(57)【要約】【課題】  液体トナー層濃度を検出するに際して、パターンローラでは生じたような目詰まりとか削れの問題を無くして、経年変化の少ない検出を可能にするだけでなく、液粘度の変化とか使用材質の温度変化にも対応可能にする。【解決手段】  トナー濃度検出機構は、溝を形成した丸棒状バーと、静止した該丸棒状バーの長手方向に対して直角に移動するベルトと、該ベルト上の被測定トナー液のトナー層濃度を測定する濃度センサとを有する。この丸棒状バーの上流側に濃度測定のための被測定トナー液を供給し、この供給された被測定トナー液を丸棒状バーに彫られた溝とベルトとのギャップにより計量して、下流側にトナー層を形成し、そして、この形成されたトナー層に対して、濃度センサがトナー層濃度を測定する。【選択図】        図１
2006301133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内から画像形成後に残存する使用済み液体トナーを調整槽内に回収して、トナー濃度検出機構により検出された調整槽内液体トナーのトナー濃度に基づき、所定の濃度に調整して、再生液体トナーとして再使用する液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置において、
前記トナー濃度検出機構は、溝を形成した丸棒状バーと、静止した該丸棒状バーの長手方向に対して直角に移動するベルトと、該ベルト上の被測定トナー液のトナー層濃度を測定する濃度センサと、を有し、
前記丸棒状バーの上流側に濃度測定のための被測定トナー液を供給し、この供給された被測定トナー液を前記丸棒状バーに彫られた溝と前記ベルトとのギャップにより計量して、下流側にトナー層を形成し、そして、この形成されたトナー層に対して、前記濃度センサがトナー層濃度を測定することから成る液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項２】
前記ベルト上の測定後のトナー層を掻き取るためのブレードと、清掃用のオイル供給手段を、さらに設けた請求項１に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項３】
前記清掃用のオイルを供給しているときに清掃性を向上させるために前記丸棒状バーに被測定トナー液と同極性のバイアス電圧を印加するよう構成した請求項２に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項４】
前記清掃用のオイルを供給しているときに、前記丸棒状バーを回転させる機構を備えた請求項２に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項５】
前記丸棒状バー又は前記ベルトに印圧調整機構を備えた請求項１に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項６】
前記丸棒状バー又は前記ベルトに温度調整機構を備えた請求項１に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項７】
前記ベルトに、前記濃度センサ校正用の基準面を備えた請求項１に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【請求項８】
前記ベルトを透明又は半透明として、ベルト内部に発光源を備え、該ベルトを透過した光を前記濃度センサで受光するよう構成した請求項１に記載の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成後に残存する使用済み液体トナーを回収して、トナー濃度検出機構により検出されたトナー濃度に基づき所定の濃度に調整して、再生液体トナーとして再使用する液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体現像電子写真装置は、周知の画像形成プロセスによって感光ドラム上に静電潜像を形成し、トナー粒子とキャリア液よりなる液体トナーを供給することにより、静電潜像を現像してトナー画像化し、このトナー画像を中間転写体に転写供給する。中間転写体に転写されたトナー画像は、他の色のトナー画像と複合化して、カラー画像を形成し、所定の印刷媒体に転写される。
【０００３】
上記構成の液体現像電子写真装置において画像形成を行なう場合、液体トナー中のトナー粒子は画像部分の面積によってその消費量を異にするが、キャリアの消費量は画像面積に依存することなくほぼ一定量が消費される。また印刷に供した液体トナーの残りは回収され、再度の印刷に供される。その際、トナー濃度調整装置において当該液体トナー濃度（＝固形分比、粒子量）が一定の値となるべく調整される。
【０００４】
トナー濃度は、濃度センサーを用いて検出される。一定の層厚のトナー層を形成すると、そのトナー層濃度(＝光学濃度)は、トナー濃度に比例する。このトナー層濃度を検出することで、トナー濃度を知ることが出来る。フィードバック制御は、最終目標のトナー濃度に対応するトナー層濃度を、直接の目標値として行うやり方が一般的である。トナー層濃度検出結果をもとにコントローラがトナー原液と希釈液の供給比率を調整する。
【０００５】
図４は、従来の技術による液体現像電子写真装置に設けるトナー濃度調整装置を説明する図である（特許文献１参照）。感光ドラムの表面に形成する静電潜像は、供給ポットから供給ローラを介して現像ローラより転写提供を受けた液体トナーによって現像されてトナー画像となる。さらに、この現像されたトナー画像は、中間転写体に転写供給される。中間転写体にトナー画像を転写提供した後の感光ドラムの表面に残存する液体トナー（残トナー）は、回収ブレードａによって掻き取られて回収ポットａに集約される。画像を形成するトナー粒子のほとんどが中間転写体の表面に転写されるので、回収ポットａに集約される液体トナーは主にキャリア液によって構成される。また現像ローラより感光ドラムに転写供給された残りの液体トナーは、回収ブレードｂで掻き取られて回収ポットｂに集約される。
【０００６】
回収ポットａおよびｂに集約された液体トナーは、それぞれにトナー濃度調整装置に送られる。トナー濃度調整装置は、調整槽の中でトナー濃度検出機構による監視下で高濃度トナー補充機構より提供を受けた高濃度トナーを混合して印刷工程で失われたトナー粒子を補給する。これによって、トナー濃度調整装置は、トナー濃度を高くすることにより、所定の濃度に達した液体トナーを再生トナーとして供給ポットへ搬送して再度の使用に供する。
【０００７】
図５は、図４に示したトナー濃度検出機構の詳細を説明する図である。当該トナー濃度検出機構は、調整槽中に貯留する濃度調整に供される液体トナーに浸漬して所定の速度で回転駆動する供給ローラ及びこの供給ローラと転動して液体トナーの転写供給を受ける反射ローラよりなるローラ対と、反射ローラに対向する位置に設ける光学センサとによって構成されている。
【０００８】
供給ローラの表面に付着した液体トナーは、ドクターブレードによって所定の厚みに調整され、反射ローラの表面に転写供給される。光学センサは、光源光を照射してその反射光を測定することによって、トナー層濃度を計測してトナー濃度を検知する。トナー濃度測定に供した液体トナー層は、測定後にクリーニングブレードによって拭い取られる。
【０００９】
上述の供給ローラとして、通常、パターンローラとそれに当接するゴムローラから成る供給ローラ対が用いられる。図６は、このような供給ローラ対を説明する図である。高濃度（高粘度）液体トナーは、反射ローラ上に極薄層を形成しないと、濃度検出が不可能であるため、微細な溝を表面上に形成したパターンローラによる層形成を行っていた。また、このパターンロータとの間にニップを形成するために弾性が必要となるため、パターンローラに当接するゴムローラが用いられる。ドクターブレードを、パターンローラ表面に押し当てることにより、パターンローラ上の液体トナー量を、溝内にある所定量のみに規制して、この所定量の液体トナーをゴムローラ表面に移動させる。このゴムローラ表面の液体トナーが、図５を参照して説明したように、反射ローラの表面に供給され、そこで、トナー濃度が検知されることになる。
【００１０】
パターンローラによる層形成では、パターンローラ上に供給された液体が、ドクターブレードにより計量され、次段のゴムローラと接した際の接圧により転移し、層が形成される。転移の際には、ニップと食い込みを確保するために次段のゴムローラには弾性が必要とされる。このような供給ローラ対は、層の連続供給に適しているため、広く普及しているが、ドクターブレードとパターンローラの摩擦により、ドクターブレード又はパターンローラの表面が磨耗し、層厚が経時的に変化するという問題がある。
【００１１】
これによって、パターンローラによる層形成では、パターンローラの目詰まりとか削れによる層厚が減少する。また、液体トナーの液粘度の変化とか、パターンローラに接する次段のゴムローラの硬度変化によって、層厚が変化する。また、例示のトナー濃度検出機構は、液中に駆動系を配する必要があるため、検出系とトナー間の相互汚染の問題とか、調整槽が大型化するという問題が生じる。
【００１２】
さらに、反射ローラに高硬度ローラを用いる必要があるため、パターンローラと反射ローラ間で層転移させるために、例示したような弾性ローラが必要となり、また、安定な層形成のためのキャリアローラが、さらに、パターンローラの前段に必要となる等、装置が大型化、複雑化する。
【特許文献１】特開２００４−２７９５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、液体トナー濃度（＝固形分比、粒子量）を検出するに際して、パターンローラでは生じたような目詰まりとか削れの問題を無くして、経年変化の少ない検出を可能にするだけでなく、液粘度の変化とか使用材質の温度変化にも対応可能にすることを目的としている。
【００１４】
また、本発明は、検出系を完全に調整槽の外に出せる構成にして、装置を大型化、複雑化することなく、保守交換を容易にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の液体現像電子写真装置に用いられるトナー濃度調整装置は、画像形成後に残存する使用済み液体トナーを調整槽内に回収して、トナー濃度検出機構により検出された調整槽内液体トナーのトナー濃度に基づき、所定の濃度に調整して、再生液体トナーとして再使用する。トナー濃度検出機構は、溝を形成した丸棒状バーと、静止した該丸棒状バーの長手方向に対して直角に移動するベルトと、該ベルト上の被測定トナー液のトナー層濃度を測定する濃度センサとを有する。この丸棒状バーの上流側に濃度測定のための被測定トナー液を供給し、この供給された被測定トナー液を丸棒状バーに彫られた溝とベルトとのギャップにより計量して、下流側にトナー層を形成し、そして、この形成されたトナー層に対して、濃度センサがトナー層濃度を測定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、バーコーターシステムを液体トナー濃度検出に応用したことにより、被測定トナー層の形成が容易となる。これによって、パターンローラでは生じたような目詰まりとか削れの問題が無くなり、経年変化の少ない検出が可能となる。
【００１７】
また、丸棒状バー溝の目詰まりは容易に清掃できる構成となり、また、液粘度の変化にもヒータによる温度調整で対応可能であり、さらに、ベルトには温度による硬度変化が極小な材料選定が可能となる。
【００１８】
また、検出系を完全に調整槽の外に出して、保守交換も容易な構成となる。さらに、ベルト内部に光源を持ち透過光検出する場合、被測定トナー層を厚くでき、検出精度向上が望める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、例示に基づき、本発明を説明する。図１は、本発明に基づき具体化したトナー濃度調整装置を例示する図である。液体現像電子写真装置自体は、図４を参照して説明したような周知の画像形成構成にすることができる。前述したように、中間転写体にトナー画像を転写提供した後の感光ドラムの表面に残存する使用済み液体トナー（残トナー）、及び現像ローラより感光ドラムに転写供給された残りの使用済み液体トナーは、それぞれ、回収されて、図１に例示のトナー濃度調整装置に送られる（図示省略）。トナー濃度調整装置において所定の濃度に調整された液体トナーは、再生トナーとして搬送して再度の使用に供せられる（図示省略）。
【００２０】
図１に示したトナー濃度調整装置は、調整槽の中でトナー濃度検出機構による監視下で、高濃度トナー補充機構より提供を受けた高濃度トナーを混合して印刷工程で失われたトナー粒子を補給する。また、トナー濃度検出機構により検出されたトナー濃度が高い場合は、オイル（キャリア液）補充機構より、キャリア液を補給する。このように、トナー濃度を調整して、所定の濃度に達した液体トナーは、再生トナーとして再度の使用に供される。撹拌機構は、調整槽の中の液体トナーを撹拌して、調整槽内のトナー濃度を均一にする。
【００２１】
トナー濃度検出機構は、細かな溝を形成した丸棒状バーと、この丸棒状バーの長手方向に対して直角に移動するベルト（被塗布部材）と、ベルト上のトナー層濃度を測定する濃度センサと、ベルトをローラ間に架け渡して駆動するベルト駆動機構と、測定後のトナーを掻き取るブレード等により構成される。丸棒状バーは、例えば、直径１０ｍｍで長さが２ｃｍ程度のステンレス製にすることができる。この丸棒状バー表面には、例えばピッチ１００μｍ、深さ２０μｍの細かな溝を、円周方向（バー長手方向に対して直角方向）に等間隔に形成する。溝形状は、例えば、図２に例示したような正弦波形状、或いは台形状等にすることができる。ベルトは、例えば、ポリエステルとかポリイミド樹脂等による非弾性体により構成される。被測定液体トナーは、ベルト上の丸棒状バー直前の所定位置に、所定量だけ調整槽から弁機構を介して供給される。これによって、例えば、５〜６μｍの厚さのトナー層が、ベルト上の丸棒状バー下流側に形成される。
図２は、ベルトに当接する丸棒状バーを斜め上方から見た部分斜視図である。図２内の右上方には、細かな溝を有する丸棒状バーとベルトの当接部の拡大断面図を示している。例示のトナー濃度検出機構は、丸棒状バー自体は静止している。被塗布部材（ベルト）が、丸棒状バーに接しながら走行する。塗布液体は液だまりへ供給される。供給されたトナーは丸棒状バーに彫られた溝とベルトとのギャップにより計量され、下流側に層を形成する。このような層形成方法は、塗料などを塗布するバーコーターとして周知である。本発明は、このようなバーコーター技術を応用して、トナー濃度を検出するものである。
【００２２】
上述したように、従来技術のパターンローラによる層形成では、パターンローラ上に供給された液体が次段のローラに転移する際に、次段のローラと食い込みを確保するために、次段のローラには弾性が必要とされる。また、パターンローラに接圧させるドクターブレードとの間の摩擦により、ドクターブレード又はパターンローラの表面が磨耗し、層厚が経時的に変化する。
【００２３】
これに対して、例示のトナー濃度検出機構は、供給されたトナーが、丸棒状バーに彫られた溝とベルトとのギャップにより計量され、下流側に層を形成する。ギャップによる計量であるため、被塗布部材（ベルト）に、弾性は要求されない。一般に、ベルトと丸棒状バーとの接圧は、パターンローラとドクターブレードとのそれよりはるかに小さく、ベルト或いは丸棒状バーの摩耗は少ない。一般に液だまりの液体を総て塗布し終えると、丸棒状バー近傍には何も残らない。検出に必要な量を必要な時に供給することができる。例えば、検出に必要な層厚を１０μｍとして、面積１００ｃｍ2に塗布すると仮定すると、必要な液量は１ｃｃで十分となる。
【００２４】
濃度測定のための被測定液体トナーは、丸棒状バーの近傍上流側に供給される。前述のメカニズムにより、下流側にトナー層が形成される。形成されたトナー層に対抗するように濃度センサが配置され、濃度を検出する。検出後のトナー液はブレードにより掻き取られる。掻き取られたトナー液は適宜、調整槽に戻される。
【００２５】
非検出時の丸棒状バー近傍には何も残らないのが原則であるが、より安全のために清掃用のオイル供給手段を設けることができる。オイル（液体トナーを構成するキャリア液）を塗布すると同時に、丸棒状バーが洗浄される。丸棒状バーに被測定トナーと同極性のバイアス電圧を印加することにより、清掃性を向上させることが出来る。塗布時は丸棒状バーが固定されているのが一般的であるが、清掃時には適宜回転させる機構を設けることができる。丸棒状バーに回転機構を有し、測定のためのトナー塗布時は固定し、定期的に又は清掃時に低速で回転する。定期的な回転は、丸棒状バーの寿命を延ばすことができる。
【００２６】
より高精度な検出のために、丸棒状バーの印圧を調整可能にしておけば、温度変化などによりトナー粘性が変化した場合にも層厚を一定に保つことが可能となる。温度変化に対応させる別の手段として、トナー層の温度を一定に保ち、層厚を安定化させるために、丸棒状バー或いはベルト若しくはその両方を温度調整することができる。
【００２７】
図１に示した濃度センサは、反射型を使用するものとして例示したが、ベルトに透明或いは半透明の部材を選定し、ベルト内部に光源を備えれば、透過光による検出が可能となる。一般に、反射光に比べて透過光は光の強度が強いため、測定精度が向上する。
【００２８】
濃度センサの環境変化や、経年変化を補正するためにベルト上に校正用のマーク（基準面）を形成する。例示の装置は、ベルト上へのトナー供給を停止するだけで校正用の基準面が露出する。一般に濃度センサの出力値は、温度などの環境により変化する。定期的に基準面を読み、その読み取り値を元に出力値を補正することにより、常に同様の出力値を得ることが可能になる。
【００２９】
図３はセンサ特性の一例を示すグラフである。被検出濃度を横軸に、センサ出力を縦軸に表している。環境によって、被検出濃度値とセンサ出力の関係は変化する。この際、基準面の出力値もa, b, cのように変化する。仮に基準環境を環境Bとして、基準面濃度を検出したところaという出力を得たとすれば、環境はAであると判断し、センサ出力を適宜補正する。図示のように、出力と環境依存性がリニアであるような場合、
(補正出力) ＝ b÷(基準面出力)×(補正前出力)
のような補正式となる。通常は、補正テーブルをもって補正する。
【００３０】
基準面（マーク）はセンサ検出範囲に設ける必要があるので、通常測定時はトナー層が形成されている。基準面検出時にはこのトナー層を一時的に除去する手段が必要である。図１に例示の構成は、ブレードによってトナー層を除去する一方、被測定トナー液の供給を停止するのみで、ベルト上のトナー層を除去して、基準面を露出することが可能となる。
【００３１】
基準面は例えば露出させたベルトそのものを使用しても良いし、ベルトそのものの検出が困難な場合にはベルト上の一部に形成された校正用マークを用いる方法がある。いずれの場合にも校正時にはトナー層を除去する必要があるが、図１に例示の構成は、ブレードによってトナー層を除去する一方、被測定トナー液の供給を停止するのみで、ベルト上のトナーを除去して、基準面を露出させることが可能である。校正用マークを一部に形成した場合には、マーク上ではトナー層濃度検出値がその他の部分と異なってしまうのでマーク上の検出値をマスクして除去する必要がある。その他にも基準面の扱いには様々な方法が考えられるが、いずれの場合にも、例示の構成の持つトナー層除去の簡便性が大変有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に基づき具体化したトナー濃度調整装置を例示する図である。
【図２】ベルトに当接する丸棒状バーを斜め上方から見た部分斜視図である。
【図３】センサ特性の一例を示すグラフである。
【図４】従来の技術による液体現像電子写真装置に設けるトナー濃度調整装置を説明する図である。
【図５】図４に示したトナー濃度検出機構の詳細を説明する図である。
【図６】従来技術によるパターンローラとそれに当接するゴムローラから成る供給ローラ対を説明する図である。
【図１】
2006301133.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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