(57)【要約】【課題】撹拌スクリューを駆動するモータの電流値等をモニタする場合に比較して、液体現像剤のトナー濃度を検出する際、トナー濃度の検出を正確に行うことができ、画像濃度を均一にできる液体現像装置を提供する。【解決手段】  液体現像装置３０４は、現像容器３１０の長手方向に撹拌スクリュー３０４ｂ，３０４ｃが配置され、撹拌スクリュー３０４ｂ，３０４ｃの撹拌作動により、現像容器３１０内の液体現像剤を撹拌する。液体現像装置３０４は、現像容器３１０内の液体現像剤に接触するように配置され、撹拌スクリュー３０４ｂ，３０４ｃよりもその全長が短い濃度検出回転体３２０と、濃度検出回転体３２０を回転駆動するモータ３３０と、モータ３３０のモータ電流等を検出する補給制御装置５０とを備える。【選択図】        図３
2006154541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌容器の長手方向に撹拌スクリューが配置され、該撹拌スクリューの撹拌作動により、前記撹拌容器内の液体現像剤を撹拌する液体現像装置において、
前記撹拌容器内の液体現像剤に接触するように配置され、前記撹拌スクリューよりもその全長が短い回転体と、
前記回転体を回転駆動するモータと、
前記モータのモータ電流又は、回転数を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】
前記撹拌容器内には循環路を備え、該循環路に前記撹拌スクリュー及び回転体が配置されて、該撹拌スクリューの作動により、液体現像剤が循環するようにされており、
前記回転体の配置された位置の下流側に、前記循環路にトナーを補給するトナー補給手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載の液体現像装置。
【請求項３】
前記回転体は、前記撹拌容器の短手方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に採用される液体現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアからなる液体現像剤を用いた液体画像形成装置の液体現像装置では、従来から、トナー濃度の検出を行い、検出したトナー濃度に応じて、トナーの補給を行うようにしている。従来は、透過式の光学センサを使用して、液体現像剤のトナー濃度を検知するようにしていた。しかし、光学センサ方式では発光素子と、受光素子間のギャップが短いことから、両素子間のギャップに異物が混入しやすく、センシングに支障を来す問題や、ギャップ部分にトナーが残留しやすい上、ギャップが短いと前記素子の表面の清掃が困難であり、信頼性が低くなる問題がある。そこで、特許文献１では、従来の光学センサの代わりに、液体現像剤を撹拌する撹拌スクリューを駆動するモータの電流値等をモニタすることにより、トナー濃度を判断するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−３０５８６７号公報（請求項６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、撹拌スクリューは、液体現像装置の撹拌容器の長手方向に沿って配置し、該長手方向に沿って、液体現像剤を搬送して、撹拌するようにしている。そして、トナー濃度が減少した場合、トナー補給装置は、前記モータの電流値等に基づくトナー濃度が、閾値以下の場合にトナーを補給することになるが、このとき、従来は、下記のような問題があった。
【０００４】
すなわち、撹拌スクリューにおいて、前記長手方向に亘って存在する液体現像剤ではトナー補給された部分と、トナー補給がされていない部分とがあると、これらが一様に撹拌されるまでには時間を要する（すなわち、トナー補給を開始してから、液体現像剤の粘度が一様になるまで時間を要する）。
【０００５】
そして、トナー補給により、トナー濃度が前記閾値を越えた時点において、トナー補給を停止したとしても、その時点までに既に投入されたトナーが、まだ撹拌スクリューにより一様に撹拌されていない場合があり、この後の撹拌によって、さらに、トナー濃度が上昇し、現像に必要以上に過剰なトナー濃度となる虞がある。この現象は、撹拌スクリューが撹拌容器の長手方向に沿って配置されている場合、特に生じやすい。
【０００６】
このような撹拌スクリューを駆動するモータの電流値等をモニタすることにより、トナー濃度を検出する方法では、液体現像装置によって得られる画像濃度は均一ではなく、良好な画像を得ることができない問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、撹拌スクリューを駆動するモータの電流値等をモニタする場合に比較して、液体現像剤のトナー濃度を検出する際、トナー濃度の検出を正確に行うことができ、画像濃度を均一にできる液体現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、撹拌容器の長手方向に撹拌スクリューが配置され、該撹拌スクリューの撹拌作動により、前記撹拌容器内の液体現像剤を撹拌する液体現像装置において、前記撹拌容器内の液体現像剤に接触するように配置され、前記撹拌スクリューよりもその全長が短い回転体と、前記回転体を回転駆動するモータと、前記モータのモータ電流又は、回転数を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする液体現像装置を要旨とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記撹拌容器内には循環路を備え、該循環路に前記撹拌スクリュー及び回転体が配置されて、該撹拌スクリューの作動により、液体現像剤が循環するようにされており、前記回転体の配置された位置の下流側に、前記循環路にトナーを補給するトナー補給手段を配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記回転体は、前記撹拌容器の短手方向に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、撹拌スクリューよりも全長が短い回転体は、その短い長さ部分に対応した液体現像剤の粘度に抗してモータにより回転されるため、撹拌スクリューを駆動するモータの電流値等をモニタする場合に比較して、その部分における該液体現像剤のトナー濃度を正確に検出することができる。このように正確にトナー濃度が検出できるため、トナー補給又はトナー補給の停止をする際には、下記の利点がある。すなわち、トナー濃度に基づいて不足するトナーを補給可能であるため、画像濃度を均一にできる効果がある。又、反対に、トナー補給している際にトナー濃度が高い場合は、トナー補給を停止することが可能であり、この場合にも画像濃度を均一にできる効果がある。
【００１２】
請求項２の発明によれば、前記回転体を駆動するモータの電流値等によって検出された液体現像剤のトナー濃度が低い場合は、循環路において、回転体が配置された位置よりも下流において、トナー補給手段により、トナーが補給されるため、トナー濃度が低い部分の液体現像剤のトナー濃度を速く上げることができ、その結果、画像濃度を均一にできる効果がある。
【００１３】
請求項３の発明によれば、回転体を撹拌容器内において、その撹拌容器の短手方向に配置するため、撹拌容器の長手方向の長さを長くすることなく、回転体を取付けできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜４を参照して説明する。なお、本実施形態では、本発明に係る液体現像装置を複写機である画像形成装置１に搭載した場合について説明するが、本発明に係る液体現像装置は、例えばプリンター装置、ファクシミリ装置、そしてコピー機能、プリンター機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能などの各種機能を兼ね備えた複合機等に対しても適用可能である。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体２の下部に配設された給紙装置１００と、この給紙装置１００の上方に配設された用紙搬送装置２００と、給紙装置１００の上方に配設された液体画像形成装置３００と、この液体画像形成装置３００の側方に配設された定着装置４００を備えている。又、画像形成装置１は、液体画像形成装置３００及び定着装置４００の上方に配設された画像読取装置５００とを備えている。
【００１６】
給紙装置１００は、給紙カセット１０１に積層載置された用紙の束を、給紙ローラ１１５の回転動作によって最上位の用紙から１枚ずつ用紙搬送装置２００に給紙する。用紙搬送装置２００は、給紙装置１００から給紙された用紙を、各種ローラ対２０２によって液体画像形成装置３００に搬送し、さらに液体画像形成装置３００及び定着装置４００において画像形成がなされた用紙を排出ローラ２０５によって装置本体２の側部に設けられた用紙排出トレイ２０４に用紙を排出する。
【００１７】
画像読取装置５００は、コンタクトガラス（図示しない）上に載置された原稿に、露光ランプ（図示しない）から光を照射し、反射鏡（図示しない）を介してその反射光をＣＣＤラインセンサ等からなる光電変換部（図示しない）に導くことにより、原稿の画像情報を読み取る。
【００１８】
液体画像形成装置３００は、上記画像読取装置５００の下方に配設され、電子写真プロセスによって、用紙上に所定のトナー像を形成するものである。
液体画像形成装置３００は、ドラム状の感光体３０１と、この感光体３０１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置３０２、レーザー操作装置などからなる露光装置３０３、液体現像装置３０４、転写装置３０５、クリーニング装置３０６、除電装置（図示せず）、及び液体現像装置３０４にトナーを補給するトナー補給装置１０を備えている。定着装置４００は、液体画像形成装置３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、液体画像形成装置３００においてトナー像が転写された用紙を、一対の定着ローラ４０１によって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させる。
【００１９】
上記画像形成装置１では帯電装置３０２により図１で時計方向に回転する感光体３０１が一様に帯電され、画像読取装置５００で読み取られた画像情報に基づいて、露光装置３０３からのレーザービームにより感光体３０１上に静電潜像が形成され、液体現像装置３０４により静電潜像に現像剤が付着されてトナー像が形成される。上記のようにしてトナー像が形成された感光体３０１に向けて、給紙装置１００から用紙搬送装置２００を通って用紙が液体画像形成装置３００に搬送され、該液体画像形成装置３００において転写ローラなどからなる転写装置３０５により感光体３０１の表面におけるトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体３０１から分離され、定着装置４００に搬送されてトナー像が定着される。定着装置４００を通過した用紙は、排出ローラ２０５を経て用紙排出トレイ２０４に排出される。そして、転写装置３０５による転写後に感光体３０１は、クリーニング装置３０６及び除電装置で残留トナー、残留電荷を除去して、必要に応じて再び帯電装置３０２で帯電される。
【００２０】
このような基本動作が繰り返し実行されると、液体現像装置３０４に収納されているトナーが消費される。この消費されたトナーを補給するため、感光体３０１と反対側における液体現像装置３０４の側方にトナーを補給するためのトナー補給装置１０（トナーコンテナ）が着脱自在に取り付けられている。
【００２１】
次に、液体現像装置３０４及びトナー補給手段としてのトナー補給装置１０について図２及び図３を参照しながら説明する。
液体現像装置３０４は、現像容器３１０内に設けられた現像ローラ３０４ａと、撹拌スクリュー３０４ｂ、３０４ｃ、回転体としての濃度検出回転体３２０からなる撹拌部３０などから構成されている。現像容器３１０は、撹拌容器に相当する。液体現像剤は、トナーとキャリアとからなる２成分にて構成されている。キャリアは、シリコンオイル、ノルマルパラフィン、植物油、鉱物油等の非極性の絶縁性の高い液体、すなわち、絶縁性溶媒からなる。液体現像剤のトナー粒子は、サブミクロンから数μｍまで目的、用途に併せて選択されている。トナーの消費により、液体現像剤中のトナー濃度が減少すると、規定の濃度が得られなくなり、反対にキャリア液が少なくなると、トナー濃度が上昇する。又、トナー濃度の上昇に応じて、液体現像剤の粘度も上昇するように、トナー濃度と液体現像剤の粘度とは相関関係がある。
【００２２】
現像容器３１０内の底壁上面中央には、隔壁３１１が該現像容器３１０の長手方向に延びるように形成され、該隔壁３１１により一対の収納室３１２が形成されている。隔壁３１１の長手方向の端部と、該現像容器３１０の内端面間は、間隙が形成されており、両収納室３１２間を連結する連結室３１３とされている。一対の収納室３１２には前記撹拌スクリュー３０４ｂ，３０４ｃが現像容器３１０の長手方向に沿って、互いに平行に配置されている。そして、撹拌スクリュー３０４ｂ，３０４ｃは、その両端が、現像容器３１０内において、回動自在に支持されており、一端が図示しない駆動モータに作動連結されている。
【００２３】
そして、撹拌スクリュー３０４ｂ，３０４ｃは、前記駆動モータの回転駆動により回転すると、両収納室３１２内の液体現像剤を混合撹拌しながら図中矢印Ａ１→Ａ２（図３参照）に示す方向に循環させる。すなわち、液体現像剤は、横循環撹拌方式で一方の収納室３１２→一方の連結室３１３→他方の収納室３１２→他方の連結室３１３を介して循環するようにされている。この液体現像剤が循環する空間は、循環路Ｊ（一方の収納室３１２→一方の連結室３１３→他方の収納室３１２→他方の連結室３１３）に相当する。
【００２４】
一方の連結室３１３には、前記濃度検出回転体３２０が現像容器３１０の短手方向に沿って配置されている。濃度検出回転体３２０は、現像容器３１０の壁に取付固定されたモータ３３０の出力軸（図示しない）に一体に固定された回転軸３２０ｂと、該回転軸３２０ｂに対して、放射状に突出された複数の板状のフィン３２０ａを備えている。なお、フィン３２０ａは、板状に限定するものではなく、スパイラル状や、他の形状であってもよい。液体現像剤の粘度の状態（すなわち、液体現像剤のトナー濃度）を見るためのものであるため、回転した際に、負荷がモータ３３０に係る形状が好ましい。前記モータ３３０は、例えば、ＤＣモータにて構成されており、濃度検出回転体３２０は、モータ３３０の回転駆動により回転される。
【００２５】
モータ３３０には、補給制御装置５０が電気的に接続されている。補給制御装置５０は、図示しないがＣＰＵ（中央処理装置）や、ＲＯＭ等を備えており、該補給制御装置５０により、モータ３３０のモータ電流が検出可能である。すなわち、液体現像剤のトナー濃度と、液体現像剤の粘度は密接な相関関係を有しており、該粘度が上昇すると、モータ負荷（すなわち、モータ電流）も増加する。このため、補給制御装置５０は、モータ３３０の前記モータ電流を検出することにより、図示しないＲＯＭに格納した「モータ電流−トナー濃度」マップを参照して、トナー濃度を演算する。又、補給制御装置５０は、モータ３３０の回転制御が可能とされている。「モータ電流−トナー濃度」マップは、予め試験等により、得ておくものとする。
【００２６】
なお、モータ電流の代わりに、モータ回転数を検出するロータリエンコーダをモータ３３０に設けて、該ロータリエンコーダからの信号に基づいて補給制御装置５０はモータ回転数を検出するようにしてもよい。モータ回転数は、液体現像剤の粘度が減少する（すなわち、トナー濃度が減少する）と、増加するため、この回転数を検出することにより、予めＲＯＭに格納した「モータ回転数−トナー濃度」マップに基づいてトナー濃度を演算するようにしてもよい。なお、「モータ回転数−トナー濃度」マップは、予め、試験等により、得られるものである。
【００２７】
なお、液体現像剤の粘度は、環境温度によっても変化するため、液体現像剤の温度Ｔを検出する温度センサを現像容器３１０に設け、該温度センサにて検出した温度のパラメータを含んだ、マップにしてもよい。すなわち、前記「モータ電流−トナー濃度」マップは、「モータ電流−トナー濃度−温度」の３次元マップに変更してもよく、「モータ回転数−トナー濃度」マップは、「モータ回転数−トナー濃度−温度」の３次元マップに変更してもよい。これらの３次元マップも予め試験等により、得ることができる。補給制御装置５０は、検出手段に相当する。なお、補給制御装置５０は、駆動装置６０のトナー補給のための駆動及びトナー補給を停止する制御を行う制御手段でもある。
【００２８】
又、液体現像剤の温度を検出する温度センサと、液体現像剤を加熱するヒータ（図示しない）と、このヒータのオンオフ制御を行う制御装置を設け、前記温度センサによる液体現像剤の温度に基づいて該制御装置のヒータのオンオフ制御を行い、液体現像剤の温度を一定にするようにしてもよい。この場合、マップとしては、「モータ電流−トナー濃度」マップや、「モータ回転数−トナー濃度」マップを使用することができる。
【００２９】
トナー補給装置１０は、上方に開口する箱状の容器本体１１と、この容器本体１１の上方開口部を閉塞する蓋体１２と、容器本体１１内に配設され、トナーを撹拌する撹拌ブレード（図示しない）などを備え、感光体３０１と反対側の液体現像装置３０４の側方に位置している。容器本体１１は、内部がトナーを貯留する比較的大容量の貯留部（図示しない）と、この貯留部の液体現像装置３０４側上部に該貯留部に連通した状態で設けられた連通部１４及びトナー送出部１３とを備える。
【００３０】
トナー送出部１３は、液体現像装置３０４に補給するトナーが一時的に貯留される部分であり、液体現像装置３０４の一側部に設けられたトナー取り込み口３０４ｄの上方に位置する。このトナー送出部１３は、感光体３０１の軸線と略平行に細長く形成され、その底部１１１に液体現像装置３０４のトナー補給開口としてのトナー取り込み口３０４ｄと対向してトナー補給口１３０が設けられている。トナー取り込み口３０４ｄは、図３に示すように、循環路Ｊにおいて、濃度検出回転体３２０よりも下流側である収納室３１２の近位端に配置されている。
【００３１】
そして、液体現像装置３０４内にトナー補給装置１０からトナー取り込み口３０４ｄを通して間欠補給されたトナーを、撹拌部３０の撹拌スクリュー３０４ｂ、３０４ｃで現像ローラ３０４ａに搬送し、現像ローラ３０４ａにより感光体３０１にトナーを供給する。なお、液体現像装置３０４には、図２に示すように、現像ローラ３０４ａに当接するクリーニングブレード３１５が設けられており、現像ローラ３０４ａ周面上の未使用の液体現像剤を掻き取るようにされている。
【００３２】
又、トナー送出部１３は、貯留部と比較して浅底に形成され、底部１１１、特にトナー補給口１３０周辺に過剰なトナー圧が発生しないように形成されている。さらに、トナー送出部１３は、トナー補給口１３０の周辺を除いて断面視略半円状に形成される一方、トナー補給口１３０の周辺において底部が略平面状に形成され、このトナー送出部１３の長手方向に沿って移送スクリュー２０が容器本体１１の対向側壁間に架設されている。
【００３３】
前記移送スクリュー２０は、トナー送出部１３に搬送貯留されたトナーを、トナー補給口１３０に向けて移送するためのものである。移送スクリュー２０は、容器本体１１の前後対向壁間に架設され回転駆動する移送回転軸２１と、この移送回転軸２１の外周面に突設されたスパイラルブレード２２と、トナー補給口１３０に対応する移送回転軸２１の外周面に突設されたパドル２３とを備えている。
【００３４】
移送回転軸２１は、図示しない駆動モータなどからなる駆動装置６０により回転駆動するものであり、補給制御装置５０により制御され、図２では反時計方向に回転するものとなされている。
【００３５】
スパイラルブレード２２は、移送回転軸２１の回転に伴ってトナー補給口１３０に向けてトナーを搬送するものであり、トナー補給口１３０に対応する部分を境界に逆方向に螺旋状に巻回されて構成されている。パドル２３は、液体現像装置３０４にトナーが充満していない場合に上記スパイラルブレード２２により搬送されたトナーを、トナー補給口１３０に送り出すものであるとともに、液体現像装置３０４にトナーが充満している場合に過搬送されてきたトナー（余剰分のトナー）を連通部１４に払い出すものであり、偏平な板状体として形成されている。このパドル２３は、移送スクリュー２０の径と略同等の長さを有している。トナー補給口１３０の下方には、該トナー補給口１３０を閉塞するシャッター部材（図示せず）がスライド自在に設けられ、トナー補給装置１０を、装置本体２に取り付ける際に該シャッター部材がスライドしてトナー補給口１３０を開放するように形成されている。
【００３６】
さて、上記のように構成された液体現像装置３０４は、連結室３１３内において、現像容器３１０の短手方向に配置した濃度検出回転体３２０をモータ３３０にて常時回転させ、該モータ３３０のモータ電流を補給制御装置５０にて検出する。そして、補給制御装置５０は、前記モータ電流を検出することにより、図示しないＲＯＭに格納した「モータ電流−トナー濃度」マップを参照して、トナー濃度を演算する。このトナー濃度が、所定濃度（すなわち、トナー補給を必要としないトナー濃度の許容値）以下の場合には、補給制御装置５０は、駆動装置６０を駆動して、移送回転軸２１を回転させてトナーをトナー補給口１３０に向けてを搬送させる。トナー補給口１３０から、落下したトナーは、トナー取り込み口３０４ｄを介して、循環路Ｊに投入される。
【００３７】
この場合、トナー取り込み口３０４ｄは、循環路Ｊにおいて、濃度検出回転体３２０よりも下流側である収納室３１２の近位端に配置されているため、この投入されたトナーは、濃度検出回転体３２０にて、トナー濃度が低いとされた液体現像剤の部分に投入される。この結果、トナー濃度が低い部分の液体現像剤のトナー濃度を速く上げることができ、その結果、画像濃度を均一にできる効果がある。
【００３８】
なお、現像ローラ３０４ａの周面にある未使用の液体現像剤はクリーニングブレード３１５のエッジで掻き取られ、一部は、該エッジ上に残留し、一部は、現像容器３１０の収納室３１２に落下する。そして、該エッジ上に残留した液体現像剤は、非現像時において、キャリア液の蒸発によりトナー濃度が高くなる。このようにトナー濃度が高くなった残留の液体現像剤が、何らかの理由により、循環路Ｊの濃度検出回転体３２０に位置する液体現像剤に落下する場合がある。
【００３９】
そして、このような場合が、トナー補給を行っている場合と重なり、補給制御装置５０は、トナー濃度が前記所定濃度を越えていると判定すると、補給制御装置５０は、駆動装置６０を制御してトナー補給を停止する。この結果、現像に必要以上のトナーの補給を停止できることになる。この結果、液体現像剤のトナー濃度を部分的に高くなることが防止され、画像濃度を均一にできる。
【００４０】
このように、本実施形態では、濃度検出回転体３２０を駆動するモータの電流値をモニタして、液体現像剤のトナー濃度を検出する際、トナー濃度の検出を正確に行うことができ、画像濃度を均一にできる。
【００４１】
又、本実施形態では、現像容器３１０の短手方向に濃度検出回転体３２０を配置しているため、現像容器３１０の長手方向の長さを長くする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態の一実施形態の液体画像形成装置の全体構成を示す概略図。
【図２】同じく液体現像装置３０４及びトナー補給装置１０の要部構成の一部破断正面図。
【図３】現像容器を示す平面図。
【図４】現像容器の要部斜視図。
【符号の説明】
【００４３】
１０…トナー補給装置（トナー補給手段）
５０…補給制御装置（検出手段）
３０４…液体現像装置
３０４ｃ，３０４ｂ…撹拌スクリュー
３１０…現像容器（撹拌容器）
３２０…濃度検出回転体（回転体）
３３０…モータ
Ｊ…循環路
【図１】
2006154541.tif 000003
【図２】
2006154541.tif 000004
【図３】
2006154541.tif 000005
【図４】
2006154541.tif 000006