(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像担持体と、
液体現像剤収容部の液体現像剤を用いて現像剤担持体に液体現像剤薄層を形成し、該液体現像剤薄層によって該画像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像手段と、
顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
該画像担持体へ現像されなかった未現像液体現像剤と、該記録媒体に転写されなかった未転写液体現像剤とを該液体現像剤収容部に回収して再利用する液回収手段と、
該液体現像剤収容部の液体現像剤の濃度を検出する液濃度検出手段とを有する湿式画像形成装置において、
上記記録媒体毎に形成される画像の画像面積率を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された画像面積率の数値に基づいて、上記液回収手段で回収された液体現像剤が注入された後の上記液体現像剤収容部の液濃度を予測する演算処理部と、
該演算処理部で予測された液濃度と、上記液濃度検出手段で検出された液濃度とを比較する比較手段と、
該比較手段で比較した液濃度の差が所定数値以上のときに、該液濃度検出手段が誤検出していると判断する判断手段とを有することを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の湿式画像形成装置において、
上記現像手段で用いられる液体現像剤の基準濃度をあらかじめ設定しておき、
上記記録媒体上に形成される画像の画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最大値と該基準濃度との差、または、画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最小値と該基準濃度との差のうちいずれか小さい方の値以下の数値に、上記所定数値の大きさを設定したことを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の湿式画像形成装置において、
上記演算処理部で予測された液濃度と、上記液濃度検出手段で検出された液濃度とが、
予測された液濃度−検出された液濃度<０
の関係を満たすときに、上記判断手段は上記液濃度検出手段が誤検出していると判断することを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の湿式画像形成装置において、
上記演算処理部で演算に使用される画像面積率の数値として、上記記憶手段に記憶された２０以上の画像面積率の平均値を用いることを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の湿式画像形成装置において、
上記液濃度検出手段が、光学センサと、濃度検出対象の液を互いに異なる複数の厚み分を有するように形成して担持する液担持部材とを備え、
液濃度検出用のデータとして、該液担持部材に担持された該複数の厚み分について該光学センサの出力データの積分値を用いることを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の湿式画像形成装置において、
上記液担持部材を、段階的に径が変化する１つの円盤部と、該円盤部を両側から挟み、かつ、該円盤部の最大径よりも大きい径を有する同径の２つの円盤部とが一体形成されたローラ状部材を用いて構成すると共に、
該ローラ状部材を回転させる回転駆動手段を設けたことを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の湿式画像形成装置において、
上記ローラ状部材に担持された液の膜厚を規制する膜厚規制部材と、該液を濃度検出後にクリーニングするクリーニング部材と、該クリーニング部材によってクリーニングされた液を回収して搬送する液搬送経路とを備え、かつ、これらを全て一体物として構成したことを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７の湿式画像形成装置において、
上記判断手段により上記液濃度検出手段が誤検出していると判断したときに、
上記ローラ状部材を、液濃度検出時の回転方向と逆方向に所定角度回転させるように制御する制御手段を有することを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の湿式画像形成装置において、
上記液体現像剤として、
固形分濃度が５[％]以上、４０[％]以下に分散され、且つ、
粘性が１００[ｍＰａｓ]以上、１００００[ｍＰａｓ]以下
の液体現像剤を用いたことを特徴とする湿式画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの湿式画像形成装置に係り、詳しくは、画像担持体と、液体現像剤収容部の液体現像剤を用いて現像剤担持体に液体現像剤薄層を形成し、該液体現像剤薄層によって該画像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像手段と、顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、該画像担持体へ現像されなかった未現像液体現像剤と、該記録媒体に転写されなかった未転写液体現像剤とを該液体現像剤収容部に回収して再利用する液回収手段と、該液体現像剤収容部の液体現像剤の濃度を検出する液濃度検出手段とを有する湿式画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の湿式画像形成装置の現像装置としては、特開平７−２４４４３３号公報において、現像ローラと現像ローラへの液供給手段とを液貯蔵手段に内設し、現像ローラと液供給手段と液貯蔵手段との一体化を図ったものが開示されている。
【０００３】
上記現像装置の、一つの形態としては図８に示すように、液体現像剤１が貯蔵された貯蔵手段であるタンク２と、タンク２に貯蔵された液体現像剤１に浸漬して配置された供給手段３と、現像ローラ４と、規制ブレード５と、拭き取りブレード６とを有する。
【０００４】
供給手段３は、現像ローラ４と略同じ長さを有するギア状ロール対８，９と、ギア状ロール対８，９を覆うケース１０とを有しており、ギア状ロール対８，９をお互いに反対方向に回転させることで、タンク２に貯蔵された液体現像剤１を汲み上げ、現像ローラ４に供給する。現像ローラ４に供給された液体現像剤１は、規制ブレード５によって層厚が調整された後に、静電潜像形成ドラム７に当接して、静電潜像形成ドラム7上の静電潜像を顕像化する。現像に使用されなかった現像ローラ４上の液体現像剤１は拭き取りブレード６によって拭き取られる。尚、タンク２と、供給手段３と、現像ローラ４と、規制ブレード５と、拭き取りブレード６とは、一つのカートリッジ内に設けられており、一度に交換が可能である。また、現像ローラ４と、静電潜像形成ドラム７とは、それぞれ図示しない駆動装置により回転駆動される。
【０００５】
上記特開平７−２４４４３３号公報で開示された現像装置では、静電潜像形成ドラム７上の顕像は直接、もしくは、中間転写体に一旦転写された後に転写材に転写される。転写材に転写されなかた未転写液体現像剤は図示しないクリーニング装置でクリーニングされて廃棄される。このように未転写液体現像剤は廃棄されてしまうため、ランニングコストがアップする要因となっていた。
また、上記現像装置では、現像装置内の液体現像剤の濃度検出や濃度調整を行っていないため、液体現像剤濃度を安定に維持することが困難であった。
【０００６】
そこで、本出願人は特願平１１−３０３８９０号において、画像形成にあたって潜像担持体や中間転写体に付着したものの、最終的に転写材へ転写されなかった未転写液体現像剤を回収して現像に再利用する湿式画像形成装置を提案している。未転写液体現像剤は現像工程や転写工程でトナーやキャリア液が消費されているため、液濃度が変化している。このため、未転写液体現像剤を現像に再利用すると、現像装置内の液体現像剤濃度が変化してしまい、所望の画像濃度が得られない場合がある。そこで、上記特願平１１−３０３８９０号において提案した湿式画像形成装置では、光学式センサを用いた液濃度検出手段を設けて現像装置内の液体現像剤の濃度を検出し、この検出結果に基づいて液体現像剤あるいはキャリア液を供給して液体現像剤の濃度を所定の値となるように制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、液体現像剤中に、混入した紙粉やホコリ、もしくはトナーの粗大粒子などが存在すると、光学式センサが誤検出してしまい液濃度検出手段で正確な液体現像剤濃度を検出できない場合があった。この液濃度検出手段の検出結果に基づいて濃度調整を行うので、液濃度検出手段が誤検出すると、現像装置内の液体現像剤の濃度が所定濃度に保たれず、形成される画像の濃度が薄過ぎたり、濃過ぎたりして高品質な画像が得られなくなってしまう。液濃度検出手段を複数設けて互いに検出値を比較することで誤検出を防止することも考えられるが、現像装置のコストアップや大型化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で液体現像剤濃度の誤検出を判断することができる湿式画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像担持体と、液体現像剤収容部の液体現像剤を用いて現像剤担持体に液体現像剤薄層を形成し、該液体現像剤薄層によって該画像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像手段と、顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、該画像担持体へ現像されなかった未現像液体現像剤と、該記録媒体に転写されなかった未転写液体現像剤とを該液体現像剤収容部に回収して再利用する液回収手段と、該液体現像剤収容部の液体現像剤の濃度を検出する液濃度検出手段とを有する湿式画像形成装置において、上記記録媒体毎に形成される画像の画像面積率を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された画像面積率の数値に基づいて、上記液回収手段で回収された液体現像剤が注入された後の上記液体現像剤収容部の液濃度を予測する演算処理部と、該演算処理部で予測された液濃度と、上記液濃度検出手段で検出された液濃度とを比較する比較手段と、該比較手段で比較した液濃度の差が所定数値以上のときに、該液濃度検出手段が誤検出していると判断する判断手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
この湿式画像形成装置では、記憶手段に記憶された画像面積率に基づいて演算処理部で予測された液濃度と、上記液濃度検出手段で検出された液濃度とを比較して、比較した液濃度の差が所定数値以上のときに、該液濃度検出手段が誤検出していると判断する。ここで、上記画像面積率は画像データから容易に求めることができる。また、上記記憶手段、演算処理部、比較手段、及び、判断手段は、例えば湿式画像形成装置に既に備えられたプログラマブルコントローラを用い、該プログラマブルコントローラのシーケンス上で実行することにより、上記液濃度検出手段の誤検出を判断するための特別な装置を別途設けなくてもよい。よって、例えば液濃度検出手段を２つ設け、互いに検出値を比較して誤検出を判断する場合に比べ、低コスト化及び省スペース化が可能となり、簡易な構成で液濃度検出手段の誤検出を判断することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の湿式画像形成装置において、上記現像手段で用いられる液体現像剤の基準濃度をあらかじめ設定しておき、上記記録媒体上に形成される画像の画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最大値と該基準濃度との差、または、画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最小値と該基準濃度との差のうちいずれか小さい方の値以下の数値に、上記所定数値の大きさを設定したことを特徴とするものである。
【００１２】
通常、現像手段で用いられる液体現像剤の濃度は、基準濃度に対して数パーセントの範囲内にあれば、形成される画像の濃度に大きな影響はなく、十分に使用可能である。この湿式画像形成装置では、記録媒体上に形成される画像の画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最大値と基準濃度との差、または、画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最小値と基準濃度との差のうちいずれか小さい方の値以下の数値に、所定数値の大きさを設定している。よって、液体現像剤収容部の液体現像剤が基準濃度に近い濃度の場合には、演算処理部で予測された液濃度と、液濃度検出手段で検出された液濃度との差である所定数値が、記録媒体上に形成される画像の画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最大値と基準濃度との差、または、画像濃度に影響を及ぼさない液体現像剤濃度の最小値と基準濃度との差のうちいずれか小さい方の値以下の数値であれば、誤検出の判断はされず、形成される画像の画像濃度が維持される。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の湿式画像形成装置において、上記演算処理部で予測された液濃度と、上記液濃度検出手段で検出された液濃度とが、予測された液濃度−検出された液濃度<０の関係を満たすときに、上記判断手段は上記液濃度検出手段が誤検出していると判断することを特徴とするものである。
【００１４】
画像面積率によっては、液体現像剤収容部の液体現像剤濃度が上昇する画像面積率、あるいは下降する画像面積率が存在する。液体現像剤濃度が低下したとき、基準濃度に回復させるためには補給する液体現像剤が更に高濃度である必要がある。しかし、液体現像剤の補給量や液体現像剤濃度を管理する上では、濃くなった現像剤を薄める方が容易である。したがって、液体現像剤濃度が低下するような制御は避けるのが望ましい。この湿式画像形成装置では、予測された液濃度−検出された液濃度<０の関係を満たすときに、液濃度検出手段が誤検出していると判断することで、液体現像剤濃度が低下することを防ぐことができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の湿式画像形成装置において、上記演算処理部で演算に使用される画像面積率の数値として、上記記憶手段に記憶された２０以上の画像面積率の平均値を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
平均値を求める画像面積率の画像の数が２０よりも小さ過ぎると、変位が大きい画像面積率に左右されやすく、演算処理部で予測される液濃度が液体現像剤収容部の実際の液濃度に比べかけ離れた値が予測される場合があり、該演算処理部で予測される液濃度の信頼性が確保できない。この湿式画像形成装置では、上記演算処理部で演算に使用される画像面積率の数値として、記憶手段に記憶された２０以上の画像面積率の平均値を用いるので、該演算処理部で予測される液濃度の信頼性を確保できる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の湿式画像形成装置において、上記液濃度検出手段が、光学センサと、濃度検出対象の液を互いに異なる複数の厚み分を有するように形成して担持する液担持部材とを備え、液濃度検出用のデータとして、該液担持部材に担持された該複数の厚み分について該光学センサの出力データの積分値を用いることを特徴とするものである。
【００１８】
この湿式画像形成装置では、上記複数の厚みについての光学センサ出力の積分値を、液濃度検出用のデータとして用いる。光学センサ出力の積分値、すなわち、光学センサの出力信号（出力波形）の面積は、濃度検出対象液の光学的特性としての反射光又は透過光の光量に応じて変化するので、光学センサ出力の積分値を液濃度検出用のデータとして用いれば、液濃度を検出することができる。
また、光学センサの出力信号のノイズレベルが、積分されることによって抑圧される。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の湿式画像形成装置において、上記液担持部材を、段階的に径が変化する１つの円盤部と、該円盤部を両側から挟み、かつ、該円盤部の最大径よりも大きい径を有する同径の２つの円盤部とが一体形成されたローラ状部材を用いて構成すると共に、該ローラ状部材を回転させる回転駆動手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
この湿式画像形成装置では、上記液担持部材として、段階的に径が変化する１つの円盤部と、該円盤部を両側から挟み、かつ、該円盤部の最大径よりも大きい径を有する同径の２つの円盤部とが一体形成されたローラ状部材を用いる。これにより、濃度検出対象の液を、該１つの円盤部と該２つの円盤部との間に形成される段差に応じた複数の厚みに形成することができる。また、ローラ状部材を連続して回転させることにより、複数の膜厚を連続して形成できるので、液濃度の検出を連続して行うことができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項６の湿式画像形成装置において、上記ローラ状部材に担持された液の膜厚を規制する膜厚規制部材と、該液を濃度検出後にクリーニングするクリーニング部材と、該クリーニング部材によってクリーニングされた液を回収して搬送する液搬送経路とを備え、かつ、これらを全て一体物として構成したことを特徴とするものである。
【００２２】
この湿式画像形成装置では、ローラ状部材に担持された液の膜厚を規制する規制部材と、該液を濃度検出後にクリーニングするクリーニング部材と、該クリーニング部材によってクリーニングされた液を回収して搬送する液搬送経路とを備え、かつ、これらを全て一体物として構成するので、構成部品を少なくすることができる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項６又は７の湿式画像形成装置において、上記判断手段により上記液濃度検出手段が誤検出していると判断したときに、上記ローラ状部材を、液濃度検出時の回転方向と逆方向に所定角度回転させるように制御する制御手段を有することを特徴とするものである。
【００２４】
液体現像剤中に紙粉等の異物が混入するとローラ状部材と膜厚規制部材との間に該異物が挟まって均一な膜厚が形成されなくなってしまう。すると、液濃度検出手段で正確な液濃度が検出されず、判断手段で誤検出と判断される。そこで、この湿式画像形成装置では、上記判断手段が上記液濃度検出手段が誤検出していると判断したときに、上記ローラ状部材を、液濃度検出時の回転方向と逆方向に所定角度回転させて、該ローラ状部材と膜厚規制部材との間に挟まった異物を除去する。これにより、上記ローラ状部材に再び均一な膜厚の液体現像剤層が形成され、液濃度検出手段で正確な液濃度の検出ができるようになる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の湿式画像形成装置において、上記液体現像剤として、固形分濃度が５[％]以上、４０[％]以下に分散され、且つ、粘性が１００[ｍＰａｓ]以上、１００００[ｍＰａｓ]以下の液体現像剤を用いたことを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を液体現像方式画像形成装置である電子写真プリンタ（以下単に、「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの概略について説明する。図１は本実施形態に係るプリンタの主要概略構成図である。
【００２７】
潜像担持体としての感光体ドラム１１の回りに、帯電ユニット１２、現像ユニット１３、中間転写体１４、感光体ドラムクリーニングユニット１５などが配設されている。また、中間転写体１４に対向し、配設された転写ローラ１７により、中間転写体１４上に形成された画像を転写紙１６に転写する。
【００２８】
そして、以上の構成において、感光体ドラム１１は、図示しないモータ等の駆動手段によってプリント時には一定速度で矢印の方向に回転駆動される。そして帯電ユニット１２により一様に帯電された後に、図示しない光書込みユニットにより、画像情報に基づいて書込み光ＬＢが照射結像されて静電潜像が感光体ドラム１１上に形成される。そして、上記静電潜像は、現像ユニット１３によって現像され、感光体ドラム１１上に画像が形成される。感光体ドラム１１上に形成された画像は、感光体ドラム１１と等速駆動されている中間転写体１４上に転写される。中間転写体１４上の画像は、図示しない給紙カセットから転写部に搬送された転写紙１６に、転写ローラ１７により転写される。
転写終了後、転写紙１６は図示しない定着ユニットにより定着され、排紙される。尚、中間転写体１４上に転写されなかった感光体ドラム１１上の液体現像剤１は、感光体ドラムクリーニングユニット１５により感光体ドラム１１から除去される。感光体ドラムクリーニングユニット１１には除去された現像剤(以下、「未転写現像剤」という。)を搬送するスクリューを配設し、前記現像装置に戻すことが可能な流路を配設した。さらに、感光体ドラムクリーニングユニットの前記流路中に制御弁を有する。さらに制御弁がソレノイドによって流路を開閉する様に構成した。
また、中間転写体１４上の転写残現像剤は図示しない中間転写体クリーニングユニットにより除去される。その後、感光体ドラム１１の表面は図示しない除電ランプにより残留電位が除去されて、次のプリントに備えられる。
【００２９】
本実施形態のプリンタにおける現像ユニット１３は、図１に示すように、現像部２１と、現像ローラ２２と、現像剤回収部２３と、現像剤収容部(以下、「現像剤調整部」という。)１８と、トナーボトル１９と、キャリアボトル２０とから主に構成されている。そして、本実施形態で使用する液体現像剤１は、粘度が１００〜１００００ｍＰａｓの範囲で、トナー濃度が５〜４０％の範囲のものを用いる。より具体的には、例えば粘度が３００ｍＰａｓでトナー濃度が１５％のものを用いる。
【００３０】
現像部２１には液体現像剤１が貯蔵された貯蔵タンク２４と、現像ローラ２２に液体現像剤１を塗布する塗布ローラ２５と、この塗布ローラに液体現像剤１を供給する一対のスクリュー２６ａ，２６ｂと塗布ローラ２５表面の液体現像剤１の量を規制する規制ブレード２７とが配設されている。貯蔵タンク２４は１００〜１５０ｃｃの液体現像剤１を貯蔵することができる。貯蔵タンク２４内には搬送ポンプ３４によって現像剤調整部１８から液体現像剤１を搬送する。一対のスクリュー２６ａ，２６ｂが駆動することで貯蔵タンク２４内の液体現像剤１の液面が盛り上り、該盛り上り部が塗布ローラ２５に接触することで、液体現像剤１が塗布ローラ２５に供給される。塗布ローラ２５に供給された液体現像剤１は規制ブレード２７によって液体現像剤量が規制され、現像ローラ２２に毎分約３０ｃｃの液体現像剤が塗布される。なお、搬送ポンプ３４によって貯蔵タンク２４に液体現像剤１が余剰に供給された場合には、現像ローラ２２上の未現像トナーを回収する現像剤回収部１８にオーバーフローして、現像剤調整部１８に回収されるようになっている。
【００３１】
現像剤回収部２３は拭き取りローラ２８とクリーニングブレード２９から主に構成されており、現像ローラ２２表面に残った液体現像剤１(以下、「未現像現像剤」という)をクリーニングする。クリーニングされた未現像現像剤は搬送スクリューによって現像剤調整部１８に搬送される。そして、未現像現像剤と未転写現像剤とは現像剤調整部１８で再利用するために、現像剤濃度調整とトナー粒子の分散処理とを行う。
【００３２】
そして、本実施形態のプリンタの現像ユニット１３においては、現像ユニット１３の構成要素のうち、現像部２１と、現像ローラ２２と、現像剤回収部２３とは一つのカートリッジ内に設けられており（図中一点鎖線で囲まれた部分）、メンテナンスあるいは交換する場合に、このカートリッジをプリンタ本体から取り外すことができるようになっている。
【００３３】
次に現像剤調整部１８について説明する。図２は図１中の矢印Ａ方向から見た上面図であって、蓋３５を外した状態の図である。また、図３は現像剤調整部１８の分解斜視図である。
現像剤調整部１８は、図３に示すように、液体現像剤１が貯蔵された貯蔵手段である調整タンク３０と、調整タンク３０に貯蔵された液体現像剤１の濃度を検出する濃度検出手段３２と、液体現像剤１の液量を検出する液量検出手段３１と、液体現像剤１を攪拌する攪拌手段３３と、液体現像剤１を搬送する正逆回転可能な搬送ポンプ３４(図1参照)と、調整タンク３０の上部に着脱可能に取付けられた蓋３５とを有する。
【００３４】
まず、調整タンク３０内の液体現像剤１の液量検出手段３１について説明する。
現像剤調整部１８の調整タンク３０は、円筒形状をした不透明の樹脂製容器からなり、容器側面に透明な一対のガラスブロック３８ａ，ｂが設けられている。一方のガラスブロック３８ａには発光素子３９（図２参照）が配設されており、他方のガラスブロック３８ｂには発光部３９に対向する位置に受光部４０が配設されている。
発光素子３９と受光素子４０とは、容器内部に貯蔵された液体現像剤１の下限量（レベルＡ）、標準量（レベルＢ）、上限量（レベルＣ）にそれぞれ対応する位置に、発光素子３９ａ，ｂ，ｃと受光部４０ａ，ｂ，ｃとが対向して配設されている。そして、発光部３９から発せられた出射光は一方のガラスブロック３８ａを通って調整タンク３０の内部に達し、さらに他方のガラスブロック３８ｂを通って受光部４０で受光される。
【００３５】
上記液量検出手段３１としては例えば、光透過型の光電スイッチを用いることができる。この光電スイッチはＬＥＤ等の発光素子を備えた発光部３９と、フォトダイオード等の受光素子を備えた受光部４０とから構成され、遮光時ＯＮの信号を出力するようになっている。
光路上に液体現像剤１が存在しない場合には、発光部３９から発せられた光が受光部４０に到達する透過光量が多いので検出信号は出力しない。一方、光路上に液体現像剤１が存在する場合には、発光部３９から発せられた光が液体現像剤１によって遮られて受光部４０に到達する透過光量が小さくなる。すなわち受光部４０に到達する透過光量が小さいときに、液体現像剤１が存在すると判断し、受光部４０は検出信号を出力する。
【００３６】
上述したように、発光部３９と受光部４０とは、液量に応じた位置に３箇所配設されている。すなわち、下限量（レベルＡ）には発光部３９ａと受光部４０ａとが、標準量（レベルＢ）には発光部３９ｂと受光部４０ｂとが、上限量（レベルＣ）には発光部３９ｃと受光部４０ｃとが配設されている。これにより、液体現像剤１の液量がどのレベルにあるかを検出することができる。なお、この検出信号は図示しないメインコントローラに入力される。
【００３７】
次に、調整タンク３０内の液体現像剤１の濃度検出手段３２について説明する。濃度検出手段３２は、図３に示すように、蓋３５の下面に設けられた支持板４１に回動可能に保持された液担持ローラ４２と、蓋３５の上面に配設された光学センサ４３と、回転駆動用モータ４４とから主に構成されている。液担持ローラ４２は、偏心円盤部４２ｂと、偏心円盤部４２ｂを両側から挟み、かつ、偏心円盤部４２ｂの径よりも大きい径を有する２つの同径の円盤部４２aとを一体形成された構成となっている。
液担持ローラ４２を液体現像剤１に部分的に浸漬させて回転させ、偏心円盤部４２ｂと２つの円盤部４２aとの段差部に形成される円周方面の凹部に現像剤規制ブレードを配設し、濃度検出対象の液体現像剤１を充填し、該液体現像剤１を該凹部に応じた互いに異なる複数の膜厚に形成する。光学センサ４３の発光部から発せられた光は、蓋３５の検出孔３５eを通って、該凹部に形成された現像剤液膜に照射される。現像剤液膜に照射された光は、現像剤液膜を透過し偏心円盤部４２ｂの円筒面で反射する。反射された光を光学センサ４３の受光部で受光し、反射光の強度に応じたアナログ値を出力する。液担持ローラ４２を回転させながら、上記複数の厚み分の現像液膜について連続的に出力される光学センサ４３のアナログ値を積分し、予め求めておいた値と比較することで、液体現像剤濃度を検出する。そして、現像剤濃度を検出した後に凹部に当接する図示しないクリーニングブレードによって現像剤濃度検出面である凹部をクリーニングする。
【００３８】
なお、上記構成の濃度検出手段３２においては、反射型の光学センサ４３で検出した出力を用いて液体現像剤濃度を検出する例について説明したが、反射型の光学センサ４３に代えて、透過型の光学センサを用いてもよい。この場合には、２つの円盤部４２aと偏心円盤部４２ｂからなる上記液担持ローラ４２をガラスや樹脂などの透明部材で形成し、その内部に光学センサの発光部として光源を設置し、液担持ローラ４２の外部に該光源からの透過光強度を受光する光学センサの受光部を設ける。これにより、透過型の光学センサで検出した出力を用いて液体現像剤濃度の検出を行うことができる。
【００３９】
次に、調整タンク３０内の液体現像剤１の攪拌手段３３について説明する。調整タンク３０内部には、現像剤攪拌手段３３として一対の攪拌羽根３３a，ｂが配設されている。これらの攪拌羽根３３a，ｂは図示しない駆動軸に取付けられており、図示しない駆動手段によって回転し、調整タンク３０内の液体現像剤１を攪拌するようになっている。なお、調整タンク３０として円筒状の容器を用いており、一対の攪拌羽根３３a，ｂの先端部と容器内周面との間隔をできるだけ小さく保つことができるので、液溜まりが発生しない。これにより、液溜まりが発生しやすい四角形状や楕円形状のタンクに比べて、より低い回転数で液体現像剤１の均一な攪拌が可能となる。
【００４０】
なお、蓋３５には、トナー供給用孔部３５a、キャリア液供給孔部３５ｂ、感光体ドラムクリーニング液回収用孔部３５ｃ、現像ローラ回収用孔部３５ｄが設けられており、それぞれの孔部を通して調整タンク３０にトナー等が供給されるようになっている。
【００４１】
以上説明した構成のプリンタにおいて、画像のプリントにより現像剤調整部１８の液体現像剤１が消費されて所定の液量よりも少なくなったときの、液体現像剤の補給制御について説明する。
パーソナルコンピュータ等からのプリントスタート信号が入力されたとき、あるいはアイドリング状態のときに液体現像剤の補給プログラムがスタートする。そして、予め決められた所定の周期で上記液量検出手段３１により液量を検出し、液体現像剤１の液量が規定量以下となっていることを検出したときに、トナーボトル１９あるいはキャリアボトル２０から、現像剤あるいはキャリア液のうち少なくとも一方の補給を開始する。
なお、この補給プログラムに加えて、パーソナルコンピュータ等からのプリントスタート信号が入力されたとき、あるいはアイドリング状態のときに液濃度検出プログラムがスタートする。そして、予め決められた所定の周期で濃度検出手段３２により現像剤調整部１８の調整タンク３０内の液体現像剤濃度を検出し、この検出結果をメインコントローラの例えばメモリからなる記憶媒体に保存する。
上記補給プログラムと液濃度検出プログラムとがそれぞれ実行され、補給プログラムは液濃度検出プログラムで記憶媒体に保存されたデータを利用して、現像剤やキャリアの補給、さらに未転写現像剤の現像剤調整部１８への回収を判断するように構成されている。
【００４２】
図４は、調整タンク３０内の液体現像剤１の液量が所定液量以下となったときの現像剤等の補給制御を示すフローチャートである。
まず、調整タンク３０内の液体現像剤１の液量が所定液量以下となったときに、上記液濃度検出プログラムの実行により上記記憶媒体に保存された最も新しい液体現像剤濃度データを取得し（ステップ１）、この濃度データとキャリア補給開始現像剤濃度とを比較する（ステップ２）。そして、最も新しい液体現像剤濃度データがキャリア補給現像剤濃度未満のときにトナーボトル１９から現像剤の補給が行われる（ステップ３）。
【００４３】
一方、上記ステップ２において、最も新しい液体現像剤濃度データがキャリア補給現像剤濃度以上のときにキャリアボトル２０からキャリアの補給が行われる（ステップ４）。キャリア液の補給が行われると、その後に未転写現像剤及び未現像現像剤の補給が行われる（ステップ５）。そして、システム終了か否かを判断し、終了であれば補給制御は終了し、システム終了でなければ調整タンク３０内の液体現像剤１の液量が所定液量以下になるまで待機状態となる（ステップ６）。
なお、上記ステップ３で現像剤補給を行った後に、現像剤補給後の調整タンク３０内の液濃度を濃度検出手段３２により検出し、この検出濃度が基準現像剤濃度未満である場合にはステップ５で未転写現像剤及び未現像現像剤の補給が行われる。一方、検出濃度が基準現像剤濃度以上の場合にはステップ６のシステム終了か否かの判断を行う。
【００４４】
上記ステップ２におけるキャリア補給開始現像剤濃度は、
上限現像剤濃度≧キャリア補給開始現像剤濃度>基準トナー濃度>下限現像剤濃度
という関係で決定される。
また、上記ステップ５における未転写現像剤補給及び未現像現像剤の補給は、現像剤再利用制御プログラムに基づいて搬送スクリューにより現像剤調整部１８に搬送され、再利用される。未現像現像剤は基準現像剤濃度に比べ現像剤濃度が高く、一方未転写現像剤濃度は基準現像剤濃度に比べ現像剤濃度が低くなる。
【００４５】
本実施形態では、現像ローラ２２あるいは掻き取りローラ２８から回収される未現像現像剤と、感光体クリーニングユニット１５とから回収される未転写現像剤が、搬送スクリューなどの搬送手段で現像剤調整部１８に搬送され、現像剤濃度の検出、現像剤量の検出、現像剤の再分散が行われる。現像剤調整部１８には２００ｃｃ程度の現像剤が常時、蓄えられており、必要量現像部にギアポンプなどの搬送手段で現像剤を送液している。したがって、現像剤調整部１８には未現像現像剤と未転写現像剤とが混入するが、常時蓄えている液体現像剤１が存在するため、それほど急激には液体現像剤濃度は変動しない。
【００４６】
次に、濃度検出装置３２の誤検出の判断について説明する。
濃度検出装置３２は、上述したように、液担持ローラ４２上の液体現像剤層を光学的な反射濃度を測定する方法で行っている。この液担持ローラ４２の一周分について反射型光学センサ４３のアナログ出力値を積分して液体現像剤濃度に変換している。つまり、この液体現像剤濃度を記憶媒体に保存している。
【００４７】
そして、画像面積率保存蓄積プログラムにより、プリントジョブごとに画像面積率を計算し、プリントジョブに対応した記憶媒体に保存する。そこで、予測される液体現像剤濃度値を計算するテーブルが記憶媒体に用意されていて、現像剤調整部１８内の液体現像剤濃度の予測現像剤濃度を計算する。
【００４８】
図５は上記テーブルの一例であって、画像面積率と、回収再利用される未現像現像剤及び未転写現像剤(以下、「回収現像剤」という)との関係を示すグラフである。
現像剤調整部１８に回収再利用される回収現像剤とは、図５のグラフに示されるように画像面積率に対する回収現像剤の濃度が予測される。この回収現像剤は現像剤調整部１８によって現像剤濃度調整、再分散が行われ、現像剤調整部１８に予め保有された液体現像剤１と混じり合うことになる。なお、本実施形態では現像剤調整部１８を用いて説明を行っているが、現像剤調整部１８を保有しないときは図５のグラフに基づき、液体現像剤濃度を予測してもよい。また、本実施形態で行った回収現像剤濃度の予測は一例であって、紙間隔、現像可能領域の設定などにより実際の画像面積は変化するので、これに限定されるものではない。
【００４９】
回収現像剤は現像剤調整部１８に予め保有された液体現像剤１と混じり合い、図６に示すような現像剤濃度を示す。ここで、現像剤調整部１８の液体現像剤濃度は、現像剤調整部１８に保有する液体現像剤１の液量に大きく影響を受ける。本実施形態では、図６に示すグラフのように現像剤調整部１８の液体現像剤１の液量を５０ｃｃ，１００ｃｃ，２００ｃｃとして、同じ画像面積率を１００プリント繰り返し、この間は現像剤濃度制御を行わない状態で、予測値を算出している。したがって、記憶媒体に保存された１００枚分の画像面積率の平均値を呼び出し、この平均値を図６のグラフに基づき現像剤調整部１８の液体現像剤濃度を予測することができる。本実施形態では現像剤調整部１８の容量を２００ｃｃとして実施した。
【００５０】
ここで、メンテナンス時に現像部２１から液体現像剤１を現像剤調整部１８へ退避することを可能にするなどのエラー処理を考慮するならば、現像剤調整部１８の容量は小さいほうが良い。しかし、小さすぎると液体現像剤濃度の変動が大きすぎ、液体現像剤濃度制御が困難になる。
例えば、現像剤調整部１８の容量を５０ｃｃとした場合には、現像剤濃度の変動が大きいので記憶媒体に保存された画像面積率のデータの平均値を１００プリントでなく、少ないプリント数で平均化する必要がある。本実施形態で行った現像剤調整部１８の液体現像剤濃度の予測は一例であって、紙間隔、現像可能領域の設定などにより、実際の画像面積は変化するので、これに限定されるものではない。
【００５１】
図７は２０プリントにおける画像面積率と現像剤調整部現像剤濃度の関係を示すグラフである。図７に示すように、平均化するプリント数を１００プリントから２０プリントに少なくすることによって、低下幅も減少する。したがって、現像剤調整部１８の液体現像剤量が小さいときは、画像面積を平均化するプリント数を少なくすることが必要である。
【００５２】
なお、回収現像剤が現像剤調整部１８に搬送・回収されるまで多少のタイムラグが生じる。つまり、複数枚のプリント情報を平均化した状態の回収現像剤が回収されることになる。したがって、プリントジョブ記憶媒体の２０プリント分の画像面積率を平均化して、その２０プリント分の平均画像面積率によって予測濃度値を算出しても良い。なお、本実施形態では２０プリントの画像面積率を平均値として用いたが、これに限定されることなく２０プリント以上であれば良い。
【００５３】
上述したように、画像面積率による回収現像剤の現像剤濃度の予測、あるいは現像剤調整部の現像剤濃度が予測できた。
【００５４】
なお、液体現像剤濃度の変動による転写紙１６上の画像濃度に及ぼす変動を防止できる液体現像剤濃度の変動の余裕度は、液体現像剤濃度が１５％で、画像に影響を及ぼさない液体現像剤濃度が１５％基準に±３％の現像剤を用いた。したがって、本実施形態の現像剤濃度の余裕度は±３％である。しかしながら、本実施形態では指定数値を±２％として、若干のマージンを設けてある。つまり、濃度検出手段３２で測定された液体現像剤濃度と画像面積率から予測された予測現像剤濃度値の差が±２％を超えたとき現像剤濃度検出装置が誤検出していると判断する。
【００５５】
さらに、画像面積率によって現像剤調整部１８の液体現像剤濃度が上昇する画像面積率、あるいは下降する画像面積率が存在する。液体現像剤濃度が低下したとき、基準現像剤濃度に回復させるためには補給する現像剤が更に高濃度である必要がある。しかし、補給量や液体現像剤濃度を管理する上では、濃くなった現像剤を薄める方が容易である。したがって、液体現像剤濃度が低下するような制御は避けるのが望ましい。
そこで、予測された液体現像剤濃度と濃度検出手段で検出された液体現像剤濃度との差が、
予測された液体現像剤濃度−濃度検出手段で検出された液体現像剤濃度<０
となったとき誤検出と判断することで、液体現像剤濃度が低下することを防ぐことができる。
【００５６】
本実施形態では、通常、誤検出を判断しないときは上述したように液担持ローラ４２を液体現像剤１に部分的に浸漬させて回転させ、偏心円盤部４２ｂと２つの円盤部４２aとの段差部に形成される円周方面の凹部に現像剤規制ブレードを配設し、濃度検出対象の液体現像剤１を充填し、液体現像剤１を該凹部に応じた互いに異なる複数の膜厚に形成する。光学センサ４３によって、上記凹部に形成された現像剤液膜の反射光強度の積分値を予め求めておいた値と比較することで、液体現像剤濃度を検出している。しかし、何らかの影響で液体現像剤濃度を誤検出してしまうことがある。その原因の一つは、液体現像剤中に混入した紙粉あるいはホコリ、トナーの粗大粒子が挙げられる。これらの混入物が上記凹部と現像剤規制ブレードとの間に挟まると、均一な液体現像剤層を形成できず、白スジが発生してしまう。すると、光学センサ４３で検出される反射光の強度は強く検出され、実際の液体現像剤濃度より低く検出してしまう。つまり、誤検出することになる。このような不具合を防止するために、この液担持ローラ４２を一定周期逆回転させ、上記凹部と現像剤規制ブレードとの間に挟まった混入物を除去する。また、液体現像剤濃度を検出した後に凹部に当接するクリーニングブレードによって現像剤濃度検出面である凹部をクリーニングするので、該凹部面はクリーニングされ、良好に現像剤濃度検出が可能となる。
【００５７】
本実施形態では、上述したように、液体現像剤は固形分濃度が５〜４０％に分散され、粘性が１００〜１００００ｍＰａｓの液体現像剤を用いた。特に固形分濃度が１５〜２５％のとき良好な結果が得られた。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、例えば既に備えられたプログラマブルコントローラで液濃度検出手段の誤検出判断のためのシーケンスを実行することにより、誤検出を判断するための特別な装置を別途設けなくてもよく、低コスト化及び省スペース化が可能となり、簡易な構成で液濃度検出手段の誤検出を判断することができるという優れた効果がある。
【００５９】
特に、請求項２の発明によれば、上記所定数値の大きさを、記録媒体上に形成される画像の画像濃度に影響を及ぼさない程度の範囲内の大きさに設定したので、
液体現像剤収容部の液体現像剤が基準濃度に近い濃度の場合には、誤検出の判断はされず、しかも形成される画像の画像濃度が維持されるという優れた効果がある。
【００６０】
特に、請求項３の発明によれば、予測された液濃度−検出された液濃度<０の関係を満たすときに、液濃度検出手段が誤検出していると判断することで、液体現像剤濃度が低下することを防ぐことができるという優れた効果がある。
【００６１】
特に、請求項４の発明によれば、演算処理部で演算に使用される画像面積率の数値として、記憶手段に記憶された２０以上の画像面積率の平均値を用いるので、該演算処理部で予測される液濃度の信頼性を確保できるという優れた効果がある。
【００６２】
特に、請求項５の発明によれば、光学センサ出力の積分値に基づいて液濃度を検出することにより、信号のノイズレベルが抑制されるので、ノイズの影響を小さくでき、精度の良い検出が可能になるという優れた効果がある。
【００６３】
特に、請求項６の発明によれば、濃度検出対象の液を１つの円盤部と２つの同径の円盤部との段差に応じた互いに異なる複数の膜厚に形成することができる。
また、ローラ状部材を連続して回転させることにより、上記複数の膜厚を連続して形成できるので、液濃度の検出を連続して行うことができるようになり、濃度変化を敏速に検知することができるという優れた効果がある。
【００６４】
特に、請求項７の発明によれば、濃度検出対象の液をローラ状部材と膜厚規制部材との当接部の距離に応じた複数の膜厚に形成することができる。また、ローラ状部材を連続して回転させることにより、上記複数の膜厚を連続して形成できるので、液濃度の検出を連続して行うことができるようになり、濃度変化を敏速に検知することができるという優れた効果がある。
【００６５】
特に、請求項８の発明によれば、ローラ状部材と膜厚規制部材との間に異物が挟まった場合に、ローラ状部材を液濃度検出時の回転方向と逆方向に所定角度回転させることで、該異物を除去することができる。これにより、上記ローラ状部材に再び均一な膜厚の液体現像剤層が形成され、液濃度検出手段で正確な液濃度の検出ができるようになるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る湿式画像形成装置の要部概略構成図。
【図２】図１中の矢視Ａ図であって、蓋３５を外した状態の図。
【図３】実施形態に係る現像剤調整部の分解斜視図。
【図４】実施形態に係る濃度調整、液量調整のフローチャート。
【図５】画像面積率と回収される液体現像剤濃度との関係を示すグラフ。
【図６】１００プリント時の画像面積率と現像剤調整部の液体現像剤濃度との関係を示すグラフ。
【図７】２０プリント時の画像面積率と現像剤調整部の液体現像剤濃度との関係を示すグラフ。
【図８】従来例に係る湿式画像形成装置の現像装置の要部概略構成図。
【符号の説明】
１１      感光体ドラム
１３      現像ユニット
１８      現像剤調整部
１９      トナーボトル
２０      キャリアボトル
２１      現像部
２２      現像ローラ
２３      現像剤回収部
２５      塗布ローラ
３０      調整タンク
３１      液量検出手段
３２      濃度検出手段
３３      攪拌手段
３４      搬送ポンプ
３６      ドレインコック
３７      カップリング
３８ａ、ｂ      ガラスブロック
３９      発光部
４０      受光部
【図１】
0004615136.tif 000002
【図２】
0004615136.tif 000003
【図３】
0004615136.tif 000004
【図４】
0004615136.tif 000005
【図５】
0004615136.tif 000006
【図６】
0004615136.tif 000007
【図７】
0004615136.tif 000008
【図８】
0004615136.tif 000009