(57)【要約】【課題】  湿式画像形成装置内に貯蔵される現像液の濃度分布を短時間で効率よく均一にすることができる現像液の攪拌システムおよび該攪拌システムが好適に用いられる濃度調整システムを提供すること。【解決手段】  現像液の攪拌システムは、湿式画像形成装置内の貯蔵タンク内に貯蔵される現像液の攪拌を行うための攪拌システムであって、現像液内に位置するように配設される攪拌部材を有する攪拌手段と、現像液内で乱流を発生させる乱流発生手段と、を有するように構成した。【選択図】      図２
2008309846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式画像形成装置が起動されると、該湿式画像形成装置内の貯蔵タンク内に貯蔵される現像液の攪拌を行う攪拌手段を持つ攪拌システムであって、
起動直後に所定の条件を満たすまで駆動することにより、前記攪拌手段による攪拌を促進するための乱流を発生させる乱流発生手段を有することを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項２】
請求項１に記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記攪拌手段は、前記現像液内に位置するように配設される攪拌部材を有し、
前記乱流発生手段は、前記攪拌部材を第一の方向に一定時間回転させた後前記第一の方向に対して逆転の第二の方向に回転させることにより、前記現像液内に乱流を発生させることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項３】
請求項２に記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記所定の条件は、前記攪拌部材の回転が第一の所定時間経過したこと、前記攪拌部材の回転速度が所定速度に達したこと、前記攪拌部材の回転数が所定数に達したことのいずれか一つであることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項４】
前記攪拌は、前記乱流発生手段の駆動と略同時に開始されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の現像液の攪拌システム。
【請求項５】
請求項４に記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記乱流発生手段は、前記貯蔵タンク外部に設置された超音波振動器を有し、該超音波振動器により発生した超音波を前記貯蔵タンク内部に伝搬させることにより、前記現像液内で乱流を発生させることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項６】
請求項５に記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記超音波振動器は、前記貯蔵タンクの底面から前記超音波を伝搬させることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項７】
請求項４に記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記乱流発生手段は、前記貯蔵タンク外部に設置されたソレノイド機構を有し、該ソレノイド機構により前記貯蔵タンク外部に与えられた衝撃を前記貯蔵タンク内部に伝搬させることにより、前記現像液内で乱流を発生させることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項８】
請求項７に記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記ソレノイド機構は、前記貯蔵タンクの底面から衝撃を与えることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項９】
請求項４から請求項８のいずれかに記載の現像液の攪拌システムにおいて、
前記所定の条件は、前記乱流発生手段の駆動が第一の所定時間に達したことであることを特徴とする現像液の攪拌システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の現像液の攪拌システムと、
前記攪拌手段を一定速度で回転させるために必要なトルクに基づき前記現像液のトナー濃度を検出する検出手段と、
前記トルクが所定のトナー濃度に対応する基準値と一致するようにトナー濃度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする現像液のトナー濃度調整システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の現像液のトナー濃度調整システムにおいて、
前記検出手段は、前記攪拌システムにより前記現像液が第二の所定時間攪拌されてから前記トナー濃度を検出することを特徴とする現像液のトナー濃度調整システム。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載のトナー濃度調整システムにおいて、
前記検出手段は、前記貯蔵タンク内にある現像液の温度および重量に基づいて前記トルクに所定の補正演算を行うことにより前記トナー濃度を検出することを特徴とする現像液のトナー濃度調整システム。
【請求項１３】
貯蔵タンク内に配設される攪拌手段を回転させることにより、該タンクに貯蔵される現像液を攪拌する現像液の攪拌方法であって、
湿式画像形成装置の起動を検知する検知工程と、
前記検知工程により前記起動を検知すると同時に、前記攪拌手段を第一の方向に回転させる第一の回転工程と、
前記第一の回転工程が所定の条件を満たすと、前記攪拌手段を前記第一の方向とは逆転の第二の方向に回転させる第二の回転工程と、を含むことを特徴とする現像液の攪拌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式画像形成装置において貯蔵される現像液を攪拌するための攪拌システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを記録紙に転写して画像を形成する装置として、タンク内に貯蔵される現像液を現像ローラ表面に担持させ、該現像液を感光ドラム等を有する現像部に供給して現像を行う湿式画像形成装置が知られている。ここで現像液は、トナーとシリコンオイル等のキャリア液から構成される。湿式画像形成装置で用いられるトナーは、紛状のトナーを使用する乾式画像形成装置で用いられるトナーよりも微細である。そのため、一般に湿式画像形成装置は乾式画像形成装置よりも高画質な画像を形成することができる。
【０００３】
湿式画像形成装置では、印刷される画像の濃淡は、現像液中のトナーの濃度によって変化する。そのため、湿式画像形成装置は、印刷される画像を高品質に保つために、現像部に供給される前つまりタンク内に貯蔵される現像液中のトナーの濃度を定期的に求め、一定値に保つように構成される。このような湿式画像形成装置におけるトナー濃度の検出、調整システムは、例えば以下の特許文献１に開示される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７３０８８号公報
【０００５】
特許文献１に例示されるトナー濃度の検出、調整システムを使用してトナー濃度の検出や調整を行うためには、タンク内に貯蔵されている現像液の濃度分布が均一になっていることが要求される。
【０００６】
ここで、現像液を構成するトナーはキャリア液よりも比重が重い。そのため、現像液をそのまま放置しておくとトナーが沈降するといった現象が生じる。従って、例えば、湿式画像形成装置を前回使用時から時間をおいて再度使用する場合、上記のトナーの沈降現象を解消して確実に現像液の濃度分布を均一にするように現像液を攪拌しなければならない。さらに言えば、高精度な濃度検出や濃度調整、さらには高画質な画像形成を実現するためには、現像液の濃度分布を短時間で均一にする必要もある。
【０００７】
しかし、上記特許文献１の開示内容をはじめとする従来の構成は、あくまでも現像液の濃度分布が均一になっていることが前提となっており、以上のような課題について想定しているものはない。つまり、従来、トナーが沈降した状態にある現像液に好適な攪拌システムは提供されていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の事情に鑑み、湿式画像形成装置内に貯蔵される現像液の濃度分布を短時間で効率よく均一にすることができる現像液の攪拌システムおよび該攪拌システムを利用した現像液のトナー濃度調整システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る現像液の攪拌システムは、湿式画像形成装置が起動されると、該湿式画像形成装置内の貯蔵タンク内に貯蔵される現像液の攪拌を行う攪拌手段を持つ攪拌システムであって、起動直後から所定の条件を満たすまで駆動することにより、前記攪拌手段による攪拌を促進するための乱流を発生させる乱流発生手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の現像液の攪拌システムによれば、攪拌手段は、現像液内に位置するように配設される攪拌部材を有し、乱流発生手段は、攪拌部材を第一の方向に一定時間回転させた後第一の方向に対して逆転の第二の方向に回転させることにより、現像液内に乱流を発生させるように構成することができる。
【００１１】
請求項３に記載の現像液の攪拌システムによれば、所定の条件は、攪拌部材の回転が第一の所定時間経過したこと、攪拌部材の回転速度が所定速度に達したこと、攪拌部材の回転数が所定数に達したことのいずれか一つであることが望ましい。
【００１２】
請求項４に記載の現像液の攪拌システムによれば、攪拌は、乱流発生手段の駆動と略同時に開始することもできる。
【００１３】
また、請求項５に記載の現像液の攪拌システムによれば、乱流発生手段は、貯蔵タンク外部に設置された超音波振動器を有し、該超音波振動器により発生した超音波を貯蔵タンク内部に伝搬させることにより、現像液内で乱流を発生させるように構成しても良い。
【００１４】
請求項６に記載の現像液の攪拌システムによれば、超音波振動器は、貯蔵タンクの底面から超音波を伝搬させることが望ましい。
【００１５】
さらに、請求項７に記載の現像液の攪拌システムによれば、乱流発生手段は、貯蔵タンク外部に設置されたソレノイド機構を有し、該ソレノイド機構により貯蔵タンク外部に与えられた衝撃を貯蔵タンク内部に伝搬させることにより、現像液内で乱流を発生させるように構成しても良い。
【００１６】
請求項８に記載の現像液の攪拌システムによれば、ソレノイド機構は、前記貯蔵タンクの底面から衝撃を与えることが望ましい。
【００１７】
請求項９に記載の現像液の攪拌システムによれば、請求項４から請求項８に記載のような構成を採る場合、所定の条件は、乱流発生手段の駆動が第一の所定時間に達したこととするのがよい。
【００１８】
別の観点から、請求項１０に記載の現像液のトナー濃度調整システムは、上記の各特徴を有する現像液の攪拌システムと、攪拌手段を一定速度で回転させるために必要なトルクに基づき現像液のトナー濃度を検出する検出手段と、該トルクが所定のトナー濃度に対応する基準値と一致するようにトナー濃度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の現像液のトナー濃度調整システムによれば、検出手段は、攪拌システムにより現像液が第二の所定時間攪拌されてからトナー濃度を検出するように構成される。
【００２０】
また、請求項１２に記載の現像液のトナー濃度調整システムによれば、検出手段は、貯蔵タンク内にある現像液の温度および重量に基づいてトルクに所定の補正演算を行うことによりトナー濃度を検出することが望ましい。
【００２１】
別の観点から、請求項１３に記載の現像液の攪拌方法は、貯蔵タンク内に配設される攪拌手段を回転させることにより、該タンクに貯蔵される現像液を攪拌する現像液の攪拌方法であって、湿式画像形成装置の起動を検知する検知工程と、検知工程により起動を検知すると同時に、攪拌手段を第一の方向に回転させる第一の回転工程と、第一の回転工程が所定の条件を満たすと、攪拌手段を前記第一の方向とは逆転の第二の方向に回転させる第二の回転工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来のように攪拌により生じる回転力のみだけではなく、乱流発生手段により発生させた乱流も用いて現像液を攪拌する。従って、短時間で効率よく現像液の濃度分布を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図面を参照して本発明の実施形態のトナー濃度調整システム５００を搭載する湿式プリンタ１００を説明する。図１は、湿式プリンタ１００の構成を示す側断面図である。湿式プリンタ１００は、キャリア液中にトナーを含んだ現像液を現像ローラ表面に担持させて画像を形成する装置であって、コンピュータ等の外部機器から入力される文字・画像情報を、レーザビームを利用した電子写真法によって記録紙Ｐ１に印刷して出力する装置である。
【００２４】
湿式プリンタ１００は、文字・画像情報に応じて変調されたレーザ光を出力するレーザスキャニングユニット（Laser Scanning unit、以下、ＬＳＵと略記する。）３０と、該レーザ光の照射により感光ドラム上に形成された静電潜像を電子写真法によって現像して、トナー像を生成する現像ユニット５０と、現像ユニット５０で現像されたトナー像を転写位置において記録紙Ｐ１上に転写する転写ユニット７０と、搬送機構により搬送される記録紙Ｐ１上に転写されたトナー像を定着させる定着ユニット８０と、記録紙Ｐ１を搬送する搬送ユニット９０と、制御部５１０を有している。制御部５１０は、各ユニットを統括して制御し、さらには後に詳述するトナー濃度調整システム５００も制御している。
【００２５】
現像ユニット５０は、保持ローラ５１、計量ローラ５２、計量ローラブレード５２ａ、現像ローラ５３、現像ローラクリーニングブレード５３ａ、現像ローラ用帯電コロナ５４、ＬＳＵ３０からのレーザ光によって静電潜像が形成される感光ドラム５５、ハウジング５６、感光ドラム用帯電コロナ５７、スクイーズドローラ５８、搬送スクリュー５９を有する。
【００２６】
なお、図１において各ローラに付記した矢印は、本実施形態における各ローラの回転方向を示す。また、各ローラ５１、５２、５３、５５は、隣りあうもの同士が転接されている。
【００２７】
各ユニットの背面部には、後述するトナー濃度調整システム５００の一部構成が配設されている。図２はトナー濃度調整システム５００の概略構成を示すブロック図である。トナー濃度調整システム５００の具体的構成および作用については後に詳述する。トナー濃度調整システム５００から現像液パイプ４９を経由して供給された現像液は、現像ユニット５０のハウジング５６内部に注入される。
【００２８】
現像液パイプ４９から注入される現像液は、保持ローラ５１と計量ローラ５２の転接部近傍に液だまりを形成する。計量ローラ５２表面に塗布された現像液は、計量ローラ５２の回転方向と略対向する方向に沿って配設された計量ローラブレード５２ａによって均一厚さに整えられる。換言すれば、現像液は、回転中の計量ローラ５２と計量ローラブレード５２ａによって、常時適切な量に計量される。計量された現像液は、次いで現像ローラ５３に塗布される。
【００２９】
現像ローラ５３に担持された現像液のトナーは、プラスの電位を持ってキャリア液中に分散されている。現像ローラ用帯電コロナ５４にはプラスの高圧が印加されている。従って、プラスの電位を持つ現像液内のトナーは現像ローラ用帯電コロナ５４のプラス電位の電荷と反発し、現像ローラ５３側に移動し、現像ローラ５３上で圧縮された状態となる。
【００３０】
現像ローラ５３と転接状態にある感光ドラム５５表面は、感光ドラム用帯電コロナ５７により一様な電位に帯電された状態にある。より詳しくは、帯電状態にある感光ドラム５５表面は、現像ローラ用帯電コロナ５４により現像ローラ５３上に圧縮させられたトナーと同極性であってかつ該トナーよりも高い電位を持つ。
【００３１】
帯電状態にある感光ドラム５５表面は、ＬＳＵ３０から照射されたレーザ光によって走査される。照射された部分の電位は非照射部位に比べて下がる。この電位が下がった部分が静電潜像となる。現像ローラ５３表面において、帯電状態にある現像液のトナーは、感光ドラム５５の静電潜像の部分に吸着される。これにより静電潜像は現像され、トナー像が形成される。
【００３２】
なお、トナー像の形成に寄与せず、現像ローラ５３に残存した現像液は、現像ローラ５３の回転方向と略対向する方向に沿って配設された現像ローラクリーニングブレード５３ａによって掻き取られ、現像ローラ５３表面から適切に除去される。
【００３３】
感光ドラム５５表面に形成されたトナー像は、転写ユニット７０へ導かれる。なお、トナー像が転写ユニット７０に導かれる際、感光ドラム５５表面に残存している余分なキャリア液は、スクイーズドローラ５８によって回収される。
【００３４】
転写ユニット７０は、中間転写ローラ７１と二次転写ローラ７３とを有する。中間転写ローラ７１と上述した感光ドラム５５は、互いを転接された状態で配設されている。中間転写ローラ７１はトナーと逆極性の電圧が印加されている。従って、感光ドラム５５表面のトナー像は、感光ドラム５５と中間転写ローラ７１との転接部において、中間転写ローラ７１表面に転写される（一次転写）。二次転写ローラ７３は、記録紙Ｐ１の搬送路を挟んで中間転写ローラ７１と対向する位置に設置され、中間転写ローラ７１よりも高電圧の同極性の電圧が印加されている。そのため中間転写ローラ７１表面に転写されたトナー像は二次転写ローラ７３の方向に吸引される。上記の吸引作用によって、中間転写ローラ７１表面に転写されたトナー像は、搬送ユニット９０によって各転写ローラ７１、７３間に進入した記録紙Ｐ１に順次転写（印刷）される。
【００３５】
ここで、記録紙Ｐ１を搬送する搬送ユニット９０について詳説する。本実施形態の湿式プリンタ１００は、ロール状の記録紙Ｐ１を記録媒体として用いる。搬送ユニット９０は、ロール状の記録紙Ｐ１が設置されるロール軸９１、記録紙Ｐ１を搬送する給紙駆動ローラ９３、給紙駆動ローラ９３と転接する給紙従動ローラ９４、給紙駆動ローラ９３を駆動する駆動モータ９５、給紙センサ９７を有する。ロール状の記録紙Ｐ１は給紙駆動ローラ９３の回転に伴って、ロール軸９１を中心に回動し、各給紙ローラ９３、９４間を通過して搬送される。なお、記録紙Ｐ１が給紙センサ９７を通過したときを基準として、湿式プリンタ１００の制御部５１０により、ＬＳＵ３０の発光タイミングが算出される。これにより、記録紙Ｐ１への印刷は、常に記録紙Ｐ１における適切な位置になされる。印刷された記録紙Ｐ１は、次いで定着ユニット８０に向かって搬送される。
【００３６】
定着ユニット８０は、ヒートローラ８１とプレスローラ８２を有する。各ローラ８１、８２は、搬送路を挟んで対向した位置に設置されている。記録紙Ｐ１は、加熱状態にあるヒートローラ８１とプレスローラ８２により加熱および加圧される。このような定着ユニット８０の加熱作用および加圧作用によって、記録紙Ｐ１上のトナー像は記録紙Ｐ１に定着される。定着ユニット８０によりトナー像が定着された記録紙Ｐ１は、湿式プリンタ１００外部に排出される。
【００３７】
上述した一連の画像形成過程において、各ブレード５２ａ、５３ａ、スクイーズドローラ５８等により各ローラから除去、回収された現像液、つまり画像形成に使用されなかった現像液は、ハウジング５６下部に位置する搬送パイプ５９によって、貯蔵タンク２に搬送される。なお、搬送パイプ５９は、図示しないスクリューが配設されており、該スクリューによって安定した現像液の搬送が実現される。このように湿式プリンタ１００では、現像液を循環させて使用している。
【００３８】
次に、現像液のトナー濃度が一定になるように調整し、現像ユニット５０に該現像液を供給するトナー濃度調整システム５００について、図２を参照しつつ詳述する。トナー濃度調整システム５００は、システム基板１、貯蔵タンク２、温度センサ３、重量センサ４、攪拌部５、モータドライバ６、現像液補充用ボトル７、キャリア液補充用ボトル８、バルブ部９を有する。
【００３９】
システム基板１は、図１に示す制御部５１０の一部を構成する。システム基板１は、メインＣＰＵ１１、メモリ１２、温度センサ入力部１３、重量センサ入力部１４、電源回路１５、電流検出部１６を有する。
【００４０】
貯蔵タンク２は、現像ユニット５０に供給される現像液を貯蔵する。前述した現像液の循環が実現されるように、貯蔵タンク２には、現像液パイプ４９、搬送パイプ５９が設けられている。また、後述の重量センサ４による現像液の重量計測を可能にするため、貯蔵タンク２は、図示しないガイド部によって、鉛直方向に揺動自在に保持されている。
【００４１】
温度センサ３は、貯蔵タンク２内に貯蔵されている現像液の温度を計測するためのセンサである。温度センサ３は、貯蔵タンク２内部であって、現像液パイプ４９による現像液の汲み上げや、後述する攪拌部５の攪拌動作の妨げとならない位置に配設されている。温度センサ３は、システム基板１内の温度センサ入力部１３を介してメインＣＰＵ１１に接続されている。温度センサ入力部１３は、温度センサ３からの出力に基づき、現在の貯蔵タンク２内の温度を計測する。
【００４２】
重量センサ４は、貯蔵タンク２内の現像液の重量を計測するためのセンサである。例えば、本実施形態の重量センサ４は、貯蔵タンク２の底部に当接し、貯蔵される現像液の量に応じて貯蔵タンク２が鉛直方向に揺動することにより変位する当接部、および該当接部の変位を電流値に変換するＬＣ共振回路を有する。重量センサ４は、システム基板１内の重量センサ入力部１４を介してメインＣＰＵ１１に接続されている。重量センサ入力部１４は、重量センサ４からの出力に基づき、現在貯蔵タンク２内にある現像液の重量を計測する。
【００４３】
攪拌部５は、攪拌用モータ５ａ、回転軸５ｂ、スクリュー５ｃを有する。回転軸５ｂは、一端がモータ５ａに取り付けられ他端が貯蔵タンク２内へ延出している。該他端には、スクリュー５ｃが取り付けられている。攪拌用モータ５ａは、モータドライバ６を介してシステム基板１に接続されている。システム基板１のメインＣＰＵ１１がモータドライバを介して攪拌用モータ５ａを回転させると、該回転は、回転軸５ｂを介してスクリュー５ｃに伝達され、スクリュー５ｃが回転する。これにより、貯蔵タンク２内の現像液が攪拌され、常に均一な濃度分布にすることができる。
【００４４】
現像液補充用ボトル７は、バルブ部９を介して貯蔵タンク２に現像液を供給する。キャリア液補充用ボトル８は、バルブ部９を介して貯蔵タンク２にキャリア液を供給する。バルブ部９は、システム基板１のメインＣＰＵ１１の制御下、必要に応じて一方または双方のボトルから貯蔵タンク２への各流路を開放または閉鎖する。
【００４５】
以下、トナー濃度調整システム５００が行う該トナー濃度の検出処理および該トナー濃度の調整処理について詳述する。
【００４６】
ここで、本発明に係るトナー濃度調整システムが、高精度でトナー濃度検出や調整をすることができるという根拠を説明する。本発明をするにあたり、本出願人は、現像液のトナー濃度が、貯蔵タンク内の現像液の粘度に対応していることに着目した。加えて、該粘度は現像液の重量および温度の双方に依存していること、および該粘度はタンク内の現像液を攪拌する攪拌モータを一定速度で駆動するために必要なトルクとして検出可能であることを見出した。このような粘度の特徴を踏まえ、本発明に係るトナー濃度調整システムは、トルク−温度特性およびトルク−重量特性を利用して、検出したトルクに対して所定の演算を行う。そして温度依存性および重量依存性を有さない補正トルクを算出する。該補正トルクは、換言すれば温度依存性および重量依存性を有さない粘度であり、現像液のトナー濃度に対応する値である。従って、該補正トルクを求めることにより、高精度なトナー濃度検出が実現される。また、該補正トルクを、画像形成に好適な基準濃度に対応する基準トルクに一致させるように負帰還制御することにより、高精度なトナー濃度調整が実現される。
【００４７】
上記の検出処理および調整処理を行うにあたり、まず以下に説明する初期キャリブレーション処理が行われる。図３は、初期キャリブレーション処理の流れを示すフローチャートである。なお、初期キャリブレーション処理は、湿式プリンタ１００の出荷時や部品交換時等に行う初期設定の際にのみ行えば足り、必ずしも画像形成処理毎に行わなくてもよい。
【００４８】
まず、基準温度下において基準濃度となるように調製された現像液が空の状態の貯蔵タンク２に基準重量だけ注入される（Ｓ１）。現像液の注入は、ユーザが直接行うことも可能であるが、本実施形態では、自動化されている。例えば、ユーザが初期キャリブレーション処理の開始を指示する所定の操作を行うと、メインＣＰＵ１１がバルブ部９を駆動し、現像液補充用ボトル７と貯蔵タンク２間の流路を開放する。ここで、現像液補充用ボトル７内には、基準濃度を有する現像液が貯蔵されているものとする。メインＣＰＵ１１は、重量センサ入力部１４により計測される重量が上記基準重量になると、バルブ部９を駆動し上記流路を閉鎖させる。
【００４９】
基準温度下において基準濃度となるように調製された現像液が貯蔵タンク２内に基準重量だけ貯蔵されると、次いで、メインＣＰＵ１１は、電源回路１５からモータドライバ６に電源を供給し、攪拌部５を駆動させる。これにより、貯蔵タンク２内の現像液がまんべんなく攪拌され、均一な濃度分布になる（Ｓ３）。
【００５０】
Ｓ３において、メインＣＰＵ１１は、攪拌部５（より正確には攪拌用モータ５ａ）が常に一定の速度で駆動するようにモータドライバ６を駆動制御する。攪拌部５は、一定速度で駆動するためには、貯蔵タンク２内の現像液の濃度に対応したトルクを必要とする。トルク変化は、電源回路１５からモータドライバ６に流れる電流変化として表れる。そこで、本実施形態では、電流検出部１６を設け、電源回路１５からモータドライバ６に流れる電流を検出している。
【００５１】
つまり、Ｓ３における一定速度での攪拌が実行されると、メインＣＰＵ１１は、次いで電流検出部１６からの出力信号に基づいて、現在のトルクＤａを検出する（Ｓ５）。ここで、もし貯蔵タンク２内の温度が基準温度であれば、トルクＤａは、基準温度、基準重量という条件を満たす現像液の濃度つまり基準濃度に対応する基準トルクＤｒｅｆとして定義される。基準トルクＤｒｅｆは、以降に説明する濃度調整時に目標値として設定される。
【００５２】
しかし、一般に貯蔵タンク２内の温度は必ずしも基準温度と一致するとは限らない。そこでメインＣＰＵ１１は、現在温度に基づきトルクＤａに対して補正演算を行い基準トルクＤｒｅｆを算出する（Ｓ７〜Ｓ９）。具体的には、メインＣＰＵ１１は、温度センサ入力部１３に、温度センサ３からの出力に基づいて貯蔵タンク２の現在温度（正確には貯蔵タンク２内の現像液の温度）ｔを計測させる（Ｓ７）。そして、計測結果に基づき温度係数Ｋｔを算出する（Ｓ９）。ここで、温度係数とは、メインＣＰＵ１１が実際に検出したトルク（ここではトルクＤａ）の温度依存性を打ち消すような係数をいう。
【００５３】
具体的にはメインＣＰＵ１１は、トルク−温度特性を利用しつつ以下のようにして温度係数Ｋｔを算出する。図４は、トルク−温度特性の一例を示すグラフである。図４実線に示すように、トルク−温度特性は曲線を描く。従って、温度係数Ｋｔは、該曲線を直線補間してから求める。
【００５４】
メモリ１２には予め、図４実線に示すトルク−温度特性に基づき、基準温度から±ｎ℃刻みで定義される複数の規定温度と各規定温度に対応する温度係数からなる温度−温度係数テーブルが記憶されている。具体的には、図４実線に示す特性が、図４破線で示すように傾きが略０の略直線として表されるように、各規定温度に対応する温度係数を算出し、各規定温度と各温度係数を関連づけることにより該テーブルを生成する。温度−温度係数テーブルは例えば図５に示される。図５に示すテーブルは、２５℃を基準温度とし、かつｎ＝５に設定している。従って、２５℃の時の温度係数は１に設定されている。なお、ｎの値は、５に限定されるものではない。５より大きくすれば、一連の演算処理が高速化し、５よりも小さくすればより高精度なトナー濃度検出、調整が実現される。
【００５５】
メインＣＰＵ１１は、Ｓ７において現在温度ｔを計測すると、メモリ１２から図５に示す温度−温度係数テーブルを読み出しつつ、以下の式を用いて温度係数Ｋｔを決定する。
Kt＝(t-t1)×(K2-K1)÷(t2-t1)+K1
ただし、ｔ１は、温度ｔに直近する低温側の規定温度、
ｔ２は、温度ｔに直近する高温側の規定温度、
Ｋ１は、温度ｔ１に対応する温度係数、
Ｋ２は、温度ｔ２に対応する温度係数、を表す。
【００５６】
例えば、温度ｔが２３℃であった場合、図５に示す温度−温度係数テーブルより、ｔ１＝２０、ｔ２＝２５、Ｋ１＝０．９５７、Ｋ２＝１．０００となる。従って、温度係数Ｋｔは、上記式より、０．９８３と決定される。
【００５７】
Ｓ９により温度係数Ｋｔが決定されると、次いでメインＣＰＵ１１は、基準トルクＤｒｅｆを算出する（Ｓ１１）。基準トルクＤｒｅｆは、トルクＤａに温度係数Ｋｔを乗じることにより求まる。次いで、メインＣＰＵ１１はＳ１１で算出された基準トルクＤｒｅｆをメモリ１２に保存する（Ｓ１３）。Ｓ１３の処理が完了すると、メインＣＰＵ１１は初期キャリブレーション処理が完了したと判断する。
【００５８】
なお、初期キャリブレーション処理では、Ｓ１において貯蔵タンク２内には必ず基準重量の現像液が注入される。従って、基準トルクＤｒｅｆを算出にあたって重量に関する補正演算は行うには及ばない。
【００５９】
以上の初期キャリブレーション処理を行うことにより、湿式プリンタ１００毎の個体差をなくすような基準トルクＤｒｅｆが算出される。従って、いずれの湿式プリンタ１００であっても個体差を無視したより精度の高い濃度検出や濃度調整が可能になる。
【００６０】
ただし、上記の初期キャリブレーション処理を行う時間や処理負担を軽減するという目的を重視するのであれば、メモリに各プリンタに共通な基準トルクＤｒｅｆを予め記憶させておくことも可能である。この場合、製造段階において同一ロット内に属するいくつかの湿式プリンタを任意に抽出し、各々に対して上記初期キャリブレーション処理を行う。そして、各湿式プリンタ内のトナー濃度調整システムで算出された基準トルクの平均を当該ロットに属する全製品の共通となる基準トルクＤｒｅｆと決定すればよい。
【００６１】
図６は、本実施形態のトナー濃度調整システムにおけるトナー濃度検出、調整処理の流れを示すフローチャートである。トナー濃度検出、調整処理は、画像形成処理中に継続的に、または任意のタイミングで実行される。
【００６２】
トナー濃度検出、調整処理を行うメインＣＰＵ１１は、まず攪拌部５を一定速度で駆動して、貯蔵タンク２内にある現像液を攪拌させる（Ｓ３１）。これにより、タンク内のトナー濃度分布が均一になる。
【００６３】
次いで、メインＣＰＵ１１は、現在、攪拌部５が一定速度で回転駆動するために必要な現在のトルクＤｂを検出する（Ｓ３３）。具体的には、メインＣＰＵ１１は、上記初期キャリブレーション処理におけるＳ５と同様に、電流検出部１６からの出力信号に基づいてトルクＤｂを検出する。
【００６４】
次いで、メインＣＰＵ１１は、現在の温度ｔを計測し、該温度ｔに対応する温度係数Ｋｔを算出、決定する（Ｓ３５、Ｓ３７）。なお、Ｓ３５、Ｓ３７の処理は、上記初期キャリブレーション処理におけるＳ７、Ｓ９と同一の処理であるため該当記載を参照し、ここでの説明は省略する。
【００６５】
次いでメインＣＰＵ１１は、重量センサ入力部１４からの出力に基づき、現在の貯蔵タンク２内の現像液の重量ｖを計測する（Ｓ３９）。そして、メインＣＰＵ１１は、現在の重量ｖに基づき、重量係数Ｋｖを決定する。
【００６６】
ここで、重量係数とは、メインＣＰＵ１１が実際に検出したトルク（ここではトルクＤｂ）の重量依存性を打ち消すような係数をいう。具体的にはメインＣＰＵ１１は、トルク−重量特性を利用して重量係数を決定する。
【００６７】
トルク−重量特性は、実測結果より、略比例関係として表されることが判明した。そこで、メインＣＰＵ１１は、トルク−重量特性が傾き０の直線として表されるように、重量係数Ｋｖを決定する。具体的には、トルク−重量特性において重量ｖに対応するトルクを求め、該トルクが基準重量に対応するトルク（つまり基準トルクＤｒｅｆ）と一致するための係数を重量係数Ｋｖとする。
【００６８】
重量係数Ｋｖを決定すると、メインＣＰＵ１１は、補正トルクＤ’を算出する（Ｓ４３）。補正トルクＤ’は、以下の式により算出される。
Ｄ’＝Ｄｂ×Ｋｔ×Ｋｖ
【００６９】
なお、上述したトルクと粘度の関係および粘度とトナー濃度の関係より、補正トルクＤ’は、現在のトナー濃度を示す値である。よって、以上説明したＳ３１〜Ｓ４３までの一連の処理がトナー濃度検出処理に該当する。従って、図２に示す各部位から、Ｓ３１〜Ｓ４３の処理を実行するために必要な部位を抽出すれば高精度なトナー濃度の検出が可能なトナー濃度検出システムが構成される。
【００７０】
次いで、メインＣＰＵ１１は、Ｓ４３で算出された補正トルクＤ’と基準トルクＤｒｅｆが一致するか否かを判断する（Ｓ４５）。メインＣＰＵ１１は、補正トルクＤ’が基準トルクＤｒｅｆと一致すれば、現在貯蔵タンク２内にある現像液は画像形成処理に好適な基準濃度を有していると判断し、特段の濃度調整を行うことなくＳ３１以降を繰り返す（Ｓ４５：ＹＥＳ）。
【００７１】
Ｓ４５において、補正トルクＤ’が基準トルクＤｒｅｆと一致していないと判断した場合、メインＣＰＵ１１は濃度調整を行う（Ｓ４５：ＮＯ、Ｓ４７）。
【００７２】
本実施形態のような湿式プリンタ１００では、印字によりトナーのみならずキャリア液も常時消費される。詳しくは、トナーの消費量およびキャリア液の消費量は、印字率により変化し、印字率が高い場合には、各消費量は多くなる。ただし、１ページあたりの印字率（べた塗りを１００％とした場合の印字の割合をいう）が３０％程度の一般的な印字処理の場合、トナーの消費量よりもキャリア液の消費量の方が多い。従って、通常、Ｓ４５で行われる濃度調整は、キャリア液補充用ボトル８からキャリア液を補充して、貯蔵タンク２内の濃度を希釈すれば足りる。
【００７３】
しかし、例外的に、印字率が上昇する（印字データの増加）等により、トナーの消費量がキャリア液の消費量よりも多くなってしまう、つまり貯蔵タンク２内の濃度が必要以上に薄くなる現象も想定される。該現象が起こると、所定の濃度での印字が保証されなくなるため好ましくない。そのため、本実施形態のメインＣＰＵ１１は、Ｓ４５において、貯蔵タンク２内の濃度の明らかな低下を検知する（Ｄ’＜Ｄｒｅｆと判断する）と、強制的に印字データがない状態で印字を行ういわゆる白紙印字処理を行う。これにより現像液内のキャリア液のみを消費して、貯蔵タンク２内の濃度が必要以上に低下しないように調整している。
【００７４】
なお、濃度低下時の調整は、上記のような白紙印字処理の他にも、印字データが貯蔵タンク２内の濃度の急激な低下を招く程度の量である場合、メインＣＰＵ１１が当該印字データに関する印字処理を中止するエラー処理を行うことによっても達成される。
【００７５】
このような濃度調整を行った後、メインＣＰＵ１１は、Ｓ３１以降の処理を繰り返す。以上が本実施形態のトナー濃度調整システムにより実行されるトナー濃度検出、調整処理である。
【００７６】
なお、一般に、継続して画像形成処理を行っていない、換言すれば電源がオフ状態の湿式プリンタ１００における貯蔵タンク２内の現像液は、トナーが沈降しており、濃度分布が均一ではない。そこで、図３に示す初期キャリブレーション処理におけるＳ３、図６に示すトナー濃度検出、調整処理におけるＳ３１で行われる現像液の攪拌は、短時間で貯蔵タンク２内の濃度分布を均一にすべく、以下のような特徴を有する。
【００７７】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の攪拌処理を説明するための図である。また、図８は、以上の攪拌の処理に関する一連の流れを示すフローチャートである。図７（Ａ）は、電源がオフ状態の湿式プリンタ１００における貯蔵タンク２内を表す模式図である。なお、図示の簡略化のため図７（Ａ）は、攪拌処理に関係する部位のみ抽出して示している。また、ハッチングは現像液内のトナーの分布を表す。ハッチングが細かい程、トナーが多く存在していることを意味する。図７（Ｂ）〜（Ｃ）においても同様である。
【００７８】
図７（Ａ）に示すように、電源がオフ状態の湿式プリンタ１００における貯蔵タンク２内は、トナーが沈降した状態にある。この状態において、湿式プリンタ１００の電源がオンされると（Ｓ５１：ＹＥＳ）、図７（Ｂ）に示すようにメインＣＰＵ１１は、第一の回転方向ｒ１に攪拌部５のスクリュー５ｃを回転させる（Ｓ５３）。本実施形態では、攪拌用モータ５ａから貯蔵タンク２を俯瞰したとき、第一の回転方向ｒ１は反時計回りである。スクリュー５ｃの第一の回転方向ｒ１への回転により、貯蔵タンク２内の現像液には、第一の水流ｗ１が生じる。
【００７９】
図７（Ｂ）に示すように、トナーが沈降している状態において、攪拌部５を第一の方向ｒ１に回転させたとしても、該トナーが沈降している現像液下層の比重が大きい。そのため、現像液内で発生する第一の水流ｗ１は比較的小規模なものとなり、トナー沈降領域近辺を攪拌するに留まる。従って、該現像液全域を一定速度で円滑に攪拌したり、さらには均一なトナー濃度分布にしたりするには長時間要してしまい非効率的である。また、上記の濃度検出、調整処理では、現像液全体を一定速度で攪拌することが効果的な濃度検出、調整を実現するための条件となるため、より短時間で図７（Ｂ）に示す状態を解消する必要がある。
【００８０】
そこで、本実施形態のメインＣＰＵ１１は、所定の条件を満たすまで、スクリュー５ｃを第一の回転方向ｒ１に回転させる（Ｓ５５）。所定の条件には、スクリュー５ｃの第一の回転方向ｒ１への回転が所定時間（第一の所定時間）行われたこと、スクリュー５ｃの第一の回転方向ｒ１への回転が所定の回転数に達したこと、スクリュー５ｃの第一の回転方向ｒ１への回転が所定の速度に達したこと、等が例示される。そして、所定の条件を満たしたと判断すると（Ｓ５５：ＹＥＳ）、メインＣＰＵ１１は、図７（Ｃ）に示すように、第一の回転方向ｒ１とは逆回転に相当する第二の回転方向ｒ２にスクリュー５ｃを回転させる（Ｓ５７）。本実施形態では、攪拌用モータ５ａから貯蔵タンク２を俯瞰したとき、第二の回転方向ｒ２は時計回りである。スクリュー５ｃの第二の回転方向ｒ２への回転により、貯蔵タンク２内の現像液には、第一の水流ｗ１を逆転した第二の水流ｗ２が生じる。このとき、第一の水流Ｗ１と第二の水流ｗ２が衝突し、乱流を発生させる。
【００８１】
ここで、Ｓ５５における所定の条件について説明を加える。所定の条件は、上述した回転時間、回転速度、回転数のいずれを判断対象とする場合であっても、以下のように設定する必要がある。すなわち、スクリュー５ｃの回転方向を逆転させたことにより、沈降していたトナーが現像液中に散布されるような、攪拌を効果的に促進する規模の乱流の発生を保証するような条件である必要がある。
【００８２】
該乱流により、図７（Ｃ）に示すように、沈降していたトナーが一斉に現像液内に散布される。これに伴い、発生中の第二の水流ｗ２も大規模となり、現像液全域にわたって攪拌することが可能になる。この状態で攪拌を継続し所定時間経過後（第二の所定時間）、直ちに上記の濃度検出や調整に関する一連の処理を実行することが可能になる。上記の第二の所定時間は、予め初期設定時等に濃度分布が均一になるまでの平均時間を算出し、該平均時間を設定しておけばよい。なお、第二の所定時間の代替として、所定速度または所定の回転数に達した時点で濃度検出や調整に関する一連の処理を実行するように構成しても良い。
【００８３】
このように、本実施形態では、貯蔵タンク２内の現像液の攪拌に関し、攪拌部を常時一定方向へ回転させるのではなく、一度回転方向の正逆を切り換えて貯蔵タンク２内の現像液に乱流を発生させている。これにより、該現像液のトナーが沈降していたとしても、効率よく濃度分布を均一にすることができ、しかも短時間で現像液を一定速度で攪拌する状態を作り出すことができる。
【００８４】
以上が本発明の実施形態である。本発明に係るトナー濃度調整システムは、上記実施形態の構成に限定されることなく、例えば以下のような構成を採っても上記と同様の効果を奏する。
【００８５】
例えば、上記初期キャリブレーション処理における、Ｓ５とＳ７、Ｓ９との処理は処理順序を変更することも可能である。上記トナー濃度検出、調整処理におけるＳ３５、Ｓ３７とＳ３９、Ｓ４１との処理の順序に関しても同様である。
【００８６】
また、上記実施形態では、短時間で効率よく現像液を攪拌するための乱流発生手段として、攪拌部５の回転制御を利用しているが、本発明に係る攪拌システムでは、これに限定するものではない。例えば、乱流発生手段として以下の図９、図１０のような構成を採用することもできる。
【００８７】
図９は、乱流発生手段として超音波振動器７１を利用する変形例の構成を示す。図９に示す変形例は、超音波振動器７１により生じた超音波振動を利用して現像液内に乱流を発生させている。詳しくは、図９において、超音波振動器７１は、図示しないがシステム基板１に接続されており、上記実施形態における攪拌処理（Ｓ３、Ｓ３１）に連動して駆動制御される。また、超音波振動器７１は、貯蔵タンク２の底面を介して超音波振動をタンク内部の現像液に伝搬する。このように構成することによってトナーの沈降領域に効率よく超音波振動を伝搬させて、乱流を効果的に発生させることができる。図９に示す変形例の場合、貯蔵タンク２は、超音波を貯蔵タンク内へ伝導する金属製の材料で構成される。なお、底面に重量センサ４が配設される構成の場合、超音波振動器７１と重量センサ４が互いに空間的に干渉することなく、かつ互いが効果的に機能するように配置、構成される。なお、図９における超音波振動器７１は、一つのみ示しているが、複数個配設することも可能である。
【００８８】
図１０は、乱流発生手段としてソレノイド機構７２を利用する別の変形例の構成を示す。図１０に示す変形例は、ソレノイド機構７２を駆動させて、貯蔵タンク２外部から内部へ衝撃を与えることによって、現像液内に乱流を発生させている。ソレノイド機構７２は、上記超音波振動器７１と同様、システム基板１に接続されており、上記実施形態における攪拌処理（Ｓ３、Ｓ３１）に連動して駆動制御される。ソレノイド機構７２は、貯蔵タンク２の底面に断続的または連続的に衝撃を加える。該衝撃が貯蔵タンク２内部に伝搬することにより、現像液に乱流を発生させることができる。なお、ソレノイド機構の配置位置や配置個数は上記の超音波振動器７１と同様である。
【００８９】
また、温度係数を算出する際に使用する温度−温度係数テーブルには、単にトルクの温度依存性だけでなく、湿式プリンタ１００、より詳しくは濃度調整システムを構成する各部位の温度依存性も打ち消すような補正値を温度係数として設定することも可能である。図５に示す温度−温度係数テーブルに基づき、さらに各部位の温度依存性も打ち消すような補正を加えたテーブルを、図１１に示す。図１１に示すように、変形例のテーブルに設定された温度係数は、基準温度である２５℃に関連づけられた値が１ではない等、図５に示すテーブルに設定された温度係数に対して補正が加えられていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態の湿式プリンタの全体構成を示す側断面図である。
【図２】実施形態のトナー濃度調整システムの構成を示す概略図である。
【図３】実施形態のメインＣＰＵの、初期キャリブレーション処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】湿式プリンタにおけるトルク−温度特性を示すグラフである。
【図５】実施形態の温度−温度係数テーブルを示す図である。
【図６】実施形態のメインＣＰＵの、トナー濃度調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態の攪拌に関する処理を説明するための図である。
【図８】実施形態の攪拌に関する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施形態の変形例を示す図である。
【図１０】実施形態の変形例を示す図である。
【図１１】実施形態の温度−温度係数テーブルの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  システム基板
１１  メインＣＰＵ
１３  温度センサ入力部
１４  重量センサ入力部
１６  電流検出部
２  貯蔵タンク
３  温度センサ
４  重量センサ
５  攪拌部
７１  超音波振動器
７２  ソレノイド機構
１００  湿式プリンタ
５００  トナー濃度調整システム
【図１】
2008309846.tif 000003
【図２】
2008309846.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008309846.tif 000006
【図５】
2008309846.tif 000007
【図６】
2008309846.tif 000008
【図７】
2008309846.tif 000009
【図８】
2008309846.tif 000010
【図９】
2008309846.tif 000011
【図１０】
2008309846.tif 000012
【図１１】
2008309846.tif 000013