JP4661217B2 - 液体現像剤特性検出装置、液体現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置において静電潜像を現像するために用いる液体現像剤のトナー濃度を検出する液体現像剤特性検出装置、液体現像装置及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置では、一般的には、感光体等の静電潜像担持体表面を帯電させ、その帯電域に画像情報に基づいて画像露光して静電潜像を形成し、その潜像を現像して可視トナー像とし、このトナー像を紙等の記録材に転写し、定着させる。潜像を現像剤で現像して可視トナー像化させる現像装置の一つとして液体現像装置が知られている。

液体現像装置では、現像剤としてトナーをキャリア液に分散させた液体現像剤が用いられる。キャリア液は、通常、分散剤や荷電付与剤を含んでいる。

液体現像装置は、現像用部材として、代表的には、回転駆動される現像ローラを有する。現像ローラは、一部が液体現像剤に浸され、静電潜像担持体に臨む。液体現像剤は、現像ローラの回転により現像ローラ上に薄層として保持されつつ現像領域へ運ばれ、現像剤中の帯電したトナーが、現像バイアス印加のもとに静電潜像担持体上に形成された静電潜像に付着し、該潜像を可視トナー像とする。余剰の現像剤は現像ローラの回転に伴って、もとの液体現像剤へ戻される。

このように液体現像剤を現像ローラ上に薄層に保持して現像領域へ供給するのは、液体現像では、トナーが絶縁性キャリア液中を移動して潜像を現像するので、できるだけ高速で現像できるように、現像の際のトナーの移動距離を短くしたり、トナーの移動速度を大きくするためである。

かかる現像においては、静電潜像担持体と現像ローラ間の距離（現像剤層厚）は通常１０μｍ程度とされ、かなり小さい。この間に存在するトナーで画像濃度を維持するには、１０重量％（ｗｔ％）〜３０重量％（ｗｔ％）の高濃度のトナー濃度が要求される。

一方、液体現像剤は、このようにして使用されるうちに、トナー濃度が低下してくるなど、液体現像剤の特性が所定の正規のものとは異なってくる。そのため、液体現像剤中のトナー濃度を検出するなど、液体現像剤の特性を検出し、その検出結果に応じて、トナーを補給するなどして、液体現像剤特性を正規のものにしなければならない。

トナー濃度検出を例にとると、トナー濃度の検出には、通常、発光素子と受光素子とを含むトナー濃度検出センサが採用される。すなわち、発光素子と受光素子との間に測定対象液体現像剤を配置し、発光素子から受光素子への透過光量に応じた受光素子の出力に基づいてトナー濃度を検出するのである。

このとき、液体現像剤中をトナー濃度に応じて光が透過する必要があるところ、測定対象の液体現像剤の層厚が大きすぎると、高濃度トナー等のために光透過性が低下して、トナー濃度を検出し難くなる。かといって、液体現像剤中に設置した発光素子と受光素子との間隔を小さくすると、高濃度トナー等のためにそれだけ粘性が大きくなっている液体現像剤が該発光素子と受光素子との間に入り難くなり、一端入り込むと出にくくなり、両素子間の液体現像剤の入れ替わりが困難になったりする。
このほか、液体現像剤中の高濃度に分散されたトナーが発光素子や受光素子に付着してトナー濃度の検出精度が低下するという問題もある。

この点、例えば、特開２００１−５２９９号公報には、液体現像剤中に配置した発光素子及び受光素子を、トナー濃度非検出時には濃度検出時より離隔させておき、濃度検出時にそれらを濃度検出間隔まで接近させることが記載されている。

また、特開２００１−３０５８６７号公報には、透明な管の内側と外側に発光素子と受光素子を配置し、該管の表面に塗布ローラで液体現像剤を薄層に塗布し、この現像剤薄層を発光素子と受光素子との間に配置してトナー濃度を検出することが記載されている。

特開平５−１３３８９０号公報には、発光素子と受光素子との間を液体現像剤が流れる構成を採用し、発光素子及び受光素子の液体現像剤に接触する部分をトナーと同帯電極性の物質で形成し、それにより、両素子へのトナーの付着を防止することが記載されている。

特開２００１−５２９９号公報 特開２００１−３０５８６７号公報 特開平５−１３３８９０号公報

しかしながら、特開２００１−５２９９号公報に記載されたトナー濃度検出方法では、トナー濃度検出時に発光素子と受光素子とを濃度検出間隔まで接近させるとき、その接近により得られる両素子間隔に誤差が生じやすく、そのためトナー濃度検出に誤差が生じやすくなる。

特開２００１−３０５８６７号公報に記載されたトナー濃度検出方法では、透明管の表面に液体現像剤薄層を塗布形成するとき、その薄層の厚さにムラが生じやすく、それがトナー濃度検出誤差を招く。

特開平５−１３３８９０号公報に記載されたトナー濃度検出方法では、発光素子と受光素子間をトナー濃度検出のために狭く設定したとき、両素子間に詰まったものは排除できない。

いずれにしても、液体現像剤特性検出における問題は、トナー等を分散させた液体現像剤は、それだけ粘性が高くて流動性にはそれほど富んでいないことや、厚くすると光を透過し難くなることに起因するところが大きい。

そこで本発明は、液体現像剤の特性、特にトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができる液体現像剤特性検出装置を提供することを第１の課題とする。
また、本発明は、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができ、ひいては、その検出結果を利用して、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を所定の正規のものに維持することが可能である液体現像装置を提供することを第２の課題とする。

さらに本発明は、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができ、ひいては、その検出結果を利用して、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を所定の正規のものに維持してそれだけ良好に画像形成することができる画像形成装置を提供することを第３の課題とする。

本発明は上記の液体現像剤特性検出装置、液体現像装置及び画像形成装置を提供しようとするものであるが、次に参考までに述べる液体現像剤特性検出方法にも関係している。（１）液体現像剤特性検出方法
キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤の特性を検出する方法であり、予め定めた量の測定対象液体現像剤を希釈用キャリア液で希釈し、該希釈液体現像剤における液体現像剤特性を特性検出センサで検出し、該測定対象液体現像剤量、該希釈に用いたキャリア液量及び該特性検出センサによる検出値に基づいて該測定対象液体現像剤特性を求める液体現像剤特性検出方法である。

この検出方法によると、測定対象液体現像剤（特性検出対象の液体現像剤）はそのままで特性検出に供されるのではなく、希釈用キャリア液で希釈され、希釈液体現像剤の状態で特性検出に供される。さらに言えば、そのままであれば高濃度トナー等により光透過率が低く、粘性の高い測定対象液体現像剤が、光透過率が増加するとともに流動性に富む希釈液体現像剤とされて特性検出に供される。

かかる希釈液体現像剤は、流動性に富むから、特性検出センサに対し容易に流動させて配置でき、また、特性検出センサに対し容易に流動して入れ替わることもできる。
また、特性検出センサが、例えば、発光素子と受光素子とを含み、両素子の間に希釈液体現像剤を配置し、発光素子から受光素子への透過光量に応じた受光素子の出力でもって特性を検出する場合でも、希釈液体現像剤は光透過性が増加しているので、該両素子間隔を希釈液体現像剤の配置、入れ替わりに十分な、そして、異物の詰まり抑制に十分な固定距離に設定して、なお検出感度を高く維持して誤差少なく特性を検出できる。

また、該両素子間隔を固定距離に設定できることで、特性検出センサによる特性検出対象の希釈液体現像剤の層厚を一定化でき、この点でも、誤差少なく特性を検出できる。
さらにトナー濃度が低く、粘性の低い希釈液体現像剤を用いて特性検出を行うので、特性検出センサの汚れも抑制される。
これらにより、液体現像剤の特性を従来より誤差少なく、精度よく検出することができる。
なお、トナー濃度の検出は、トナー濃度測定の別法である反射濃度による測定によってもよく、その場合は、センサとして反射濃度検出センサを利用すればよい。

かかる検出方法においては、測定対象液体現像剤量、希釈に用いたキャリア液量及び特性検出センサによる検出値に基づいて測定対象液体現像剤特性を求めるのであるが、さらに具体的には、その求め方として、次の二つの方法を代表例として挙げることができる。(a) 前記測定対象液体現像剤を希釈用キャリア液で希釈する際、前記特性検出センサによる検出値が予め定めた検出値を示すまで該キャリア液を供給して希釈し、該キャリア液供給量を前記希釈に用いたキャリア液量とする方法。
(b) 前記測定対象液体現像剤を希釈用キャリア液で希釈する際、予め定めた量のキャリア液を用いて希釈し、該予め定めたキャリア液量を前記希釈に用いたキャリア液量とする方法。

前者(a) の場合、測定対象液体現像剤量及び特性検出センサによる検出値は予め定めた既知のものであるから、あと、希釈に用いたキャリア液量が分かれば、液体現像剤特性を求めることができる。
後者(b) の場合は、測定対象液体現像剤量及び希釈に用いたキャリア液量が予め定めた既知のものであるから、あと、特性検出センサによる検出値が分かれば、液体現像剤特性を求めることができる。

かかる液体現像剤特性検出方法は、例えば、液体現像剤を製造するときに適用できるが、液体現像装置における液体現像剤の特性を所定の正規のものに維持するために特性を検出する場合にも適用できる。
すなわち、前記測定対象液体現像剤は液体現像装置における液体現像剤タンクから採取されるものであってもよい。

この場合の液体現像剤特性検出方法として次の(1-1) 及び(1-2) に記載の方法を挙げることができる。
(1-1)
前記（１）の液体現像剤特性検出方法であって、
液体現像装置における液体現像剤タンクに連通し、該連通により液体現像剤タンク中の液体現像剤と同じ液体現像剤が存在し得る検出用タンクを設け、前記特性検出センサは該検出用タンク内に配置し、前記予め定めた量の測定対象液体現像剤として、該液体現像タンクに連通することで該検出用タンクに存在する量の液体現像剤を採用し、該検出用タンクに存在する液体現像剤を、該検出用タンクの前記液体現像剤タンクとの連通を遮断した状態で、前記希釈用キャリア液で希釈し、前記特性検出センサによる希釈液体現像剤における液体現像剤特性の検出を、該検出タンク内の希釈液体現像剤を用いて行う方法。

(1-2)
前記（１）の液体現像剤特性検出方法であって、
液体現像装置における液体現像剤タンクに対して検出用タンクを設けるとともに該液体現像剤タンク中の液体現像剤中へ予め定めた深さまで浸漬される位置と該検出用タンクへ液体吐出できる位置との間で往復搬送されるノズルを設け、前記特性検出センサは該検出用タンク内に配置し、前記予め定めた量の測定対象液体現像剤として、前記ノズルを前記液体現像剤タンク中の液体現像剤中へ前記予め定めた深さ浸漬したのち該ノズルを該液体現像剤から取り出すことで該ノズル中に保持される量の液体現像剤を採用し、前記予め定めた量の測定対象液体現像剤の前記希釈用キャリア液による希釈を、前記液体現像剤を保持したノズルを前記検出用タンクに移動させ、該ノズルから前記保持された液体現像剤と前記希釈用キャリア液を該検出用タンク内に吐出させ、該検出タンク内に前記希釈液体現像剤を得ることで行い、前記特性検出センサによる希釈液体現像剤における液体現像剤特性の検出を、該検出タンク内の希釈液体現像剤を用いて行う方法。

このように、測定対象液体現像剤として液体現像装置における液体現像剤タンクから採取したものを用いる場合、液体現像剤のロスを抑制するために、前記液体現像剤特性検出後、前記希釈液体現像剤を前記液体現像剤タンクに戻してもよい。その場合、該液体現像剤タンク内の液体現像剤のトナー濃度を所定の正規の濃度に維持するように、前記希釈用キャリア液量に応じた量のトナーを該液体現像剤タンクに補給してもよい。

また、測定対象液体現像剤として液体現像装置における液体現像剤タンクから採取したものを用いる場合、検出装置のコンパクト化、小型化等のために、液体現像装置における液体現像剤タンクへキャリア液を補給するキャリア液補給装置から希釈用キャリア液を供給するようにしてもよい。

検出対象である液体現像剤の特性としては、代表例としてトナー濃度を挙げることができる。
なお、検出対象である液体現像剤の特性としては、トナー濃度のほか、現像剤の電流値等も例示できる。
特性検出センサとしては、検出しようとする特性を検出できるものを採用すればよい。

トナー濃度を検出する場合、前記特性検出センサの代表例として、トナー濃度検出のための発光素子と受光素子とを含み、該両素子間の間隔が固定されているセンサを採用することができる。このセンサを採用する場合、前記希釈液体現像剤における液体現像剤特性の検出にあたっては、該希釈液体現像剤を前記発光素子と受光素子との間に配置し、該発光素子から受光素子へ透過する光量に基づく該受光素子の出力によって、液体現像剤特性としてトナー濃度を検出すればよい。
既述のとおり、トナー濃度の検出は、トナー濃度測定の別法である反射濃度の測定によって行ってもよく、その場合は、反射濃度検出センサを利用すればよい。

いずれにしても、前記液体現像剤はトナー分散剤及び荷電付与剤を含んでいてもよい。 前記希釈用キャリア液も、トナー分散剤及び荷電付与剤を含むものを用いることが望ましい。

本発明は、以上説明した液体現像剤特性検出方法を実施できる液体現像剤特性検出装置、特に、前記(1-2) の方法を実施できる次の(1-2-1) の検出装置を提供する。参考までに、以下には、前記(1-1) の方法を実施できる次の(1-1-1) の検出装置も記載しておく。

(1-1-1) の検出装置
キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤の特性を検出する装置であり、
液体現像装置の液体現像剤タンクに連通し、該連通により液体現像剤タンク内の液体現像剤を予め定めた量存在させることができる検出用タンクと、
液体現像剤特性検出時に該検出用タンクの前記液体現像剤タンクへの連通を遮断するための連通遮断装置と、
該検出用タンクに配置された液体現像剤特性検出センサと、
液体現像剤特性検出時に前記連通遮断装置により前記液体現像剤タンクとの連通が遮断された前記検出用タンク内へ希釈用キャリア液を供給するキャリア液供給装置と
前記連通遮断装置により前記液体現像剤タンクとの連通が遮断されたときに前記検出用タンク内に存在する、前記予め定めた液体現像剤の量と、前記キャリア液供給装置により該検出用タンクへ供給されるキャリア液の量と、前記検出用タンク内の、前記キャリア液で希釈された希釈液体現像剤の液体現像剤特性についての前記液体現像剤特性検出センサによる検出値とに基づいて現像剤特性を求める手段と
を含む液体現像剤特性検出装置。

(1-2-1) の検出装置（本発明に係る検出装置）
キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤の特性を検出する装置であり、
液体現像装置の液体現像剤タンクに隣り合わせて配置された検出用タンクと、
該検出用タンクに配置された液体現像剤特性検出センサと、
前記液体現像剤タンク中の液体現像剤中へ予め定めた深さまで浸漬される位置と前記検出用タンクへ液体吐出できる位置との間で往復搬送されるノズルと、
該ノズルへキャリア液へ供給するキャリア液供給装置と
前記ノズルが前記液体現像剤タンクの液体現像剤中に予め定めた深さ浸漬されることで該ノズルに保持される液体現像剤量と、前記検出用タンク内へ前記キャリア液供給装置から該ノズルを介して供給されるキャリア液の量と、前記液体現像剤を保持したノズルからの液体現像剤及びキャリア液の吐出により前記検出用タンク内に得られる希釈液体現像剤の液体現像剤特性についての前記液体現像剤特性検出センサによる検出値とに基づいて現像剤特性を求める手段と
を含む液体現像剤特性検出装置。

より具体的に言えば、本発明は、前記第１の課題を解決するために、
液体現像装置の液体現像剤タンクに収容された液体現像剤であってキャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤のトナー濃度を検出する液体現像剤特性検出装置であり、
前記液体現像剤タンクとは別に設けられた検出用タンクと、
前記液体現像剤を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給装置と、
前記液体現像剤タンク中の液体現像剤の前記検出用タンクへの搬送と、前記希釈液供給装置からの希釈液の前記検出用タンクへの供給とに共通に用いられるノズルと、
発光素子と受光素子とを含み、前記ノズルからの液体現像剤及び希釈液の吐出により前記検出タンク内に得られる希釈液体現像剤を透過する光量に基づいて前記希釈液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
前記ノズルによって前記液体現像剤タンクから前記検出用タンクに搬送された液体現像剤の量と、前記検出用タンク内へ前記ノズルを介して供給された希釈液の量と、前記検出用タンク内の希釈液体現像剤のトナー濃度についての前記トナー濃度検出センサよる検出値とに基づいて前記液体現像剤タンクの液体現像剤のトナー濃度を求める手段とを備え、 前記検出用タンク内に希釈液体現像剤を得るに際して、前記ノズルによって前記液体現像剤タンクの液体現像剤を前記検出用タンクに搬送した後に、前記ノズルによって希釈液を前記検出用タンクに供給する液体現像剤特性検出装置を提供する。

本発明は、また、かかる液体現像剤特性検出装置を備えた液体現像装置、及び該現像装置を含む画像形成装置も提供する。
本発明に係る液体現像装置によると、本発明に係る液体現像剤特性検出装置を備えていることで、現像に供される液体現像剤の特性を従来より誤差少なく、精度よく検出することができ、ひいては、その検出結果を利用して、現像に供される液体現像剤の特性を所定の正規のものに維持することが可能である。

また、本発明に係る画像形成装置によると、本発明に係る液体現像剤特性検出装置を備えた液体現像装置を採用していることで、現像に供される液体現像剤の特性を従来より誤差少なく、精度よく検出することができ、ひいては、その検出結果を利用して、現像に供される液体現像剤の特性を所定の正規のものに維持してそれだけ良好に画像形成することが可能である。

以上説明したように本発明によると、液体現像剤の特性、特にトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができる液体現像剤特性検出装置を提供することができる。
また、本発明によると、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができ、ひいては、その検出結果を利用して、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を所定の正規のものに維持することが可能である液体現像装置を提供することができる。

さらに本発明によると、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができ、ひいては、その検出結果を利用して、現像に供される液体現像剤の特性、特にトナー濃度を所定の正規のものに維持してそれだけ良好に画像形成することが可能である画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、参考までに示す図２及び図３のトナー濃度検出装置とともに説明する。
以下の説明においては、「液体現像剤」は「現像液」と称し、「液体現像剤特性」は「現像液特性」と称する。

図１は本発明に係る画像形成装置の１例を示している。
この画像形成装置は、感光体ドラムＰＣを有しており、その周囲に、帯電器ＣＨ、液体現像装置１、転写ローラＴｒ、ブレード式クリーナＣＬ及び除電ランプＩＲがこの順序で配置されている。感光体ドラムＰＣの上方には画像露光装置ＥＸが設けられている。
液体現像装置１は、一部（現像液タンク２）の図示を省略しているが、その全体は図２にトナー濃度検出装置Ｓ１とともに示してある。

図１の画像形成装置によると、感光体ドラムＰＣが図中時計方向まわりに回転駆動され、その表面が帯電器ＣＨにより一様に所定電位に帯電され、その帯電域に画像露光装置ＥＸから原稿画像情報に応じた画像露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラムＰＣの回転に伴って現像領域へ移行し、そこで液体現像装置１により現像されて可視トナー像となる。

液体現像装置１は、現像槽１０及びこれに回転可能に支持された現像ローラ１１、現像ローラ１１に当接した現像剤規制ブレード１２及び現像槽中の仕切り壁１４に支持されて現像ローラ１１に当接するクリーニングブレード１３等を備えている。

現像槽１０内には、図２に示す現像液タンク２からポンプ２１で汲み上げられた現像液Ｄが溜められている。現像液Ｄは、絶縁性のキャリア液中にトナー、トナー分散剤、荷電付与剤等を分散させたもので、トナー濃度は２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲における一定のものである。

現像ローラ１１は、一部が現像液Ｄ中に浸漬されており、図中、図中反時計方向まわりに回転駆動されることで現像液Ｄを汲み上げる。汲み上げられた現像液Ｄは、現像ローラ１１に接触している規制ブレード１２により一定の膜厚（例えば７μｍ）に規制され、感光体ドラムＰＣに臨む現像領域へ搬送され、該領域で感光体ドラムＰＣ上の静電潜像の現像に供される。このとき、現像ローラには図示省略の電源から現像バイアス電圧が印加される。

現像後の現像ローラ１１上の、トナー濃度が変化した現像液は、クリーニングブレード１３により回収され、現像槽１０における回収室１０’に戻る。このように回収された現像液は、ブレード１３とこれを支持する仕切り壁１４とにより、これから現像に供されようとする現像液Ｄから仕切られ、図２に示すように、現像液タンク２へ自重で戻され、そこの現像液と混ぜられ、再使用される。なお、かかる現像後現像液のタンク２への回収はポンプを用いて行ってもよい。

液体現像装置１により現像され、形成された可視トナー像は、図示省略の記録材供給部から供給されてくる記録材（紙等）上に図示省略の電源から転写電圧を印加された転写ローラＴｒにより転写され、その後、図省略の定着装置により記録材上に定着される。

転写後感光体ドラムＰＣ上に残留するトナー、紙粉等はクリーナＣＬにより除去され、残留電荷は除電ランプＩＲにより消去され、次の作像に備えられる。

現像装置１について、図２を参照してさらに説明する。
現像装置１は現像槽１０の下方に現像液タンク２を備えており、タンク２内に現像液Ｄを収容している。タンク２には、現像液Ｄを攪拌する攪拌装置２３を設置してある。攪拌装置は制御部Ｃｏｎｔの制御下に定期的に運転される。

既述のように、タンク２内の現像液Ｄはポンプ２１により現像槽１０へ汲み上げ供給される。ポンプ２１は単位時間当たりの送液量が決まっているものである。
現像槽１０には液面位置を検出する液面センサ１０１が設けられており、該センサ１０１が現像槽１０内の液面が許容範囲より下がるとこれを検知し、制御部Ｃｏｎｔにその情報を入力する。制御部Ｃｏｎｔは、これを受けて、ポンプ２１を駆動し、タンク２から現像槽１０へ現像液Ｄを供給する。そして、センサ１０１の正規液面位置を示す出力値で供給を停止する。

また、現像液タンク２の上方に濃縮トナー液タンク３及びキャリア液タンク４を設けてある。ここで濃縮トナー液とは、現像液Ｄにトナーを補給するための液で、キャリア液にトナーを現像液Ｄより高濃度に分散させたものである。
タンク３内の濃縮トナー液はポンプ３１にてタンク２へ補給でき、タンク４内のキャリア液はポンプ４１にてタンク２へ補給できる。キャリア液タンク４内のキャリア液には分散剤及び荷電付与剤も所定濃度で含ませてある。その濃度は、タンク４から現像液Ｄへのキャリア液追加によりタンク２内現像液が希釈されてもタンク２内現像液Ｄ中の分散剤及び荷電付与剤を所定濃度に維持できるものである。

ポンプ３１、４１はいずれも、単位時間当たりの送液量が決まっているものである。
ポンプ３１、４１も制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに運転され、それらポンプによる送液量は、制御部Ｃｏｎｔが計測するポンプ運転時間で把握できる。

現像液タンク２にも液面センサ２２が設けてあり、センサ２２はタンク２内の液面が許容範囲より下がるとこれを検知し、制御部Ｃｏｎｔにその情報を入力する。制御部Ｃｏｎｔは、これを受けて、ポンプ４１を駆動し、キャリア液タンク４からキャリア液を補給する。そして、正規液面位置を示すセンサ２２の出力値で供給を停止する。

現像液タンク２には液体現像剤特性の代表例である現像液Ｄ中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出装置Ｓ１を付設してある。
検出装置Ｓ１は、現像液タンク２内に設置された検出タンク５及び検出タンク５内に設けられたトナー濃度検出センサ６を含んでいる。検出タンク５は、その下部がタンク２内現像液中に浸漬されており、底壁にタンク２と連通する開口５１を有している。開口５１に対して、該開口を開閉する弁Ｖと該弁を駆動するソレノイドＳＯＬを含む連通遮断装置ＳＴを設けてある。
後ほどの説明から分かるように、この装置ＳＴや、キャリア液タンク４、ポンプ４１及び制御部Ｃｏｎｔもトナー濃度検出装置Ｓ１を構成している。

開口５１は、トナー濃度非検出時は開けられたままであり、この開口５１により検出タンク５は現像液タンク２と連通している。従って、タンク２内の現像液Ｄが検出タンク５内にも、同じ液面レベルで存在する。さらに言えば、開口が開けられている状態では、検出タンク５内にその量が分かっている現像液Ｄが存在する。
前記のキャリア液タンク４からのキャリア液は、検出タンク５を介してタンク２へ供給可能である。

トナー濃度検出センサ６は、互いに対向配置された発光素子６１と受光素子６２とを含んでいる。発光素子６１と受光素子６１間の距離は一定（本例では１ｍｍ）に固定されている。該両素子は、キャリア液タンク４からのキャリア液が丁度落下してくる位置に配置されており、また、トナー濃度非検出時の検出タンク５内液面より高位置に、しかし、後述するように、トナー濃度検出時にキャリア液タンク４からキャリア液が供給されて検出タンク５内に作られる希釈現像液の液面が上昇すると、該タンク５内の液に浸漬される高さ位置に配置されている。

トナー濃度検出センサ６は、両素子６１、６２の間に後述する希釈現像液が進入した状態で、発光素子６１から受光素子６２へ透過する光量に応じた受光素子６２の出力により希釈液体現像剤のトナー濃度を検出することができる。

トナー濃度検出時には、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとにソレノイドＳＯＬに通電されることで弁Ｖが開口５１を閉じ、これにより検出タンク５と現像液タンク２との連通が遮断され、検出タンク５内の現像液Ｄはタンク２内現像液から独立した状態に置かれる。

また、トナー濃度検出時には、該開口５１が閉じられた状態で、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとにポンプ４１が運転され、キャリア液タンク４からキャリア液が検出タンク５内に供給され、検出タンク５内に希釈現像液が作られる。タンク５からの希釈用キャリア液の供給は、センサ６が予め定めた出力値（検出値）を示すまで行われ、それによるキャリア液供給量は制御部Ｃｏｎｔにおいて計測するその間のポンプ運転時間から求められる。
なお、受光素子６２の出力は制御部Ｃｏｎｔに入力される。

制御部Ｃｏｎｔは、トナー濃度非検出時に検出タンク５内に存在した現像液Ｄの既知量と、トナー濃度検出にあたり検出タンク５内に供給されたキャリア液量と、センサ６の出力とから、現像液Ｄのトナー濃度を算出して求める。本例では、測定対象液体現像剤量及びセンサ６の出力（検出値）は予め定めた既知のものであるから、あと、希釈に用いたキャリア液量を制御部Ｃｏｎｔで求めることで、液体現像剤Ｄのトナー濃度を求めることができる。かくして、現像液Ｄのトナー濃度が検出される。

なお、前記測定対象液体現像剤を希釈用キャリア液で希釈する際、予め定めた量のキャリア液を用いて希釈してもよい。この場合には、測定対象液体現像剤量及び希釈に用いたキャリア液量が予め定めた既知のものであるから、あと、センサ６による検出値を制御部Ｃｏｎｔにおいて求めることで、液体現像剤Ｄのトナー濃度を求めることができる。
いずれにしても、希釈用キャリア液の供給量は、検出タンク５における液面高さから求めるようにしてもよい。

制御部Ｃｏｎｔは、このようにして求めたトナー濃度に基づき、現像液タンク２へ補給すべきトナー量（濃縮トナー液量）、さらに言えば、現像液Ｄの所定の正規範囲内のトナー濃度を維持するための補給トナー量（濃縮トナー液量）を算出し、その量の濃縮トナー液が補給されるようにポンプ３１を駆動する。また、必要に応じて、ポンプ４１も駆動してキャリア液も補給する。かくして、現像液タンク２、ひいては現像に供される現像液Ｄのトナー濃度が所定の正規の範囲のものに維持され、画像濃度等の点で良好な安定した画像を得ることができる。

トナー濃度検出装置Ｓ１によるトナー濃度検出は制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに開始するのであるが、該濃度検出のタイミングは、例えば、制御部Ｃｏｎｔに接続された図示省略の操作パネルによるオペレータの濃度検出指示や、キャリア液タンク４からタンク２へのキャリア液補給直後、一定枚数プリント時、画像形成装置の電源ＯＮ、ＯＦＦ等のタイミングである。

トナー濃度検出装置Ｓ１及び該装置により実施されるトナー濃度検出方法によると、測定対象の現像液Ｄはそのままでトナー濃度検出に供されるのではなく、キャリア液で希釈され、希釈現像液の状態で検出に供される。さらに言えば、そのままであれば高濃度トナーにより光透過率が低く、また、粘性の高い測定対象現像液Ｄが、光透過率が増加するとともに流動性に富む希釈現像液とされてトナー濃度検出に供される。

かかる希釈現像液は、流動性に富むから、センサ６の発光素子６１及び受光素子６２間に容易に流動させて配置でき、また、該両素子間に対し容易に流動して入れ替わることもできる。
また、両素子６１、６２の間隔は、希釈液体現像剤の配置、入れ替わりに十分な、そして、異物の詰まり抑制に十分な固定距離に設定してあるが、希釈現像液は光透過性が増加しているので、検出感度を高く維持して誤差少なくトナー濃度を検出できる。

また、該両素子６１、６２の間隔を固定距離に設定してあるので、検出センサ６によるトナー濃度検出対象の希釈現像液の層厚を一定化でき、この点でも、誤差少なくトナー濃度を検出できる。
さらにトナー濃度が低く、粘性の低い希釈現像液を用いてトナー濃度検出を行うので、検出センサ６の汚れも抑制される。また、検出装置Ｓ１では、発光素子６１と受光素子６２とを、キャリア液タンク４から供給されるキャリア液が丁度落下してくる位置に設けてあるので、該両素子をキャリア液で洗い流すことができる。さらに、キャリア液中に含まれた分散剤や荷電付与剤は、センサ６に付着しようとするトナー等を洗い流す洗剤のようにも作用し、この点でも、誤差少なく、トナー濃度を検出できる。
これらにより、現像液Ｄのトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができる。

トナー濃度検出後の希釈現像液は、検出タンク５の開口５１を開けることで現像液タンク２へ戻すことができ、このとき、必要に応じ、濃縮トナー液を希釈に用いたキャリア液量に応じた量補給して、タンク２内のトナー濃度を所定範囲のものに維持するようにしてもよい。

図３は、トナー濃度検出装置の他の例を液体現像装置１とともに示している。図３のトナー濃度検出装置Ｓ２は、前記のトナー濃度検出装置Ｓ１と同様に液体現像装置１に付設されているが、次の点で装置Ｓ１と異なっている。
すなわち、装置Ｓ２では検出タンクとして、途中部分５０が絞られ、且つ、透光性材料で形成されたタンク５’が採用されており、センサ６の発光素子６１及び受光素子６２が該絞られた部分５０を間にしてタンク５’外に配置されている。また、絞られた部分５０は、キャリア液タンク４から供給されるキャリア液で洗い流せるように、該キャリア液が丁度落下してくる位置に配置してある。

絞り部分５０は、トナー濃度非検出時の検出タンク５’内液面より高位置に、しかし、トナー濃度検出時にキャリア液タンク４からキャリア液が供給されて検出タンク５’内に作られる希釈現像液の液面が上昇すると、タンク５’内の液に浸漬される高さ位置に配置されている。
それ以外の点は実質上装置Ｓ１と同一である。図３では、図２に示す液体現像装置１及びトナー濃度検出装置Ｓ１と実質上同じ部分、部品には図２と同じ参照符号を付してある。制御部Ｃｏｎｔの図示は省略している。

トナー濃度検出装置Ｓ２によると、検出タンク５’内の希釈現像液がセンサ６に接触しない状態で、あとは前記のトナー濃度検出装置Ｓ１と同様にタンク５’内の希釈現像液のトナー濃度をセンサ６で検出でき、ひいては現像液Ｄのトナー濃度を求めることができる。
トナー濃度検出装置Ｓ２によっても、現像液Ｄのトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができる。

図４は、本発明に係るトナー濃度検出装置の例を液体現像装置の一部とともに示している。なお、図４においては、図２に示す液体現像装置１及びトナー濃度検出装置Ｓ１と実質上同じ部分、部品に図２と同じ参照符号を付してある。制御部Ｃｏｎｔの図示は省略している。

図４のトナー濃度検出装置Ｓ３は、前記のトナー濃度検出装置Ｓ１と同様に液体現像装置１に付設されているが、次の点で装置Ｓ１と異なっている。
すなわち、装置Ｓ３では、検出タンク５０が現像装置１の現像液タンク２の外側に該タンク２に隣り合わせて配置されている。トナー濃度検出センサ６は、検出タンク５０の底部に配置されている。

また、キャリア液タンク４は、ポンプ４１より下側において、フレキシブルパイプＦを介してノズルＮに接続されている。
このノズルＮは、ノズル搬送装置７により、現像液タンク２と検出タンク５０との間を往復搬送可能である。
さらに言えば、ノズルＮは、それが現像液タンク２内の現像液Ｄに予め定めた深さまで浸漬される位置（図４（Ａ）に示す位置）から検出タンク５０内へ液を吐出できる位置（図４（Ｂ）に示す位置との間を往復搬送可能である。

ノズル搬送装置７の詳細は図５に示すとおりである。図５（Ａ）は、ノズル搬送装置７を正面から見た状態を示しており、図５（Ｂ）は該装置の上面図を示している。
図５（Ｃ）は該装置を側面から見た状態〔図５（Ａ）において左から見た状態〕を示しており、図５（Ｄ）はノズルＮがカム７４で持ち上げられている様子を示している。

ノズル搬送装置７は、現像液タンク２の上方から検出タンク５０の上方にわたって延び、図示省略の支持部材にて回転可能に支持されたネジ棒７１と、該ネジ棒に螺合された可動部材７２と、該可動部材にピンＰにて揺動可能に支持されたノズル支持アーム７３と、それらの下方に架設された平面視台形状の板カム７４を含んでいる。ノズルＮはノズル支持アーム７３に支持されている。

ネジ棒７１はモータＭで正逆回転可能であり、該ネジ棒７１の回転により可動部材７２が移動するのであるが、そのとき、可動部材７２は図示省略のレール部材沿って、回り止めされつつ同じ姿勢で摺動するようになっている。また、ノズル支持アーム７３は可動部材７２に設けたストッパ７５にて下方への回り動作が制限されており、これにより、ノズルＮを、それがカム７４に接触していないときは、真下へ向けるように支持する。モータ動作は図示を省略している制御部Ｃｏｎｔにより制御される。

ノズル搬送装置７によると、ネジ棒７１を正転させることで、可動部材７２を図５（Ａ）に示す位置、すなわち、ノズルＮをタンク２内の現像液Ｄ中に所定深さ浸漬する位置から、図中右方向に移動させることができる。そして、右方への移動にいては、ノズルＮがカム７４の左側斜面７４１に当接しつつ移動して次第に持ち上げられ、図５（Ｄ）に示すように、カム正面７４２において十分持ち上げられ、その状態で、タンク２、５０の壁２Ｗ、５０Ｗと衝突することなく検出タンク５０側へ移動でき、そこでカム７４の右側斜面７４３に沿って下方へ揺動し、タンク５０内へ液吐出できる位置をとることができる。ネジ棒７１を逆転させることで、ノズルＮを、タンク５０内へ液吐出できる位置からタンク２側へ戻すこともできる。

このトナー濃度検出装置Ｓ３によると、ノズルＮを、図４（Ａ）に示すように、現像液タンク２の現像液Ｄ中に予め定めた深さ浸漬する位置に配置し、続いてノズルＮを検出タンク５０側へカム７４に当接させつつ移動させることで、該ノズルをタンク２の現像液Ｄから引き上げ、それにより、ノズルＮ中にその量が分かっている測定用現像液Ｄを保持した状態とし、さらに、ノズルＮを検出タンク５０へ移動させ、ここで、キャリア液タンク４から希釈用のキャリア液をノズルＮへ供給し、該ノズルＮに保持されていた、現像液Ｄ及び供給したキャリア液を共に検出タンク５０内へ吐出させ、それにより検出タンク５０内に希釈現像液を得る。

このようにして得た希釈現像液についてトナー濃度検出センサ６でトナー濃度を検出し、その検出値と、タンク２の現像液ＤにノズルＮが予め定めた深さ浸漬されていたことから量が分かっている測定用現像液の該量と、供給したキャリア液量とから、図示省略の制御部Ｃｏｎｔにて、現像液Ｄのトナー濃度を算出させることで、現像液Ｄのトナー濃度を求めることができる。

このトナー濃度検出装置Ｓ３においても、希釈用キャリア液を検出タンク５０へ供給する際、センサ６による検出値が予め定めた検出値を示すまで該キャリア液を供給してもよいし、予め定めた量のキャリア液を供給してもよい。
前者の場合、測定対象現像液量及びセンサ６による検出値は予め定めた既知のものであるから、あと、希釈に用いたキャリア液量を求めることで、現像液Ｄのトナー濃度を求めることができる。
後者の場合は、測定対象現像液量及び希釈に用いたキャリア液量が予め定めた既知のものであるから、あと、センサ６による検出値を得ることで、現像液Ｄのトナー濃度を求めることができる。
トナー濃度検出装置Ｓ３によっても、現像液Ｄのトナー濃度を従来より誤差少なく、精度よく検出することができる。
検出後の検出タンク５０内の希釈現像液は廃棄してもよいし、現像装置１の現像液タンク２へ戻してもよい。

ノズル搬送装置として図６に示す装置７’を採用してもよい。ノズル搬送装置７’は前記のノズル搬送装置７において板カム７４に代えて板カム７４’を採用したものである。それ以外の点は装置７と同じである。
板カム７４’は図中左側斜面（現像液タンク２側の斜面）が板カム７４の場合よりも傾斜が緩やかである。カム７４’の正面７４２及び右側（検出タンク５０側）の斜面７４３はカム７４と同じである。

前記のノズル搬送装置７によると、ノズルＮは、現像液タンク２側に位置するとき、現像液Ｄに浸漬されたままであるが、ノズル搬送装置７’においては、ノズルＮが現像液タンク側にあるときでも、トナー濃度非検出時には、ノズルＮが図６の位置Ｐ２に配置されて、カム斜面７４１’に当接して持ち上げられ、現像液Ｄから離される。トナー濃度検出にあたっては、ノズルＮが、一旦、図６中左側へ移動され、それにより位置Ｐ１で現像液Ｄに浸漬され、ここで、現像液Ｄを保持し、その後、右方へ駆動されて検出タンク５０まで移動せしめらる。

ノズル搬送装置７’によると、トナー濃度非検出時には、ノズルＮが現像液Ｄから持ち上げられ、離されるので、ノズルＮ中の液の入れ替わりがより確実となり、それだけ、より誤差少なく、トナー濃度を検出することができる。

本発明は、液体現像剤のトナー濃度等の特性を誤差少なく、精度よく検出することに利用でき、また、その検出結果を用いて、液体現像装置における液体現像剤のトナー濃度等の特性を正規のものに維持することにも利用できる。

本発明に係る画像形成装置の１例の概略構成を示す図である。 トナー濃度検出装置の参考例を付設した液体現像装置例を示す図である。 トナー濃度検出装置の他の参考例を示す図である。 本発明に係るトナー濃度検出装置を示す図であり、図４（Ａ）はノズルを現像液タンク側に配置した状態を示しており、図４（Ｂ）はノズルを検出タンク側に配置した状態を示している。 図４に示すトナー濃度検出装置におけるノズル搬送装置を示す図であり、図５（Ａ）は、ノズル搬送装置を正面から見た状態を、図５（Ｂ）は該装置を平面から見た状態を、図５（Ｃ）は該装置を側面から見た状態を、図５（Ｄ）はノズルがカムで持ち上げられている様子をそれぞれ示す図である。 ノズル搬送装置の他の例を示す図である。

符号の説明

ＰＣ 感光体ドラム
ＣＨ 帯電器
Ｔｒ 転写ローラ
ＣＬ クリーナ
ＩＲ 除電ランプ
ＥＸ 画像露光装置
１ 液体像装置
１０ 現像槽
１０’ 回収室
１１ 現像ローラ
１２ 規制ブレード
１３ クリーニングブレード
１４ 仕切り壁（ブレード１３の支持部材）
１０１ 液面センサ
Ｄ 液体現像剤（現像液）
２ 現像液タンク
２１ 現像液供給ポンプ
２２ 液面センサ
２３ 攪拌装置
３ 濃縮トナー液タンク
３１ 濃縮トナー液供給ポンプ
４ キャリア液タンク
４１ キャリア液供給ポンプ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ トナー濃度検出装置
５、５’、５０ 検出タンク
５１ タンク底の開口
６ トナー濃度検出センサ
６１ 発光素子
６２ 受光素子
ＳＴ 連通遮断装置
Ｖ 開口開閉弁
ＳＯＬ ソレノイド
Ｃｏｎｔ 制御部
７、７’ ノズル搬送装置
７１ ネジ棒
７２ 可動部材
Ｐ ピン
７３ ノズル支持アーム
７４、７４’ 板カム ７４１、７４１’、７４３ カム斜面
７４２ カム正面
２Ｗ 現像液タンク壁
５０Ｗ 検出タンク壁

Claims (4)

1. 液体現像装置の液体現像剤タンクに収容された液体現像剤であってキャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤のトナー濃度を検出する液体現像剤特性検出装置であり、
   前記液体現像剤タンクとは別に設けられた検出用タンクと、
   前記液体現像剤を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給装置と、
   前記液体現像剤タンク中の液体現像剤の前記検出用タンクへの搬送と、前記希釈液供給装置からの希釈液の前記検出用タンクへの供給とに共通に用いられるノズルと、
   発光素子と受光素子とを含み、前記ノズルからの液体現像剤及び希釈液の吐出により前記検出タンク内に得られる希釈液体現像剤を透過する光量に基づいて前記希釈液体現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
   前記ノズルによって前記液体現像剤タンクから前記検出用タンクに搬送された液体現像剤の量と、前記検出用タンク内へ前記ノズルを介して供給された希釈液の量と、前記検出用タンク内の希釈液体現像剤のトナー濃度についての前記トナー濃度検出センサよる検出値とに基づいて前記液体現像剤タンクの液体現像剤のトナー濃度を求める手段とを備え、 前記検出用タンク内に希釈液体現像剤を得るに際して、前記ノズルによって前記液体現像剤タンクの液体現像剤を前記検出用タンクに搬送した後に、前記ノズルによって希釈液を前記検出用タンクに供給することを特徴とする液体現像剤特性検出装置。
2. 前記ノズルは、前記液体現像剤タンク中の液体現像剤中に予め定めた深さまて浸漬される位置と、前記検出用タンクに液体現像剤を吐出できる位置との間で往復移動されることを特徴とする請求項１記載の液体現像剤特性検出装置。
3. 液体現像剤タンクと、請求項１又は２記載の液体現像剤特性検出装置とを備えた液体現像装置。
4. 感光体と、前記感光体上に静電潜像を形成する手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像するための請求項３記載の液体現像装置とを備えた画像形成装置。