画像形成装置及び画像形成方法
【課題】
像担持体と現像剤担持体間で発生するリブレットを解消することで、画像ムラの発生を抑え、品質の高い画像を提供する。
【解決手段】
トナーとキャリア液とを有する液体現像剤を貯留する現像剤貯留部３１１より供給された液体現像剤を担持する現像剤担持体３６を有する現像部３０と、現像部３０により現像される像担持体１０と、液体現像剤のトナー濃度を調整する現像剤濃度調整部７１から現像剤貯留部３１１に液体現像剤を補給する現像剤補給路７１２を有する現像剤補給部７０と、液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部８０と、粘度検出部８０で検出した液体現像剤の粘度に基づき、像担持体３６の移動速度を調整する制御部２０とを備える。
像担持体と現像剤担持体間で発生するリブレットを解消することで、画像ムラの発生を抑え、品質の高い画像を提供する。
【解決手段】
トナーとキャリア液とを有する液体現像剤を貯留する現像剤貯留部３１１より供給された液体現像剤を担持する現像剤担持体３６を有する現像部３０と、現像部３０により現像される像担持体１０と、液体現像剤のトナー濃度を調整する現像剤濃度調整部７１から現像剤貯留部３１１に液体現像剤を補給する現像剤補給路７１２を有する現像剤補給部７０と、液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部８０と、粘度検出部８０で検出した液体現像剤の粘度に基づき、像担持体３６の移動速度を調整する制御部２０とを備える。
【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とを有する液体現像剤によって現像し、現像された現像剤像を記録媒体に転写し、定着することで画像形成を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャリア液としての液体溶媒中に固形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静電潜像を現像し可視化する種々の画像形成装置が提案されている。この画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコンオイルや鉱物油、食用油などからなる電気絶縁性を有した高粘度の有機溶剤（キャリア液）中に固形成分（トナー粒子）を懸濁させたものである。このトナー粒子には、粒子径が1μm前後と極めて微細な粒子が使用され、従来の粒子径7μmを使用する乾式画像形成装置と比べて高画質化を図ることができる。
【０００３】
このような液体現像剤を用いた画像形成装置として、例えば、特許文献１〜３には、現像ローラーと感光体が接触することで現像を行う画像形成装置が記載されている。特に、特許文献１の第４６段落に記載されるように、トナーの圧縮状態が弱い場合には、現像ニップにおいてリブレットと呼ばれる縦筋状の画像乱れが発生することが分かっている。この現象は、トナーの圧縮が弱いことで、現像ニップでのトナー粒子の移動速度が十分でなくなり、感光体への押しつけが不十分となる結果、現像剤担持体と感光体間で形成される現像ニップ出口において液体現像剤が糸引き現象を起こすことに起因している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７０６０２号公報
【特許文献２】米国特許第５６１０６９４号
【特許文献３】米国特許第５７３７６６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この画像乱れの原因となるリブレットについて図１、図２を用いて詳しく説明する。図１は、像担持体（感光体）と現像剤担持体（現像ローラー）との間の液体現像剤の移動の様子を示した図である。図に示すように像担持体と現像剤担持体とは、同方向に移動して像担持体上に形成された潜像を、現像剤担持体の表面に塗布されている液体現像剤にて現像する。現像の際、現像剤担持体から像担持体へ液体現像剤が移動することになるが、現像剤担持体と像担持体の間のニップ出口付近で液体現像剤の流体挙動が乱れ、液体現像剤は糸を引きながら離れていく現象が生じる。
【０００６】
この現象による像担持体上での画像の乱れを図２に示す。図２（ａ）は、像担持体上に形成したテストパッチ（ＡＭスクリーン、283線、50％網点（1200dpi、3×3格子））である。また、図２（ｂ）は、このテストパッチの一部分を拡大した図である。正常な状態であれば、このテストパッチは濃淡の一様な画像となるが、前述の現象が生じた場合には図２（ｂ）にみられるような、像担持体の移動方向と垂直方向（図の横方向）に画像の濃淡が生じ、ちょうど小川のような縦スジ（リブレット）を含む画像となってしまう。
【０００７】
この像担持体上で発生したリブレットは、当然のことながら紙などの記録媒体への転写画像にも影響を及ぼすこととなり、転写画像における画像ムラとなって現れることとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、この像担持体と現像剤担持体間で発生するリブレットを抑制することで、画像ムラの発生を抑え、品質の高い画像形成を行う画像形成装置、並びに、画像形成方法を提供するものである。特に、本発明は、単色の画像形成装置、並びに、画像形成方法に関するものである。
【０００９】
そのため、本発明の画像形成装置は、トナーとキャリア液とを有する液体現像剤を貯留する現像剤貯留部、及び前記現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、前記現像部により現像される像担持体と、前記液体現像剤のトナー濃度を調整する現像剤濃度調整部、及び前記現像剤濃度調整部から前記現像剤貯留部に前記液体現像剤を補給する現像剤補給路を有する現像剤補給部と、前記液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部と、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度に基づき、前記像担持体の移動速度を調整する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整するものである。
【００１１】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記粘度検出部は、前記現像剤貯留部に配設されている。
【００１２】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記粘度検出部は、前記現像剤濃度調整部に配設されている。
【００１３】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記現像剤濃度調整部の容積は、前記現像剤貯留部の容積よりも大きいものである。
【００１４】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記現像剤補給部は、前記現像剤貯留部から前記現像剤濃度調整部に前記液体現像剤を回収する現像剤回収路を備えている。
【００１５】
また、本発明の画像形成方法は、現像剤濃度調整部からトナーとキャリア液とを有する液体現像剤を現像剤貯留部に補給し、前記現像剤貯留部に配設された粘度検出部で、前記現像剤貯留部に貯留された前記液体現像剤の粘度を検出し、検出された前記液体現像剤の粘度に基づいて、現像剤担持体の移動速度を決定し、決定された移動速度にて現像剤担持体を移動させ、前記現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を供給して前記現像剤担持体に塗布し、前記現像剤担持体に塗布された前記液体現像剤にて像担持体に形成された潜像を現像することを特徴している。
【００１６】
さらに、本発明の画像形成方法は、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が前記第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を前記第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】現像ローラーから像担持体への液体現像剤の転移の様子を示す図。
【図２】像担持体上の画像ムラを示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る現像部、現像剤補給部の主要構成を示す断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る粘度検出部を示す図。
【図６】液体現像剤粘度と印刷速度に対する画像ムラの関係を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る印刷速度に対する各パラメーターの最適値を示す図。
【図８】本発明の実施形態に係る制御構成を示す図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る現像部、現像剤補給部の主要構成を示す断面図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る現像剤貯留部、現像剤濃度調整部の容積を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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３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。この図は、４色の液体現像剤を利用したフルカラー画像の画像形成装置となっているが、このような画像形成装置を、本発明の単色で使用する場合には、使用する色以外の像担持体を中間転写体から離間させるなどすることで単色の画像形成装置として利用することとなる。もちろん単色の画像形成装置において利用することが可能であることはいうまでもない。
【００１９】
画像形成装置の中央部に配設された画像形成部に対し、４つの現像部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成部の下部に配設され、中間転写体４０、２次転写部（２次転写ユニット６０）は画像形成部の上部に配設されている。以下、画像形成部、現像部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋについて説明を行うが、各色の構成は同様であるため色を示す添字のアルファベットは省略して説明を行う。なお、本実施形態の画像形成装置は、ＹＭＣＫ４色によるフルカラー画像を形成可能なものとしているが、この実施形態に限らず、例えば、単色など適宜な色数の画像形成装置であってもよい。
【００２０】
画像形成部は、像担持体１０、コロナ帯電器１１、露光ユニット１２などを備える。露光ユニット１２は、半導体レーザー、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズなどの光学系を有し、入力された画像信号に基づいて変調されたレーザー光を帯電された像担持体１０上に照射して静電潜像を形成する。
【００２１】
現像部３０は、概略、各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１と、これら現像剤容器３１から液体現像剤を現像ローラー３６に塗布する供給ローラー３５などを備え、各色の液体現像剤により像担持体１０上に形成された静電潜像を現像する。中間転写体４０（本発明における「転写体」）は、エンドレスのベルトなどによって構成され、駆動ローラー４１とテンションローラー４２に張架され、１次転写部５０にて像担持体１０と当接しながら駆動ローラー４１により回転駆動される。１次転写部５０では、中間転写体４０を挟んで像担持体１０と１次転写バックアップローラー５１が対向して配設され、それらの像担持体１０との当接位置を転写位置として、現像された像担持体１０上の各色のトナー像を中間転写体４０上に順次重ねて転写してフルカラーのトナー像を形成する。なお、本発明では、単色の画像形成装置として利用することが前提となるが、その場合には、使用する色以外の像担持体１０を中間転写体４０から離間させることとなる。その他、使用する色以外の現像ローラー３６を像担持体１０から離間させることとしてもよい。
【００２２】
２次転写部６０では、２次転写ローラー６１が中間転写体４０を挟んで駆動ローラー４１と対向して配設される。さらに２次転写ローラークリーニングブレード６２が２次転写ローラー６１に当接して配設される。そして、２次転写ローラー６１における転写位置において、中間転写体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、布などの記録媒体に転写する。
【００２３】
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、用紙など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融着することで定着させる。また、テンションローラー４２は、駆動ローラー４１と共に中間転写体４０を張架しており、中間転写体４０のテンションローラー４２に張架されている箇所にて、中間転写体クリーニングブレード４６が当接して配設される。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成部、現像部、現像剤補給部について説明する。図４は、画像形成部、現像部３０、現像剤補給部７０の主要構成を示した断面図である。本発明は単色における画像形成装置において有効であるため、図３で説明した１組の画像形成部、現像部、現像剤補給部について説明すると共に、図３で用いた添字のアルファベットは省略して説明を行う。
【００２５】
像担持体１０の外周には、その回転方向に沿って、像担持体クリーニングブレード１８、コロナ帯電器１１、露光ユニット１２、現像ローラー３６、中間転写体４０が配設されている。また、中間転写体４０に沿って、像担持体１０と対向する位置には１次転写バックアップローラー５１が配設される。
【００２６】
像担持体１０は、現像ローラー３６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ローラーであり、一例として図に示すように時計回りの方向に回転する。像担持体１０の感光層は、有機像担持体またはアモルファスシリコン像担持体等で構成される。コロナ帯電器１１は、像担持体１０と現像ローラー３６とのニップ部より像担持体１０の回転方向の上流側に配設され、図示しない電源装置からの印加電圧により像担持体１０をコロナ帯電させる。露光ユニット１２は、コロナ帯電器１１より像担持体１０の回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１によって帯電された像担持体１０にレーザー光を照射し、像担持体１０に静電潜像を形成する。
【００２７】
現像部３０は、現像剤担持体としての現像ローラー３６と、塗布部材としての供給ローラー３５と、キャリア液にトナーを概略重量比２０％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１、現像剤に対しコンパクション作用を施す圧縮ローラー３７を主な構成としている。現像ローラー３６の外周には、現像ローラークリーニングブレード３６１、圧縮ローラー３７が配設されている。現像ローラー３６は、その表面を像担持体１０と供給ローラー３５に当接させている。供給ローラー３５の付属構成として、現像剤貯留部３１１から汲み上げた液体現像剤の量を調整する規制ブレード３５１が設けられる。この規制ブレード３５１は、供給ローラー３５の表面に当接し、供給ローラー３５表面に彫刻された凹部パターンにて液体現像剤を汲み上げ、現像ローラー３６に塗布する。
【００２８】
現像剤容器３１内には、現像剤貯留部３１１が形成されており、供給ローラー３５に供給するための液体現像剤を貯留する。この現像剤貯留部３１１内に搬送スクリューを設け、補給された液体現像剤を攪拌しながら搬送してもよい。また、現像剤容器３１には、現像剤貯留部３１１に液体現像剤を補給する現像剤補給部７０が接続されている。現像剤補給部７０は、現像剤容器３１に設けられる補給口から液体現像剤貯留部３１１へ濃度調整された液体現像剤を補給する。現像剤貯留部３１１に補給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（1〜2wt%）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、常温で不揮発性樹脂中へ顔料など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20%とした高粘度（30〜10000mPa・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２９】
現像剤貯留部３１１内には、貯留する液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部８０が設置されている。その設置場所は、補給口付近などで発生する液体現像剤の乱流に影響を受
けない箇所であって、供給ローラー３５に供給する液体現像剤の粘度を正確に計測できる箇所とすることが好ましい。このような設置場所とすることで、リブレット発生の原因となる像担持体１０と現像ローラー３６間の現像ニップ部での液体現像剤の粘度が検知可能となる。
【００３０】
塗布部材としての供給ローラー３５は、液体現像剤担持体としての現像ローラー３６に液体現像剤を供給する機能を有する。この供給ローラー３５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螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー３６と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。
【００３１】
本実施形態では、現像ローラー３６に液体現像剤を塗布する塗布部材として供給ローラー３５のみを用いた構成としているが、塗布部材としては、この供給ローラー３５に加えて中間ローラーを用いた構成としてもよい。このような構成において、中間ローラーは、供給ローラー３５と現像ローラー３６の間に配置され、液体現像剤は、供給ローラー３５から中間ローラーへ、そして中間ローラーから現像ローラー３６へと塗布される。
【００３２】
規制ブレード３５１は、金属製、あるいは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性を有する部材である。本実施形態では、供給ローラー３４の表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成されている。そして、供給ローラー３５によって担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、中間ローラー３５に供給する液体現像剤の量を調整する。なお、規制部材としては、ブレードのみならず、ローラー状の規制ローラーを用いてもよい。
【００３３】
現像剤担持体としての現像ローラー３６は、円筒状の部材であり、本実施形態では、図に示すように回転軸を中心に反時計回りに回転し、その表面が供給ローラー３５の表面、並びに、像担持体１０の表面と同方向に移動するように回転する。現像ローラー３６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３６の表面に当接する現像ローラークリーニングブレード３６１は、ゴム等の弾性体で構成され、現像ローラー３６が像担持体１０と当接する現像ニップ部より現像ローラー３６の回転方向の下流側に配設され、現像ローラー３６に残存する液体現像剤を掻き落として除去する。
【００３４】
圧縮ローラー３７は、円筒状の部材であって、金属ローラーの表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えている。図に示すように、現像ローラー３６と反対方向の時計回り、即ち、現像ローラー３６と連れ回りで回転し、現像ローラー３６上に塗布された液体現像剤を圧縮する。なお、圧縮ローラー３６の回転方向、回転速度は適宜に設定することができる。圧縮ローラー３７には、現像ローラー３６とは異なる電圧が印加され、両ローラー間に電位差が設けられる。なお、現像ローラー３６上の液体現像剤の圧縮には、この圧縮ローラー３７に代え、現像ローラー３６の表面の帯電バイアスを増加させるコロナ発生器を用いてもよい。
【００３５】
現像ローラー３６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３６と像担持体１０が当接する現像ニップ部において、所望の電界によって、像担持体１０の静電潜像に対応して現像される。現像ニップ部を通過した後、現像に寄与しなかった現像剤は、現像ローラークリーニングブレード３６１によって掻き落とされて回収液貯留部に滴下する。滴下した現像剤は現像剤濃度調整部７１１にてその濃度が調整され、再び現像剤貯留部３１１に補給されることで再利用される。
【００３６】
１次転写部５０では、像担持体１０上に現像された画像を１次転写バックアップローラー５１により中間転写体４０へ転写する。ここで、像担持体１０と中間転写体４０とは、等速度で移動することで、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体１０の画像への外乱作用を抑制している。１次転写部５０を通過した後、像担持体１０の表面は、像担持体クリーニングブレード１８にて清掃され、再びコロナ帯電器１１以降における画像形成に供される。
【００３７】
現像剤補給部７０は、現像剤貯留部３１１に濃度調整された液体現像剤を補給する手段であって、本実施形態では、濃度調整容器７１、攪拌部材７２、高濃度現像剤貯蔵部７３、キャリア液貯蔵部７４を主な構成要素としている。濃度調整容器７１内部に形成された現像剤濃度調整部７１１には、高濃度現像剤貯蔵部７３から高濃度現像剤補給路７３１を介して高濃度現像剤が、また、キャリア液貯蔵部７４からキャリア液補給路７４１を介してキャリア液が供給される。これらの供給は、印刷量を監視することや、現像剤濃度調整部７１１内の液体現像剤の量、濃度を検出することで適宜に行われる。また、現像ローラークリーニングブレード３６１などにて回収された液体現像剤を一旦、この現像剤濃度調整部７１１に回収して再利用するようにしてもよい。
【００３８】
現像剤濃度調整部７１１内の液体現像剤は、図に示すようなプロペラ状の攪拌部材７２により攪拌されて一様な濃度に保たれ、現像剤補給路７１２を介して現像剤貯留部３１１に補給される。本実施形態では、さらに現像剤貯留部３１１内の液体現像剤を現像剤濃度調整部７１１に回収する現像剤回収路７１３が設けられており、液体現像剤を循環させることで液体現像剤の濃度は更に一様なものとなる。
【００３９】
図５は、粘度検出部８０の例を示した図である。図５（ａ）は、回転体８１を用いた粘度検出部８０を示した図である。液体現像剤に浸された回転体８１は、モーターなどの駆動源によって一定速度で回転される。その際に必要となる駆動源でのトルク電流を計測することで液体現像剤の粘度が検出できる。
【００４０】
図５（ｂ）は、超音波圧電素子などの振動子８２を用いた粘度検出部８０を示した図である。回転体８１の場合と同様、液体現像剤に浸された振動子８２は、それに接続される発振器によって一定振幅で振動するように駆動される。その際に必要となる駆動電流を計測することで液体現像剤の粘度が検出できる。
【００４１】
以上、本発明の画像形成装置の主要構成について説明したが、これらの主要構成を用いた制御について図６〜図８を用いて説明を行う。図６は、液体現像剤粘度と印刷速度に対する画像ムラの関係を示す図であり、図７は、印刷速度に対する各パラメーターの最適値を示す図であり、図８は、画像形成装置の制御構成を示す図となっている。
【００４２】
図６は、横軸に液体現像剤の粘度η[Pa・s]を、縦軸に印刷速度Ｖ[m/s]を取った場合における像担持体１０上での画像ムラ発生の状況を示した図である。ここでいう印刷速度Ｖ[m/s]とは、印刷対象となる紙などの記録媒体の搬送速度であって、像担持体１０、現像
ローラー３６、中間転写体４０などの回転（移動）速度はこの印刷速度に連動した速度となる。像担持体１０と現像ローラー３６の表面速度（周速）は、この印刷速度Ｖ[m/s]に
略等しいものとなる。なお、これら速度間には若干の差を持たせることとしてもよい。
【００４３】
発明者等による鋭意研究の結果、この粘度ηと印刷速度Ｖと画像ムラ発生の因果関係を発見するに至った。即ち、リブレットによる画像ムラが発生した場合には、液体現像剤の粘度を大きくするか、または、印刷速度を速くすることで、現像ローラー３６と像担持体１０との間のニップ出口での液体現像剤の流体挙動の乱れを抑止し、画像ムラを抑えることが可能となる。具体的には、Ｖ＞0.063／η（図の領域Ａ）の範囲であれば、図中右上
に示すように画像ムラの許容範囲となり、図の領域Ｂの範囲であれば、図中左下に示すような画像ムラが目立つものとなる。言い換えると、印刷速度Ｖと粘度ηの積が等しい（Ｖ・η＝ａ（ａ：任意定数））関係にあれば、画像ムラは同程度となる。
【００４４】
本発明は、このような印刷速度Ｖと液体現像剤の粘度ηの関係を利用し、画像ムラ、即ち、リブレットの解消を試みるものである。まず初期状態をａとし画像ムラは許容範囲内（領域Ａ）にあるものとする。液体現像剤の温度、あるいは、濃度などの変化に伴い液体現像剤の粘度ηが低下した場合、この初期状態ａは、状態ｂへと変動する。この状態は領域Ｂ内であるため画像ムラは目立つものとなってしまう。本発明は、この液体現像剤の粘度ηの変化に応じて、印刷速度Ｖを制御することで、液体現像剤の粘度変化が起こっても画像ムラを抑制するものである。具体的には、現像剤粘度ηが低下した場合、印刷速度Ｖを速くすることで状態ｃ、即ち、領域Ａ内に移動させることで画像ムラの発生を避けることとしている。このように、本発明の実施形態によれば、液体現像剤の粘度ηに応じて、印刷速度Ｖを適応的に変化させ、リブレットによる画像ムラの発生を抑制し、高品質な画像を提供することが可能となる。
【００４５】
また、状態ｃとした後、環境変化などにて粘度ηが上昇した場合には、印刷速度Ｖを遅くするようにしてもよい。印刷速度Ｖは紙種など記録媒体の種類に応じた最適値を使用することが好ましい。このように適応的に印刷速度を制御することで、画像ムラの発生を抑えつつ最適値に近い印刷速度Ｖを保って印刷を行うことが可能となる。
【００４６】
画像形成装置において印刷速度Ｖを変化させる場合には、その変化に伴って、画像形成装置の各種構成要素のパラメーターを変化させる必要がある。図７は、印刷速度Ｖに対応した画像形成装置の各種パラメーターを掲載したルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。図中の各パラメーターは、帯電電圧はコロナ帯電器３０に関しての、露光量は露光ユニット１２に関しての、現像電圧は現像ローラー３６に関しての、１次転写電圧は像担持体１０と１次転写バックアップローラー５１間に関しての、２次転写電圧は駆動ローラー４１と２次転写ローラー６１間に関しての、そして、定着ローラー温度は図示しない定着ユニットに関してのパラメーターである。
【００４７】
本実施形態では、このルックアップテーブルに基づき、印刷速度Ｖの制御に伴って画像形成装置の各種パラメーターも制御する。なお、この図を見ると、印刷速度Ｖと各種パラメーターは線形な関係となっており、このように特定の関係が成立する場合にはルックアップテーブルのみならず、印刷速度Ｖと各種パラメーターを所定の関係式で関係付けておくこととしてもよい。関係式を用いた場合には、どのような印刷速度Ｖであっても簡易にパラメーターを取得することができる。
【００４８】
図８は、本発明の実施形態に係る制御構成を示した図である。粘度検出部８０で検出された液体現像剤の粘度ηは制御部２０に入力される。制御部２０では、図６で説明した関係により液体現像剤の粘度ηに対応する印刷速度Ｖが決定され、像担持体１０、現像剤ローラー３６、中間転写体４０など、印刷速度Ｖに関連する各種構成の速度が調整される。この印刷速度Ｖの決定は、Ｖ・η＝ａ（ａ：任意定数）の関係において、定数ａが領域Ａの範囲内となる関係にて決定してもよいし、予め、印刷速度Ｖと粘度ηの関係を定めたテーブルを用いることとしてもよい。また、印刷速度Ｖの調整制御は、１つの画像内で行うと画像の乱れを生じる可能性があるため、好ましくは、印刷開始前や画像間など、画像形成に乱れを生じないタイミングで行うとよい。
【００４９】
印刷速度Ｖが決定された後、図７で説明した印刷速度Ｖと各種パラメーターの関係に基づいて、決定した印刷速度Ｖに対応する各種パラメーターが決定され、対応する構成の調整が行われ、画像形成装置は印刷速度Ｖに最適な状態に設定される。以上、説明したよう
に粘度検出部８０にて検出した粘度ηにて、画像形成装置における印刷速度Ｖ、並びに、各種パラメーターの調整が行われ、粘度変化に伴う画像ムラを抑制することが可能となる。
【００５０】
図９は、本発明の他の実施形態に係る現像部３０、現像剤補給部７０の主要構成を示した図である。前実施形態では、現像剤貯留部３１１内に粘度検出部８０を設置し、リブレットが発生する像担持体１０と現像ローラー３６のニップ部に近い箇所で粘度を検出していたのに対し、本実施形態では、現像剤濃度調整部７１１内に粘度検出部８０を設置して粘度を検出する構成となっている。
【００５１】
本発明では、リブレットが発生する像担持体１０と現像ローラー３６のニップ部での粘度が重要となるため、できるだけニップ部に近い位置での液体現像剤の粘度を検出することが好ましいが、本実施形態のように他の場所にて粘度を検出する構成としてもよい。その場合、現像剤濃度調整部７１１内での液体現像剤の粘度と、現像剤貯留部３１１内での液体現像剤の粘度ができるだけ一致するように、現像剤貯留部３１１内にて貯留する液体現像剤の容積に対して、現像剤濃度調整部７１１内にて貯留する液体現像剤の容積を十分に大きく取るとよい。図１０は、本実施形態におけるこれら容積の一例であって、現像剤貯留部３１１の容積に対して、現像剤濃度調整部７１１の容積を５倍程度にとったものとなっている。このような構成によれば、現像剤濃度調整部７１１内で検出した液体現像剤の粘度は、現像剤貯留部３１１に近い、即ち、リブレット発生に起因する粘度にも近いものとなる。
【００５２】
さらに、本実施形態のように現像剤濃度調整部７１１内に粘度検出器８０を設置する場合には、攪拌部材７２に粘度検出機能を持たせることも可能となる。攪拌部材７２を一定速度にて回転させ、その際に必要となる攪拌部材７２の駆動源でのトルク電流を計測することで、別途粘度検出部８０を設けた場合と同様に液体現像剤の粘度が検出できる。以上、粘度検出部８０の設置位置が異なる実施形態について説明したが、粘度検出部８０は、現像剤補給路７１２内に設置してもよい。
【００５３】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成し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】
【００５４】
１０…像担持体、１１…コロナ帯電器、１２…露光ユニット、１８…像担持体クリーニングブレード、２０…制御部、
３０…現像部、３１…現像剤容器、３１１…現像剤貯留部、３５…供給ローラー、３５１…規制ブレード、３６…現像ローラー（現像剤担持体）、３６１…現像ローラークリーニングブレード、３７…圧縮ローラー、３７１…圧縮ローラークリーニングブレード、
４０…中間転写体、４１…駆動ローラー、４２…テンションローラー、４６…中間転写体クリーニングブレード、
５０…１次転写部、５１…１次転写バックアップローラー、
６０…２次転写部、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、
７０…現像剤補給部、７１…濃度調整容器、７１１…現像剤濃度調整部、７１２…現像剤補給路、７１３…現像剤回収路、７２…攪拌部材、７３…高濃度現像剤貯蔵部、７３１…高濃度現像剤補給路、７４…キャリア液貯蔵部、７４１…キャリア液補給路、８０…粘度検出部、８１…回転体、８２…振動子
【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とを有する液体現像剤によって現像し、現像された現像剤像を記録媒体に転写し、定着することで画像形成を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャリア液としての液体溶媒中に固形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静電潜像を現像し可視化する種々の画像形成装置が提案されている。この画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコンオイルや鉱物油、食用油などからなる電気絶縁性を有した高粘度の有機溶剤（キャリア液）中に固形成分（トナー粒子）を懸濁させたものである。このトナー粒子には、粒子径が1μm前後と極めて微細な粒子が使用され、従来の粒子径7μmを使用する乾式画像形成装置と比べて高画質化を図ることができる。
【０００３】
このような液体現像剤を用いた画像形成装置として、例えば、特許文献１〜３には、現像ローラーと感光体が接触することで現像を行う画像形成装置が記載されている。特に、特許文献１の第４６段落に記載されるように、トナーの圧縮状態が弱い場合には、現像ニップにおいてリブレットと呼ばれる縦筋状の画像乱れが発生することが分かっている。この現象は、トナーの圧縮が弱いことで、現像ニップでのトナー粒子の移動速度が十分でなくなり、感光体への押しつけが不十分となる結果、現像剤担持体と感光体間で形成される現像ニップ出口において液体現像剤が糸引き現象を起こすことに起因している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７０６０２号公報
【特許文献２】米国特許第５６１０６９４号
【特許文献３】米国特許第５７３７６６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この画像乱れの原因となるリブレットについて図１、図２を用いて詳しく説明する。図１は、像担持体（感光体）と現像剤担持体（現像ローラー）との間の液体現像剤の移動の様子を示した図である。図に示すように像担持体と現像剤担持体とは、同方向に移動して像担持体上に形成された潜像を、現像剤担持体の表面に塗布されている液体現像剤にて現像する。現像の際、現像剤担持体から像担持体へ液体現像剤が移動することになるが、現像剤担持体と像担持体の間のニップ出口付近で液体現像剤の流体挙動が乱れ、液体現像剤は糸を引きながら離れていく現象が生じる。
【０００６】
この現象による像担持体上での画像の乱れを図２に示す。図２（ａ）は、像担持体上に形成したテストパッチ（ＡＭスクリーン、283線、50％網点（1200dpi、3×3格子））である。また、図２（ｂ）は、このテストパッチの一部分を拡大した図である。正常な状態であれば、このテストパッチは濃淡の一様な画像となるが、前述の現象が生じた場合には図２（ｂ）にみられるような、像担持体の移動方向と垂直方向（図の横方向）に画像の濃淡が生じ、ちょうど小川のような縦スジ（リブレット）を含む画像となってしまう。
【０００７】
この像担持体上で発生したリブレットは、当然のことながら紙などの記録媒体への転写画像にも影響を及ぼすこととなり、転写画像における画像ムラとなって現れることとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、この像担持体と現像剤担持体間で発生するリブレットを抑制することで、画像ムラの発生を抑え、品質の高い画像形成を行う画像形成装置、並びに、画像形成方法を提供するものである。特に、本発明は、単色の画像形成装置、並びに、画像形成方法に関するものである。
【０００９】
そのため、本発明の画像形成装置は、トナーとキャリア液とを有する液体現像剤を貯留する現像剤貯留部、及び前記現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、前記現像部により現像される像担持体と、前記液体現像剤のトナー濃度を調整する現像剤濃度調整部、及び前記現像剤濃度調整部から前記現像剤貯留部に前記液体現像剤を補給する現像剤補給路を有する現像剤補給部と、前記液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部と、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度に基づき、前記像担持体の移動速度を調整する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整するものである。
【００１１】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記粘度検出部は、前記現像剤貯留部に配設されている。
【００１２】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記粘度検出部は、前記現像剤濃度調整部に配設されている。
【００１３】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記現像剤濃度調整部の容積は、前記現像剤貯留部の容積よりも大きいものである。
【００１４】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記現像剤補給部は、前記現像剤貯留部から前記現像剤濃度調整部に前記液体現像剤を回収する現像剤回収路を備えている。
【００１５】
また、本発明の画像形成方法は、現像剤濃度調整部からトナーとキャリア液とを有する液体現像剤を現像剤貯留部に補給し、前記現像剤貯留部に配設された粘度検出部で、前記現像剤貯留部に貯留された前記液体現像剤の粘度を検出し、検出された前記液体現像剤の粘度に基づいて、現像剤担持体の移動速度を決定し、決定された移動速度にて現像剤担持体を移動させ、前記現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を供給して前記現像剤担持体に塗布し、前記現像剤担持体に塗布された前記液体現像剤にて像担持体に形成された潜像を現像することを特徴している。
【００１６】
さらに、本発明の画像形成方法は、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が前記第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を前記第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】現像ローラーから像担持体への液体現像剤の転移の様子を示す図。
【図２】像担持体上の画像ムラを示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る現像部、現像剤補給部の主要構成を示す断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る粘度検出部を示す図。
【図６】液体現像剤粘度と印刷速度に対する画像ムラの関係を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る印刷速度に対する各パラメーターの最適値を示す図。
【図８】本発明の実施形態に係る制御構成を示す図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る現像部、現像剤補給部の主要構成を示す断面図。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る現像剤貯留部、現像剤濃度調整部の容積を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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３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。この図は、４色の液体現像剤を利用したフルカラー画像の画像形成装置となっているが、このような画像形成装置を、本発明の単色で使用する場合には、使用する色以外の像担持体を中間転写体から離間させるなどすることで単色の画像形成装置として利用することとなる。もちろん単色の画像形成装置において利用することが可能であることはいうまでもない。
【００１９】
画像形成装置の中央部に配設された画像形成部に対し、４つの現像部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成部の下部に配設され、中間転写体４０、２次転写部（２次転写ユニット６０）は画像形成部の上部に配設されている。以下、画像形成部、現像部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋについて説明を行うが、各色の構成は同様であるため色を示す添字のアルファベットは省略して説明を行う。なお、本実施形態の画像形成装置は、ＹＭＣＫ４色によるフルカラー画像を形成可能なものとしているが、この実施形態に限らず、例えば、単色など適宜な色数の画像形成装置であってもよい。
【００２０】
画像形成部は、像担持体１０、コロナ帯電器１１、露光ユニット１２などを備える。露光ユニット１２は、半導体レーザー、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズなどの光学系を有し、入力された画像信号に基づいて変調されたレーザー光を帯電された像担持体１０上に照射して静電潜像を形成する。
【００２１】
現像部３０は、概略、各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１と、これら現像剤容器３１から液体現像剤を現像ローラー３６に塗布する供給ローラー３５などを備え、各色の液体現像剤により像担持体１０上に形成された静電潜像を現像する。中間転写体４０（本発明における「転写体」）は、エンドレスのベルトなどによって構成され、駆動ローラー４１とテンションローラー４２に張架され、１次転写部５０にて像担持体１０と当接しながら駆動ローラー４１により回転駆動される。１次転写部５０では、中間転写体４０を挟んで像担持体１０と１次転写バックアップローラー５１が対向して配設され、それらの像担持体１０との当接位置を転写位置として、現像された像担持体１０上の各色のトナー像を中間転写体４０上に順次重ねて転写してフルカラーのトナー像を形成する。なお、本発明では、単色の画像形成装置として利用することが前提となるが、その場合には、使用する色以外の像担持体１０を中間転写体４０から離間させることとなる。その他、使用する色以外の現像ローラー３６を像担持体１０から離間させることとしてもよい。
【００２２】
２次転写部６０では、２次転写ローラー６１が中間転写体４０を挟んで駆動ローラー４１と対向して配設される。さらに２次転写ローラークリーニングブレード６２が２次転写ローラー６１に当接して配設される。そして、２次転写ローラー６１における転写位置において、中間転写体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、布などの記録媒体に転写する。
【００２３】
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、用紙など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融着することで定着させる。また、テンションローラー４２は、駆動ローラー４１と共に中間転写体４０を張架しており、中間転写体４０のテンションローラー４２に張架されている箇所にて、中間転写体クリーニングブレード４６が当接して配設される。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成部、現像部、現像剤補給部について説明する。図４は、画像形成部、現像部３０、現像剤補給部７０の主要構成を示した断面図である。本発明は単色における画像形成装置において有効であるため、図３で説明した１組の画像形成部、現像部、現像剤補給部について説明すると共に、図３で用いた添字のアルファベットは省略して説明を行う。
【００２５】
像担持体１０の外周には、その回転方向に沿って、像担持体クリーニングブレード１８、コロナ帯電器１１、露光ユニット１２、現像ローラー３６、中間転写体４０が配設されている。また、中間転写体４０に沿って、像担持体１０と対向する位置には１次転写バックアップローラー５１が配設される。
【００２６】
像担持体１０は、現像ローラー３６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ローラーであり、一例として図に示すように時計回りの方向に回転する。像担持体１０の感光層は、有機像担持体またはアモルファスシリコン像担持体等で構成される。コロナ帯電器１１は、像担持体１０と現像ローラー３６とのニップ部より像担持体１０の回転方向の上流側に配設され、図示しない電源装置からの印加電圧により像担持体１０をコロナ帯電させる。露光ユニット１２は、コロナ帯電器１１より像担持体１０の回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１によって帯電された像担持体１０にレーザー光を照射し、像担持体１０に静電潜像を形成する。
【００２７】
現像部３０は、現像剤担持体としての現像ローラー３６と、塗布部材としての供給ローラー３５と、キャリア液にトナーを概略重量比２０％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１、現像剤に対しコンパクション作用を施す圧縮ローラー３７を主な構成としている。現像ローラー３６の外周には、現像ローラークリーニングブレード３６１、圧縮ローラー３７が配設されている。現像ローラー３６は、その表面を像担持体１０と供給ローラー３５に当接させている。供給ローラー３５の付属構成として、現像剤貯留部３１１から汲み上げた液体現像剤の量を調整する規制ブレード３５１が設けられる。この規制ブレード３５１は、供給ローラー３５の表面に当接し、供給ローラー３５表面に彫刻された凹部パターンにて液体現像剤を汲み上げ、現像ローラー３６に塗布する。
【００２８】
現像剤容器３１内には、現像剤貯留部３１１が形成されており、供給ローラー３５に供給するための液体現像剤を貯留する。この現像剤貯留部３１１内に搬送スクリューを設け、補給された液体現像剤を攪拌しながら搬送してもよい。また、現像剤容器３１には、現像剤貯留部３１１に液体現像剤を補給する現像剤補給部７０が接続されている。現像剤補給部７０は、現像剤容器３１に設けられる補給口から液体現像剤貯留部３１１へ濃度調整された液体現像剤を補給する。現像剤貯留部３１１に補給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（1〜2wt%）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、常温で不揮発性樹脂中へ顔料など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20%とした高粘度（30〜10000mPa・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２９】
現像剤貯留部３１１内には、貯留する液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部８０が設置されている。その設置場所は、補給口付近などで発生する液体現像剤の乱流に影響を受
けない箇所であって、供給ローラー３５に供給する液体現像剤の粘度を正確に計測できる箇所とすることが好ましい。このような設置場所とすることで、リブレット発生の原因となる像担持体１０と現像ローラー３６間の現像ニップ部での液体現像剤の粘度が検知可能となる。
【００３０】
塗布部材としての供給ローラー３５は、液体現像剤担持体としての現像ローラー３６に液体現像剤を供給する機能を有する。この供給ローラー３５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螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー３６と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。
【００３１】
本実施形態では、現像ローラー３６に液体現像剤を塗布する塗布部材として供給ローラー３５のみを用いた構成としているが、塗布部材としては、この供給ローラー３５に加えて中間ローラーを用いた構成としてもよい。このような構成において、中間ローラーは、供給ローラー３５と現像ローラー３６の間に配置され、液体現像剤は、供給ローラー３５から中間ローラーへ、そして中間ローラーから現像ローラー３６へと塗布される。
【００３２】
規制ブレード３５１は、金属製、あるいは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性を有する部材である。本実施形態では、供給ローラー３４の表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成されている。そして、供給ローラー３５によって担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、中間ローラー３５に供給する液体現像剤の量を調整する。なお、規制部材としては、ブレードのみならず、ローラー状の規制ローラーを用いてもよい。
【００３３】
現像剤担持体としての現像ローラー３６は、円筒状の部材であり、本実施形態では、図に示すように回転軸を中心に反時計回りに回転し、その表面が供給ローラー３５の表面、並びに、像担持体１０の表面と同方向に移動するように回転する。現像ローラー３６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３６の表面に当接する現像ローラークリーニングブレード３６１は、ゴム等の弾性体で構成され、現像ローラー３６が像担持体１０と当接する現像ニップ部より現像ローラー３６の回転方向の下流側に配設され、現像ローラー３６に残存する液体現像剤を掻き落として除去する。
【００３４】
圧縮ローラー３７は、円筒状の部材であって、金属ローラーの表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えている。図に示すように、現像ローラー３６と反対方向の時計回り、即ち、現像ローラー３６と連れ回りで回転し、現像ローラー３６上に塗布された液体現像剤を圧縮する。なお、圧縮ローラー３６の回転方向、回転速度は適宜に設定することができる。圧縮ローラー３７には、現像ローラー３６とは異なる電圧が印加され、両ローラー間に電位差が設けられる。なお、現像ローラー３６上の液体現像剤の圧縮には、この圧縮ローラー３７に代え、現像ローラー３６の表面の帯電バイアスを増加させるコロナ発生器を用いてもよい。
【００３５】
現像ローラー３６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３６と像担持体１０が当接する現像ニップ部において、所望の電界によって、像担持体１０の静電潜像に対応して現像される。現像ニップ部を通過した後、現像に寄与しなかった現像剤は、現像ローラークリーニングブレード３６１によって掻き落とされて回収液貯留部に滴下する。滴下した現像剤は現像剤濃度調整部７１１にてその濃度が調整され、再び現像剤貯留部３１１に補給されることで再利用される。
【００３６】
１次転写部５０では、像担持体１０上に現像された画像を１次転写バックアップローラー５１により中間転写体４０へ転写する。ここで、像担持体１０と中間転写体４０とは、等速度で移動することで、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体１０の画像への外乱作用を抑制している。１次転写部５０を通過した後、像担持体１０の表面は、像担持体クリーニングブレード１８にて清掃され、再びコロナ帯電器１１以降における画像形成に供される。
【００３７】
現像剤補給部７０は、現像剤貯留部３１１に濃度調整された液体現像剤を補給する手段であって、本実施形態では、濃度調整容器７１、攪拌部材７２、高濃度現像剤貯蔵部７３、キャリア液貯蔵部７４を主な構成要素としている。濃度調整容器７１内部に形成された現像剤濃度調整部７１１には、高濃度現像剤貯蔵部７３から高濃度現像剤補給路７３１を介して高濃度現像剤が、また、キャリア液貯蔵部７４からキャリア液補給路７４１を介してキャリア液が供給される。これらの供給は、印刷量を監視することや、現像剤濃度調整部７１１内の液体現像剤の量、濃度を検出することで適宜に行われる。また、現像ローラークリーニングブレード３６１などにて回収された液体現像剤を一旦、この現像剤濃度調整部７１１に回収して再利用するようにしてもよい。
【００３８】
現像剤濃度調整部７１１内の液体現像剤は、図に示すようなプロペラ状の攪拌部材７２により攪拌されて一様な濃度に保たれ、現像剤補給路７１２を介して現像剤貯留部３１１に補給される。本実施形態では、さらに現像剤貯留部３１１内の液体現像剤を現像剤濃度調整部７１１に回収する現像剤回収路７１３が設けられており、液体現像剤を循環させることで液体現像剤の濃度は更に一様なものとなる。
【００３９】
図５は、粘度検出部８０の例を示した図である。図５（ａ）は、回転体８１を用いた粘度検出部８０を示した図である。液体現像剤に浸された回転体８１は、モーターなどの駆動源によって一定速度で回転される。その際に必要となる駆動源でのトルク電流を計測することで液体現像剤の粘度が検出できる。
【００４０】
図５（ｂ）は、超音波圧電素子などの振動子８２を用いた粘度検出部８０を示した図である。回転体８１の場合と同様、液体現像剤に浸された振動子８２は、それに接続される発振器によって一定振幅で振動するように駆動される。その際に必要となる駆動電流を計測することで液体現像剤の粘度が検出できる。
【００４１】
以上、本発明の画像形成装置の主要構成について説明したが、これらの主要構成を用いた制御について図６〜図８を用いて説明を行う。図６は、液体現像剤粘度と印刷速度に対する画像ムラの関係を示す図であり、図７は、印刷速度に対する各パラメーターの最適値を示す図であり、図８は、画像形成装置の制御構成を示す図となっている。
【００４２】
図６は、横軸に液体現像剤の粘度η[Pa・s]を、縦軸に印刷速度Ｖ[m/s]を取った場合における像担持体１０上での画像ムラ発生の状況を示した図である。ここでいう印刷速度Ｖ[m/s]とは、印刷対象となる紙などの記録媒体の搬送速度であって、像担持体１０、現像
ローラー３６、中間転写体４０などの回転（移動）速度はこの印刷速度に連動した速度となる。像担持体１０と現像ローラー３６の表面速度（周速）は、この印刷速度Ｖ[m/s]に
略等しいものとなる。なお、これら速度間には若干の差を持たせることとしてもよい。
【００４３】
発明者等による鋭意研究の結果、この粘度ηと印刷速度Ｖと画像ムラ発生の因果関係を発見するに至った。即ち、リブレットによる画像ムラが発生した場合には、液体現像剤の粘度を大きくするか、または、印刷速度を速くすることで、現像ローラー３６と像担持体１０との間のニップ出口での液体現像剤の流体挙動の乱れを抑止し、画像ムラを抑えることが可能となる。具体的には、Ｖ＞0.063／η（図の領域Ａ）の範囲であれば、図中右上
に示すように画像ムラの許容範囲となり、図の領域Ｂの範囲であれば、図中左下に示すような画像ムラが目立つものとなる。言い換えると、印刷速度Ｖと粘度ηの積が等しい（Ｖ・η＝ａ（ａ：任意定数））関係にあれば、画像ムラは同程度となる。
【００４４】
本発明は、このような印刷速度Ｖと液体現像剤の粘度ηの関係を利用し、画像ムラ、即ち、リブレットの解消を試みるものである。まず初期状態をａとし画像ムラは許容範囲内（領域Ａ）にあるものとする。液体現像剤の温度、あるいは、濃度などの変化に伴い液体現像剤の粘度ηが低下した場合、この初期状態ａは、状態ｂへと変動する。この状態は領域Ｂ内であるため画像ムラは目立つものとなってしまう。本発明は、この液体現像剤の粘度ηの変化に応じて、印刷速度Ｖを制御することで、液体現像剤の粘度変化が起こっても画像ムラを抑制するものである。具体的には、現像剤粘度ηが低下した場合、印刷速度Ｖを速くすることで状態ｃ、即ち、領域Ａ内に移動させることで画像ムラの発生を避けることとしている。このように、本発明の実施形態によれば、液体現像剤の粘度ηに応じて、印刷速度Ｖを適応的に変化させ、リブレットによる画像ムラの発生を抑制し、高品質な画像を提供することが可能となる。
【００４５】
また、状態ｃとした後、環境変化などにて粘度ηが上昇した場合には、印刷速度Ｖを遅くするようにしてもよい。印刷速度Ｖは紙種など記録媒体の種類に応じた最適値を使用することが好ましい。このように適応的に印刷速度を制御することで、画像ムラの発生を抑えつつ最適値に近い印刷速度Ｖを保って印刷を行うことが可能となる。
【００４６】
画像形成装置において印刷速度Ｖを変化させる場合には、その変化に伴って、画像形成装置の各種構成要素のパラメーターを変化させる必要がある。図７は、印刷速度Ｖに対応した画像形成装置の各種パラメーターを掲載したルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。図中の各パラメーターは、帯電電圧はコロナ帯電器３０に関しての、露光量は露光ユニット１２に関しての、現像電圧は現像ローラー３６に関しての、１次転写電圧は像担持体１０と１次転写バックアップローラー５１間に関しての、２次転写電圧は駆動ローラー４１と２次転写ローラー６１間に関しての、そして、定着ローラー温度は図示しない定着ユニットに関してのパラメーターである。
【００４７】
本実施形態では、このルックアップテーブルに基づき、印刷速度Ｖの制御に伴って画像形成装置の各種パラメーターも制御する。なお、この図を見ると、印刷速度Ｖと各種パラメーターは線形な関係となっており、このように特定の関係が成立する場合にはルックアップテーブルのみならず、印刷速度Ｖと各種パラメーターを所定の関係式で関係付けておくこととしてもよい。関係式を用いた場合には、どのような印刷速度Ｖであっても簡易にパラメーターを取得することができる。
【００４８】
図８は、本発明の実施形態に係る制御構成を示した図である。粘度検出部８０で検出された液体現像剤の粘度ηは制御部２０に入力される。制御部２０では、図６で説明した関係により液体現像剤の粘度ηに対応する印刷速度Ｖが決定され、像担持体１０、現像剤ローラー３６、中間転写体４０など、印刷速度Ｖに関連する各種構成の速度が調整される。この印刷速度Ｖの決定は、Ｖ・η＝ａ（ａ：任意定数）の関係において、定数ａが領域Ａの範囲内となる関係にて決定してもよいし、予め、印刷速度Ｖと粘度ηの関係を定めたテーブルを用いることとしてもよい。また、印刷速度Ｖの調整制御は、１つの画像内で行うと画像の乱れを生じる可能性があるため、好ましくは、印刷開始前や画像間など、画像形成に乱れを生じないタイミングで行うとよい。
【００４９】
印刷速度Ｖが決定された後、図７で説明した印刷速度Ｖと各種パラメーターの関係に基づいて、決定した印刷速度Ｖに対応する各種パラメーターが決定され、対応する構成の調整が行われ、画像形成装置は印刷速度Ｖに最適な状態に設定される。以上、説明したよう
に粘度検出部８０にて検出した粘度ηにて、画像形成装置における印刷速度Ｖ、並びに、各種パラメーターの調整が行われ、粘度変化に伴う画像ムラを抑制することが可能となる。
【００５０】
図９は、本発明の他の実施形態に係る現像部３０、現像剤補給部７０の主要構成を示した図である。前実施形態では、現像剤貯留部３１１内に粘度検出部８０を設置し、リブレットが発生する像担持体１０と現像ローラー３６のニップ部に近い箇所で粘度を検出していたのに対し、本実施形態では、現像剤濃度調整部７１１内に粘度検出部８０を設置して粘度を検出する構成となっている。
【００５１】
本発明では、リブレットが発生する像担持体１０と現像ローラー３６のニップ部での粘度が重要となるため、できるだけニップ部に近い位置での液体現像剤の粘度を検出することが好ましいが、本実施形態のように他の場所にて粘度を検出する構成としてもよい。その場合、現像剤濃度調整部７１１内での液体現像剤の粘度と、現像剤貯留部３１１内での液体現像剤の粘度ができるだけ一致するように、現像剤貯留部３１１内にて貯留する液体現像剤の容積に対して、現像剤濃度調整部７１１内にて貯留する液体現像剤の容積を十分に大きく取るとよい。図１０は、本実施形態におけるこれら容積の一例であって、現像剤貯留部３１１の容積に対して、現像剤濃度調整部７１１の容積を５倍程度にとったものとなっている。このような構成によれば、現像剤濃度調整部７１１内で検出した液体現像剤の粘度は、現像剤貯留部３１１に近い、即ち、リブレット発生に起因する粘度にも近いものとなる。
【００５２】
さらに、本実施形態のように現像剤濃度調整部７１１内に粘度検出器８０を設置する場合には、攪拌部材７２に粘度検出機能を持たせることも可能となる。攪拌部材７２を一定速度にて回転させ、その際に必要となる攪拌部材７２の駆動源でのトルク電流を計測することで、別途粘度検出部８０を設けた場合と同様に液体現像剤の粘度が検出できる。以上、粘度検出部８０の設置位置が異なる実施形態について説明したが、粘度検出部８０は、現像剤補給路７１２内に設置してもよい。
【００５３】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成し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】
【００５４】
１０…像担持体、１１…コロナ帯電器、１２…露光ユニット、１８…像担持体クリーニングブレード、２０…制御部、
３０…現像部、３１…現像剤容器、３１１…現像剤貯留部、３５…供給ローラー、３５１…規制ブレード、３６…現像ローラー（現像剤担持体）、３６１…現像ローラークリーニングブレード、３７…圧縮ローラー、３７１…圧縮ローラークリーニングブレード、
４０…中間転写体、４１…駆動ローラー、４２…テンションローラー、４６…中間転写体クリーニングブレード、
５０…１次転写部、５１…１次転写バックアップローラー、
６０…２次転写部、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、
７０…現像剤補給部、７１…濃度調整容器、７１１…現像剤濃度調整部、７１２…現像剤補給路、７１３…現像剤回収路、７２…攪拌部材、７３…高濃度現像剤貯蔵部、７３１…高濃度現像剤補給路、７４…キャリア液貯蔵部、７４１…キャリア液補給路、８０…粘度検出部、８１…回転体、８２…振動子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリア液とを有する液体現像剤を貯留する現像剤貯留部、及び前記現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、
前記現像部により現像される像担持体と、
前記液体現像剤のトナー濃度を調整する現像剤濃度調整部、及び前記現像剤濃度調整部から前記現像剤貯留部に前記液体現像剤を補給する現像剤補給路を有する現像剤補給部と、
前記液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部と、
前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度に基づき、前記像担持体の移動速度を調整する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が前記第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を前記第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記粘度検出部は、前記現像剤貯留部に配設される請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記粘度検出部は、前記現像剤濃度調整部に配設される請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤濃度調整部の容積は、前記現像剤貯留部の容積よりも大きい請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤補給部は、前記現像剤貯留部から前記現像剤濃度調整部に前記液体現像剤を回収する現像剤回収路を備える請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
現像剤濃度調整部からトナーとキャリア液とを有する液体現像剤を現像剤貯留部に補給し、
前記現像剤貯留部に配設された粘度検出部で、前記現像剤貯留部に貯留された前記液体現像剤の粘度を検出し、
検出された前記液体現像剤の粘度に基づいて、現像剤担持体の移動速度を決定し、
決定された移動速度にて現像剤担持体を移動させ、
前記現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を供給して前記現像剤担持体に塗布し、
前記現像剤担持体に塗布された前記液体現像剤にて像担持体に形成された潜像を現像することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が前記第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を前記第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整する請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項１】
トナーとキャリア液とを有する液体現像剤を貯留する現像剤貯留部、及び前記現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像部と、
前記現像部により現像される像担持体と、
前記液体現像剤のトナー濃度を調整する現像剤濃度調整部、及び前記現像剤濃度調整部から前記現像剤貯留部に前記液体現像剤を補給する現像剤補給路を有する現像剤補給部と、
前記液体現像剤の粘度を検出する粘度検出部と、
前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度に基づき、前記像担持体の移動速度を調整する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が前記第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を前記第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記粘度検出部は、前記現像剤貯留部に配設される請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記粘度検出部は、前記現像剤濃度調整部に配設される請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤濃度調整部の容積は、前記現像剤貯留部の容積よりも大きい請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤補給部は、前記現像剤貯留部から前記現像剤濃度調整部に前記液体現像剤を回収する現像剤回収路を備える請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
現像剤濃度調整部からトナーとキャリア液とを有する液体現像剤を現像剤貯留部に補給し、
前記現像剤貯留部に配設された粘度検出部で、前記現像剤貯留部に貯留された前記液体現像剤の粘度を検出し、
検出された前記液体現像剤の粘度に基づいて、現像剤担持体の移動速度を決定し、
決定された移動速度にて現像剤担持体を移動させ、
前記現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を供給して前記現像剤担持体に塗布し、
前記現像剤担持体に塗布された前記液体現像剤にて像担持体に形成された潜像を現像することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
前記粘度検出部で検出した前記液体現像剤の粘度が第１の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を第１の移動速度とし、前記液体現像剤の粘度が前記第１の粘度よりも小さい第２の粘度のときには、前記像担持体の移動速度を前記第１の移動速度よりも速い第２の移動速度に調整する請求項７に記載の画像形成方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１７５７７５（Ｐ２０１０−１７５７７５Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７６３５（Ｐ２００９−１７６３５）
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【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２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【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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