(57)【要約】【課題】トナーコンテナ内のトナー液や、現像液タンク内の現像液を、これら容器全体に渡って均一に撹拌し、トナー粒子を劣化させることなく分散せしめて、トナー凝集物の生成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した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トナー液１８ａを貯溜するトナータンク２１Ｂを備えた液体現像装置において、貯溜槽底部の近傍に下方に向けて気体噴射ノズル２７を設けることとした。【選択図】図４
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【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、前記貯溜槽の底部の近傍に下方に向けて気体噴射ノズルを設けたことを特徴とする液体現像装置。
【請求項２】
前記貯溜槽の底部は、凹部および／または傾斜部を含み、前記気体噴射ノズルは、前記貯溜槽の底部の最下部近傍に設けられてい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】
前記貯溜槽の底部が、逆円錐形状または逆円錐形状頂点部に凹部を有する形状であって、前記気体噴射ノズルが、前記逆円錐形状の中心軸線上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液体現像装置。
【請求項４】
前記貯溜槽の底部は、少なくとも1つ以上の先細りの凸部を含み、前記凸部直上に少なくとも１つ以上の前記気体噴射ノズルが設けられてい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５】
前記凸部は、前記貯溜槽底部の中央を通る直線を含む鉛直面内に、前記先細りの頂点を有することを特徴とする請求項４に記載の液体現像装置。
【請求項６】
前記貯溜槽は円筒形状であって、前記凸部が、前記貯溜槽底面の中央部に形成された円錐状の突起であり、前記気流噴射ノズルが、前記円錐状突起の中心軸線直上に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６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。
【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、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。トナーコンテナおよびキャリアタンクは、現像液タンク内の現像液が不足したとき等、適宜、トナー液、キャリア液を現像液タンクに補給し、現像液タンク内の現像液量、濃度を適切に保つ。
【０００５】
ところで、現像液は、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、トナー粒子が凝集する傾向がある。そしてトナー凝集が進むと、トナー凝集物を生成して、感光体ドラムへの適切な現像液の供給に支障をきたして、画像形成に悪影響を与える虞がある。また、トナー液は、現像液を濃縮したものであるので、現像液よりもトナー凝集が発生しやすく、トナー凝集物が発生した場合、トナー凝集物が補給経路を塞いで、現像液タンクへの適正な補給が阻害されたり、トナー凝集物が現像液タンクに混入したりして、装置の動作や画像形成に悪影響を与える虞がある。
【０００６】
したがって、こうした問題を防ぐために、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のトナー凝集を未然に防止する様々な改良や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。
【０００７】
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有する。また、特許文献２の例では、トナーコンテナ等の底部から気泡を発生させて、トナー液を撹拌し、トナーを分散せしめる構成をとっている。その他、撹拌プロペラを用いてトナー分散を図る方法も、一般的に用いられている。
【特許文献１】特開昭６２−２７７７８号広報
【特許文献２】実開平２−４５５６５号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の往復運動する撹拌羽根や、撹拌プロペラによるトナー分散方法は、機械的せん断力をトナー粒子に与えるために、トナー粒子の劣化を起こしやすい。したがって、現像液の品質低下を招いて、形成される画像の品質に悪影響を及ぼす虞がある。また、撹拌羽根表面に付着したトナーが、該表面上で凝集してトナー凝集物を生成し、画像品質に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００９】
特許文献２の現像槽底部からの気泡発生による方法では、現像槽の底面周部や側部への作用が弱く、底面周部や側部にトナー凝集が発生する虞がある。そして、発生したトナー凝集物が、底面周部や側部に堆積し、画像品質に悪影響を及ぼす虞がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、トナーコンテナ内のトナー液や、現像液タンク内の現像液を、これら容器全体に渡ってムラ無く撹拌し、トナー粒子を劣化させることなく分散せしめて、トナー凝集物の生成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した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】
【００１１】
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、貯溜槽の底部の近傍に下方に向けて気体噴射ノズルを設けることとした。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記貯溜槽の底部は、凹部および／または傾斜部を含み、気体噴射ノズルは、前記貯溜槽の底部の最下部近傍に設けられていることとした。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記貯溜槽の底部が、逆円錐形状または逆円錐形状頂点部に凹部を有する形状であって、気体噴射ノズルが、逆円錐形状の中心軸線上に設けられていることとした。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、貯溜槽の底部は、少なくとも1つ以上の先細りの凸部を含み、凸部直上に少なくとも１つ以上の気体噴射ノズルが設けられていることとした。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記凸部は、貯溜槽底部の中央を通る直線を含む鉛直面内に、その頂点を有することとした。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記貯溜槽は円筒形状であって、凸部が、貯溜槽底面の中央部に形成された円錐状の突起であり、気流噴射ノズルが、前記円錐状突起の中心軸線直上に設けられていることとした。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、画像形成装置は、請求項１〜６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、貯溜槽の底部の近傍に下方に向けて気体噴射ノズルを設けることとした。
【００１９】
したがって、貯溜槽内底部近傍に、下向きに設けられた気体噴射ノズルは、内部に貯溜される液体現像剤に浸漬した状態となり、この状態で気体噴射ノズルから気体が噴射されると、液体現像剤内に気流が送り込まれて、液体現像剤に対流を生じせしめて、流動が活発化され、液体現像剤は撹拌される。この際、送り込まれる気流は、貯溜槽底部に沿って流れて、底面から貯溜槽全体に拡散される。
【００２０】
これによって、貯溜槽全体に渡って、液体現像剤内のトナー粒子は分散せしめられ、トナー凝集の発生を防ぐことができる。また、この分散は、トナー粒子に機械的なせん断力を付与せずに行われるので、トナー粒子の劣化を発生する虞が無いため、現像液の品質が低下せず、良好な画像を形成することが可能となる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記貯溜槽の底部は、凹部および／または傾斜部を含み、気体噴射ノズルは、前記貯溜槽の底部の最下部近傍に設けられていることとした。
【００２２】
したがって、請求項１に記載の発明と同様に、気体噴射ノズルから噴射される気流が、貯溜槽底部全体に行渡り、貯溜槽全体の液体現像剤を撹拌して、トナー粒子を劣化させることなく分散せしめて、良好な画像を形成することが可能となる。
【００２３】
これに加えて、前記貯溜槽の底部は、例えば、逆角錐や、逆円錐、あるいはこれらと凹み形状の組み合わせ、または底平面に凹みが形成された形状であるので、貯溜槽内部の液体現像剤の液量が減少すると、貯溜槽底部の最下部に溜まる。よって、貯溜槽の底部の最下部に設けた気体噴射ノズルは、少ない液量であっても液体現像剤に浸漬して有効に機能するので、液体現像剤の減少に拘わらず、液体現像剤のトナー分散を適正に行うことができ、より安定して良好な画像を形成することが可能となる。
【００２４】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記貯溜槽の底部が、逆円錐形状または逆円錐形状頂点部に凹部を有する形状であって、気体噴射ノズルが、逆円錐形状の中心軸線上に設けられていることとした。
【００２５】
したがって、請求項２に記載の発明と同様に、液体現像剤の減少に拘わらず、気体噴射ノズルによって、液体現像剤内のトナー粒子を、劣化させることなく分散せしめて、良好な画像を形成することが可能となる。
【００２６】
また、これに加えて、貯溜槽底部中央の直上より、気体噴射ノズルによって気流を噴射すると、四方に気流を均等に拡散するので、貯溜槽の逆円錐形状の斜面に沿って、底部から上方に対流が起こる。よって、貯溜槽底部、周部を含む貯溜槽全体において、均等に気流や気泡が拡散して、液体現像剤全体に対流を起こし、撹拌するので、トナー粒子は、液中で均一に劣化することなく分散せしめられて、安定して良好な画像を形成することが可能となる。
【００２７】
また、請求項４に記載の発明によれば、貯溜槽の底部は、少なくとも1つ以上の先細りの凸部を含み、凸部直上に少なくとも１つ以上の気体噴射ノズルが設けられていることとした。
【００２８】
したがって、貯溜槽内の液体現像剤に浸漬し、下向きに設けられた気体噴射ノズルから、噴射された気流は、貯溜槽の底部に設けられた凸部の先細り部に到達して、凸部によって、その流れが分断されて、凸部の側部形状に倣って貯溜槽の底部に至り、凸部形状により設定された方向に積極的に拡散せしめられる。
【００２９】
よって、貯溜槽形状や底部形状に合わせて、先細り凸部形状を構成することで、底部全体に満遍なく、気流や気泡を拡散させ、対流を誘導できる。例えば、貯溜槽の形状によって液体現像剤が滞留しやすい場所がある場合は、この場所に積極的に気流を導き、液体現像剤を撹拌してトナー凝集を防ぐことができる。これにより、トナー分散をより確実に行い、良好な画像を形成することが可能となる。
【００３０】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記凸部は、貯溜槽底部の中央を通る直線を含む鉛直面内に、その頂点を有することとした。
【００３１】
したがって、例えば、貯溜槽底部形状が四角形であって、該直線が、その中央である中心点を通る底部の一辺と平行な直線であり、凸部の断面形状が、この直線を含む鉛直面内に頂点を持つ山形形状である場合において、貯溜槽内の液体現像剤に浸漬し、凸部直上に下向きに設けられた気体噴射ノズルから噴射された気流は、山形の凸部の頂点部に至ると、頂点を境に左右に分断され、底面に沿って底部の左右の側面に均等に導かれる。
【００３２】
よって、貯溜槽周部を含む底部全体に、満遍なく均等に、気流や気泡を拡散させて、液体現像剤全体を対流させることができるので、液体現像剤は撹拌されて、トナー粒子が劣化せずに分散して、トナー凝集を防ぐことができる。これにより、良好な画像を形成することが可能となる。
【００３３】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記貯溜槽は円筒形状であって、凸部が、貯溜槽底面の中央部に形成された円錐状の突起であり、気流噴射ノズルが、前記円錐状突起の中心軸線直上に設けられていることとした。
【００３４】
したがって、円錐状の突起に対して、この頂点に対向して下向きに配置された気体噴射ノズルから噴射された気流は、突起の頂点部に至ると、ここで、全方向に均等に分散され、円錐突起の斜面に沿って底面に至り、底面に沿って底部の全側面に導かれる。そして、円筒内周面に達し、上方に流れる。
【００３５】
よって、気流や気泡は、円筒形状の貯溜槽の底面および側周面に、満遍なく均一に拡散し、液体現像剤の対流を誘導する。これにより、液体現像剤は、撹拌されるので、液中のトナー粒子は劣化無く分散せしめられ、より確実にトナー凝集を防ぐことができ、良好な画像を形成することが可能となる。
【００３６】
また、請求項７に記載の発明によると、画像形成装置は、請求項１〜６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、前記液体現像装置によって、貯溜槽内の液体現像剤は、貯溜槽の隅々に至るまで隈なく撹拌され、劣化することなくトナー粒子を分散せしめられるので、トナー凝集やトナー劣化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６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、ヒータ（不図示）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、駆動モータ（不図示）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、装置本体（不図示）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位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ものである。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に対して当接することにより、中間転写ベルト４３上の転写残トナーを掻き落とす。この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、一対の撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂ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、撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂは、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、撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂ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、撹拌スクリュー１７ａ、１７ｂ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、気流噴射ノズル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。
【００７１】
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に浸漬した気体噴射ノズル２７の先端から噴射される気流によって撹拌され、分散せしめられている。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
次に、本発明の特徴部分である、貯溜槽としてのトナーコンテナ２１Ｂにおける気流噴射ノズル２７による液体現像剤としてのトナー液１８ａ分散の流れについて、図４、図５を参照しながら説明する。
【００７６】
以下に第１の実施の形態に係るトナー液１８ａの分散の流れについて説明する。図４は第１の実施の形態に係る液体現像装置のトナーコンテナ２１Ｂおよび気流噴射ノズル２７の構成を示す上面図および側断面図である。
【００７７】
図４に示すように、トナーコンテナ２１Ｂ内には、気流噴射ノズル２７および空気抜き管３１が備えられている。
【００７８】
トナーコンテナ２１Ｂの内部空間の形状は、同一の中心軸線を有する３形状の合成により構成されており、上部が円柱部Ａ、下部が上部の円柱部から滑らかに繋がる傾斜部としての逆円錐部Ｂ（上部円柱と同一底面を有する逆円錐形状）を有し、最下部には、気流噴射ノズル２７の外径よりも僅かに大きい凹部としての円柱部Ｃが設けられている。
【００７９】
気体噴射ノズル２７は、トナーコンテナ２１Ｂ内の中心軸線上に、気体噴射ノズル２７の噴射口が、鉛直下向きになるように設けられており、該噴射口２７ａの鉛直位置は、トナーコンテナ２１Ｂ内の最下部、すなわち、最下部の円柱部Ｃ内になるように設けられている。なお、噴射口２７ａの内径は約３ｍｍである。
【００８０】
気体噴射ノズル２７の管は、トナーコンテナ２１Ｂの上面部より、外部に導かれ、エアーポンプ（不図示）に接続されている。
【００８１】
空気抜き管３１は、トナーコンテナ２１Ｂの上面内部に、管の一端がトナー液１８ａに浸漬しない程度に突き出して設けられており、他端がトナーコンテナ２１Ｂの外部でバルブ３２に接続されており、バルブ３２は、必要に応じて開閉できるようになっている。
【００８２】
トナーコンテナ２１Ｂの最下部にある円柱部Ｃの底面には、管路２３が接続されており、ここから現像液タンク１１にトナー液１８ａが補給される。
【００８３】
次に、上記の構成に係る実施形態におけるトナー液１８ａの分散の工程について説明する。トナー液１８ａが貯溜されているトナーコンテナ２１Ｂにおいて、前記エアーポンプ（不図示）を駆動して、エアーポンプ配管（不図示）を通じて気体噴射ノズル２７の噴射口２７ａより、気流を噴射させると、円柱部Ｃの底面に向かって気流が噴射される。噴射された気流は、円柱部Ｃの底面に充満し、やがて、上方に浮上し始める。
【００８４】
トナータンク２１Ｂの内部空間の形状は、同一の中心軸線を有する円柱部Ａ、逆円錐部Ｂ、円柱部Ｃからなり、噴射口２７ａは該中心軸線上に設けられているので、トナータンク２１Ｂ内の全周方向に、均等に、噴射された気流は拡散する。したがって、気流は、逆円錐部Ｂの斜面および円柱部Ａの内周部に沿って上昇する。また、気流は上昇するにしたがって拡散するので、気流の効果は広く及び、トナー液１８ａの対流が、広い範囲で活発に行われる。（図４中の矢印は、噴射された気流およびトナー液１８ａの流れを示す）。
【００８５】
この際、噴射する気体の圧力は、０．１〜１ＭＰａの範囲で調整され、トナー液１８ａの粘度は、５０ｍＰａ・ｓとしている。なお、トナー液１８ａの粘度は、５〜５０００ｍＰａ・ｓの範囲で使用できるものとする。
【００８６】
また、空気抜き管３１は、エアーポンプ（不図示）を駆動すると同時にバルブ３２が開放され、内部の空気を放出し、内部気圧が外気圧と同じになるように調整される。
【００８７】
トナー液１８ａが、気流と共に、トナーコンテナ２１Ｂ全体で対流せしめられるので、トナー液１８ａ中のトナー粒子は、撹拌されて、トナー粒子が沈降することなく、トナー液１８ａ全体に均一に分散せしめられることになる。
【００８８】
一般的に、トナー凝集は、容器内において対流が滞りやすい角部や隅部に発生するが、本形態においては、円筒部Ｃの底面周部には、近傍の気体噴射ノズル２７が噴射した気体が活発に流れ、また、逆円錐形状部Ｂから円柱部Ａにかけては、気流の流路であると共に、その形状が鈍角かつ滑らかであるので、角部や隅部においても、トナー液１８ａの対流が滞らないようになっている。
【００８９】
したがって、気流および気泡が、トナーコンテナ２１Ｂ内全体の隅々まで拡散されるので、トナーコンテナ２１Ｂのトナー液１８ａは、この気流によって、満遍なく対流せしめられ、均一に分散される。
【００９０】
この際のトナー分散は、トナー粒子に機械的なせん断力を付与することなく行われるので、トナー粒子が劣化する虞がない。よって、トナー粒子劣化による現像液の品質低下を生じないので、良好な画像を形成することが可能となる。
【００９１】
また、トナー液１８ａは、管路２３を通じて、現像液タンク１１に補給されるので、トナータンク２１Ｂ内のトナー液１８ａの液量が、減少する場合がある。
【００９２】
このような時においても、本実施の形態に係る構成においては、トナーコンテナ２１Ｂ内に残ったトナー液１８ａは、円柱部Ｃに流れ込んでくるので、トナー液１８ａの残量が円柱部Ｃの容量付近になるまで、気泡噴射ノズル２７によるトナー分散効果は有効に機能する。したがって、トナー液１８ａの残量が、少なくなっても、適正に分散されたトナー液１８ａを、現像液タンク１１に補給することができる。また、トナー液１８ａが、トナーコンテナ２１Ｂの側周部に残留して、固化したり、トナー凝集物を発生したりすることが無く、トナー液１８ａを無駄なく使うことができる。
【００９３】
次に本発明に係る第２の実施の形態について説明する。図５は第２の実施の形態に係る液体現像装置のトナーコンテナ２１Ｂおよび気流噴射ノズル２７の構成を示す上面図および側断面図である。
【００９４】
なお、第２の実施の形態の説明において、前記第１の実施の形態と共通する構成については、その説明を省略するのもとする。また、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付すものとする。
【００９５】
図５に示すように、トナーコンテナ２１Ｂ内には、気流噴射ノズル２７および空気抜き管３１が備えられている。
【００９６】
トナーコンテナ２１Ｂの内部空間の形状は、円柱形状であり、その底部中心には、先細りの凸部としての円錐状の突起３３が設けられている。この突起３３の円錐形状は、鉛直方向に伸び、その裾野が徐々に広がる形状であって、トナーコンテナ２１Ｂの底面となだらかに繋がっている。なお、底面からの突起３２頂点部の高さは、約１０ｍｍで、突起部３３の円錐底面の直径は、約１５ｍｍである。
【００９７】
気体噴射ノズル２７は、トナーコンテナ２１Ｂの中心軸線上に、気体噴射ノズル２７の噴射口２７ａが、鉛直下向きになるように設けられており、該噴射口２７ａの鉛直位置は、突起部の頂点より約１０ｍｍ上方で、噴射口２７ａの内径は約３ｍｍである。
【００９８】
次に上記構成に係る実施形態におけるトナー液１８ａの分散の工程について説明する。トナー液１８ａが貯溜されているトナーコンテナ２１Ｂにおいて、前記エアーポンプ（不図示）を駆動して、エアーポンプ配管（不図示）を通じて気体噴射ノズル２７の噴射口２７ａより、気流を噴射させると、噴射された気流は、突起部３３の頂点部に向かって送られる。
【００９９】
突起部３３の頂点部に至った気流は、ここで突起部３３の円錐状の斜面に沿って、トナーコンテナ２１Ｂの底面に向かって流れる。そして、突起部３３の円錐形状の裾野に行くに従い、その流れは、トナーコンテナ２１Ｂの円形の底面の円周方向に放射状に進路を変え、トナーコンテナ２１Ｂの底面周部に至る。さらに、流れは、トナーコンテナ２１Ｂの側周面に沿って上昇し、トナー液１８ａに、図５の矢印に示すような対流を生じせしめる。
【０１００】
この際、噴射する気体の圧力は、０．１〜１ＭＰａの範囲で調整され、トナー液１８ａの粘度は、５０ｍＰａ・ｓとした。なお、トナー液１８ａの粘度は、５〜５０００ｍＰａ・ｓの範囲で使用できるものとする。
【０１０１】
また、空気抜き管３１は、エアーポンプ（不図示）を駆動すると同時にバルブ３２が開放され、内部の空気を放出し、内部気圧が外気圧と同じになるように調整される。
【０１０２】
トナー液１８ａが、気流と共に、トナーコンテナ２１Ｂ全体で対流させられることにより、トナー液１８ａ中のトナー粒子は、撹拌されて、トナー粒子が沈降することなく、トナー液１８ａ全体に均一に分散せしめられることになる。この場合において、噴射された気流は、対流が滞りやすいトナーコンテナ２１Ｂの底面周部に到達して、当該部位におけるトナー液１８ａの対流を生じせしめている。
【０１０３】
したがって、気流および気泡が、トナーコンテナ２１Ｂ内全体の隅々まで拡散されるので、トナーコンテナ２１Ｂのトナー液１８ａは、この気流によって、満遍なく対流せしめられ、均一に分散される。
【０１０４】
この際のトナー分散は、トナー粒子に機械的なせん断力を付与することなく行われるので、トナー粒子が劣化する虞がない。よって、トナー粒子劣化による現像液の品質低下を生じないので、良好な画像を形成することが可能となる。
【０１０５】
なお、第２の実施の形態で示したトナータンク２１Ｂ底面に設けた突起部について、これを第１の実施の形態に示したトナータンク２１Ｂの円柱部Ｃの底面に同様に設けることにより、第１の実施の形態の効果に加えて、第２の実施の形態で示した効果を得ることができる。
【０１０６】
次に本発明に係る第３の実施の形態について説明する。図６は第３の実施の形態に係る液体現像装置のトナーコンテナ２１Ｂおよび気流噴射ノズル２７の構成を示す上面図および側断面図である。
【０１０７】
なお、第３の実施の形態の説明において、前記第２の実施の形態と共通する構成については、その説明を省略するのもとする。また、第２の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付すものとする。
【０１０８】
図６に示すように、トナーコンテナ２１Ｂ内には、気流噴射ノズル２７および空気抜き管３１が備えられている。
【０１０９】
トナーコンテナ２１Ｂの内部空間の形状は、角柱形状であり、その底面には、先細りの頂点を有する山形凸部３４が設けられている。
【０１１０】
山形凸部３４は、トナーコンテナ２１Ｂの底面の中心点を通り、該底面の一辺と平行な直線ＣＬを通る鉛直面内に、その先細りの頂点を有し、直線ＣＬに沿って底面の両側面まで延びている。山形凸部３４は、その斜面の裾野が徐々に広がる形状であって、トナーコンテナ２１Ｂの底面となだらかに繋がっている。なお、底面からの山形凸部３４頂点部の高さは、約１０ｍｍである。
【０１１１】
３つの気体噴射ノズル２７は、トナーコンテナ２１Ｂ底面の直線ＣＬ直上に等間隔で、気体噴射ノズル２７の噴射口２７ａが、鉛直下向きになるように設けられている。なお、該噴射口２７ａの鉛直位置は、山形凸部の頂点より約１０ｍｍ上方、噴射口２７ａの内径は約３ｍｍとしている。
【０１１２】
次に上記構成に係る実施形態におけるトナー液１８ａの分散の工程について説明する。トナー液１８ａが貯溜されているトナーコンテナ２１Ｂにおいて、前記エアーポンプ（不図示）を駆動して、エアーポンプ配管（不図示）を通じて、３つの気体噴射ノズル２７の噴射口２７ａより、気流を噴射させると、噴射された気流は、夫々山形凸部３４の頂点部に向かって送られる。
【０１１３】
山形凸部３４の頂点部に至った気流は、頂点を境に左右に均等に分断され、山形凸部３４の斜面に沿って、トナーコンテナ２１Ｂの底面に向かって流れる。そして、山形凸部３４斜面の裾野に行くに従い、その流れは、トナーコンテナ２１Ｂの円形の底面の左右方向に進路を変え、トナーコンテナ２１Ｂの左右の側面に至る。さらに、流れは、トナーコンテナ２１Ｂの側面に沿って上昇し、トナー液１８ａに、図６の矢印に示すような対流を生じせしめる。なお、気体噴射ノズル２７は、直線ＣＬに沿って図６の紙面奥行き方向に均等に、互いに気流の影響が及ぶ範囲で配置されている。
【０１１４】
また、空気抜き管３１は、エアーポンプ（不図示）を駆動すると同時にバルブ３２が開放され、内部の空気を放出し、内部気圧が外気圧と同じになるように調整される。
【０１１５】
トナー液１８ａが、気流と共に、トナーコンテナ２１Ｂ全体で対流させられることにより、トナー液１８ａ中のトナー粒子は、撹拌されて、トナー粒子が沈降することなく、トナー液１８ａ全体に均一に分散せしめられることになる。この場合において、噴射された気流は、対流が滞りやすいトナーコンテナ２１Ｂの底面周部に到達して、当該部位におけるトナー液１８ａの対流を生じせしめている。
【０１１６】
したがって、気流および気泡が、トナーコンテナ２１Ｂ内全体の隅々まで拡散されるので、トナーコンテナ２１Ｂのトナー液１８ａは、この気流によって、満遍なく対流せしめられ、均一に分散される。
【０１１７】
この際のトナー分散は、トナー粒子に機械的なせん断力を付与することなく行われるので、トナー粒子が劣化する虞がない。よって、トナー粒子劣化による現像液の品質低下を生じないので、良好な画像を形成することが可能となる。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、３つの気体噴射ノズル２７を設けたが、気体噴射ノズル２７の流量や大きさ、トナータンク２１Ｂの大きさ等に応じて、適宜、ノズル数を調整することができる。
【０１１９】
また、ここで説明した実施の形態においては、液体現像剤および、その貯溜槽として、トナー液とトナータンクを対象としたが、本発明の構成は、トナー液とトナータンクのみではなく、現像液と現像液タンクや回収現像液とその貯溜タンク等、液体現像剤を貯溜する容器については同様に用いることができ、同様の作用・効果を奏することができる。
【０１２０】
また、上記、第１〜第３の実施の形態に係る液体現像装置をプリンタその他の画像形成装置に搭載することにより、トナータンク内でのトナー凝集やトナー劣化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画像形成装置を提供することが可能となる。
【０１２１】
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】
【０１２２】
【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液体現像装置のトナーコンテナおよび気流噴射ノズルの構成を示す上面図および側断面図。
【図５】第２の実施の形態に係る液体現像装置のトナーコンテナおよび気流噴射ノズルの構成を示す上面図および側断面図。
【図６】第３の実施の形態に係る液体現像装置のトナーコンテナおよび気流噴射ノズルの構成を示す上面図および側断面図。
【符号の説明】
【０１２３】
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
１８ａ  トナー液（液体現像剤）
２１  トナーコンテナ（２１Ｂ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ）（貯溜槽）
２７  気体噴射ノズル
２７ａ  噴射口
３１  空気抜き管
３２  バルブ
３３  突起部(先細りの凸部)
３４  山形凸部（凸部）
１００  プリンタ（画像形成装置）
【図１】
2007178565.tif 000003
【図２】
2007178565.tif 000004
【図３】
2007178565.tif 000005
【図４】
2007178565.tif 000006
【図５】
2007178565.tif 000007
【図６】
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