(57)【要約】【課題】液体現像剤のトナー濃度を適切な光量によって測定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置１００は、感光体５０と、感光体５０に静電潜像を形成する露光装置５１と、静電潜像を液体現像剤で現像する液体現像装置１と、液体現像装置１に設けられたトナー濃度センサ３０と、液体現像装置１へのトナーの補給をトナー濃度センサ３０の検知結果に基づいて制御するポンプとを有し、液体現像装置１は、タンクと、タンクに貯留された液体現像剤の循環経路を有し、トナー濃度センサ３０は、タンクに設けられた循環経路へ光を投射する発光部と、循環経路を通過した光を受光する受光部と、発光部の発光光量を、受光部の受光量が所定値を超えない範囲内で、液体現像剤の循環開始からの経過時間に従って次第に増大させるＣＰＵ６０１を有する。【選択図】図８
2019056883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成するため、前記感光体を露光する露光手段と、
前記静電潜像をトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を用いて現像する現像手段と、
前記現像手段に設けられ、前記液体現像剤の濃度を検知する検知手段と、
前記現像手段への前記液体現像剤の補給を前記検知手段の検知結果に基づいて制御する補給手段と、を有し、
前記現像手段は、液体現像剤を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記液体現像剤を循環させる循環手段と、を有し、
前記検知手段は、前記タンクに設けられた循環経路と、前記循環経路へ光を投射する発光部と、前記循環経路を通過した光を受光する受光部と、前記発光部の発光光量を、前記受光部の受光量が所定値を超えない範囲内で、前記液体現像剤の循環開始からの経過時間に従って次第に増大させる制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記発光部の発光光量を段階的に増大させ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】
前記制御手段は、前記発光部の発光光量を一旦増大させた後、前記受光部における受光量が前記所定値を超えた場合、前記発光部の発光光量を増大させる前の光量に戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記発光部を発光させた後、前記受光部における受光量が前記所定値を超えた場合、前記発光部の発光を禁止することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記発光部の発光光量を一旦増大させた後、前記受光部における受光量が前記所定値を超えた場合、前記発光部の発光光量を増大させる前の光量に戻し、所定時間経過後に前記発光部の発光光量を再度増大させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記発光部を発光させた後、前記受光部における受光量が前記所定値を超えた場合、前記発光部の発光を禁止した後、所定時間経過後に前記発光部を再度発光させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定値は、前記受光部における最大許容受光量に対応することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記循環手段によって前記液体現像剤の循環が開始された後、前記検知手段に電源を供給して前記発光部を発光させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記タンクは、第１タンクと第２タンクとを含み、
前記循環手段は、前記第１タンクと前記第２タンクとの間で液体現像剤を循環させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項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、液体現像剤の濃度を検知する光学センサの光量調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体現像剤を用いた湿式の電子写真装置は、乾式の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、湿式の電子写真装置では、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ので、高画質を実現でき、印刷並みの質感の印刷物を得ることができる。また、湿式の電子写真装置は、比較的低温でトナーを用紙に定着できるので、省エネルギーを実現することもできる。
【０００３】
湿式の電子写真装置は、トナー粒子と該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静電潜像を現像する液体現像装置を備えている。液体現像装置を備えた画像形成装置は、潜像担持体の表面に媒体液であるキャリア液が過剰に付着するのを防止するために、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構成されている。このような湿式の画像形成装置は、例えば、現像を行うための現像ローラと、現像ローラに対向するように配置された潜像担持体を備えている。現像ローラの一部が現像液槽内の液体現像剤に浸漬しており、この現像ローラを回転して表面に付着した液体現像剤を潜像担持体に接触させることによって潜像の現像が行われる。
【０００４】
湿式の画像形成装置において、用紙に形成された画像濃度を一定に維持して高画質を保つためには、液体現像装置に適用する液体現像剤中のトナー濃度を一定範囲に制御する必要がある。このため、液体現像剤中のトナー濃度を検知して一定に保つための装置及びその制御方法が必要となる。
【０００５】
そこで、トナーとキャリアの混合液中のトナー濃度を検出する装置として、混合液の送液配管の一部の厚さを薄くし、その部分を挟んで発光部と受光部を設け、発光光の透過率から混合液のトナー濃度を検知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】
しかしながら、上記従来技術では、液体現像剤の光透過率が非常に低いので光透過率の微量な差を検知するために、発光部から照射される光を大光量とし、受光部の感度を高感度にする必要があった。
【０００８】
このため、液体現像剤の濃度が低下して光透過率が高くなった場合、受光部へ大光量の光が照射されることになり、結果として受光部へ大電流が流れることがある。かかる場合、受光部が損傷を受けて、受光部、ひいてはトナー濃度検出器の寿命が短くなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、液体現像剤のトナー濃度を適切な光量によって測定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するため、前記感光体を露光する露光手段と、前記静電潜像をトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段に設けられ、前記液体現像剤の濃度を検知する検知手段と、前記現像手段への前記液体現像剤の補給を前記検知手段の検知結果に基づいて制御する補給手段と、を有し、前記現像手段は、液体現像剤を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記液体現像剤を循環させる循環手段と、を有し、前記検知手段は、前記タンクに設けられた循環経路と、前記循環経路へ光を投射する発光部と、前記循環経路を通過した光を受光する受光部と、前記発光部の発光光量を、前記受光部の受光量が所定値を超えない範囲内で、前記液体現像剤の循環開始からの経過時間に従って次第に増大させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体現像剤のトナー濃度を適切な光量によって測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る液体現像装置を内蔵した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１における液体現像装置の断面を示す模式図である。
【図３】図３は、トナー濃度センサの構成を示す模式図である。
【図４】トナー濃度センサの回路ブロック図である。
【図５】受光部の破損防止対策を取る前の液タンク内の液体現像剤濃度とトナー濃度センサの検出値との関係を示す図である。
【図６】受光部の破損防止対策を取る前のトナー濃度制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】受光部の損傷防止対策を施した後の液タンク内の液体現像剤の濃度変化と、トナー濃度センサにおける発光光量及び検出値の変化を示す図である。
【図８】図１の画像形成装置で実行されるトナー濃度センサにおけるＬＥＤの光量調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図１の画像形成装置で実行されるトナー濃度センサにおけるの第２のＬＥＤの光量調整処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態に係る液体現像装置を内蔵した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
図１において、画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成装置であって、１つの画像形成ステーションを備えている。なお、画像形成ステーションを複数並べた多色用の画像形成装置であってもよい。
【００１６】
画像形成装置１００は、液体現像装置（以下、単に「現像装置」という。）１と、現像装置１内に設けられた現像ローラ２を有する。現像ローラ２は、図１中矢印ａ方向に回転する。現像装置１の詳細については、図２を用いて後述する。
【００１７】
画像形成装置１００は、現像ローラ２に当接して回転する感光体としての感光ドラム５０、中間転写ドラム６０及び２次転写ローラ７０を備えている。感光ドラム５０に対向するように、露光装置５１、帯電ローラ５２、及びクリーニング装置５３が配置されている。また、中間転写ドラム６０に対向するように中間転写ドラムクリーニング装置６１が配置されている。
【００１８】
現像装置１には、液体現像剤が充填されている。液体現像剤（現像液）は、例えば、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って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、液中の平均粒子径が、例えば、１μｍ程度の粒子である。
【００１９】
感光ドラム５０は、画像形成時には現像ローラ２に接触して回転駆動する。感光ドラム５０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有している。感光層の上に、例えば、シリコーン系樹脂等からなる保護層が形成されている。感光ドラム５０は、外径が、例えば１００ｍｍであり、駆動部材（図示省略）によって駆動され、中心軸を中心にして図１中矢印方向に、例えば、３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転する。また、感光ドラム５０は、例えば、１分間にＡ４用紙で５０枚の通紙を行うことができるように設計されている。感光ドラム５０の内周を構成するアルミニウム製シリンダは、接地されている。感光ドラム５０は、像担持体として機能する。
【００２０】
感光ドラム５０は、負帯電で用いられ、帯電ローラ５２によって帯電された後の表面電位は、通常、−６００［Ｖ］に設定される。また、露光装置５１によって露光された後の表面電位は、通常、−２００［Ｖ］に設定される。
【００２１】
露光装置５１は、光源装置及びポリゴンミラーを備えている。感光ドラム５０に当接する中間転写ドラム６０と、２次転写ローラ７０との当接部が２次転写部となる。中間転写ドラム６０は、感光ドラム５０上の画像が中間転写ドラム６０に転写される一次転写時に、例えば、３００［Ｖ］のバイアスの印加を受ける。また、中間転写ドラム６０は、当該中間転写ドラム６０に形成された画像が用紙Ｐに転写される２次転写時に、例えば、１５００［Ｖ］のバイアスの印加を受ける。
【００２２】
このような構成の画像形成装置１００において、感光ドラム５０表面は、高圧電源（図示省略）からバイアス供給された帯電ローラ５２によって一様に帯電される。なお、帯電部材として帯電ローラを用いたか、コロナ帯電器等の非接触の帯電部材を用いることもできる。
【００２３】
一様に帯電された感光ドラム５０の表面に、露光装置５１によって画像データに従って静電潜像が形成される。すなわち、露光装置５１は、光源装置から出射されたレーザ光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、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の母線上に集光させて感光ドラム５０の表面を露光する。これによって、感光ドラム５０表面に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００２４】
静電潜像が形成された感光ドラム５０の表面は、その回転によって現像装置１と対向する位置に移動する。このとき、現像ローラ２に高圧バイアスが印加され、現像ローラ２の表面電位と感光ドラム５０の表面電位との電位差に応じて感光ドラム５０表面の静電潜像が液体現像剤で現像されてトナー像を形成する。形成されたトナー像は、感光ドラム５０の回転によって中間転写ドラム６０と当接する１次転写部に移動する。
【００２５】
次いで、図示省略した高圧電源から中間転写ドラム６０にバイアス電源が供給され、感光ドラム５０表面に形成されたトナー像は、感光ドラム５０と中間転写ドラム６０との間の電位差によって中間転写ドラム６０へ転写される。このとき、感光ドラム５０上に残留した１次転写残トナーは、クリーニング装置５３によって回収される。
【００２６】
中間転写ドラム６０上に転写されたトナー像は、当該中間転写ドラム６０の回転によって２次転写ローラ７０と当接する２次転写部に移動する。このとき、転写材カセット８０からタイミングを合わせるように２次転写部に向けて用紙Ｐが搬送される。そして、図示省略した、高圧電源から２次転写ローラ７０に対してバイアス電源が供給され、中間転写ドラム６０と２次転写ローラ７０との間の電位差によって中間転写ドラム６０上のトナー像が２次転写部に搬入された用紙Ｐに転写される。
【００２７】
トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置９０に搬入され、ここで、加熱、加圧されることによってトナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、画像が記録された印刷物として装置外に排出される。中間転写ドラム６０の表面に付着したカブリトナーや２次転写残トナーは、中間転写ドラムクリーニング装置６１によって清掃される。
【００２８】
次に、現像装置１について詳細に説明する。
【００２９】
図２は、図１における現像装置１の断面を示す模式図である。
【００３０】
図２において、現像装置１は、現像液槽３と、現像液槽３に一部を浸漬するように配置された現像ローラ２と、該現像ローラ２に対向するように配置されたスクイーズローラ４及びクリーニングローラ５を備えている。現像ローラ２は電源１０に接続されている。スクイーズローラ４は電源１３に接続されている。また、クリーニングローラ５は電源１５に接続されている。クリーニングローラ５に付帯してブレード６が設けられている。
【００３１】
現像ローラ２の外表面の所定範囲と対向するように断面円弧状の電極１２が設けられている。電極１２は電源１１に接続されている。現像液槽３の下方には、現像液槽３に現像液を供給する液タンク２０と、液タンク２０にトナーを補給するトナー補給器２１、及びキャリアを補給するキャリア液補給器２２が配置されている。液タンク２０は、調整タンクとして機能する。液タンク２０の側壁には、当該液タンク２０内の現像液中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ３０が配置されている。なお、上述の各電源は、現像装置１を制御するＣＰＵと電気的に接続されている。
【００３２】
このような構成の現像装置１において、液タンク２０から現像液槽３へ供給された現像液は、現像ローラ２と、該現像ローラ２に対向配置された電極１２との間に流入する。負極性を有するトナーは、電源１０に接続された現像ローラ２と、電源１１に接続された電極１２の間の電界によって、周囲のキャリア液ごと現像ローラ２側へ押し付けられる。
【００３３】
現像ローラ２に印加されたバイアスは、例えば、−４００［Ｖ］であり、電極１２へ印加されたバイアスは、例えば、−６００［Ｖ］である。現像ローラ２と電極１２とのギャップは、例えば０．５ｍｍ、現像ローラ２の外径は５０ｍｍ、現像ローラ２から見て電極１２が対向する区間の角度は、例えば、７０度である。
【００３４】
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。電源１３に接続されたスクイーズローラ４の表面と現像ローラ２の表面との間に電位差が生じる。この電位差によって、現像液は現像ローラ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２側へ押し込まれ、現像ローラ２の表面上に高密度で一様な厚さの現像液層が形成される。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、スクイーズローラ４の回転駆動に伴って電極１２側に破棄される。
【００３５】
スクイーズローラ４に印加されたバイアスは、例えば、−４００［Ｖ］であり、スクイーズローラ４の外径は、例えば、１５ｍｍである。また、適度にキャリアを吸着し、トナーを均一な層にして現像部に送り出すために、スクイーズローラ４の表面の粗さは、例えば、Ｒｚ＝０．１μｍ以下に構成されている。
【００３６】
現像ローラ２の表面上に形成された高密度で一様な厚さの現像液層が感光ドラム５０に当接することによって、感光ドラム５０に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。静電潜像の現像に適用されなかった現像剤（トナー）は、現像ローラ２の回転に伴ってクリーニングローラ５に到達する。クリーニングローラ５は、電源１５に接続されており、この電源１５によって現像ローラ２の表面との間に電位差が生じている。従って、当該クリーニングローラ５と現像ローラ２との間の電位差により、現像ローラ２上の余剰のトナーがクリーニングローラ５に回収される。
【００３７】
クリーニングローラ５には現像ローラ２に対して、例えば、＋２００［Ｖ］となるようなバイアスが印加されており、負極性をもったトナー粒子はクリーニングローラ側に電気的に引きつけられる。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６によって回収され、その後、再び現像装置１内を流れる現像液中に流出する。
【００３８】
次に、図２における現像液の循環、現像液へのトナー補給、及び現像液中のトナー濃度検知について説明する。
【００３９】
液タンク２０には、トナーとキャリアからなる現像液が一定量収容されている。現像液中のトナーの重量比率は、例えば、約２〜１０％である。液タンク２０に設けられたトナー濃度検知部（トナー濃度センサ）３０は、液タンク２０の側壁における所定の高さに接続された現像液の抜出管４０によって抜き出された現像液中のトナー濃度を検出する。
【００４０】
トナー補給器２１にはトナーが収容されている。キャリア液補給器２２にはキャリア液が収容されている。そして、所定のフローに従って、ポンプＣによってトナー補給器２１から液タンク２０へトナーが補給される。また、ポンプＤによってキャリア液補給器２２から液タンク２０へキャリア液が補給される。
【００４１】
次に、トナー濃度センサ３０によって現像液中のトナー濃度を検出する方法について説明する。現像液の光透過率は、現像液中のトナー濃度によって変化する。従って、現像液の光透過率を検出することによって間接的にトナー濃度を検出することができる。
【００４２】
図３は、トナー濃度センサ３０の構成を示す模式図である。
【００４３】
図３において、トナー濃度センサ３０は、液タンク２０内の一部の現像液を抜き出して液タンク２０に戻す抜出管（循環経路）４０を挟むように対向して配設されたＬＥＤ３５とフォトディテクタ（ＰＤ）３８を備える。
【００４４】
トナー濃度センサ３０は、ＬＥＤ３５から光を投射し、厚みｄ１の抜出管４０を挟んで対向するＰＤ３８で光を受光し、ＰＤ３８から出力される出力電圧を検知する。ＰＤ３８の出力電圧は、現像液の光透過率に応じた値となるので、この出力電圧を検出することによってトナー濃度を検出する。なお、抜出管４０の厚みｄ１は、例えば、５００μｍである。
【００４５】
次に、トナー濃度センサ３０の制御回路について説明する。
【００４６】
図４は、トナー濃度センサ３０の回路ブロック図である。図４において、トナー濃度センサ３０は、制御部１６を備えている。制御部１６は、ＣＰＵ６０１、ＡＤ変換部６０６、及びＤＡ変換部６０７を内蔵している。ＣＰＵ６０１は、メモリ６０８を内蔵している。制御部１６は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）６０３と増幅部６０２を介してトナー濃度センサ３０のＰＤ３８に接続されている。また、制御部１６は、ドライブ回路６０４を介してトナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５に接続されている。
【００４７】
ＬＥＤ３５から出射され、抜出管４０内の現像液層を透過した透過光はＰＤ３８で検知され、検知信号は増幅部６０２で増幅された後、ＬＰＦ６０３に送られる。ＬＰＦ６０３は、十分低い周波数成分だけを通過させる。これによって、雑音が低減された検知信号は、制御部１６内のＡＤ変換部６０６でデジタルデータに変換され、その後、ＣＰＵ６０１で読みだされて濃度検知情報としてメモリ６０８に格納される。メモリ６０８内に格納された濃度検知情報を用いて、実験から求めた透過光強度とトナー濃度の対応（実験）データに基づいてメモリ６０８内にあらかじめ用意されたＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて公知の方法でトナー濃度が算出される。
【００４８】
ところで、現像液の光透過率は非常に低いので、トナー濃度センサ３０では、液層の厚さｄ１を５００μｍ程度とし、極めて高ゲインの増幅器を用い、かつＬＥＤ３５の発光光量を、例えば１［Ｗ］以上として、トナー濃度の検出精度を高めている。
【００４９】
一方、現像液槽３と液タンク２０との間で現像液の循環が開始された、トナー濃度の検出開始当初には、トナー濃度センサ３０における現像液の光透過率が非常に高くなる状況がある。例えば、現像液の循環停止中に現像液中のトナーが液タンク２０の底に沈殿した状態において、現像液の循環を開始させた場合である。かかる場合、当初は、トナー濃度センサ３０を通過する現像液は、透明なキャリア液しか流れない状態となり、光透過率が非常に高くなる。この場合、上述の高ゲインの増幅器へ検出限界を超えた光量が入光し、高ゲインの増幅器の定格を超過した光電流が流れることになる。定格を超過した光電流が流れることによって、増幅器素子がダメージを受け、感度が低下したり、損傷する可能性がある。
【００５０】
図５は、受光部の損傷防止対策を取る前の液タンク内の現像液濃度とトナー濃度センサの検出値との関係を示す図である。
【００５１】
以下、受光部の損傷防止対策を取る前のトナー濃度制御処理の手順を示すフローチャート（図６）を参照しつつ液体現像装置の課題について説明する。
【００５２】
図５において、液タンク２０内の現像液の濃度分布は、現像液の循環稼働状態に応じて変化する。図５中、２０ａは、ポンプを駆動させて、現像液の循環を行っている状態である。このとき、液タンク２０内の現像液中のトナー濃度は、例えば、Ｄ２で安定している。トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５の発光光量Ｑ３は、例えば１Ｗ以上の大光量であり、受光部（ＰＤ３８）における検出値はＶ１となる。
【００５３】
そして、２０ｂは、ジョブが終了して現像液の循環が停止している状態である。現像液の循環が停止するとトナーは液タンク２０の底へ沈殿し始める。トナー濃度センサ３０における抜出管４０は、トナーの沈殿層よりも上方にあるので、トナー濃度センサ３０周辺のトナー濃度は極めて低い濃度Ｄ１となる。このとき、トナー濃度センサ３０は、オフ状態であり、ＬＥＤ３５の発光光量Ｑは０であり、受光部の検出値は、Ｖ０である。
【００５４】
一方、２０ｃは、循環停止状態から現像液の循環を開始した状態である。２０ｃにおいて、制御部１６のＣＰＵ６０１は、現像液を循環させる為のポンプ（図示省略）を駆動させ、現像液の循環を始める（図６のステップＳ７０１）。現像液の循環が開始することによって液タンク２０内の現像液が撹拌され、底に沈殿したトナーが徐々に拡散し始める。トナーが拡散し始めると、トナー濃度センサ３０の周囲のトナー濃度はＤ１からＤ２へ、向けて少しずつ上昇し始める。
【００５５】
そして、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環開始（ｔ０）からｔ１秒が経過したか否か判定し、経過するまで待機する（図６のステップＳ７０２）。現像液の循環開始（ｔ０）からｔ１秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５を点灯させる（図６のステップＳ７０３）。その後、トナー濃度センサ３０の周辺のトナー濃度は、徐々に上昇する。そして、一定期間経過後、液タンク２０内のトナー濃度は濃度Ｄ２で均一になる。（図６における終了）（２０ａ´の状態）。
【００５６】
上述したように、現像液の循環を開始した後、ＬＥＤ３５を点灯させた現像液循環開始当初におけるトナー濃度センサ３０周辺のトナー濃度は著しく低い。従って、光透過率は非常に高くなる。光透過率が高くなると、受光部は、使用限界Ｖ（limit）以上の光量を受光することになり、受光部が損傷する可能性がある。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、受光部の損傷等を防止するために、トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５を点灯する際、受光部（ＰＤ３８）への入光量が適正な範囲になるようにＬＥＤ３５の発光光量を調整する。すなわち、本実施の形態は、大光量の光源と、高ゲインの受光部と、トナー濃度と液厚の組合せを適切に調整することによって、トナー濃度センサ３０の損傷を防止しつつ精度よく現像液中のトナー濃度を検出できるようにしたものである。
【００５８】
図７は、受光部の損傷防止対策を施した後の液タンク２０内の現像液の濃度変化と、トナー濃度センサ３０における発光光量及び検出値の変化を示す図である。
【００５９】
図７において、液タンク２０における現像液の循環停止中の状態２０ｂ、現像液の循環開始直後の状態２０ｃ、及び現像液の循環中２０ａ´が示されている。現像液の循環開始直後の状態２０ｃは、トナー濃度センサ３０の周辺の現像液中のトナー濃度がＤ１からＤ２へ上昇する状態である。本実施の形態では、２０ｃの状態において、ＬＥＤ３５の発光光量を現像液の撹拌開始からの経過時間に従って次第に増大させる制御を行う。
【００６０】
（１）現像液の循環開始時刻をｔ０´とし、循環を開始してからｔ１´秒経過後に、微量な光量Ｑ１にてトナー濃度センサ３０の発光部（ＬＥＤ３５）を点灯させる。循環を開始してからｔ１´秒経過後では、液タンク２０の底に沈殿したトナーが拡散し始める。その時点の現像液の光透過率は非常に高い状態である。従って、受光部における検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が受光部の使用限界検出値Ｖ（limit）未満となるように予め定められた微量な光量Ｑ１にてＬＥＤ３５を点灯させる。
【００６１】
（２）次に、現像液は、徐々にトナー濃度センサ３０周辺のトナー濃度が上がり、光透過率が徐々に低下していく状態になる。従って、循環を開始してからｔ２秒後に、検出値Ｖ（ｍａｘ´）がトナー濃度センサ３０の受光部の使用限界検出値Ｖ（limit）未満となるように予め定められた光量Ｑ２にＬＥＤ３５の光量を上げる。光量Ｑ２は、光量Ｑ１よりも高く、後述する大光量Ｑ３より低い光量である。
【００６２】
（３）その後、現像液は、トナーの拡散が進み、トナー濃度センサ３０周辺のトナー濃度が上がって光透過率が低下した状態となる。従って、循環を開始してからｔ３秒後に、検出値Ｖ（ｍａｘ）がトナー濃度センサ３０の受光部の使用限界検出値Ｖ（limit）未満となるように予め定められた光量Ｑ３にＬＥＤ３５の発光光量を上げる。そして、循環開始からｔ４秒経過後、現像液内のトナーの拡散が十分に行われ、トナー濃度センサ３０周辺のトナー濃度はＤ２で安定した状態となる（２０ａ´）。
【００６３】
以下、図１の画像形成装置１００で実行されるトナー濃度センサ３０における光量調整処理について、上述の図７を参照しつつ説明する。
【００６４】
図８は、図１の画像形成装置１００で実行されるトナー濃度センサ３０におけるＬＥＤ３５の光量調整処理の手順を示すフローチャートである。この光量調整処理は、制御部１６のＣＰＵ６０１が図示省略したＲＯＭに格納された光量調整処理プログラムに従って実行する。
【００６５】
図８において、光量調整処理が開始されると、ＣＰＵ６０１は、先ず、液タンク２０と現像液槽３との間で現像液の循環を開始させる（図７のｔ０´）（ステップＳ８０１）。次いで、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環開始からｔ１´秒が経過したか否か判定し、ｔ１´秒が経過するまで待機する（ステップＳ８０２）。現像液の循環を開始してからｔ１´秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５を第１の光量Ｑ１で点灯させる（図７のｔ１´）（ステップＳ８０３）。ＬＥＤ３５を第１の光量Ｑ１で点灯させた後、ＣＰＵ６０１は、その時の受光部における検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が、予め定められた所定値としての使用限界値Ｖ（limit）未満か否か判定する（ステップＳ８０４）。
【００６６】
ステップＳ８０４の判定の結果、検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）未満である場合（ステップＳ８０４で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ８０５に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、正常と判断し、現像液の循環開始からｔ２秒が経過したか否か判定し、経過するまで待機する（ステップＳ８０５）。現像液の循環を開始してからｔ２秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の光量を光量Ｑ１よりも多い光量Ｑ２に変更する（図７のｔ２）（ステップＳ８０６）。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ６０１は、その時の受光部における検出値Ｖ（ｍａｘ´）が、予め定められた使用限界値Ｖ（limit）未満であるか否か判定する（ステップＳ８０７）。受光部における検出値Ｖは、受光部における受光光量に相当する。また、使用限界値Ｖ（limit）は、受光部の最大許容受光量（受光限界値）に相当する。
【００６８】
ステップＳ８０７の判定の結果、検出値Ｖ（ｍａｘ´）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）未満である場合（ステップＳ８０７で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ８０８に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、正常な状態と判断し、現像液の循環開始後ｔ３秒が経過したか否か判定し、経過するまで待機する（ステップＳ８０８）。現像液の循環開始後ｔ３秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ２よりも多い光量Ｑ３に変更する（図７のｔ３）（ステップＳ８０９）。光量Ｑ３は、例えば、トナー濃度検出時の最大光量である。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ６０１は、その時の受光部における検出値Ｖ（ｍａｘ）が、予め定められた使用限界値Ｖ（limit）未満であるか否か判定する（ステップＳ８１０）。
【００７０】
ステップＳ８１０の判定の結果、検出値Ｖ（ｍａｘ）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）未満である場合（ステップＳ８１０で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ６０１は、正常な状態と判断し、処理をステップＳ８１１に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環開始からｔ４秒が経過したか否か判定し、ｔ４秒が経過するまで待機する（ステップＳ８１１）。現像液の循環開始後ｔ４秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、本光量調整処理を終了し、以下、ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ３とするトナー濃度検出動作を継続する。
【００７１】
一方、ステップＳ８０４の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が使用限界値Ｖ（limit）以上の場合（ステップＳ８０４で「ＮＯ」）、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５を消灯させ（ステップＳ８１２）、処理をステップＳ８０２に戻す。
【００７２】
また、ステップＳ８０７の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ´）が、使用限界値Ｖ（limit）以上である場合（ステップＳ８０７で「ＮＯ」）、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ８０３に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、一旦増大させたＬＥＤ３５の発光光量をＱ２からＱ１へ下げる（ステップＳ８０３）。そして、ＣＰＵ６０１は、沈殿したトナーが拡散されてトナー濃度センサ３０周辺の現像液中のトナー濃度が上昇し、トナー濃度センサの検知結果（検出値Ｖｍａｘ´）が使用限界Ｖ（ｌｉｍ）よりも低くなるまでステップＳ８０３〜Ｓ８０７の処理を繰り返す。
【００７３】
また、ステップＳ８１０の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ）が当該受光部の使用限界値Ｖ（limit）以上である場合（ステップＳ８１０で「ＮＯ」）、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ８０６に戻す。すなわち、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の発光光量をＱ３からＱ２へ切り替える（ステップＳ８０６）。
【００７４】
図８の処理によれば、循環液の循環開始後、トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５の発光光量を、受光発光部の検出値Ｖが使用限界値Ｖ（ｌｉｍ）を超えない範囲内で段階的に増大させる。これによって、トナー濃度センサの点灯開始時であって当該トナー濃度センサによる光透過率が大きい場合であっても、受光部の検出値Ｖが使用限界値Ｖ（ｌｉｍ）を連続して超えることによる損傷を防止して、受光部の寿命を延ばすことができる。
【００７５】
本実施の形態において、現像液槽３内の現像液中のトナー濃度が均一になった後、トナー濃度センサ３０を所定の発光光量で点灯すれば、受光部のダメージを未然に防止することができる。しかしながら、現像液の循環を開始する前の状態は、循環停止期間の長短によってさまざまである。従って、現像液中のトナー粒子の沈殿状態が異なる種々の状態において、受光部のダメージを防止しつつ液体現像装置及び画像形成装置を立ち上げる際は、ＬＥＤ３５の点灯開始当初の発光量を所定範囲内で段階的に増大させる本実施の形態は有効である。
【００７６】
本実施の形態において、ＬＥＤ３５の発光光量を段階的に増大させる際、発光量の増大幅を極力小さく、かつ多段とし、結果的にＬＥＤ３５の発光量を、受光部の検出値Ｖが使用限界値Ｖ（limit）を超えない範囲内で、直線的に増大させることもできる。これによって、受光部へのダメージをより小さなものとすることができる。
【００７７】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００７８】
現像装置１の稼働停止直後は、液タンク２０内のトナー沈殿量は極めて少ない。一方、現像装置１の稼働停止期間が長いほど、液タンク２０内のトナー沈殿量は多くなる。すなわち、現像装置１を稼働停止状態から再稼働させる際、現像液中のトナー濃度を均一にするための必要な撹拌時間は、現像装置１の稼働停止期間等に応じて変化する。
【００７９】
第２の実施の形態は、トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５を点灯させた後、その光量を段階的に上げるタイミングを上述の現像液の必要撹拌時間に則して制御することによって、現像液の循環開始後、最適時間内に通常のトナー濃度検出動作へ移行させるものである。
【００８０】
図９は、図１の画像形成装置１００で実行されるトナー濃度センサ３０における第２のＬＥＤの光量調整処理の手順を示すフローチャートである。この光量調整処理は、制御部１６のＣＰＵ６０１が図示省略したＲＯＭに格納された第２の光量調整処理プログラムに従って実行する。
【００８１】
図９において、光量調整処理が開始されると、ＣＰＵ６０１は、先ず、液タンク２０と現像液槽３との間で現像液の循環を開始させる（図７のｔ０´）（ステップＳ９０１）。次いで、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環を開始してからｔ１´秒が経過したか否か判定し、ｔ１´秒が経過するまで待機する（ステップＳ９０２）。現像液の循環を開始してからｔ１´秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、トナー濃度センサ３０のＬＥＤ３５を第１の光量Ｑ１で点灯させる（図７のｔ１´）（ステップＳ９０３）。ＬＥＤ３５を第１の光量Ｑ１で点灯させた後、ＣＰＵ６０１は、その時の受光部における検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が、予め定められた使用限界値Ｖ（limit）未満か否か判定する（ステップＳ９０４）。
【００８２】
ステップＳ９０４の判定の結果、検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）未満である場合（ステップＳ９０４で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ６０１は、正常な状態と判断し、処理をステップＳ９０７に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環を開始してからｔ２秒が経過したか否か判定し、経過するまで待機する（ステップＳ９０７）。現像液の循環を開始してからｔ２秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ１より多い光量Ｑ２に変更する（ステップＳ９０８）。
【００８３】
ＬＥＤ３５の光量を光量Ｑ２に変更させた後、ＣＰＵ６０１は、その時の受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ´）が、予め定められた使用限界値Ｖ（limit）未満であるか否か判定する（ステップＳ９０９）。
【００８４】
ステップＳ９０９の判定の結果、検出値Ｖ（ｍａｘ´）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）未満である場合（ステップＳ９０９で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ６０１は、正常な状態と判断し、処理をステップＳ９１２に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環を開始してからｔ３秒が過したか否か判定し、経過するまで待機する（ステップＳ９１２）。現像液の循環を開始してからｔ３秒が過した後、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ２よりも多い光量Ｑ３に変更する（ステップＳ９１３）。
【００８５】
ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ３に変更した後（ステップＳ９１３）、ＣＰＵ６０１は、その時の受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ）が、予め定められた使用限界値Ｖ（limit）未満であるか否か判定する（ステップＳ９１４）。
【００８６】
ステップＳ９１４の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ）が使用限界値Ｖ（limit）未満である場合（ステップＳ９１４で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ６０１は、正常な状態と判断し、処理をステップＳ９１７に進める。すなわち、ＣＰＵ６０１は、現像液の循環を開始してからｔ４秒が経過したか否か判定し、経過するまで待機する（ステップＳ９１７）。現像液の循環を開始してからｔ４秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、本光量調整処理を終了し、以下、ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ３としたトナー濃度検出動作を継続する。
【００８７】
一方、ステップＳ９０４の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ´´）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）以上である場合（ステップＳ９０４で「ＮＯ」）、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の発光を禁止し、消灯させる（ステップＳ９０５）。そして、ＣＰＵ６０１は、沈殿したトナーを十分拡散させるためにはより長い撹拌時間が必要であると判断し、現像液の循環を開始してからｔ１´＋α秒が経過したか否かを判定し、経過するまで待機する（ステップＳ９０６）。そして、現像液の循環を開始してから所定時間経過後、すなわちｔ１´＋α秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ９０３に進め、光量Ｑ１にてＬＥＤ３５を再度発光させ、処理を続ける。
【００８８】
また、ステップＳ９０９の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ´）が使用限界値Ｖ（limit）以上である場合（ステップＳ９０９で「ＮＯ」）、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の光量をＱ２からＱ１に戻す（ステップＳ９１０）。そして、ＣＰＵ６０１は、沈殿したトナーを十分拡散させるためにはさらに長い撹拌時間が必要であると判断し、現像液の循環を開始してからｔ２＋α秒が経過したか否かを判定し、経過するまで待機する（ステップＳ９１１）。そして、現像液の循環を開始してからｔ２＋α秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ９０８に進め、ＬＥＤ３５の発光光量を再度増大、すなわち、再度、光量Ｑ２に上げ、処理を続ける。
【００８９】
また、ステップＳ９１４の判定の結果、受光部の検出値Ｖ（ｍａｘ）が使用限界値Ｖ（limit）以上である場合（ステップＳ９１４で「ＮＯ」）、ＣＰＵ６０１は、ＬＥＤ３５の発光光量を光量Ｑ３からＱ２に下げる（ステップＳ９１５）。そして、ＣＰＵ６０１は、沈殿したトナーを十分拡散させるためにはさらに長い撹拌時間が必要であると判断し、現像液の循環を開始してからｔ３＋α秒が経過したか否か判定し、経過するまで待機する（ステップＳ９１６）。そして、現像液の循環を開始してからｔ３＋α秒が経過した後、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ９１３に進め、ＬＥＤ３５の発光光量をＱ２からＱ３に上げ、処理を続ける。
【００９０】
図９の処理によれば、ＬＥＤ３５の発光光量を段階的に上げる際、トナー濃度センサ３０の検出値Ｖ（ｍａｘ）が受光部の使用限界値Ｖ（limit）未満であるか否か判定し、使用限界値Ｖ（limit）以上になった時点で、上げた光量を元の値に戻す。そして、所定の時間待機した後、元に戻した光量を再度上げる。これによって、トナー濃度センサで検出する見かけ上のトナー濃度の上昇に応じてＬＥＤ３５の発光光量を増大させることができる。従って、トナー濃度センサ３０の受光部の損傷を防止しつつ、現像装置１、ひいては画像形成装置１００の起動時間を短縮することができる。
【００９１】
すなわち、本実施の形態では、トナー濃度センサ３０の光源ＬＥＤ３５の光量を段階的に増大させるためのタイミングを最適なタイミングにすることができるので、受光部素子へのダメージを防止しつつ、画像形成装置の起動時間を短縮させることができる。
【００９２】
なお、本実施の形態において現状液の循環を開始してからの経過時間における「α」は、現像液濃度、撹拌時間等応じて変動する時間である。
【符号の説明】
【００９３】
１  液体現像装置
２  現像ローラ
３  現像液槽
４  スクイーズローラ
５  クリーニングローラ
１６  制御部
２０  液タンク
３０  トナー濃度センサ
３５  ＬＥＤ
３８  ＰＤ（フォトディテクタ）
１００  画像形成装置
６０１  ＣＰＵ
６０２  増幅器
６０３  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
【図１】
2019056883.tif 000003
【図２】
2019056883.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019056883.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019056883.tif 000009
【図８】
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【図９】
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