濃度調整装置及び画像形成装置
【課題】液体現像剤の濃度調整、液位調整を行う濃度調整装置において装置の簡略化、小型化を図る。
【解決手段】本発明に係る濃度調整置は、貯留槽８７Ｙに配設され、振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部８２４Ｙと、貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基づいて移動し、発振部で発振された振動を反射させる第２の反射部８３Ｙと、発振部で発振されて貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、第１の反射部で反射されて受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、発振部で発振されて貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、第２の反射部で反射されて受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて貯留槽に貯留される液体現像剤の液位の情報を算出する演算部とを有する。
【解決手段】本発明に係る濃度調整置は、貯留槽８７Ｙに配設され、振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部８２４Ｙと、貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基づいて移動し、発振部で発振された振動を反射させる第２の反射部８３Ｙと、発振部で発振されて貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、第１の反射部で反射されて受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、発振部で発振されて貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、第２の反射部で反射されて受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて貯留槽に貯留される液体現像剤の液位の情報を算出する演算部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成した静電潜像をトナーとキャリア液を有する液体現像剤に
よって現像する現像装置に対し、濃度調整された液体現像剤を供給する濃度調整装置、そ
して、現像装置により現像された現像剤像を記録材に転写し、定着することで画像形成す
る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を
現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形
成装置に用いられる現像剤は、シリコーンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性
を有し高粘度のキャリア液中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナ
ー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用
することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用す
る乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。
【０００３】
このような画像形成装置では、使用する液体現像剤の濃度調整を行い、印刷に適したト
ナー濃度に保つことが一般的である。特許文献１には、タンクの内壁部にトナー濃度測定
装置を設置し、測定したトナー濃度を用い、トナー濃度調整装置にてタンク内のトナー濃
度を調整することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、トナー収容室内に設けられた濃度センサーにて液体トナーの濃度を測
定するとともに、同室内に設けられた複数のレベルセンサにて液面の高さを計測し、トナ
ー収容室内の液体トナーの濃度、並びに、液体現像剤の量を調整することが開示されてい
る。
【０００５】
特許文献３には、処理液を貯めたタンク内にて、処理液の濃度を測定する濃度センサー
と、処理液の液面上方に設けられ処理液の液量を検出する超音波センサーを有し、濃度セ
ンサーと超音波センサーの検出値に応じて、所定濃度の処理液または希釈液を供給し、処
理液の濃度を変更する処理液供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２９７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１７６８７号公報
【特許文献３】特開２００２−３２９６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の現像装置では、タンク内の液体トナーの量を調整するための構成に
ついて特段記載はされていないものの、この現像装置において液体トナーの量を調整する
ことを考えた場合、特許文献２、特許文献３と同様、液体トナー量測定装置を別途設ける
必要がある。
【０００８】
また、特許文献２、特許文献３では、濃度を測定するためのセンサー、液量を測定する
ためのセンサーがそれぞれ設けられており、タンク内にて両センサーを配設するためのス
ペースが必要とされる。特に特許文献２では、液量を測定するため複数のセンサーが設け
られており、タンク内にて十分なスペースが必要とされる。また、特許文献３の処理液供
給装置では、処理液中に濃度センサーを配置するとともに、液面上方に超音波センサーを
配置する必要があるため、タンク内外において配置のためのスペースが必要となる。
【０００９】
また、特許文献２、特許文献３どちらにおいても、濃度測定、液量測定のための複数の
センサーが必要となるため、構成点数が多くなり、構成、信号処理も含め複雑な装置とな
り低コスト化することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を鑑み、本発明に係る濃度調整装置は、トナー及びキャリア液を含む液体現像
剤を貯留する貯留槽と、振動を発振する発振部、及び前記発振部で発振された振動を受信
する受信部を有し、前記貯留槽内に配設された振動検知部と、前記貯留槽に配設され、前
記振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部と、前記貯留槽に貯留される液体現
像剤の液位に基づいて移動し、前記発振部で発振された振動を反射させる第２の反射部と
、前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記
第１の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて前記
貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、前記発振部で発振されて前
記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記第２の反射部で反射されて前
記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像
剤の液位の情報を算出する演算部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明に係る濃度調整装置において、前記貯留槽に貯留される液体現像剤は、
第１のトナー濃度に調整されるとともに、前記第１のトナー濃度よりも高い第２のトナー
濃度の液体現像剤を貯留するトナー貯留槽と、前記キャリア液を貯留するキャリア液貯留
槽と、前記演算部で算出された前記貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報と
液位の情報とに基づいて、前記トナー貯留槽に貯留される第２のトナー濃度の液体現像剤
の前記貯留槽への供給、もしくは前記キャリア液貯留槽に貯留されたキャリア液の前記貯
留槽への供給を制御する制御部と、を有することとしている。
【００１２】
さらに、本発明に係る濃度調整装置は、前記貯留槽に貯留される液体現像剤の温度を検
知する温度検知部を有し、前記演算部は、前記温度検知部で検知された液体現像剤の温度
に基づいて、前記貯留槽に貯留された液体現像剤のトナー濃度の情報を算出することとし
ている。
【００１３】
さらに、本発明に係る濃度調整装置において、前記振動検知部は、前記貯留槽の鉛直方
向の下方部に配設されることとしている。
【００１４】
さらに、本発明に係る濃度調整装置は、前記貯留槽に貯留される液体現像剤を攪拌する
攪拌部を有し、前記第１の反射部は、前記攪拌部に配設されることとしている。
【００１５】
さらに、本発明に係る濃度調整装置は、前記液体現像剤の液面に浮かぶフロートを有し
、前記第２の反射部は、前記フロートに配設されることとしている。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、潜像が形成される潜像担持体と、トナー及びキャ
リア液を含む液体現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、前記潜像担持体に形成された前
記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、前記現像剤貯留部に供給する液体現像剤を貯留
する貯留槽、振動を発振する発振部及び前記発振部で発振された振動を受信する受信部を
有して前記貯留槽に配設された振動検知部、前記貯留槽に配設されて前記振動部で発振さ
れた振動を反射させる第１の反射部、及び前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基
づいて移動して前記発振部で発振された振動を反射させる第２の反射部を有して液体現像
剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留され
た液体現像剤中を移動する振動が、前記第１の反射部で反射されて前記受信部で受信され
るまでの第１の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情
報を算出し、前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留された液体現像剤中を移動する振
動が、前記第２の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基
づいて前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位の情報を算出する演算部と、前記貯留槽
に貯留される液体現像剤を前記現像剤貯留部に供給する供給部と、を有することを特徴と
している。
【００１７】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記現像部は、前記潜像担持体に形成さ
れた前記潜像を現像する現像部材と、前記現像部材をクリーニングして液体現像剤を回収
するクリーニング部材と、を有し、前記クリーニング部材で回収した液体現像剤を前記貯
留槽に搬送する回収部を備えることとしている。
【００１８】
以上、本発明によれば、トナー濃度と液位を検知するため振動検知部、液中に配設され
る第１の反射部、液面に配設される第２の反射部を配設することにより、液体現像剤のリ
サイクル構成の簡略化を図るとともに、省スペース化を実現することが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明では、第１の反射部を攪拌部の底面に配設することで、トナー濃度、液
位を検出する機構と攪拌機構の一体化を図り、装置を小型化、簡略化することとしている
。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る液体現像液リサイクルシステムを示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る濃度調整部の構成を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る濃度／液位測部のブロック図。
【図５】本発明の実施形態に係る検量線を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る濃度／液位検出を行う送受信波形を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る濃度検出を行う送受信波形を示す図。
【図８】本発明の実施形態に係る液位検出を行う送受信波形を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る濃度調整部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施
形態に係る画像形成装置の主要構成を示した図である。また、図２は本発明の実施形態に
係る画像形成装置において、イエロー（Ｙ）色における画像形成部、現像装置（現像部）
の主要構成を示した図である。
【００２２】
図１に示されるように、本実施形態の画像形成装置は、転写ベルト４０と、感光体１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを主要構成とする４つの画像形成部と、各感光体（潜像担持
体）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対応して配設された４つの現像装置３０Ｙ、３０
Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋと、図中、転写ベルト４０の右側に配設されている２次転写部と、図
中、転写ベルト４０の左側に配設されているクリーニング部などによって構成されている
。
【００２３】
以下、画像形成部及び現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋについては、各色の画
像形成部及び現像装置の構成は同様であるため、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像装
置に基づいて説明する。
【００２４】
現像部３０Ｙは、液体現像剤により感光体１０Ｙ上に形成された潜像を現像する装置で
あって、現像ローラー２０Ｙ（現像部材）と、アニロクスローラー３３Ｙと、液体現像剤
を貯蔵する液体現像剤容器３１Ｙ、現像ローラー２０Ｙ上のトナーを帯電させるトナー帯
電器２２Ｙを主な構成要素としている。
【００２５】
現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、感光体１０Ｙ、トナー
帯電器２２Ｙが配されている。
【００２６】
アニロクスローラー３３Ｙには、現像剤貯留部３１１Ｙから汲み上げた液体現像剤の量
を調整する規制部材３５Ｙが当接している。なお、アニロクスローラー３３Ｙと現像ロー
ラー２０Ｙとの間に両者に当接する中間ローラーを介在させる３ローラー方式としてもよ
い。その場合、中間ローラーがアニロクスローラー３３Ｙに当接することで液体現像剤の
量を調整するため、規制部材３５Ｙを配設しない構成とすることも可能である。
【００２７】
現像剤貯留部３１１Ｙには、現像トナー送液パイプ７２３Ｙを介して濃度調整部８０Ｙ
から液体現像剤が供給される。現像剤貯留部３１１Ｙに収容される液体現像剤は、従来一
般的に使用されているＩｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２
ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度か
つ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。具体的には、液体現像
剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶
媒、シリコーンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナ
ー固形分濃度を約２５％とした高粘度（ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ６００を
用いて、２５℃の時のせん断速度１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰ
ａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
【００２８】
アニロクスローラー３３Ｙは、現像ローラー２０Ｙに対して液体現像剤を供給して塗布
する塗布ローラーとして機能する。このアニロクスローラー３３Ｙは、円筒状の部材であ
り、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状に彫刻された溝による
凹凸面が形成されたローラーである。このアニロクスローラー３３Ｙにより、現像剤貯留
部３１１Ｙから現像ローラー２０Ｙへと液体現像剤が供給される。装置動作時においては
、図に示すようにアニロクスローラー３３Ｙは反時計回りに回転して、現像ローラー２０
Ｙに液体現像剤を塗布する。
【００２９】
規制部材３５Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロクスローラー３
３Ｙの表面に当設し、アニロクスローラー３３Ｙによって坦持搬送されてきた液体現像剤
の膜厚、量を規制し、現像ローラー２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。
【００３０】
現像ローラー２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図に示すように反時計回
りに回転する。現像ローラー２０Ｙは、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム
、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。現像ローラ
ー２０Ｙには現像バイアスが印加される。
【００３１】
現像ローラークリーニングブレード２１Ｙ（クリーニング部材）は、現像ローラー２０
Ｙが感光体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラー２０Ｙの回転方向の下流側に
配設され、現像ローラー２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去する。
【００３２】
トナー帯電器２２Ｙ（帯電器）は、現像ローラー２０Ｙの表面の帯電バイアスを増加さ
せる電界印加手段であり、現像ローラー２０Ｙによって搬送される液体現像剤は、このト
ナー帯電器２２Ｙと近接する位置でコロナ放電による電界が印加され帯電される。
【００３３】
画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って順に配設されたコロナ帯電器１
１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、感光体スクイーズ装置、感光体クリーニングブレード１８Ｙ
などによって構成される。この画像形成部は感光体１０Ｙの外周上、露光ユニット１２Ｙ
とスクイーズローラー１３Ｙとの間において現像部３０Ｙの現像ローラー２０Ｙと当接し
、感光体１０Ｙ上に形成された潜像を、現像ローラー２０Ｙに塗布された液体現像剤で現
像する。
【００３４】
感光体１０Ｙは、外周面にアモルファスシリコン感光体などの感光層が形成された円筒
状の部材からなる感光体ドラムであり、時計回りの方向に回転する。
【００３５】
コロナ帯電器１１Ｙは、感光体１０Ｙと現像ローラー２０Ｙとのニップ部より感光体１
０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１
０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙ（露光部）は、コロナ帯電器１１Ｙより感
光体１０Ｙの回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１Ｙによって帯電された感光体
１０Ｙ上に光を照射し、感光体１０Ｙ上に潜像を形成する。
【００３６】
１次転写部５０Ｙの上流側に配置される感光体スクイーズ装置は、感光体１０Ｙに対向
して現像ローラー２０Ｙの下流側に配置されている。この感光体スクイーズ装置は、感光
体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラー部材からなるスクイーズローラー１３Ｙ感光体
スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙにて構成され、感光体１０Ｙ上に現像さ
れたトナー像から余剰なキャリア液及び本来不要なカブリトナーを回収（スクイーズ）し
、顕像（トナー像）内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。なお、感光体スクイーズ
ローラー１３Ｙには、カブリトナーを感光体スクイーズローラー１３Ｙ側に誘引するため
バイアス（電圧）が印加されている。
【００３７】
感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙは、感光体スクイーズローラー
１３Ｙに当接して設けられ、回収されたキャリア液やカブリトナーを含んだ液体現像剤を
掻き落として回収する。
【００３８】
上記の感光体スクイーズローラー１３Ｙを有するスクイーズ装置を経た感光体１０Ｙの
表面は、感光体１０Ｙと１次転写バックアップローラー５１Ｙにて当接される転写ベルト
４０Ｙにて形成された１次転写部５０Ｙに進入する。この１次転写部５０Ｙでは、感光体
１０Ｙに現像された現像剤像を転写ベルト４０へ転写する。１次転写バックアップローラ
ー５１Ｙに印加される転写バイアスの作用によって、感光体１０Ｙ上の現像剤像は転写ベ
ルト４０側に効果的に転写される。なお、感光体１０Ｙと転写ベルト４０は等速度で移動
する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、感光体１０Ｙの顕像トナ
ー像への外乱作用を抑制している。
【００３９】
１次転写部５０Ｙの下流側において、感光体１０Ｙと当接している感光体クリーニング
ブレード１８Ｙは、感光体１０Ｙ上のキャリア成分リッチな液体現像剤をクリーニングす
る。
【００４０】
転写ベルト４０（転写部材）は、ポリイミド基層上にポリウレタンの弾性中間層を設け
、さらにその上にＰＦＡ表層が設けられている三層構造となっている。この転写ベルト４
０は、ベルト駆動ローラー４１、テンションローラー４２にて張架され、ＰＦＡ表層側に
おいてトナー像が転写されるようにして用いられる。本実施形態の画像形成装置では、転
写部材として、転写ベルト４０を用いているが、ベルトに限らず、ローラー、ドラムなど
各種形態を採用することも可能である。
【００４１】
感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで１次転写バックアッ
プローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置することで形成される１次転写部
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋでは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接
位置を転写位置として、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のト
ナー像を転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、転写ベルト４０上にフルカラーのトナー
像を形成する。
【００４２】
２次転写ユニット６０は、２次転写ローラー６１が転写ベルト４０を挟んでベルト駆動
ローラー４１と対向配置され、両者によって２次転写部（ニップ部）を形成する。この２
次転写部では、転写ベルト４０上に形成された単色あるいはフルカラーのトナー像が転写
材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の転写材に転写される。さらに、シー
ト材搬送経路Ｌの下流には、図示しない定着ユニットが配設され、転写材上に転写された
単色のトナー像やフルカラーのトナー像に熱や圧力を加えて定着させる。
【００４３】
２次転写ユニットに対する転写材の供給は給紙装置（不図示）によって行われる。給紙
装置にセットされた転写材は、所定のタイミングにて一枚ごとに転写材搬送経路Ｌに送り
出されるようになっている。転写材搬送経路Ｌでは、ゲートローラー１０１、１０１’に
よって転写材を２次転写部まで搬送し、転写ベルト４０上に形成された単色あるいはフル
カラーのトナー像を転写材に転写する。
【００４４】
テンションローラー４２は、駆動ローラー４１と共に転写ベルト４０を張架しており、
転写ベルト４０のテンションローラー４２に張架されている箇所にて、転写ベルト４０を
クリーニングするクリーニングブレード４６が当接して配設される。
【００４５】
このように本実施形態の現像装置３０Ｙ、画像形成装置では、アニロクスローラー３３
Ｙで汲み上げた液体現像剤を、カウンター回転の現像ローラー２０Ｙに塗布することで４
〜１０μｍの均一な薄膜が形成される。さらに、現像ローラー２０Ｙに対向して設けられ
たトナー帯電器２２Ｙによって液体現像剤を帯電させるとともに、現像ローラー２０Ｙ側
に圧縮することで、非画像部に余分なトナーが付着すること（カブリ）を抑制すると共に
、画像部における均一性を向上させることが可能となる。
【００４６】
図２は、本発明の実施形態に係る液体現像液リサイクルシステムを示す図である。図２
中で特に本発明に関係する部分は、濃度調整部８０Ｙとその周辺構成であるコンクトナー
タンク７６Ｙ、キャリアタンク７５Ｙなどである。本システムでは、現像プロセスに必要
となる濃度調整された液体現像剤を、濃度調整部８０Ｙから現像トナー送液パイプ７２３
Ｙを通して現像剤貯留部３１１Ｙへ供給する。現像剤貯留部３１１Ｙは供給された液体現
像剤で満たされ、所定量を超えてオーバーフローした余剰液体現像剤は現像トナーリター
ンパイプ７２１Ｙを通して濃度調整部８０Ｙに帰される。
【００４７】
現像プロセスの過程で不要となった液体現像剤は、再利用のため回収タンク５４Ｙに一
旦蓄えられ、優先的に回収トナー注入パイプ７２２Ｙを通して濃度調整部８０Ｙに供給さ
れる。さらに、消費されたトナーを補うため、必要に応じて新しいトナーがコンクトナー
送液パイプ７２４Ｙを通してコンクトナータンク７６Ｙから、そして、新しいキャリア液
がキャリア送液パイプ７２５Ｙを通してキャリアタンク７５Ｙから供給される。コンクト
ナータンク７６Ｙに蓄積されるコンクトナーは、現像に使用する液体現像剤よりもトナー
濃度が高く、かつ、コンクトナー送液パイプ７２４Ｙを介して搬送できる程度にキャリア
液で希釈された液体現像剤である。このように本実施形態では、現像装置３０Ｙなどで回
収された液体現像剤を濃度調整部８０Ｙに搬送するタンク、パイプなどで構成された回収
部を設けることで液体現像剤の再利用を図っている。
【００４８】
本実施形態では、濃度調整のためこの濃度調整部８０Ｙに設けられたトナー濃度と液位
を検出するための濃度／液位検出部に特徴を有する。図３は、濃度／液位検出部が配され
る濃度調整部の構成を示す図である。液体現像方式の画像形成装置におけるリサイクルシ
ステムは、ＹＭＣＫカラー４色の液体現像剤毎にトナーリサイクル機構を持つことになる
。図３は、その内の１つのリサイクル機構の中枢部分である濃度調整部８０Ｙの構成を示
している。
【００４９】
濃度調整部８０Ｙは、内部に液体現像剤を貯留するため内部に貯留槽８７Ｙが形成され
た攪拌タンク８１Ｙ、貯留槽８７Ｙに貯留する液体現像剤を攪拌するための攪拌部、液体
現像剤のトナー濃度、液位を検出するための濃度／液位検出部などを主な構成として有す
る。
【００５０】
攪拌部は、攪拌タンク８１Ｙ上部に取り付けられた攪拌モーター８２１Ｙ、それに連結
した攪拌モーター軸８２２Ｙ、および攪拌翼８２３Ｙを有している。攪拌モーター８２１
Ｙを駆動することで、攪拌翼８２３Ｙが回転し液体現像剤が攪拌される。本図では、貯留
槽８７Ｙに液体現像剤が液位を示すＭＡＸ．位置まで注がれている。また、この液位がＭ
ＩＮ．位置まで変動した状態を液位検出用超音波反射板８３Ｙ’とともに２点鎖線で示し
ている。
【００５１】
また、攪拌タンク８１Ｙの上部には、トナー濃度および液位調整のためにコンクトナー
タンク７６Ｙ（トナー貯留槽）から、コンクトナー送液パイプ７２４Ｙを通して適時コン
クトナーが注がれる。同様に、トナー濃度および液位調整のためにキャリアタンク７５Ｙ
（キャリア液貯留槽）から、キャリア送液パイプ７２５Ｙを通して、適時キャリア液が注
がれる。さらに、本図には図示されていないが、図２に示すように現像ローラー２０Ｙや
感光体１０Ｙから回収された使用済み液体現像剤が、回収タンク５４Ｙに蓄えられ、回収
済みトナー注入パイプ７２２Ｙを通して適時回収済み液体現像剤が貯留槽８７Ｙに供給さ
れる。
【００５２】
貯留槽８７Ｙで濃度調整された液体現像剤は、送液パイプ７２３Ｙを通して、図２に示
される像剤貯留部３１１Ｙへ供給される。そして、使用されなかった液体現像剤は、現像
剤貯留部３１１Ｙからリターンパイプ７２１Ｙを通して貯留槽８７Ｙに戻される。
【００５３】
トナー濃度、および液位を検出する濃度／液位検出部は、攪拌翼８２３Ｙの直下、貯留
槽８７Ｙの鉛直方向の下方部に配設される超音波送受信用圧電素子８４Ｙ（振動検知部）
を備えて構成されている。この超音波送受信用圧電素子８４Ｙは、超音波（振動）の発振
と受信を同時に行うものであって、発振部と受信部の機能を兼ね備えている。そして、超
音波送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた超音波Ａは、攪拌モーター軸８２２Ｙの下端
に配設された濃度検出用超音波反射板８２４Ｙで反射し、反射波Ｂとして再び超音波送受
信用圧電素子８４Ｙへ帰還する。
【００５４】
液体現像剤中のトナー濃度を検出するための超音波送受信用圧電素子８４Ｙと濃度検出
用超音波反射板８２４Ｙが対向することで形成される面間距離は一定である。本実施形態
では、液体現像剤のトナー濃度変動により超音波の伝搬速度が変化することを利用するも
のであって、超音波送受信用圧電素子８４Ｙにて発振された振動が、濃度検出用超音波反
射板８２４Ｙに反射して、反射波Ｂとして超音波送受信用圧電素子８４Ｙにて検出される
までの所要時間を測定することで液体現像剤のトナー濃度を求めることが可能となる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、円環形状であって液体現像剤の液面に浮かぶフロート兼液位
検出用超音波反射板８３Ｙ（フロート）が、その中心を攪拌モーター軸８２２Ｙにて貫く
ように配設されている。超音波送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた超音波Ａは、この
フロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙで反射して、反射波Ｃとして再び超音波送受信
用圧電素子８４Ｙへ帰還する。攪拌モーター軸８２２Ｙの下端には、フロート・ストッパ
ー９２５Ｙが設けられ、液体現像剤がＭＩＮ．位置より少なくなっても下方に落下してト
ナー攪拌翼８２３Ｙなどと緩衝することがないよう構成されている。
【００５６】
液体現像剤の液位を検出するための超音波送受信用圧電素子８４Ｙとフロート兼液位検
出用超音波反射板８３Ｙのそれぞれ対向する面間距離は、液位の変動に伴い、図示される
ようにＭＡＸ．位置からＭＩＮ．位置まで変化する。液体現像剤の液位は、超音波Ａを発
してから反射波Ｃを受信するまでの所要時間を測定し、濃度測定にて測定された液体現像
剤中の音速を利用することで求められる。また、本実施形態のフロート兼液位検出用超音
波反射板８３Ｙを使用することで、液体現像剤の液面のゆらぎを平滑化することが可能と
なり、液位検出の精度を高めている。
【００５７】
以上、本実施形態では、攪拌部８２Ｙの底部に濃度検出用超音波反射板８２４Ｙ（第１
の反射部）を配設するとともに、攪拌モーター軸８２２Ｙにて貫くように配設されたフロ
ート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙの底面（第２の反射部）とすることで、濃度調整部
８０Ｙにおける攪拌機構と、濃度／液位検出部の一体化を図り、装置の簡略化、並びに小
型化を実現している。
【００５８】
さらに、貯留槽８７Ｙ内には液体現像剤の温度を検出する温度センサー８５Ｙ（温度検
知部）が配設されている。本実施形態では、液体現像剤の流れを乱すことのないよう、攪
拌タンク８１Ｙの内壁に突出しないように配設されている。
【００５９】
なお、液体現像剤のトナー濃度検出のための超音波Ａと、液位検出のための超音波Ａと
は、同じ超音波を利用することとしてもよいし、周波数を変えるなどした、それぞれ別の
超音波を利用して異なるタイミングで検出することとしてもよい。
【００６０】
超音波送受信用圧電素子８４Ｙは、超音波送受信用圧電素子用ハーネス８４１Ｙにより
濃度／液位測定部に接続される。そして、温度センサー８５Ｙは温度センサー用ハーネス
８５１Ｙにより濃度／液位測定部に接続される。
【００６１】
図４は、本発明による濃度／液位測定部のブロック図が示されている。全体構成につい
て説明すると、超音波の発振制御部９２、タイマー＆濃度演算部９３、濃度検量線データ
保存部９４、およびタイマー＆液位演算部９５は、マイクロコントロールユニット(ＭＣ
Ｕ)９１の処理に含まれる。また、マイクロコントロールユニット９１と圧電素子駆動部
９６、および受信波形検出部（増幅・検波・シュミットトリガ）９７は、濃度／液位測定
部９０（演算部）として構成される。そして、濃度／液位測定部９０には、図３で説明し
た濃度および液位検出用の超音波送受信用圧電素子８４Ｙが超音波送受信用圧電素子用ハ
ーネス８４１Ｙにより圧電素子駆動部９６と超音波受信波形検出部９７へ、また、前述の
温度センサー８５Ｙは、温度センサー用ハーネス８５１Ｙにより温度測定演算部９８に接
続されている。
【００６２】
次に、図４の構成における処理内容と処理の流れについて説明する。発振制御部９２で
は、超音波発生用の発振信号を発生させると同時にタイマー＆濃度演算部９３とタイマー
＆液位演算部９５に対し、濃度検出用反射波帰還時間ｔ１を計測するタイマー・スタート
のためのスタンバイ信号をタイマー＆濃度演算部９３に送りタイマー・スタートのトリガ
ー信号待ちにする。そして、発振信号は圧電素子駆動部９６で圧電素子駆動波となって、
超音波送受信用圧電素子８４Ｙを駆動し超音波を発生させる。そして、前記圧電素子駆動
波は同時に受信波形検出部９７により受信され、タイマー＆濃度演算部９３のタイマー・
カウンタをスタートさせるためのトリガー信号を発生させる。発生した超音波は、液体現
像剤中を伝搬し、濃度検出用超音波反射板８２４Ｙ（第１の反射部）とフロート兼液位検
出用超音波反射板８３Ｙの下面（第２の反射部）に反射して、それぞれ超音波送受信用圧
電素子８４Ｙで受信される。
【００６３】
超音波受信波形検出部９７では、超音波送受信用圧電素子８４Ｙにて受信された受信波
に基づいて、濃度検出用反射波帰還時間と液位検出用反射波帰還時間が計測される。これ
ら経過時間は、濃度演算部９３と液位演算部９５へ送られ、温度センサー８５Ｙと温度測
定演算部９８で求めた液体現像剤の温度値を加味してトナー濃度の情報と液位の情報を求
める演算が実施される。なお、演算の順序としては、まずタイマー＆濃度演算部９３でト
ナー濃度（トナー濃度の情報）が算出され、次にタイマー＆液位演算部９５で濃度に応じ
た音速Ｖを基に液位（液位の情報）が割り出される。
【００６４】
タイマー＆濃度演算部９３で行われる処理内容を説明する。まず、トナー濃度測定時の
音速Ｖは式（１）にて表すことができる。
Ｖ＝２Ｄ１／ｔ１ ・・・（１）
ここで、Ｄ１は超音波送受信用圧電素子８４Ｙと濃度検出用超音波反射板８２４Ｙの互
いに向かい合う面間の距離であり、ｔ１はこの間の反射波の帰還時間である。次に、トナ
ー濃度測定時の音速Ｖと、温度測定部演算部９８で取得した温度値と、検量線データ保存
部９４に記憶される検量線データに基づいてトナー濃度Ｄｅが求められる。
【００６５】
液体現像剤中に於ける超音波の伝搬速度Ｖは、その液体現像剤の温度の影響を受けて変
化する。従って、図３の温度センサー８５Ｙにサーミスター等を用いて液体現像剤の温度
を測定して、帰還時間ｔ１に対して補正をかける必要がある。本実施形態では、液体現像
剤は複数の成分から成るため、実測値を基に音速Ｖとトナー濃度Ｄｅの関係を検量線グラ
フとして作成することとしている。
【００６６】
図５には、検量線データをグラフ化した図が示されている。図に示されるように液体現
像剤のトナー濃度が同じ場合、液温が高くなるほど音速が大きくなる特性を有する。本実
施形態では、このような検量線データを用いて音速Ｖ、温度値からトナー濃度の情報を算
出している。検量線データは、このようなグラフ状のデータに限られるものではなく、数
式化されたものを用いることとしてもよい。
【００６７】
次に、タイマー＆液位演算部９５で行われる処理内容を説明する。トナー濃度測定時に
求めた音速Ｖを基に、液位Ｄ２を求める数式は式（２）にて表すことができる。
Ｄ２＝（Ｖ × ｔ２）／２ ・・・（２）
ここで、ｔ２は、超音波送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた超音波がフロート兼液
位検出用超音波反射板８３Ｙにて受信されるまでの帰還時間である。
【００６８】
図６には、濃度／液位検出を行う超音波送受信用圧電素子での送受信波形が示されてい
る。本実施形態では、送信波（超音波Ａ）を１度発振することで、温度検出用反射波帰還
時間ｔ１、液位検出用反射は帰還時間ｔ２を計測している。図中、縦軸は電圧で、超音波
送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた送信波と受信波の電圧レベルを示す。また、横軸
は時間軸であり、矢印にて送信波と受信波の時間差が示されている。超音波の送信波は、
１点鎖線で示されるように、攪拌モーター軸８２２Ｙの先端部に形成された濃度検出用超
音波反射板８２４Ｙで反射し、濃度検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで
受信される。この送信波と受信波の時間差を濃度検出用反射波帰還時間ｔ１とする。
【００６９】
また、同送信波は、１点鎖線で示すフロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙで反射し
、液位検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで受信される。この送信波と受
信波の時間差を液位検出用反射波帰還時間ｔ２とする。この液位検出用反射波帰還時間ｔ
２を数式（２）に適用することで液位Ｄ２、すなわち、超音波送受信用圧電素子８４Ｙと
フロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙの下面との距離が算出される。
【００７０】
算出された液体現像剤のトナー濃度Ｄｅと液位Ｄ２は、図示しない制御部に送信され、
コンクトナータンク７６Ｙからのコンクトナー供給量とキャリアタンク７５Ｙからのキャ
リア液供給量の決定に使用される。制御部は、決定されたコンクトナー供給量と、キャリ
ア液供給量に基づいて、それらを搬送するポンプ７３４Ｙ、７３５Ｙを駆動する。
【００７１】
図中、濃度検出用受信波に隣接して現れる攪拌翼反射波は、超音波送受信用圧電素子８
４Ｙから発せられた超音波が攪拌翼８２３Ｙの一部に反射し、それを受信したことで発生
したものであるが、図３で明らかなように、超音波送受信用圧電素子８４Ｙから見て、攪
拌翼８２３Ｙは濃度検出用超音波反射板８２４Ｙよりも遠方に位置するため、濃度検出用
反射波帰還時間ｔ１、および液位検出用反射波帰還時間ｔ２に影響を与えることがない。
【００７２】
図６の実施形態では、１つの送信波で濃度検出用反射波帰還時間ｔ１、および液位検出
用反射波帰還時間ｔ２を求めることとしたが、これら２つの帰還時間ｔ１、ｔ２は異なる
タイミングで計測することとしてもよい。図７、図８は、本発明によるトナー濃度測定と
液位測定を時間的に別のタイミングで行う場合の実施形態であって、図７はトナー濃度検
出用反射波帰還時間ｔ１の計測の様子が、そして、図８は液位検出用反射波帰還時間ｔ２
の計測の様子が示されている。両図において、縦軸は超音波送受信用圧電素子８４Ｙから
発せられた送信波と受信波の電圧レベルを、横軸は時間軸を示している。
【００７３】
超音波の送信波は、１点鎖線で示す攪拌翼先端部反射面（濃度検出用超音波反射板８２
４Ｙ）で反射し、濃度検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで受信される。
この送信波と受信波の時間差を濃度検出用反射波帰還時間ｔ１とする。
【００７４】
超音波の送信波は、１点鎖線で示すフロート反射面（フロート兼液位検出用超音波反射
板８３Ｙ）で反射し、液位検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで受信され
る。この送信波と受信波の時間差を液位検出用反射波帰還時間ｔ２とする。
【００７５】
図９は、本発明の他の実施形態に係る濃度調整部８０Ｙの構成を示したものである。図
３で説明した実施形態では、攪拌モーター軸８２２Ｙの端部に濃度検出用超音波反射板８
２４Ｙを設ける、あるいは、攪拌モーター軸８２２Ｙの端部を濃度検出用超音波反射板８
２４Ｙとして利用し、かつ、フロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙのスラスト軸とし
て利用していたのに対し、本実施形態では、新たにフロート軸８６Ｙを設け、濃度検出用
超音波反射板８６１Ｙとフロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙの配設に使用すること
としている。その他の構成は図３で説明した内容と同じであるので省略する。
【００７６】
本実施形態の利点は、図３の攪拌モーター軸８２２Ｙを利用する場合と比べ、フロート
軸８６Ｙが攪拌タンク８１Ｙ（詳しくは攪拌タンク８１Ｙの蓋部）に固定されているため
、不要な振動を抑えることが可能となる。また、攪拌翼８２３Ｙから離れて位置させるこ
とができるため、攪拌翼８２３Ｙによる反射波の影響を抑えることが可能である。
【００７７】
なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の
形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００７８】
１０Ｙ（以下、符号にＹの付されているものは、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色についても同様）…感
光体（潜像担持体）、１１Ｙ…コロナ帯電器、１２Ｙ…露光ユニット（露光部）、１３Ｙ
…スクイーズローラー、１４Ｙ…スクイーズローラークリーニングブレード、１８Ｙ…感
光体クリーニングブレード、２０Ｙ…現像ローラー（現像剤担持体）、２１Ｙ…現像ロー
ラークリーニングブレード、２２Ｙ…トナー帯電器、３０Ｙ…現像部、３１Ｙ…現像剤容
器、３１１Ｙ…現像剤貯留部、３３Ｙ…アニロクスローラー、３５Ｙ…規制部材、４０…
転写ベルト、４１…駆動ローラー、４２…テンションローラー、５１Ｙ…１次転写バック
アップローラー、６０…２次転写ユニット、６１…２次転写ローラー、６２…２次転写ロ
ーラークリーニングブレード、６３…２次転写ユニット回収貯留部、１０１、１０１’…
ゲートローラー、１０２…転写材ガイド、５４Ｙ…回収タンク、５５Ｙ…廃液タンク、７
２１Ｙ…現像トナーリターンパイプ、７２２Ｙ…回収トナー注入パイプ、７２３Ｙ…現像
トナー送液パイプ、７２４Ｙ…コンクトナー送液パイプ、７２５Ｙ…キャリア送液パイプ
、７３２Ｙ〜７３５Ｙ…ポンプ、７５Ｙ…キャリアタンク、７６Ｙ…コンクトナータンク
、８０Ｙ…濃度調整部、８１Ｙ…攪拌タンク、８２Ｙ…攪拌部、８２１Ｙ…攪拌モーター
、８２２Ｙ…攪拌モーター軸、８２３Ｙ…攪拌翼、８２４Ｙ…濃度検出用超音波反射板、
８２５Ｙ…フロート・ストッパー、８３Ｙ…フロート兼液位検出用超音波反射板、８４Ｙ
…超音波送受信用圧電素子、８４１Ｙ…超音波送受信用圧電素子用ハーネス、８５Ｙ…温
度センサー、８５１Ｙ…温度センサー用ハーネス、８６Ｙ…フロート軸、８６１Ｙ…濃度
検出用超音波反射板、８６２Ｙ…フロート・ストッパー、８７Ｙ…貯留槽、９０…濃度／
液位測定部、９１…マイクロコントロールユニット、９２…超音波発振制御部、９３…タ
イマー＆濃度演算部、９４…検量線データ保存部、９５…タイマー＆液位演算部、９６…
圧電素子駆動部、９７…超音波受信波形検出部、９８…温度測定演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成した静電潜像をトナーとキャリア液を有する液体現像剤に
よって現像する現像装置に対し、濃度調整された液体現像剤を供給する濃度調整装置、そ
して、現像装置により現像された現像剤像を記録材に転写し、定着することで画像形成す
る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を
現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形
成装置に用いられる現像剤は、シリコーンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性
を有し高粘度のキャリア液中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナ
ー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用
することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用す
る乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。
【０００３】
このような画像形成装置では、使用する液体現像剤の濃度調整を行い、印刷に適したト
ナー濃度に保つことが一般的である。特許文献１には、タンクの内壁部にトナー濃度測定
装置を設置し、測定したトナー濃度を用い、トナー濃度調整装置にてタンク内のトナー濃
度を調整することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、トナー収容室内に設けられた濃度センサーにて液体トナーの濃度を測
定するとともに、同室内に設けられた複数のレベルセンサにて液面の高さを計測し、トナ
ー収容室内の液体トナーの濃度、並びに、液体現像剤の量を調整することが開示されてい
る。
【０００５】
特許文献３には、処理液を貯めたタンク内にて、処理液の濃度を測定する濃度センサー
と、処理液の液面上方に設けられ処理液の液量を検出する超音波センサーを有し、濃度セ
ンサーと超音波センサーの検出値に応じて、所定濃度の処理液または希釈液を供給し、処
理液の濃度を変更する処理液供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２９７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１７６８７号公報
【特許文献３】特開２００２−３２９６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の現像装置では、タンク内の液体トナーの量を調整するための構成に
ついて特段記載はされていないものの、この現像装置において液体トナーの量を調整する
ことを考えた場合、特許文献２、特許文献３と同様、液体トナー量測定装置を別途設ける
必要がある。
【０００８】
また、特許文献２、特許文献３では、濃度を測定するためのセンサー、液量を測定する
ためのセンサーがそれぞれ設けられており、タンク内にて両センサーを配設するためのス
ペースが必要とされる。特に特許文献２では、液量を測定するため複数のセンサーが設け
られており、タンク内にて十分なスペースが必要とされる。また、特許文献３の処理液供
給装置では、処理液中に濃度センサーを配置するとともに、液面上方に超音波センサーを
配置する必要があるため、タンク内外において配置のためのスペースが必要となる。
【０００９】
また、特許文献２、特許文献３どちらにおいても、濃度測定、液量測定のための複数の
センサーが必要となるため、構成点数が多くなり、構成、信号処理も含め複雑な装置とな
り低コスト化することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を鑑み、本発明に係る濃度調整装置は、トナー及びキャリア液を含む液体現像
剤を貯留する貯留槽と、振動を発振する発振部、及び前記発振部で発振された振動を受信
する受信部を有し、前記貯留槽内に配設された振動検知部と、前記貯留槽に配設され、前
記振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部と、前記貯留槽に貯留される液体現
像剤の液位に基づいて移動し、前記発振部で発振された振動を反射させる第２の反射部と
、前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記
第１の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて前記
貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、前記発振部で発振されて前
記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記第２の反射部で反射されて前
記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像
剤の液位の情報を算出する演算部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明に係る濃度調整装置において、前記貯留槽に貯留される液体現像剤は、
第１のトナー濃度に調整されるとともに、前記第１のトナー濃度よりも高い第２のトナー
濃度の液体現像剤を貯留するトナー貯留槽と、前記キャリア液を貯留するキャリア液貯留
槽と、前記演算部で算出された前記貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報と
液位の情報とに基づいて、前記トナー貯留槽に貯留される第２のトナー濃度の液体現像剤
の前記貯留槽への供給、もしくは前記キャリア液貯留槽に貯留されたキャリア液の前記貯
留槽への供給を制御する制御部と、を有することとしている。
【００１２】
さらに、本発明に係る濃度調整装置は、前記貯留槽に貯留される液体現像剤の温度を検
知する温度検知部を有し、前記演算部は、前記温度検知部で検知された液体現像剤の温度
に基づいて、前記貯留槽に貯留された液体現像剤のトナー濃度の情報を算出することとし
ている。
【００１３】
さらに、本発明に係る濃度調整装置において、前記振動検知部は、前記貯留槽の鉛直方
向の下方部に配設されることとしている。
【００１４】
さらに、本発明に係る濃度調整装置は、前記貯留槽に貯留される液体現像剤を攪拌する
攪拌部を有し、前記第１の反射部は、前記攪拌部に配設されることとしている。
【００１５】
さらに、本発明に係る濃度調整装置は、前記液体現像剤の液面に浮かぶフロートを有し
、前記第２の反射部は、前記フロートに配設されることとしている。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、潜像が形成される潜像担持体と、トナー及びキャ
リア液を含む液体現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、前記潜像担持体に形成された前
記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、前記現像剤貯留部に供給する液体現像剤を貯留
する貯留槽、振動を発振する発振部及び前記発振部で発振された振動を受信する受信部を
有して前記貯留槽に配設された振動検知部、前記貯留槽に配設されて前記振動部で発振さ
れた振動を反射させる第１の反射部、及び前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基
づいて移動して前記発振部で発振された振動を反射させる第２の反射部を有して液体現像
剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留され
た液体現像剤中を移動する振動が、前記第１の反射部で反射されて前記受信部で受信され
るまでの第１の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情
報を算出し、前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留された液体現像剤中を移動する振
動が、前記第２の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基
づいて前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位の情報を算出する演算部と、前記貯留槽
に貯留される液体現像剤を前記現像剤貯留部に供給する供給部と、を有することを特徴と
している。
【００１７】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記現像部は、前記潜像担持体に形成さ
れた前記潜像を現像する現像部材と、前記現像部材をクリーニングして液体現像剤を回収
するクリーニング部材と、を有し、前記クリーニング部材で回収した液体現像剤を前記貯
留槽に搬送する回収部を備えることとしている。
【００１８】
以上、本発明によれば、トナー濃度と液位を検知するため振動検知部、液中に配設され
る第１の反射部、液面に配設される第２の反射部を配設することにより、液体現像剤のリ
サイクル構成の簡略化を図るとともに、省スペース化を実現することが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明では、第１の反射部を攪拌部の底面に配設することで、トナー濃度、液
位を検出する機構と攪拌機構の一体化を図り、装置を小型化、簡略化することとしている
。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る液体現像液リサイクルシステムを示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る濃度調整部の構成を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る濃度／液位測部のブロック図。
【図５】本発明の実施形態に係る検量線を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る濃度／液位検出を行う送受信波形を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る濃度検出を行う送受信波形を示す図。
【図８】本発明の実施形態に係る液位検出を行う送受信波形を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る濃度調整部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施
形態に係る画像形成装置の主要構成を示した図である。また、図２は本発明の実施形態に
係る画像形成装置において、イエロー（Ｙ）色における画像形成部、現像装置（現像部）
の主要構成を示した図である。
【００２２】
図１に示されるように、本実施形態の画像形成装置は、転写ベルト４０と、感光体１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを主要構成とする４つの画像形成部と、各感光体（潜像担持
体）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対応して配設された４つの現像装置３０Ｙ、３０
Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋと、図中、転写ベルト４０の右側に配設されている２次転写部と、図
中、転写ベルト４０の左側に配設されているクリーニング部などによって構成されている
。
【００２３】
以下、画像形成部及び現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋについては、各色の画
像形成部及び現像装置の構成は同様であるため、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像装
置に基づいて説明する。
【００２４】
現像部３０Ｙは、液体現像剤により感光体１０Ｙ上に形成された潜像を現像する装置で
あって、現像ローラー２０Ｙ（現像部材）と、アニロクスローラー３３Ｙと、液体現像剤
を貯蔵する液体現像剤容器３１Ｙ、現像ローラー２０Ｙ上のトナーを帯電させるトナー帯
電器２２Ｙを主な構成要素としている。
【００２５】
現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、感光体１０Ｙ、トナー
帯電器２２Ｙが配されている。
【００２６】
アニロクスローラー３３Ｙには、現像剤貯留部３１１Ｙから汲み上げた液体現像剤の量
を調整する規制部材３５Ｙが当接している。なお、アニロクスローラー３３Ｙと現像ロー
ラー２０Ｙとの間に両者に当接する中間ローラーを介在させる３ローラー方式としてもよ
い。その場合、中間ローラーがアニロクスローラー３３Ｙに当接することで液体現像剤の
量を調整するため、規制部材３５Ｙを配設しない構成とすることも可能である。
【００２７】
現像剤貯留部３１１Ｙには、現像トナー送液パイプ７２３Ｙを介して濃度調整部８０Ｙ
から液体現像剤が供給される。現像剤貯留部３１１Ｙに収容される液体現像剤は、従来一
般的に使用されているＩｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２
ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度か
つ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。具体的には、液体現像
剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶
媒、シリコーンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナ
ー固形分濃度を約２５％とした高粘度（ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ６００を
用いて、２５℃の時のせん断速度１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰ
ａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
【００２８】
アニロクスローラー３３Ｙは、現像ローラー２０Ｙに対して液体現像剤を供給して塗布
する塗布ローラーとして機能する。このアニロクスローラー３３Ｙは、円筒状の部材であ
り、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状に彫刻された溝による
凹凸面が形成されたローラーである。このアニロクスローラー３３Ｙにより、現像剤貯留
部３１１Ｙから現像ローラー２０Ｙへと液体現像剤が供給される。装置動作時においては
、図に示すようにアニロクスローラー３３Ｙは反時計回りに回転して、現像ローラー２０
Ｙに液体現像剤を塗布する。
【００２９】
規制部材３５Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロクスローラー３
３Ｙの表面に当設し、アニロクスローラー３３Ｙによって坦持搬送されてきた液体現像剤
の膜厚、量を規制し、現像ローラー２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。
【００３０】
現像ローラー２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図に示すように反時計回
りに回転する。現像ローラー２０Ｙは、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム
、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。現像ローラ
ー２０Ｙには現像バイアスが印加される。
【００３１】
現像ローラークリーニングブレード２１Ｙ（クリーニング部材）は、現像ローラー２０
Ｙが感光体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラー２０Ｙの回転方向の下流側に
配設され、現像ローラー２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去する。
【００３２】
トナー帯電器２２Ｙ（帯電器）は、現像ローラー２０Ｙの表面の帯電バイアスを増加さ
せる電界印加手段であり、現像ローラー２０Ｙによって搬送される液体現像剤は、このト
ナー帯電器２２Ｙと近接する位置でコロナ放電による電界が印加され帯電される。
【００３３】
画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って順に配設されたコロナ帯電器１
１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、感光体スクイーズ装置、感光体クリーニングブレード１８Ｙ
などによって構成される。この画像形成部は感光体１０Ｙの外周上、露光ユニット１２Ｙ
とスクイーズローラー１３Ｙとの間において現像部３０Ｙの現像ローラー２０Ｙと当接し
、感光体１０Ｙ上に形成された潜像を、現像ローラー２０Ｙに塗布された液体現像剤で現
像する。
【００３４】
感光体１０Ｙは、外周面にアモルファスシリコン感光体などの感光層が形成された円筒
状の部材からなる感光体ドラムであり、時計回りの方向に回転する。
【００３５】
コロナ帯電器１１Ｙは、感光体１０Ｙと現像ローラー２０Ｙとのニップ部より感光体１
０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１
０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙ（露光部）は、コロナ帯電器１１Ｙより感
光体１０Ｙの回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１Ｙによって帯電された感光体
１０Ｙ上に光を照射し、感光体１０Ｙ上に潜像を形成する。
【００３６】
１次転写部５０Ｙの上流側に配置される感光体スクイーズ装置は、感光体１０Ｙに対向
して現像ローラー２０Ｙの下流側に配置されている。この感光体スクイーズ装置は、感光
体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラー部材からなるスクイーズローラー１３Ｙ感光体
スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙにて構成され、感光体１０Ｙ上に現像さ
れたトナー像から余剰なキャリア液及び本来不要なカブリトナーを回収（スクイーズ）し
、顕像（トナー像）内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。なお、感光体スクイーズ
ローラー１３Ｙには、カブリトナーを感光体スクイーズローラー１３Ｙ側に誘引するため
バイアス（電圧）が印加されている。
【００３７】
感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙは、感光体スクイーズローラー
１３Ｙに当接して設けられ、回収されたキャリア液やカブリトナーを含んだ液体現像剤を
掻き落として回収する。
【００３８】
上記の感光体スクイーズローラー１３Ｙを有するスクイーズ装置を経た感光体１０Ｙの
表面は、感光体１０Ｙと１次転写バックアップローラー５１Ｙにて当接される転写ベルト
４０Ｙにて形成された１次転写部５０Ｙに進入する。この１次転写部５０Ｙでは、感光体
１０Ｙに現像された現像剤像を転写ベルト４０へ転写する。１次転写バックアップローラ
ー５１Ｙに印加される転写バイアスの作用によって、感光体１０Ｙ上の現像剤像は転写ベ
ルト４０側に効果的に転写される。なお、感光体１０Ｙと転写ベルト４０は等速度で移動
する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、感光体１０Ｙの顕像トナ
ー像への外乱作用を抑制している。
【００３９】
１次転写部５０Ｙの下流側において、感光体１０Ｙと当接している感光体クリーニング
ブレード１８Ｙは、感光体１０Ｙ上のキャリア成分リッチな液体現像剤をクリーニングす
る。
【００４０】
転写ベルト４０（転写部材）は、ポリイミド基層上にポリウレタンの弾性中間層を設け
、さらにその上にＰＦＡ表層が設けられている三層構造となっている。この転写ベルト４
０は、ベルト駆動ローラー４１、テンションローラー４２にて張架され、ＰＦＡ表層側に
おいてトナー像が転写されるようにして用いられる。本実施形態の画像形成装置では、転
写部材として、転写ベルト４０を用いているが、ベルトに限らず、ローラー、ドラムなど
各種形態を採用することも可能である。
【００４１】
感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで１次転写バックアッ
プローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置することで形成される１次転写部
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋでは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接
位置を転写位置として、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のト
ナー像を転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、転写ベルト４０上にフルカラーのトナー
像を形成する。
【００４２】
２次転写ユニット６０は、２次転写ローラー６１が転写ベルト４０を挟んでベルト駆動
ローラー４１と対向配置され、両者によって２次転写部（ニップ部）を形成する。この２
次転写部では、転写ベルト４０上に形成された単色あるいはフルカラーのトナー像が転写
材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の転写材に転写される。さらに、シー
ト材搬送経路Ｌの下流には、図示しない定着ユニットが配設され、転写材上に転写された
単色のトナー像やフルカラーのトナー像に熱や圧力を加えて定着させる。
【００４３】
２次転写ユニットに対する転写材の供給は給紙装置（不図示）によって行われる。給紙
装置にセットされた転写材は、所定のタイミングにて一枚ごとに転写材搬送経路Ｌに送り
出されるようになっている。転写材搬送経路Ｌでは、ゲートローラー１０１、１０１’に
よって転写材を２次転写部まで搬送し、転写ベルト４０上に形成された単色あるいはフル
カラーのトナー像を転写材に転写する。
【００４４】
テンションローラー４２は、駆動ローラー４１と共に転写ベルト４０を張架しており、
転写ベルト４０のテンションローラー４２に張架されている箇所にて、転写ベルト４０を
クリーニングするクリーニングブレード４６が当接して配設される。
【００４５】
このように本実施形態の現像装置３０Ｙ、画像形成装置では、アニロクスローラー３３
Ｙで汲み上げた液体現像剤を、カウンター回転の現像ローラー２０Ｙに塗布することで４
〜１０μｍの均一な薄膜が形成される。さらに、現像ローラー２０Ｙに対向して設けられ
たトナー帯電器２２Ｙによって液体現像剤を帯電させるとともに、現像ローラー２０Ｙ側
に圧縮することで、非画像部に余分なトナーが付着すること（カブリ）を抑制すると共に
、画像部における均一性を向上させることが可能となる。
【００４６】
図２は、本発明の実施形態に係る液体現像液リサイクルシステムを示す図である。図２
中で特に本発明に関係する部分は、濃度調整部８０Ｙとその周辺構成であるコンクトナー
タンク７６Ｙ、キャリアタンク７５Ｙなどである。本システムでは、現像プロセスに必要
となる濃度調整された液体現像剤を、濃度調整部８０Ｙから現像トナー送液パイプ７２３
Ｙを通して現像剤貯留部３１１Ｙへ供給する。現像剤貯留部３１１Ｙは供給された液体現
像剤で満たされ、所定量を超えてオーバーフローした余剰液体現像剤は現像トナーリター
ンパイプ７２１Ｙを通して濃度調整部８０Ｙに帰される。
【００４７】
現像プロセスの過程で不要となった液体現像剤は、再利用のため回収タンク５４Ｙに一
旦蓄えられ、優先的に回収トナー注入パイプ７２２Ｙを通して濃度調整部８０Ｙに供給さ
れる。さらに、消費されたトナーを補うため、必要に応じて新しいトナーがコンクトナー
送液パイプ７２４Ｙを通してコンクトナータンク７６Ｙから、そして、新しいキャリア液
がキャリア送液パイプ７２５Ｙを通してキャリアタンク７５Ｙから供給される。コンクト
ナータンク７６Ｙに蓄積されるコンクトナーは、現像に使用する液体現像剤よりもトナー
濃度が高く、かつ、コンクトナー送液パイプ７２４Ｙを介して搬送できる程度にキャリア
液で希釈された液体現像剤である。このように本実施形態では、現像装置３０Ｙなどで回
収された液体現像剤を濃度調整部８０Ｙに搬送するタンク、パイプなどで構成された回収
部を設けることで液体現像剤の再利用を図っている。
【００４８】
本実施形態では、濃度調整のためこの濃度調整部８０Ｙに設けられたトナー濃度と液位
を検出するための濃度／液位検出部に特徴を有する。図３は、濃度／液位検出部が配され
る濃度調整部の構成を示す図である。液体現像方式の画像形成装置におけるリサイクルシ
ステムは、ＹＭＣＫカラー４色の液体現像剤毎にトナーリサイクル機構を持つことになる
。図３は、その内の１つのリサイクル機構の中枢部分である濃度調整部８０Ｙの構成を示
している。
【００４９】
濃度調整部８０Ｙは、内部に液体現像剤を貯留するため内部に貯留槽８７Ｙが形成され
た攪拌タンク８１Ｙ、貯留槽８７Ｙに貯留する液体現像剤を攪拌するための攪拌部、液体
現像剤のトナー濃度、液位を検出するための濃度／液位検出部などを主な構成として有す
る。
【００５０】
攪拌部は、攪拌タンク８１Ｙ上部に取り付けられた攪拌モーター８２１Ｙ、それに連結
した攪拌モーター軸８２２Ｙ、および攪拌翼８２３Ｙを有している。攪拌モーター８２１
Ｙを駆動することで、攪拌翼８２３Ｙが回転し液体現像剤が攪拌される。本図では、貯留
槽８７Ｙに液体現像剤が液位を示すＭＡＸ．位置まで注がれている。また、この液位がＭ
ＩＮ．位置まで変動した状態を液位検出用超音波反射板８３Ｙ’とともに２点鎖線で示し
ている。
【００５１】
また、攪拌タンク８１Ｙの上部には、トナー濃度および液位調整のためにコンクトナー
タンク７６Ｙ（トナー貯留槽）から、コンクトナー送液パイプ７２４Ｙを通して適時コン
クトナーが注がれる。同様に、トナー濃度および液位調整のためにキャリアタンク７５Ｙ
（キャリア液貯留槽）から、キャリア送液パイプ７２５Ｙを通して、適時キャリア液が注
がれる。さらに、本図には図示されていないが、図２に示すように現像ローラー２０Ｙや
感光体１０Ｙから回収された使用済み液体現像剤が、回収タンク５４Ｙに蓄えられ、回収
済みトナー注入パイプ７２２Ｙを通して適時回収済み液体現像剤が貯留槽８７Ｙに供給さ
れる。
【００５２】
貯留槽８７Ｙで濃度調整された液体現像剤は、送液パイプ７２３Ｙを通して、図２に示
される像剤貯留部３１１Ｙへ供給される。そして、使用されなかった液体現像剤は、現像
剤貯留部３１１Ｙからリターンパイプ７２１Ｙを通して貯留槽８７Ｙに戻される。
【００５３】
トナー濃度、および液位を検出する濃度／液位検出部は、攪拌翼８２３Ｙの直下、貯留
槽８７Ｙの鉛直方向の下方部に配設される超音波送受信用圧電素子８４Ｙ（振動検知部）
を備えて構成されている。この超音波送受信用圧電素子８４Ｙは、超音波（振動）の発振
と受信を同時に行うものであって、発振部と受信部の機能を兼ね備えている。そして、超
音波送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた超音波Ａは、攪拌モーター軸８２２Ｙの下端
に配設された濃度検出用超音波反射板８２４Ｙで反射し、反射波Ｂとして再び超音波送受
信用圧電素子８４Ｙへ帰還する。
【００５４】
液体現像剤中のトナー濃度を検出するための超音波送受信用圧電素子８４Ｙと濃度検出
用超音波反射板８２４Ｙが対向することで形成される面間距離は一定である。本実施形態
では、液体現像剤のトナー濃度変動により超音波の伝搬速度が変化することを利用するも
のであって、超音波送受信用圧電素子８４Ｙにて発振された振動が、濃度検出用超音波反
射板８２４Ｙに反射して、反射波Ｂとして超音波送受信用圧電素子８４Ｙにて検出される
までの所要時間を測定することで液体現像剤のトナー濃度を求めることが可能となる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、円環形状であって液体現像剤の液面に浮かぶフロート兼液位
検出用超音波反射板８３Ｙ（フロート）が、その中心を攪拌モーター軸８２２Ｙにて貫く
ように配設されている。超音波送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた超音波Ａは、この
フロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙで反射して、反射波Ｃとして再び超音波送受信
用圧電素子８４Ｙへ帰還する。攪拌モーター軸８２２Ｙの下端には、フロート・ストッパ
ー９２５Ｙが設けられ、液体現像剤がＭＩＮ．位置より少なくなっても下方に落下してト
ナー攪拌翼８２３Ｙなどと緩衝することがないよう構成されている。
【００５６】
液体現像剤の液位を検出するための超音波送受信用圧電素子８４Ｙとフロート兼液位検
出用超音波反射板８３Ｙのそれぞれ対向する面間距離は、液位の変動に伴い、図示される
ようにＭＡＸ．位置からＭＩＮ．位置まで変化する。液体現像剤の液位は、超音波Ａを発
してから反射波Ｃを受信するまでの所要時間を測定し、濃度測定にて測定された液体現像
剤中の音速を利用することで求められる。また、本実施形態のフロート兼液位検出用超音
波反射板８３Ｙを使用することで、液体現像剤の液面のゆらぎを平滑化することが可能と
なり、液位検出の精度を高めている。
【００５７】
以上、本実施形態では、攪拌部８２Ｙの底部に濃度検出用超音波反射板８２４Ｙ（第１
の反射部）を配設するとともに、攪拌モーター軸８２２Ｙにて貫くように配設されたフロ
ート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙの底面（第２の反射部）とすることで、濃度調整部
８０Ｙにおける攪拌機構と、濃度／液位検出部の一体化を図り、装置の簡略化、並びに小
型化を実現している。
【００５８】
さらに、貯留槽８７Ｙ内には液体現像剤の温度を検出する温度センサー８５Ｙ（温度検
知部）が配設されている。本実施形態では、液体現像剤の流れを乱すことのないよう、攪
拌タンク８１Ｙの内壁に突出しないように配設されている。
【００５９】
なお、液体現像剤のトナー濃度検出のための超音波Ａと、液位検出のための超音波Ａと
は、同じ超音波を利用することとしてもよいし、周波数を変えるなどした、それぞれ別の
超音波を利用して異なるタイミングで検出することとしてもよい。
【００６０】
超音波送受信用圧電素子８４Ｙは、超音波送受信用圧電素子用ハーネス８４１Ｙにより
濃度／液位測定部に接続される。そして、温度センサー８５Ｙは温度センサー用ハーネス
８５１Ｙにより濃度／液位測定部に接続される。
【００６１】
図４は、本発明による濃度／液位測定部のブロック図が示されている。全体構成につい
て説明すると、超音波の発振制御部９２、タイマー＆濃度演算部９３、濃度検量線データ
保存部９４、およびタイマー＆液位演算部９５は、マイクロコントロールユニット(ＭＣ
Ｕ)９１の処理に含まれる。また、マイクロコントロールユニット９１と圧電素子駆動部
９６、および受信波形検出部（増幅・検波・シュミットトリガ）９７は、濃度／液位測定
部９０（演算部）として構成される。そして、濃度／液位測定部９０には、図３で説明し
た濃度および液位検出用の超音波送受信用圧電素子８４Ｙが超音波送受信用圧電素子用ハ
ーネス８４１Ｙにより圧電素子駆動部９６と超音波受信波形検出部９７へ、また、前述の
温度センサー８５Ｙは、温度センサー用ハーネス８５１Ｙにより温度測定演算部９８に接
続されている。
【００６２】
次に、図４の構成における処理内容と処理の流れについて説明する。発振制御部９２で
は、超音波発生用の発振信号を発生させると同時にタイマー＆濃度演算部９３とタイマー
＆液位演算部９５に対し、濃度検出用反射波帰還時間ｔ１を計測するタイマー・スタート
のためのスタンバイ信号をタイマー＆濃度演算部９３に送りタイマー・スタートのトリガ
ー信号待ちにする。そして、発振信号は圧電素子駆動部９６で圧電素子駆動波となって、
超音波送受信用圧電素子８４Ｙを駆動し超音波を発生させる。そして、前記圧電素子駆動
波は同時に受信波形検出部９７により受信され、タイマー＆濃度演算部９３のタイマー・
カウンタをスタートさせるためのトリガー信号を発生させる。発生した超音波は、液体現
像剤中を伝搬し、濃度検出用超音波反射板８２４Ｙ（第１の反射部）とフロート兼液位検
出用超音波反射板８３Ｙの下面（第２の反射部）に反射して、それぞれ超音波送受信用圧
電素子８４Ｙで受信される。
【００６３】
超音波受信波形検出部９７では、超音波送受信用圧電素子８４Ｙにて受信された受信波
に基づいて、濃度検出用反射波帰還時間と液位検出用反射波帰還時間が計測される。これ
ら経過時間は、濃度演算部９３と液位演算部９５へ送られ、温度センサー８５Ｙと温度測
定演算部９８で求めた液体現像剤の温度値を加味してトナー濃度の情報と液位の情報を求
める演算が実施される。なお、演算の順序としては、まずタイマー＆濃度演算部９３でト
ナー濃度（トナー濃度の情報）が算出され、次にタイマー＆液位演算部９５で濃度に応じ
た音速Ｖを基に液位（液位の情報）が割り出される。
【００６４】
タイマー＆濃度演算部９３で行われる処理内容を説明する。まず、トナー濃度測定時の
音速Ｖは式（１）にて表すことができる。
Ｖ＝２Ｄ１／ｔ１ ・・・（１）
ここで、Ｄ１は超音波送受信用圧電素子８４Ｙと濃度検出用超音波反射板８２４Ｙの互
いに向かい合う面間の距離であり、ｔ１はこの間の反射波の帰還時間である。次に、トナ
ー濃度測定時の音速Ｖと、温度測定部演算部９８で取得した温度値と、検量線データ保存
部９４に記憶される検量線データに基づいてトナー濃度Ｄｅが求められる。
【００６５】
液体現像剤中に於ける超音波の伝搬速度Ｖは、その液体現像剤の温度の影響を受けて変
化する。従って、図３の温度センサー８５Ｙにサーミスター等を用いて液体現像剤の温度
を測定して、帰還時間ｔ１に対して補正をかける必要がある。本実施形態では、液体現像
剤は複数の成分から成るため、実測値を基に音速Ｖとトナー濃度Ｄｅの関係を検量線グラ
フとして作成することとしている。
【００６６】
図５には、検量線データをグラフ化した図が示されている。図に示されるように液体現
像剤のトナー濃度が同じ場合、液温が高くなるほど音速が大きくなる特性を有する。本実
施形態では、このような検量線データを用いて音速Ｖ、温度値からトナー濃度の情報を算
出している。検量線データは、このようなグラフ状のデータに限られるものではなく、数
式化されたものを用いることとしてもよい。
【００６７】
次に、タイマー＆液位演算部９５で行われる処理内容を説明する。トナー濃度測定時に
求めた音速Ｖを基に、液位Ｄ２を求める数式は式（２）にて表すことができる。
Ｄ２＝（Ｖ × ｔ２）／２ ・・・（２）
ここで、ｔ２は、超音波送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた超音波がフロート兼液
位検出用超音波反射板８３Ｙにて受信されるまでの帰還時間である。
【００６８】
図６には、濃度／液位検出を行う超音波送受信用圧電素子での送受信波形が示されてい
る。本実施形態では、送信波（超音波Ａ）を１度発振することで、温度検出用反射波帰還
時間ｔ１、液位検出用反射は帰還時間ｔ２を計測している。図中、縦軸は電圧で、超音波
送受信用圧電素子８４Ｙから発せられた送信波と受信波の電圧レベルを示す。また、横軸
は時間軸であり、矢印にて送信波と受信波の時間差が示されている。超音波の送信波は、
１点鎖線で示されるように、攪拌モーター軸８２２Ｙの先端部に形成された濃度検出用超
音波反射板８２４Ｙで反射し、濃度検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで
受信される。この送信波と受信波の時間差を濃度検出用反射波帰還時間ｔ１とする。
【００６９】
また、同送信波は、１点鎖線で示すフロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙで反射し
、液位検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで受信される。この送信波と受
信波の時間差を液位検出用反射波帰還時間ｔ２とする。この液位検出用反射波帰還時間ｔ
２を数式（２）に適用することで液位Ｄ２、すなわち、超音波送受信用圧電素子８４Ｙと
フロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙの下面との距離が算出される。
【００７０】
算出された液体現像剤のトナー濃度Ｄｅと液位Ｄ２は、図示しない制御部に送信され、
コンクトナータンク７６Ｙからのコンクトナー供給量とキャリアタンク７５Ｙからのキャ
リア液供給量の決定に使用される。制御部は、決定されたコンクトナー供給量と、キャリ
ア液供給量に基づいて、それらを搬送するポンプ７３４Ｙ、７３５Ｙを駆動する。
【００７１】
図中、濃度検出用受信波に隣接して現れる攪拌翼反射波は、超音波送受信用圧電素子８
４Ｙから発せられた超音波が攪拌翼８２３Ｙの一部に反射し、それを受信したことで発生
したものであるが、図３で明らかなように、超音波送受信用圧電素子８４Ｙから見て、攪
拌翼８２３Ｙは濃度検出用超音波反射板８２４Ｙよりも遠方に位置するため、濃度検出用
反射波帰還時間ｔ１、および液位検出用反射波帰還時間ｔ２に影響を与えることがない。
【００７２】
図６の実施形態では、１つの送信波で濃度検出用反射波帰還時間ｔ１、および液位検出
用反射波帰還時間ｔ２を求めることとしたが、これら２つの帰還時間ｔ１、ｔ２は異なる
タイミングで計測することとしてもよい。図７、図８は、本発明によるトナー濃度測定と
液位測定を時間的に別のタイミングで行う場合の実施形態であって、図７はトナー濃度検
出用反射波帰還時間ｔ１の計測の様子が、そして、図８は液位検出用反射波帰還時間ｔ２
の計測の様子が示されている。両図において、縦軸は超音波送受信用圧電素子８４Ｙから
発せられた送信波と受信波の電圧レベルを、横軸は時間軸を示している。
【００７３】
超音波の送信波は、１点鎖線で示す攪拌翼先端部反射面（濃度検出用超音波反射板８２
４Ｙ）で反射し、濃度検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで受信される。
この送信波と受信波の時間差を濃度検出用反射波帰還時間ｔ１とする。
【００７４】
超音波の送信波は、１点鎖線で示すフロート反射面（フロート兼液位検出用超音波反射
板８３Ｙ）で反射し、液位検出用受信波として超音波送受信用圧電素子８４Ｙで受信され
る。この送信波と受信波の時間差を液位検出用反射波帰還時間ｔ２とする。
【００７５】
図９は、本発明の他の実施形態に係る濃度調整部８０Ｙの構成を示したものである。図
３で説明した実施形態では、攪拌モーター軸８２２Ｙの端部に濃度検出用超音波反射板８
２４Ｙを設ける、あるいは、攪拌モーター軸８２２Ｙの端部を濃度検出用超音波反射板８
２４Ｙとして利用し、かつ、フロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙのスラスト軸とし
て利用していたのに対し、本実施形態では、新たにフロート軸８６Ｙを設け、濃度検出用
超音波反射板８６１Ｙとフロート兼液位検出用超音波反射板８３Ｙの配設に使用すること
としている。その他の構成は図３で説明した内容と同じであるので省略する。
【００７６】
本実施形態の利点は、図３の攪拌モーター軸８２２Ｙを利用する場合と比べ、フロート
軸８６Ｙが攪拌タンク８１Ｙ（詳しくは攪拌タンク８１Ｙの蓋部）に固定されているため
、不要な振動を抑えることが可能となる。また、攪拌翼８２３Ｙから離れて位置させるこ
とができるため、攪拌翼８２３Ｙによる反射波の影響を抑えることが可能である。
【００７７】
なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の
形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００７８】
１０Ｙ（以下、符号にＹの付されているものは、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色についても同様）…感
光体（潜像担持体）、１１Ｙ…コロナ帯電器、１２Ｙ…露光ユニット（露光部）、１３Ｙ
…スクイーズローラー、１４Ｙ…スクイーズローラークリーニングブレード、１８Ｙ…感
光体クリーニングブレード、２０Ｙ…現像ローラー（現像剤担持体）、２１Ｙ…現像ロー
ラークリーニングブレード、２２Ｙ…トナー帯電器、３０Ｙ…現像部、３１Ｙ…現像剤容
器、３１１Ｙ…現像剤貯留部、３３Ｙ…アニロクスローラー、３５Ｙ…規制部材、４０…
転写ベルト、４１…駆動ローラー、４２…テンションローラー、５１Ｙ…１次転写バック
アップローラー、６０…２次転写ユニット、６１…２次転写ローラー、６２…２次転写ロ
ーラークリーニングブレード、６３…２次転写ユニット回収貯留部、１０１、１０１’…
ゲートローラー、１０２…転写材ガイド、５４Ｙ…回収タンク、５５Ｙ…廃液タンク、７
２１Ｙ…現像トナーリターンパイプ、７２２Ｙ…回収トナー注入パイプ、７２３Ｙ…現像
トナー送液パイプ、７２４Ｙ…コンクトナー送液パイプ、７２５Ｙ…キャリア送液パイプ
、７３２Ｙ〜７３５Ｙ…ポンプ、７５Ｙ…キャリアタンク、７６Ｙ…コンクトナータンク
、８０Ｙ…濃度調整部、８１Ｙ…攪拌タンク、８２Ｙ…攪拌部、８２１Ｙ…攪拌モーター
、８２２Ｙ…攪拌モーター軸、８２３Ｙ…攪拌翼、８２４Ｙ…濃度検出用超音波反射板、
８２５Ｙ…フロート・ストッパー、８３Ｙ…フロート兼液位検出用超音波反射板、８４Ｙ
…超音波送受信用圧電素子、８４１Ｙ…超音波送受信用圧電素子用ハーネス、８５Ｙ…温
度センサー、８５１Ｙ…温度センサー用ハーネス、８６Ｙ…フロート軸、８６１Ｙ…濃度
検出用超音波反射板、８６２Ｙ…フロート・ストッパー、８７Ｙ…貯留槽、９０…濃度／
液位測定部、９１…マイクロコントロールユニット、９２…超音波発振制御部、９３…タ
イマー＆濃度演算部、９４…検量線データ保存部、９５…タイマー＆液位演算部、９６…
圧電素子駆動部、９７…超音波受信波形検出部、９８…温度測定演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を貯留する貯留槽と、
振動を発振する発振部、及び前記発振部で発振された振動を受信する受信部を有し、前
記貯留槽内に配設された振動検知部と、
前記貯留槽に配設され、前記振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部と、
前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基づいて移動し、前記発振部で発振された
振動を反射させる第２の反射部と、
前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記
第１の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて前記
貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、前記発振部で発振されて前
記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記第２の反射部で反射されて前
記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像
剤の液位の情報を算出する演算部と、
を有することを特徴とする濃度調整装置。
【請求項２】
前記貯留槽に貯留される液体現像剤は、第１のトナー濃度に調整されるとともに、
前記第１のトナー濃度よりも高い第２のトナー濃度の液体現像剤を貯留するトナー貯留
槽と、
前記キャリア液を貯留するキャリア液貯留槽と、
前記演算部で算出された前記貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報と液位
の情報とに基づいて、前記トナー貯留槽に貯留される第２のトナー濃度の液体現像剤の前
記貯留槽への供給、もしくは前記キャリア液貯留槽に貯留されたキャリア液の前記貯留槽
への供給を制御する制御部と、
を有する請求項１に記載の濃度調整装置。
【請求項３】
前記貯留槽に貯留される液体現像剤の温度を検知する温度検知部を有し、
前記演算部は、前記温度検知部で検知された液体現像剤の温度に基づいて、前記貯留槽
に貯留された液体現像剤のトナー濃度の情報を算出する請求項１または請求項２に記載の
濃度調整装置。
【請求項４】
前記振動検知部は、前記貯留槽の鉛直方向の下方部に配設される請求項１から請求項３
の何れか１項に記載の濃度調整装置。
【請求項５】
前記貯留槽に貯留される液体現像剤を攪拌する攪拌部を有し、
前記第１の反射部は、前記攪拌部に配設される請求項１から請求項４の何れか１項に記
載の濃度調整装置。
【請求項６】
前記液体現像剤の液面に浮かぶフロートを有し、
前記第２の反射部は、前記フロートに配設される請求項１から請求項５の何れか１項に
記載の濃度調整装置。
【請求項７】
潜像が形成される潜像担持体と、
トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、前記潜像担持
体に形成された前記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、
前記現像剤貯留部に供給する液体現像剤を貯留する貯留槽、振動を発振する発振部及び
前記発振部で発振された振動を受信する受信部を有して前記貯留槽に配設された振動検知
部、前記貯留槽に配設されて前記振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部、及
び前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基づいて移動して前記発振部で発振された
振動を反射させる第２の反射部を有して液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と
、
前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留された液体現像剤中を移動する振動が、前記
第１の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて前記
貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、前記発振部で発振されて前
記貯留槽に貯留された液体現像剤中を移動する振動が、前記第２の反射部で反射されて前
記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像
剤の液位の情報を算出する演算部と、
前記貯留槽に貯留される液体現像剤を前記現像剤貯留部に供給する供給部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像部は、前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像部材と、前記現像
部材をクリーニングして液体現像剤を回収するクリーニング部材と、を有し、
前記クリーニング部材で回収した液体現像剤を前記貯留槽に搬送する回収部を備える請
求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を貯留する貯留槽と、
振動を発振する発振部、及び前記発振部で発振された振動を受信する受信部を有し、前
記貯留槽内に配設された振動検知部と、
前記貯留槽に配設され、前記振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部と、
前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基づいて移動し、前記発振部で発振された
振動を反射させる第２の反射部と、
前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記
第１の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて前記
貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、前記発振部で発振されて前
記貯留槽に貯留される液体現像剤中を移動した振動が、前記第２の反射部で反射されて前
記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像
剤の液位の情報を算出する演算部と、
を有することを特徴とする濃度調整装置。
【請求項２】
前記貯留槽に貯留される液体現像剤は、第１のトナー濃度に調整されるとともに、
前記第１のトナー濃度よりも高い第２のトナー濃度の液体現像剤を貯留するトナー貯留
槽と、
前記キャリア液を貯留するキャリア液貯留槽と、
前記演算部で算出された前記貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報と液位
の情報とに基づいて、前記トナー貯留槽に貯留される第２のトナー濃度の液体現像剤の前
記貯留槽への供給、もしくは前記キャリア液貯留槽に貯留されたキャリア液の前記貯留槽
への供給を制御する制御部と、
を有する請求項１に記載の濃度調整装置。
【請求項３】
前記貯留槽に貯留される液体現像剤の温度を検知する温度検知部を有し、
前記演算部は、前記温度検知部で検知された液体現像剤の温度に基づいて、前記貯留槽
に貯留された液体現像剤のトナー濃度の情報を算出する請求項１または請求項２に記載の
濃度調整装置。
【請求項４】
前記振動検知部は、前記貯留槽の鉛直方向の下方部に配設される請求項１から請求項３
の何れか１項に記載の濃度調整装置。
【請求項５】
前記貯留槽に貯留される液体現像剤を攪拌する攪拌部を有し、
前記第１の反射部は、前記攪拌部に配設される請求項１から請求項４の何れか１項に記
載の濃度調整装置。
【請求項６】
前記液体現像剤の液面に浮かぶフロートを有し、
前記第２の反射部は、前記フロートに配設される請求項１から請求項５の何れか１項に
記載の濃度調整装置。
【請求項７】
潜像が形成される潜像担持体と、
トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、前記潜像担持
体に形成された前記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、
前記現像剤貯留部に供給する液体現像剤を貯留する貯留槽、振動を発振する発振部及び
前記発振部で発振された振動を受信する受信部を有して前記貯留槽に配設された振動検知
部、前記貯留槽に配設されて前記振動部で発振された振動を反射させる第１の反射部、及
び前記貯留槽に貯留される液体現像剤の液位に基づいて移動して前記発振部で発振された
振動を反射させる第２の反射部を有して液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と
、
前記発振部で発振されて前記貯留槽に貯留された液体現像剤中を移動する振動が、前記
第１の反射部で反射されて前記受信部で受信されるまでの第１の帰還時間に基づいて前記
貯留槽に貯留される液体現像剤のトナー濃度の情報を算出し、前記発振部で発振されて前
記貯留槽に貯留された液体現像剤中を移動する振動が、前記第２の反射部で反射されて前
記受信部で受信されるまでの第２の帰還時間に基づいて前記貯留槽に貯留される液体現像
剤の液位の情報を算出する演算部と、
前記貯留槽に貯留される液体現像剤を前記現像剤貯留部に供給する供給部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像部は、前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像部材と、前記現像
部材をクリーニングして液体現像剤を回収するクリーニング部材と、を有し、
前記クリーニング部材で回収した液体現像剤を前記貯留槽に搬送する回収部を備える請
求項７に記載の画像形成装置。
【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２０１２−１４１３４６（Ｐ２０１２−１４１３４６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２０５３（Ｐ２０１０−２９２０５３）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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