現像装置及び画像形成装置
【課題】静電容量検出部による検出結果を補正することができ、正確な液位情報を取得することが可能な現像装置、画像形成装置を提供する。
【解決手段】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容器、前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管３７０Ｙと、前記液体現像剤を収容する収容部４０１Ｙ、前記収容部４０１Ｙ内に設けられる第１センサー電極４２１Ｙと前記収容部４０１Ｙ内に設けられて液体現像剤を介して前記第１センサー電極４２１Ｙに対向する第２センサー電極４２２Ｙとを有して静電容量を検出する静電容量式液位センサー４１０Ｙ、前記液体現像剤供給管３７０Ｙに液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出する濃度センサー４６０Ｙ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、を備えることを特徴とする。
【解決手段】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容器、前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管３７０Ｙと、前記液体現像剤を収容する収容部４０１Ｙ、前記収容部４０１Ｙ内に設けられる第１センサー電極４２１Ｙと前記収容部４０１Ｙ内に設けられて液体現像剤を介して前記第１センサー電極４２１Ｙに対向する第２センサー電極４２２Ｙとを有して静電容量を検出する静電容量式液位センサー４１０Ｙ、前記液体現像剤供給管３７０Ｙに液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出する濃度センサー４６０Ｙ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、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上に形成した潜像をトナー及びキャリアからなる液体現像剤によって現像する現像装置、及び現像装置によるトナー及びキャリアからなる現像像をさらに記録媒体に転写して、転写されたトナー像を融着し定着して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有機溶剤（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】
上記のような液体現像剤を用いた画像形成装置の現像部においては、液体現像剤の残量等を把握するために、液体現像剤を収容する収容部における液体現像剤の液位を検出する技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（特開２００１−１９４２０８号公報）には、基板と、前記基板に所定間隔離隔されるように支持される第１電極板と、前記基板から前記第１電極板の高さ程度まで延在され、前記第１電極板の外周面と対応する開口部をもつ第２電極板とを具備し、検出対象の溶液が貯蔵された容器の一側で所定の検知位置に設けられた電極部と、前記第１電極板及び前記第２電極板により測定される静電容量の変化から前記検知位置上での前記溶液の有無を検出する貯水レベル検出部とを具備することを特徴とする貯水レベル検出器が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術に記載されているような、第１電極板及び前記第２電極板により測定される静電容量の変化に基づいて、液体現像剤の液位に関する判定を行う場合、前記静電容量が液体現像剤の濃度に応じて変化することも勘案して、これを行わなければならないが、従来の技術においては、濃度による静電容量の変化が液位検出結果に与える影響については考慮されておらず、正確な液位情報を取得することができない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る現像装置は、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を貯留する現像容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、前記液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
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、前記潜像担持体を露光して前記潜像を形成する露光部と、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容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有し、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と、前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、液体現像剤を攪拌する攪拌翼を有する。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記静電容量検出部で検出された静電容量、及び前記トナー濃度検出部で検出された液体現像剤のトナー濃度に基づいて、前記収容部に収容される液体現像剤の液位を算出する算出部を有する。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、前記収容部に収容された液体現像剤の温度を検出する温度検出部を有する。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記算出部で算出される液体現像剤の液位を補正する。
【００１２】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、液体現像剤供給管の管口より鉛直下方に配され、液体現像剤の濃度を検出する濃度検出部が設けられており、濃度による静電容量の変化に基づいて静電容量検出部による検出結果を補正することができるので、正確な液位情報を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図２】画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示す断面図である。
【図３】現像装置における濃度調整用タンクの構成の概略を示す断面図である。
【図４】静電容量式液位センサーの測定原理を説明する図である。
【図５】静電容量式液位センサーの測定原理から求められる液位と静電容量との関係を示す図である。
【図６】静電容量式液位センサーが形成するコンデンサＣの静電容量の温度特性を示す図である。
【図７】液体現像剤の誘電率εdevと濃度との関係の概略を示す図である。
【図８】濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、転写ベルト４０、２次転写部（２次転写ユニット）６０は、画像形成装置の上部に配置されている。
【００１５】
画像形成部は、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、不図示の露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、入力された画像信号に基づいて露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに搭載される各露光ヘッドを駆動することで、帯電された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。
【００１６】
現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに塗布する塗布ローラーであるアニロックスローラー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。
【００１７】
転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、駆動ローラー４１とテンションローラー４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラー４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで一次転写ローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、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、フルカラーのトナー像を形成する。
【００１８】
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、さらに２次転写ローラークリーニングブレード６２からなるクリーニング装置が配置される。そして、２次転写ローラー６１を配置した転写位置において、転写ベルト４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像をシート材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。
【００１９】
さらに、経路シート材搬送経路Ｌの下流には、定着ユニット９０が配置され、用紙等の記録媒体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を用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。
【００２０】
また、テンションローラー４２は、ベルト駆動ローラー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で、転写ベルトクリーニングブレード４６からなるクリーニング装置が当接・配置されている。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部及び現像装置について説明する。図２は画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像装置の構成は同様であるので、以下、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。
【００２２】
画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、感光体クリーニングブレード１８Ｙ、コロナ帯電器１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像装置３０Ｙの現像ローラー２０Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ’が配置されている。また、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’には、付属構成として感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’からなるクリーニング装置が配置されている。
【００２３】
現像装置３０Ｙにおける現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、弾性ローラー１６Ｙ、トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが配置されている。弾性ローラー１６Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙが当接しており、アニロックスローラー３２Ｙには、現像ローラー２０Ｙへ供給する液体現像剤の量を調整する規制ブレード３３Ｙが当接している。
【００２４】
弾性ローラー１６Ｙには、現像ローラー２０Ｙに供給されずに弾性ローラー１６Ｙ上に残った液体現像剤を掻き落とす弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙが当接している。
【００２５】
液体現像剤容器３１Ｙは、仕切り部３３０Ｙによって供給貯留部３１０Ｙ及び回収貯留部３２０Ｙの２つの空間に仕切られており、供給貯留部３１０Ｙには液体現像剤供給用のオーガ３４Ｙが、また、回収貯留部３２０Ｙには液体現像剤回収用の回収オーガ３２１Ｙが収容されている。
【００２６】
また、転写ベルト４０に沿って、感光体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラー５１Ｙが配置されている。
【００２７】
感光体１０Ｙは、現像ローラー２０Ｙの幅より広く、外周面に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、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該感光体１０Ｙの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。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１０Ｙ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１０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙ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。
【００２８】
なお、画像形成プロセスの始めから終わりまでで、より前段に配置されるローラーなどの構成は、後段に配置されるローラーなどの構成より上流にあるものと定義する。
【００２９】
現像装置３０Ｙの供給貯留部３１０Ｙにおいては、キャリア内にトナーを概略重量比２５％程度に分散した状態の液体現像剤を貯留する。一方、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙに供給されなかった液体現像剤や、感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’で掻き落とされた液体現像剤、クリーニングブレード２１Ｙにより現像ローラー２０Ｙから掻き落とされた液体現像剤、弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙにより弾性ローラー１６Ｙから掻き落とされた液体現像剤などを回収する回収オーガ３２１Ｙも備えられている。
【００３０】
また、現像装置３０Ｙには、コンパクション作用を施すトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが設けられている。このトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像効率を向上させるために、現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤に対してバイアス電圧の印加を行い、液体現像剤中のトナーを圧縮状態とする。
【００３１】
また現像装置３０Ｙは、前記の液体現像剤を担持する現像ローラー２０Ｙ、液体現像剤を現像ローラー２０Ｙに供給する弾性ローラー１６Ｙと、この弾性ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布するローラーであるアニロックスローラー３２Ｙと、現像ローラー２０Ｙに塗布する液体現像剤量を規制する規制ブレード３３Ｙと、液体現像剤を攪拌、搬送しつつアニロックスローラー３２Ｙに供給するオーガ３４Ｙ、現像ローラー２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にするトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ、現像ローラー２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラークリーニングブレード２１Ｙを有する。なお、コ
ンパクション状態とは、液体現像剤中のトナー成分を現像ローラー２０Ｙ表面側に圧縮状態にすることをいう。
【００３２】
現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、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（１〜３ｗｔ％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。
【００３３】
すなわち、本発明における液体現像剤は、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℃の時のせん断速度が１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
【００３４】
より詳細を記すと、本発明における液体現像剤は、０．５〜１，０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有する液状シリコーン油中に、少なくともバインダー樹脂を分散したもので、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ６００を用いて２５℃での剪断速度が１０００（１／ｓ）の時の粘弾性が３０ｍＰａ・ｓ〜３００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有するものである。
【００３５】
液状シリコーン油は、低揮発性キャリア液であり、直鎖状構造の液状シリコーン、環状構造の液状シリコーン、分岐鎖状構造の液状シリコーン、またはそれらの組合せからなる群より選択される。
【００３６】
液状シリコーン油としては、米国ダウ・コーニング社によるＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ（２０ｃＳｔ）、ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ（１００ｃＳｔ）、ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ（５０ｃＳｔ）、ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ等が例示される。
【００３７】
また、顔料としては、ニグロシン、フタロシアニンブルー、キナクリドン等の有機系着色剤、また、カーボンブラック、酸化鉄等の無機系着色剤が例示され、また、バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリアクリレート、ポリエステル、またはこれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、変性エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレン等が例示される。
【００３８】
顔料とバインダー樹脂は液状シリコーン油中に直接分散されてもよいが、好ましくは顔料とバインダー樹脂を溶融混練し、バインダー樹脂で被覆された顔料とされるとよい。
【００３９】
樹脂被覆顔料としては、エポキシ樹脂で被覆されたＡｒａｌｄｉｔｅ ６０８４（チバ・ガイギー社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３）、Ｔｉｎｔａｃａｒｂ ４３５（キャボット・コーポレーション社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７）、Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｒｕｂｉｎｅ ＫＢ４Ｎ（チバ・ガイギー社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７）、Ｍｏｎｏｌｉｔｅ Ｙｅｌｌｏｗ（ＩＣＩオーストラリアによるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １）等が挙げられる。これらの被覆顔料は、適宜の割合で混合した後、溶融混練−粉砕して、マスターバッチとし、後述する液体現像剤の製造に使用するとよい。また、エポキシ樹脂を被覆した顔料の溶融混練に際してアルキル化ポリビニルピロリドンを添加してエポキシ樹脂と反応させ、被覆樹脂を変性エポキシ樹脂としたマスターバッチとしてもよい。
【００４０】
分散剤としては、ビニル基、カルボン酸基、ヒドロキシル基、アミン基から選ばれる官
能基を有するポリシロキサンであり、直鎖状ポリシロキサン、環状ポリシロキサン、分岐鎖状ポリシロキサン、またそれらの組合せより選択される。例えばＥｌａｓｔｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ（ワッカー・ケミカル社製、ビニル官能基を有するポリシロキサンポリマー）、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１（ワッカー・ケミカル社製、アミン官能基を有するポリシロキサンポリマー）であり、粘度が９０，０００ｍＰａ・ｓ以下のものが例示される。官能基を有するポリシロキサンは、官能基に介して着色樹脂粒子の表面に結合または吸着し、それによって、液状シリコーン油との相溶性を着色粒子に与えるものである。
【００４１】
また、本発明の液体現像剤には、必要に応じて金属石鹸、脂肪酸、レシチン等の電荷制御剤を含むことができ、例えばＮｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ（クリアノバ社製、オクタン酸ジルコニウム）等が例示される。
【００４２】
本発明の液体現像剤は、上記で得たマスターバッチと分散剤と液状シリコーン油とをボールミルで微粉砕、混合して調製され、３０〜３００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有するものとされるとよい。トナー固形分濃度は、４０質量％以下、好ましくは１０〜２５質量％とするとよい。本実施形態においては、液体現像剤として、トナー固形分濃度が２５質量％のものが、現像剤容器３１Ｙに収容されている。
【００４３】
なお、本発明の液体現像剤は、特表２００３−５０８８２６に記載される液体現像剤を使用してもよく、詳細はその記載が参照されるが、本発明にあっては、その液体現像剤におけるバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜７０℃のものが好ましい。
【００４４】
アニロックスローラー３２Ｙは、弾性ローラー１６Ｙに対して液体現像剤を供給し、塗布する塗布ローラーとして機能するものである。このアニロックスローラー３２Ｙは、円筒状の部材であり、表面に液体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。このアニロックスローラー３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙ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２に示すように、オーガ３４Ｙが反時計回り回転し、アニロックスローラー３２Ｙに液体現像剤を供給し、アニロックスローラー３２Ｙは時計回りに回転して、反時計回りに回転する弾性ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布する。アニロックスローラー３２Ｙによって弾性ローラー１６Ｙに塗布された液体現像剤は、反時計回りに回転する現像ローラー２０Ｙに供給される。
【００４５】
規制ブレード３３Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロックスローラー３２Ｙの表面に当接し、アニロックスローラー３２Ｙ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、弾性ローラー１６Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。
【００４６】
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２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラー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等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。現像ローラークリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラー２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラー２０Ｙ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置されて、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ものである。ここで、掻き落とされた液体現像剤は、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙに落下する。
【００４７】
弾性ローラー１６Ｙについても、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等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。また、弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙは、弾性ローラ
ー１６Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去する。ここで、掻き落とされた液体現像剤は、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙに落下する。
【００４８】
トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像ローラー２０Ｙ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、図２に示すようにトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙによって、トナー圧縮部位でトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ側から現像ローラー２０Ｙに向かって電界が印加される。
【００４９】
現像ローラー２０Ｙに担持されてトナー圧縮された液体現像剤は、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、感光体１０Ｙの潜像に対応し移動し、これを現像する。そして、現像残りの現像剤は、現像ローラークリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去され現像剤容器３１Ｙ内の回収貯留部３２０Ｙに滴下して再利用される。
【００５０】
一次転写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の下流側に配置して感光体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように表面に弾性体を被覆して感光体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラー部材から成る感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’と、該感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’に押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’とから構成され、感光体１０Ｙに現像された液体現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。一次転写前の感光体スクイーズ装置として、本実施形態では複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’を設けているが、ひとつの感光体スクイーズローラーによって構成しても良い。また、液体現像剤の状態などに応じて、複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’のうち一方が当離接するように構成しても良い。
【００５１】
一次転写部５０Ｙでは、感光体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラー５１Ｙにより転写ベルト４０へ転写する。ここで、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。
【００５２】
一次転写の下流側において、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上の転写されずに残った液体現像剤をクリーニングする。この感光体クリーニングブレード１８Ｙによって掻き落とされた液体現像剤は、現像剤貯留基体２８０に落下する。現像剤貯留基体２８０Ｙには回転する回収オーガ２８１Ｙが設けられており、回収オーガ２８１Ｙの回転に伴い、現像剤貯留基体２８０Ｙに貯留している液体現像剤はリサイクル現像剤回収管２８５Ｙに導かれ、リサイクル現像剤回収管２８５Ｙを経てバッファタンク５３０Ｙに到達する。
【００５３】
現像装置３０Ｙは、現像剤容器３１Ｙにおける供給貯留部３１０Ｙに対し、キャリアにトナーを概略重量比２５％に分散した液体現像剤を供給する濃度調整用タンク４００Ｙが設けられている。濃度調整用タンク４００Ｙと供給貯留部３１０Ｙとの間には液体現像剤供給管３７０Ｙが設けられており、この液体現像剤供給管３７０Ｙの途中に配されている液体現像剤供給ポンプ３７５Ｙの駆動により濃度調整用タンク４００Ｙ中の濃度が調整された液体現像剤が、供給貯留部３１０Ｙに供給されるようになっている。
【００５４】
また、濃度調整用タンク４００Ｙと、現像容器３１Ｙにおける回収貯留部３２０Ｙとの間には液体現像剤回収管３７１Ｙが設けられており、各クリーニングブレードにより掻き落とされた液体現像剤が貯留されている回収貯留部３２０Ｙにおいて、回収オーガ３２１Ｙが回転すると、液体現像剤は液体現像剤回収管３７１Ｙに導かれ、濃度調整用タンク４
００Ｙに落下する。
【００５５】
高濃度現像剤タンク５１０Ｙは、トナー固形分濃度約３５％以上の高濃度液体現像剤を貯蔵するタンクであり、キャリア液タンク５２０Ｙはキャリア原液を貯蔵するタンクである。
【００５６】
高濃度現像剤タンク５１０Ｙと濃度調整用タンク４００Ｙとの間には高濃度現像剤供給管５１１Ｙが設けられており、高濃度現像剤供給管５１１Ｙ中の高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙが駆動されることで、高濃度現像剤タンク５１０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに高濃度液体現像剤を供給することができるようになっている。濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を下回った場合、高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙが駆動されることで、濃度調整用タンク４００Ｙに高濃度液体現像剤を供給し、濃度を高めるようにすることができる。
【００５７】
キャリア液タンク５２０Ｙと濃度調整用タンク４００Ｙとの間にはキャリア液供給管５２１Ｙが設けられており、キャリア液供給管５２１Ｙ中のキャリア液供給ポンプ５２３Ｙが駆動されることで、キャリア液タンク５２０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液の原液を供給することができるようになっている。濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を上回った場合、キャリア液供給ポンプ５２３Ｙが駆動されることで、濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液の原液を供給し、濃度を低めるようにすることができる。
【００５８】
また、現像剤貯留基体２８０Ｙから回収された液体現像剤が貯留されているバッファタンク５３０Ｙと、濃度調整用タンク４００Ｙとの間にはリサイクル現像剤供給管５３１Ｙが設けられており、リサイクル現像剤供給管５３１Ｙ中のリサイクル現像剤供給ポンプ５３３Ｙが駆動されることで、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにリサイクルした液体現像剤を供給することができるようになっている。
【００５９】
バッファタンク５３０Ｙに貯留されている液体現像剤は、２次転写が行われた後の感光体１０Ｙから掻き落とされた液体現像剤であるので、トナー固形分濃度が極めて低い（トナー固形分濃度約３％程度）、キャリアリッチなものである。したがって、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を上回ったとき、キャリア液タンク５２０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液を供給する代わりに、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに液体現像剤を供給すると、キャリア液タンク５２０Ｙ中のキャリア液の原液を節約することが可能となる場合がある。
【００６０】
次に、濃度調整用タンク４００Ｙの構成についてより詳しく説明する。図３は現像装置における濃度調整用タンクの構成の概略を示す断面図である。濃度調整用タンク４００Ｙは、現像装置３０Ｙにおける現像プロセスで用いる液体現像剤を調製するために利用されるタンクである。
【００６１】
この濃度調整用タンク４００Ｙは、液体現像剤を貯留しておく収容部４０１Ｙと、この収容部４０１Ｙを覆うと共に、各配管、軸部４０６Ｙ、支持部材４５１Ｙなどが挿通される蓋部４０２Ｙを有している。
【００６２】
この蓋部４０２Ｙにはモーター４０５Ｙが取り付けられている。モーター４０５Ｙの回転軸である軸部４０６Ｙは蓋部４０２Ｙから収容部４０１Ｙ内に挿通されている。軸部４０６Ｙには、液体現像剤に浸ることが想定される位置に攪拌翼４０７Ｙが取り付けられており、モーター４０５Ｙの作動に伴い、攪拌翼４０７Ｙが回転し収容部４０１Ｙ中の液体現像剤が攪拌されるようになっている。
【００６３】
この濃度調整用タンク４００Ｙの収容部４０１Ｙの側面には、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤の液位を検出するために用いられる静電容量式液位センサー４１０Ｙが設けられている。この静電容量式液位センサー４１０Ｙは、対向する第１センサー電極４２１Ｙ及び第２センサー電極４２２Ｙによりコンデンサを形成し、このコンデンサの静電容量から液体現像剤の液位を検出する。静電容量式液位センサー４１０Ｙには、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとの間の距離を一定に保つための距離規制部材として、第１スペーサー４２３Ｙと第２スペーサー４２４Ｙとが、対向電極の間に配されている。また、第１センサー電極４２１Ｙは、取り付け基台４１１Ｙ及び取り付け基台４１２Ｙを介して、収容部４０１Ｙに取り付けられている。
【００６４】
第１センサー電極４２１Ｙ及び第２センサー電極４２２Ｙには、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０）、鉄、アルミ（Ａ５０５２、Ａ６０６３）などの材質のものを用いる。なお、第１センサー電極４２１Ｙ及び第２センサー電極４２２Ｙの表面には、ポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）などのコーティングを施しても良い。
【００６５】
また、電極間の間隔を決定する部材である第１スペーサー４２３Ｙと第２スペーサー４２４Ｙに用いる材質としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール樹脂などの絶縁体を挙げることができる。
【００６６】
図４は静電容量式液位センサーの測定原理を説明する図である。第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとは同じ形状の電極が用いられており、その電極幅はｗで、電極長さはｄである。また、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとは間隔ｄをもって対向配置されている。また、液位がＬであるとき、空気の誘電率をεair、液体現像剤の誘電率をεdevとすると、空気を誘電体としたコンデンサＣairは、下
式（１）によって表すことができる。
【００６７】
【数１】
また、液体現像剤を誘電体としたコンデンサＣdevは、下式（２）によって表すことがで
きる。
【００６８】
【数２】
したがって、液位Ｌによって、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとが形成するコンデンサＣの値は、下式（３）によって変化することがわかる。
【００６９】
【数３】
図５は静電容量式液位センサー４１０Ｙの測定原理から求められる液位と静電容量との
関係を示す図である。上記の（３）式に示す測定原理から、濃度調整用タンク４００Ｙにおける液位と、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとが形成するコンデンサＣの静電容量には、図示するように１次式の関係があることがわかる。
【００７０】
ところで、本実施形態で用いられる液体現像剤の誘電率εdevは、温度によって静電容
量の変化があることがわかった。したがい、このような変化に基づいて、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとが形成するコンデンサＣの静電容量は、温度の変化に応じて図６に示すように変化する。図６における温度と静電容量との関係式は、２次式で近似することができる。
【００７１】
また、本実施形態で用いられる液体現像剤の誘電率εdevは、キャリア液中に分散され
ているトナー固形分濃度に応じて変化する。図７は液体現像剤の誘電率εdevと濃度との
関係の概略を示す図である。図７に示すように、液体現像剤の濃度が上昇すると、液体現像剤の誘電率εdevも上昇する傾向があることがわかる。
【００７２】
以上のように、静電容量式液位センサー４１０Ｙにおいては、コンデンサＣの静電容量が液体現像剤の温度と濃度によって変化するので、コンデンサＣの静電容量に基づいて、液位Ｌを算出する際においては、温度と濃度に応じた補正を行う。
【００７３】
再び図３に戻り、蓋部４０２Ｙには固定部材４５０Ｙが設けられており、この固定部材４５０Ｙから蓋部４０２Ｙを挿通する形で延在する支持部材４５１Ｙには、濃度センサー４６０Ｙと温度センサー４９０Ｙとが設けられている。
【００７４】
濃度センサー４６０Ｙとしては、例えば、対向配置された２枚の圧電素子で超音波を発受信し、その伝搬時間から濃度を測定するものを利用することができる。また、温度センサー４９０Ｙは白金センサーなどの温度検出手段である。
【００７５】
静電容量式液位センサー４１０Ｙ、濃度センサー４６０Ｙ、温度センサー４９０Ｙからの検出信号は、いずれも不図示のリード線などにより、濃度調整用タンク４００Ｙ外に取り出されるようになっている。
【００７６】
以上のような濃度調整用タンク４００Ｙにおける寸法関係について説明する。図３に示すように、収容部４０１Ｙの底面部から、収容部４０１Ｙから液体現像剤を吸い上げて現像容器３１Ｙに液体現像剤を供給する液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口までの高さをｈtとする。また、収容部４０１Ｙの底面部から、濃度センサー４６０Ｙの上面部までの高
さをｈCとする。
【００７７】
本実施形態に係る画像形成装置においては、以下のような特徴点を有している。本実施形態に係る画像形成装置においては、収容部４０１Ｙから液体現像剤を吸い上げて現像容器３１Ｙに液体現像剤を供給する液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口が濃度センサー４６０Ｙの鉛直上方に配されている。これは、寸法関係で示せば、ｈC＜ｈtの関係を有していることに相当する。濃度センサー４６０Ｙは液体現像剤の濃度を測定するものであるので、必ず液体現像剤中に浸っている状態が維持される必要があるが、収容部４０１Ｙから前記液体現像剤を吸い上げる液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口より、濃度センサー４６０Ｙが鉛直下方側に位置していれば、必ず、前記のような状態が維持されることが保証できるというメリットがある。
【００７８】
このように、本発明によれば、液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口より鉛直下方に配され、液体現像剤の濃度を検出する濃度センサー４６０Ｙが設けられており、濃度による静電容量の変化に基づいて静電容量式液位センサー４１０Ｙによる検出結果を補正すること
ができるので、正確な液位情報を取得することが可能となるのである。
【００７９】
次に、以上のように構成される本実施形態に係る現像装置３０Ｙの濃度調整用タンク４００Ｙにおける液体現像剤の液位を算出する方法について説明する。図８は濃度調整用タンク４００中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。
【００８０】
図８において、液位算出部６５０ＹはＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。この液位算出部６５０Ｙに対しては、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとで構成される静電容量式液位センサー４１０Ｙによって検出された電極間の静電容量データと、濃度センサー４６０Ｙによって検出された液体現像剤の濃度に係るデータ、温度センサー４９０Ｙによって検出された液体現像剤の温度に係るデータが入力される。
【００８１】
液位算出部６５０Ｙは、以上のような入力データに基づいて、収容部４０１Ｙに収容されている前記液体現像剤の液位を算出して、高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙ、キャリア液供給ポンプ５２３Ｙ、リサイクル現像剤供給ポンプ５３３Ｙなどを制御する上位制御装置に算出された液位データを送信する。
【００８２】
なお、液位算出部６５０Ｙにおいて、収容部４０１Ｙ内の液体現像剤の液位を算出する上では、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって検出された電極間の静電容量データが最も基本的なデータであるので、このデータのみで液位データを算出することも可能である。
【００８３】
また、必要に応じて、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって取得された静電容量データに加えて、さらに、濃度センサー４６０Ｙによって検出された液体現像剤の濃度に係るデータ、温度センサー４９０Ｙによって検出された液体現像剤の温度に係るデータに基づいて、液位データを算出することも可能である。この場合、図６及び図７に示された特性が考慮される。
【００８４】
また、必要に応じて、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって取得された静電容量データに加えて、さらに、温度センサー４９０Ｙによって検出された液体現像剤の温度に係るデータに基づいて、液位データを算出することも可能である。この場合、図６に示された特性が考慮される。
【００８５】
また、必要に応じて、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって取得された静電容量データに加えて、さらに、濃度センサー４６０Ｙによって検出された液体現像剤の濃度に係るデータに基づいて、液位データを算出することも可能である。この場合、図７に示された特性が考慮される。
【００８６】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、液体現像剤供給管の吸入口より鉛直下方に配され、液体現像剤の濃度を検出する濃度検出部が設けられており、濃度による静電容量の変化に基づいて静電容量検出部による検出結果を補正することができるので、正確な液位情報を取得することが可能となる。
【符号の説明】
【００８７】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・感光体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・コロナ帯電器、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ、１３Ｙ’・・・感光体スクイーズローラー、１４Ｙ、１４Ｙ’・・・感光体スクイーズローラークリーニングブレード、１６Ｙ・・・弾性ローラー、１７Ｙ・・・弾性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、２０Ｍ、２０Ｃ、２０
Ｋ・・・現像ローラー、２１Ｙ・・・現像ローラークリーニングブレード、２２Ｙ・・・トナー圧縮コロナ発生器、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像装置、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・アニロックスローラー、３３Ｙ・・・規制ブレード、３４Ｙ・・・オーガ（供給ローラー）、４０・・・転写ベルト、４１・・・ベルト駆動ローラー、４２・・・テンションローラー、４６・・・転写ベルトクリーニングブレード、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一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、９０・・・定着ユニット、２８０Ｙ・・・現像剤貯留基体、２８１Ｙ・・・回収オーガ、２８５Ｙ・・・リサイクル現像剤回収管、３１０Ｙ・・・供給貯留部、３２０Ｙ・・・回収貯留部、３２１Ｙ・・・回収オーガ、３３０Ｙ・・・仕切り部、３７０Ｙ・・・液体現像剤供給管、３７１Ｙ・・・液体現像剤回収管、３７５Ｙ・・・液体現像剤供給ポンプ、４００Ｙ・・・濃度調整用タンク、４０１Ｙ・・・収容部、４０２Ｙ・・・蓋部、４０５Ｙ・・・モーター、４０６Ｙ・・・軸部、４０７Ｙ・・・攪拌翼、４１０Ｙ・・・静電容量式液位センサー、４１１Ｙ・・・取り付け基台、４１２Ｙ・・・取り付け基台、４２１Ｙ・・・第１センサー電極、４２２Ｙ・・・第２センサー電極、４２３Ｙ・・・第１スペーサー（規制部材）、４２４Ｙ・・・第２スペーサー（規制部材）、４５０Ｙ・・・固定部材、４５１Ｙ・・・支持部材、４６０Ｙ・・・濃度センサー、４９０Ｙ・・・温度センサー、５１０Ｙ・・・高濃度現像剤タンク、５１１Ｙ・・・高濃度現像剤供給管、５１３Ｙ・・・高濃度現像剤供給ポンプ、５２０Ｙ・・・キャリア液タンク、５２１Ｙ・・・キャリア液供給管、５２３Ｙ・・・キャリア液供給ポンプ、５３０Ｙ・・・バッファタンク、５３１Ｙ・・・リサイクル現像剤供給管、５３３Ｙ・・・リサイクル現像剤供給ポンプ、６５０Ｙ・・・液位算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上に形成した潜像をトナー及びキャリアからなる液体現像剤によって現像する現像装置、及び現像装置によるトナー及びキャリアからなる現像像をさらに記録媒体に転写して、転写されたトナー像を融着し定着して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有機溶剤（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】
上記のような液体現像剤を用いた画像形成装置の現像部においては、液体現像剤の残量等を把握するために、液体現像剤を収容する収容部における液体現像剤の液位を検出する技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（特開２００１−１９４２０８号公報）には、基板と、前記基板に所定間隔離隔されるように支持される第１電極板と、前記基板から前記第１電極板の高さ程度まで延在され、前記第１電極板の外周面と対応する開口部をもつ第２電極板とを具備し、検出対象の溶液が貯蔵された容器の一側で所定の検知位置に設けられた電極部と、前記第１電極板及び前記第２電極板により測定される静電容量の変化から前記検知位置上での前記溶液の有無を検出する貯水レベル検出部とを具備することを特徴とする貯水レベル検出器が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術に記載されているような、第１電極板及び前記第２電極板により測定される静電容量の変化に基づいて、液体現像剤の液位に関する判定を行う場合、前記静電容量が液体現像剤の濃度に応じて変化することも勘案して、これを行わなければならないが、従来の技術においては、濃度による静電容量の変化が液位検出結果に与える影響については考慮されておらず、正確な液位情報を取得することができない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る現像装置は、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を貯留する現像容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、前記液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
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、前記潜像担持体を露光して前記潜像を形成する露光部と、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容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有し、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と、前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、液体現像剤を攪拌する攪拌翼を有する。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記静電容量検出部で検出された静電容量、及び前記トナー濃度検出部で検出された液体現像剤のトナー濃度に基づいて、前記収容部に収容される液体現像剤の液位を算出する算出部を有する。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、前記収容部に収容された液体現像剤の温度を検出する温度検出部を有する。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記算出部で算出される液体現像剤の液位を補正する。
【００１２】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、液体現像剤供給管の管口より鉛直下方に配され、液体現像剤の濃度を検出する濃度検出部が設けられており、濃度による静電容量の変化に基づいて静電容量検出部による検出結果を補正することができるので、正確な液位情報を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図である。
【図２】画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示す断面図である。
【図３】現像装置における濃度調整用タンクの構成の概略を示す断面図である。
【図４】静電容量式液位センサーの測定原理を説明する図である。
【図５】静電容量式液位センサーの測定原理から求められる液位と静電容量との関係を示す図である。
【図６】静電容量式液位センサーが形成するコンデンサＣの静電容量の温度特性を示す図である。
【図７】液体現像剤の誘電率εdevと濃度との関係の概略を示す図である。
【図８】濃度調整用タンク中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、転写ベルト４０、２次転写部（２次転写ユニット）６０は、画像形成装置の上部に配置されている。
【００１５】
画像形成部は、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、不図示の露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、入力された画像信号に基づいて露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに搭載される各露光ヘッドを駆動することで、帯電された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。
【００１６】
現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに塗布する塗布ローラーであるアニロックスローラー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。
【００１７】
転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、駆動ローラー４１とテンションローラー４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラー４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで一次転写ローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、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、フルカラーのトナー像を形成する。
【００１８】
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、さらに２次転写ローラークリーニングブレード６２からなるクリーニング装置が配置される。そして、２次転写ローラー６１を配置した転写位置において、転写ベルト４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像をシート材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。
【００１９】
さらに、経路シート材搬送経路Ｌの下流には、定着ユニット９０が配置され、用紙等の記録媒体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を用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。
【００２０】
また、テンションローラー４２は、ベルト駆動ローラー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で、転写ベルトクリーニングブレード４６からなるクリーニング装置が当接・配置されている。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部及び現像装置について説明する。図２は画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像装置の構成は同様であるので、以下、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。
【００２２】
画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、感光体クリーニングブレード１８Ｙ、コロナ帯電器１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像装置３０Ｙの現像ローラー２０Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ’が配置されている。また、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’には、付属構成として感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’からなるクリーニング装置が配置されている。
【００２３】
現像装置３０Ｙにおける現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、弾性ローラー１６Ｙ、トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが配置されている。弾性ローラー１６Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙが当接しており、アニロックスローラー３２Ｙには、現像ローラー２０Ｙへ供給する液体現像剤の量を調整する規制ブレード３３Ｙが当接している。
【００２４】
弾性ローラー１６Ｙには、現像ローラー２０Ｙに供給されずに弾性ローラー１６Ｙ上に残った液体現像剤を掻き落とす弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙが当接している。
【００２５】
液体現像剤容器３１Ｙは、仕切り部３３０Ｙによって供給貯留部３１０Ｙ及び回収貯留部３２０Ｙの２つの空間に仕切られており、供給貯留部３１０Ｙには液体現像剤供給用のオーガ３４Ｙが、また、回収貯留部３２０Ｙには液体現像剤回収用の回収オーガ３２１Ｙが収容されている。
【００２６】
また、転写ベルト４０に沿って、感光体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラー５１Ｙが配置されている。
【００２７】
感光体１０Ｙは、現像ローラー２０Ｙの幅より広く、外周面に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、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該感光体１０Ｙの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される。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１０Ｙ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１０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙ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。
【００２８】
なお、画像形成プロセスの始めから終わりまでで、より前段に配置されるローラーなどの構成は、後段に配置されるローラーなどの構成より上流にあるものと定義する。
【００２９】
現像装置３０Ｙの供給貯留部３１０Ｙにおいては、キャリア内にトナーを概略重量比２５％程度に分散した状態の液体現像剤を貯留する。一方、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙに供給されなかった液体現像剤や、感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’で掻き落とされた液体現像剤、クリーニングブレード２１Ｙにより現像ローラー２０Ｙから掻き落とされた液体現像剤、弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙにより弾性ローラー１６Ｙから掻き落とされた液体現像剤などを回収する回収オーガ３２１Ｙも備えられている。
【００３０】
また、現像装置３０Ｙには、コンパクション作用を施すトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが設けられている。このトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像効率を向上させるために、現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤に対してバイアス電圧の印加を行い、液体現像剤中のトナーを圧縮状態とする。
【００３１】
また現像装置３０Ｙは、前記の液体現像剤を担持する現像ローラー２０Ｙ、液体現像剤を現像ローラー２０Ｙに供給する弾性ローラー１６Ｙと、この弾性ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布するローラーであるアニロックスローラー３２Ｙと、現像ローラー２０Ｙに塗布する液体現像剤量を規制する規制ブレード３３Ｙと、液体現像剤を攪拌、搬送しつつアニロックスローラー３２Ｙに供給するオーガ３４Ｙ、現像ローラー２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にするトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ、現像ローラー２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラークリーニングブレード２１Ｙを有する。なお、コ
ンパクション状態とは、液体現像剤中のトナー成分を現像ローラー２０Ｙ表面側に圧縮状態にすることをいう。
【００３２】
現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、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（１〜３ｗｔ％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。
【００３３】
すなわち、本発明における液体現像剤は、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℃の時のせん断速度が１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
【００３４】
より詳細を記すと、本発明における液体現像剤は、０．５〜１，０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有する液状シリコーン油中に、少なくともバインダー樹脂を分散したもので、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ６００を用いて２５℃での剪断速度が１０００（１／ｓ）の時の粘弾性が３０ｍＰａ・ｓ〜３００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有するものである。
【００３５】
液状シリコーン油は、低揮発性キャリア液であり、直鎖状構造の液状シリコーン、環状構造の液状シリコーン、分岐鎖状構造の液状シリコーン、またはそれらの組合せからなる群より選択される。
【００３６】
液状シリコーン油としては、米国ダウ・コーニング社によるＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ（２０ｃＳｔ）、ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ（１００ｃＳｔ）、ＤＣ ２００ Ｆｌｕｉｄ（５０ｃＳｔ）、ＤＣ ３４５ Ｆｌｕｉｄ等が例示される。
【００３７】
また、顔料としては、ニグロシン、フタロシアニンブルー、キナクリドン等の有機系着色剤、また、カーボンブラック、酸化鉄等の無機系着色剤が例示され、また、バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリアクリレート、ポリエステル、またはこれらのコポリマー、アルキド樹脂、ロジン、ロジンエステル、変性エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、環化ゴム、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリエチレン等が例示される。
【００３８】
顔料とバインダー樹脂は液状シリコーン油中に直接分散されてもよいが、好ましくは顔料とバインダー樹脂を溶融混練し、バインダー樹脂で被覆された顔料とされるとよい。
【００３９】
樹脂被覆顔料としては、エポキシ樹脂で被覆されたＡｒａｌｄｉｔｅ ６０８４（チバ・ガイギー社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３）、Ｔｉｎｔａｃａｒｂ ４３５（キャボット・コーポレーション社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７）、Ｉｒｇａｌｉｔｅ Ｒｕｂｉｎｅ ＫＢ４Ｎ（チバ・ガイギー社によるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７）、Ｍｏｎｏｌｉｔｅ Ｙｅｌｌｏｗ（ＩＣＩオーストラリアによるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １）等が挙げられる。これらの被覆顔料は、適宜の割合で混合した後、溶融混練−粉砕して、マスターバッチとし、後述する液体現像剤の製造に使用するとよい。また、エポキシ樹脂を被覆した顔料の溶融混練に際してアルキル化ポリビニルピロリドンを添加してエポキシ樹脂と反応させ、被覆樹脂を変性エポキシ樹脂としたマスターバッチとしてもよい。
【００４０】
分散剤としては、ビニル基、カルボン酸基、ヒドロキシル基、アミン基から選ばれる官
能基を有するポリシロキサンであり、直鎖状ポリシロキサン、環状ポリシロキサン、分岐鎖状ポリシロキサン、またそれらの組合せより選択される。例えばＥｌａｓｔｓｉｌ Ｍ４６４０Ａ（ワッカー・ケミカル社製、ビニル官能基を有するポリシロキサンポリマー）、Ｆｉｎｉｓｈ ＷＲ１１０１（ワッカー・ケミカル社製、アミン官能基を有するポリシロキサンポリマー）であり、粘度が９０，０００ｍＰａ・ｓ以下のものが例示される。官能基を有するポリシロキサンは、官能基に介して着色樹脂粒子の表面に結合または吸着し、それによって、液状シリコーン油との相溶性を着色粒子に与えるものである。
【００４１】
また、本発明の液体現像剤には、必要に応じて金属石鹸、脂肪酸、レシチン等の電荷制御剤を含むことができ、例えばＮｕｘｔｒａ ６％ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ（クリアノバ社製、オクタン酸ジルコニウム）等が例示される。
【００４２】
本発明の液体現像剤は、上記で得たマスターバッチと分散剤と液状シリコーン油とをボールミルで微粉砕、混合して調製され、３０〜３００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の粘度を有するものとされるとよい。トナー固形分濃度は、４０質量％以下、好ましくは１０〜２５質量％とするとよい。本実施形態においては、液体現像剤として、トナー固形分濃度が２５質量％のものが、現像剤容器３１Ｙに収容されている。
【００４３】
なお、本発明の液体現像剤は、特表２００３−５０８８２６に記載される液体現像剤を使用してもよく、詳細はその記載が参照されるが、本発明にあっては、その液体現像剤におけるバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜７０℃のものが好ましい。
【００４４】
アニロックスローラー３２Ｙは、弾性ローラー１６Ｙに対して液体現像剤を供給し、塗布する塗布ローラーとして機能するものである。このアニロックスローラー３２Ｙは、円筒状の部材であり、表面に液体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。このアニロックスローラー３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙ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２に示すように、オーガ３４Ｙが反時計回り回転し、アニロックスローラー３２Ｙに液体現像剤を供給し、アニロックスローラー３２Ｙは時計回りに回転して、反時計回りに回転する弾性ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布する。アニロックスローラー３２Ｙによって弾性ローラー１６Ｙに塗布された液体現像剤は、反時計回りに回転する現像ローラー２０Ｙに供給される。
【００４５】
規制ブレード３３Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロックスローラー３２Ｙの表面に当接し、アニロックスローラー３２Ｙ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、弾性ローラー１６Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。
【００４６】
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２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラー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等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。現像ローラークリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラー２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラー２０Ｙ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置されて、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ものである。ここで、掻き落とされた液体現像剤は、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙに落下する。
【００４７】
弾性ローラー１６Ｙについても、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等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。また、弾性ローラークリーニングブレード１７Ｙは、弾性ローラ
ー１６Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去する。ここで、掻き落とされた液体現像剤は、現像装置３０Ｙの回収貯留部３２０Ｙに落下する。
【００４８】
トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像ローラー２０Ｙ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、図２に示すようにトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙによって、トナー圧縮部位でトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ側から現像ローラー２０Ｙに向かって電界が印加される。
【００４９】
現像ローラー２０Ｙに担持されてトナー圧縮された液体現像剤は、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、感光体１０Ｙの潜像に対応し移動し、これを現像する。そして、現像残りの現像剤は、現像ローラークリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去され現像剤容器３１Ｙ内の回収貯留部３２０Ｙに滴下して再利用される。
【００５０】
一次転写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の下流側に配置して感光体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように表面に弾性体を被覆して感光体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラー部材から成る感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’と、該感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’に押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’とから構成され、感光体１０Ｙに現像された液体現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。一次転写前の感光体スクイーズ装置として、本実施形態では複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’を設けているが、ひとつの感光体スクイーズローラーによって構成しても良い。また、液体現像剤の状態などに応じて、複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’のうち一方が当離接するように構成しても良い。
【００５１】
一次転写部５０Ｙでは、感光体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラー５１Ｙにより転写ベルト４０へ転写する。ここで、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。
【００５２】
一次転写の下流側において、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上の転写されずに残った液体現像剤をクリーニングする。この感光体クリーニングブレード１８Ｙによって掻き落とされた液体現像剤は、現像剤貯留基体２８０に落下する。現像剤貯留基体２８０Ｙには回転する回収オーガ２８１Ｙが設けられており、回収オーガ２８１Ｙの回転に伴い、現像剤貯留基体２８０Ｙに貯留している液体現像剤はリサイクル現像剤回収管２８５Ｙに導かれ、リサイクル現像剤回収管２８５Ｙを経てバッファタンク５３０Ｙに到達する。
【００５３】
現像装置３０Ｙは、現像剤容器３１Ｙにおける供給貯留部３１０Ｙに対し、キャリアにトナーを概略重量比２５％に分散した液体現像剤を供給する濃度調整用タンク４００Ｙが設けられている。濃度調整用タンク４００Ｙと供給貯留部３１０Ｙとの間には液体現像剤供給管３７０Ｙが設けられており、この液体現像剤供給管３７０Ｙの途中に配されている液体現像剤供給ポンプ３７５Ｙの駆動により濃度調整用タンク４００Ｙ中の濃度が調整された液体現像剤が、供給貯留部３１０Ｙに供給されるようになっている。
【００５４】
また、濃度調整用タンク４００Ｙと、現像容器３１Ｙにおける回収貯留部３２０Ｙとの間には液体現像剤回収管３７１Ｙが設けられており、各クリーニングブレードにより掻き落とされた液体現像剤が貯留されている回収貯留部３２０Ｙにおいて、回収オーガ３２１Ｙが回転すると、液体現像剤は液体現像剤回収管３７１Ｙに導かれ、濃度調整用タンク４
００Ｙに落下する。
【００５５】
高濃度現像剤タンク５１０Ｙは、トナー固形分濃度約３５％以上の高濃度液体現像剤を貯蔵するタンクであり、キャリア液タンク５２０Ｙはキャリア原液を貯蔵するタンクである。
【００５６】
高濃度現像剤タンク５１０Ｙと濃度調整用タンク４００Ｙとの間には高濃度現像剤供給管５１１Ｙが設けられており、高濃度現像剤供給管５１１Ｙ中の高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙが駆動されることで、高濃度現像剤タンク５１０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに高濃度液体現像剤を供給することができるようになっている。濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を下回った場合、高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙが駆動されることで、濃度調整用タンク４００Ｙに高濃度液体現像剤を供給し、濃度を高めるようにすることができる。
【００５７】
キャリア液タンク５２０Ｙと濃度調整用タンク４００Ｙとの間にはキャリア液供給管５２１Ｙが設けられており、キャリア液供給管５２１Ｙ中のキャリア液供給ポンプ５２３Ｙが駆動されることで、キャリア液タンク５２０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液の原液を供給することができるようになっている。濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を上回った場合、キャリア液供給ポンプ５２３Ｙが駆動されることで、濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液の原液を供給し、濃度を低めるようにすることができる。
【００５８】
また、現像剤貯留基体２８０Ｙから回収された液体現像剤が貯留されているバッファタンク５３０Ｙと、濃度調整用タンク４００Ｙとの間にはリサイクル現像剤供給管５３１Ｙが設けられており、リサイクル現像剤供給管５３１Ｙ中のリサイクル現像剤供給ポンプ５３３Ｙが駆動されることで、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにリサイクルした液体現像剤を供給することができるようになっている。
【００５９】
バッファタンク５３０Ｙに貯留されている液体現像剤は、２次転写が行われた後の感光体１０Ｙから掻き落とされた液体現像剤であるので、トナー固形分濃度が極めて低い（トナー固形分濃度約３％程度）、キャリアリッチなものである。したがって、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤のトナー固形分濃度が２５％を上回ったとき、キャリア液タンク５２０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙにキャリア液を供給する代わりに、バッファタンク５３０Ｙから濃度調整用タンク４００Ｙに液体現像剤を供給すると、キャリア液タンク５２０Ｙ中のキャリア液の原液を節約することが可能となる場合がある。
【００６０】
次に、濃度調整用タンク４００Ｙの構成についてより詳しく説明する。図３は現像装置における濃度調整用タンクの構成の概略を示す断面図である。濃度調整用タンク４００Ｙは、現像装置３０Ｙにおける現像プロセスで用いる液体現像剤を調製するために利用されるタンクである。
【００６１】
この濃度調整用タンク４００Ｙは、液体現像剤を貯留しておく収容部４０１Ｙと、この収容部４０１Ｙを覆うと共に、各配管、軸部４０６Ｙ、支持部材４５１Ｙなどが挿通される蓋部４０２Ｙを有している。
【００６２】
この蓋部４０２Ｙにはモーター４０５Ｙが取り付けられている。モーター４０５Ｙの回転軸である軸部４０６Ｙは蓋部４０２Ｙから収容部４０１Ｙ内に挿通されている。軸部４０６Ｙには、液体現像剤に浸ることが想定される位置に攪拌翼４０７Ｙが取り付けられており、モーター４０５Ｙの作動に伴い、攪拌翼４０７Ｙが回転し収容部４０１Ｙ中の液体現像剤が攪拌されるようになっている。
【００６３】
この濃度調整用タンク４００Ｙの収容部４０１Ｙの側面には、濃度調整用タンク４００Ｙ内の液体現像剤の液位を検出するために用いられる静電容量式液位センサー４１０Ｙが設けられている。この静電容量式液位センサー４１０Ｙは、対向する第１センサー電極４２１Ｙ及び第２センサー電極４２２Ｙによりコンデンサを形成し、このコンデンサの静電容量から液体現像剤の液位を検出する。静電容量式液位センサー４１０Ｙには、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとの間の距離を一定に保つための距離規制部材として、第１スペーサー４２３Ｙと第２スペーサー４２４Ｙとが、対向電極の間に配されている。また、第１センサー電極４２１Ｙは、取り付け基台４１１Ｙ及び取り付け基台４１２Ｙを介して、収容部４０１Ｙに取り付けられている。
【００６４】
第１センサー電極４２１Ｙ及び第２センサー電極４２２Ｙには、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０）、鉄、アルミ（Ａ５０５２、Ａ６０６３）などの材質のものを用いる。なお、第１センサー電極４２１Ｙ及び第２センサー電極４２２Ｙの表面には、ポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）などのコーティングを施しても良い。
【００６５】
また、電極間の間隔を決定する部材である第１スペーサー４２３Ｙと第２スペーサー４２４Ｙに用いる材質としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール樹脂などの絶縁体を挙げることができる。
【００６６】
図４は静電容量式液位センサーの測定原理を説明する図である。第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとは同じ形状の電極が用いられており、その電極幅はｗで、電極長さはｄである。また、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとは間隔ｄをもって対向配置されている。また、液位がＬであるとき、空気の誘電率をεair、液体現像剤の誘電率をεdevとすると、空気を誘電体としたコンデンサＣairは、下
式（１）によって表すことができる。
【００６７】
【数１】
また、液体現像剤を誘電体としたコンデンサＣdevは、下式（２）によって表すことがで
きる。
【００６８】
【数２】
したがって、液位Ｌによって、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとが形成するコンデンサＣの値は、下式（３）によって変化することがわかる。
【００６９】
【数３】
図５は静電容量式液位センサー４１０Ｙの測定原理から求められる液位と静電容量との
関係を示す図である。上記の（３）式に示す測定原理から、濃度調整用タンク４００Ｙにおける液位と、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとが形成するコンデンサＣの静電容量には、図示するように１次式の関係があることがわかる。
【００７０】
ところで、本実施形態で用いられる液体現像剤の誘電率εdevは、温度によって静電容
量の変化があることがわかった。したがい、このような変化に基づいて、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとが形成するコンデンサＣの静電容量は、温度の変化に応じて図６に示すように変化する。図６における温度と静電容量との関係式は、２次式で近似することができる。
【００７１】
また、本実施形態で用いられる液体現像剤の誘電率εdevは、キャリア液中に分散され
ているトナー固形分濃度に応じて変化する。図７は液体現像剤の誘電率εdevと濃度との
関係の概略を示す図である。図７に示すように、液体現像剤の濃度が上昇すると、液体現像剤の誘電率εdevも上昇する傾向があることがわかる。
【００７２】
以上のように、静電容量式液位センサー４１０Ｙにおいては、コンデンサＣの静電容量が液体現像剤の温度と濃度によって変化するので、コンデンサＣの静電容量に基づいて、液位Ｌを算出する際においては、温度と濃度に応じた補正を行う。
【００７３】
再び図３に戻り、蓋部４０２Ｙには固定部材４５０Ｙが設けられており、この固定部材４５０Ｙから蓋部４０２Ｙを挿通する形で延在する支持部材４５１Ｙには、濃度センサー４６０Ｙと温度センサー４９０Ｙとが設けられている。
【００７４】
濃度センサー４６０Ｙとしては、例えば、対向配置された２枚の圧電素子で超音波を発受信し、その伝搬時間から濃度を測定するものを利用することができる。また、温度センサー４９０Ｙは白金センサーなどの温度検出手段である。
【００７５】
静電容量式液位センサー４１０Ｙ、濃度センサー４６０Ｙ、温度センサー４９０Ｙからの検出信号は、いずれも不図示のリード線などにより、濃度調整用タンク４００Ｙ外に取り出されるようになっている。
【００７６】
以上のような濃度調整用タンク４００Ｙにおける寸法関係について説明する。図３に示すように、収容部４０１Ｙの底面部から、収容部４０１Ｙから液体現像剤を吸い上げて現像容器３１Ｙに液体現像剤を供給する液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口までの高さをｈtとする。また、収容部４０１Ｙの底面部から、濃度センサー４６０Ｙの上面部までの高
さをｈCとする。
【００７７】
本実施形態に係る画像形成装置においては、以下のような特徴点を有している。本実施形態に係る画像形成装置においては、収容部４０１Ｙから液体現像剤を吸い上げて現像容器３１Ｙに液体現像剤を供給する液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口が濃度センサー４６０Ｙの鉛直上方に配されている。これは、寸法関係で示せば、ｈC＜ｈtの関係を有していることに相当する。濃度センサー４６０Ｙは液体現像剤の濃度を測定するものであるので、必ず液体現像剤中に浸っている状態が維持される必要があるが、収容部４０１Ｙから前記液体現像剤を吸い上げる液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口より、濃度センサー４６０Ｙが鉛直下方側に位置していれば、必ず、前記のような状態が維持されることが保証できるというメリットがある。
【００７８】
このように、本発明によれば、液体現像剤供給管３７０Ｙの吸入口より鉛直下方に配され、液体現像剤の濃度を検出する濃度センサー４６０Ｙが設けられており、濃度による静電容量の変化に基づいて静電容量式液位センサー４１０Ｙによる検出結果を補正すること
ができるので、正確な液位情報を取得することが可能となるのである。
【００７９】
次に、以上のように構成される本実施形態に係る現像装置３０Ｙの濃度調整用タンク４００Ｙにおける液体現像剤の液位を算出する方法について説明する。図８は濃度調整用タンク４００中の液体現像剤の液位を算出するためのブロック構成を示す図である。
【００８０】
図８において、液位算出部６５０ＹはＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。この液位算出部６５０Ｙに対しては、第１センサー電極４２１Ｙと第２センサー電極４２２Ｙとで構成される静電容量式液位センサー４１０Ｙによって検出された電極間の静電容量データと、濃度センサー４６０Ｙによって検出された液体現像剤の濃度に係るデータ、温度センサー４９０Ｙによって検出された液体現像剤の温度に係るデータが入力される。
【００８１】
液位算出部６５０Ｙは、以上のような入力データに基づいて、収容部４０１Ｙに収容されている前記液体現像剤の液位を算出して、高濃度現像剤供給ポンプ５１３Ｙ、キャリア液供給ポンプ５２３Ｙ、リサイクル現像剤供給ポンプ５３３Ｙなどを制御する上位制御装置に算出された液位データを送信する。
【００８２】
なお、液位算出部６５０Ｙにおいて、収容部４０１Ｙ内の液体現像剤の液位を算出する上では、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって検出された電極間の静電容量データが最も基本的なデータであるので、このデータのみで液位データを算出することも可能である。
【００８３】
また、必要に応じて、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって取得された静電容量データに加えて、さらに、濃度センサー４６０Ｙによって検出された液体現像剤の濃度に係るデータ、温度センサー４９０Ｙによって検出された液体現像剤の温度に係るデータに基づいて、液位データを算出することも可能である。この場合、図６及び図７に示された特性が考慮される。
【００８４】
また、必要に応じて、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって取得された静電容量データに加えて、さらに、温度センサー４９０Ｙによって検出された液体現像剤の温度に係るデータに基づいて、液位データを算出することも可能である。この場合、図６に示された特性が考慮される。
【００８５】
また、必要に応じて、静電容量式液位センサー４１０Ｙによって取得された静電容量データに加えて、さらに、濃度センサー４６０Ｙによって検出された液体現像剤の濃度に係るデータに基づいて、液位データを算出することも可能である。この場合、図７に示された特性が考慮される。
【００８６】
以上、本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、液体現像剤供給管の吸入口より鉛直下方に配され、液体現像剤の濃度を検出する濃度検出部が設けられており、濃度による静電容量の変化に基づいて静電容量検出部による検出結果を補正することができるので、正確な液位情報を取得することが可能となる。
【符号の説明】
【００８７】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・感光体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・コロナ帯電器、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ、１３Ｙ’・・・感光体スクイーズローラー、１４Ｙ、１４Ｙ’・・・感光体スクイーズローラークリーニングブレード、１６Ｙ・・・弾性ローラー、１７Ｙ・・・弾性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、２０Ｍ、２０Ｃ、２０
Ｋ・・・現像ローラー、２１Ｙ・・・現像ローラークリーニングブレード、２２Ｙ・・・トナー圧縮コロナ発生器、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像装置、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・アニロックスローラー、３３Ｙ・・・規制ブレード、３４Ｙ・・・オーガ（供給ローラー）、４０・・・転写ベルト、４１・・・ベルト駆動ローラー、４２・・・テンションローラー、４６・・・転写ベルトクリーニングブレード、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一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、９０・・・定着ユニット、２８０Ｙ・・・現像剤貯留基体、２８１Ｙ・・・回収オーガ、２８５Ｙ・・・リサイクル現像剤回収管、３１０Ｙ・・・供給貯留部、３２０Ｙ・・・回収貯留部、３２１Ｙ・・・回収オーガ、３３０Ｙ・・・仕切り部、３７０Ｙ・・・液体現像剤供給管、３７１Ｙ・・・液体現像剤回収管、３７５Ｙ・・・液体現像剤供給ポンプ、４００Ｙ・・・濃度調整用タンク、４０１Ｙ・・・収容部、４０２Ｙ・・・蓋部、４０５Ｙ・・・モーター、４０６Ｙ・・・軸部、４０７Ｙ・・・攪拌翼、４１０Ｙ・・・静電容量式液位センサー、４１１Ｙ・・・取り付け基台、４１２Ｙ・・・取り付け基台、４２１Ｙ・・・第１センサー電極、４２２Ｙ・・・第２センサー電極、４２３Ｙ・・・第１スペーサー（規制部材）、４２４Ｙ・・・第２スペーサー（規制部材）、４５０Ｙ・・・固定部材、４５１Ｙ・・・支持部材、４６０Ｙ・・・濃度センサー、４９０Ｙ・・・温度センサー、５１０Ｙ・・・高濃度現像剤タンク、５１１Ｙ・・・高濃度現像剤供給管、５１３Ｙ・・・高濃度現像剤供給ポンプ、５２０Ｙ・・・キャリア液タンク、５２１Ｙ・・・キャリア液供給管、５２３Ｙ・・・キャリア液供給ポンプ、５３０Ｙ・・・バッファタンク、５３１Ｙ・・・リサイクル現像剤供給管、５３３Ｙ・・・リサイクル現像剤供給ポンプ、６５０Ｙ・・・液位算出部
【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現像容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、
前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、
前記液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体を露光して前記潜像を形成する露光部と、
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容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有し、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と、
前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、
液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、液体現像剤を攪拌する攪拌翼を有する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記静電容量検出部で検出された静電容量、及び前記トナー濃度検出部で検出された液体現像剤のトナー濃度に基づいて、前記収容部に収容される液体現像剤の液位を算出する算出部を有する請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、前記収容部に収容された液体現像剤の温度を検出する温度検出部を有する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記算出部で算出される液体現像剤の液位を補正する請求項５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現像容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、
前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、
前記液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体を露光して前記潜像を形成する露光部と、
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容器、及び前記現像容器に貯留された液体現像剤を担持する現像剤担持体を有し、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と、
前記現像部の前記現像容器に液体現像剤を移送させる液体現像剤供給管と、
液体現像剤を収容する収容部、前記収容部内に設けられる第１電極と前記収容部内に設けられて液体現像剤を介して前記第１電極に対向する第２電極とを有して静電容量を検出する静電容量検出部、前記液体現像剤供給管に液体現像剤を吸入させる前記液体現像剤供給管の吸入口、及び前記吸入口の鉛直方向の下方に配されて液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を有して、液体現像剤のトナー濃度を調整する濃度調整部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、液体現像剤を攪拌する攪拌翼を有する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記静電容量検出部で検出された静電容量、及び前記トナー濃度検出部で検出された液体現像剤のトナー濃度に基づいて、前記収容部に収容される液体現像剤の液位を算出する算出部を有する請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記収容部内で前記吸入口の鉛直方向の下方に配設されて、前記収容部に収容された液体現像剤の温度を検出する温度検出部を有する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記温度検出部で検出された温度に基づいて、前記算出部で算出される液体現像剤の液位を補正する請求項５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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１５７５１（Ｐ２０１２−２１５７５１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１６７９（Ｐ２０１１−８１６７９）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【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１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【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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