(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア液中にトナーを分散してなる液体現像剤を内部に収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部から現像装置に対して液体現像剤を供給する現像剤供給手段とを有する現像剤供給装置において、
上記現像剤収容部から上記現像装置に向けて液体現像剤を供給する供給路の該現像剤収容部に対する接続部と、
該現像剤収容部内の液体現像剤を該現像剤収容部から吐出すると共に再び該現像剤収容部内に帰還させることによって該液体現像剤を循環させる循環路の該現像剤収容部に対する接続部とを、
該現像剤収容部の底部における同一個所に設け、
前記循環路から帰還した現像剤を、自らの内部を通過させて前記現像剤収容部の底部から該現像剤収容部内の上部まで移動させるガイド路を形成したことを特徴とする現像剤供給装置。
【請求項２】
請求項１の現像剤供給装置において、
上記供給路と上記循環路とを、上記現像剤収容部から上記現像装置に通じる第１の流路と、該第１の流路の途中にある分岐部から再び該現像剤収容部に通じる第２の流路とから構成し、
該第１又は第２の流路を用いて液体現像剤を現像剤収容部から吐出させる液体現像剤吐出手段と、
該現像剤収容部から吐出した液体現像剤の到達先を、該現像装置と該現像剤収容部との間で切り換える流路切換手段とを設けたことを特徴とする現像剤供給装置。
【請求項３】
請求項２の現像剤供給装置において、
上記第１の流路の上記分岐部に対する現像剤収容部側と上記第２の流路のいずれか一方に、液体現像剤の流れを発生させかつ流れの方向を切り替え可能な現像剤流発生手段を設け、
該第１の流路の該分岐部から上記現像装置に至る部分に、該分岐部から離間する方向に向かう１方向のみの流れを可能にする第１の流向規制手段と、
該分岐部に対する現像剤収容部側の該現像剤流発生手段を設けていない流路に、該分岐部に近づく方向のみの流れを可能にする第２の流向規制手段とを設けたことを特徴とする現像剤供給装置。
【請求項４】
請求項３の現像剤供給装置において、
上記第１の流向規制手段と上記第２の流向規制手段とをそれぞれ、自重によって流路を閉状態にする弁体を有する逆止弁によって構成したことを特徴とする現像剤供給装置。
【請求項５】
請求項１，２，３，又は４の現像剤供給装置において、
上記現像剤収容部を硬質の筺体によって構成し、
該現像剤収容部内に外気を導入するための外気導入路を設け、
該外気導入路の該現像剤収容部に対する接続部を、上記供給路と上記循環路の上記接続部と同一個所に設けたことを特徴とする現像剤供給装置。
【請求項６】
潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体に該潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像を液体現像剤を用いて顕像化する現像装置と、
該現像装置に液体現像剤を供給する現像剤供給装置とを有する画像形成装置において、
上記現像剤供給装置として、請求項１，２，３，４又は５の現像剤供給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
キャリア液中にトナーを分散してなる液体現像剤を収容する現像剤収容部から現像装置に対して液体現像剤を供給する現像剤供給装置、及び、該現像装置を用いた複写機、ファクシミリ、プリンター等の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、現像装置に対して液体現像剤を供給するための現像剤供給装置は種々知られている。この現像剤供給装置から供給する液体現像剤は、記録媒体上に均一な濃度の画像を形成できるようにするためにトナー粒子を均一な濃度に分散させる必要がある。しかし、一般的に、トナー粒子は溶媒としてのキャリアよりも比重が大きいため、現像剤収容部内で徐々に沈降し、液体現像剤中のトナー濃度が不均一になってしまう。トナー濃度が不均一な液体現像剤が現像装置に供給され現像に使用されると、記録媒体上に形成される画像濃度も不均一になってしまう。
【０００３】
従来、液体現像剤中でのトナー粒子の分散状態を維持するための方法の中の１つとして、現像剤収容部として硬質な容器を用い、この容器を揺動させて内部のトナー粒子を液体現像剤中に分散させるという方法が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、硬質の容器を揺動させる方法は、容器そのもののスペースに加えて容器を揺動させるための空間が必要となり、装置の小型化の面で不都合がある。
【０００５】
又、現像剤収容部への液体現像剤の高充填率を実現するため、現像剤の減量に応じて収縮する収縮部と、弁体操作部の作動状態において排出口を開くと共に非作動状態において排出口を閉じる弁体とを備えたものが提案されている（特開平１１−６５２５３号公報参照）。
この高充填率を実現できる容器の場合は、容器を揺動させても内部のトナー粒子を現像剤中に分散させることが難しい。また、液体現像剤を一旦硬質な容器に移し替えて揺動する方法も考えられるが、この場合柔軟な容器以外に硬質な容器も必要となるため、装置が大型化してしまう。
【０００６】
更に、現像剤容器内に液体現像剤を攪拌するための攪拌部材を設け、モータで攪拌部材を回転させて攪拌を行う方法も考えられる。しかしながら、この方法では、攪拌のための機構を容器ごとに個々に設ける必要が生じるため、コストアップに繋がる。
【０００７】
そこで、現像剤容器を揺動させたり、内部に攪拌部材を設けて駆動源によって駆動したりすることなく、現像容器内部の液体現像剤を攪拌きるものが提案されている（特開２０００−１０４１１号参照）。特開２０００−１０４１１においては、インクタンクに現像液としてのインクを排出するための排出口と供給するための供給口の２つのタンク口を設け、インクタンクから現像器へとインクを送るポンプと、現像器からインクタンクの供給口へインクを帰還させる第一の配管路とを設けるのに加え、ポンプによって排出口から排出したインクを直接インクタンクの供給口へ帰還させるインク循環路を形成してインクタンク内のトナーの堆積を防止するようにしたものが提案されている。
【０００８】
しかしながら、上記特開２０００−１０４１１の構成においては、インクタンクに少なくとも２つのタンク口を設けそれぞれのタンク口を所定の部材に接続可能に構成しなければならないため、製作が困難である上、接続に手間もかかってしまう。また、インク収容時における接続部からのインク漏れ出しの危険性も接続部の個数分だけ多くなる。
【０００９】
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、装置の大型化を防止しつつ、現像剤収容部内の液体現像剤中におけるトナーの分散を可能にすることができると共に、製作が容易で現像剤漏れ出しの危険性も接続部が２箇所以上有る場合に比して少ない現像剤供給装置、及び湿式画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【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の現像剤供給装置は、キャリア液中にトナーを分散してなる液体現像剤を内部に収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部から現像装置に対して液体現像剤を供給する現像剤供給手段とを有する現像剤供給装置において、上記現像剤収容部から上記現像装置に向けて液体現像剤を供給する供給路の該現像剤収容部に対する接続部と、該現像剤収容部内の液体現像剤を該現像剤収容部から吐出すると共に再び該現像剤収容部内に帰還させることによって該液体現像剤を循環させる循環路の該現像剤収容部に対する接続部とを、該現像剤収容部の同一個所に設け、前記循環路から帰還した現像剤を、自らの内部を通過させて前記現像剤収容部の底部から該現像剤収容部内の上部まで移動させるガイド路を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の現像剤供給装置においては、現像剤収容部内で液体現像剤中にトナーを分散させるための対流を発生させるために循環路を設け、現像装置への液体現像剤の供給路との現像剤収容部に対する接続部を１箇所にまとめる。これによって、接続部を２箇所以上設ける場合に比して製作を容易にする。また、現像剤収容部からの液体現像剤の漏れ出しの危険性を低減しながら、液体現像剤中におけるトナーの分散を行う。更に、トナーを分散させるために現像剤収容部を揺動させたり、他の容器に移し替えたりする必要がないため、装置の大型化も防止する。そして、帰還路から現像剤収容部の底部に帰還してきた液体現像剤をガイド路によって現像剤収容部内の上部に移動することにより、現像剤収容部に帰還してくる現像剤を現像剤収容部内の底部から現像剤収容部内の上部に戻し、液体現像剤の対流を現像剤収容部内の広い領域で発生させやすくする。
【００１２】
また、請求項２の現像剤供給装置は、請求項１の現像剤供給装置において、上記供給路と上記循環路とを、上記現像剤収容部から上記現像装置に通じる第１の流路と、該第１の流路の途中にある分岐部から再び該現像剤収容部に通じる第２の流路とから構成し、該第１又は第２の流路を用いて液体現像剤を現像剤収容部から吐出させる液体現像剤吐出手段と、該現像剤収容部から吐出した液体現像剤の到達先を、該現像装置と該現像剤収容部との間で切り換える流路切換手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の現像剤供給装置においては、流路切換手段を切り換えることによって、現像装置へ液体現像剤を供給するときには現像剤収容部から吐出した液体現像剤の到達先を現像装置側にし、液体現像剤を循環させるときには現像剤収容部から吐出した液体現像剤の到達先を再び現像剤収容部側にする。
【００１４】
請求項３の現像剤供給装置は、請求項２の現像剤供給装置において、上記第１の流路の上記分岐部に対する現像剤収容部側と上記第２の流路のいずれか一方に、液体現像剤の流れを発生させかつ流れの方向を切り替え可能な現像剤流発生手段を設け、該第１の流路の該分岐部から上記現像装置に至る部分に、該分岐部から離間する方向に向かう１方向のみの流れを可能にする第１の流向規制手段と、該分岐部に対する現像剤収容部側の該現像剤流発生手段を設けていない流路に、該分岐部に近づく方向のみの流れを可能にする第２の流向規制手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の現像剤供給装置においては、現像剤流発生手段によって現像剤収容部から分岐部に向かう流れを発生させると、液体現像剤は第１の流向規制手段による規制を受けずに現像装置に供給されると共に、第２の流向規制手段による規制を受けて現像剤収容部には帰還しない。これによって、現像装置への液体現像剤の供給を行うことができる。
一方、現像剤流発生手段によって現像剤収容部から分岐部に向かう方向とは逆の流れを発生させると、現像剤流発生手段設けられている流路には分岐部から現像剤収容部に向かう方向の流れが発生する。このとき、分岐部から現像装置に至る部分は第１の流向規制手段による規制を受けて現像剤等が分岐部に戻らず、現像剤収容部から分岐部までの流路のうち現像剤流発生手段が設けられていない側の流路は、第２の流向規制手段による規制を受けずに現像剤収容部から分岐部に向かう方向の流れが発生する。これによって、現像剤収容部から吐出した液体現像剤が現像装置側に供給されずに再び現像剤収容部に帰還するという液体現像剤の循環が行われ、現像剤収容部内の液体現像剤中におけるトナーの分散を行うことができる。
【００１６】
請求項４の現像剤供給装置は、請求項３の現像剤供給装置において、上記第１の流向規制手段と上記第２の流向規制手段とをそれぞれ、自重によって流路を閉状態にする弁体を有する逆止弁によって構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の現像剤供給装置においては、弁体が自重によって閉状態となり重力方向への液体現像剤の流れを規制する。また、重力に反する方向へは液体現像剤の圧力によって弁体が開状態となり液体現像剤が流れるようになる。これによって、弁体を付勢する付勢手段を設けずに、液体現像剤の流向を１方向に規制することができる。
【００１８】
請求項５の現像剤供給装置は、請求項１，２，３，又は４の現像剤供給装置において、上記現像剤収容部を硬質の筺体によって構成し、該現像剤収容部内に外気を導入するための外気導入路を設け、該外気導入路の該現像剤収容部に対する接続部を、上記供給路と上記循環路の上記接続部と同一個所に設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５の現像剤供給装置においては、外気導入路によって、現像剤収容部から液体現像剤が吐出するのに同期して液体現像剤中に外気を導入する。そして、導入した外気によって生じる気泡の動きで液体現像剤中でトナー粒子の分散状態を維持する。
また、外気導入路の現像剤収容部に対する接続部も供給路及び循環路の接続部と同じ個所に設けているので、外気導入のために接続部を増やさずに済み、現像剤漏れ出しの危険性も接続部が２箇所以上有る場合に比して少なくできる。
【００２６】
請求項６の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に該潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像を液体現像剤を用いて顕像化する現像装置と、該現像装置に液体現像剤を供給する現像剤供給装置とを有する画像形成装置において、上記現像剤供給装置として、請求項１，２，３，４又は５の現像剤供給装置を用いたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項９の画像形成装置においては、請求項１，２，３，４又は５の現像剤供給装置から現像装置に供給された液体現像剤を用いて画像を形成する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の現像剤供給装置を湿式画像形成装置である電子写真方式のプリンタに適用した実施形態１〜４について説明する。
まず、実施形態１〜４に共通するプリンタの基本的な構成について説明する。図１は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図において、潜像担持体としての感光体ドラム１の回りには、帯電ユニット２、現像装置としての現像ユニット１００、中間転写ドラム３、感光体ドラム１をクリーニングするドラムクリーニングユニット４などが配設されている。また、中間転写ドラム３の図中右側方には、これと接触して所定幅の転写ニップを形成する転写ローラ５が配設されている。
【００２９】
上記感光体ドラム１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図中矢印方向（時計回り）に回転駆動せしめられる。そして、その回転に伴って周面が上記帯電ユニット２によって一様に帯電せしめられた後、図示しない光書込みユニットによって画像情報に基づいた書込み光ＬＢが照射結像されて静電潜像を担持する。この静電潜像は、上記現像ユニット１００によって現像されて液体現像剤による可視像となった後、感光体ドラム１の回転に伴って上記中間転写ドラム３との接触位置まで移動する。
【００３０】
上記中間転写ドラム３は、図示しない駆動手段によって図中矢印方向（反時計回り）に感光体ドラム１と同じ周速で回転せしめられており、上記可視像はこの中間転写ドラム３の周面に中間転写される。そして、中間転写ドラム３の回転に伴って上記転写ニップまで移動する。
【００３１】
一方、図示しない給紙装置は、転写紙６をこの可視像と重ね合わせ得るようなタイミングで、上記転写ニップに向けて送り出す。転写ニップで可視像と重ね合わされた転写紙６は、中間転写ドラム３から可視像が転写された後、転写ニップから図示しない定着装置へと送られる。そして、ここで加熱等によって可視像が定着せしめられた後、プリンタ外部へと排出される。
【００３２】
上記中間転写ドラム３に転写されずに上記感光体ドラム１上に残留した液体現像剤は、上記ドラムクリーニングユニット４のクリーニングブレード４ａによって機械的に掻き取り除去された後、スクリュー部材４ｂによって回収パイプ８へと搬送され、この回収パイプ８内を自重によって落下して後述の第２タンク１１５に至る。
【００３３】
上記転写ニップを通過した中間転写ドラム３表面は、転写紙６に転写されずに残留した液体現像剤が図示しない中間転写ドラムクリーニングユニットによって除去された後、上記感光体ドラム１との接触位置まで再び移動する。
【００３４】
この接触位置を通過した感光体ドラム１表面は、図示しない除電ランプとの対向位置まで移動して残留電位が除去されることで、次のプリントに備えられる。
【００３５】
上記現像ユニット１００は、現像装置としての現像部１０１と、回収手段である回収部１０２と、剤調整部１０３と、現像剤供給装置としての補給部１０４とから主に構成されている。
【００３６】
上記現像部１０１は、現像剤担持体としての現像ローラ１０５、塗布ローラ１０６、規制ブレード１０７、第１攪拌スクリュー１０８、第２攪拌スクリュー１０９、第１剤収容部としての第１タンク１１０などを備えている。この第１タンク１１０内には現像物質であるトナーと液体キャリアとを含有する液体現像剤７が、１００〜１５０[ｃｃ]程度の量で収容されている。
【００３７】
この液体現像剤７は、粘度が１００〜１００００[ｍＰａ・ｓ]に調整され、且つトナー濃度が５〜４０[％]に調整されている。より具体的には、本実施形態では、粘度＝約３００[ｍＰａ・ｓ]、トナー濃度＝１５[％]に調整したものを用いている。
【００３８】
上記第１タンク１１０内には、液体現像剤７の上方に上記塗布ローラ１０６が配設されており、待機状態では液体現像剤７の液面が塗布ローラ１０６に接触しないようになっている。また、第１攪拌スクリュー１０８、第２攪拌スクリュー１０９がそれぞれ平行に並ぶように水平配設されている。
【００３９】
プリント動作が開始されると、これらスクリューが図示しない駆動手段によってそれぞれ反対方向に回転せしめられ、スクリュー上方の液体現像剤７がその液面を盛り上げて上記塗布ローラ１０６に接触して供給される。このようにして供給された液体現像剤は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられる塗布ローラ１０６に付着して上記規制ブレード１０７との対向位置を通過する際に、その層厚が規制されて薄層化する。そして、その一部が塗布ローラ１０６と接触しながら回転する上記現像ローラ１０５に塗布された後、現像ローラ１０５ととともに、感光体ドラム１との対向位置である現像位置まで移動して現像に寄与する。この現像位置で、感光体ドラム１上の上記静電潜像に移動せずに、現像ローラ１０５上に残った使用後の液体現像剤７は、現像ローラ１０５の回転に伴って上記回収部１０２との対向位置まで移動して回収される。
【００４０】
上記回収部１０２は、回収ローラ１１１、回収ブレード１１２、回収スクリュー１１３、回収パイプ１１４を備えている。この回収ローラ１１１は、上記現像位置を通過した後の現像ローラ１０５の表面に当接しながら回転して、この表面に付着している使用済みの液体現像剤７を回収する。このようにして回収された液体現像剤７は、上記回収ブレード１１２によって回収ローラ１１２の表面から機械的に掻き取り除去された後、上記回収スクリュー１１３によって上記回収パイプ１１４内に搬送される。そして、この回収パイプ１１４内を自重によって落下して後述の第２タンクに至る。
【００４１】
上記剤調整部１０３は、第２剤収容部としての第２タンク１１５、攪拌体としての２つの翼部材１１６、１１７、濃度信号出力手段１１８、搬送ポンプ１２０、搬送パイプ１２１などを備えている。第２タンク１１５も、内部に液体現像剤７を収容しており、その開口部にタンク蓋１１９が取り付けられている。
【００４２】
上記濃度信号出力手段１１８は、図示しない制御部とともに濃度検知手段を構成している。
【００４３】
上記第２タンク１１５内において、上記翼部材１１６、１１７は図示しない攪拌モータによって回転駆動されることで、液体現像剤７を略水平方向に回転せしめて攪拌する。液体現像剤７は、このようにして攪拌されながら、上記濃度信号出力手段１１８と制御部とからなる濃度検知手段によってそのトナー濃度が検知される。
【００４４】
上記搬送パイプ１２１は、その一端が第２タンク１１５の底に接続され、もう一端が上記第１タンクのドレインパイプ１２２に接続されている。この搬送パイプ１２１の途中には、上記搬送ポンプ１２０が設けられている。第２タンク１１５内の液体現像剤７はこの搬送ポンプ１２０によって第１タンク１１５内に搬送・供給される。搬送ポンプ１２０によって第１タンク１１５内に過剰量の液体現像剤７が供給された場合には、第１タンク１１５内の液体現像剤７の液面上昇によって余剰分の液体現像剤が図示しないオーバーフロー管の取り付け位置に達し、このオーバーフロー管を通って第２タンク１１５に戻る。
【００４５】
上記補給部１０４は、補給用の液体キャリアを収容するキャリアボトル１２３、補給用の液体現像剤を収容する現像剤収容部としての現像剤ボトル１２４、キャリアボトル１２３から上記第２タンク１１５へと液体キャリアを搬送するためのキャリアポンプ１４７、現像剤ボトル１２４から第２タンク１１５へと液体現像剤を搬送するための現像剤ポンプ１４６などを備え、図示しない制御手段である制御部によって制御される。
【００４６】
上記現像剤ボトル１２４内の液体現像剤は、そのトナー濃度が現像に望ましい１５[％]に調整されている。この濃度が、本プリンタにおける標準濃度となる。
【００４７】
上記制御部は、上記剤調整部１０３の濃度信号出力手段１１８からの出力信号に基づいて、上記現像剤ポンプ１４６やキャリアポンプ１４７の駆動を制御して、第２タンク１１５内に適量の液体キャリアや液体現像剤を補給させることで、第２タンク１１５内の液体現像剤７のトナー濃度を調整する。このような制御により、上記現像ローラ１０５から回収された液体現像剤と、上記感光体ドラム１から回収された液体現像剤との混合液のトナー濃度が、現像に使用される前の液体現像剤７のトナー濃度と異なるような場合でも、第２タンク１１５内に戻して再利用することができる。
【００４８】
また、現像ユニット１００は、上記現像部１０１、回収部１０２、剤調整部１０３、補給部１０４のうち、現像部１０１と回収部１０２とが一つの現像カートリッジ（図中一点鎖線で囲まれた部分）として構成され、他の部分から分離可能となっている。
【００４９】
〔実施形態１〕
次に、上記構成のプリンタを用いた実施形態１について説明する。
図２は、実施形態１にかかる補給部の部分拡大図である。この現像剤ボトル１２４は、パウチと呼ばれる柔軟な容器からなり、内部の液体現像剤が吐出されて容量が減少するのに合わせて減容するものである。この現像剤ボトル１２４の図中底部の１箇所に、２つの流路が接続されている。２つの流路は、現像剤ボトル１２４から剤調整部の第２タンク１１５に通じる第１の流路１５０と、この第１の流路の途中に有る分岐部１５５から再び現像剤ボトル１２４に通じる第２の流路１５１とである。また、第１の流路の分岐部より現像剤ボトル１２４側の位置に、現像剤ボトル１２４から離れる方向に現像剤の流れを発生させる現像剤ポンプ１４６を設けている。又、分岐部には、現像剤ポンプ１４６によって現像剤ボトル１２４から吐出される現像剤の到達先を、第２タンク１１５と現像剤ボトル１２４との間で切り換える流路切換手段としての切換弁１５６を設けている。
【００５０】
図３（ａ）（ｂ）は、第１の流路及び第２の流路の現像剤ボトル１２４に対する接続部Ｃの説明図である。流路の現像剤ボトル１２４に対する接続及び離脱は、現像剤ボトル１２４内部に設けた凹コネクタ１５７と、流路側に設けた凸コネクタ１５８とを嵌合又は離脱させることによって行っている。この凹コネクタ１５７と凸コネクタ１５８、及び嵌合離脱動作で流路接離手段が構成されている。
凹コネクタ１５７には、内部に球状の弁体１５７ａと、これを付勢する付勢スプリング１５７ｂとこれらを支持する筺体とからなっている。一方、凸コネクタ１５８は、凹コネクタ１５７と嵌合する管体の中に上記第１及び第２流路端部が挿入されている。本実施形態においては、第１流路１５０の管体内に第２流路１５１の管体が入り二重管構造となっている。そして、図３（ｂ）に示すように、凹コネクタ１５７内に凸コネクタ１５８を嵌合させて接続を完了する。
【００５１】
現像装置へ現像剤の供給を行うとき、切換弁を第２タンク１１５側に現像剤が向かう方向に設定する。これによって、現像剤ポンプ１４６の出力によって現像剤ボトル１２４内の現像剤が二重管構造の外側流路１５０を分岐部を通過して第２タンク１１５に向かって流れていく。
現像剤の循環を行うとき、切換弁を現像剤ボトル１２４側に現像剤が向かう方向に設定する。これによって、現像剤ポンプ１４６の出力によって現像剤ボトル１２４内の現像剤が二重管構造の外側流路１５０を通り、分岐部から第２の流路である内側流路を通って再び現像剤ボトル１２４に帰還する。
【００５２】
現像剤ボトル１２４側に帰還した現像剤は、現像剤ボトル１２４内の現像剤より流速が早いため、直進性が高い。よって、現像剤ボトル１２４から吐出される現像剤が吐出方向へ向かう流れに逆らって現像剤ボトル１２４の上方へ向かう。そして周囲との流速差によって分散が行われる。その結果、現像剤ボトル１２４内には、図４に示すような現像剤の対流が生じる。
【００５３】
上記構成によって、現像装置側に現像剤を供給するための供給路と、現像剤ボトル１２４内で現像剤を対流させるための循環路との現像剤ボトル１２４に対する接続部Ｃを、凹コネクタ１５７と凸コネクタ１５８の接続部１個所にまとめる。これにより、現像剤ボトル１２４からの現像剤の漏れ出しの危険性を接続部Ｃが２箇所以上有る場合に比して低減しながら、現像剤中のトナーの分散を行う事ができる。また、トナーを分散させるために現像剤ボトル１２４を揺動させたり、他の容器に移し替えたりする必要がないため、装置の小型化にも有効である。また、凸コネクタ１５８１箇所の接続で供給路と循環路の現像剤ボトル１２４への接続が完了するので接続のための手間がかからず、不用意に現像剤ボトル１２４を押さえたままコネクタの接続を行っても、現像剤ボトル１２４から現像剤が漏れ出すこともないため、操作性が良い。
更に、接続部Ｃにおいて、第１流路１５０と第２流路１５１とを近接させているので、接続部Ｃを小型化できる。
また、現像剤の還流を行う必要がないとき、凸コネクタ１５８を供給路のみを有するものに交換することで容易に変更することができ、製造コストを抑えることができる。
【００５４】
図５は、凸コネクタ１５８の変形例を示す図である。この図の図３（ｂ）と異なる点は、その管体の中に第１流路端部と第２流路端部とが半円状の断面となるよう並列させている。このように、現像剤を吐出する流路の開口と帰還させる流路の開口とを並べることによって、現像剤の循環を行う際に、帰還する現像剤が吐出さされる現像剤に干渉することが図３（ａ）（ｂ）の構成に比して少なくなる。尚、この構成においても、現像剤ボトル１２４内には、図４に示すような現像剤の対流が生じる。
【００５５】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２について説明する。実施形態２の補給部拡大図も実施形態１と同様に図２に示すものを用いる。
図６は、実施形態２にかかる接続部近傍の説明図である。実施形態２においては、現像剤ボトル１２４内に、帰還路としての第２流路１５１に接続しているガイド路１６０を設けている。このガイド路１６０は、第２流路１５１から帰還した現像剤が内部を通過することによって現像剤ボトル１２４の接続部Ｃから離間した離間位置に強制的に移動させるための流路である。
このガイド路１６０は、凸コネクタ１５８を凹コネクタ１５７に接続又は離間させる流路の接離動作に同期して第２流路１５１への接離動作を行うよう、ガイド路接離手段としての接離装置によって支持されている。
【００５６】
接離機構について説明する。本実施形態の第１及び第２流路１５１は、図６に示したようにそれぞれ半円状断面のものである。凸コネクタ１５８の凹コネクタ１５７へ挿入され嵌合すると、弁体の上昇に伴ってガイド路先端が弁体の側面から下部に侵入し、第２流路開口に接続される。凸コネクタ１５８が凹コネクタ１５７から引き抜かれると、ガイド路先端が弁体の下部から離間し、第２流路開口から離間する（図中破線参照）。これによって、弁体の上下動に同期して、ガイド路１６０の第２流路１５１に対する接離動作が行われる。これによって、ガイド路１６０を第２流路１５１に隙間なく繋ぐことができる。
【００５７】
図７は、実施形態２における現像剤の対流の状態を示した図である。この図に示すように、第２流路１５１から帰還した現像剤は、ガイド路１６０を通過して現像剤ボトル１２４上部まで移動し、このボトル上部でボトル内部に放出される。これによって、還流実行時の現像剤ボトル１２４内には、帰還した現像剤が現像剤ボトル１２４の上部まで確実に搬送されて後に下部に落下し、大きな対流を発生させることができる。
【００５８】
実施形態２の構成によれば、ガイド路１６０によって現像剤ボトル１２４に帰還している現像剤を、吐出位置から離れた位置に移動させることができるので、トナーの分散をより速くより確実に行うことができる。
また、ガイド路１６０を第２流路１５１に確実に接続することができるので、ガイド路１６０を用いた現像剤の移動を確実に行うことができる。
また、ボトルの向きや接続部Ｃの位置などレイアウト上の自由度が増す。
【００５９】
図８は、ガイド路１６０の変形例を示した図である。この図は、ガイド路１６０を現像剤ボトル１２４内壁を利用して一体的に構成した例である。通常、現像剤ボトル１２４として用いるパウチ容器は、端部がヒートシールによって処理されたものであるが、この方法と同様にボトル１２４の一端を図のようにヒートシールすれば、容器の一部をガイド路１６０として構成できる。これによって、図８に示すような現像剤の流れが形成され、これは図７に近い流れとなる。また、ガイド路１６０を形成している部分も現像剤ボトル１２４と同じ柔軟な材質なので、ボトル１２４の減容とともに変形して全体としてボトル内での現像剤の低残留量を実現できる。
【００６０】
また、本実施形態では、ガイド路１６０を第２流路１５１に接続して、ボトル内に帰還する現像剤のガイドを行うように構成しているが、ガイド路１６０を第１流路１５０に接続可能に構成しても良い。このようにすると、接続部Ｃから離間した位置の現像剤を吐出させることができるので、接続部Ｃをボトル上部に設けてトナーの分散のための対流を良好に発生させたり、現像装置への現像剤の供給をボトルの底にある現像剤まで行うことができる。このような場合、接続部Ｃの位置を偏在させてガイド路１６０の形状を単純にするのも良い。
【００６１】
〔実施形態３〕
次に、実施形態３にかかる供給部について説明する。図９は、実施形態３にかかる供給部の部分拡大図である。本実施形態は、上記実施形態１，２と異なり、液体現像剤の流れの方向を切り替え可能な現像剤流発生手段としての２方向ポンプ１６１を用いている。また、分岐部には切換弁を設けず、第１流路１５０の分岐部から第２タンク１１５に至る部分に分岐部から離間する方向に向かう１方向のみの流れを可能にする第１の流向規制手段としての第１逆止弁１６２と、第２流路１５１に分岐部に近づく方向のみの流れを可能にする第２の流向規制手段としての第２逆止弁１６３とを設けている。
【００６２】
上記２方向ポンプ１６１としては、定量搬送が可能なポンプとして、ギヤポンプ又はチューブポンプを用いている。但し、本実施形態に適用可能なポンプはこの２種類に限るものではなく、他のポンプを用いることもできる。これらのポンプは、駆動が回転によるものであり、回転方向を逆にすることによって搬送方向も逆にすることが可能である。ポンプ１６１の駆動方法としては、一定速回転が可能なステッピングモータやブラシレスＤＣモータなどによる直接駆動、或いはこれらの駆動力をギヤなどで連結しクラッチによって一定速動作と停止とを行わせるものが一般的である。本実施形態においても、これらの駆動方法を用い、駆動パルスなどを変更することによって回転方向を切り換えるようにしている。
【００６３】
図１０は、第１及び第２逆止弁１６２，１６３の設置部の部分拡大図である。この逆止弁は、各々の球形の弁体１６２ａ、１６３ａに付勢手段としてのスプリング１６２ｂ、１６３ｂを設けたものである。これらの逆止弁は、弁体がスプリングによって閉じる方向に付勢されており、付勢方向とは逆方向に現像剤が流れると弁体を押し開いて現像剤が通過するようになっている。そして、分岐部に対して第１逆止弁１６２が離間する方向のみ、第２逆止弁１６３が近づく方向のみの流れを可能にしている。この構成の逆止弁は、閉じる方向に弁体が付勢されているため、空気の混入や液ダレ等の不具合が発生しにくい。また、現像剤の供給における応答性や供給精度を向上させることができる。
【００６４】
上記構成において、各々の逆止弁１６２，１６３の弁体は、分岐部に対して互いに逆方向への流れを可能にする構成になっているので、ポンプ１６１の流向によって現像剤を通すのはどちらか一方の逆止弁となる。
ポンプ１６１を正回転させ、現像剤ボトル１２４から分岐部に向かう方向（図中Ｓ方向）に現像剤を流すと、第１逆止弁１６２が開いて第２タンク１１５に現像剤を供給し、第２逆止弁１６３が閉じて現像剤ボトル１２４への還流を停止する。
逆に、ポンプ１６１を逆回転させ、分岐部から剤ボトルに向かう方向（図中Ｒ方向）に現像剤を流すと、第２逆止弁１６３が開いて現像剤ボトル１２４への還流を行い、第１逆止弁１６２が閉じて第２タンク１１５への供給を停止する。
【００６５】
本実施形態３の構成によって、ポンプ１６１の駆動源の回転方向を切り換えることで現像剤の流路を切り換えることができ、流路切換のための駆動源を必要としない。また、逆止弁はスプリングによって弁体を付勢する構成であるので、重力によって付勢する場合と異なり、設置位置の自由度が高く、流路の配管の自由度も高い。
【００６６】
また、実施形態１及び２のように分岐部で液体現像剤の流れる方向を切り換える構成と異なり、第１及び第２逆止弁１６２，１６３が各々独自に働くため、第２タンク１１５への供給路である第１流路１５０に設けている第１逆止弁を第１流路１５０の終点近傍に設けることも可能である。この場合、第１逆止弁１６２から第１流路終点までの開放域を短くすることができ、第１流路１５０から第２タンク１１５等への予期せぬ液ダレを発生しにくくできると共に、液切れもよくなる。
【００６７】
また、液体現像剤の循環を行うためにポンプ１６１の回転方向を切り換え流路を切り換えても、第１逆止弁１６２によって第１流路先端の開放部から空気が進入することを規制できるので、現像剤ボトル１２４に空気が混入することがなく、空気混入による内圧の上昇や第２タンクへ空気を搬送してしまうこともない。
【００６８】
尚、本実施形態においても、実施形態２と同様に現像剤ボトル１２４内部にガイド路１６０を設けても良い。この場合、ガイド路１６０が接続されている流路が吐出用か帰還用かのどちらか１方に固定されている方が望ましい。本実施形態においては、現像剤ボトル１２４から２方向ポンプ１６１に至る方向への吐出と２方向ポンプ１６１から現像剤ボトル１２４への帰還とが一つの管体１５０を使って行われているため、ガイド路１６０の接続に望ましくない。そこで、２方向ポンプ１６１と現像剤ボトル１２４との間にも図１０と同様の分岐部と逆止弁とを設け、流路を吐出用と帰還用とに分ければ、ガイド路１６０の接続が容易となる。
【００６９】
図１１は、逆止弁の変形例を示した図である。この第１及び第２逆止弁１６４、１６５は、弁体１６４ａ、１６４ｂを付勢するためのスプリングがなく、自重で閉じた状態を維持しているものである。この逆止弁においては、自重を利用しているので、図に示すように流路に対して鉛直方向上下に配置する。これによって、第２タンク１１５への供給路はその上部がＵ字状に曲がった形状の配管となるが、弁体を付勢する付勢手段を設けずに、液体現像剤の流向を１方向に規制することができ容易にかつ安価に構成することができる。
また、弁体の動作がその自重と液体現像剤の圧力によって制御されるため、動作の応答性が良い。
更に、第１逆止弁１６４の下流側、即ち弁体１６４ａが浸かるように恒に液溜まりを有することになり、現像剤を現像剤ボトル１２４に帰還させるときに、供給路の先端開口部からの空気の混入を防ぐことができる。
【００７０】
〔実施形態４〕
次に、実施形態４にかかる供給部について説明する。図１２は、実施形態４にかかる供給部の部分拡大図である。本実施形態の現像剤ボトル１２４は、実施形態１乃至３のような柔軟な材質の容器と異なり、硬質な容器からなっている。また、現像剤ポンプ１４６は現像剤ボトル１２４から離れる方向の１方向のみに現像剤の流れを発生させる現像剤ポンプ１４６を用い、分岐部に流路切換手段としての切換弁を設けている。更に、本実施形態においては、現像剤ボトル１２４内部に外気を導入するための外気導入路１６５を、第１及び第２流路１５０，１５１の現像剤ボトル１２４に対する接続部Ｃと同一個所に設けている。
【００７１】
本実施形態のように現像剤ボトル１２４が硬質である場合、内部の液体現像剤の吐出に伴って容器の内圧が下がるので、これを補うために外気導入路から外気を導入するようにしている。外気導入路の現像剤ボトル１２４接続側とは逆の末端には、現像剤ボトル１２４から排出される方向への通過を規制した逆止弁１６６を設け、液体現像剤の逆流を防止している。
また、接続部Ｃにおいて、外気導入路と吐出路としての第１流路１５０とが隣接しないよう、現像剤の帰還路である第２流路１５１を間に介在させている。
【００７２】
上記構成において、現像剤ポンプ１４６が作動して現像剤の第２タンク１１５への供給が行われると、現像剤ボトル１２４内圧が減少して外気導入路から外気が取り込まれる。そして、現像剤の吐出に伴って現像剤ボトル１２４に気泡が発生し、気泡が上昇する過程で現像剤が攪拌され、トナーの分散が行われる。また、外気導入部と吐出部との間の第２流路１５１が隔壁となって、吐出部側に気泡が直接取り込まれることも防止できる。
【００７３】
一方、現像剤の還流時は、現像剤ボトル１２４から吐出された液体現像剤が再び現像剤ボトル１２４に帰還するため、内圧が低下することもなく外気は取り込まれない。そして、帰還した液体現像剤の流れによって既に接続部近傍にある気泡を現像剤ボトル１２４上部に移動させることが可能となり、接続部付近に気泡が滞留することも防止できる。尚、液体現像剤還流時の液体現像剤の対流の状態は、図４に示したものと同じになる。
【００７４】
本実施形態によれば、外気導入路によって、現像剤ボトル１２４から液体現像剤が吐出するのに同期して液体現像剤中に外気を導入でき、また、導入した外気によって生じる気泡の動きで液体現像剤へのトナー粒子の分散維持ができる。また、外気導入路の現像剤ボトル１２４に対する接続部Ｃも第１及び第２流路１５１の接続部Ｃと同じ個所に設けているので、外気導入のために接続部Ｃを増やさずに済み、現像剤ボトル１２４からの現像剤漏れ出しの危険性も接続部Ｃが２箇所以上有る場合に比して少なくできる。
【００７５】
更に、以上実施形態１乃至４の構成においては、現像剤ボトル１２４への各流路の接続部Ｃを全て現像剤ボトル１２４底部に配置しているが、この位置に限定されるものではなく、状況に応じて所望の位置に配置することが可能である。
【００７６】
以上のように、供給部を実施形態１乃至４のような構成にすることによって、現像剤ボトル１２４から第２タンク１１５へ供給される液体現像剤は、常に一定濃度を保つことができる。これによって、第２タンク１１５内での液体現像剤のトナー濃度調整が順調となり、形成される画像濃度も一定に保つことができる。
【００７７】
尚、本実施形態に用いたプリンタは、現像剤ボトル１２４内の液体現像剤を一旦第２タンク１１５内で、現像ローラ及び感光体ドラムから回収された液体現像剤及び濃度調整用のキャリアと混合して現像部に供給するよう構成したものであるが、しかし、本発明の供給部は、この構成に限らず現像剤ボトル１２４内の液体現像剤を直接現像部に供給する構成など他の構成の画像形成装置にも適用できるものである。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１の現像剤供給装置によれば、装置の大型化を防止しつつ、現像剤収容部内の液体現像剤中におけるトナーの分散を可能にすることができると共に、製作が容易で現像剤漏れ出しの危険性も接続部が２箇所以上有る場合に比して少なくできるという優れた効果がある。
また、現像剤収容部に帰還する液体現像剤には流速による直進性がはたらくため、液体現像剤を吐出させるための流路に帰還した液体現像剤が進入しにくく、トナーの分散を良好に行うことができるという優れた効果もある。
更に、現像剤収容部の底部に帰還してくる現像剤をガイドによって現像剤収容部内の底部から現像剤収容部内の上部に戻し、液体現像剤の対流を現像剤収容部内の広い領域で発生させやすくするので、トナーの分散をより速くより確実に行うことができるという優れた効果がある。
【００７９】
請求項２の現像剤供給装置によれば、液体現像剤を現像装置に供給するときの流路と現像剤収容部に対して循環させるときの流路との切換が容易となるという優れた効果がある。
【００８０】
請求項３の現像剤供給装置によれば、流向の切換可能な現像剤流発生手段と、第１及び第２の流向規制手段によって、現像剤収容部から吐出した液体現像剤の到達先を、現像装置と現像剤収容部との間で切り換える流路切換手段を容易に構成することができるという優れた効果がある。
また、第１の流向規制手段は、分岐部と第１の流路の現像装置側の終端部との間のどの位置で流向を規制するように構成してもよいので、第１の流向規制手段による規制位置を第１の流路の現像装置側の終端部近傍にすれば、規制位置から終端部までを短くすることができる。これにより、第１の流路から現像装置側への予期せぬ液ダレを防止する事ができる。更に、液切れもよくなることによって、液体現像剤供給における応答性や供給精度を向上させることができるという優れた効果もある。
また、液体現像剤の循環を行うために現像剤流発生手段によって分岐部から現像剤収容部に向かう方向の流れを発生させても、第１の流向規制手段によって第１の流路先端の開放部から空気が進入することが規制されるので、現像剤収容部への空気の混入防止にも効果があり、空気混入による内圧の上昇や現像装置に空気を搬送してしまうことによる液体現像剤の供給不良の防止にも役立つ。
【００８１】
請求項４の現像剤供給装置によれば、第１及び第２の流向規制手段を容易にかつ安価に構成できるという優れた効果がある。
また、弁体の動作がその自重と液体現像剤の圧力によって制御されるため、動作の応答性が良いという優れた効果もある。
【００８２】
請求項５の現像剤供給装置によれば、気泡の動きによって現像装置への液体現像剤の供給中に、液体現像剤へのトナー粒子の分散維持ができるという優れた効果がある。
また、外気導入路を設けた構成においても、現像剤漏れ出しの危険性を接続部が２箇所以上有る場合に比して少なくできるという優れた効果がある。
【００８６】
請求項６の画像形成装置によれば、トナー濃度の安定した良好な画像を得ることができるという優れた効果がある。
また、現像剤供給装置の大型化を防止できるので、現像剤供給装置の大型化に起因する画像形成装置の大型化も防止できるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に適用可能なプリンタの概略構成図。
【図２】実施形態１にかかる補給部の部分拡大図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、第１の流路及び第２の流路の現像剤ボトルに対する接続部の説明図。
【図４】実施形態１における現像剤の対流の状態を示した図。
【図５】凸コネクタの変形例を示す図。
【図６】実施形態２における接続部近傍の説明図。
【図７】実施形態２における現像剤の対流の状態を示した図。
【図８】ガイド路の変形例を示した図。
【図９】実施形態３にかかる供給部の部分拡大図。
【図１０】第１及び第２逆止弁の設置部の部分拡大図。
【図１１】逆止弁の変形例を示した図。
【図１２】実施形態４にかかる供給部の部分拡大図。
【符号の説明】
１                感光体ドラム（潜像担持体）
１００            現像ユニット
１０１            現像部（現像装置）
１０２            回収部
１０３            剤調整部
１０４            補給部（現像剤供給装置）
１０５            現像ローラ（現像剤担持体）
１１０            第１タンク
１１５            第２タンク
１２３            キャリアボトル
１２４            現像剤ボトル（現像剤収容部）
１４６            現像剤ポンプ
１５０            第１流路
１５１            第２流路
１５６            切換弁
１５７            凹コネクタ
１５８            凸コネクタ
１６０            ガイド路
１６１            ２方向ポンプ
１６２            第１逆止弁
１６３            第２逆止弁
１６５            外気導入路
１６６            逆止弁
Ｃ                接続部
【図１】
0003984793.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003984793.tif 000009
【図９】
0003984793.tif 000010
【図１０】
0003984793.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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