(57)【要約】【課題】現像液タンク内の現像液やトナーコンテナ内のトナー液を、貯溜槽全体に渡ってムラ無く撹拌してトナー沈降を防ぎつつ、長時間の静置等によって、貯溜槽の底面にトナー粒子が沈降し、トナー凝集物が発生した場合には、再分散に必要なせん断力を広い範囲に付与して、トナー粒子を分散させて、細粒子化、均一化し、トナー凝集物に起因する動作不良や画像不良の発生を抑えた液体現像装置およびこれを搭載する画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤としての現像液１８を貯溜する現像液タンク１１を備えた液体現像装置において、現像液タンク１１内に現像液１８を撹拌する撹拌翼１７と、撹拌翼１７に回転動力を伝達するシャフト部材３１とを備え、シャフト部材３１は可撓性を有することとした。【選択図】図５
2007199105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を貯溜する貯溜槽を備えた液体現像装置において、前記貯溜槽内に前記液体現像剤を撹拌する撹拌翼と、前記撹拌翼に回転動力を伝達するシャフト部材とを備え、前記シャフト部材は可撓性を有することを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】
前記シャフト部材の回転振れを規制する規制部材を備える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】
前記シャフト部材の一部が弾性体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体現像装置。
【請求項４】
前記撹拌翼が、放射流式タービンであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【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およびこれを搭載した湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成プロセスは以下のようである。感光体ドラムの表面は、帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することによってトナー像が現像される。そして現像されたトナー像が、用紙に転写・定着せしめられる。
【０００３】
湿式画像形成装置においては、現像装置として液体現像装置が搭載されており、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、この液体現像装置から供給される現像液によって現像する。
【０００４】
液体現像装置は、感光体ドラムに供給する現像液を貯溜する現像液タンクと、この現像液タンクにトナー液（濃縮された現像液）、キャリア液を補給するトナーコンテナおよびキャリアタンクを備える。トナー液およびキャリア液は、現像液タンク内の現像液が不足した時などに、トナーコンテナおよびキャリアタンクから適宜補給され、現像液タンク内の現像液量、濃度は適切に保たれる。
【０００５】
ところで、現像液やトナー液等の液体現像剤は、キャリア液としてのシリコンオイル等からなる非極性の絶縁性液体中に、正電荷を有する微細な樹脂からなるトナー粒子を分散混濁させたものであるが、静置状態では、トナー粒子が沈降する傾向がある。静置状態が長時間に及ぶと、トナー沈降が進行し、その沈降量が増加する。そして、遂には沈降したトナー粒子が凝集し、トナー凝集物が発生する。
【０００６】
こうして、現像液タンクやトナータンク等の貯溜槽に発生したトナー凝集物は、現像液タンクにおいては、現像液の感光体ドラムへの供給不良を生じさせ、また、トナータンクにおいては、現像液タンクに至る補給経路を塞いで、現像液タンクへの適正な液体現像剤の補給を阻害する等して、装置の動作や形成画像の画質に悪影響を与える虞がある。
【０００７】
したがって、トナー沈降を抑制する１つの方法として、例えば、増粘剤やチキソ付与剤を液体現像剤に添加したり、粘度の高いキャリア液を使用したりすることによって、液体現像剤のトナー沈降安定性を改善する手法がとられている。しかしながら、こうした手法によって、ある程度までは、トナー沈降の改善が図れても、完全にトナー沈降を抑制することはできない。よって、安定的にトナー沈降を抑制するために、前記添加物等の手法に加えて液体現像剤を撹拌することが必要となる。
【０００８】
こうした状況に対応して、トナー沈降を安定的に抑制して、トナー凝集物の発生を抑えるために、現像液タンク内の現像液や、トナーコンテナ内のトナー液を撹拌する様々な技術開発がなされており、以下に挙げる特許文献に、その例を見ることができる。
【０００９】
特許文献１の例では、往復動可能な複数の撹拌羽根を、トナーコンテナ等の底面に沿って往復運動させることにより、底面全体を撹拌して、底面に溜まるトナーを均一に分散せしめる構成をとっている。
【特許文献１】特開昭６２−２７７７８号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に係る往復運動する撹拌羽根によるトナー分散方法は、構造上、翼面積が大きく、動作速度が緩やかになるため、トナーに付与されるせん断力が小さいので、貯溜槽の底面に沈降し、凝集したトナーを再分散させるには、分散能力が十分とはいえない。また、撹拌機構が大型で、構造が複雑であるため、スペース効率に劣り、コスト高を招く虞もある。
【００１１】
また、図９に示すような、一般的な撹拌スクリュー等による撹拌の場合では、トナー粒子が、撹拌スクリューの直接的効果が及ばない貯溜槽の内側周部や底周部に溜まりやすくなり、ここで、トナー沈降やトナー凝集を発生する虞がある。（図９は、従来の撹拌翼による液体現像剤の撹拌動作の様子を示す図。図中の黒丸はトナー粒子の分散状態を模式的にあらわしたものである。）
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、現像液タンク内の現像液やトナーコンテナ内のトナー液を、貯溜槽全体に渡ってムラ無く撹拌してトナー沈降を防ぎつつ、長時間の静置等によって、貯溜槽の底面にトナー粒子が沈降し、トナー凝集物が発生した場合には、再分散に必要なせん断力を広い範囲に付与して、トナー粒子を分散させて、細粒子化、均一化し、トナー凝集物に起因する動作不良や画像不良の発生を抑えた液体現像装置およびこれを搭載する画像形成装置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】
【００１３】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を貯溜する貯溜槽を備えた液体現像装置において、貯溜槽内に液体現像剤を撹拌する撹拌翼と、撹拌翼に回転動力を伝達するシャフト部材とを備え、シャフト部材は可撓性を有することとした。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記シャフト部材の回転振れを規制する規制部材を備えることとした。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記シャフト部材の一部が弾性体であることとした。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記撹拌翼が、放射流式タービンであることとした。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、画像形成装置が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体現像装置を搭載したこととした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る構成によれば、絶縁性液体中にトナーを分散した液体現像剤を貯溜する貯溜槽を備えた液体現像装置において、貯溜槽内に液体現像剤を撹拌する撹拌翼と、撹拌翼に回転動力を伝達するシャフト部材とを備え、シャフト部材は可撓性を有することとした。
【００１９】
したがって、貯溜槽内に設けられた撹拌翼は、駆動手段により回転駆動されるシャフト部材から回転動力を伝達されて回転せしめられ、液体現像剤を撹拌し、液中のトナー粒子を流動させて沈降を抑制する。また、トナー粒子が沈降して発生したトナー凝集物に、撹拌翼の回転によるせん断力を付与して、再分散させることができる。
【００２０】
このとき、シャフト部材は可撓性を有しているので、シャフト部材の先端に設けられた撹拌翼は、シャフト部材の回転に伴い、シャフト部材に撓みを生じて、シャフト部材と共に振れ回りを生じる。すなわち、撹拌翼は、シャフト部材中心に回転運動（自転）しながら、撹拌翼全体が、静止時のシャフト部材軸線を中心に略円軌道を描いて回転振れによる振れ回り運動（公転）をする。
【００２１】
これにより、撹拌翼の直接の運動範囲が広がるため、貯溜槽内の液体現像剤を広範囲に渡って撹拌して、トナー粒子を流動させ、トナー沈降を抑制し、また広範囲の液体現像剤にせん断力を付与して、貯溜槽側周部や底面周部に滞留するトナー凝集物も再分散させることができる。
【００２２】
このように、撹拌翼の撹拌・せん断力付与効果は、貯溜槽内の液体現像剤の広範囲に及んで、トナー沈降を抑制し、トナー凝集物を再分散するので、トナー凝集に起因する不具合を抑えて、高品質な画像を安定して形成する液体現像装置を提供することが可能となる。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記シャフト部材の回転振れを規制する規制部材を備えることとした。
【００２４】
したがって、貯溜槽内に設けられた撹拌翼は、貯溜槽外部に設けられた駆動手段により回転駆動されるシャフト部材から回転動力を伝達され、回転せしめられ、液体現像剤を撹拌する工程において、自転しながら、略円軌道を描いて回転振れによる公転しようとする。
【００２５】
このとき、例えば、適切な四角枠形状の規制部材によって、シャフト部材を囲むことにより、シャフト部材は、回転速度の向上等に伴い、その公転軌道半径が大きくなると、四角枠内周と当接するので、シャフト部材の公転軌道は枠内に規制される。よって、四角枠部に当接する部位のシャフト部材の公転軌道は、最大でも四角枠内周に沿った軌道になる。すなわち、シャフト部材の下端に設けられた撹拌翼の公転軌道は、この四角枠形状と略相似形の略四角の最外公転軌道の範囲内で公転運動することになる。
【００２６】
したがって、貯溜槽の水平断面形状が、四角枠と相似形の四角形状である場合、撹拌翼は、最外公転軌道運動時、貯溜槽内側周形状に沿った公転運動を行い、四隅を含む内側周面付近まで直接撹拌することができる。つまり、貯溜槽の形状に合わせて規制部材を構成することで、撹拌翼と貯溜槽を干渉させずに、貯溜槽の内側周部付近まで撹拌範囲を広げることが可能となる。
【００２７】
撹拌翼の直接の運動範囲は、貯溜槽の内側周部付近まで及ぶため、貯溜槽内の液体現像剤は、貯溜槽内の略全範囲に渡って撹拌されるので、液体現像剤のトナー粒子は、液全体において流動せしめられて、トナー沈降が抑制される。また、同範囲の液体現像剤は、撹拌翼に直接撹拌され、せん断力を付与されるので、貯溜槽内側周部や底面周部に滞留するトナー凝集物は、再分散させる。
【００２８】
また、シャフト部材ならびに撹拌翼の公転運動の軌道が、規制部材に制限されているため、撹拌翼は、シャフト部材の回転速度によらず、貯溜槽の内側周部と干渉しないので、シャフト部材の回転速度を上げることが可能となり、撹拌翼の自転、公転速度を上げて、撹拌能力を高め、トナーを再分散して、細粒子化、均一化を高速に行うことができる利点もある。
【００２９】
よって、撹拌翼の撹拌・せん断力付与効果は、高められつつ、貯溜槽内の液体現像剤の略全範囲に及んで、トナー沈降を抑制し、またトナー凝集物を再分散するので、トナー凝集に起因する不具合を抑えて、高品質な画像を安定して形成する液体現像装置を提供することが可能となる。
【００３０】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記シャフト部材の一部が弾性体であることとした。
【００３１】
したがって、例えば、規制部材を用いた構成の場合、シャフト部材において、規制部材より上方に弾性部を設けることによって、シャフト部材の公転運動時、シャフト部材は、規制部材より上方で撓み、シャフト部材の非弾性部が、規制部材に当接するので、シャフト部材の該当接部およびその下方に、撓みは発生せず、シャフト部材およびその下端に設けられた撹拌翼の最外公転軌道が、より正確に決まるため、さらに貯溜槽の内側周部に近接した位置まで撹拌運動範囲を広げることができる。
【００３２】
よって、撹拌翼の撹拌・せん断力付与効果は、貯溜槽内の液体現像剤の広範囲に及んで、トナー沈降を抑制し、トナー凝集物を再分散するので、トナー凝集に起因する不具合を抑えて、高品質な画像を安定して形成する液体現像装置を提供することが可能となる。
【００３３】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記撹拌翼が、放射流式タービンであることとした。
【００３４】
したがって、貯溜槽内の液体現像剤は、撹拌翼としての平羽根タービンやファンタービン等の放射流式タービンの回転運動により、撹拌され、せん断力を付与されて分散せしめられる。この際、撹拌翼面は、撹拌翼の回転軸線と平行な面で構成されているため、液体現像剤は撹拌翼面に沿って、連続的に滑らかに撹拌翼の回転軸から円周方向にせん断力を受けるので、トナー粒子に過大なせん断力や機械力が及ばないために、トナー粒子の劣化を抑えることができる。また、翼面積が大きくとれるので、流量が大きくなり、撹拌能力に優れる。
【００３５】
よって、高い撹拌応力でトナー沈降の抑制し、トナー劣化軽減を図りつつトナー凝集物の再分散させるので、貯溜槽における液体現像剤のトナー凝集に起因する不具合を抑えて、高品質な画像を安定して形成する液体現像装置を提供することが可能となる。
【００３６】
また、請求項５に記載の発明によると、画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体現像装置を搭載したこととした。
【００３７】
したがって、該液体現像装置により、貯溜槽内の液体現像剤を、貯溜槽全体に渡って、均一に撹拌してトナー沈降を防ぎつつ、長時間の静置等によって、貯溜槽の底面にトナーが沈降し、トナー凝集物が発生した場合には、再分散に必要なせん断力を広い範囲に付与して、トナー粒子を分散させて、細粒子化、均一化するので、これを搭載することによって、トナー凝集物に起因する動作不良や画像不良の発生を抑えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る湿式画像形成装置について、図１〜図８を参照して説明する。本発明に係る湿式画像形成装置としてタンデム型カラー画像形成装置を一例に挙げて、最初に、これについて、図１、図２を参照して、その構造の概略を説明しつつ、画像形成工程を説明する。図１は、タンデム型カラー画像形成装置としてのプリンタ１００の概略構造を示す模型的垂直断面図である。図２は、図１中に示した画像形成手段５の模型的垂直断面側面図である。
【００３９】
図１のプリンタ１００は、給紙手段１、垂直搬送路２、レジストローラ対３、ベルト搬送部４、第１の画像形成手段５Ｂ、第２の画像形成手段５Ｍ、第３の画像形成手段５Ｃ、第４の画像形成手段５Ｙ、２次転写部６、定着部７、排出搬送路８、排出トレイ９等から構成されている。
【００４０】
上記構成のプリンタ１００は、次のような画像形成工程を行う。用紙Ｐは、給紙部１の給紙カセット１ａより、ピックアップローラ１ｂにて、垂直搬送路２に搬送され、レジストローラ対３を介して２次転写部６へ搬送される。
【００４１】
画像形成部５０では、中間転写ベルト４３が、駆動ローラ４１により、矢印の方向に送られ、画像形成手段５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂにおいて、像担持体としての各々の感光体ドラム５１に形成されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー画像が順次転写され、中間転写ベルト４３上に、カラー画像が形成される。
【００４２】
ここで形成されたカラー画像は、２次転写部６によって、中間転写ベルト４３から、給紙カセット１ａより搬送されてきた用紙Ｐに、２次転写されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００４３】
この後、未定着のカラー画像を転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト４３から分離され、定着部７に搬送される。そして、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂの圧接により形成されるニップ部にて、用紙Ｐに定着に必要な熱量が供給され、カラー画像の定着処理がされる。最後に、用紙Ｐは、定着部７で定着処理がなされた後に排出搬送路８を経て排出トレイ９に排出される。なお、定着ローラ７ａには、図示しないヒータが内蔵され、このヒータは定着に必要な所定の温度を発生するように制御されている。
【００４４】
次に、上記プリンタ１００の主要な構成要素である画像形成部５０の構成について、詳細に説明をする。画像形成部５０は、ベルト搬送部４と、液体現像装置を含む第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙと、中間転写クリーニングユニット４５からなる。
【００４５】
図１に示すように、ベルト搬送部４は、駆動ローラ４１と、従動ローラ４２と、この２つのローラに亘って掛け渡された無端状の中間転写ベルト４３とからなる。中間転写ベルト４３は、テンションローラ４４により、適度なテンションに保たれている。この状態で、駆動ローラ４１は、図示しない駆動モータからその駆動力を伝達され、各画像形成手段における感光体ドラム５１の外周速度と、ベルト搬送部４の中間転写ベルト４３の外周速度が、等速になるように駆動されるようになっている。
【００４６】
第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙは、ベルト搬送部４の下方に並んで配置されている。各画像形成手段の配置は、用紙搬送方向上流より順に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）用となっており、全て略同じ構成のユニット（画像形成装手段５）である。よって、第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙにおいては、以下の説明の用いる画像形成手段５の構成と同一構成である部分については同一符号を付している。
【００４７】
図２に示すように、画像形成手段５は、感光体ドラム５１、主帯電装置５２、露光装置５３、液体現像装置１０、１次転写手段５４、クリーニング装置５５、除電ランプ５９から構成され、樹脂等からなる筐体に組み付けることにより１つのユニットとなり、図示しない装置本体に取り付けられている。
【００４８】
感光体ドラム５１は、アモルファス・シリコンドラムを用いており、現像位置での暗電位が所定の電圧になるよう前記主帯電装置５２により帯電される。この帯電した感光体ドラム５１の表面に露光装置５３が画像情報に応じた光を照射することにより、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。なお、露光装置５３は、ＬＰＨ（ＬＥＤ  ＰＲＩＮＴ  ＨＥＡＤ）や、ＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）を用いても良い。
【００４９】
液体現像装置１０では、トナーと絶縁性液体であるキャリアからなる現像液１８が、所定の濃度になるように撹拌混合して用いられる。この現像液１８を、現像ローラ１２から、感光体ドラム５１の光が照射された部分の静電潜像に供給することにより、感光体ドラム５１にトナー像を現像する。
【００５０】
感光体ドラム５１の暗電位が＋３００Ｖで、現像バイアスは＋２００Ｖ、露光後電位が＋２０Ｖとなるように設定されており、この現像バイアスと露光後電位の差がいわゆるコントラスト電位である。すなわち、暗電位は画像白部に相当し、露光後電位は画像黒部に相当する。上記のように形成された静電潜像が現像されたトナー像は、前記１次転写手段５４とのニップにおいて前記ベルト搬送部４の中間転写ベルト４３に転写される。前記１次転写手段５４は本実施形態では転写ローラを用いており、前記感光体ドラム５１の表面電位とは逆極性の電圧が−１００〜−１０００Ｖの範囲に設定され、印加されるようになっている。
【００５１】
感光体ドラム５１上の転写されなかったトナーは、クリーニング装置５５のゴムブレード５７により掻き落とされて、感光体ドラム５１表面の残留電位を下げて均一にすべく除電ランプ５９により除電されて、次の一連のプロセスに備える。なお、画像形成における電位設定は、感光体ドラム５１の特性、トナーの特性、環境等に応じて、最適な値が選択できる。プリンタ１００は、上述の画像形成手段５の方法に基づいて、第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙで、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローに対応する画像を、感光体ドラム５１上に現像し、中間転写ベルト４３上に順次繰り返し、ずれなく転写することで、１つのカラー画像の形成を行う。
【００５２】
図１に示すように、中間転写クリーニングユニット４５は、中間転写クリーニングローラ４５ａと、中間転写クリーニングブレード４５ｂとを備えている。中間転写クリーニングローラ４５ａは、中間転写ベルト４３に対して圧接されていて、中間転写ベルト４３の回転方向と同方向に回転されている。中間転写クリーニングブレード４５ｂは、中間転写ベルト４３の移動方向における中間転写クリーニングローラ４５ａの位置から下流側にて、中間転写ベルト４３に対して当接して設けられており、中間転写ベルト４３上の転写残トナーを掻き落とす。掻き落とされた転写残トナーは、廃液タンク４６に回収される。
【００５３】
次に、上記構成に係るプリンタ１００に搭載された液体現像装置１０の構成を、図２を参照して詳しく説明する。
【００５４】
図２に示すように、本実施形態に係る液体現像装置１０は、現像液１８を貯溜する現像液タンク１１を備えている。液体現像装置１０内部には、現像ローラ１２と、アニロックスローラ１３と、汲み上げローラ１４と、ドクタブレード１５と、クリーニングブレード１６と、撹拌翼としての放射流式タービンであるファンタービン１７とが設けられており、現像ローラ１２、アニロックスローラ１３、汲み上げローラ１４、ファンタービン１７は、図示しない駆動モータ、歯車列等からなる駆動手段により回転駆動される。
【００５５】
現像液タンク１１には、現像液１８が貯溜されており、ファンタービン１７は、該現像液１８に浸漬するように設けられている。汲み上げローラ１４は、現像液タンク１１内において、該ローラの一部が現像液１８に浸漬するように設けられており、この上方に、アニロックスローラ１３が設けられている。そして、アニロックスローラ１３の上方には、現像ローラ１２が設けられている。
【００５６】
ドクタブレード１５は、アニロックスローラ１３の上部、かつ現像ローラ１２に対して、アニロックスローラ１３の回転方向（反時計回り）の上流側に、アニロックスローラ１３の軸線方向について、その一端が当接しており、アニロックスローラ１３のローラ面に供給された現像液１８を薄層化せしめている。感光体ドラム５１は、液体現像装置１０の外側にあって、現像ローラ１２に当接している。
【００５７】
クリーニングブレード１６は、現像ローラ１２の上部、かつ感光体ドラム５１に対して、現像ローラ１２の回転方向（時計回り）の下流側に配置され、現像ローラ１２に対して、その軸線方向について、該ブレードの一端が当接して、現像後に現像ローラ１２上に残留した現像液１８を除去する。
【００５８】
次に、液体現像装置１０の動作工程について説明する。図２において、現像液１８は、キャリアとしてのシリコンオイル等からなる非極性の絶縁性液体中に、正電荷を有する微細な樹脂からなるトナー粒子（粒径:約１μｍ）を分散混濁させたものである。現像液タンク１１に貯溜された現像液１８は、ファンタービン１７により攪拌されて、トナーが液中で均一になるように分散せしめられる。
【００５９】
現像液１８は、この現像液１８に一部浸漬している汲み上げローラ１４が時計回りに回転することにより、その浸漬したローラ表面に順次付着して、汲み上げられる。そして、アニロックスローラ１３と汲み上げローラ１４とのニップ部を通して、同期して回転するアニロックスローラ７３のローラ面に順次塗布されていく。
【００６０】
アニロックスローラ１３に塗布された現像液１８は、ドクタブレード１５にて均一な薄膜層にされて、アニロックスローラ１３に当接して、同期回転する現像ローラ１２のローラ面に薄膜層として塗布される。その後、静電潜像が形成された感光体ドラム５１に供給されて、感光体ドラム５１上にトナー画像が現像される。現像後、現像ローラ１２上に残留した現像液１８は、クリーニングブレード１６により現像ローラ１２上から掻き落とされ、現像液タンク１１に戻される。
【００６１】
次に、トナー液１８ａ、キャリア液１８ｂの補給を行うトナー液補給手段、キャリア液補給手段、および現像液１８の回収・廃棄の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、トナー液補給手段、キャリア液補給手段、および現像液の回収・廃棄の流れを示す管路の構成を表す。（図３中の矢印は、現像液等の流れ方向を示す。）
【００６２】
なお、第１〜第４のトナーコンテナ２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙによるトナー液補給の流れは、いずれも同様の工程であるので、トナー液補給手段の説明において、トナーコンテナを用いて説明する場合は、便宜上、これを代表して第１のトナーコンテナ２１Ｂを用いる。また、各トナー液補給手段、キャリア液補給手段を構成する部材は、同一構成である部分については同一符号を付している。
【００６３】
トナー液補給手段、キャリア液補給手段の構成の概略は以下の通りである。図３に示すように、４つのトナーコンテナ２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙおよびキャリアタンク２２には、夫々トナー液１８ａ、キャリア液１８ｂが貯溜されており、トナー液１８ａは管路２３、キャリア液１８ｂは、管路２８、２９を通じて、第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙに必要に応じて補給される。
【００６４】
各画像形成手段５のクリーニング装置５５で回収された転写残現像液１８は、還流管路２４を通じて夫々対応する現像液タンク１１に回収される。そして、中間転写クリーニングユニット４５で回収された転写残トナーは、管路２５を通して廃液タンク４６に送られ、廃棄される。
【００６５】
なお、トナー液１８ａとは、濃縮された現像液１８、キャリア液１８ｂとは、シリコンオイル等の電気的中性の非極性の溶媒であり、トナー液１８ａとキャリア液１８ｂを混合して濃度調整することにより、現像に使用する現像液１８となるものである。
【００６６】
第１〜第４のトナーコンテナ２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、およびキャリアタンク２２は、ベルト搬送部４の上方に配置されている。第１〜第４のトナーコンテナ２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙは、夫々第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙに対応したブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー液１８ａを貯溜しており、第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙと同様の順序で配列されている。キャリアタンク２２は、図３中で第１のトナーコンテナ２１Ｂの左側に配置されている。
【００６７】
以下、第１〜第４のトナーコンテナ２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙおよびキャリアタンク２２から現像液タンク１８へのトナー液１８ａ、キャリア液１８ｂの補給をおこなうトナー液補給手段、キャリア液補給手段の具体的な補給の流れと、その構成について説明する。
【００６８】
図３に示すように、第１のトナーコンテナ２１Ｂにおけるトナー液補給手段は、第１のトナーコンテナ２１Ｂと、トナー液撹拌手段２７と、現像液タンク１１間に接続された管路２３と、管路２３の上流に設けられたトナーポンプ２６とから構成されている。
【００６９】
キャリア液補給手段においては、キャリアタンク２２は、第１〜第４の画像形成手段５Ｂ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙの各現像液タンク１１にキャリア液１８ｂを補給するために、キャリアタンクからの管路２８は、上流で４本に分岐され、分岐後の管路２９は、キャリアポンプ３０を介して、夫々の現像液タンク１１に接続される。
【００７０】
現像液タンク１１内のトナー濃度は、トナー濃度センサ１９により検知されている。例えば、トナー濃度低下を検知したとき、トナーポンプ２６が駆動され、第１のトナーコンテナ２１Ｂから、補充用のトナー液１８ａが、管路２３に圧送され、現像液タンク１１に補給される。また、必要に応じてキャリアポンプ３０を駆動してキャリアタンク２２からキャリア液１８ｂも、管路２８、２９を介して補給されて、現像液タンク１１内現像液１８と混合されて適正な濃度に調整・維持される。なお、トナーコンテナ２１Ｂに貯溜されたトナー液１８ａは、トナー液１８ａに浸漬したスクリュー等のトナー液撹拌手段２７で撹拌され、分散せしめられている。
【００７１】
また、現像液タンク１１中の現像液１８の液位は、液位センサ２０により検知されており、液位の低下を検知すると、トナーポンプ２６およびキャリアポンプ３０が駆動され、管路２３および管路２８、２９を介してトナー液１８ａとキャリア液１８ｂが現像液タンク１１に補給され、現像液タンク１１内の現像液１８と混合・濃度調整されて、現像液１８の補充がなされる。
【００７２】
各画像形成手段５のクリーニング装置５５は、画像形成手段５の現像液タンク１１と管路２４で接続されており、クリーニング装置５５において感光体ドラム５１から掻き取られた転写残現像液１８は、該管路２４を通じて現像液タンク１１に還流される。
【００７３】
中間転写クリーニングユニット４５は、廃液タンク４６と管路２５で接続されており、中間転写クリーニングブレード４５ｂにより掻き取られた中間転写ベルト４３上の転写残トナーは、該管路２５を通じて廃液タンク４６に送られる。
【００７４】
次に、本発明の特徴部分である、貯溜槽としての現像液タンク１１内に設けられたファンタービン１７による撹拌手段の構成とその動作および作用について図４〜図６を参照して詳しく説明する。
【００７５】
図４は、第１の実施の形態に係る撹拌手段の構造を模式的に示す模型的垂直断面図である。図５は、第１の実施の形態に係る撹拌手段の動作時の様子を模式的に示す模型的垂直断面図である。（各図中の黒丸はトナー粒子の分散状態を模式的にあらわしたものである。）図６は、撹拌翼としての放射流式タービンであるファンタービン１７の形状をあらわす上面図および側面図である。
【００７６】
図４に示すように、液体現像剤としての現像液１８を貯溜する現像液タンク１１内において、撹拌翼は、放射流式タービンの一種であるファンタービン１７が用いられている。ファンタービン１７は、現像液１８に浸漬するように現像液タンク１１の底部近傍の高さで、底面中央に設けられている。ファンタービン１７の回転軸上部には、シャフト部材３１が固定されている。シャフト部材３１は上方に伸び、現像液タンク１１の上方で図示しない回転モータや歯車列等の駆動手段に接続されている。
【００７７】
現像液タンク１１は、容量２００ｍｌの樹脂製円筒型丸底形状の容器であり、容器外径は約７０ｍｍである。ファンタービン１７の翼径は約４０ｍｍである。
【００７８】
現像液１８は、イソパラフィン系溶剤のキャリア液（例えばアイソパーＧ（エクソン社製））にトナー成分を１０％含有させたもので、現像液タンク１１には、約１００ｍｌ入っている。
【００７９】
図６に示すように、ファンタービン１７は、回転中心となる回転軸部に放射状に均等間隔に設けられた同一形状の６枚の翼部よりなる。ファンタービン１７の翼部は、翼面が四角形状で、金属または樹脂からなる板部材であって、翼面がファンタービン１７の回転軸線と平行になるように設けられている。
【００８０】
シャフト部材３１は、ポリウレタン、ＮＢＲ、ヒドリン、シリコン、ＣＲ等の弾性樹脂部材やゴム部材、あるいは可撓性を有する低剛性の金属部材からなり、一端がファンタービン１７の回転軸部に固定され、他端が図示しない回転モータ等の駆動手段に歯車列等を介して接続されている。なお、このシャフト部材１７の回転速度は、約６００〜１５００ｒｐｍで設定できる。
【００８１】
次に上記構成に係る撹拌手段による現像液タンク１１中の現像液１８の撹拌工程について説明する。
【００８２】
図４に示すように、現像液タンク１１中で、ファンタービン１７は、現像液１８に浸漬している。現像液１８の撹拌は、シャフト部材３１を駆動する図示しない駆動手段である回転モータ等に通電し、ファンタービン１７が回転させることにより開始される。回転モータ等の駆動力は、シャフト部材３１を介してファンタービン１７に伝達されて、ファンタービン１７が回転（自転）する。
【００８３】
図５に示すように、シャフト部材３１の回転速度が上がると、ファンタービン１７にかかる遠心力や、現像液１８の流れや粘性等による不均一な撹拌抵抗等により、シャフト部材３１が撓み、振れ回りが発生する。一旦振れ回りが発生すると、シャフト部材３１の下端部にあるファンタービン１７の遠心力により、振れ回り量が増大されて、略円軌道の公転運動を行う。
【００８４】
ファンタービン１７の公転軌道半径は、ファンタービン１７の質量、現像液１８の特性、シャフト部材の回転速度等から定まるので、シャフト部材３１の回転速度を調整することで、所望の公転軌道半径を得ることができる。したがって、例えばシャフト部材３１の回転速度を適切な範囲で定期的に変動させることにより、現像液タンク内１１の中心部から側周部近傍まで、ファンタービン１７の運動範囲を変動させることができ、広い範囲にファンタービン１７の直接運動領域を及ぼすことが可能となる。
【００８５】
このような撹拌動作を行うことにより、現像液タンク１１内の現像液１８は、円筒型の容器である現像液タンク１１の中心から内側周部近傍に至るまで、しかも底部近傍から、ファンタービン１７による直接撹拌を受けるので、現像液タンク１１中の現像液１８全体が満遍なく撹拌される。したがって、現像液１８中のトナー粒子は、現像液タンク１１の底面周部や内側周部等においても、沈降して凝集することなく、均一に分散せしめられる。
【００８６】
また、例えば、長時間の静置等によって、現像液タンク１１内の現像液１８中のトナー粒子が沈降して、トナー凝集物が発生した場合においても、上記撹拌動作を行うことにより、ファンタービン１７は、円筒型の現像液タンク１１の中心から内側周部近傍に至るまで、しかも底部近傍において、直接撹拌するので、底面に滞留するトナー凝集物は、ファンタービン１７の回転する翼面によって、せん断力を付与されて、再分散して、細粒子化、均一化される。
【００８７】
このとき、ファンタービン１７によるせん断力付与においては、ファンタービン１７の翼面が、ファンタービン１７回転軸線と平行に配置された面構成であるため、現像液１８は、ファンタービン１７の翼面に沿って、ファンタービン１７の回転軸芯から円周方向（ファンタービン１７の翼の外側方向）に連続的に滑らかにせん断力を受けるので、トナー粒子に、過大で変化の激しいせん断力や過大な機械力が及びにくい。したがって、トナー凝集物を再分散する際のトナー粒子劣化を少なく抑えることができる。また、翼面積が大きくとれるので、流量が大きくなり、撹拌能力に優れる利点もある。
【００８８】
また、撹拌手段としての構成が、現像液タンク１１内にファンタービン１７とシャフト部材を設ける簡単な構成であるので、小型化が容易であり、かつ低コストにて設けることが可能となる。
【００８９】
よって、高い撹拌能力でトナー沈降の抑制し、トナー劣化軽減を図りつつ、トナー凝集物の再分散させるので、現像液タンク１１における現像液１８中のトナー凝集に起因する不具合を抑えて、高品質な画像を安定して形成する液体現像装置や、これを搭載したプリンタ等の画像形成装置を安価に提供することが可能となる。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、現像液タンク１１中の現像液１８の撹拌手段としての例を示したが、本発明は、貯溜された液体現像剤のトナー分散手段として広く使用することができ、トナータンク２１中のトナー液１８ａにおいても、略同様の構成で利用可能であり、同様の作用・効果を奏することができるものである。
【００９１】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図７、図８を参照して詳しく説明する。図７は、第２の実施の形態に係る撹拌手段の構造を模式的に示す模型的垂直断面図である。図８は、第２の実施の形態に係る撹拌手段の動作時の様子を模式的に示す模型的垂直断面図である。（各図中の黒丸はトナー粒子の分散状態を模式的にあらわしたものである。）
第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態の構成に、規制部材を追加し、シャフト部材３１の構造を変更した構成である。したがって、基本的な構成については、第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００９２】
図７に示すように、現像液１８を貯溜する現像液タンク１１内において、ファンタービン１７は、現像液１８に浸漬するように底部近傍の高さで、底面中央に設けられている。ファンタービン１７の回転軸上部には、シャフト部材３１が固定されている。シャフト部材３１は上方に伸び、現像液タンク１１の上方で図示しない回転モータ等や歯車列の駆動手段に接続されている。
【００９３】
そして、現像液タンク１１内の上方において、シャフト部材３１と同心状に規制部材としての円筒形状や円環形状のリング部材３２を設けている。すなわち、シャフト部材３１は、リング部材３２の穴部を貫通して設けられている。
【００９４】
現像液タンク１１は、容量２００ｍｌの樹脂製円筒型丸底形状の容器であり、容器外径は約７０ｍｍである。ファンタービン１７の翼径は約４０ｍｍである。
【００９５】
シャフト部材３１は、弾性部材３１ａと非弾性部３１ｂとからなり、弾性部３１ａとしては、ポリウレタン、ＮＢＲ、ヒドリン、シリコン、ＣＲ等の樹脂部材やゴム部材、あるいは可撓性を有する低剛性の金属部材が使用でき、非弾性部３１ｂとしては、高剛性の樹脂部材や金属部材が使用できる。弾性部３１ａは、シャフト部材３１の軸線方向について、非弾性部３１ｂの間に挟まれるように設けられている。したがって、シャフト部材３１の両端部は非弾性部３１ｂとなっている。
【００９６】
現像液タンク１１内において、シャフト部材３１中の弾性部３１ａは、鉛直方向について、リング部材３２よりも上方に位置し、図８に示すように、シャフト部材３１の公転運動時に、弾性部３１ａ下部の非弾性部３１ｂがリング部材３２の内周部に当接するように設けられている。
【００９７】
次に、上記構成に係る撹拌手段による現像液１８の撹拌工程について説明する。
【００９８】
図７に示すように、現像液タンク１１中で、ファンタービン１７は、現像液１８に浸漬している。現像液１８を撹拌するときは、図示しない駆動手段である回転モータ等が、通電されて、ファンタービン１７が回転駆動される。
【００９９】
駆動手段の駆動力は、シャフト部材３１を介してファンタービン１７に伝達されて、図８に示すように、ファンタービン１７は、自転しながら、シャフト部材３１の弾性部３１ａが撓んで振れ回りを発生し、略円軌道の公転運動を行う。シャフト部材３１の回転速度を上げるにしたがって、公転軌道半径は広がり、シャフト部材３１は、やがてリング部材３２の内周部に当接する。
【０１００】
このように、シャフト部材３１の公転軌道は、リング部材３２によって規制されるので、回転速度を上げるとリング部材３２の内周部に沿って公転運動するようになる。したがって、シャフト部材３１の下端に固定されたファンタービン１７も同様に、リング部材３２の規制に基づく公転軌道の範囲で運動する。よって、現像液タンク１１の内径に合わせてリング部材３２の内径を適切に設定することにより、ファンタービン１７が現像液タンク１１の内側周部付近を公転運動しつつ、現像液タンク１１の内側周面と干渉しないような構成を取ることができることになる。
【０１０１】
この場合、リング部材３２の内周部とシャフト部材３１の非弾性部３１ｂが当接して、摺動するが、シャフト部材３１の撓みは、リング部材３２の上方でのみ発生する。これより下側のシャフト部材３１は、高剛性の部材で構成されているので、撓みが発生しない。したがって、リング部材３２で規制されたシャフト部材３１、およびシャフト部材３１の下端に設けられたファンタービン１７の最外公転軌道は、より正確に設定することができ、現像液タンク１１の内側周部に干渉しない程度に近接した位置まで撹拌運動範囲を広げることができる。
【０１０２】
また、この構成によれば、シャフト部材３１の回転速度を上げても、ファンタービン１７と現像液タンク１１の内側周部が干渉しないことから、規制部材を設けない場合よりも、高速でシャフト部材３１を回転させることができる。
【０１０３】
よって、ファンタービン１７の回転速度を向上させて、撹拌能力を高めつつ、ファンタービン１７の直接作用範囲を広げて、現像液タンク１１の隅々まで直接撹拌し、現像液１８のトナー沈降の抑制し、トナー劣化軽減を図りながらトナー凝集物の再分散させることができる。これにより、現像液タンク１１における現像液１８中のトナー凝集に起因する不具合を抑えて、高品質な画像を安定して形成する液体現像装置や、これを搭載したプリンタ等の画像形成装置を安価に提供することが可能となる。
【０１０４】
なお、本実施の形態の説明においては、現像液タンク１１の形状は円筒形状としたが、例えば、現像液タンク１１の形状が、プリンタ１００への実装の制約上、長方形や楕円形、その他の形となる場合であっても、現像液タンク１１の水平断面形状に対応する規制部材を設けることにより、本実施例と同様の効果を奏するものである。
【０１０５】
また、本実施の形態においては、現像液タンク１１中の現像液１８の撹拌手段としての例を示したが、本発明は、貯溜された液体現像剤のトナー分散手段として広く使用することができ、トナータンク２１中のトナー液１８ａにおいても、略同様の構成で利用可能であり、同様の作用・効果を奏することができるものである。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に係る液体現像装置を搭載したタンデム型カラー画像形成装置。
【図２】画像形成手段５の模型的垂直断面側面図。
【図３】トナー液補給手段、キャリア液補給手段、および現像液の回収・廃棄の流れを示す管路の構成。
【図４】第１の実施の形態に係る撹拌手段の構造を示す模型的垂直断面図。
【図５】第１の実施の形態に係る撹拌手段の動作時の様子を示す模型的垂直断面図。
【図６】ファンタービンの形状をあらわす上面図および側面図。
【図７】第２の実施の形態に係る撹拌手段の構造を示す模型的垂直断面図。
【図８】第２の実施の形態に係る撹拌手段の動作時の様子を示す模型的垂直断面図。
【図９】従来の撹拌翼による液体現像剤の撹拌動作の様子を示す図。
【符号の説明】
【０１０８】
５  画像形成手段（５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂ）
１０  液体現像装置
１１  現像液タンク（貯溜槽）
１７  ファンタービン（撹拌翼、放射流式タービン）
１８  現像液（液体現像剤）
１８ａ  トナー液
１８ｂ  キャリア液
１９  トナー濃度センサ
２０  液位センサ
２１  トナーコンテナ（２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ）
２２  キャリアタンク
２３、２４、２５、２８、２９  管路
２６  トナーポンプ
２７  トナー液撹拌手段
３０  キャリアポンプ
３１  シャフト部材
３１ａ  シャフト部材（弾性部）
３１ｂ  シャフト部材（非弾性部）
３２  リング部材（規制部材）
５１  感光体ドラム
１００  プリンタ（画像形成装置）
【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】
2007199105.tif 000007
【図６】
2007199105.tif 000008
【図７】
2007199105.tif 000009
【図８】
2007199105.tif 000010
【図９】
2007199105.tif 000011