(57)【要約】【課題】超音波を利用して液体現像剤のトナー濃度を検出する濃度検出部を流通する液体現像剤の中の溶存トナーを少なくし、その溶存トナーによる気泡を減少することで、液体現像剤のトナー濃度を高精度で検出できるようにする。【解決手段】メインタンク３内の液体現像剤が循環する現像剤循環路１０に、脱気装置２０と濃度検出装置３０を設け、その脱気装置２０は、中空糸束２８の中空糸膜２９の内部２９ｂを減圧すると共に、その外周面に沿って液体現像剤を流通する構成で、その液体現像剤中の溶存エアーを十分に除去できるようにし、その溶存エアーを十分に除去した液体現像剤が濃度検出部を流通する際に超音波を利用してトナー濃度を検出することで、トナー濃度を高精度で検出できるようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインタンクに貯留された電子写真印刷機用の液体現像剤が循環する現像液循環路と、この現像剤循環路に設けた脱気装置と、前記現像剤循環路の脱気装置の下流側に設けた濃度検出装置を備えた液体現像剤のトナー濃度検出装置であって、
前記脱気装置は、１つもしくは複数の中空糸束の各中空糸膜の外周面に沿って液体現像剤が流れると共に、その各中空糸膜の内部を減圧し、流通する液体現像剤中の溶存エアーが中空糸膜の内部に流入するように構成し、
前記濃度検出装置は、下から上に向けて液体現像剤が流通する流路と、この流路と対向した超音波発信器と超音波受信器を備え、超音波の液体現像剤中の伝播速度がトナー濃度の変化で変化することを利用してトナー濃度を検出するように構成したことを特徴とする液体現像剤のトナー濃度検出装置。
【請求項２】
前記脱気装置は、液体現像剤流通室と、この流体現像剤流通室の両側に設けた第１真空室、第２真空室とを有する本体と、
前記第１真空室と第２真空室を減圧する真空ポンプを有し、
前記本体の液体現像剤流通室に、中空糸束を、各中空糸膜の内部の長手方向一端が第１真空室に開口連通し、かつ各中空糸膜の内部の長手方向他端が第２真空室に開口連通するように設けた請求項１記載の液体現像剤のトナー濃度検出装置。
【請求項３】
前記脱気装置の本体の流体現像剤流通室には液体現像剤が、前記中空糸束の長手方向一端寄りから流入し、その流体現像剤流通室内の液体現像剤は、前記中空糸束の長手方向他端寄りから流出するようにした請求項２記載の液体現像剤のトナー濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式の電子写真印刷機に用いる液体現像剤のトナー濃度を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体現像剤を用いた湿式の電子写真印刷機においては、その液体現像剤のトナー濃度が印刷物の印刷品質（絵柄濃度）に影響するため、液体現像剤のトナー濃度を所定の値に管理することが従来より行われている。
例えば、特許文献１に開示されたように、メインタンクから現像器に供給される液体現像剤のトナー濃度を、超音波が液体現像剤中を伝播する速度がトナー濃度により変化することを利用して検出し、その検出したトナー濃度が所定の値となるように制御している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、前述のようにしてトナー濃度を検出する際に、その液体現像剤中に気泡が含まれると、その気泡によって超音波の伝播速度が変化し、トナー濃度の検出精度が低下することが知られている（特許文献２参照）。
前述した特許文献２に開示されたトナー濃度検出装置においては、超音波の１パルスごと伝播速度が、所定速度領域の範囲内である当該超音波発信手段による１パルスの超音波の発信から受信までの応答時間のみを用いることで、気泡が含まれている場合でもトナー濃度の検出精度を向上できるようにしている。
【０００４】
近年、液体中の溶存エアーを分離して除去する脱気装置として中空糸膜（ガス透過膜）を利用したものが提案されている。
この中空糸膜は、ストロー状の繊維壁面に超微細孔を備えたもので、液体中に存在する分子レベルの溶存ガスのみが前記壁面を透過することで液体中の溶存エアーを分離して除去する性質を有している。
例えば、インクジェット記録装置におけるインク中の気体（エアー）を除去する脱気装置として、筐体内に前述の中空糸膜を多数設け、その中空糸膜の内部をインクが通ると共に、筐体内を減圧することで、中空糸膜の内部を通過するインク中の気体（エアー）を取り除くようにしたものが提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６３１２４号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９３０号公報
【特許文献３】特開２００６−２８１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献２に開示されたトナー濃度の検出装置によれば、液体現像剤中に気泡が含まれている場合でも、トナー濃度を高精度に検出することができるとしても、液体現像剤中には気泡が存在する場合には、トナー濃度を検出するための液体現像剤循環系や、印刷物の印刷品質への何らかの悪影響を及ぼす可能性が存在しており、そのための対策がさらに必要となる可能性が存在している。
また、電子写真印刷機の印刷速度の高速化に伴い、単位時間当りのトナー消費量が増大すると共に、現像器への液体現像剤の供給速度が速くなることにより、気泡の存在による印刷物の印刷品質への悪影響はさらに拡大する傾向にある。
【０００７】
そこで、本発明者等は、特許文献３で開示されたインクジェット記録装置におけるインク中の気体を除去する中空糸膜を用いた脱気装置を利用して液体現像剤中の気泡の原因となる液体現像剤中に溶存したエアーを除去することを試みたが、満足した結果が得られず、超音波を用いて液体現像剤のトナー濃度を検出する際に、気泡のためにトナー濃度を高精度で検出できなかった。
【０００８】
その原因としては次のことが考えられる。
第１の原因としては、インクジェット記録装置に用いるインクの粘度に比べて湿式の電子写真印刷機に用いる液体現像剤の粘度が高く、前述の脱気装置を構成する直径数ｍｍのパイプ状に構成された中空糸膜の内部（内径部分）に、高粘度の液体現像剤を通す場合には、所定の流量を得るために高い圧力で通す必要があるが、高い圧力の液体現像剤が通ると中空糸膜の繊維が剥離等する虞があるために、所定の流量を通すことができないことである。
【０００９】
第２の原因としては、中空糸膜の内部に液体現像剤を通すと、粘度が高いために内部の中心部分のみが流速が速く、内周面（内壁面）に接する外周部分では流速が低下する。このために、中空糸膜の壁面を通して液体現像剤中に溶存しているエアーが外部に流出し難く、その溶存エアーの除去の効率が非常に悪くなることである。
【００１０】
本発明は、前述の課題を解決すべくなされたもので、その目的は、超音波の液体現像剤中の伝播速度がトナー濃度の変化で変化することを利用してトナー濃度を検出する際に、その液体現像剤中に存在する気泡を低減して、トナー濃度を高精度で検出できるようにした液体現像剤のトナー濃度検出装置とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液体現像剤のトナー濃度検出装置は、メインタンクに貯留された電子写真印刷機用の液体現像剤が循環する現像液循環路と、この現像剤循環路に設けた脱気装置と、前記現像剤循環路の脱気装置の下流側に設けた濃度検出装置を備えた液体現像剤のトナー濃度検出装置であって、
前記脱気装置は、１つもしくは複数の中空糸束の各中空糸膜の外周面に沿って液体現像剤が流れると共に、その各中空糸膜の内部を減圧し、流通する液体現像剤中の溶存エアーが中空糸膜の内部に流入するように構成し、
前記濃度検出装置は、下から上に向けて液体現像剤が流通する流路と、この流路と対向した超音波発信器と超音波受信器を備え、超音波の液体現像剤中の伝播速度がトナー濃度の変化で変化することを利用してトナー濃度を検出するように構成したものである。
【００１２】
本発明の液体現像剤のトナー濃度検出装置においては、前記脱気装置は、液体現像剤流通室と、この流体現像剤流通室の両側に設けた第１真空室、第２真空室とを有する本体と、
前記第１真空室と第２真空室を減圧する真空ポンプを有し、
前記本体の液体現像剤流通室に、中空糸束を、各中空糸膜の内部の長手方向一端が第１真空室に開口連通し、かつ各中空糸膜の内部の長手方向他端が第２真空室に開口連通するように設けることができる。
【００１３】
このようにすれば、中空糸膜の内部が、長手方向両端から減圧されると共に、液体現像剤流通室を流通する液体現像剤が中空糸膜の外周面に確実に接触するから、液体現像剤中の溶存エアーを十分に除去することが可能で、脱気効率がより良くなる。
【００１４】
本発明の液体現像剤のトナー濃度検出装置においては、前記脱気装置の本体の流体現像剤流通室には液体現像剤が、前記中空糸束の長手方向一端寄りから流入し、その流体現像剤流通室内の液体現像剤は、前記中空糸束の長手方向他端寄りから流出するようにできる。
【００１５】
このようにすれば、液体現像剤が中空糸束の中空糸膜の外周面に沿って長手方向に流れるから、中空糸膜に液体現像剤が接触する面積がより大きく、液体現像剤中の溶存エアーがより十分に除去されるから、脱気効率がより一層向上する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、液体現像剤中の溶存エアーを脱気装置で十分に除去し、その後に超音波の液体現像剤中の伝播速度がトナー濃度の変化で変化することを利用してトナー濃度を検出すると共に、そのトナー濃度を検出する際に、液体現像剤は下から上に向けて流れて気泡が濃度検出部に滞留し難いので、トナー濃度を検出する際に液体現像剤中に存在する気泡が低減し、トナー濃度を高精度で検出できる。
また、現像器に供給する液体現像剤中の溶存エアーも低減するので、印刷品質の良い印刷物が得られる。
また、脱気装置を多量の液体現像剤が流通することが可能であるから、メインタンク内の液体現像剤を多量に循環しながらトナー濃度を高精度に検出でき、電子写真印刷機で高速印刷するときにおいても液体現像剤のトナー濃度を所定の濃度に精度良く維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】液体現像剤を現像器に供給する部分の構成説明図である。
【図２】脱気装置の概略説明図である。
【図３】脱気装置の一部破断詳細図である。
【図４】中空糸束の拡大断面図である。
【図５】中空糸膜の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、湿式の電子写真印刷機の現像器１（現像ロール）に液体現像剤を供給する装置２は、電子写真印刷機用の液体現像剤が貯留されたメインタンク３と、このメインタンク３にコンクトナー（高濃度液体トナー）を供給するコンクトナー供給装置４と、メインタンク３にキャリア剤（希釈液）を供給するキャリア剤供給装置５と、メインタンク３内の液体現像剤を現像器１に送るための現像剤供給ポンプ６を備えている。
コンクトナー供給装置４は、コンクトナータンク４ａと、このコンクトナータンク４ａ内のコンクトナーをメインタンク３に供給するコンクトナー供給ポンプ４ｂを有している。
キャリア剤供給装置５は、キャリア剤タンク５ａと、このキャリア剤タンク５ａ内のキャリア剤をメインタンク３に供給するキャリア剤供給ポンプ５ｂを有している。
【００１９】
メインタンク３内の液体現像剤のトナー濃度がトナー濃度検出装置７で検出され、その検出したトナー濃度がトナー濃度制御装置８に送られ、このトナー濃度制御装置８で前述のコンクトナー供給装置４、キャリア剤供給装置５を制御してメインタンク３内の液体現像剤のトナー濃度を所定の値に維持する。
【００２０】
例えば、検出したトナー濃度が所定の値よりも低いときには、コンクトナー供給モータ４ｂを駆動（増速）してメインタンク３にコンクトナーを供給（供給量増）して液体現像剤中のトナー濃度を高くし、検出したトナー濃度が所定の値となったときにコンクトナー供給ポンプ４ｂを停止し、メインタンク３内の液体現像剤のトナー濃度を所定の値に維持する。
【００２１】
検出したトナー濃度が所定の値よりも高いときには、キャリア剤供給ポンプ５ｂを駆動（増速）してメインタンク３にキャリア剤を供給（供給量増）して液体現像剤中のトナー濃度を低くし、検出したトナー濃度が所定の値となったときにキャリア剤供給ポンプ５ｂを停止し、メインタンク３内の液体現像剤のトナー濃度を所定の値に維持する。
【００２２】
前述のように、コンクトナー供給装置４、キャリア剤供給装置５、トナー濃度検出装置７、トナー濃度制御装置８によりトナー濃度管理システムを構成している。
【００２３】
前述のトナー濃度検出装置７は、メインタンク３内に貯留された液体現像剤が循環する現像剤循環路１０と、この現像剤循環路１０に設けた脱気装置２０と、前述の現像剤循環路１０における脱気装置２０の下流側に設けた濃度検出装置３０を備え、その濃度検出装置３０で検出したトナー濃度が前述のトナー濃度制御装置８に送られる。
【００２４】
前述の現像剤循環路１０は、メインタンク３の流出口３ａと戻り口３ｂを連通する連通管路１１と、この連通管路１１に液体現像剤を流通するための循環用ポンプ１２を備え、メインタンク３内の液体現像剤を流出口３ａから送り出し、戻り口３ｂから再度メインタンク３に戻す。
【００２５】
前述の脱気装置２０は、図２に示すように、現像剤循環路１０を流通する液体現像剤が流れる脱気部２０ａと、この脱気部２０ａ内を減圧する真空ポンプ２０ｂを備えている。
脱気部２０ａは図３に示すように、本体２１を有している。
この本体２１は外周壁２１ａと、この外周壁２１ａの一端開口を閉塞する一端壁２１ｂと、他端開口を閉塞する他端壁２１ｃと、一端寄り仕切壁２１ｄと、他端寄り仕切り壁２１ｅとで、液体現像剤流通室２２と、この液体現像剤流通室２２の一側に設けた第１真空室２３と、他側に設けた第２真空室２４を有している。
外周壁２１ａには流入部２５と流出部２６が液体現像剤流通室２２に開口して形成され、第１真空室２３と第２真空室２４が真空室流通路２７で連通している。
真空ポンプ２０ｂは、その吸入部が第２真空室２４に連通し、第２真空室２４内の空気を吸引する。
【００２６】
前述の液体現像剤流通室２２には複数の中空糸束２８が相互に離隔して隣接した中空糸束２８間に隙間があるように設けてある。この各中空糸束２８は一端寄り仕切り壁２１ｄと他端寄り仕切り壁２１ｅとで支持され、その中空糸束２８の両端面は第１・第２真空室２３，２４に開口して連通している。
前述の中空糸束２８は、図４に示すように中空糸膜２９を多数束ねたものである。
この中空糸膜２９は、図５に示すように、周壁２９ａが液体は通さずにエアーのみを通す無数の微細孔を有した繊維で、外径が０．３〜０．４ｍｍで、内部２９ｂが空洞となったパイプ形状である。
【００２７】
つまり、脱気装置２０は、１つもしくは複数の中空糸束２８の各中空糸膜２９の内部２９ｂを真空ポンプ２０ｂにより排気処理された第１・第２真空室２３，２４に連通するように構成し、その中空糸膜２９の長手方向中間部が密閉空間（液体現像剤流通室２２）に位置するように、中空糸膜２９の長手方向両端部分を壁面構成部材（仕切り壁２１ｄ，２１ｅ）で固めて保持すると共に、外周を外壁（外周壁２１ａ）で取り囲み、その外壁に液体現像剤の流入部２５、流出部２６を設け、中空糸束２８の外周面に沿って液体現像が流れるようにしてある。
【００２８】
前述の流入部２５は連通管道１１の上流側に連通し、流出部２６は連通管路１１の下流側に連通し、循環用ポンプ１２を駆動することで液体現像剤流通室２２をメインタンク３内の液体現像剤が流通し、その液体現像剤中の溶存エアーが中空糸束２８（中空糸膜２９）で十分に分離して除去される。
【００２９】
つまり、液体現像剤は中空糸束２８（中空糸膜２９）の外周面に沿って流れ、中空糸束２８（中空糸膜２９）は外圧を受けるので、高粘度の液体現像剤が高い圧力で流れても中空糸束２８（中空糸膜２９）の繊維が剥離することがなく、液体現像剤を多量に流すことができるから、必要とする所定の流量だけ流すことができる。
これにより、現像剤循環路１０に必要とする多量の液体現像剤を流通（循環）することができる。
【００３０】
しかも、液体現像剤は中空糸束２８（中空糸膜２９）の外周面（外径部）に確実に接触して流れるから、内部を流れる場合と比較して接触面積が増大し、中空糸束２８（中空糸膜２９）の壁面（周壁２９ａ）を通し、液体現像剤中に溶存しているエアーが中空糸膜２９の内部２９ｂに流入し易く、その溶存エアーの除去の効率が良い。
この実施の形態では、前述の流入部２５は一端寄り仕切り壁２１ｄ寄りに形成され、流出部２６は他端寄り仕切り壁２１ｅ寄りに形成されており、流入部２５から液体現像剤流通室２２に流入した液体現像剤は中空糸束２８の長手方向に沿って流れ、流出部２６から流出するので、中空糸束２８に液体現像剤が接触する接触面積がより増大するから、溶存エアーの除去の効率がより良くなる。
【００３１】
これらが相俟って、液体現像剤中の溶存エアーを十分に除去することができ、脱気効果を高めることができる。
つまり、前述した脱気装置２０によれば、単位流入当りの溶存エアーの高い除去率が得られることと、従来の脱気装置に比べて多量の液体現像剤を現像剤循環路１０に循環しながらの溶存エアーの除去が可能であることにより、液体現像剤中の溶存エアーの度合いを低比率に維持することができ、現像器１に送られる液体現像剤中の溶存エアーが減少し、印刷物の印刷品質を高めることができる。
【００３２】
しかも、前述した脱気装置２０によれば、多量の液体現像剤中に溶存したエアーを除去できるから、電子写真複写機の印刷速度の高速化により液体現像剤の消費量が増大し、液体現像剤を貯留するメインタンク３の容量が大型化しても十分に対応可能である。
【００３３】
また、脱気装置２０の本体２１の液体現像剤流通室２２の中空糸束２８の配置や液体現像剤の流量の設定などにより、脱気装置２０の要求される処理容量及び必要とする脱気能力などの各仕様に合った脱気装置とすることができ、広範囲の要求仕様に合わせた脱気装置及びトナー濃度検出装置の計画が可能である。
【００３４】
この実施の形態では、中空糸束２８（中空糸膜２９）の長手方向の両端部からエアーを吸引して内部を減圧（負圧）するので、その内部２９ｂがより減圧されて液体現像剤中の溶存エアーが内部２９ｂにより一層流入し易くなるから、その溶存エアーをより一層十分に除去することができ、脱気効果をより一層高めることができる。
【００３５】
前述の濃度検出装置３０は、前述の脱気装置２０で溶存エアーが除去された液体現像剤が流通する流路３１ａを有する装置本体３１と、その流路と対向して設けた超音波発信器３２と超音波受信器３３を有している。
そして、超音波発信器３２から流路を流通する液体現像剤に向けて発信された超音波を超音波受信器３３で受信することで、その超音波の液体現像剤を伝播する速度を検出し、その伝播速度に応じて液体現像剤のトナー濃度を検出する。
【００３６】
前述のように、装置本体３１の流路を流通する液体現像剤中の溶存エアーは少なく、その流路を流通する液体現像剤中の気泡が低減するので、その気泡の影響によりトナー濃度の検出精度があまり低下することがなく、トナー濃度を高精度で検出することができる。
【００３７】
前述の装置本体３１は下部に流入口３４を有し、上部に流出口３５を有している。
そして、前述の連通管路１１における脱気装置２０に連通した上流側が流入口３４に連通し、メインタンク３に流通した下流側が流出口３５に連通して、装置本体３１の流路３１ａには下から上に向けて液体現像剤が流れるようにしてある。
前述の超音波発信器３２と超音波受信器３３は、超音波が、前述した流路３１ａを流れる液体現像剤に対して直角方向に通るように設けてある。
【００３８】
このようであるから、液体現像剤が装置本体３１の流路３１ａを下から上に流れる際に、その液体現像剤中の溶存エアーが、その流路３１ａの壁面や超音波が通る検出面の表面に付着し、気泡となって超音波の伝播速度に影響するのを抑制できる。
つまり、気泡の浮力と液体現像剤の下から上への流れにより、気泡が流路３１ａの壁面や検出面に付着成長し難くなるので、流路に気泡が滞留し難くなる。
【００３９】
これにより、液体現像剤中に溶存したエアーが脱気装置２０で完全に除去されなかった場合でも、濃度検出装置３０で液体現像剤のトナー濃度を高精度で検出することができると共に、メインタンク３内の液体現像剤のトナー濃度と、トナー濃度検出装置３０の流路３１ａを流れる液体現像剤のトナー濃度との濃度誤差が減少し、メインタンク３内の液体現像剤のトナー濃度を高精度に検出できる。
【００４０】
つまり、メインタンク３内の液体現像剤を、現像剤循環路１０により脱気装置２０、濃度検出器３０に常時循環させ、その循環する液体現像剤中の溶存エアーを効率良く除去した上で、さらに濃度検出装置３０の濃度検出部（超音波が通る流路部分）に気泡が滞留しにくい構成とすることで、最大限溶存エアーによる気泡の影響を受けることがないトナー濃度検出条件をつくるようにしたから、液体現像剤のトナー濃度を高精度で検出できる。
【００４１】
そして、検出した高精度のトナー濃度に基づいてトナー濃度制御装置８により、コンクトナー制御、キャリア剤制御のトナー濃度制御を実施して液体現像剤のトナー濃度を所定の値に安定して維持し、現像器（現像ローラ）１に供給するので、印刷品質が良好で安定した印刷物が得られる。
【符号の説明】
【００４２】
３…メインタンク、７…トナー濃度検出装置、１０…現像剤循環路、１１…連通管路、１２…循環用ポンプ、２０…脱気装置、２０ａ…脱気部、２０ｂ…真空ポンプ、２１…本体、２２…液体現像剤流通室、２３…第１真空室、２４…第２真空室、２８…中空糸束、２９…中空糸膜、２９ａ…壁部、２９ｂ…内部、３０…濃度検出装置、３１…装置本体、３１ａ…流路、３２…超音波発信器、３３…超音波受信器。
【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】
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