液体現像剤を潜像担持体に接触させて現像を行うものや、液体現像剤を汲み上げるための汲み上げローラを現像ローラの下部に対向するように設け、汲み上げローラの一部を液体現像剤に浸漬し、これを回転して液体現像剤をその表面に付着させ、付着させた現像剤をさらに現像ローラに付着させ、現像ローラに付着させた現像剤を潜像担持体に接触させて現像を行うものなどがある。

このような現像装置においては、通常、現像ローラに付着した液体現像剤は現像によって全て消費されずその一部が現像ローラ上に残留する。したがって、潜像担持体と現像ローラとの対向部である現像領域を通過した後に現像ローラ表面に残留する液体現像剤をクリーニングブレードにより掻き取るなどした後、そのまま現像剤貯蔵槽に落下させるようにしてある。

しかしながら、低濃度画像を形成する場合は多くのトナーが現像ローラ上に残留し、高濃度画像を形成する場合は多くの媒体液が現像ローラ上に残留することになるので、これが現像剤貯蔵槽に落下すると、現像剤貯蔵槽に貯蔵される液体現像剤に濃度ムラが生じていた。このような現像剤貯蔵槽に貯蔵される液体現像剤の濃度ムラが、現像ローラ上に担持される液体現像剤の濃度ムラを招き、ひいては、最終的に得られる画像の濃度にムラを発生させるという問題があった。

特に、現像ローラに電圧を印加することにより、静電気力でトナーを現像ローラ表面に引き付けるようにしている場合、現像ローラ表面に付着する液体現像剤トナー濃度は非常に高いものである。したがって、現像領域を通過した後も現像ローラ表面に多くのトナーが残ることになり、現像剤貯蔵槽に貯蔵される液体現像剤の濃度ムラの程度が大きくなり、現像ローラ上に担持される液体現像剤の濃度ムラは顕著となっていた。

このような問題点に鑑みて、現像に供された後に現像ローラ上に残留する液体現像剤を、前記現像剤貯蔵槽に直接落下しないように回収する回収手段とを備えた液体現像装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

この提案のように、残留現像剤の回収手段を備えることで、濃度にバラツキのある残留現像剤が現像剤貯蔵槽に直接落下することによる液体現像剤の濃度ムラの発生を抑えることができる。

しかし、前記回収手段により回収された液体現像剤の濃度は不安定で、時間的に変化する。このような回収された液体現像剤を、再利用のためにそのまま現像剤貯蔵槽に供給したのでは現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤の濃度を前記所定濃度に維持することができず、出力画像の濃度も不安定になるという問題が起きる。特にフルカラーの画像形成装置の場合には、一色の濃度のわずかな変動により色味が大きく変動してしまうため、このような濃度変化は問題となりやすい。

このような問題点に鑑みて、前記回収手段により回収された液体現像剤の濃度を検知する濃度検知手段を前記現像剤貯蔵槽への経路中に備えた液体現像装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
特開平８−１１０７０７号公報 特開２００５−１０６２５号公報

しかしながら、上記のような対策を用いても以下のような問題が残る。つまり、特許文献２に記載の液体現像装置は、前記濃度検知手段による液体現像剤の濃度検知を、前記現像剤貯蔵槽への経路中を液体現像剤が流動している状態で行うものであるが、前記回収手段から前記現像剤貯蔵槽への経路を流動している液体現像剤は濃度が均一ではないこと、また、流動中の検知動作は液体現像剤を搬送するポンプの流動ムラの影響を受けやすいことなどにより、前記現像剤貯蔵槽に貯蔵されている液体現像剤の濃度変化を抑えるという目的を十分に達成することができなかった。

特に、近年は画像形成装置の高速化に伴って、高粘度のキャリア液に、トナー粒子を高濃度に分散させた液体現像剤が使用される傾向にある。このような高濃度の現像剤の濃度検知を回転部材の回転トルクを計測することにより行う場合があるが、前記流動ムラの影響を大きく受けるため、現像剤の濃度を正確に検知することは困難であった。

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液体現像剤の濃度を高精度に検知することで該液体現像剤の濃度変化を抑制し、ひいては安定した濃度の画像が得られる液体現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１． トナー粒子と該トナー粒子を分散するための絶縁性キャリア液とを含む所定濃度の液体現像剤を使用して、潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する液体現像装置において、前記所定濃度の液体現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵槽と、前記現像剤貯蔵槽に貯蔵された前記所定濃度の液体現像剤を表面に担持し、これを前記潜像担持体の表面に接触させて現像を行う現像剤担持体と、現像に供された後に前記現像剤担持体の表面に残留する液体現像剤を回収する回収手段と、前記回収手段により回収された液体現像剤を貯蔵する回収現像剤貯蔵槽と、前記回収手段により回収された液体現像剤を前記回収現像剤貯蔵槽に搬送する回収ポンプと、前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤を、該液体現像剤が前記所定濃度に調整された後前記現像剤貯蔵槽に向けて送出する送出ポンプと、前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤を撹拌する撹拌手段と、前記回収現像剤貯蔵槽に所定量の液体現像剤が貯蔵されたことを検出する液量検出手段と、前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤の濃度を調整するための濃度調整剤を貯蔵する濃度調整剤貯蔵槽と、前記液量検出手段により前記回収現像剤貯蔵槽に所定量の液体現像剤が貯蔵されたことが検出された後に、前記撹拌手段が撹拌動作を実行し、さらに該撹拌手段による所定時間の撹拌動作の後に前記濃度検知手段が濃度検知を実行するように制御する制御手段と、前記濃度検知手段による濃度検知の実行中は、前記回収現像剤貯蔵槽への液体現像剤の搬送、及び前記回収現像剤貯蔵槽からの液体現像剤の送出を停止させる停止手段と、前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記回収現像剤貯蔵槽に前記濃度調整剤を供給し、該回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤を前記所定濃度に調整するための濃度調整剤供給手段を備えたことを特徴とする液体現像装置。

２． 前記濃度検知手段は、前記撹拌手段の機能を有するものであって、回転により液体現像剤を撹拌する撹拌部材と該撹拌部材の回転トルクを計測する計測手段を有し、前記液体現像装置は前記撹拌部材の回転トルクと液体現像剤の濃度を関連づける手段を有することを特徴とする１記載の液体現像装置。

３． 前記撹拌動作の回転速度以下の回転速度で前記撹拌部材の回転トルクの計測を行うことを特徴とする２記載の液体現像装置。

４． 前記回収現像剤貯蔵槽と前記現像剤貯蔵槽との間に、前記所定濃度に調整された液体現像剤を一時的に貯蔵する緩衝槽を備えたことを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の液体現像装置。

５． 前記所定濃度の液体現像剤は２５℃における粘度が１ｍＰａ・ｓから１００００ｍＰａ・ｓの高粘度現像剤であることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の液体現像装置。

６． 潜像担持体と、トナー粒子と該トナー粒子を分散するための絶縁性キャリア液とを含む所定濃度の液体現像剤を使用して潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する液体現像装置を備えた画像形成装置において、前記液体現像装置は、１乃至５のいずれか１項に記載の液体現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、高濃度の液体現像剤であっても高精度に濃度を検知できることから、該液体現像剤の濃度変化を抑制することができ、ひいては安定した濃度の画像が得られる液体現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である液体現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。ドラム状の潜像担持体１の周囲には、矢印で示す回転方向に順に、帯電装置２、露光装置３、液体現像装置４、転写ローラ５、クリーナ６、除電ランプ７がそれぞれ配設されている。潜像担持体１の表面を帯電装置２により、所定の表面電位に一様に帯電し、その後、露光装置３により画像情報に基づいて露光を行い、像担持体１の表面に静電潜像を形成する。次いで、潜像担持体１の静電潜像は、液体現像装置４により現像され潜像担持体１の表面にトナー像が形成される。

潜像担持体１に形成されたトナー像は、所定の電圧が印加された転写ローラ５により転写紙１０上に転写される。転写紙１０が、所定の温度に保持された定着ローラ８、９を通過することにより、トナー像は転写紙１０上に固定的に定着される。その後、次回の画像形成に備えて、潜像担持体１上に残存する液体現像剤はクリーナ６により除去され、さらに除電ランプ７により表面に残留する電荷が除かれる。かかる一連の工程を繰り返し、転写紙１０上への画像形成が連続して行われる。

液体現像装置４は、所定濃度の液体現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵槽４１と、液体現像剤を表面に担持し、これを前記潜像担持体の表面に接触させて現像を行う現像ローラ４２と、現像剤貯蔵槽４１に貯蔵されている液体現像剤を汲み上げて現像ローラ４２に供給する汲み上げローラ４３と、現像後に現像ローラ４２に残存する余剰の液体現像剤を掻き取って回収する前記回収手段としてのクリーニングブレード４４と、クリーニングブレードによって掻き取られた液体現像剤を受け取って回収する回収槽４５とを備えている。

回収槽４５に回収された液体現像剤は回収ポンプ４６により搬送され、回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵される。回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵された液体現像剤は、そこで撹拌、濃度検知されたのち所定濃度に調整される。液体現像剤の濃度調整は、濃度調整剤貯蔵槽４７から濃度調整剤を供給することにより行われる。所定濃度に調整された液体現像剤は送出ポンプ４８により回収現像剤貯蔵槽５０から送出され、緩衝槽４９に一時的に貯蔵された後、再び現像剤貯蔵槽４１に送られ、循環を繰り返す。

液体現像剤はトナー粒子と該トナー粒子を分散するための絶縁性キャリア液とを含むものであって、さらに荷電制御剤、分散剤等の機能付与剤を含有していてもよい。液体現像剤の濃度、粘度は特に限定されるものではないが、トナー粒子などの固形成分を５から４０質量％の割合で分散させ、２５℃における粘度が１ｍＰａ・ｓから１００００ｍＰａ・ｓの範囲にある高濃度で高粘度の液体現像剤を使用すると高速化の点で有利であり、また、このような高濃度で高粘度の液体現像剤を用いる場合に、後述するように、特に効果的である。

以下、回収現像剤貯蔵槽５０における液体現像剤の撹拌、濃度検知、及び濃度調整動作について、詳細に説明する。図２は回収現像剤貯蔵槽５０の構成図である。回収現像剤貯蔵槽５０には、回収槽４５から搬送されてくる液体現像剤を回収現像剤貯蔵槽５０に導く配管６１と、濃度調整剤貯蔵槽４７から供給される濃度調整剤を回収現像剤貯蔵槽５０に導く配管６２と、濃度調整後の液体現像剤を緩衝槽４９に送出するための配管６３が接続されている。

送出ポンプ４８が停止した状態で、回収ポンプ４６を作動させ、回収槽４５に回収された液体現像剤を回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵する。回収現像剤貯蔵槽５０には貯蔵された液体現像剤の液面を検出する液面センサー５１が設けられており、所定量の液体現像剤が貯蔵されたことが検出されると回収ポンプ４６を停止させる。これにより、回収ポンプ４６及び送出ポンプ４８が停止することになり、前記回収現像剤貯蔵槽５０への液体現像剤の搬送、及び前記回収現像剤貯蔵槽５０からの液体現像剤の送出が停止された状態になる。前記停止手段としては、このように回収ポンプ４６及び送出ポンプ４８を停止させる場合の他、各ポンプの入口側又は出口側の何れかに配置されたバルブの操作により液体現像剤の通路を閉じる場合も含まれる。

なお、前記液量検出手段としては前記液面センサー５１の他、重量センサーなどでもよい。液面センサーは赤外線を利用するものや電気抵抗の変化を利用するものなど、公知の各種のセンサーを用いることができる。

回収現像剤貯蔵槽５０には、液体現像剤を撹拌する撹拌部材５２が設けられている。撹拌部材５２は、液体の撹拌に通常用いられるものであれば特に限定はないが、回転速度の切り替え可能なものが望ましい。

また、撹拌部材５２は回転トルクを計測するためのトルク計５３を備えている。液体現像剤の濃度の変化によって粘度が変化し、この粘度の変化によって撹拌部材５２の回転トルクが変化する。したがって、予め撹拌部材５２の回転トルクと液体現像剤の濃度を関連づける手段としてデータテーブルを作成しておき、トルク計５３によって計測された撹拌部材５２の回転トルクを前記データテーブルと照合することで液体現像剤の濃度を算出することができる。前記データテーブルは、必ずしも撹拌部材５２の回転トルクと液体現像剤の濃度の絶対値とを関連づけたものである必要はなく、撹拌部材５２の回転トルクと、濃度調整のために回収現像剤貯蔵槽５０に供給するべき濃度調整剤の量とを関連づけたものなどであってもよい。

ここで、液体現像剤の粘度は温度により変化することが知られているが、この温度変化による粘度の変化量が無視できない場合もある。そのため、回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵された液体現像剤の温度を一定に保持する手段を有していることが望ましい。また、液体現像剤の温度を一定に保持する代わりに、温度センサーにより計測された液体現像剤の温度に基づいて前記データテーブルを補正する手段あるいは複数のデータテーブルを切り替える手段を備えていてもよい。

回収現像剤貯蔵槽５０に所定量の液体現像剤が貯蔵されると、液体現像剤の濃度検知に先立ち、まず前記撹拌部材による所定時間の撹拌を行う。所定時間の撹拌の後、トルク計５３により撹拌部材５２の回転トルクを計測する。回転トルクの計測中は、前記回収現像剤貯蔵槽５０への液体現像剤の搬送、及び前記回収現像剤貯蔵槽５０からの液体現像剤の送出が停止された状態にある。計測された回転トルクを前記データテーブルと照合し、回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵された液体現像剤の濃度を算出する。なお、前記撹拌部材による所定時間の撹拌は、前記回収現像剤貯蔵槽５０に所定量の液体現像剤が貯蔵された後に開始してもよいし、所定量の液体現像剤が貯蔵される前から開始していてもよい。前者の場合は省エネルギーという点で有利であり、後者の場合は処理時間の短縮を図ることができる。

このように、所定量の液体現像剤を貯蔵し、さらに所定時間の撹拌を行った後に液体現像剤の濃度検知を行うことで、回収される液体現像剤の濃度の不均一性の影響や、ポンプの流動ムラの影響などを排除した状態での濃度検知が可能となり、結果として濃度検知の精度を向上させることができる。特に、トナー粒子などの固形成分を５から４０質量％の割合で分散させ、２５℃における粘度が１ｍＰａ・ｓから１００００ｍＰａ・ｓの範囲にある高濃度で高粘度の液体現像剤を使用する場合、回転トルクの計測精度に与えるポンプの流動ムラの影響は大きいことから、精度向上の効果は顕著なものとなる。

前記濃度検知手段としては、撹拌部材５２の回転トルクを計測する手段の他、光透過方式の濃度センサーなど公知の手段を用いることができるが、高濃度の液体現像剤の場合には光透過方式の濃度センサーの使用が困難であることから、回転トルクを計測する手段を備えていることほうが望ましい。また、撹拌部材５２とは別に回転トルク計測用の回転部材を別途設けることもできるが、構成を簡略化し、スペースや製造コストを抑えるためには、回転トルク計測用の回転部材として、撹拌手段としての撹拌部材をそのまま利用する構成とすることが特に望ましい。

撹拌部材５２の回転速度について特に制限はないが、回転トルクを計測する精度を高くするためには回転速度が小さい方が好ましい。図３に、二種類の異なる濃度の現像剤についての撹拌部材の回転速度と回転トルクの関係の概念図を示す。二種類の異なる濃度の現像剤について、撹拌部材の回転速度が大きい場合の回転トルクの差よりも、回転速度が小さい場合の回転トルクの差の方が大きくなっている。すなわち、トルク計の分解能が一定であれば回転速度を小さくした方が濃度検知の精度は高くなる。

一方、濃度検知前に行われる撹拌時の撹拌部材の回転速度は大きい方が好ましい。撹拌時の回転速度があまりに小さすぎると前記所定時間内の撹拌では十分に濃度が均一化されない虞があるためである。

従って、撹拌部材５２の回転トルクの計測は、撹拌動作時の回転速度以下の回転速度で実行することが望ましい。こうすることで、液体現像剤の濃度を均一化するという撹拌の効果を維持するとともに、回転トルクの計測の精度を高めることができ、結果として現像剤貯蔵槽４１に貯蔵される液体現像剤の濃度の安定性を更に高めることができる。

前記濃度検知手段による液体現像剤の濃度検知の結果と、前記所定濃度との比較に基づいて、回収現像剤貯蔵槽５０に濃度調整剤を供給し、回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵された液体現像剤を所定濃度に調整する。濃度調整剤を供給した後、再び撹拌部材５２による撹拌を行って液体現像剤の濃度の均一化を図ってもよい。

前記濃度調整剤は、前記所定濃度とは別の濃度に調整された液体現像剤を用いることができる。トナー粒子を含まないキャリア液を濃度調整剤とすることもできる。回収された液体現像剤の濃度が常に前記所定濃度よりも低くなるような場合には、濃度調整剤として前記所定濃度よりも高い濃度に調整した液体現像剤を一種類備えていればよい。また、回収された液体現像剤の濃度が前記所定濃度よりも高くなる状態と低くなる状態が存在する場合には、濃度調整剤として前記所定濃度よりも高い濃度に調整した液体現像剤と、前記所定濃度よりも低い濃度に調整した液体現像剤との二種類を備えていることが望ましい。

回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵された液体現像剤が所定濃度に調整された後、送出ポンプ４８を作動させ、回収現像剤貯蔵槽５０に貯蔵された液体現像剤を現像剤貯蔵槽４１にむけて送出する。かかる一連の動作により、現像剤貯蔵槽４１に貯蔵される液体現像剤の濃度の時間変化を防止し、一定の画像濃度を維持することができる。

ここで、回収現像剤貯蔵槽５０から送出された濃度調整後の液体現像剤を直接現像剤貯蔵槽４１に供給してもよいが、緩衝槽４９に一時的に貯蔵したあと、現像剤貯蔵槽４１に供給することが望ましい。緩衝槽４９を設けて回収現像剤貯蔵槽５０から送出された濃度調整後の液体現像剤を一時的に貯蔵しておくことで、液体現像剤の使用量の増える高速現像中であっても、現像剤貯蔵槽４１には常に所定量の液体現像剤を貯蔵しておくことができ、安定した連続動作が可能となる。

図４は、本発明の別の実施形態である液体現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。回収槽４５と緩衝槽４９の間に複数個の回収現像剤貯蔵槽５０Ａ、５０Ｂが設けられている。回収槽４５と回収現像剤貯蔵槽５０Ａ、５０Ｂの間には、回収ポンプ４６と、回収現像剤貯蔵槽を切り替える切替バルブ７１が設けられている。切替バルブ７１は回収槽４５からの液体現像剤を、回収現像剤貯蔵槽５０Ａ又は５０Ｂのいずれに搬送するかを切り替える。また、回収現像剤貯蔵槽５０Ａ、５０Ｂと緩衝槽４９の間には、切替バルブ７２と送出ポンプ４８が設けられている。切替バルブ７２は緩衝槽４９へ搬送する液体現像剤の通路を切り替えて、具体的には、回収現像剤貯蔵槽５０Ａから緩衝槽４９へ送出する状態、または回収現像剤貯蔵槽５０Ｂから緩衝槽４９へ送出する状態、あるいはどちらの回収現像剤貯蔵槽からも送出しない状態、の３つの状態を切り替える。

回収槽４５からの液体現像剤を回収現像剤貯蔵槽５０Ａに搬送する場合、切替バルブ７２を閉じ、切替バルブ７１を回収現像剤貯蔵槽５０Ａ側に切り替えて回収ポンプ４６を作動させる。回収現像剤貯蔵槽５０Ａに所定量の液体現像剤が貯蔵されると、切替バルブ７１を回収現像剤貯蔵槽５０Ｂ側に切り替える。次に、回収現像剤貯蔵槽５０Ａに貯蔵された液体現像剤の撹拌、および濃度検知を実行し、検知結果に基づいて濃度調整剤が供給された後、さらに撹拌を行って液体現像剤を所定濃度に調整する。次に、切替バルブ７２を回収現像剤貯蔵槽５０Ａ側に切り替えて、所定濃度に調整された液体現像剤を緩衝槽４９に送出する。

上記のように回収現像剤貯蔵槽５０Ａにおいて液体現像剤の撹拌、濃度検知、濃度調整等が実行されている間、切替バルブ７１は回収現像剤貯蔵槽５０Ｂ側に切り替えられているため、回収槽４５からの液体現像剤は回収現像剤貯蔵槽５０Ｂに貯蔵されていく。回収現像剤貯蔵槽５０Ａにおいて所定濃度に調整された液体現像剤が緩衝槽４９に送出された後、回収現像剤貯蔵槽５０Ｂに貯蔵される液体現像剤が所定量に達すると切替バルブ７１は再び回収現像剤貯蔵槽５０Ａ側に切り替えられる。再び回収現像剤貯蔵槽５０Ａに液体現像剤が貯蔵されていく間、回収現像剤貯蔵槽５０Ｂでは貯蔵された液体現像剤の撹拌、濃度検知、濃度調整が実行される。濃度調整の後、切替バルブ７２が回収現像剤貯蔵槽５０Ｂ側に切り替わり、所定濃度に調整された液体現像剤が緩衝槽４９に送出される。

このように、緩衝槽４９に加えて、二つの回収現像剤貯蔵槽５０Ａ、５０Ｂを用いることで、液体現像剤の連続的な濃度調整が可能となり、更なる高速プロセスにも対応可能となる。

図１に示す画像形成装置を用いて液体現像剤の濃度の安定性の評価を行った。回収現像剤貯蔵槽５０としてφ５０ｍｍ×高さ１５０ｍｍのものを用い、撹拌部材５２は、φ５０ｍｍプロベラ、ねじれ角４５°、羽枚数４枚のものを使用した。撹拌部材の回転時間は、濃度検知前が５秒、濃度検知動作時が３秒、濃度調整剤補給後が５秒であった。

使用した液体現像剤は、キャリア液として流動パラフィン（モレスコホワイトＰ−１２０（松村石油化学研究所製））を、固形分として樹脂（スチレンアクリル系）中に顔料が分散された平均粒径１．５μｍの粒子を用い、濃度を２０質量％（固形分（キャリア液＋固形分））に調整したものを使用した。２５℃における粘度は５０ｍＰａ・ｓであった。

ここでは、種々の条件で画像を出力して画像濃度の安定性を評価するとともに、現像剤貯蔵槽４１に貯蔵されている液体現像剤の濃度の振れ幅により濃度の安定性の評価を行った。液体現像剤の濃度の振れ幅は、現像剤貯蔵槽４１に貯蔵されている液体現像剤を一定時間ごとにサンプリングして比重を測定し、予め作成した液体現像剤の濃度ー比重相関線と比較して算出した。図５に、使用した液体現像剤の濃度ー比重相関線を示す。

結果を表１に示す。実施例１乃至４は、図１に示す画像形成装置において、画像を形成し、回収ポンプ４６や送出ポンプ４８を制御して回収現像剤貯蔵槽５０に所定量の液体現像剤を貯蔵し、所定時間の撹拌を行った後に液体現像剤の濃度検知を行い、検知出力に応じて濃度調整剤を供給し、再度撹拌を実行して液体現像剤を所定濃度に調整したものである。濃度検知は撹拌部材の回転トルクを計測することで行った。これに対して、比較例１及び２は、回収ポンプ４６及び送出ポンプ４８とも連続的に作動させ、液体現像剤が常に循環したままの状態で濃度検知と濃度の調整を行った。

比較例１及び２の場合は液体現像剤の濃度の振れ幅が大きい。これは液体現像剤が回収槽４５から回収現像剤貯蔵槽５０に搬送される際の回収ポンプ４６の流動ムラの影響、搬送されてくる液体現像剤の濃度が均一でないこと、液体現像剤が循環している状態での濃度検知のため検知誤差が大きくなったこと、などが主な原因と考えられる。出力された画像濃度にもばらつきが見られ、実用上難のあるレベルであった。

これに対して、実施例１乃至４ではいずれも液体現像剤の濃度の振れ幅は小さく、出力された画像濃度のばらつきも実用上問題ないレベルを達成できている。これは回収ポンプ４６の流動ムラの影響をうけないこと、濃度検知の際には撹拌により液体現像剤の濃度が均一化されていることなどにより濃度検知の精度が高くなっているためである。

特に、撹拌動作時の回転速度以下の回転速度で回転トルクの計測を実行した実施例１、２、４では更に安定性が高まっており、回転速度の差が最も大きい実施例２が最も安定性が高くなっている。これは、撹拌動作時の回転速度以下の回転速度で回転トルクの計測を実行することで、液体現像剤の濃度を均一化するという撹拌の効果を維持しながら、回転トルクの計測の精度を高めることができた結果である。

本発明の一実施形態による画像形成装置の概略構成図 回収現像剤貯蔵槽の概略構成図 撹拌部材の回転速度と回転トルクの関係概念図 本発明の別の実施形態による画像形成装置の概略構成図 液体現像剤の濃度ー比重相関線

符号の説明

１ 潜像担持体
４ 液体現像装置
４１ 現像剤貯蔵槽
４２ 現像ローラ
４３ 汲み上げローラ
４４ クリーニングブレード
４５ 回収槽
４６ 回収ポンプ
４７ 濃度調整剤貯蔵槽
４８ 送出ポンプ
４９ 緩衝槽
５０、５０Ａ、５０Ｂ 回収現像剤貯蔵槽
５１ 液面センサー
５２ 撹拌部材
５３ トルク計
７１、７２ 切替バルブ

Claims (5)

1. トナー粒子と該トナー粒子を分散するための絶縁性キャリア液とを含む所定濃度の液体現像剤を使用して、潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する液体現像装置において、
   前記所定濃度の液体現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵槽と、
   前記現像剤貯蔵槽に貯蔵された前記所定濃度の液体現像剤を表面に担持し、これを前記潜像担持体の表面に接触させて現像を行う現像剤担持体と、
   現像に供された後に前記現像剤担持体の表面に残留する液体現像剤を回収する回収手段と、
   前記回収手段により回収された液体現像剤を貯蔵する回収現像剤貯蔵槽と、
   前記回収手段により回収された液体現像剤を前記回収現像剤貯蔵槽に搬送する回収ポンプと、
   前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤を、該液体現像剤が前記所定濃度に調整された後前記現像剤貯蔵槽に向けて送出する送出ポンプと、
   前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤を撹拌する撹拌手段と、
   前記回収現像剤貯蔵槽に所定量の液体現像剤が貯蔵されたことを検出する液量検出手段と、
   前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、
   前記回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤の濃度を調整するための濃度調整剤を貯蔵する濃度調整剤貯蔵槽と、
   前記液量検出手段により前記回収現像剤貯蔵槽に所定量の液体現像剤が貯蔵されたことが検出された後に、前記撹拌手段が撹拌動作を実行し、さらに該撹拌手段による所定時間の撹拌動作の後に前記濃度検知手段が濃度検知を実行するように制御する制御手段と、
   前記濃度検知手段による濃度検知の実行中は、前記回収現像剤貯蔵槽への液体現像剤の搬送、及び前記回収現像剤貯蔵槽からの液体現像剤の送出を停止させる停止手段と、
   前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記回収現像剤貯蔵槽に前記濃度調整剤を供給し、該回収現像剤貯蔵槽に貯蔵された液体現像剤を前記所定濃度に調整するための濃度調整剤供給手段を備え、
   前記濃度検知手段は、
   前記撹拌手段の機能を有するものであって、回転により液体現像剤を撹拌する撹拌部材と該撹拌部材の回転トルクを計測する計測手段と、
   前記撹拌部材の回転トルクと液体現像剤の濃度とが予め関連づけられた、前記計測された回転トルクに従う液体現像材の濃度を検知するためのデータテーブルとを有する液体現像装置。
2. 前記撹拌動作の回転速度以下の回転速度で前記撹拌部材の回転トルクの計測を行うことを特徴とする請求項１記載の液体現像装置。
3. 前記回収現像剤貯蔵槽と前記現像剤貯蔵槽との間に、前記所定濃度に調整された液体現像剤を一時的に貯蔵する緩衝槽を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体現像装置。
4. 前記所定濃度の液体現像剤は２５℃における粘度が１ｍＰａ・ｓから１００００ｍＰａ・ｓの高粘度現像剤であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体現像装置。
5. 潜像担持体と、トナー粒子と該トナー粒子を分散するための絶縁性キャリア液とを含む所定濃度の液体現像剤を使用して潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する液体現像装置を備えた画像形成装置において、
   前記液体現像装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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