(57)【要約】      （修正有）【課題】トナーとキャリア液が十分に混ざったことを検知すると、すぐに補給動作および印字動作を開始できる。つまり、現像液におけるトナーとキャリア液が混ざる過剰な時間を設けなくとも補給動作および印字動作を開始することが可能とすること。【解決手段】トナーとキャリア液の混合液を循環させる液体循環手段と、前記混合液の濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度検知手段で検出された濃度情報を保持する濃度情報保持手段と、前記濃度検知手段の結果に応じて、トナーとキャリア液の補給量を調整するよう制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記液体循環手段が循環停止する際に、停止直前の濃度を前記濃度検知手段で検知および前記濃度情報保持手段に保持し、次に前記液体循環手段が循環開始した際の液体濃度が所定範囲内に入るまで、トナーとキャリア液の補給動作および印字動作を禁止すること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリア液の混合液を循環させる液体循環手段（ポンプＡ、ポンプＢ）と、
前記混合液の濃度を検知する濃度検知手段（３０）と、
前記濃度検知手段で検出された濃度情報を保持する濃度情報保持手段（１７）と、
前記濃度検知手段の結果に応じて、トナーとキャリア液の補給量を調整するよう制御する制御手段（１６）と、
を備え、
前記制御手段は、前記液体循環手段が循環停止する際に、停止直前の濃度を前記濃度検知手段で検知および前記濃度情報保持手段に保持し、次に前記液体循環手段が循環開始した際の液体濃度が所定範囲内に入るまで、トナーとキャリア液の補給動作および印字動作を禁止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度検知手段において、前記液体循環手段で循環を開始した後、所定時間経過しても液体濃度が前記循環停止する前の液体濃度の所定範囲内に入らない場合は液体循環手段を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記濃度検知手段において、前記液体循環手段で循環を開始した後、所定時間経過しても液体濃度が前記循環停止する前の液体濃度の所定範囲内に入らない場合は警告を指示することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像担持体上に形成された静電潜像を、媒体液中に分散されたトナーによって現像する液体現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体現像剤を用い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。湿式電子写真装置としては電子写真、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媒体液とを含む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。
【０００３】
このような液体現像装置において、潜像担持体表面に媒体液である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、液体現像剤を貯留する現像液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液槽内の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などがある。
【０００４】
このような現像装置において、紙上の画像濃度を一定に維持して高画質を保つには、キャリア液中の濃度が一定範囲内に制御される必要がある。このため、液体現像剤中の濃度を検知し一定に保つ装置及び制御法が必要である。
【０００５】
具体的に、トナーとキャリア液の現像液中における濃度を検出する装置としては、例えば現像液を送液するための配管の一部に外部圧力を与えて配管の厚さを薄くしたうえで、現像液の光透過率から濃度を検知し、現像液の濃度を調整する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現像液の濃度を検出する際に、液体現像装置内の現像液が十分に混ざっていれば正しい現像液の濃度を検出できる。しかしながら、液体現像装置が長時間停止した場合などでは現像液内のトナーとキャリア液が不均一になってしまうため、次回、液体現像装置を起動した直後は現像液の濃度を正しく検出することができない。そのため、現像液内のトナーとキャリア液が均等に混ざるように十分な時間、現像液を循環ないし撹拌してから現像液にトナーまたはキャリア液の補給動作および印字動作を行う必要があり、ユーザに過剰な待ち時間を発生させるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、
トナーとキャリア液の混合液を循環させる液体循環手段と、
前記混合液の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段で検出された濃度情報を保持する濃度情報保持手段と、
前記濃度検知手段の結果に応じて、トナーとキャリア液の補給量を調整するよう制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記液体循環手段が循環停止する際に、停止直前の濃度を前記濃度検知手段で検知および前記濃度情報保持手段に保持し、次に前記液体循環手段が循環開始した際の液体濃度が所定範囲内に入るまで、トナーとキャリア液の補給動作および印字動作を禁止することを特徴とする
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナーとキャリア液が十分に混ざったことを検知すると、すぐに補給動作および印字動作を開始できる。つまり、現像液におけるトナーとキャリア液が混ざる過剰な時間を設けなくとも補給動作および印字動作を開始することが可能となる。 
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】現像器を含む画像形成部を説明する図である。
【図３】実施形態における濃度検知部を説明する図である。
【図４】濃度検知部での濃度と検出電圧を説明する図である。
【図５】現像液の濃度が安定している状態での補給動作を説明するフローチャートである。
【図６】現像液内のトナーをモデル化した図である。
【図７】従来例での液循環停止から印字動作までを示した図である。
【図８】本実施形態での液循環停止から印字動作までを示した図である。
【図９】本実施形態における液循環停止から印字動作までを示したフローチャートである。
【図１０】本実施形態における制御ブロック図を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態１］
以下、実施形態により本発明を詳しく説明する。図１および図２は、本発明を適用した液体現像装置を内蔵した電子写真方式の画像形成装置１００の具体例を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置１００には、図１に示すように、１つの画像形成ステーションを有する。他に、これらの画像形成装置を複数並べて多色の画像を形成してもよい。
【００１２】
次に、上述した画像形成ステーションについて示す。現像器１はその中に現像ローラ２を有し、その回転方向が矢印ａで示されている。現像器１については図２の説明の際に詳述する。それと画像形成時には接触して回転駆動する感光ドラム５０は、高圧電源(非図示)からバイアス供給された帯電部材５２によって帯電される。帯電部材として本実施形態では帯電ローラが使用されるが、コロナ帯電器等の非接触のものであってもよい。
【００１３】
上記のように帯電された感光ドラム５０は、次に露光装置５１によってドラム表面に静電潜像を形成する。露光装置５１は図示しない光源装置およびポリゴンミラーからなり、光源装置から発せられたレーザ光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を複数の反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム５０の母線上に集光して露光することにより、感光ドラム５０上に画像信号に応じた静電潜像が形成できる。
【００１４】
静電潜像を形成した感光ドラム表面は、次に現像器１と対向し、現像ローラ２に印加された高圧バイアスと感光ドラムの表面電位との電位差に応じて感光ドラム上の潜像を液体現像剤で現像してトナー像を形成する。ここで現像装置１には、現像剤が所定量充填されている。現像装置によって、感光ドラム表層に形成されたトナー像は、高圧電源(不図示)からバイアス供給された中間転写ドラム６０上へ、感光ドラムと中間転写ドラムに電位差によってトナー像が一次転写される。
【００１５】
一方、感光ドラム５０上に残留した一次転写残トナー等は、クリーニング装置５３により回収される。ここで中間転写ドラム６０上に転写されたトナー像は、中間転写ドラム６０と二次転写ローラ７０とが紙を介して圧接している領域において、高圧電源(不図示)からバイアス供給された二次転写ローラ７０側へ、すなわち中間転写ドラムから紙上へと電位差によってトナー像が二次転写される。
【００１６】
転写材カセット８０から搬送された転写材Ｐへ二次転写され、定着部９０にて所定の定着処理を経た後、記録画像として装置外に排出される。また、転写材Ｐへの二次転写位置から中間転写ドラム進行方向下流には中間転写ドラム表面に付着したカブリトナーや二次転写残トナー等をクリーニングするための中間転写ドラムクリーニング装置６１が常時に当接され清掃される。
【００１７】
ここで、感光ドラム５０としては、本実施の形態では、アルミニウムなどの剛性基層体の上にアモルファスシリコン系の感光層を設け、好ましくはその上にシリコーン系樹脂等からなる保護層を形成してなる像担持体である。感光ドラム５０全体は、駆動手段（不図示）により、中心軸を中心に矢印方向に回転駆動される。また使用されている液の概要について述べる。液体現像剤は、絶縁性のアイソパーからなるキャリア液中に、帯電制御剤の働きにより、マイナスに帯電したトナー粒子とプラスのイオンとが存在している。トナーは液中で平均粒子径１um程度の粒子である。
【００１８】
次に図２と図１０用いて現像器の詳細を説明する。液タンク２０から上部方向に位置する現像器１へ供給された液体現像剤は、現像ローラ２と対向して配置された電極１４との間に流入する。ここで現像ローラ２には電源１０が接続され、電極１４には電源１１が接続されている。これらの電源によって現像ローラ２と電極１４の間にかけられた電界により、負極性を有するトナーは周囲のキャリア液ごと現像ローラ側へと押し付けられる。
【００１９】
その後、現像ローラ２の回転に伴って現像液はスクイーズローラ４に到達する。ここでスクイーズローラ４には電源１３が接続されている。この電源によりスクイーズローラ表面が現像ローラ２に対して電位差を生じることにより、現像液が現像ローラ２とスクイーズローラ４の間を通り抜ける際にさらに現像液中のトナーが現像ローラ側へ押し込まれ、現像ローラ表面上に高密度で一様な高さの現像液層を形成する。一方、スクイーズローラ４によってトナーから引きはがされた余剰なキャリア液は、回転駆動に伴って電極１４側に破棄される。
【００２０】
その後、前述したように現像ローラ２上の画像形成部のみが感光ドラム５０に現像される。感光ドラム５０への現像をされなかった現像液については、やがてクリーニングローラ５に到達する。ここでクリーニングローラ５には電源１５が接続されている。この電源によりクリーニングローラ表面が現像ローラ２に対して電位差を生じることにより、現像ローラ２上のトナーがクリーニングローラ側へ回収される。また、クリーニングローラ５に付着したトナーはクリーニングローラ５と同電位を有するブレード部材６によって回収され、その後再び現像器内を流れる現像液中に流出する。
【００２１】
次に、液の循環、及び液の補給、現像液中の濃度検知に関して説明する。液タンク２０にはトナーとキャリア液からなる現像液を一定量収容し、本実施形態においては現像液中のトナー重量比率は約２〜１０%とする。また、液タンク２０にはトナー補給器２１、キャリア液補給器２２が接続されており、プロペラ上の撹拌部材３１によりトナーとキャリア液が撹拌されている。濃度検知部３０では、現像器１から送られた現像液中の濃度を検出し、後に記載するフローに従ってＣＰＵ１６が、ポンプＣによりトナーをトナー補給器２１から液タンク２０へ、また、ポンプＤによりキャリア液をキャリア液補給器２２から液タンク２０へと補給動作を実施する。
【００２２】
ここで、図３を用いて濃度検知部３０における現像液中の濃度の検出方法について説明する。濃度検知部３０では、現像液中の濃度を検出するために現像液の光透過光量を検出することにより濃度を検出する。
【００２３】
以下に濃度検知部３０の構成を述べる。ＬＥＤ３４から光を照射し、厚みｄ１の配管４０を挟んで対向するＰＤ３７で光を受光することにより、現像液の光透過光量に応じた電圧を検出することにより濃度を検出する。
【００２４】
図４は濃度検知部３０における濃度とセンサＳＮＳ１の検出電圧の関係を表している。ここで、現像液の濃度が低いほど光透過光量が大きくなるため検出電圧は高くなる。一方、現像液の濃度が高いほど光透過光量が小さくなるため検出電圧は低くなる。
【００２５】
次に、図５のフローチャートと図１０を用いて、現像液の循環が一巡し濃度が安定しているときの現像液の濃度を検出する方法を説明する。ここで、図５はＣＰＵ１６が現像液の濃度の算出を行い、濃度の検出結果に基づいて液タンク２０へのトナーとキャリア液の補給動作を示したフローチャートであり、図１０はＣＰＵ１６を中心とした制御ブロック図である。まず、ＣＰＵ１６は現像液の濃度を検出する準備として、ＬＥＤを発光させるために、ＬＥＤ３４をＯＮする（Ｓ１０１）。次に、ＣＰＵ１６は厚みｄ１の配管４０の現像液の濃度に対する検出電圧をＰＤ３７から取得する（Ｓ１０２）。
【００２６】
次に、ＣＰＵ１６はＬＥＤ３４をＯＦＦする（Ｓ１０３）。そして、次にＣＰＵ１６は、ＰＤ３７の検出電圧から現像液の濃度を算出する（Ｓ１０４）。その後、算出された濃度が目標値の濃度の範囲内に入っているかどうかを判断する（Ｓ１０５）。ここで、算出された濃度が目標値の濃度の範囲内に入っていないとき、目標値の濃度の範囲より、算出された濃度が薄いのか濃いのかを判断し（Ｓ１０６）、薄いと判断された場合はポンプＣにより液タンク２０にトナーを所定量補給し（Ｓ１０７）、濃いと判断された場合はポンプＤにより液タンク２０にキャリア液を所定量補給する（Ｓ１０８）し、Ｓ１０１に移行する。
【００２７】
一方、Ｓ１０５において、算出された濃度が目標値の濃度の範囲内に入っていると判断された場合は、トナーとキャリア液の補給動作は行わずに終了する。
【００２８】
図２の液タンク２０内に、どれだけのトナーまたはキャリア液を補給するかを決定し、図２のポンプＣにより液タンク２０にトナーを決定した補給量だけ補給し、ポンプＤにより液タンク２０にキャリア液を決定した補給量だけ補給する（Ｓ１０９）。
【００２９】
以上のようにして、現像液のトナーの濃度を検出し、液タンク内のトナーとキャリアを適正量に調整することができる。
【００３０】
次に本発明の核となる現像液の循環が停止された後、次に印字動作するまでの制御について説明する。ここで、現像液の循環停止のタイミングとしては、画像形成装置１００の電源がＯＦＦされた場合、あるいは、印字動作が終了してＲｅａｄｙ状態などになったときである。
【００３１】
図６は現像器１に貯留した現像液について、現像液中のトナーの様子をモデル化したものである。図６において、（ａ）は液循環中の現像液内のトナーとキャリア液が十分に混ざっているときの様子、（ｂ）は液循環が停止してから所定時間経過し、現像液中でトナーが沈降したときの様子を示している。
【００３２】
以下では、本実施形態を適用しなかった場合と本実施形態を適用した場合における、液循環が停止してから次に印字動作するまでの動作および制御について具体的に説明する。
【００３３】
図７は本実施形態を適用しなかった場合、図８は本実施形態を適用した場合での液循環停止から液循環開始して印字動作開始に至るまでの、時間と現像液の濃度（トナーとキャリア液のＴＤ比）の関係を示している。
【００３４】
図７および図８において、時刻Ｔ１までは液循環が行われトナーとキャリア液が十分に混ざっており、このとき、図６（ａ）のような状態で濃度はＴＤ１である。そして、時刻Ｔ１で液循環が停止すると、現像液中でトナーの沈降が始まり、Ｔα時間が経過した時刻Ｔ２では図６（ｂ）の状態となる。ここで、現像器１と濃度検知部３０は、現像器１の底近くに配置されたパイプで繋がっており、現像液１の底に溜まった濃い濃度の現像液が濃度検知部３０で検出されるため、濃度はＴＤ２（ＴＤ２＞ＴＤ１）となる。
【００３５】
ここで、本実施形態を適用しなかった場合は、液循環が停止して次に印字動作するまでも、図５のフローチャートに示す制御のように、検出された現像液の濃度に従い、トナーまたはキャリア液の補給動作を行う。つまり、図７に示すように、時刻Ｔ２で次の印字準備のため液循環が開始されるが、このときの現像液の濃度はＴＤ２であり、濃度検知部３０では本来検出したい濃度ＴＤ１に対して濃い濃度ＴＤ２が検知されるため、キャリア液が補給され現像液全体としては濃度が薄まってしまう。そして、現像液が混ざっていくに従い、濃度検知部３０では本来検出したい濃度ＴＤ１より薄い濃度ＴＤ３が検出される。
【００３６】
そして、今度はトナーが補給され現像液全体としては濃度が濃くなり、濃度検知部３０では濃度ＴＤ１より濃い濃度ＴＤ４が検出され、キャリア液を補給するという動作を繰り返しながら、やがて濃度ＴＤ１に収束して時刻Ｔ４で補給動作および印字動作の開始が可能となる。ここで、液循環開始から濃度ＴＤ１までの時間はＴβ’となる。
【００３７】
一方、図８に示すように本実施形態を適用した場合は、現像液内のトナーとキャリア液が十分に混ざるまでは補給動作および印字動作を禁止する。時刻Ｔ２から液循環を開始しＴβ経過した時刻Ｔ３で、濃度検知部３０が濃度ＴＤ１となったら、現像液中のトナーとキャリア液が十分に混ざったと判断し、補給動作および印字動作を開始する。つまり、時刻Ｔ２で液循環を開始して、トナーとキャリア液が十分に混ざるまでの時刻Ｔ３までの時間Ｔβの間は補給動作および印字動作を禁止し、時刻Ｔ３で現在の濃度ＴＤ２と液循環停止前の濃度ＴＤ１の所定範囲内（ＴＤ１±ΔＴＤ）に入っていると判断したら、トナーとキャリア液が十分に混ざったと判断し補給動作および印字動作を行う。
【００３８】
ここで、本実施形態を用いた場合、液循環を開始して現像液が十分に混ざったことを検知してから、トナーおよびキャリア液の補給動作、印字動作を開始するため、ユーザが印字動作を開始するまでの過剰な時間を待たずにすむという利点がある。つまり、図７と図８を比較すると、Ｔβ＜Ｔβ’であり、本実施形態を適用しなかった場合は、トナーとキャリア液が十分に混ざる前の現像液の濃度を濃度検知部３０で検出し、検出した濃度に応じて、トナーとキャリア液の補給動作を行ってしまい、過剰な液循環の時間を発生させてしまう。
【００３９】
よって、本発明の制御を用いれば、トナーの沈降具合に応じて、液循環開始から現像液が十分に混ざる最適な時間で、補給動作および印字動作の開始が可能となる。
【００４０】
次に上記で説明した本実施形態における現像液の循環が停止された後、次に印字動作するまでのシーケンスを図９のフローチャートと図１０を用いて説明する。まず、ＣＰＵ１６は液循環中における現像液の濃度ＴＤ１を検出する（Ｓ２０１）。次に、ＣＰＵ１６は液循環が停止したか否かを判断し（Ｓ２０２）、循環停止したと判断したら、Ｓ２０１で検出した濃度ＴＤ１をメモリ１７に保持する（Ｓ２０３）。そして、印字動作の要求が来たかどうかを判断し（Ｓ２０４）、印字動作の要求が来たと判断したら、トナーとキャリア液の補給動作および印字動作を禁止し（Ｓ２０５）、液循環を開始する（Ｓ２０６）。
【００４１】
次に、現在の現像液の濃度ＴＤ２を検出し（Ｓ２０７）、現像液の濃度ＴＤ２が、メモリ１７に保持した濃度ＴＤ１の所定範囲内（ＴＤ１±ΔＴＤ）に入っているかを判断する（Ｓ２０８）。現像液の濃度ＴＤ２が濃度ＴＤ１の所定範囲内に入っていない場合は現像液の循環を開始してから所定時間経過したかを判断し（Ｓ２０９）、所定時間経過していない場合はＳ２０７に移行する。一方、所定時間経過したと判断した場合は、液循環が十分になされても現像液の濃度ＴＤ２が液循環停止前に検出した現像液の濃度ＴＤ１に戻らないため、液漏れなどの可能性があることから不図示のＵＩ上にアラーム表示をしてユーザに知らせる（Ｓ２１０）。
【００４２】
Ｓ２０８において、現像液の濃度ＴＤ２が濃度ＴＤ１の所定範囲内に入っていると判断した場合は、現在の現像液の濃度ＴＤ２が濃度の目標値の範囲内に入っているかどうかを判断する（Ｓ２１１）。ここで、現在の現像液の濃度ＴＤ２が濃度の目標値の範囲内に入っていない場合は、液タンク２０に対してトナーまたはキャリア液の補給動作を行う（Ｓ２１２）。
【００４３】
具体的には、濃度ＴＤ２が濃度の目標値を下回っていた場合には、ポンプＣにより液タンク２０に対してトナーの補給動作を行い、濃度ＴＤ２が濃度の目標値を上回った場合には、ポンプＤにより液タンク２０に対してキャリア液の補給動作を行う。Ｓ２１１において、現在の現像液の濃度ＴＤ２が濃度の目標値の範囲内に入っていると判断すると、印字動作を開始する（Ｓ２１３）。
【００４４】
以上のようにして、現像液の循環が停止された後、トナーの沈降具合に応じて液循環開始から現像液が十分に混ざる最適な時間で、補給動作および印字動作が開始となる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  画像形成装置
５０  感光ドラム
５１  露光装置
５２  帯電部材
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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