抽出装置及びこれが適用された画像形成装置
【課題】分散質と分散媒とを高速で、且つ確実に分離することが可能な抽出装置を提供する。
【解決手段】キャリア液抽出装置５００は、液体現像剤ＬＤを貯留する液槽５１０、液体現像剤ＬＤを汲み上げる計量ローラ５２０、周面５３Ｓに液体現像剤ＬＤの薄層ＴＬが担持されるトナー回収ローラ５３０、薄層ＴＬからキャリア液を分離するキャリア液回収ローラ５４０、薄層ＴＬ中のトナーを正電位に帯電させる帯電装置５５０を含む。液槽５１０に対して、トナー濃度センサ５１２、加熱装置５１３及び温度調整装置５１６が付設されている。薄層ＴＬの厚さをトナー濃度センサ５１２が検出するトナー濃度に応じて調整するために、加熱装置５１３及び温度調整装置５１６によって液体現像剤ＬＤの温度調整が行われる。
【解決手段】キャリア液抽出装置５００は、液体現像剤ＬＤを貯留する液槽５１０、液体現像剤ＬＤを汲み上げる計量ローラ５２０、周面５３Ｓに液体現像剤ＬＤの薄層ＴＬが担持されるトナー回収ローラ５３０、薄層ＴＬからキャリア液を分離するキャリア液回収ローラ５４０、薄層ＴＬ中のトナーを正電位に帯電させる帯電装置５５０を含む。液槽５１０に対して、トナー濃度センサ５１２、加熱装置５１３及び温度調整装置５１６が付設されている。薄層ＴＬの厚さをトナー濃度センサ５１２が検出するトナー濃度に応じて調整するために、加熱装置５１３及び温度調整装置５１６によって液体現像剤ＬＤの温度調整が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散質及び分散媒を含む液体試料から両者を分離し、これらを抽出する抽出装置、及びこれが適用された画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラ等の周面上に担持された液体を用いて、所定の処理を実行する技術は、印刷技術などの多くの分野で利用されている。例えば、このような技術は、液体現像剤を用いる湿式の画像形成装置（例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの機能を備える複合機等）に適用される。
【０００３】
処理に用いられる液体は、多くの場合、分散媒と分散質を含む。例えば、上述の画像形成装置では、分散質としてのトナーと、分散媒としてのキャリア液とを含む液体現像剤が用いられる。分散媒は、例えば、分散質の分散の均一性を促し、均一な及び／又は安定した処理を行なわせるという役割を担う。特定の処理においては、分散媒を回収し、再利用することが望まれることもある。
【０００４】
特許文献１は、分散媒を回収するためのリサイクル装置を開示する。このリサイクル装置は、導電性パイプの内側に微小な隙間を置いて導電性ローラが配置され、前記隙間に液体現像剤が注入される構造を備える。前記導電性パイプと前記導電性ローラとの間に電界が形成されることにより、トナーとキャリア液との分離が図られ、キャリア液は、その後回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７０９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のリサイクル装置では、トナーとキャリア液との分離に多くの時間を要し、湿式画像形成装置において高速印刷処理を行わせることを意図する場合に搭載させることができない。仮に、前記導電性パイプと前記導電性ローラとの間の隙間を数ミクロンレベルにまで微小にすることができれば、トナーとキャリア液との分離速度を高速化することは可能であるが、両者を数ミクロンオーダーで対峙させるのは、部品精度や装置構成の観点から実質的に不可能である。
【０００７】
さらに、回収された液体現像剤中のトナー濃度は、様々な要因で変化することがある。液体現像剤に電界を作用させることにより、トナーとキャリア液との分離を図る場合において、このような液体現像剤中のトナー濃度変化が生じると、両者の分離を良好に行うことができない場合がある。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、分散質と分散媒とを高速で、且つ確実に分離することが可能な抽出装置、及びこれが適用され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】
【０００９】
本発明の一局面に係る抽出装置は、分散質及び分散媒を含む液体試料から前記分散質と前記分散媒とを分離し、これらを抽出する抽出装置であって、その周面に分散質及び分散媒を含む液体試料の薄層を担持し、軸回りに回転する第１ローラと、前記液体試料を貯留する液槽と、前記液槽内の前記液体試料を用いて前記第１ローラの周面に該液体試料の前記薄層を形成する薄層形成手段と、前記薄層中の分散質を前記第１ローラの周面に電気的に吸着させた状態で、前記薄層から前記分散媒を分離する分離手段と、前記液体試料中の分散質の濃度を検知する濃度検知手段と、前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記分散質の濃度に応じて調整する温度調整手段と、を備えることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
この構成によれば、液体試料の薄層が第１ローラの周面に担持され、前記第１ローラの周面に前記薄層中の分散質が電気的に吸着され、これにより分散質が前記第１ローラの周面上に偏在されるので、分散質と分散媒とを容易に分離させることができる。ここで、液体試料中の分散質の濃度によっては、当該液体試料の粘度が変化し、この粘度変化により、前記第１ローラの周面に形成される前記薄層の厚さも変化し得る。このことは、分散質の前記第１ローラの周面上への電気的な吸着特性に影響を与え得る。そこで、本発明では、濃度検知手段により、前記液体試料中の分散質の濃度が検知され、温度調整手段により、液体試料の粘度を調整するために、前記液体試料の温度が分散質の濃度に応じて調整される。従って、液体試料中の分散質の濃度変化が生じても、前記薄層の形成状態を所望の状態に維持することができ、分散質と分散媒との確実な分離を行わせることができる。
【００１１】
上記構成において、前記温度調整手段は、前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が第１濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を第１温度とし、前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が、前記第１濃度よりも所定値以上濃い第２濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記第１温度よりも高い第２温度とすることが望ましい（請求項２）。
【００１２】
この構成によれば、液体試料中の分散質の濃度が、何らかの原因で第１濃度から第２濃度に濃くなった場合、前記液槽中の前記液体試料の温度が、前記第１温度よりも高い第２温度に変更される。これにより、分散質の濃度に応じて液体試料の温度が調整され、前記薄層の厚さを一定に保つことが可能となるので、分散質が高濃度化した場合でも、分散媒と分散質との分離を良好に行わせることができる。
【００１３】
また、前記温度調整手段は、前記液槽中の前記液体試料の温度を検出する温度センサと、前記液槽中の前記液体試料を加熱する加熱源とを含むことが望ましい（請求項３）。この構成によれば、加熱源と温度センサとを用いたフィードバック制御等により、シンプルに温度調整手段を構成することができる。
【００１４】
上記構成において、前記分離手段は、前記第１ローラに当接し、前記第１ローラに担持される前記薄層から前記分散媒を分離する分離部材と、前記第１ローラに対する前記分離部材の当接位置よりも該第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに担持された前記薄層中の分散質を帯電させる帯電装置と、前記帯電された分散質を電気的に前記第１ローラの周面に吸着させる電界を形成する電界形成手段と、を含むことが望ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、帯電装置によって前記薄層中の分散質が帯電され、また帯電された分散質は、電界形成手段によって形成される電界によって電気的に前記第１ローラの周面に吸着される。そして、前記第１ローラに当接される分離部材によって、前記薄層から前記分散媒が分離される。従って、分散質を電気的に前記第１ローラの周面に確実に吸着させる構成を実現することができる。
【００１６】
この場合、前記分離部材が、その周面に前記分散媒を担持し、軸回りに回転する第２ローラであることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、前記第１ローラと第２ローラとでニップ部を形成させ、該ニップ部を前記薄層が通過するときに、分散質が前記第１ローラの周面上に吸着した状態を維持する一方で、分散媒が第２ローラによって回収されるようにすることが可能となる。
【００１７】
上記構成において、前記薄層形成手段は、その周面が前記液槽内の前記液体試料と接触するように配置され、軸回りに回転し、前記周面に沿って前記液体試料を搬送する第３ローラであって、該第３ローラは、前記帯電装置の配置位置よりも前記第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに当接されてニップ部を形成し、前記第３ローラの周面で搬送された前記液体試料が、前記ニップ部を通過することで、前記第１ローラの周面に前記薄層が形成されることが望ましい（請求項６）。
【００１８】
この構成によれば、第３ローラによって前記液槽内の前記液体試料が汲み上げられ、前記ニップ部において第３ローラの周面の液体試料が第１ローラに受け渡される。そして、ニップ部を通過することから、受け渡された液体試料は、第１ローラの周面に薄層として担持されるようになる。従って、前記薄層を容易に、且つ、安定的に形成させることができる。
【００１９】
この場合、前記第３ローラが、その周面に凹部を有するアニックスローラであって、さらに、前記アニックスローラの周面に保持される前記液体試料の量を制限する計量手段を備える構成としても良い（請求項７）。この構成によれば、前記液槽から汲み上げる液体試料の量を正確に制御することが可能となる。
【００２０】
上記構成において、さらに、前記第１ローラ及び前記第３ローラを、それぞれの軸回りに回転駆動させる駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記第１ローラと前記第３ローラとを逆方向に回転させると共に、前記第３ローラの回転周速度が前記第１ローラの回転周速度よりも早くなるように回転させることが望ましい（請求項８）。
【００２１】
この構成によれば、第１ローラの周面に担持させる前記薄層の厚みムラを軽減させることができる。これにより、帯電手段により分散質を帯電させる際に、帯電ムラが可及的に発生しないようにすることができる。従って、分散質を前記第１ローラの周面上に確実に吸着させることができ、分離性能を向上させることができる。
【００２２】
上記構成において、前記電界形成手段は、前記第１ローラに負の電界を印加する電源であって、前記帯電装置は、前記薄層中の分散質を正に帯電させる構成とすることができる（請求項９）。この構成によれば、分散質を前記第１ローラの周面上に電気的に吸着させる構成をシンプルに達成することができる。
【００２３】
上記構成において、前記液体試料が液体現像剤であり、前記分散質はトナーであって、前記分散媒はキャリア液であることが望ましい（請求項１０）。この構成によれば、本発明に係る抽出装置を、湿式の画像形成装置に適用することができる。
【００２４】
本発明の他の局面に係る湿式画像形成装置は、上記の抽出装置を備えることを特徴とする（請求項１１）。すなわち、画像形成装置であって、その周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を前記感光体ドラムへ供給する現像部と、前記トナーと前記キャリア液との混合比が調整された液体現像剤を生成する現像剤生成部と、前記現像部で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤を前記現像剤生成部へ供給する第１供給系統と、前記キャリア液を前記現像剤生成部へ供給する第２供給系統と、前記現像剤生成部で生成された液体現像剤を、リザーブタンクを介して前記現像部へ供給する第３供給系統と、前記現像部に供給された液体現像剤であって、該現像部若しくは感光体ドラムにおいて消費されなかった液体現像剤を回収して前記現像剤生成部へ供給する回収系統と、前記回収系統に設けられ、回収された液体現像剤から前記トナーと前記キャリア液とを分離し、これらを抽出する上記に記載の抽出装置と、を備えることを特徴とする（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、温度調整手段により液体試料の粘度を調整するという手段を採用することで、分散質と分散媒とを高速で、且つ確実に分離することが可能な抽出装置を提供できる。また、この抽出装置が適用された画像形成装置によれば、高速印刷処理に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るキャリア液抽出装置の構成を示す図である。
【図２】上記キャリア液抽出装置における帯電装置の作用を説明するための図である。
【図３】上記キャリア液抽出装置の動作を説明するための模式図である。
【図４】計量ローラの他の例を示す模式図である。
【図５】トナー回収ローラ上に形成される液体現像剤の薄層の厚さ制御を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係るカラープリンタの全体概略断面図である。
【図７】液体現像剤循環装置の部分を除いた、前記カラープリンタの概略断面図である。
【図８】画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。
【図９】液体現像剤循環装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［抽出装置としての実施形態］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るキャリア液抽出装置５００（抽出装置）の構成を示す図である。このキャリア液抽出装置５００は、液体現像剤（液体試料）を用いる湿式の画像形成装置に適用され、画像形成のために用いられた液体現像剤から、分散質としてのトナー固形分（以下、単に「トナー」又は「トナー粒子」という）と、分散媒としてのキャリア液とを分離し、キャリア液を回収して再利用に供するための装置である。キャリア液抽出装置５００は、液槽５１０、計量ローラ５２０（第３ローラ）、トナー回収ローラ５３０（第１ローラ）、キャリア液回収ローラ５４０（第２ローラ）及び帯電装置５５０を含む。
【００２８】
液槽５１０は、上方に開口した箱体であって、槽内には液体現像剤ＬＤが貯留される。液槽５１０には現像剤供給管５１１が接続され、画像形成部において回収された液体現像剤ＬＤが、逐次、図略のポンプの駆動によって現像剤供給管５１１を通して液槽５１０内へ供給される。この液槽５１０内には、液体現像剤ＬＤを攪拌するための攪拌部材が備えられていることが望ましい。
【００２９】
液槽５１０は、熱伝導性に優れる金属製或いは樹脂製の容器を用いることができる。後述する加熱装置５１３の種別によっては、セラミックス製の容器を用いるようにしても良い。このような液槽５１０に対して、貯留されている液体現像剤ＬＤの温度調整手段として、本実施形態では、トナー濃度センサ５１２（濃度検知手段）、加熱装置５１３（加熱源）、温度センサ５１４、冷却装置５１５及び温度調整装置５１６が付設されている。
【００３０】
トナー濃度センサ５１２は、液槽５１０内に貯留された液体現像剤ＬＤ中のトナー濃度を検知する。トナー濃度センサ５１２は、例えば光透過型のセンサであって、液体現像剤ＬＤ中におけるトナー粒子の濃淡によって光透過量が変化することを利用したセンサである。トナー濃度センサ５１２は液槽５１０内に配置され、そのセンサプローブ部が液体現像剤ＬＤと接触可能な位置に配置されている。トナー濃度センサ５１２の、トナー粒子の濃淡に応じた出力データは、トナー濃度データとして温度調整装置５１６に与えられる。
【００３１】
加熱装置５１３は、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤを加熱する。この加熱装置５１３としては、抵抗加熱装置、誘電加熱装置、誘導加熱装置、マイクロ波加熱装置又は遠赤外線加熱装置等を用いることができる。これらの中で、構造が複雑化せず制御が容易であることから、抵抗加熱装置を用いることが好ましい。抵抗加熱装置としては、鉄−クロム−アルミ系発熱体、ニッケル−クロム発熱体、又はこれら発熱体を用いたシーズヒータ等を用いることができる。このような抵抗加熱装置は、液槽５１０の壁面外周部に取り付ける、或いは壁面内部に埋め込む、若しくは液槽５１０のキャビティ内に配置する等して組み付けられる。
【００３２】
温度センサ５１４は、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤの温度を直接的に、若しくは、液槽５１０自体の温度を計測することで液体現像剤ＬＤの温度を間接的に検出する。温度センサ５１４が検出する温度データは、温度調整装置５１６に与えられる。この温度センサ５１４としては各種のセンサが適用可能であり、例えば半導体抵抗温度センサ、熱電対、白金測温抵抗体、膨張式温度計、放射温度計等を適用することができる。これらの中で、高精度で安価であるという利点があるサーミスタ（半導体抵抗温度センサ）を用いることが望ましい。
【００３３】
冷却装置５１５は、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤを冷却する。この冷却装置５１５としては、送風ファンのような強制風冷装置、気体冷却装置、相変化冷却装置、液冷却装置、ペルチェ素子冷却装置等を用いることができる。なお、冷却装置５１５の設置を省き、自然風冷により液槽５１０（液体現像剤ＬＤ）が冷却される構成としても良い。この場合、対流風路を構築するダクト等を液槽５１０の近辺に設けることが望ましい。
【００３４】
温度調整装置５１６は、トナー濃度センサ５１２から与えられるトナー濃度データに応じて、加熱装置５１３又は冷却装置５１５を動作させ、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤの温度を制御する。温度調整装置５１６の制御動作については、後記で詳述する。
【００３５】
計量ローラ５２０は、液体現像剤ＬＤに対する親液性に優れる金属で形成された円柱体からなり、その回転軸５２Ａの軸回りに、反時計方向に回転するローラである。本実施形態では、計量ローラ５２０として、材質がステンレス製で、周面５２Ｓの表面粗さがＪＩＳの粗さ形状パラメータ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）における最大高さＲｙが６．３のものが用いられている。計量ローラ５２０は、その下部が液槽５１０に貯留されている液体現像剤ＬＤ内に浸漬され、その上部が液槽５１０の開口から上方に突出する態様で、液槽５１０に対して組み付けられている。従って、計量ローラ５２０の周面５２Ｓの一部は、液槽５１０内に適量の液体現像剤ＬＤが貯留されている状態では、常に液体現像剤ＬＤと接触する。
【００３６】
計量ローラ５２０は、第１駆動部５２１により回転駆動される。第１駆動部５２１は、回転駆動力を発生するモータと、前記回転駆動力を計量ローラ５２０の回転軸５２Ａに伝達するギア機構とを含む。計量ローラ５２０が回転されると、液体現像剤ＬＤ内に浸漬された周面５２Ｓが上方に移動するが、この周面５２Ｓには表面張力により液体現像剤ＬＤが付着した状態となる。従って、計量ローラ５２０が回転すると、周面５２Ｓの液体現像剤ＬＤに対する濡れ性に応じて、所定量の液体現像剤ＬＤが液槽５１０から周面５２Ｓに沿って汲み上げ搬送されることとなる。
【００３７】
トナー回収ローラ５３０は、その周面５３Ｓに液体現像剤の薄層ＴＬを担持し、その回転軸５３Ａの軸回りに、時計方向に回転するローラである。本実施形態では、トナー回収ローラ５３０として、導電性の金属心材５３Ｂの上に導電性ゴムからなる外層５３Ｃが設けられた構造のローラが用いられている。前記導電性ゴムは、ＪＩＳ−Ａに硬度が３０度、体積抵抗率が１０５Ω・ｃｍのウレタンである。このウレタン外層５３Ｃの表面には、トナーに離型性を促進するために、フッ素樹脂のコーティング層が施されている。
【００３８】
トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに対して計量ローラ５２０の周面５２Ｓが押圧状態で当接されることで、両ローラ５２０、５３０は第１ニップ部Ｎ１を形成している。トナー回収ローラ５３０の外周部には後述する帯電装置５５０が対向配置されているが、第１ニップ部Ｎ１の形成位置は、帯電装置５５０の配置位置よりもトナー回収ローラ５３０の回転方向上流側の位置である。
【００３９】
トナー回収ローラ５３０は、第２駆動部５３１により回転駆動される。第２駆動部５３１は、回転駆動力を発生するモータと、前記回転駆動力をトナー回収ローラ５３０の回転軸５３Ａに伝達するギア機構とを含む。また、回転軸５３Ａには、第１電源５３２（電界形成手段）から電圧が印加される。回転軸５３Ａと、金属心材５３Ｂ及び外層５３Ｃとは導通状態とされており、第１電源５３２から回転軸５３Ａへの電圧印加によって、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓが帯電された状態となる。本実施形態では、第１電源５３２は、−４００Ｖに電圧を回転軸５３Ａへ印加し、周面５３Ｓを負電位に帯電させる。
【００４０】
トナー回収ローラ５３０と、次述のキャリア液回収ローラ５４０との第２ニップ部Ｎ２よりも、トナー回収ローラ５３０の回転方向下流側の位置には、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに吸着しているトナーを掻き落とす第１ブレード５３３が配置されている。第１ブレード５３３の先端は、トナー回収ローラ５３０の回転方向とカウンタ方向から、周面５３Ｓに当接されている。第１ブレード５３３で回収されたトナーは、トナー回収容器５３４に回収され、トナー廃棄管路５３５を通して図略のトナー廃棄容器に導かれる。
【００４１】
キャリア液回収ローラ５４０は、トナー回収ローラ５３０と押圧当接されて第２ニップ部Ｎ２を形成し、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに担持された液体現像剤の薄層ＴＬからキャリア液を分離し、その周面５４Ｓに当該キャリア液を担持するローラである。本実施形態では、キャリア液回収ローラ５４０として、キャリア液に対する濡れ性が良好なステンレス製のローラが用いられている。
【００４２】
キャリア液回収ローラ５４０は、第３駆動部５４１により、その回転軸５４Ａの軸回りに反時計方向に回転駆動される。第３駆動部５４１は、回転駆動力を発生するモータと、前記回転駆動力をキャリア液回収ローラ５４０の回転軸５４Ａに伝達するギア機構とを含む。また、回転軸５４Ａは、アース経路５４２に電気的に接続されており、これによりキャリア液回収ローラ５４０がアース電位とされている。従って、キャリア液回収ローラ５４０とトナー回収ローラ５３０との間には、前者の周面５４Ｓがゼロ電位、後者の周面５３Ｓが−４００Ｖとなる電界が形成される。
【００４３】
第２ニップ部Ｎ２よりも、キャリア液回収ローラ５４０の回転方向下流側の位置には、キャリア液回収ローラ５４０の周面５４Ｓに担持されているキャリア液を掻き落とす第２ブレード５４３が配置されている。第２ブレード５４３の先端は、キャリア液回収ローラ５４０の回転方向とカウンタ方向から、周面５４Ｓに当接されている。第２ブレード５４３で回収されたキャリア液は、キャリア液回収容器５４４に回収され、キャリア液回収管路５４５を通してキャリア液を再利用する機器（例えば図９に示すキャリアタンク２７４）に導かれる。
【００４４】
帯電装置５５０は、トナー回収ローラ５３０に担持された液体現像剤の薄層ＴＬに対して電圧を与え、薄層ＴＬのトナーを帯電させる。帯電装置５５０は、チャージワイヤを備えたコロトロン方式の帯電装置であり、第２ニップ部Ｎ２よりもトナー回収ローラ５３０の回転方向上流側（第１ニップ部Ｎ１よりは下流側）において、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに対向して配置されている。なお、帯電装置５５０は、スコロトロン方式の帯電装置、或いはローラ式帯電装置であっても良い。
【００４５】
帯電装置５５０には、第２電源５５１から帯電用の電圧が与えられる。本実施形態では、第２電源５５１は、＋４ｋＶの正電位を前記チャージワイヤに供給する。これにより、薄層ＴＬ中のトナーは、＋１０Ｖ〜＋６０Ｖ程度の範囲で帯電されるようになる。既述の通り、トナー回収ローラ５３０の周面は−４００Ｖの負電位で帯電されるので、正電位に帯電されたトナーは、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに電気的に吸着するようになる。ここで、トナーの帯電電圧が＋１０Ｖ以下であると、周面５３Ｓへの電気的な吸着力を充分に確保できない傾向があり、一方、＋６０Ｖを超過すると、周面５３Ｓへのトナーの付着力が強くなりすぎ、第１ブレード５３３にて周面から掻き落とすことが困難になる傾向がある。
【００４６】
続いて、キャリア液抽出装置５００の動作について、図１に加え、図２及び図３も参照しながら説明する。キャリア液抽出装置５００が運転されるとき、計量ローラ５２０、トナー回収ローラ５３０及びキャリア液回収ローラ５４０が、それぞれ、反時計方向、時計方向及び反時計方向に回転駆動される。各ローラの回転周速度は、例えば、計量ローラ５２０が１３３０ｍｍ／ｓ、トナー回収ローラ５３０は１２００ｍｍ／ｓ、キャリア液回収ローラ５４０は１２００ｍｍ／ｓにそれぞれ設定することができる。
【００４７】
計量ローラ５２０の回転によって、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤが、その周面５２Ｓに表面張力で付着して汲み上げられ、第１ニップ部Ｎ１へ搬送される。汲み上げられた液体現像剤ＬＤが第１ニップ部Ｎ１を通過することで、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓには、液体現像剤ＬＤの薄層ＴＬが担持されるようになる。ここで、薄層ＴＬは、４〜９ミクロン、特に６〜７ミクロン程度の厚さで、且つ均一な厚さの層であることが望ましい。
【００４８】
上記の望ましい薄層ＴＬの形成には、図３（Ａ）に示す、第１ニップ部Ｎ１のニップ深さＤ１と、計量ローラ５２０とトナー回収ローラ５３０との回転周速度差とが、他の要因に比べて比較的大きな影響を与える。６〜７ミクロン程度の厚さの薄層ＴＬを形成するためのニップ深さＤ１は、例えば０．１ｍｍである。また、図３（Ｂ）に示すように、厚さムラの有る薄層ＴＬ１ではなく、図３（Ｃ）に示すように、厚さムラが実質的に無い薄層ＴＬ２を形成するためには、計量ローラ５２０の回転周速度と、カウンタ回転するトナー回収ローラ５３０の回転周速度との比を、１：０．９程度に設定し、計量ローラ５２０を比較的早く回転させることが望ましい。上掲の両ローラの回転周速度は、この比に基づいて設定されたものであり、第１駆動部５２１及び第２駆動部５３１は、かかる設定に応じて計量ローラ５２０及びトナー回収ローラ５３０を回転駆動させる。
【００４９】
その厚さが厚すぎる薄層ＴＬや、図３（Ｂ）に示すような厚さムラの有る薄層ＴＬ１は、帯電装置５５０によるトナーの最適な帯電を阻害し得る。また、そのような薄層ＴＬ又はＴＬ１は、その一部が第２ニップ部Ｎ２を通過できなくなる不具合が発生し得る。この不具合が発生すると、図３（Ａ）に示すように、第２ニップ部Ｎ２の直上流位置に液溜まりＢ（ビルドアップ）が生成される。液溜まりＢが成長すると、次第に滴下するようになり、周辺を汚染するという問題を惹起する。
【００５０】
トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに形成された薄層ＴＬは、トナー回収ローラ５３０の時計方向の回転によって、帯電装置５５０の配置位置まで搬送される。帯電装置５５０は、上述の通り、第２電源５５１から電気エネルギの供給を受け、＋４ｋＶの電圧をトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに存在する薄層ＴＬに印加する。一方で、第１電源５３２により、トナー回収ローラ５３０の回転軸５３Ａには−４００Ｖの電圧が印加され、周面５３Ｓは負電位に帯電されている。
【００５１】
図２を参照して、帯電装置５５０を通過する前の薄層ＴＬ中では、トナー粒子Ｔが不規則に浮遊している。一方、薄層ＴＬが帯電装置５５０の配置位置を通過するとき、薄層ＴＬには帯電装置５５０には電圧Ｅが印加されるため、薄層ＴＬ中のトナー粒子Ｔは、正電位（＋１０Ｖ〜＋６０Ｖ程度）に帯電される。この結果、帯電装置５５０を通過した後の薄層ＴＬ中では、トナー粒子Ｔが、負電位に帯電されているトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに電気的に強く付着されることとなる。従って、トナー粒子Ｔが周面５３Ｓの直上に、キャリア液Ｃがその外周に位置する層構造が形成されるようになる。
【００５２】
その後、薄層ＴＬは、第２ニップ部Ｎ２へ向かう。上述の通り、キャリア液回収ローラ５４０はアース電位とされていることから、トナー粒子Ｔは、キャリア液回収ローラ５４０の周面５４Ｓには乗り移らず、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに電気的に吸着された状態を維持したまま第２ニップ部Ｎ２を通過する。一方、周面５４Ｓがキャリア液Ｃに対する濡れ性が良好とされていることから、キャリア液Ｃは周面５４Ｓに付着するようになる。結果として、第２ニップ部Ｎ２を通過した後は、トナー粒子Ｔがトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに沿って、またキャリア液Ｃがャリア液回収ローラ５４０の周面５４Ｓに沿って、それぞれ搬送されることとなる。
【００５３】
周面５３Ｓ上のトナー粒子Ｔは、第１ブレード５３３（図１）で掻き落とされ、トナー回収容器５３４に回収される。なお、第２ニップ部Ｎ２においてトナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとが完全分離されるわけではなく、トナー回収容器５３４に回収される回収物には、若干のキャリア液Ｃも含まれている。また、周面５４Ｓ上のキャリア液Ｃは、第２ブレード５４３（図１）で掻き落とされ、キャリア液回収容器５４４に回収される。
【００５４】
ここで、計量ローラ５２０の変形実施形態を例示しておく。図４は、変形実施形態に係る計量ローラ５２０Ａを模式的に示す図である。この計量ローラ５２０Ａは、その周面に凸部５２２と凹部５２３とを有するアニックスローラである。計量ローラ５２０Ａの周面には、ドクターブレード５２４（計量手段）が当接されている。ドクターブレード５２４は、計量ローラ５２０Ａの周面に保持される液体現像剤の量を制限するもので、計量ローラ５２０Ａの周面に不規則に付着した液体現像剤ＬＤ１が、凹部５２３内だけに液体現像剤ＬＤ２が担持されるように規制する。このような計量ローラ５２０Ａによれば、凹部５２３の容積に応じて、液槽５１０から汲み上げる液体現像剤ＬＤの量を正確に制御することが可能となる。
【００５５】
以上が、キャリア液抽出装置５００の一連の動作である。上述の通り、本実施形態においては、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに所定厚さの薄層ＴＬを形成することが要点となるが、この薄層ＴＬの厚さが、液槽５１０中に収容されている液体現像剤ＬＤのトナー濃度によって変化する場合がある。薄層ＴＬの厚さ変化は、当該薄層ＴＬの厚さの帯電特性に影響を与え、トナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとの分離を困難にすることがある。
【００５６】
すなわち、湿式の画像形成部から回収される液体現像剤におけるトナー濃度は、例えば、５％程度である。このようなトナー濃度の液体現像剤であれば、計量ローラ５２０及びトナー回収ローラ５３０の回転周速度、並びに第１ニップ部Ｎ１のニップ深さＤ１を第１実施形態の通りに設定することで、６〜７ミクロン程度の厚さの薄層ＴＬをトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに形成することができる。しかしながら、トナー濃度は何らかの原因で濃くなることがある。例えば、紙詰まり等の発生により感光体ドラムに担持されたトナー像が、用紙に転写されずに回収される状態が続いたとき、或いは、メンテナンス等の際に感光体ドラムにトナーを意図的にベタ塗りして回収させた場合に、回収液体現像剤のトナー濃度は上昇する。例えばトナー濃度が１０％程度に濃くなると、液体現像剤の粘度が高くなる結果、同じ回転周速度及びニップ深さＤ１であると、薄層ＴＬの厚さが厚くなる傾向が出る。トナー濃度が３０％程度に濃くなると、一層この傾向は顕著となる。薄層ＴＬが厚肉化すると、薄層ＴＬ中のトナー粒子の帯電が不十分となり、図２に示したようなトナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとの明確な層分離が実現し難くなる。
【００５７】
この点に鑑み、本実施形態では、温度調整装置５１６（図１）が液槽５１０中に収容されている液体現像剤ＬＤの温度をトナー濃度に応じて調整し、結果的に薄層ＴＬの厚さを調整する機能を有する。図５は、トナー回収ローラ５３０上に形成される薄層ＴＬの厚さと液体現像剤ＬＤの温度との関係を示すグラフである。図５に示されている通り、薄層ＴＬの厚さ調整には、液体現像剤ＬＤの温度が上昇すると粘度が下がるために薄層ＴＬの厚さは薄くなり、一方で、液体現像剤ＬＤの温度が下降すると粘度が上がるために薄層ＴＬの厚さは厚くなるという現象を利用する。
【００５８】
具体的には温度調整装置５１６は、トナー濃度センサ５１２が液体現像剤ＬＤ中のトナー濃度が通常濃度（例えばトナー濃度が５％；第１濃度）であることを検出したとき、液体現像剤ＬＤの温度が３５℃（第１温度）となるように、加熱装置５１３を動作させる。これにより、薄層ＴＬを通常厚さ（例えば６〜７ミクロン程度の厚さ）でトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓ上に形成させることができる。一方、トナー濃度が通常よりも所定値以上濃い高濃度（例えばトナー濃度が１０％；第２濃度）であることが検出されたとき、温度調整装置５１６は、液体現像剤ＬＤの温度が５０℃（第２温度）にまで加熱されるように、加熱装置５１３を動作させる。これにより、前記通常厚さよりも所定値以上だけ薄い厚さ（例えば４〜５ミクロン程度の厚さ）で、薄層ＴＬを周面５３Ｓ上に形成させることができる。
【００５９】
温度調整装置５１６は、上記のような目標温度を定めた温度制御を、温度センサ５１４が計測する温度データを参照しつつ実行する。温度調整装置５１６は、予め良好な帯電を実現できるトナー濃度と薄層ＴＬの厚さとの関係を予め求め、その薄層ＴＬの厚さと液体現像剤ＬＤの温度との関係を定めたテーブルを記憶する図略のメモリを有している。上記の目標温度は、トナー濃度に応じて前記メモリから読み出され、その目標温度に液体現像剤ＬＤの温度が近づくよう、加熱装置５１３又は冷却装置５１５が駆動される。
【００６０】
このように、トナー濃度が濃くなる程、薄層ＴＬの厚さが薄くなるように調整される結果、帯電装置５５０が発生する帯電用の電圧が一定であっても、トナー濃度に拘わらず薄層ＴＬ中のトナーを適正に帯電させることが可能となる。本発明者らの実験によれば、上掲の計量ローラ５２０及びトナー回収ローラ５３０を用い、第１ニップ部Ｎ１のニップ深さが０．１ｍｍ、計量ローラ５２０を１３３０ｍｍ／ｓ、トナー回収ローラ５３０を１２００ｍｍ／ｓで運転し、＋４ｋＶの正電位を帯電装置５５０のチャージワイヤに供給したとき、トナー濃度が１０％の液体現像剤ＬＤの温度を５０℃としたときに、薄層ＴＬ中のトナーは、好ましい帯電範囲である＋３０Ｖ〜＋５０Ｖ程度の範囲で帯電されることが確認された。
【００６１】
以上説明した実施形態に係るキャリア液抽出装置５００によれば、液体現像剤ＬＤの薄層ＴＬがトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに担持され、この薄層ＴＬが帯電装置５５０で帯電されることによって、薄層ＴＬ中のトナー粒子Ｔが周面５３Ｓに電気的に吸着される。これにより、薄層ＴＬ中においてトナー粒子Ｔをトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓの直上に偏在させることができ、キャリア液回収ローラ５４０によってキャリア液Ｃを容易に分離させることができる。従って、高速でトナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとを分離することができる。
【００６２】
さらに、液体現像剤ＬＤ中のトナー濃度が何らかの原因で変動したとしても、温度調整装置５１６により液体現像剤ＬＤの温度がトナー濃度に応じて調整され、結果として薄層ＴＬの厚さが帯電に適した調整される。このため、帯電装置５５０の発生電圧が一定である状態の下で、トナー濃度が高濃度化しても、薄層ＴＬ中のトナーを充分に帯電させることが可能となる利点がある。
【００６３】
［画像形成装置としての実施形態］
図６は、上述のキャリア液抽出装置５００が組み込まれたカラープリンタ１（湿式画像形成装置）の概略構成図、図７は、液体現像剤循環装置の部分を除いたカラープリンタ１の概略断面図、図８は、画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。なお、図６乃至図８に示される画像形成装置はカラープリンタであるが、コピー機、ファクシミリ装置、これらの機能を含む複合機（ＭＦＰ）や、シート上に画像を形成することができる他の装置とすることもできる。
【００６４】
図６に示される如く、カラープリンタ１は、画像形成のための様々なユニットや部品が収納される上側本体部１Ａと、この上側本体部１Ａの下部に配置され、各色用の液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが収納される下側本体部１Ｂとから構成されている。ここでは、上側本体部１Ａと下側本体部１Ｂとを結ぶ配管類は図示を省略している。
【００６５】
図７に示すように、上側本体部１Ａには、画像データに基づいてトナー画像を形成するタンデム式の画像形成部２と、用紙を収容する用紙収納部３と、画像形成部２で形成されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写部４と、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる定着部５と、定着の完了した用紙を排紙する排出部６と、用紙収納部３から排出部６まで用紙を搬送する用紙搬送部７とが含まれている。
【００６６】
画像形成部２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢとを備える。
【００６７】
中間転写ベルト２１は、導電性を有し、使用可能な用紙搬送方向に直角な方向の長さが最大の用紙より幅広であって、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図６、図７において時計回りに循環駆動される。中間転写ベルト２１の循環駆動において外側を向く面を以下、表面と称し、他方の面を裏面と称する。
【００６８】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、中間転写ベルト２１の近傍に４つ並べて中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と二次転写部４との間に配置される。なお、各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、各色の混色による完成画像への影響を配慮すると、この配置が好ましい。
【００６９】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、感光体ドラム１０と、帯電器１１と、ＬＥＤ露光装置１２と、現像装置１４と、一次転写ローラ２０と、クリーニング装置２６と、除電装置１３と、キャリア液除去ローラ３０とを備える。また、画像形成ユニットのうち、最も二次転写部４に近い位置に位置する画像形成ユニットＦＢには、キャリア液除去ローラ３０が設けられていないが、その他の構成は同一である。
【００７０】
各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢに対応して、それぞれ液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが設けられ、各色の液体現像剤の供給、並びに回収が行われるようになっている。液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢについては後に詳述する。
【００７１】
感光体ドラム１０は、円柱状の部材であって、その表面に帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）したトナーを含むトナー像を担持可能である。感光体ドラム１０は、図７、図８において反時計回りに回転可能な部材である。帯電器１１は、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させることができる機器である。露光装置１２は、ＬＥＤ等の光源を有し、外部の機器から入力される画像データに応じて、一様に帯電した感光体ドラム１０の表面に光を照射する。これにより、感光体ドラム１０の表面には、静電潜像が形成される。
【００７２】
現像装置１４は、トナー（分散質）及び液体のキャリア（分散媒）を含む液体現像剤（液体試料）を、感光体ドラム１０表面の静電潜像に対向するように保持することで、静電潜像にトナーを付着させる。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。
【００７３】
図８を参照して、現像装置１４は、現像容器１４０、現像ローラ１４１、供給ローラ１４２、支持ローラ１４３、供給ローラブレード１４４、現像クリーニングブレード１４５、現像剤回収装置１４６及び現像ローラ帯電器１４７を含む。
【００７４】
現像容器１４０は、内部にトナー粒子と液体のキャリアからなる液体現像剤の供給を受ける容器である。後述するが、この液体現像剤は、トナーとキャリアとの濃度調整が予め行われた状態で、供給ノズル２７８から現像容器１４０内へ供給される。なお、液体現像剤は、供給ローラ１４２と支持ローラ１４３とのニップ部へ向けて供給され、その余剰分は支持ローラ１４３の下方へ落下し、現像容器１４０の底部において貯留される。貯留された液体現像剤は、パイプ８２を通して液体現像剤循環装置で回収される（図９参照）。
【００７５】
支持ローラ１４３は現像容器１４０の略中央に配置され、下方から支える態様で供給ローラ１４２に当接されてニップ部を形成する。供給ローラ１４２は、支持ローラ１４３の直上ではなく、供給ノズル２７８から離れる方向の斜め上に配置され、その周面には液体現像剤を保持するための溝が設けられている。図中に点線矢印で示すように、支持ローラ１４３は反時計方向に、供給ローラ１４２は時計方向に回転する。
【００７６】
供給ノズル２７８から供給される液体現像剤は、前記ニップ部の回転方向上流側で一時的に滞留され、両ローラ１４２、１４３の回転に伴って、供給ローラ１４２の前記溝に保持された状態で上方へ運ばれる。供給ローラブレード１４４は、供給ローラ１４２の周面に圧接され、供給ローラ１４２に保持される液体現像剤の量が所定量になるように規制する。供給ローラブレード１４４により掻き落とされた余剰の液体現像剤は、現像容器１４０の底部で受け取られる。
【００７７】
現像ローラ１４１は、現像容器１４０の上部開口部に、供給ローラ１４２と接するように配置されている。現像ローラ１４１は供給ローラ１４２と同方向に回転され（現像ローラ１４１と供給ローラ１４２とが当接するニップ部では、現像ローラ１４１の表面は供給ローラ１４２の表面と逆方向に移動する）、これにより現像ローラ１４１の周面には、供給ローラ１４２の周面に保持された液体現像剤が受け渡される。供給ローラ１４２の液体現像剤の層厚が所定値に規制されているので、現像ローラ１４１の表面に形成される液体現像剤層の層厚も所定値に保たれる。
【００７８】
現像ローラ帯電器１４７は、トナーの帯電極性と同極性の帯電電位を与えることで、現像ローラ１４１に担持された現像剤層中のトナーを現像ローラ１４１の表面側に移動させ、現像効率を向上させる作用を果たすものである。現像ローラ帯電器１４７は、現像ローラ１４１の、供給ローラ１４２との接触部の回転方向下流側であって、感光体ドラム１０との接触部の上流側において、現像ローラ１４１の周面に対向するように設けられている。
【００７９】
現像ローラ１４１は感光体ドラム１０と接している。感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４１に印加される現像バイアスとの電位差によって、形成指示された画像データに応じたトナー像が、感光体ドラム１０表面に形成される。
【００８０】
現像クリーニングブレード１４５は、現像ローラ１４１の感光体ドラム１０との接触部の回転方向下流側に接触するように配置され、感光体ドラム１０への現像動作を終えた現像ローラ１４１の表面の液体現像剤を除去する。
【００８１】
現像剤回収装置１４６は、現像クリーニングブレード１４５で除去された液体現像剤を回収して、液体現像剤循環装置のパイプ８１へ該液体現像剤を送り出す。液体現像剤は現像クリーニングブレード１４５の表面に沿って流下するが、液体現像剤の粘度が高いことから、現像剤回収装置１４６には液体現像剤の送り出しを補助する送り出しローラが備えられている。
【００８２】
一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１の裏面に、感光体ドラム１０と対向して配置されている。一次転写ローラ２０には、図示しない電源からトナー像中のトナーとは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧を印加される。つまり、一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１と接触している位置で、中間転写ベルト２１にトナーと逆極性の電圧を印加する。中間転写ベルト２１は導電性を有するので、この印加電圧によって、中間転写ベルト２１の表面側及びその周辺にトナーが引き付けられる。中間転写ベルト２１は、トナー像を担持して、シートまで搬送する像担持体として機能する。
【００８３】
クリーニング装置２６は、感光体ドラム１０から中間転写ベルト２１に転写されずに残留した液体現像剤をクリーニングするための装置であって、残留現像剤搬送スクリュー２６１と、クリーニングブレード２６２とを備えている。残留現像剤搬送スクリュー２６１は、クリーニングブレード２６２によって掻き取られ、クリーニング装置２６内に収納された残留現像剤をクリーニング装置の外部に搬送するための部材であって、クリーニング装置２６内に配置されている。
【００８４】
クリーニングブレード２６２は、感光体ドラム１０の表面に残留した液体現像剤を掻き取るための部材であって、感光体ドラム１０の回転軸方向に延びる板状の部材である。クリーニングブレード２６２は、その端部が感光体ドラム１０の表面に摺接しており、感光体ドラム１０の回転に伴って感光体ドラム１０上に残留した液体現像剤を掻き取る。
【００８５】
除電装置１３は、除電用の光源を有し、次の周回による画像形成に備えて、クリーニングブレード２６２による液体現像剤除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電する。
【００８６】
キャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と同方向に回転可能な略円柱状の部材である。キャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２１とが接触する位置よりも二次転写部４が配置されている側に配置されており、中間転写ベルト２１の表面からキャリア液を除去する部材である。
【００８７】
図７に戻って、用紙収納部３は、トナー像を定着させる用紙を収納する部分であって、上側本体部１Ａの下部に配置されている。また、用紙収納部３は、用紙を収納している給紙カセットを有している。
【００８８】
二次転写部４は、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像を用紙に転写する部分であって、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラ４１と、支持ローラに対向して配置された二次転写ローラ４２とを有している。
【００８９】
定着部５は、用紙にトナー像を定着させる部分であって、二次転写部４の上側に配置されている。また、定着部５は、加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１に対向して配置された加圧ローラ５２とを有している。
【００９０】
排出部６は、定着部５でトナー像が定着された用紙が排出される部分であって、カラープリンタ１の上部に配置されている。用紙搬送部７は、複数の搬送ローラ対を備え、用紙収納部３から二次転写部４や定着部５、排出部６に用紙を搬送する。
【００９１】
図９は、一つの液体現像剤循環装置ＬＹの全体の概略を示すブロック図である。他の液体現像剤循環装置ＬＭ、ＬＣ、ＬＢも同じ構成である。この液体現像剤循環装置ＬＹは、感光体ドラム１０へ液体現像剤を供給した後に現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラ１４１の表面から掻き取られた残留現像剤（トナーとキャリア液との混合物）を循環させ再利用するための装置である。
【００９２】
液体現像剤循環装置ＬＹは、残留現像剤タンク２７１、現像剤収容容器２７２、固形分濃度検出装置２７３、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５、攪拌装置２７６、現像剤リザーブタンク２７７、液体現像剤供給装置２７８、液体現像剤分離装置２８（抽出装置）、複数のポンプＰ１〜Ｐ１２及び制御部５６０を備えている。ここで、液体現像剤分離装置２８として、上掲の第１〜第４実施形態のキャリア液抽出装置５００、５００Ａ〜５００Ｃのいずれかが適用される。
【００９３】
残留現像剤タンク２７１は、現像装置１４に第１パイプ８１及び第２パイプ８２を介して接続され、現像装置１４側から回収された液体現像剤を収容可能なタンクである。第１パイプ８１及び第２パイプ８２の途中には、それぞれ第１ポンプＰ１及び第５ポンプＰ５が取り付けられている。
【００９４】
感光体ドラム１０へトナーを供給した後に、現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラ１４１の表面から掻き取られた液体現像剤は、第１ポンプＰ１の駆動により第１パイプ８１を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。また、現像容器１４０内において供給ローラ１４２から現像ローラ１４１へ供給されずに現像容器１４０にて貯留された液体現像剤は、第５ポンプＰ５の駆動により第２パイプ８２を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。
【００９５】
現像剤収容容器２７２は、残留現像剤タンク２７１と接続されている。現像剤収容容器２７２は、残留現像剤に現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤、あるいはキャリア液を加えることで、トナー濃度を適正範囲に調整すると共に、残留現像剤のトナー濃度を適正範囲に調整するものである。このトナー濃度が調整された液体現像剤は、現像装置１４に補給される。現像剤収容容器２７２は残留現像剤タンク２７１と第３パイプ８３を介して接続されており、この第３パイプ８３には第２ポンプＰ２が取り付けられている。残留現像剤タンク２７１内の液体現像剤は、第２ポンプＰ２の駆動により第３パイプ８３を通して現像剤収容容器２７２に送られる。
【００９６】
固形分濃度検出装置２７３は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤のトナーの濃度を検出するための装置である。現像剤収容容器２７２に接続されている環状の第４パイプ８４に、固形分濃度検出装置２７３が接続されている。この環状の第４パイプ８４には第４ポンプＰ４が取り付けられている。現像剤収容容器２７２内の液体現像剤は、第４ポンプＰ４の駆動により第４パイプ８４の入口端から固形分濃度検出装置２７３へ導かれ、その後、第４パイプ８４の出口端から現像剤収容容器２７２に戻される。
【００９７】
キャリアタンク２７４は、キャリア液を収納するタンクである。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも高いと判定された場合に、キャリアタンク２７４から現像剤収容容器２７２内にキャリア液が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が下げられる。キャリアタンク２７４と現像剤収容容器２７２とは第５パイプ８５で接続されており、前記キャリア液の供給は、第５パイプ８５の途中に設けられた第３ポンプＰ３の駆動によって実行される。
【００９８】
トナータンク２７５は、現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い液体現像剤を収納するタンクである。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも低いと判定された場合に、トナータンク２７５から現像剤収容容器２７２内にトナー濃度が高い液体現像剤が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が上げられる。トナータンク２７５と現像剤収容容器２７２とは第６パイプ８６で接続されており、前記液体現像剤の供給は、第６パイプ８６の途中に設けられた第８ポンプＰ８の駆動によって実行される。
【００９９】
攪拌装置２７６は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤を攪拌するための部材である。この攪拌の目的は、濃度調整のために現像剤収容容器２７２内へ導入されたトナー又はキャリア液が、現像剤収容容器２７２内の既存の液体現像剤と均一に混ざるようにするため、また、現像剤収容容器２７２内に収容されている液体現像剤において凝集することがあるトナーを再分散させることである。攪拌装置２７６は、回転軸と、この回転軸の先端に取り付けられた攪拌羽根とを含む。前記回転軸には液面検知部材２７６ａが同軸で組み付けられている。この液面検知部材２７６ａは図略のモータで駆動され、液面検知部材２７６ａが、液体現像剤の液面と接触することに伴う前記モータの負荷変化に基づいて、液体現像剤量が検出される。
【０１００】
現像剤リザーブタンク２７７は、現像装置１４に補給する液体現像剤を収納するタンクである。現像剤リザーブタンク２７７は、現像剤収容容器２７２と第７パイプ８７１で接続されており、第７パイプ８７１の途中に設けられた第６ポンプＰ６の駆動によって、現像剤収容容器２７２から液体現像剤の供給を受ける。さらに現像剤リザーブタンク２７７は、キャリアタンク２７４と第１直結管路９１０で、また、トナータンク２７５と第２直結管路９２０でそれぞれ接続されている。第１、第２直結管路９１０、９２０には第１１ポンプＰ１１、第１２ポンプＰ１２がそれぞれ配置され、各タンクからキャリア及びトナーを直接的に現像剤リザーブタンク２７７へ供給可能とされている。これら第１、第２直結管路９１０、９２０からのキャリア及びトナー供給系統は、未だ回収液体現像剤が発生していないカラープリンタ１の使用開始時等に、既知の配合比に従って速やかに液体現像剤を生成する場合に活用される。
【０１０１】
供給ノズル２７８は、現像剤リザーブタンク２７７に貯留された液体現像剤を、現像装置１４（現像容器１４０）へ供給するための部材である。供給ノズル２７８と現像剤リザーブタンク２７７とは第８パイプ８７２で接続されており、前記液体現像剤の供給は、第８パイプ８７２に取り付けられた第７ポンプＰ７の駆動によって実行される。
キャリアタンク２７４から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９１０とトナータンク２７５から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９２０とを備える。これら直結管路９１０，９２０は、循環が行なわれる前に、所定量のキャリア及びトナーを現像剤リザーブタンク２７７に供給するために用いられる。これにより、現像工程を素早く開始させることが可能となる。
【０１０２】
なお、図示は省略しているが、残留現像剤タンク２７１、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５及び現像剤リザーブタンク２７７の適所には、これらタンク内の液面高さを検知するための液面検出装置が備えられている。
【０１０３】
液体現像剤分離装置２８（抽出装置）は、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤からトナーとキャリア液とを分離し、トナーとキャリア液とを別々に抽出する装置である。クリーニング装置２６と液体現像剤分離装置２８との間は、第９ポンプＰ９が取り付けられた第９パイプ８８１で接続されている。第９ポンプＰ９の駆動により、クリーニング装置２６内の残留現像剤は、液体現像剤分離装置２８に送られる。また、液体現像剤分離装置２８とキャリアタンク２７４との間には、第１０ポンプＰ１０が取り付けられた第１０パイプ８８２が設けられている。液体現像剤分離装置２８で抽出されたキャリア液は、第１０ポンプＰ１０の駆動によってキャリアタンク２７４へ送られる。ここで、図１における現像剤供給管５１１が第９パイプ８８１に、キャリア液回収管路５４５が第１０パイプ８８２に各々相当する。
【０１０４】
制御部５６０は、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理や制御処理などのデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む。制御部５６０は、第１〜第１２ポンプＰ１〜Ｐ１２の駆動、液面検知部材２７６ａを動作させるモータの駆動等を制御する。
【０１０５】
続いて、カラープリンタ１の動作を説明する。カラープリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図略）からの画像形成指示を受けたカラープリンタ１は、作成指示を受けた画像データに対応した各色のトナー像を画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ、ＦＣ、ＦＢを用いて形成する。具体的には、感光体ドラム１０上に画像データに基づいた静電潜像が形成され、この静電潜像に現像装置１４からトナーが供給される。このようにして各画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ，ＦＣ，ＦＢで形成された画像は中間転写ベルト２１に転写されて、中間転写ベルト２１上で重ね合わされてカラートナー像となる。
【０１０６】
このカラートナー像の形成と同期して、用紙収納部３に収容されている用紙が図示しない給紙装置で用紙収納部３から一枚ずつ取り出されて、用紙搬送部７に沿って搬送される。そして、用紙は中間転写ベルト２１への一次転写とタイミングを合わせて二次転写部４に送り込まれ、二次転写部４で中間転写ベルト２１上のカラートナー像が用紙に二次転写される。
【０１０７】
カラートナー像が転写された用紙はさらに定着部５に搬送されて熱と圧力によりカラートナー像が用紙に定着される。さらに用紙は、排出部６によってカラープリンタ１の外部に排紙される。二次転写後、中間転写ベルト２１に残留したトナーは、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２によって中間転写ベルト２１から除去される。
【０１０８】
画像形成動作時に感光体ドラム１０に供給されずに現像ローラ１４１上に残留した液体現像剤は、現像クリーニングブレード１４５によって掻き取られ、第１パイプ８１を介して残留現像剤タンク２７１に回収される。また、供給ローラ１４２から現像ローラ１４１へ供給されずに現像容器１４０にて回収された液体現像剤も、第２パイプ８２を通して残留現像剤タンク２７１に回収される。さらに、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤から液体現像剤分離装置２８にて抽出されたキャリア液が、キャリアタンク２７４へ回収される。このような液体循環を実行させるため、第１、第５、第９、第１０ポンプＰ１、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１０は、制御部５６０によって駆動制御される。
【０１０９】
現像剤収容容器２７２内の液体現像剤量が無くなると、制御部５６０は、第２ポンプＰ２を駆動させて、残留現像剤タンク２７１から現像剤収容容器２７２に残留現像剤を供給させる。現像剤収容容器２７２が残留現像剤で満たされると、固形分濃度検出装置２７３により液体現像剤のトナー濃度が検出される。この検出結果に応じて、制御部５６０は、第３ポンプＰ３又は第８ポンプＰ８を駆動させて、必要量のキャリア液又は高濃度液体現像剤を現像剤収容容器２７２へ供給させる。その後、再度固形分濃度検出装置２７３により液体現像剤のトナー濃度が検出される。そして、トナー濃度が適正範囲ならば、必要に応じて液体現像剤は現像剤リザーブタンク２７７へ供給される。
【０１１０】
液体現像剤分離装置２８の内部では、先のキャリア液抽出装置５００の実施形態において説明した動作で、キャリア液とトナー粒子との分離動作が行われる。すなわち、第９パイプ８８１（現像剤供給管５１１）を通して、回収された液体現像剤が液槽５１０へ導入される。キャリア液回収ローラ５４０で分離されたキャリア液は、第１０パイプ８８２（キャリア液回収管路５４５）を通してキャリアタンク２７４へ送られる。一方、トナー回収ローラ５３０から回収されたトナーは、廃棄タンクに導かれるものである。このような液体現像剤分離装置２８を備えたカラープリンタ１によれば、トナーとキャリア液との分離速度を高速化することができるので、高速印刷処理に対応することが可能となる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
【０１１２】
（１）上記実施形態では、処理対象となる液体試料を液体現像剤とし、分散質がトナー、分散媒がキャリア液である場合を例示した。本発明はこれに限らずに、分散質及び分散媒を含み、その分散質を帯電させることが可能な液体試料であれば、広く適用することができる。例えば分散質が顔料、分散媒が水分であるものを液体試料としても良い。
【０１１３】
（２）上記実施形態では、分離部材として、キャリア液回収ローラ５４０を例示した。このようなローラ部材に代えて、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに先端が当接するブレード部材を、分離部材として用いるようにしても良い。
【０１１４】
（３）上記実施形態では、薄層形成手段として、計量ローラ５２０で汲み上げた液体現像剤ＬＤを、第１ニップ部Ｎ１を通過させることで薄層ＴＬを形成させる例を示した。これに代えて、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに所定間隔（薄層ＴＬの厚さに相当する間隔）を置いて先端を対向させて規制ブレード部材を、薄層形成部材として用いるようにしても良い。
【０１１５】
（４）上記実施形態では、分離手段としてキャリア液回収ローラ５４０と、帯電装置５５０と、トナー回収ローラ５２０の回転軸に電位を印加する第１電源５３２を含む構成を例示した。これは分離手段の一例であり、トナーとキャリア液との分離が行い得る限りにおいて他の手段を適用可能であり、例えばキャリア液回収ローラ５４０に代えてブレード部材を用いるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１６】
１ カラープリンタ（湿式画像形成装置）
２８ 液体現像剤分離装置（抽出装置）
５００ キャリア液抽出装置（抽出装置）
５１０ 液槽
５１２ トナー濃度センサ（濃度検知手段）
５１３ 加熱装置５１３（加熱源）
５１４ 温度センサ
５１５ 冷却装置
５１６ 温度調整装置（温度調整手段）
５２０ 計量ローラ（第３ローラ）
５３０ トナー回収ローラ（第１ローラ）
５４０ キャリア液回収ローラ（第２ローラ）
５５０ 帯電装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散質及び分散媒を含む液体試料から両者を分離し、これらを抽出する抽出装置、及びこれが適用された画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラ等の周面上に担持された液体を用いて、所定の処理を実行する技術は、印刷技術などの多くの分野で利用されている。例えば、このような技術は、液体現像剤を用いる湿式の画像形成装置（例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの機能を備える複合機等）に適用される。
【０００３】
処理に用いられる液体は、多くの場合、分散媒と分散質を含む。例えば、上述の画像形成装置では、分散質としてのトナーと、分散媒としてのキャリア液とを含む液体現像剤が用いられる。分散媒は、例えば、分散質の分散の均一性を促し、均一な及び／又は安定した処理を行なわせるという役割を担う。特定の処理においては、分散媒を回収し、再利用することが望まれることもある。
【０００４】
特許文献１は、分散媒を回収するためのリサイクル装置を開示する。このリサイクル装置は、導電性パイプの内側に微小な隙間を置いて導電性ローラが配置され、前記隙間に液体現像剤が注入される構造を備える。前記導電性パイプと前記導電性ローラとの間に電界が形成されることにより、トナーとキャリア液との分離が図られ、キャリア液は、その後回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７０９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のリサイクル装置では、トナーとキャリア液との分離に多くの時間を要し、湿式画像形成装置において高速印刷処理を行わせることを意図する場合に搭載させることができない。仮に、前記導電性パイプと前記導電性ローラとの間の隙間を数ミクロンレベルにまで微小にすることができれば、トナーとキャリア液との分離速度を高速化することは可能であるが、両者を数ミクロンオーダーで対峙させるのは、部品精度や装置構成の観点から実質的に不可能である。
【０００７】
さらに、回収された液体現像剤中のトナー濃度は、様々な要因で変化することがある。液体現像剤に電界を作用させることにより、トナーとキャリア液との分離を図る場合において、このような液体現像剤中のトナー濃度変化が生じると、両者の分離を良好に行うことができない場合がある。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、分散質と分散媒とを高速で、且つ確実に分離することが可能な抽出装置、及びこれが適用され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】
【０００９】
本発明の一局面に係る抽出装置は、分散質及び分散媒を含む液体試料から前記分散質と前記分散媒とを分離し、これらを抽出する抽出装置であって、その周面に分散質及び分散媒を含む液体試料の薄層を担持し、軸回りに回転する第１ローラと、前記液体試料を貯留する液槽と、前記液槽内の前記液体試料を用いて前記第１ローラの周面に該液体試料の前記薄層を形成する薄層形成手段と、前記薄層中の分散質を前記第１ローラの周面に電気的に吸着させた状態で、前記薄層から前記分散媒を分離する分離手段と、前記液体試料中の分散質の濃度を検知する濃度検知手段と、前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記分散質の濃度に応じて調整する温度調整手段と、を備えることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
この構成によれば、液体試料の薄層が第１ローラの周面に担持され、前記第１ローラの周面に前記薄層中の分散質が電気的に吸着され、これにより分散質が前記第１ローラの周面上に偏在されるので、分散質と分散媒とを容易に分離させることができる。ここで、液体試料中の分散質の濃度によっては、当該液体試料の粘度が変化し、この粘度変化により、前記第１ローラの周面に形成される前記薄層の厚さも変化し得る。このことは、分散質の前記第１ローラの周面上への電気的な吸着特性に影響を与え得る。そこで、本発明では、濃度検知手段により、前記液体試料中の分散質の濃度が検知され、温度調整手段により、液体試料の粘度を調整するために、前記液体試料の温度が分散質の濃度に応じて調整される。従って、液体試料中の分散質の濃度変化が生じても、前記薄層の形成状態を所望の状態に維持することができ、分散質と分散媒との確実な分離を行わせることができる。
【００１１】
上記構成において、前記温度調整手段は、前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が第１濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を第１温度とし、前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が、前記第１濃度よりも所定値以上濃い第２濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記第１温度よりも高い第２温度とすることが望ましい（請求項２）。
【００１２】
この構成によれば、液体試料中の分散質の濃度が、何らかの原因で第１濃度から第２濃度に濃くなった場合、前記液槽中の前記液体試料の温度が、前記第１温度よりも高い第２温度に変更される。これにより、分散質の濃度に応じて液体試料の温度が調整され、前記薄層の厚さを一定に保つことが可能となるので、分散質が高濃度化した場合でも、分散媒と分散質との分離を良好に行わせることができる。
【００１３】
また、前記温度調整手段は、前記液槽中の前記液体試料の温度を検出する温度センサと、前記液槽中の前記液体試料を加熱する加熱源とを含むことが望ましい（請求項３）。この構成によれば、加熱源と温度センサとを用いたフィードバック制御等により、シンプルに温度調整手段を構成することができる。
【００１４】
上記構成において、前記分離手段は、前記第１ローラに当接し、前記第１ローラに担持される前記薄層から前記分散媒を分離する分離部材と、前記第１ローラに対する前記分離部材の当接位置よりも該第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに担持された前記薄層中の分散質を帯電させる帯電装置と、前記帯電された分散質を電気的に前記第１ローラの周面に吸着させる電界を形成する電界形成手段と、を含むことが望ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、帯電装置によって前記薄層中の分散質が帯電され、また帯電された分散質は、電界形成手段によって形成される電界によって電気的に前記第１ローラの周面に吸着される。そして、前記第１ローラに当接される分離部材によって、前記薄層から前記分散媒が分離される。従って、分散質を電気的に前記第１ローラの周面に確実に吸着させる構成を実現することができる。
【００１６】
この場合、前記分離部材が、その周面に前記分散媒を担持し、軸回りに回転する第２ローラであることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、前記第１ローラと第２ローラとでニップ部を形成させ、該ニップ部を前記薄層が通過するときに、分散質が前記第１ローラの周面上に吸着した状態を維持する一方で、分散媒が第２ローラによって回収されるようにすることが可能となる。
【００１７】
上記構成において、前記薄層形成手段は、その周面が前記液槽内の前記液体試料と接触するように配置され、軸回りに回転し、前記周面に沿って前記液体試料を搬送する第３ローラであって、該第３ローラは、前記帯電装置の配置位置よりも前記第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに当接されてニップ部を形成し、前記第３ローラの周面で搬送された前記液体試料が、前記ニップ部を通過することで、前記第１ローラの周面に前記薄層が形成されることが望ましい（請求項６）。
【００１８】
この構成によれば、第３ローラによって前記液槽内の前記液体試料が汲み上げられ、前記ニップ部において第３ローラの周面の液体試料が第１ローラに受け渡される。そして、ニップ部を通過することから、受け渡された液体試料は、第１ローラの周面に薄層として担持されるようになる。従って、前記薄層を容易に、且つ、安定的に形成させることができる。
【００１９】
この場合、前記第３ローラが、その周面に凹部を有するアニックスローラであって、さらに、前記アニックスローラの周面に保持される前記液体試料の量を制限する計量手段を備える構成としても良い（請求項７）。この構成によれば、前記液槽から汲み上げる液体試料の量を正確に制御することが可能となる。
【００２０】
上記構成において、さらに、前記第１ローラ及び前記第３ローラを、それぞれの軸回りに回転駆動させる駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記第１ローラと前記第３ローラとを逆方向に回転させると共に、前記第３ローラの回転周速度が前記第１ローラの回転周速度よりも早くなるように回転させることが望ましい（請求項８）。
【００２１】
この構成によれば、第１ローラの周面に担持させる前記薄層の厚みムラを軽減させることができる。これにより、帯電手段により分散質を帯電させる際に、帯電ムラが可及的に発生しないようにすることができる。従って、分散質を前記第１ローラの周面上に確実に吸着させることができ、分離性能を向上させることができる。
【００２２】
上記構成において、前記電界形成手段は、前記第１ローラに負の電界を印加する電源であって、前記帯電装置は、前記薄層中の分散質を正に帯電させる構成とすることができる（請求項９）。この構成によれば、分散質を前記第１ローラの周面上に電気的に吸着させる構成をシンプルに達成することができる。
【００２３】
上記構成において、前記液体試料が液体現像剤であり、前記分散質はトナーであって、前記分散媒はキャリア液であることが望ましい（請求項１０）。この構成によれば、本発明に係る抽出装置を、湿式の画像形成装置に適用することができる。
【００２４】
本発明の他の局面に係る湿式画像形成装置は、上記の抽出装置を備えることを特徴とする（請求項１１）。すなわち、画像形成装置であって、その周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を前記感光体ドラムへ供給する現像部と、前記トナーと前記キャリア液との混合比が調整された液体現像剤を生成する現像剤生成部と、前記現像部で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤を前記現像剤生成部へ供給する第１供給系統と、前記キャリア液を前記現像剤生成部へ供給する第２供給系統と、前記現像剤生成部で生成された液体現像剤を、リザーブタンクを介して前記現像部へ供給する第３供給系統と、前記現像部に供給された液体現像剤であって、該現像部若しくは感光体ドラムにおいて消費されなかった液体現像剤を回収して前記現像剤生成部へ供給する回収系統と、前記回収系統に設けられ、回収された液体現像剤から前記トナーと前記キャリア液とを分離し、これらを抽出する上記に記載の抽出装置と、を備えることを特徴とする（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、温度調整手段により液体試料の粘度を調整するという手段を採用することで、分散質と分散媒とを高速で、且つ確実に分離することが可能な抽出装置を提供できる。また、この抽出装置が適用された画像形成装置によれば、高速印刷処理に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るキャリア液抽出装置の構成を示す図である。
【図２】上記キャリア液抽出装置における帯電装置の作用を説明するための図である。
【図３】上記キャリア液抽出装置の動作を説明するための模式図である。
【図４】計量ローラの他の例を示す模式図である。
【図５】トナー回収ローラ上に形成される液体現像剤の薄層の厚さ制御を説明するためのグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係るカラープリンタの全体概略断面図である。
【図７】液体現像剤循環装置の部分を除いた、前記カラープリンタの概略断面図である。
【図８】画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。
【図９】液体現像剤循環装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［抽出装置としての実施形態］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るキャリア液抽出装置５００（抽出装置）の構成を示す図である。このキャリア液抽出装置５００は、液体現像剤（液体試料）を用いる湿式の画像形成装置に適用され、画像形成のために用いられた液体現像剤から、分散質としてのトナー固形分（以下、単に「トナー」又は「トナー粒子」という）と、分散媒としてのキャリア液とを分離し、キャリア液を回収して再利用に供するための装置である。キャリア液抽出装置５００は、液槽５１０、計量ローラ５２０（第３ローラ）、トナー回収ローラ５３０（第１ローラ）、キャリア液回収ローラ５４０（第２ローラ）及び帯電装置５５０を含む。
【００２８】
液槽５１０は、上方に開口した箱体であって、槽内には液体現像剤ＬＤが貯留される。液槽５１０には現像剤供給管５１１が接続され、画像形成部において回収された液体現像剤ＬＤが、逐次、図略のポンプの駆動によって現像剤供給管５１１を通して液槽５１０内へ供給される。この液槽５１０内には、液体現像剤ＬＤを攪拌するための攪拌部材が備えられていることが望ましい。
【００２９】
液槽５１０は、熱伝導性に優れる金属製或いは樹脂製の容器を用いることができる。後述する加熱装置５１３の種別によっては、セラミックス製の容器を用いるようにしても良い。このような液槽５１０に対して、貯留されている液体現像剤ＬＤの温度調整手段として、本実施形態では、トナー濃度センサ５１２（濃度検知手段）、加熱装置５１３（加熱源）、温度センサ５１４、冷却装置５１５及び温度調整装置５１６が付設されている。
【００３０】
トナー濃度センサ５１２は、液槽５１０内に貯留された液体現像剤ＬＤ中のトナー濃度を検知する。トナー濃度センサ５１２は、例えば光透過型のセンサであって、液体現像剤ＬＤ中におけるトナー粒子の濃淡によって光透過量が変化することを利用したセンサである。トナー濃度センサ５１２は液槽５１０内に配置され、そのセンサプローブ部が液体現像剤ＬＤと接触可能な位置に配置されている。トナー濃度センサ５１２の、トナー粒子の濃淡に応じた出力データは、トナー濃度データとして温度調整装置５１６に与えられる。
【００３１】
加熱装置５１３は、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤを加熱する。この加熱装置５１３としては、抵抗加熱装置、誘電加熱装置、誘導加熱装置、マイクロ波加熱装置又は遠赤外線加熱装置等を用いることができる。これらの中で、構造が複雑化せず制御が容易であることから、抵抗加熱装置を用いることが好ましい。抵抗加熱装置としては、鉄−クロム−アルミ系発熱体、ニッケル−クロム発熱体、又はこれら発熱体を用いたシーズヒータ等を用いることができる。このような抵抗加熱装置は、液槽５１０の壁面外周部に取り付ける、或いは壁面内部に埋め込む、若しくは液槽５１０のキャビティ内に配置する等して組み付けられる。
【００３２】
温度センサ５１４は、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤの温度を直接的に、若しくは、液槽５１０自体の温度を計測することで液体現像剤ＬＤの温度を間接的に検出する。温度センサ５１４が検出する温度データは、温度調整装置５１６に与えられる。この温度センサ５１４としては各種のセンサが適用可能であり、例えば半導体抵抗温度センサ、熱電対、白金測温抵抗体、膨張式温度計、放射温度計等を適用することができる。これらの中で、高精度で安価であるという利点があるサーミスタ（半導体抵抗温度センサ）を用いることが望ましい。
【００３３】
冷却装置５１５は、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤを冷却する。この冷却装置５１５としては、送風ファンのような強制風冷装置、気体冷却装置、相変化冷却装置、液冷却装置、ペルチェ素子冷却装置等を用いることができる。なお、冷却装置５１５の設置を省き、自然風冷により液槽５１０（液体現像剤ＬＤ）が冷却される構成としても良い。この場合、対流風路を構築するダクト等を液槽５１０の近辺に設けることが望ましい。
【００３４】
温度調整装置５１６は、トナー濃度センサ５１２から与えられるトナー濃度データに応じて、加熱装置５１３又は冷却装置５１５を動作させ、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤの温度を制御する。温度調整装置５１６の制御動作については、後記で詳述する。
【００３５】
計量ローラ５２０は、液体現像剤ＬＤに対する親液性に優れる金属で形成された円柱体からなり、その回転軸５２Ａの軸回りに、反時計方向に回転するローラである。本実施形態では、計量ローラ５２０として、材質がステンレス製で、周面５２Ｓの表面粗さがＪＩＳの粗さ形状パラメータ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）における最大高さＲｙが６．３のものが用いられている。計量ローラ５２０は、その下部が液槽５１０に貯留されている液体現像剤ＬＤ内に浸漬され、その上部が液槽５１０の開口から上方に突出する態様で、液槽５１０に対して組み付けられている。従って、計量ローラ５２０の周面５２Ｓの一部は、液槽５１０内に適量の液体現像剤ＬＤが貯留されている状態では、常に液体現像剤ＬＤと接触する。
【００３６】
計量ローラ５２０は、第１駆動部５２１により回転駆動される。第１駆動部５２１は、回転駆動力を発生するモータと、前記回転駆動力を計量ローラ５２０の回転軸５２Ａに伝達するギア機構とを含む。計量ローラ５２０が回転されると、液体現像剤ＬＤ内に浸漬された周面５２Ｓが上方に移動するが、この周面５２Ｓには表面張力により液体現像剤ＬＤが付着した状態となる。従って、計量ローラ５２０が回転すると、周面５２Ｓの液体現像剤ＬＤに対する濡れ性に応じて、所定量の液体現像剤ＬＤが液槽５１０から周面５２Ｓに沿って汲み上げ搬送されることとなる。
【００３７】
トナー回収ローラ５３０は、その周面５３Ｓに液体現像剤の薄層ＴＬを担持し、その回転軸５３Ａの軸回りに、時計方向に回転するローラである。本実施形態では、トナー回収ローラ５３０として、導電性の金属心材５３Ｂの上に導電性ゴムからなる外層５３Ｃが設けられた構造のローラが用いられている。前記導電性ゴムは、ＪＩＳ−Ａに硬度が３０度、体積抵抗率が１０５Ω・ｃｍのウレタンである。このウレタン外層５３Ｃの表面には、トナーに離型性を促進するために、フッ素樹脂のコーティング層が施されている。
【００３８】
トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに対して計量ローラ５２０の周面５２Ｓが押圧状態で当接されることで、両ローラ５２０、５３０は第１ニップ部Ｎ１を形成している。トナー回収ローラ５３０の外周部には後述する帯電装置５５０が対向配置されているが、第１ニップ部Ｎ１の形成位置は、帯電装置５５０の配置位置よりもトナー回収ローラ５３０の回転方向上流側の位置である。
【００３９】
トナー回収ローラ５３０は、第２駆動部５３１により回転駆動される。第２駆動部５３１は、回転駆動力を発生するモータと、前記回転駆動力をトナー回収ローラ５３０の回転軸５３Ａに伝達するギア機構とを含む。また、回転軸５３Ａには、第１電源５３２（電界形成手段）から電圧が印加される。回転軸５３Ａと、金属心材５３Ｂ及び外層５３Ｃとは導通状態とされており、第１電源５３２から回転軸５３Ａへの電圧印加によって、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓが帯電された状態となる。本実施形態では、第１電源５３２は、−４００Ｖに電圧を回転軸５３Ａへ印加し、周面５３Ｓを負電位に帯電させる。
【００４０】
トナー回収ローラ５３０と、次述のキャリア液回収ローラ５４０との第２ニップ部Ｎ２よりも、トナー回収ローラ５３０の回転方向下流側の位置には、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに吸着しているトナーを掻き落とす第１ブレード５３３が配置されている。第１ブレード５３３の先端は、トナー回収ローラ５３０の回転方向とカウンタ方向から、周面５３Ｓに当接されている。第１ブレード５３３で回収されたトナーは、トナー回収容器５３４に回収され、トナー廃棄管路５３５を通して図略のトナー廃棄容器に導かれる。
【００４１】
キャリア液回収ローラ５４０は、トナー回収ローラ５３０と押圧当接されて第２ニップ部Ｎ２を形成し、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに担持された液体現像剤の薄層ＴＬからキャリア液を分離し、その周面５４Ｓに当該キャリア液を担持するローラである。本実施形態では、キャリア液回収ローラ５４０として、キャリア液に対する濡れ性が良好なステンレス製のローラが用いられている。
【００４２】
キャリア液回収ローラ５４０は、第３駆動部５４１により、その回転軸５４Ａの軸回りに反時計方向に回転駆動される。第３駆動部５４１は、回転駆動力を発生するモータと、前記回転駆動力をキャリア液回収ローラ５４０の回転軸５４Ａに伝達するギア機構とを含む。また、回転軸５４Ａは、アース経路５４２に電気的に接続されており、これによりキャリア液回収ローラ５４０がアース電位とされている。従って、キャリア液回収ローラ５４０とトナー回収ローラ５３０との間には、前者の周面５４Ｓがゼロ電位、後者の周面５３Ｓが−４００Ｖとなる電界が形成される。
【００４３】
第２ニップ部Ｎ２よりも、キャリア液回収ローラ５４０の回転方向下流側の位置には、キャリア液回収ローラ５４０の周面５４Ｓに担持されているキャリア液を掻き落とす第２ブレード５４３が配置されている。第２ブレード５４３の先端は、キャリア液回収ローラ５４０の回転方向とカウンタ方向から、周面５４Ｓに当接されている。第２ブレード５４３で回収されたキャリア液は、キャリア液回収容器５４４に回収され、キャリア液回収管路５４５を通してキャリア液を再利用する機器（例えば図９に示すキャリアタンク２７４）に導かれる。
【００４４】
帯電装置５５０は、トナー回収ローラ５３０に担持された液体現像剤の薄層ＴＬに対して電圧を与え、薄層ＴＬのトナーを帯電させる。帯電装置５５０は、チャージワイヤを備えたコロトロン方式の帯電装置であり、第２ニップ部Ｎ２よりもトナー回収ローラ５３０の回転方向上流側（第１ニップ部Ｎ１よりは下流側）において、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに対向して配置されている。なお、帯電装置５５０は、スコロトロン方式の帯電装置、或いはローラ式帯電装置であっても良い。
【００４５】
帯電装置５５０には、第２電源５５１から帯電用の電圧が与えられる。本実施形態では、第２電源５５１は、＋４ｋＶの正電位を前記チャージワイヤに供給する。これにより、薄層ＴＬ中のトナーは、＋１０Ｖ〜＋６０Ｖ程度の範囲で帯電されるようになる。既述の通り、トナー回収ローラ５３０の周面は−４００Ｖの負電位で帯電されるので、正電位に帯電されたトナーは、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに電気的に吸着するようになる。ここで、トナーの帯電電圧が＋１０Ｖ以下であると、周面５３Ｓへの電気的な吸着力を充分に確保できない傾向があり、一方、＋６０Ｖを超過すると、周面５３Ｓへのトナーの付着力が強くなりすぎ、第１ブレード５３３にて周面から掻き落とすことが困難になる傾向がある。
【００４６】
続いて、キャリア液抽出装置５００の動作について、図１に加え、図２及び図３も参照しながら説明する。キャリア液抽出装置５００が運転されるとき、計量ローラ５２０、トナー回収ローラ５３０及びキャリア液回収ローラ５４０が、それぞれ、反時計方向、時計方向及び反時計方向に回転駆動される。各ローラの回転周速度は、例えば、計量ローラ５２０が１３３０ｍｍ／ｓ、トナー回収ローラ５３０は１２００ｍｍ／ｓ、キャリア液回収ローラ５４０は１２００ｍｍ／ｓにそれぞれ設定することができる。
【００４７】
計量ローラ５２０の回転によって、液槽５１０内の液体現像剤ＬＤが、その周面５２Ｓに表面張力で付着して汲み上げられ、第１ニップ部Ｎ１へ搬送される。汲み上げられた液体現像剤ＬＤが第１ニップ部Ｎ１を通過することで、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓには、液体現像剤ＬＤの薄層ＴＬが担持されるようになる。ここで、薄層ＴＬは、４〜９ミクロン、特に６〜７ミクロン程度の厚さで、且つ均一な厚さの層であることが望ましい。
【００４８】
上記の望ましい薄層ＴＬの形成には、図３（Ａ）に示す、第１ニップ部Ｎ１のニップ深さＤ１と、計量ローラ５２０とトナー回収ローラ５３０との回転周速度差とが、他の要因に比べて比較的大きな影響を与える。６〜７ミクロン程度の厚さの薄層ＴＬを形成するためのニップ深さＤ１は、例えば０．１ｍｍである。また、図３（Ｂ）に示すように、厚さムラの有る薄層ＴＬ１ではなく、図３（Ｃ）に示すように、厚さムラが実質的に無い薄層ＴＬ２を形成するためには、計量ローラ５２０の回転周速度と、カウンタ回転するトナー回収ローラ５３０の回転周速度との比を、１：０．９程度に設定し、計量ローラ５２０を比較的早く回転させることが望ましい。上掲の両ローラの回転周速度は、この比に基づいて設定されたものであり、第１駆動部５２１及び第２駆動部５３１は、かかる設定に応じて計量ローラ５２０及びトナー回収ローラ５３０を回転駆動させる。
【００４９】
その厚さが厚すぎる薄層ＴＬや、図３（Ｂ）に示すような厚さムラの有る薄層ＴＬ１は、帯電装置５５０によるトナーの最適な帯電を阻害し得る。また、そのような薄層ＴＬ又はＴＬ１は、その一部が第２ニップ部Ｎ２を通過できなくなる不具合が発生し得る。この不具合が発生すると、図３（Ａ）に示すように、第２ニップ部Ｎ２の直上流位置に液溜まりＢ（ビルドアップ）が生成される。液溜まりＢが成長すると、次第に滴下するようになり、周辺を汚染するという問題を惹起する。
【００５０】
トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに形成された薄層ＴＬは、トナー回収ローラ５３０の時計方向の回転によって、帯電装置５５０の配置位置まで搬送される。帯電装置５５０は、上述の通り、第２電源５５１から電気エネルギの供給を受け、＋４ｋＶの電圧をトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに存在する薄層ＴＬに印加する。一方で、第１電源５３２により、トナー回収ローラ５３０の回転軸５３Ａには−４００Ｖの電圧が印加され、周面５３Ｓは負電位に帯電されている。
【００５１】
図２を参照して、帯電装置５５０を通過する前の薄層ＴＬ中では、トナー粒子Ｔが不規則に浮遊している。一方、薄層ＴＬが帯電装置５５０の配置位置を通過するとき、薄層ＴＬには帯電装置５５０には電圧Ｅが印加されるため、薄層ＴＬ中のトナー粒子Ｔは、正電位（＋１０Ｖ〜＋６０Ｖ程度）に帯電される。この結果、帯電装置５５０を通過した後の薄層ＴＬ中では、トナー粒子Ｔが、負電位に帯電されているトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに電気的に強く付着されることとなる。従って、トナー粒子Ｔが周面５３Ｓの直上に、キャリア液Ｃがその外周に位置する層構造が形成されるようになる。
【００５２】
その後、薄層ＴＬは、第２ニップ部Ｎ２へ向かう。上述の通り、キャリア液回収ローラ５４０はアース電位とされていることから、トナー粒子Ｔは、キャリア液回収ローラ５４０の周面５４Ｓには乗り移らず、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに電気的に吸着された状態を維持したまま第２ニップ部Ｎ２を通過する。一方、周面５４Ｓがキャリア液Ｃに対する濡れ性が良好とされていることから、キャリア液Ｃは周面５４Ｓに付着するようになる。結果として、第２ニップ部Ｎ２を通過した後は、トナー粒子Ｔがトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに沿って、またキャリア液Ｃがャリア液回収ローラ５４０の周面５４Ｓに沿って、それぞれ搬送されることとなる。
【００５３】
周面５３Ｓ上のトナー粒子Ｔは、第１ブレード５３３（図１）で掻き落とされ、トナー回収容器５３４に回収される。なお、第２ニップ部Ｎ２においてトナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとが完全分離されるわけではなく、トナー回収容器５３４に回収される回収物には、若干のキャリア液Ｃも含まれている。また、周面５４Ｓ上のキャリア液Ｃは、第２ブレード５４３（図１）で掻き落とされ、キャリア液回収容器５４４に回収される。
【００５４】
ここで、計量ローラ５２０の変形実施形態を例示しておく。図４は、変形実施形態に係る計量ローラ５２０Ａを模式的に示す図である。この計量ローラ５２０Ａは、その周面に凸部５２２と凹部５２３とを有するアニックスローラである。計量ローラ５２０Ａの周面には、ドクターブレード５２４（計量手段）が当接されている。ドクターブレード５２４は、計量ローラ５２０Ａの周面に保持される液体現像剤の量を制限するもので、計量ローラ５２０Ａの周面に不規則に付着した液体現像剤ＬＤ１が、凹部５２３内だけに液体現像剤ＬＤ２が担持されるように規制する。このような計量ローラ５２０Ａによれば、凹部５２３の容積に応じて、液槽５１０から汲み上げる液体現像剤ＬＤの量を正確に制御することが可能となる。
【００５５】
以上が、キャリア液抽出装置５００の一連の動作である。上述の通り、本実施形態においては、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに所定厚さの薄層ＴＬを形成することが要点となるが、この薄層ＴＬの厚さが、液槽５１０中に収容されている液体現像剤ＬＤのトナー濃度によって変化する場合がある。薄層ＴＬの厚さ変化は、当該薄層ＴＬの厚さの帯電特性に影響を与え、トナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとの分離を困難にすることがある。
【００５６】
すなわち、湿式の画像形成部から回収される液体現像剤におけるトナー濃度は、例えば、５％程度である。このようなトナー濃度の液体現像剤であれば、計量ローラ５２０及びトナー回収ローラ５３０の回転周速度、並びに第１ニップ部Ｎ１のニップ深さＤ１を第１実施形態の通りに設定することで、６〜７ミクロン程度の厚さの薄層ＴＬをトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに形成することができる。しかしながら、トナー濃度は何らかの原因で濃くなることがある。例えば、紙詰まり等の発生により感光体ドラムに担持されたトナー像が、用紙に転写されずに回収される状態が続いたとき、或いは、メンテナンス等の際に感光体ドラムにトナーを意図的にベタ塗りして回収させた場合に、回収液体現像剤のトナー濃度は上昇する。例えばトナー濃度が１０％程度に濃くなると、液体現像剤の粘度が高くなる結果、同じ回転周速度及びニップ深さＤ１であると、薄層ＴＬの厚さが厚くなる傾向が出る。トナー濃度が３０％程度に濃くなると、一層この傾向は顕著となる。薄層ＴＬが厚肉化すると、薄層ＴＬ中のトナー粒子の帯電が不十分となり、図２に示したようなトナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとの明確な層分離が実現し難くなる。
【００５７】
この点に鑑み、本実施形態では、温度調整装置５１６（図１）が液槽５１０中に収容されている液体現像剤ＬＤの温度をトナー濃度に応じて調整し、結果的に薄層ＴＬの厚さを調整する機能を有する。図５は、トナー回収ローラ５３０上に形成される薄層ＴＬの厚さと液体現像剤ＬＤの温度との関係を示すグラフである。図５に示されている通り、薄層ＴＬの厚さ調整には、液体現像剤ＬＤの温度が上昇すると粘度が下がるために薄層ＴＬの厚さは薄くなり、一方で、液体現像剤ＬＤの温度が下降すると粘度が上がるために薄層ＴＬの厚さは厚くなるという現象を利用する。
【００５８】
具体的には温度調整装置５１６は、トナー濃度センサ５１２が液体現像剤ＬＤ中のトナー濃度が通常濃度（例えばトナー濃度が５％；第１濃度）であることを検出したとき、液体現像剤ＬＤの温度が３５℃（第１温度）となるように、加熱装置５１３を動作させる。これにより、薄層ＴＬを通常厚さ（例えば６〜７ミクロン程度の厚さ）でトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓ上に形成させることができる。一方、トナー濃度が通常よりも所定値以上濃い高濃度（例えばトナー濃度が１０％；第２濃度）であることが検出されたとき、温度調整装置５１６は、液体現像剤ＬＤの温度が５０℃（第２温度）にまで加熱されるように、加熱装置５１３を動作させる。これにより、前記通常厚さよりも所定値以上だけ薄い厚さ（例えば４〜５ミクロン程度の厚さ）で、薄層ＴＬを周面５３Ｓ上に形成させることができる。
【００５９】
温度調整装置５１６は、上記のような目標温度を定めた温度制御を、温度センサ５１４が計測する温度データを参照しつつ実行する。温度調整装置５１６は、予め良好な帯電を実現できるトナー濃度と薄層ＴＬの厚さとの関係を予め求め、その薄層ＴＬの厚さと液体現像剤ＬＤの温度との関係を定めたテーブルを記憶する図略のメモリを有している。上記の目標温度は、トナー濃度に応じて前記メモリから読み出され、その目標温度に液体現像剤ＬＤの温度が近づくよう、加熱装置５１３又は冷却装置５１５が駆動される。
【００６０】
このように、トナー濃度が濃くなる程、薄層ＴＬの厚さが薄くなるように調整される結果、帯電装置５５０が発生する帯電用の電圧が一定であっても、トナー濃度に拘わらず薄層ＴＬ中のトナーを適正に帯電させることが可能となる。本発明者らの実験によれば、上掲の計量ローラ５２０及びトナー回収ローラ５３０を用い、第１ニップ部Ｎ１のニップ深さが０．１ｍｍ、計量ローラ５２０を１３３０ｍｍ／ｓ、トナー回収ローラ５３０を１２００ｍｍ／ｓで運転し、＋４ｋＶの正電位を帯電装置５５０のチャージワイヤに供給したとき、トナー濃度が１０％の液体現像剤ＬＤの温度を５０℃としたときに、薄層ＴＬ中のトナーは、好ましい帯電範囲である＋３０Ｖ〜＋５０Ｖ程度の範囲で帯電されることが確認された。
【００６１】
以上説明した実施形態に係るキャリア液抽出装置５００によれば、液体現像剤ＬＤの薄層ＴＬがトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに担持され、この薄層ＴＬが帯電装置５５０で帯電されることによって、薄層ＴＬ中のトナー粒子Ｔが周面５３Ｓに電気的に吸着される。これにより、薄層ＴＬ中においてトナー粒子Ｔをトナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓの直上に偏在させることができ、キャリア液回収ローラ５４０によってキャリア液Ｃを容易に分離させることができる。従って、高速でトナー粒子Ｔとキャリア液Ｃとを分離することができる。
【００６２】
さらに、液体現像剤ＬＤ中のトナー濃度が何らかの原因で変動したとしても、温度調整装置５１６により液体現像剤ＬＤの温度がトナー濃度に応じて調整され、結果として薄層ＴＬの厚さが帯電に適した調整される。このため、帯電装置５５０の発生電圧が一定である状態の下で、トナー濃度が高濃度化しても、薄層ＴＬ中のトナーを充分に帯電させることが可能となる利点がある。
【００６３】
［画像形成装置としての実施形態］
図６は、上述のキャリア液抽出装置５００が組み込まれたカラープリンタ１（湿式画像形成装置）の概略構成図、図７は、液体現像剤循環装置の部分を除いたカラープリンタ１の概略断面図、図８は、画像形成部の一つを拡大して示す断面図である。なお、図６乃至図８に示される画像形成装置はカラープリンタであるが、コピー機、ファクシミリ装置、これらの機能を含む複合機（ＭＦＰ）や、シート上に画像を形成することができる他の装置とすることもできる。
【００６４】
図６に示される如く、カラープリンタ１は、画像形成のための様々なユニットや部品が収納される上側本体部１Ａと、この上側本体部１Ａの下部に配置され、各色用の液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが収納される下側本体部１Ｂとから構成されている。ここでは、上側本体部１Ａと下側本体部１Ｂとを結ぶ配管類は図示を省略している。
【００６５】
図７に示すように、上側本体部１Ａには、画像データに基づいてトナー画像を形成するタンデム式の画像形成部２と、用紙を収容する用紙収納部３と、画像形成部２で形成されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写部４と、転写されたトナー画像を用紙上に定着させる定着部５と、定着の完了した用紙を排紙する排出部６と、用紙収納部３から排出部６まで用紙を搬送する用紙搬送部７とが含まれている。
【００６６】
画像形成部２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢとを備える。
【００６７】
中間転写ベルト２１は、導電性を有し、使用可能な用紙搬送方向に直角な方向の長さが最大の用紙より幅広であって、無端状、すなわちループ状のベルト状部材であり、図６、図７において時計回りに循環駆動される。中間転写ベルト２１の循環駆動において外側を向く面を以下、表面と称し、他方の面を裏面と称する。
【００６８】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、中間転写ベルト２１の近傍に４つ並べて中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と二次転写部４との間に配置される。なお、各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢの配置の順番はこの限りではないが、各色の混色による完成画像への影響を配慮すると、この配置が好ましい。
【００６９】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢは、感光体ドラム１０と、帯電器１１と、ＬＥＤ露光装置１２と、現像装置１４と、一次転写ローラ２０と、クリーニング装置２６と、除電装置１３と、キャリア液除去ローラ３０とを備える。また、画像形成ユニットのうち、最も二次転写部４に近い位置に位置する画像形成ユニットＦＢには、キャリア液除去ローラ３０が設けられていないが、その他の構成は同一である。
【００７０】
各画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢに対応して、それぞれ液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが設けられ、各色の液体現像剤の供給、並びに回収が行われるようになっている。液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢについては後に詳述する。
【００７１】
感光体ドラム１０は、円柱状の部材であって、その表面に帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）したトナーを含むトナー像を担持可能である。感光体ドラム１０は、図７、図８において反時計回りに回転可能な部材である。帯電器１１は、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させることができる機器である。露光装置１２は、ＬＥＤ等の光源を有し、外部の機器から入力される画像データに応じて、一様に帯電した感光体ドラム１０の表面に光を照射する。これにより、感光体ドラム１０の表面には、静電潜像が形成される。
【００７２】
現像装置１４は、トナー（分散質）及び液体のキャリア（分散媒）を含む液体現像剤（液体試料）を、感光体ドラム１０表面の静電潜像に対向するように保持することで、静電潜像にトナーを付着させる。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。
【００７３】
図８を参照して、現像装置１４は、現像容器１４０、現像ローラ１４１、供給ローラ１４２、支持ローラ１４３、供給ローラブレード１４４、現像クリーニングブレード１４５、現像剤回収装置１４６及び現像ローラ帯電器１４７を含む。
【００７４】
現像容器１４０は、内部にトナー粒子と液体のキャリアからなる液体現像剤の供給を受ける容器である。後述するが、この液体現像剤は、トナーとキャリアとの濃度調整が予め行われた状態で、供給ノズル２７８から現像容器１４０内へ供給される。なお、液体現像剤は、供給ローラ１４２と支持ローラ１４３とのニップ部へ向けて供給され、その余剰分は支持ローラ１４３の下方へ落下し、現像容器１４０の底部において貯留される。貯留された液体現像剤は、パイプ８２を通して液体現像剤循環装置で回収される（図９参照）。
【００７５】
支持ローラ１４３は現像容器１４０の略中央に配置され、下方から支える態様で供給ローラ１４２に当接されてニップ部を形成する。供給ローラ１４２は、支持ローラ１４３の直上ではなく、供給ノズル２７８から離れる方向の斜め上に配置され、その周面には液体現像剤を保持するための溝が設けられている。図中に点線矢印で示すように、支持ローラ１４３は反時計方向に、供給ローラ１４２は時計方向に回転する。
【００７６】
供給ノズル２７８から供給される液体現像剤は、前記ニップ部の回転方向上流側で一時的に滞留され、両ローラ１４２、１４３の回転に伴って、供給ローラ１４２の前記溝に保持された状態で上方へ運ばれる。供給ローラブレード１４４は、供給ローラ１４２の周面に圧接され、供給ローラ１４２に保持される液体現像剤の量が所定量になるように規制する。供給ローラブレード１４４により掻き落とされた余剰の液体現像剤は、現像容器１４０の底部で受け取られる。
【００７７】
現像ローラ１４１は、現像容器１４０の上部開口部に、供給ローラ１４２と接するように配置されている。現像ローラ１４１は供給ローラ１４２と同方向に回転され（現像ローラ１４１と供給ローラ１４２とが当接するニップ部では、現像ローラ１４１の表面は供給ローラ１４２の表面と逆方向に移動する）、これにより現像ローラ１４１の周面には、供給ローラ１４２の周面に保持された液体現像剤が受け渡される。供給ローラ１４２の液体現像剤の層厚が所定値に規制されているので、現像ローラ１４１の表面に形成される液体現像剤層の層厚も所定値に保たれる。
【００７８】
現像ローラ帯電器１４７は、トナーの帯電極性と同極性の帯電電位を与えることで、現像ローラ１４１に担持された現像剤層中のトナーを現像ローラ１４１の表面側に移動させ、現像効率を向上させる作用を果たすものである。現像ローラ帯電器１４７は、現像ローラ１４１の、供給ローラ１４２との接触部の回転方向下流側であって、感光体ドラム１０との接触部の上流側において、現像ローラ１４１の周面に対向するように設けられている。
【００７９】
現像ローラ１４１は感光体ドラム１０と接している。感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４１に印加される現像バイアスとの電位差によって、形成指示された画像データに応じたトナー像が、感光体ドラム１０表面に形成される。
【００８０】
現像クリーニングブレード１４５は、現像ローラ１４１の感光体ドラム１０との接触部の回転方向下流側に接触するように配置され、感光体ドラム１０への現像動作を終えた現像ローラ１４１の表面の液体現像剤を除去する。
【００８１】
現像剤回収装置１４６は、現像クリーニングブレード１４５で除去された液体現像剤を回収して、液体現像剤循環装置のパイプ８１へ該液体現像剤を送り出す。液体現像剤は現像クリーニングブレード１４５の表面に沿って流下するが、液体現像剤の粘度が高いことから、現像剤回収装置１４６には液体現像剤の送り出しを補助する送り出しローラが備えられている。
【００８２】
一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１の裏面に、感光体ドラム１０と対向して配置されている。一次転写ローラ２０には、図示しない電源からトナー像中のトナーとは逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧を印加される。つまり、一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１と接触している位置で、中間転写ベルト２１にトナーと逆極性の電圧を印加する。中間転写ベルト２１は導電性を有するので、この印加電圧によって、中間転写ベルト２１の表面側及びその周辺にトナーが引き付けられる。中間転写ベルト２１は、トナー像を担持して、シートまで搬送する像担持体として機能する。
【００８３】
クリーニング装置２６は、感光体ドラム１０から中間転写ベルト２１に転写されずに残留した液体現像剤をクリーニングするための装置であって、残留現像剤搬送スクリュー２６１と、クリーニングブレード２６２とを備えている。残留現像剤搬送スクリュー２６１は、クリーニングブレード２６２によって掻き取られ、クリーニング装置２６内に収納された残留現像剤をクリーニング装置の外部に搬送するための部材であって、クリーニング装置２６内に配置されている。
【００８４】
クリーニングブレード２６２は、感光体ドラム１０の表面に残留した液体現像剤を掻き取るための部材であって、感光体ドラム１０の回転軸方向に延びる板状の部材である。クリーニングブレード２６２は、その端部が感光体ドラム１０の表面に摺接しており、感光体ドラム１０の回転に伴って感光体ドラム１０上に残留した液体現像剤を掻き取る。
【００８５】
除電装置１３は、除電用の光源を有し、次の周回による画像形成に備えて、クリーニングブレード２６２による液体現像剤除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電する。
【００８６】
キャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０の回転軸と平行な回転軸を中心として感光体ドラム１０と同方向に回転可能な略円柱状の部材である。キャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２１とが接触する位置よりも二次転写部４が配置されている側に配置されており、中間転写ベルト２１の表面からキャリア液を除去する部材である。
【００８７】
図７に戻って、用紙収納部３は、トナー像を定着させる用紙を収納する部分であって、上側本体部１Ａの下部に配置されている。また、用紙収納部３は、用紙を収納している給紙カセットを有している。
【００８８】
二次転写部４は、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像を用紙に転写する部分であって、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラ４１と、支持ローラに対向して配置された二次転写ローラ４２とを有している。
【００８９】
定着部５は、用紙にトナー像を定着させる部分であって、二次転写部４の上側に配置されている。また、定着部５は、加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１に対向して配置された加圧ローラ５２とを有している。
【００９０】
排出部６は、定着部５でトナー像が定着された用紙が排出される部分であって、カラープリンタ１の上部に配置されている。用紙搬送部７は、複数の搬送ローラ対を備え、用紙収納部３から二次転写部４や定着部５、排出部６に用紙を搬送する。
【００９１】
図９は、一つの液体現像剤循環装置ＬＹの全体の概略を示すブロック図である。他の液体現像剤循環装置ＬＭ、ＬＣ、ＬＢも同じ構成である。この液体現像剤循環装置ＬＹは、感光体ドラム１０へ液体現像剤を供給した後に現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラ１４１の表面から掻き取られた残留現像剤（トナーとキャリア液との混合物）を循環させ再利用するための装置である。
【００９２】
液体現像剤循環装置ＬＹは、残留現像剤タンク２７１、現像剤収容容器２７２、固形分濃度検出装置２７３、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５、攪拌装置２７６、現像剤リザーブタンク２７７、液体現像剤供給装置２７８、液体現像剤分離装置２８（抽出装置）、複数のポンプＰ１〜Ｐ１２及び制御部５６０を備えている。ここで、液体現像剤分離装置２８として、上掲の第１〜第４実施形態のキャリア液抽出装置５００、５００Ａ〜５００Ｃのいずれかが適用される。
【００９３】
残留現像剤タンク２７１は、現像装置１４に第１パイプ８１及び第２パイプ８２を介して接続され、現像装置１４側から回収された液体現像剤を収容可能なタンクである。第１パイプ８１及び第２パイプ８２の途中には、それぞれ第１ポンプＰ１及び第５ポンプＰ５が取り付けられている。
【００９４】
感光体ドラム１０へトナーを供給した後に、現像クリーニングブレード１４５によって現像ローラ１４１の表面から掻き取られた液体現像剤は、第１ポンプＰ１の駆動により第１パイプ８１を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。また、現像容器１４０内において供給ローラ１４２から現像ローラ１４１へ供給されずに現像容器１４０にて貯留された液体現像剤は、第５ポンプＰ５の駆動により第２パイプ８２を通して残留現像剤タンク２７１に送られる。
【００９５】
現像剤収容容器２７２は、残留現像剤タンク２７１と接続されている。現像剤収容容器２７２は、残留現像剤に現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤、あるいはキャリア液を加えることで、トナー濃度を適正範囲に調整すると共に、残留現像剤のトナー濃度を適正範囲に調整するものである。このトナー濃度が調整された液体現像剤は、現像装置１４に補給される。現像剤収容容器２７２は残留現像剤タンク２７１と第３パイプ８３を介して接続されており、この第３パイプ８３には第２ポンプＰ２が取り付けられている。残留現像剤タンク２７１内の液体現像剤は、第２ポンプＰ２の駆動により第３パイプ８３を通して現像剤収容容器２７２に送られる。
【００９６】
固形分濃度検出装置２７３は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤のトナーの濃度を検出するための装置である。現像剤収容容器２７２に接続されている環状の第４パイプ８４に、固形分濃度検出装置２７３が接続されている。この環状の第４パイプ８４には第４ポンプＰ４が取り付けられている。現像剤収容容器２７２内の液体現像剤は、第４ポンプＰ４の駆動により第４パイプ８４の入口端から固形分濃度検出装置２７３へ導かれ、その後、第４パイプ８４の出口端から現像剤収容容器２７２に戻される。
【００９７】
キャリアタンク２７４は、キャリア液を収納するタンクである。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも高いと判定された場合に、キャリアタンク２７４から現像剤収容容器２７２内にキャリア液が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が下げられる。キャリアタンク２７４と現像剤収容容器２７２とは第５パイプ８５で接続されており、前記キャリア液の供給は、第５パイプ８５の途中に設けられた第３ポンプＰ３の駆動によって実行される。
【００９８】
トナータンク２７５は、現像装置１４で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い液体現像剤を収納するタンクである。固形分濃度検出装置２７３により、現像剤収容容器２７２内のトナーの濃度が適正範囲よりも低いと判定された場合に、トナータンク２７５から現像剤収容容器２７２内にトナー濃度が高い液体現像剤が供給され、容器２７２内の液体現像剤のトナー濃度が上げられる。トナータンク２７５と現像剤収容容器２７２とは第６パイプ８６で接続されており、前記液体現像剤の供給は、第６パイプ８６の途中に設けられた第８ポンプＰ８の駆動によって実行される。
【００９９】
攪拌装置２７６は、現像剤収容容器２７２内の液体現像剤を攪拌するための部材である。この攪拌の目的は、濃度調整のために現像剤収容容器２７２内へ導入されたトナー又はキャリア液が、現像剤収容容器２７２内の既存の液体現像剤と均一に混ざるようにするため、また、現像剤収容容器２７２内に収容されている液体現像剤において凝集することがあるトナーを再分散させることである。攪拌装置２７６は、回転軸と、この回転軸の先端に取り付けられた攪拌羽根とを含む。前記回転軸には液面検知部材２７６ａが同軸で組み付けられている。この液面検知部材２７６ａは図略のモータで駆動され、液面検知部材２７６ａが、液体現像剤の液面と接触することに伴う前記モータの負荷変化に基づいて、液体現像剤量が検出される。
【０１００】
現像剤リザーブタンク２７７は、現像装置１４に補給する液体現像剤を収納するタンクである。現像剤リザーブタンク２７７は、現像剤収容容器２７２と第７パイプ８７１で接続されており、第７パイプ８７１の途中に設けられた第６ポンプＰ６の駆動によって、現像剤収容容器２７２から液体現像剤の供給を受ける。さらに現像剤リザーブタンク２７７は、キャリアタンク２７４と第１直結管路９１０で、また、トナータンク２７５と第２直結管路９２０でそれぞれ接続されている。第１、第２直結管路９１０、９２０には第１１ポンプＰ１１、第１２ポンプＰ１２がそれぞれ配置され、各タンクからキャリア及びトナーを直接的に現像剤リザーブタンク２７７へ供給可能とされている。これら第１、第２直結管路９１０、９２０からのキャリア及びトナー供給系統は、未だ回収液体現像剤が発生していないカラープリンタ１の使用開始時等に、既知の配合比に従って速やかに液体現像剤を生成する場合に活用される。
【０１０１】
供給ノズル２７８は、現像剤リザーブタンク２７７に貯留された液体現像剤を、現像装置１４（現像容器１４０）へ供給するための部材である。供給ノズル２７８と現像剤リザーブタンク２７７とは第８パイプ８７２で接続されており、前記液体現像剤の供給は、第８パイプ８７２に取り付けられた第７ポンプＰ７の駆動によって実行される。
キャリアタンク２７４から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９１０とトナータンク２７５から現像剤リザーブタンク２７７へ延びる直結管路９２０とを備える。これら直結管路９１０，９２０は、循環が行なわれる前に、所定量のキャリア及びトナーを現像剤リザーブタンク２７７に供給するために用いられる。これにより、現像工程を素早く開始させることが可能となる。
【０１０２】
なお、図示は省略しているが、残留現像剤タンク２７１、キャリアタンク２７４、トナータンク２７５及び現像剤リザーブタンク２７７の適所には、これらタンク内の液面高さを検知するための液面検出装置が備えられている。
【０１０３】
液体現像剤分離装置２８（抽出装置）は、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤からトナーとキャリア液とを分離し、トナーとキャリア液とを別々に抽出する装置である。クリーニング装置２６と液体現像剤分離装置２８との間は、第９ポンプＰ９が取り付けられた第９パイプ８８１で接続されている。第９ポンプＰ９の駆動により、クリーニング装置２６内の残留現像剤は、液体現像剤分離装置２８に送られる。また、液体現像剤分離装置２８とキャリアタンク２７４との間には、第１０ポンプＰ１０が取り付けられた第１０パイプ８８２が設けられている。液体現像剤分離装置２８で抽出されたキャリア液は、第１０ポンプＰ１０の駆動によってキャリアタンク２７４へ送られる。ここで、図１における現像剤供給管５１１が第９パイプ８８１に、キャリア液回収管路５４５が第１０パイプ８８２に各々相当する。
【０１０４】
制御部５６０は、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理や制御処理などのデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む。制御部５６０は、第１〜第１２ポンプＰ１〜Ｐ１２の駆動、液面検知部材２７６ａを動作させるモータの駆動等を制御する。
【０１０５】
続いて、カラープリンタ１の動作を説明する。カラープリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図略）からの画像形成指示を受けたカラープリンタ１は、作成指示を受けた画像データに対応した各色のトナー像を画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ、ＦＣ、ＦＢを用いて形成する。具体的には、感光体ドラム１０上に画像データに基づいた静電潜像が形成され、この静電潜像に現像装置１４からトナーが供給される。このようにして各画像形成ユニットＦＹ，ＦＭ，ＦＣ，ＦＢで形成された画像は中間転写ベルト２１に転写されて、中間転写ベルト２１上で重ね合わされてカラートナー像となる。
【０１０６】
このカラートナー像の形成と同期して、用紙収納部３に収容されている用紙が図示しない給紙装置で用紙収納部３から一枚ずつ取り出されて、用紙搬送部７に沿って搬送される。そして、用紙は中間転写ベルト２１への一次転写とタイミングを合わせて二次転写部４に送り込まれ、二次転写部４で中間転写ベルト２１上のカラートナー像が用紙に二次転写される。
【０１０７】
カラートナー像が転写された用紙はさらに定着部５に搬送されて熱と圧力によりカラートナー像が用紙に定着される。さらに用紙は、排出部６によってカラープリンタ１の外部に排紙される。二次転写後、中間転写ベルト２１に残留したトナーは、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２によって中間転写ベルト２１から除去される。
【０１０８】
画像形成動作時に感光体ドラム１０に供給されずに現像ローラ１４１上に残留した液体現像剤は、現像クリーニングブレード１４５によって掻き取られ、第１パイプ８１を介して残留現像剤タンク２７１に回収される。また、供給ローラ１４２から現像ローラ１４１へ供給されずに現像容器１４０にて回収された液体現像剤も、第２パイプ８２を通して残留現像剤タンク２７１に回収される。さらに、クリーニング装置２６で回収された残留現像剤から液体現像剤分離装置２８にて抽出されたキャリア液が、キャリアタンク２７４へ回収される。このような液体循環を実行させるため、第１、第５、第９、第１０ポンプＰ１、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１０は、制御部５６０によって駆動制御される。
【０１０９】
現像剤収容容器２７２内の液体現像剤量が無くなると、制御部５６０は、第２ポンプＰ２を駆動させて、残留現像剤タンク２７１から現像剤収容容器２７２に残留現像剤を供給させる。現像剤収容容器２７２が残留現像剤で満たされると、固形分濃度検出装置２７３により液体現像剤のトナー濃度が検出される。この検出結果に応じて、制御部５６０は、第３ポンプＰ３又は第８ポンプＰ８を駆動させて、必要量のキャリア液又は高濃度液体現像剤を現像剤収容容器２７２へ供給させる。その後、再度固形分濃度検出装置２７３により液体現像剤のトナー濃度が検出される。そして、トナー濃度が適正範囲ならば、必要に応じて液体現像剤は現像剤リザーブタンク２７７へ供給される。
【０１１０】
液体現像剤分離装置２８の内部では、先のキャリア液抽出装置５００の実施形態において説明した動作で、キャリア液とトナー粒子との分離動作が行われる。すなわち、第９パイプ８８１（現像剤供給管５１１）を通して、回収された液体現像剤が液槽５１０へ導入される。キャリア液回収ローラ５４０で分離されたキャリア液は、第１０パイプ８８２（キャリア液回収管路５４５）を通してキャリアタンク２７４へ送られる。一方、トナー回収ローラ５３０から回収されたトナーは、廃棄タンクに導かれるものである。このような液体現像剤分離装置２８を備えたカラープリンタ１によれば、トナーとキャリア液との分離速度を高速化することができるので、高速印刷処理に対応することが可能となる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
【０１１２】
（１）上記実施形態では、処理対象となる液体試料を液体現像剤とし、分散質がトナー、分散媒がキャリア液である場合を例示した。本発明はこれに限らずに、分散質及び分散媒を含み、その分散質を帯電させることが可能な液体試料であれば、広く適用することができる。例えば分散質が顔料、分散媒が水分であるものを液体試料としても良い。
【０１１３】
（２）上記実施形態では、分離部材として、キャリア液回収ローラ５４０を例示した。このようなローラ部材に代えて、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに先端が当接するブレード部材を、分離部材として用いるようにしても良い。
【０１１４】
（３）上記実施形態では、薄層形成手段として、計量ローラ５２０で汲み上げた液体現像剤ＬＤを、第１ニップ部Ｎ１を通過させることで薄層ＴＬを形成させる例を示した。これに代えて、トナー回収ローラ５３０の周面５３Ｓに所定間隔（薄層ＴＬの厚さに相当する間隔）を置いて先端を対向させて規制ブレード部材を、薄層形成部材として用いるようにしても良い。
【０１１５】
（４）上記実施形態では、分離手段としてキャリア液回収ローラ５４０と、帯電装置５５０と、トナー回収ローラ５２０の回転軸に電位を印加する第１電源５３２を含む構成を例示した。これは分離手段の一例であり、トナーとキャリア液との分離が行い得る限りにおいて他の手段を適用可能であり、例えばキャリア液回収ローラ５４０に代えてブレード部材を用いるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１６】
１ カラープリンタ（湿式画像形成装置）
２８ 液体現像剤分離装置（抽出装置）
５００ キャリア液抽出装置（抽出装置）
５１０ 液槽
５１２ トナー濃度センサ（濃度検知手段）
５１３ 加熱装置５１３（加熱源）
５１４ 温度センサ
５１５ 冷却装置
５１６ 温度調整装置（温度調整手段）
５２０ 計量ローラ（第３ローラ）
５３０ トナー回収ローラ（第１ローラ）
５４０ キャリア液回収ローラ（第２ローラ）
５５０ 帯電装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散質及び分散媒を含む液体試料から前記分散質と前記分散媒とを分離し、これらを抽出する抽出装置であって、
その周面に分散質及び分散媒を含む液体試料の薄層を担持し、軸回りに回転する第１ローラと、
前記液体試料を貯留する液槽と、
前記液槽内の前記液体試料を用いて前記第１ローラの周面に該液体試料の前記薄層を形成する薄層形成手段と、
前記薄層中の分散質を前記第１ローラの周面に電気的に吸着させた状態で、前記薄層から前記分散媒を分離する分離手段と、
前記液体試料中の分散質の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記分散質の濃度に応じて調整する温度調整手段と、
を備えることを特徴とする抽出装置。
【請求項２】
請求項１の抽出装置において、
前記温度調整手段は、
前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が第１濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を第１温度とし、
前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が、前記第１濃度よりも所定値以上濃い第２濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記第１温度よりも高い第２温度とすることを特徴とする抽出装置。
【請求項３】
請求項１又は２の抽出装置において、
前記温度調整手段は、前記液槽中の前記液体試料の温度を検出する温度センサと、前記液槽中の前記液体試料を加熱する加熱源とを含むことを特徴とする抽出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの抽出装置において、
前記分離手段は、
前記第１ローラに当接し、前記第１ローラに担持される前記薄層から前記分散媒を分離する分離部材と、
前記第１ローラに対する前記分離部材の当接位置よりも該第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに担持された前記薄層中の分散質を帯電させる帯電装置と、
前記帯電された分散質を電気的に前記第１ローラの周面に吸着させる電界を形成する電界形成手段と、を含むことを特徴とする抽出装置。
【請求項５】
請求項４の抽出装置において、
前記分離部材が、その周面に前記分散媒を担持し、軸回りに回転する第２ローラであることを特徴とする抽出装置。
【請求項６】
請求項４又は５の抽出装置において、
前記薄層形成手段は、その周面が前記液槽内の前記液体試料と接触するように配置され、軸回りに回転し、前記周面に沿って前記液体試料を搬送する第３ローラであって、
該第３ローラは、前記帯電装置の配置位置よりも前記第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに当接されてニップ部を形成し、
前記第３ローラの周面で搬送された前記液体試料が、前記ニップ部を通過することで、前記第１ローラの周面に前記薄層が形成されることを特徴とする抽出装置。
【請求項７】
請求項６の抽出装置において、
前記第３ローラが、その周面に凹部を有するアニックスローラであって、さらに、
前記アニックスローラの周面に保持される前記液体試料の量を制限する計量手段を備えることを特徴とする抽出装置。
【請求項８】
請求項６又は７の抽出装置において、さらに、
前記第１ローラ及び前記第３ローラを、それぞれの軸回りに回転駆動させる駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記第１ローラと前記第３ローラとを逆方向に回転させると共に、前記第３ローラの回転周速度が前記第１ローラの回転周速度よりも早くなるように回転させることを特徴とする抽出装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれかの抽出装置において、
前記電界形成手段は、前記第１ローラに負の電界を印加する電源であって、
前記帯電装置は、前記薄層中の分散質を正に帯電させることを特徴とする抽出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの抽出装置において、
前記液体試料が液体現像剤であり、前記分散質はトナーであって、前記分散媒はキャリア液であることを特徴とする抽出装置。
【請求項１１】
請求項１０の抽出装置を備えることを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項１２】
画像形成装置であって、
その周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、
トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を前記感光体ドラムへ供給する現像部と、
前記トナーと前記キャリア液との混合比が調整された液体現像剤を生成する現像剤生成部と、
前記現像部で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤を前記現像剤生成部へ供給する第１供給系統と、
前記キャリア液を前記現像剤生成部へ供給する第２供給系統と、
前記現像剤生成部で生成された液体現像剤を、リザーブタンクを介して前記現像部へ供給する第３供給系統と、
前記現像部に供給された液体現像剤であって、該現像部若しくは感光体ドラムにおいて消費されなかった液体現像剤を回収して前記現像剤生成部へ供給する回収系統と、
前記回収系統に設けられ、回収された液体現像剤から前記トナーと前記キャリア液とを分離し、これらを抽出する請求項１０に記載の抽出装置と、
を備えることを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項１】
分散質及び分散媒を含む液体試料から前記分散質と前記分散媒とを分離し、これらを抽出する抽出装置であって、
その周面に分散質及び分散媒を含む液体試料の薄層を担持し、軸回りに回転する第１ローラと、
前記液体試料を貯留する液槽と、
前記液槽内の前記液体試料を用いて前記第１ローラの周面に該液体試料の前記薄層を形成する薄層形成手段と、
前記薄層中の分散質を前記第１ローラの周面に電気的に吸着させた状態で、前記薄層から前記分散媒を分離する分離手段と、
前記液体試料中の分散質の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記分散質の濃度に応じて調整する温度調整手段と、
を備えることを特徴とする抽出装置。
【請求項２】
請求項１の抽出装置において、
前記温度調整手段は、
前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が第１濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を第１温度とし、
前記濃度検知手段が前記分散質の濃度が、前記第１濃度よりも所定値以上濃い第２濃度であることを検出したとき、前記液槽中の前記液体試料の温度を、前記第１温度よりも高い第２温度とすることを特徴とする抽出装置。
【請求項３】
請求項１又は２の抽出装置において、
前記温度調整手段は、前記液槽中の前記液体試料の温度を検出する温度センサと、前記液槽中の前記液体試料を加熱する加熱源とを含むことを特徴とする抽出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの抽出装置において、
前記分離手段は、
前記第１ローラに当接し、前記第１ローラに担持される前記薄層から前記分散媒を分離する分離部材と、
前記第１ローラに対する前記分離部材の当接位置よりも該第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに担持された前記薄層中の分散質を帯電させる帯電装置と、
前記帯電された分散質を電気的に前記第１ローラの周面に吸着させる電界を形成する電界形成手段と、を含むことを特徴とする抽出装置。
【請求項５】
請求項４の抽出装置において、
前記分離部材が、その周面に前記分散媒を担持し、軸回りに回転する第２ローラであることを特徴とする抽出装置。
【請求項６】
請求項４又は５の抽出装置において、
前記薄層形成手段は、その周面が前記液槽内の前記液体試料と接触するように配置され、軸回りに回転し、前記周面に沿って前記液体試料を搬送する第３ローラであって、
該第３ローラは、前記帯電装置の配置位置よりも前記第１ローラの回転方向上流位置において、前記第１ローラに当接されてニップ部を形成し、
前記第３ローラの周面で搬送された前記液体試料が、前記ニップ部を通過することで、前記第１ローラの周面に前記薄層が形成されることを特徴とする抽出装置。
【請求項７】
請求項６の抽出装置において、
前記第３ローラが、その周面に凹部を有するアニックスローラであって、さらに、
前記アニックスローラの周面に保持される前記液体試料の量を制限する計量手段を備えることを特徴とする抽出装置。
【請求項８】
請求項６又は７の抽出装置において、さらに、
前記第１ローラ及び前記第３ローラを、それぞれの軸回りに回転駆動させる駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記第１ローラと前記第３ローラとを逆方向に回転させると共に、前記第３ローラの回転周速度が前記第１ローラの回転周速度よりも早くなるように回転させることを特徴とする抽出装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれかの抽出装置において、
前記電界形成手段は、前記第１ローラに負の電界を印加する電源であって、
前記帯電装置は、前記薄層中の分散質を正に帯電させることを特徴とする抽出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの抽出装置において、
前記液体試料が液体現像剤であり、前記分散質はトナーであって、前記分散媒はキャリア液であることを特徴とする抽出装置。
【請求項１１】
請求項１０の抽出装置を備えることを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項１２】
画像形成装置であって、
その周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、
トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を前記感光体ドラムへ供給する現像部と、
前記トナーと前記キャリア液との混合比が調整された液体現像剤を生成する現像剤生成部と、
前記現像部で用いられる現像剤よりもトナー濃度が高い現像剤を前記現像剤生成部へ供給する第１供給系統と、
前記キャリア液を前記現像剤生成部へ供給する第２供給系統と、
前記現像剤生成部で生成された液体現像剤を、リザーブタンクを介して前記現像部へ供給する第３供給系統と、
前記現像部に供給された液体現像剤であって、該現像部若しくは感光体ドラムにおいて消費されなかった液体現像剤を回収して前記現像剤生成部へ供給する回収系統と、
前記回収系統に設けられ、回収された液体現像剤から前記トナーと前記キャリア液とを分離し、これらを抽出する請求項１０に記載の抽出装置と、
を備えることを特徴とする湿式画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−９５４２０（Ｐ２０１１−９５４２０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４８０８３（Ｐ２００９−２４８０８３）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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