画像形成装置及び画像形成方法
【課題】
供給部材の溝部の転写による現像剤パターン、現像剤の状態変化に伴って発生する現像剤スジの発生を抑え、形成する画質の品質向上を図る。
【解決手段】
現像部３０で現像された像を担持する像担持体１０と、像担持体１０に現像された像に光を発光する発光部２１０、像で反射された光を受光する第１受光部２１１、及び第１受光部２１１と異なる位置に配設された第２受光部２１２を有する光学センサー２１と、第１受光部２１１の出力信号により現像剤担持体３６に印加する現像バイアスを調整するとともに、第１受光部２１１の出力信号、及び第２受光部２１２の出力信号により帯電部材１１に印加するバイアスを制御する制御部とを有する。
供給部材の溝部の転写による現像剤パターン、現像剤の状態変化に伴って発生する現像剤スジの発生を抑え、形成する画質の品質向上を図る。
【解決手段】
現像部３０で現像された像を担持する像担持体１０と、像担持体１０に現像された像に光を発光する発光部２１０、像で反射された光を受光する第１受光部２１１、及び第１受光部２１１と異なる位置に配設された第２受光部２１２を有する光学センサー２１と、第１受光部２１１の出力信号により現像剤担持体３６に印加する現像バイアスを調整するとともに、第１受光部２１１の出力信号、及び第２受光部２１２の出力信号により帯電部材１１に印加するバイアスを制御する制御部とを有する。
【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材に転写、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】
このような感光体上で発生するリブレット（本明細書では「現像剤スジ」と呼ぶ）は、紙などの記録材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。
【０００６】
一方、画像ムラ発生原因の１つに供給ローラー（アニロックスローラー）によるものがある。供給ローラーは、その表面に微細かつ一様に斜線状の溝部が形成されたローラーであって、この溝部にて汲み上げた液体現像剤を現像ローラーに供給する。この溝部によって発生する現像剤パターンは、通常、現像ローラーに供給される際に消えて、均一な現像剤の薄膜が現像ローラー上に形成される。しかしながら、温度変化によって液体現像剤の粘度が変動することなど、各種の環境変化によって、現像ローラー上にも現像剤パターンが消えずに転移してしまい、それが感光体上の画像ムラとして現れてしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、現像剤スジ、及び供給ローラーの溝部による現像剤パターンを原因とする画像ムラを抑制するとともに、画像ムラの抑制に伴い変動する画像濃度を一定に保つことで品質の高い画像形成を行うことを目的とするものであり、そのため以下の各種構成を採用するものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、溝部を有する供給部材、前記供給部材から供給された前記液体現像剤で現像する現像剤担持体、及び前記現像剤担持体に担持された前記液体現像剤を帯電させる帯電部材を有する現像部と、前記現像部で現像された像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像された前記像に光を発光する発光部、前記像で反射された光を受光する第１受光部、及び前記第１受光部と異なる位置に配設された第２受光部を有する光学センサーと、前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを制御する制御部と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、画像ムラを抑制するとともに、画像濃度を一定に保ち、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整することとしている。この構成によれば、簡易な制御にて画像濃度を一定に保つことが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記第１受光部が検出する光は、前記像で反射された光の正反射光であり、前記第２受光部が検出する光は、前記像で反射された光の散乱光とするものである。この構成によれば、画像濃度、並びに画像ムラの検出を精度よく行うことが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記現像部に印加するバイアスの調整、及び前記帯電部材に印加するバイアスの調整を、所定数の記録材を印刷した後に行うこととしている。このように調整のタイミングを所定枚数後とすることで、現像剤の状態や環境変化に適応して画像の品質を維持することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の画像形成方法は、現像剤貯留部に貯留される液体現像剤を、溝部を有する供給部材を用いて現像剤担持体に供給し、帯電部材により前記現像剤担持体に供給された液体現像剤を帯電させ、前記帯電部材で帯電された液体現像剤を用いて、現像バイアスが印加された現像剤担持体により像担持体に形成された潜像を現像し、前記像担持体の現像された像に発光部にて光を発光し、前記像で反射された光を第１受光部で受光するとともに、前記像で反射された光を前記第１受光部とは異なる位置に配設された第２受光部で受光し、前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを調整することを特徴とするものである。
【００１４】
この構成により、画像ムラを抑制するとともに、画像濃度を一定に保ち、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の画像形成方法は、前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整することとしている。この構成によれば、簡易な制御にて画像濃度を一定に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】本発明の実施形態に係る画像形成部、現像部の主要構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る供給ローラーの斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置における液体現像剤転移の様子を示す図。
【図５】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６】像担持体上のテスト画像における現像剤スジを示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る光学センサーを示す図。
【図８】本発明の実施形態に係るトナー帯電器を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御を示す図。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフロー図。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御に用いるテーブル。
【図１２】現像ローラー電圧と正反射光受光信号の関係を示す図。
【図１３】トナー帯電器グリッド電圧と散乱光受光信号の関係を示す図。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフロー図。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る画像形成部、現像部の主要構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。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つの現像装置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、現像装置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を採用した画像形成装置としてもよい。
【００１８】
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などを備えている。露光ユニット１２は、ＬＥＤ、もしくは半導体レーザー等の光源を有し、入力された画像信号に基づいて光を照射し、帯電された像担持体１０上に静電潜像を形成する。
【００１９】
現像装置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から液体現像剤を中間ローラー３５に塗布する供給ローラー３４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で像担持体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、フルカラーのトナー像を形成する。
【００２０】
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部６２が２次転写ローラー６１にそのブレードを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、布などの記録材に転写する。
【００２１】
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を用紙などの記録材に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部４６が当接して配設される。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態に係る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３０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、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と共に、添字のアルファベットは省略する。
【００２３】
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部１８、コロナ帯電器１１、露光ユニット１２、現像ローラー３６、像担持体スクイーズローラー１３が配設されている。そして、像担持体スクイーズローラー１３には、その付属構成として像担持体スクイーズローラークリーニング部１４がそのブレードを当接させて配設される。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１次転写部５０の１次転写バックアップローラー５１が配設される。
【００２４】
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。像担持体１０の感光層は、アモルファスシリコンまたは有機光導電体等で構成される。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って、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に光を照射し、像担持体１０に静電潜像を形成する。
【００２５】
現像装置３０は、現像ローラー３６と、中間ローラー３５と、供給ローラー３４と、キャリア内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、現像ローラー３６上のトナーを帯電させるトナー帯電器３７を主な構成要素としている。現像ローラー３６の外周には、クリーニングブレード３６１、中間ローラー３５、トナー帯電器３７が配設されている。中間ローラー３５は、その表面を現像ローラー３６と供給ローラー３４に当接させており、その外周には中間ローラークリーニング部３５１が配設されている。供給ローラー３４には、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部材３４１が当接している。なお、本実施形態の現像装置のように中間ローラー３５を用いた３ローラー方式においては、中間ローラー３５が供給ローラー３４に当接することで液体現像剤の量を調整するため、この規制部材３４１は省略することも可能である。
【００２６】
現像剤貯留部３１１に搬送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）の液体現像剤である。
【００２７】
供給ローラー３４（本発明における「供給部材」）は、中間ローラー３５に対して液体現像剤を供給する機能を有する。この供給ローラー３４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の溝部が形成されたローラーである。この溝部で汲み上げられた液体現像剤は、当接する規制部材３４１にて精密に計量されて中間ローラー３５に供給される。装置動作時においては
、図に示すように搬送スクリュー３３が時計回りに回転し、供給ローラー３４に液体現像剤を供給し、供給ローラー３４は時計回りに回転して、中間ローラー３５に液体現像剤を塗布する。
【００２８】
規制部材３４１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ブレードである。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る。そして、供給ローラー３４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、この規制部材３４１に代えて、ローラーにて構成された規制ローラーを用いることとしてもよい。
【００２９】
現像ローラー３６（本発明における「現像剤担持体」）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。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。現像ローラークリーニングブレード３６１は、現像ローラー３６の表面に当接するゴム等で構成され、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。
【００３０】
中間ローラー３５（本発明における「第２供給部材」）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、現像ローラー３６と同様、反時計回りに回転し、現像ローラー３６に対しカウンター当接する。中間ローラー３５は現像ローラー３６と同様に、金属製の内心の外周部に弾性層を設けて構成される。
【００３１】
中間ローラー３５と現像ローラー３６との当接位置下流には、中間ローラークリーニング部３５１がそのブレードを中間ローラー３５に当接させて配設され、現像ローラー３６に供給されなかった液体現像剤を掻き取って回収液貯留部へ回収する。
【００３２】
トナー帯電器３７（本発明における「帯電部材」）は、現像ローラー３６の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段である。現像ローラー３６によって搬送される液体現像剤は、このトナー帯電器３７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】
一方、現像ローラー３６に担持されて帯電された液体現像剤は、現像ローラー３６が像担持体１０に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。そして、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。滴下した現像剤は液体現像剤濃度調整部にてその濃度が調整され、再び現像剤貯留部３１１に供給されることで再利用される。
【００３４】
１次転写の上流側に配設される像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０に対向して現像ローラー３６の下流側に配設され、像担持体１０に現像されたトナー像の余剰現像剤を回収する装置であって、表面に弾性体を被覆して像担持体１０に当接して回転する弾性ローラー部材からなる像担持体スクイーズローラー１３と、該像担持体スクイーズローラー１３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１４とから構成され、像担持体１０に現像された現像剤から余分なキャリアを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。１次転写前の像担持体スクイーズ装置として、本実施形態では１つの像担持体スクイーズローラー１３を設けているが、複数の像担持体スクイーズローラーを設けることとしてもよい。その場合、液体現像剤の状態などに応じて当離接する像担持体スクイーズローラーを切り換えるように構成してもよい。
【００３５】
１次転写部５０では、像担持体１０に現像された現像剤像を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は等速度で移動させることで、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の顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
【００３６】
像担持体クリーニング部１８は、像担持体１０に対向し１次転写部５０の下流に配設される部材であって、そのブレードを像担持体１０に当接させることで、像担持体１０上での転写残り液体現像剤や未転写液体現像剤をクリーニングする。像担持体クリーング部１８で掻き取られた液体現像剤は鉛直下方に落下し、回収液貯留部に滴下する。
【００３７】
以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明したが、次に、画像ムラの原因となる供給ローラー３４（本発明における「供給部材」）により生じる現像剤パターンについて図３、図４を用いて説明する。
【００３８】
図３は本発明に用いられる供給ローラー３４の斜視図、並びに、その一部を拡大した図である。本発明における供給ローラー３４は、図の斜線で示すように、その表面中央部に凹部パターン形成領域が設けられている。この凹部パターン形成領域は、液体現像剤の正確な計量、並びに、供給効率の向上を目的とするものであって、本実施形態では螺旋形状の溝部３４２を採用することとしている。この溝部３４２にて汲み上げられた液体現像剤は、供給ローラー３４が当接する中間ローラー３５に供給される。
【００３９】
では、次に、この供給ローラー３４の溝部３４２により形成される現像剤パターンの様子を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、現像装置の断面図であり、図４（ｂ）は、各ローラーにおける現像剤パターンの様子を示した図である。 図４（ａ）は、図４（ｂ
）におけるＡ−Ａ'間の断面図であり、供給ローラー３４、中間ローラー３５、現像ロー
ラー３６の表面上に記載する太線は、現像剤貯留部３１１から汲み上げられた液体現像剤が転移する様子を示している。なお、この図において、各ローラー周辺の構成は省略している。
【００４０】
まず、現像剤貯留部３１１に貯留する液体現像剤は、時計回りに回転する供給ローラー３４にて汲み上げられ、供給ローラー３４に当接する規制部材３４１にて表面に塗布される量が規制される。供給ローラー３４に塗布された液体現像剤は、反時計回りに回転し、供給ローラー３４に対し順方向で当接する中間ローラー３５に供給される。中間ローラー３５に供給された液体現像剤は、反時計回りに回転し、中間ローラー３５に対し逆方向で当接する現像ローラー３６に供給される。そして、現像ローラー３６に供給された液体現像剤は、図示しない像担持体１０上の潜像を現像して像の形成を行う。
【００４１】
本実施形態の供給ローラー３４の表面には溝部３４２が形成されているため、供給ローラー３４で汲み上げられた液体現像剤は、中間ローラー３５、現像ローラー３６の表面に液体現像剤の現像剤パターンを形成する。その現像剤パターン転写の様子を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）を記号アで示す方向から眺めた図であって、各ローラーにおける現像剤パターンの様子が示されている。図で示すように供給ローラー３４に形成されている溝部３４２が右下がりの斜線パターンの場合には、中間ローラー３５、現像ローラー３６表面での現像剤パターンは図のようになる。具体的には、供給ローラー３４と順方向で当接する中間ローラー３５の表面には、右上がりの現像剤パターンが形成され、中間ローラー３５と逆方向で当接する現像ローラー３６の表面上においても、右上がりの現像剤パターンが形成される。
【００４２】
このように溝部３４２による現像剤パターンが現像ローラー３６上に転写された状態で
は、形成する画像にムラが生じることとなる。この現像剤パターンは、液体現像剤の粘性に依存するため、各種環境変化に伴って液体現像剤の粘性が変動することで現像剤パターンが発生した場合には、これを抑制することが望ましい。
【００４３】
次に、画像ムラのもう一つの原因となる現像剤スジ（リブレット）について図５、図６を用いて詳しく説明する。図５は、像担持体１０と現像ローラー３６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１０と現像ローラー３６とは、同方向に移動して像担持体１０上に形成された潜像を、現像ローラー３６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、現像ローラー３６から像担持体１０へ液体現像剤が移動することになるが、現像ローラー３６と像担持体１０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。
【００４４】
この現象による像担持体１０上での画像の乱れを図６に示す。図６（ａ）は、像担持体１０上に形成したテスト画像（ＡＭスクリーン、２８３線、５０％網点（１２００ｄｐｉ、３×３格子）、パッチ画像ともいう）である。また、図６（ｂ）は、このテスト画像の一部分を拡大した図である。正常な状態であれば、このテスト画像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６（ｂ）にみられるような、像担持体１０の移動方向と垂直方向（図の横方向）に画像の濃淡が生じ、像担持体１０の移動方向に沿って小川（リブレット）のような現像剤スジを含んだ画像となってしまう。
【００４５】
この現像剤スジも前述した現像剤パターンと同様、紙などの記録材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。この現像剤スジについてもその発生を抑え、画像の品質を向上させることが望ましい。
【００４６】
本発明は、これら現像剤パターン、並びに現像剤スジの発生を抑え、最終的に記録材に印刷される画像の品質の向上を図ることを特徴としている。そして、現像剤パターン、並びに現像剤スジの発生を抑える際に変動する画像濃度についても併せて調整することを特徴とするものである。
【００４７】
では、本発明の構成について図７〜図９を用いて説明を行う。図７は、本発明の実施形態で使用する光学センサー２１を示す図である。光学センサー２１は、その構成として、発光部２１０、第１受光部２１１、第２受光部２１２を備えて構成される。発光部２１０は、ＬＥＤなどの発光素子により構成され、基材に対し所定の入射角で光を照射する（図に矢印で示す入射光の方向）。
【００４８】
第１受光部２１１は、基材表面に塗布された現像剤層による画像濃度を検出するために設けられたセンサーである。画像濃度が大きい場合は正反射光が小さくなり、逆に画像濃度が小さい場合は正反射光が大きくなる特性を利用して画像濃度の検出を行う。効率よく正反射光をとらえるため、好ましくは、反射角と入射角が等しくなる位置に配設される。
【００４９】
第２受光部２１２は、基材表面に塗布された現像剤層のムラを検出するために設けられたセンサーである。現像剤層にムラが生じている場合、散乱光は大きくなり、逆にムラがない場合に散乱光は小さくなる特性を利用して現像剤層のムラの検出を行う。本実施形態では、この第２受光部２１２を光の入射位置の鉛直上方に配設することで、効率よく散乱光を検出することが可能となっている。
【００５０】
図８は、本発明の実施形態で使用するトナー帯電器３７を示す図である。トナー帯電器３７は、現像ローラー３６上のトナーを帯電させる部材であって、例えば、像担持体１０に配設されるコロナ帯電器１１と同様、イオン荷電にて帯電を行うスコロトロンが用いられる。なお、トナー帯電器３７には、このスコロトロンのみならず、ローラーやブレード
を当接させて帯電させる接触型など各種トナー帯電器を採用することができる。
【００５１】
このスコロトロンを用いたトナー帯電器３７は、シールド３７１、グリッド３７２、金属ワイヤー３７３にて構成されている。金属ワイヤー３７３には、定電流電源２６が接続され、金属ワイヤー３７３からは一定の電荷が放出される。本実施形態では定電流電源の値を２［μＡ／ｍｍ］としている。グリッド３７２は、シールド３７１と導通状態とされており、シールド３７１に接続された電圧電源２５からの電圧がそのまま印加される。グリッド３７２に印加された電圧により、金属ワイヤー３７３から放出された電荷のうち、どの程度の電荷が現像ローラー３６上のトナーの方に通過するかが制御される。
【００５２】
トナーの帯電量は、現像ローラー３６に印加される電圧Ｖｄと、グリッド３７２に印加されるグリッド電圧Ｖｇによって定まる値であり、各電圧の差ＶｇーＶｄに比例した量となる。スコロトロンを用いたトナー帯電器３７では、バイアスとしてのグリッド電圧Ｖｇを変化させることで帯電量を調整することとしている。本実施形態では、Ｖｄの代表値を３００［Ｖ］、Ｖｇの代表値を３７５［Ｖ］としている。なお、スコロトロン以外の種類のトナー帯電器３７を用いる場合には、その種に応じ、帯電量を調整するためのバイアスが調整されることとなる。
【００５３】
トナーの帯電量が小さいと現像ローラー３６から像担持体１０へのトナーの転移性が悪くなり画像ムラが発生し易くなる。一方、トナーの帯電量が大きいと現像ローラー３６から像担持体へのトナーの転移性が向上することで画像ムラが発生しにくくなる。ただし、トナーの帯電量を大きくし過ぎるとトナーが凝集してしまうため、画像ムラの発生を抑えるのに必要なだけ、適度にトナーの帯電量を保つ必要がある。
【００５４】
本発明は、このトナーの帯電量と画像ムラ発生の関係を利用して印刷される画像の品質向上を図ることとしている。では、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御について説明する。図９は、図７で説明した光学センサー２１、並びに図８で説明したトナー帯電器３７を用いた画像形成装置の制御の一例を示した図である。光学センサー２１は、像担持体１０上において、現像ローラー３６上に現像された像が検出できる位置に配設される。本実施形態では、スクイーズローラー１３を通過する前に配設されることとしているが、スクイーズローラー１３の通過後であって、１次転写部５０の通過前に配設することとしてもよい。
【００５５】
このように配設された光学センサー２１は、基材となる像担持体１０の表面に光を照射し、正反射光信号、及び散乱光信号の検出を行う。検出された散乱光信号は、画像ムラの調整に利用される。本実施形態では、トナー帯電器３７のグリッド電圧を調整することで、画像ムラの発生を抑えることとしている。
【００５６】
一方、トナーの帯電量を調整するに伴って、像担持体１０上での画像濃度に変動が生じることとなる。また、この画像濃度は、温度などの周辺環境変化や、現像剤劣化などによっても変動を伴う。良好な印刷画像とするには、画像ムラの抑制に加えて、この画像濃度も適切に調整する必要がある。本実施形態では、像担持体１０上の画像濃度を光学センサー２１で検知し、現像ローラー３６に印加する電圧（現像バイアス）を調整することで画像濃度を一定に保つこととしている。
【００５７】
現像ローラー３６から像担持体１０への現像剤の転移率は、現像ローラー３６に印加する電圧と比例関係にあるため、現像ローラー３６に印加する電圧を調整することで、像担持体１０への液体現像剤の塗布量を制御することが可能である。本実施形態では、現像ローラー３６に印加する電圧を２００〜４００[Ｖ］とすることで、現像ローラー３６から
像担持体１０への転移率を６０〜９０［％］に可変（ベタ印字時）し、画像濃度を調整す
ることが可能である。
【００５８】
具体的には、第１受光部２１１で受光した正反射光信号が大きい、即ち、画像濃度が小さい場合には、電圧電源２７に印加する電圧を上げることで塗布量を増やして画像濃度を増加させる。一方、第１受光部で受光した正反射光信号が小さい、即ち、画像濃度が大きい場合には、電圧電源２７に印加する電圧を下げることで塗布量を減らすことで画像濃度を減少させることとしている。
【００５９】
なお、現像ローラー３６に印加する電圧を変動させた場合には、トナー帯電器３７による帯電量を一定にするため、現像ローラー３６の電圧を変動させた分だけ、トナー帯電器３７のグリッド電圧も変更する必要がある。
【００６０】
では、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御について図１０〜図１３を用いて説明を行う。図１０は、画像形成装置の制御を示したフロー図であり、図１１は、画像形成装置の制御に用いるテーブルであり、図１２は、現像ローラー電圧と正反射光信号の関係を示した図であり、図１３は、トナー帯電器のグリッド電圧と散乱光受光信号の関係を示した図である。
【００６１】
図１０のフロー図において、印刷が開始される（Ｓ１００）と、まず、Ｓ１０１にて塗布量、即ち、現像ローラー３６に印加する電圧と、トナー帯電量、即ち、トナー帯電器３７への印加電圧、それぞれの初期値が決定される。前回印刷終了時から一定時間以上（例えば１時間）経過していなければ、前回印刷終了時に使用した値を使用する。一方、一定時間以上経過している場合には、後ほど説明する第２調整処理にてそれぞれの初期値を決定する。このように、一定時間以上経過していない場合には第２調整処理を省略することで、全体の処理を簡略化することが可能となる。
【００６２】
Ｓ１０２では、残り印刷枚数がｎ枚（例えば５枚）より少ないか否かが判断される。ｎ枚より多いと判断した場合には、Ｓ１０３にてｎ枚印刷を実行した後に、Ｓ１０４からＳ１０６における調整処理が実行される。このように、本実施形態では記録材をｎ枚印刷する毎に画像ムラ、及び画像濃度の調整が行われる。一方、Ｓ１０２にて残り印刷枚数がｎ枚より少ないと判断された場合には、Ｓ１０７にて残り枚数の印刷を実行した後、印刷を終了する（Ｓ１０８）。
【００６３】
では、Ｓ１０４からＳ１０６の調整処理について詳細に説明する。まず、Ｓ１０４にてテスト画像（パッチ画像ともいう）が像担持体１０の画像領域外に印刷される。このテスト画像には、塗り潰し画像（ベタパッチ）、あるいは格子状画像（スクリーンパッチ）など適宜画像を用いることができるが、画像ムラをより正確に検出するには塗り潰し画像を用いることが好ましい。なお、このようなテスト画像を用いることに代え、印刷用に用いた画像中において画像ムラ、画像濃度の検出に適した適宜箇所を用いることとしてもよい。その場合、Ｓ１０３の印刷中に画像ムラ、画像濃度を検出することができ、このＳ１０４の処理は省略することが可能となる。
【００６４】
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で印刷したテスト画像に対し、発光部２１０から光を照射し、第１受光部２１１にて正反射光を受光し、また、第２受光部２１２にて散乱光を受光する。受光された正反射光、散乱光は、光学センサー２１にて、例えば電圧値などの正反射光信号、散乱光信号に変換され制御に利用される。
【００６５】
光学センサー２１から出力された正反射信号、及び散乱光信号は、制御部２３にて、現像ローラー３６の印加電圧を制御する電圧電源２７の制御信号、及び、トナー帯電器３７のグリッド電圧を制御する電圧電源２５の制御信号に変換される。
【００６６】
では、本実施形態における画像濃度の制御について説明する。図１２は、正反射光信号の出力値と現像ローラー電圧との関係を示した図である。正反射光信号には、最適値を含んだ基準範囲が設定されている。本実施形態では、正反射光信号の出力値がこの基準範囲内にあれば適切な画像濃度にあることとし、正反射光信号の出力値が基準範囲内となるように現像ローラー３６に印加する電圧を制御する。
【００６７】
正反射光信号の出力値がこの基準範囲の上限を超えた場合は、画像濃度が小さすぎると判断し、現像ローラー３６の電圧を上げるように電圧電源２７に対する制御信号を変更する。現像ローラー３６に印加する電圧が負である場合には、その電圧を下げるように制御信号が変更される。言い換えると現像ローラー３６に印加する電圧電圧が絶対値で大きくなるように制御する。一方、正反射信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合は、画像濃度が大きすぎると判断し、現像ローラー３６の電圧を下げるように（現像ローラー３６の電圧が絶対値で小さくなるように）電圧電源２７に対する制御信号を変更する。
【００６８】
本実施形態では、正反射光信号の出力値が基準範囲の上限を超えた場合に現像ローラー３６に印加する電圧を５［Ｖ］だけ上げ、正反射光信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合に現像ローラー３６に印加する電圧を５［Ｖ］だけ下げる。また、トナー帯電器３７による帯電量を一定とするため、現像ローラー３６に印加する電圧を変動させた分だけ、トナー帯電器３７のグリッド電圧も変動させることとしている。
【００６９】
では、次に本実施形態における画像ムラの制御について説明する。図１３は、散乱光信号の出力値とトナー帯電器３７のグリッド電圧との関係を示した図である。散乱光信号の出力値には、最適値を含んだ基準範囲が設定されている。本実施形態では、散乱光信号の出力値がこの基準範囲内にあれば画像ムラが許容範囲にあることとし、散乱光信号が基準範囲内となるようにトナー帯電器３７のグリッド電圧の制御を行う。
【００７０】
散乱光信号の出力値がこの基準範囲の上限を超えた場合は、画像ムラが許容範囲を超えたと判断し、トナー帯電器３７のグリッド電圧を上げるよう電圧電源２５に対する制御信号を変更する。グリッド電圧を負とした場合には、グリッド電圧を下げるように制御信号が変更される。言い換えるとトナー帯電器３７のグリッド電圧が絶対値で大きくなるように制御する。一方、散乱光信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合は、トナーが凝集し過ぎることを避けるため、トナー帯電器３７のグリッド電圧を下げるよう（トナー帯電器３７のグリッド電圧が絶対値で小さくなるように）電圧電源２５に対する制御信号を変更する。
【００７１】
本実施形態では、散乱光信号の出力値が基準範囲の上限を超えた場合にグリッド電圧を５［Ｖ］だけ上げ、散乱光信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合にグリッド電圧を５［Ｖ］だけ下げて、トナーが凝集し過ぎることなく画像ムラを抑えることが可能となる。
【００７２】
図１１に、本実施形態の制御部２３の制御に利用するテーブルを示す。散乱光信号と正反射光信号との組み合わせにより９パターンの制御が行われることが分かる。グリッド電圧の欄の括弧内に記載する２つの電圧は、右のものが現像ローラー３６の電圧変動に伴って変動させる電圧値であり、左のものが散乱光信号によって制御される電圧値を示している。実際には、これら２つの電圧値の和（括弧外に記載するもの）によって制御が行われる。
【００７３】
このように、本実施形態では、光学センサー２１にて画像の散乱光信号の出力値を検出することで画像ムラを検出し、それを抑制するようトナー帯電器３７に印加するバイアス
を制御することとしている。そして、画像ムラの抑制制御や、各種環境変化に伴って変化する画像濃度を光学センサー２１にて検出することで、画像ムラの抑制と併せて画像濃度を一定に保ち、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。
【００７４】
では、次に図１４を用い、本発明の実施形態に係る第２調整処理について説明する。本実施形態において、この第２調整処理は、図１０のＳ１０１において、前回印刷終了時から一定時間以上経過している場合において行う処理であって、図１０の調整処理よりも更に精度よく、現像ローラー３６に印加する電圧、及びトナー帯電器３７のグリッド電圧の調整を行う処理である。
【００７５】
この第２調整処理では、まず、３０１において現像ローラー３６に印加する電圧、及びトナー帯電器３７のグリッド電圧の初期値が決定される。本実施形態では、これら各初期値を前回終了時の値としている。Ｓ３０２からＳ３０５は、塗布量制御工程であって、本実施形態では、現像ローラー３６に印加する電圧を調整することで液体現像剤の塗布量を最適値に近づける工程である。
【００７６】
この塗布量制御工程では、まずＳ３０２において、現像ローラー３６に印加する電圧を初期値から所定量引き下げる（本実施形態では３０［Ｖ］）。また、現像ローラー３６に印加する電圧の引き下げに伴い、トナー帯電器３７のグリッド電圧も同じ所定量だけ引き下げる。次にＳ３０３においてテスト画像が像担持体１０の画像領域外に印刷される。このテスト画像には、図１０のＳ１０４と同様に塗り潰し画像（ベタパッチ）、あるいは格子状画像（スクリーンパッチ）などが用いられる。
【００７７】
Ｓ３０４では、テスト画像に対する正反射光信号の出力値が、図１２に示すような最適値を下回っているか否かが判定される。下回っていると判定された場合には、現在の現像ローラー３６に印加する電圧を実際、制御に用いる値として決定するとともに、現在のトナー帯電器３７のグリッド電圧を、トナー帯電量制御工程の初期値として採用し、塗布量制御工程を終了する。一方、下回っていないと判定された場合には、Ｓ３０５にて現像ローラー３６に印加する電圧、及びトナー帯電器３７のグリッド電圧を所定量上げた後（本実施形態では、ともに５［Ｖ］）、Ｓ３０３へと戻る。
【００７８】
このように、本工程では、現像ローラー３６に印加する電圧を一旦引き下げた後、所定量ずつ上げて最適となる現像ローラー３６の電圧を探索することとしている。本実施形態では、電圧を上昇させながら最適となる電圧を探索することとしたが、下降させながら最適値の探索を行うこととしてもよい。
【００７９】
Ｓ３０４にて、正反射光信号の出力値が最適値を下回り、現像ローラー３６に印加する電圧が決定されると、Ｓ３０６からＳ３０９のトナー帯電量制御工程へと進む。この工程では、塗布量制御工程と同様に、制御値を所定量ずつ順次シフトさせていくことで最適となる制御値の探索が行われる。
【００８０】
このトナー帯電量制御工程では、まずＳ３０６において、トナー帯電器３７のグリッド電圧を、塗布量制御工程で決定した初期値から所定量引き下げる（本実施形態では、３０［Ｖ］）。次にＳ３０７において、Ｓ３０３と同様にテスト画像が像担持体１０の画像領域外に印刷される。Ｓ３０８では、テスト画像に対する散乱光信号の出力値が、図１３に示すような最適値を下回っているか否かが判定される。下回っていると判定された場合には、現在のグリッド電圧を制御に用いる値として採用し、トナー帯電量制御工程を終了する。
【００８１】
一方、下回っていないと判定された場合には、Ｓ３０９にてトナー帯電器３７の電圧を
所定量上げた上で（本実施形態では、５［Ｖ］）、Ｓ３０７へと戻る。このように、本工程では、トナー帯電器３７のグリッド電圧を初期値から一旦下げた上で、グリッド電圧を所定量ずつ順次シフトさせていくことで最適となるグリッド電圧の探索を行う。なお、このトナー帯電量制御工程においても、グリッド電圧を下降させながら最適値の探索を行うこととしてもよい。
【００８２】
以上、本発明の他の実施形態に係る第２調整処理について説明したが、この第２調整処理では、現像ローラー３６に印加する電圧を決定する塗布量制御工程と、トナー帯電器３７のグリッド電圧を決定するトナー帯電量制御工程とを分けて行うことで、図１０にて説明した調整処理よりも精度よく調整を行うことが可能となる。 なお、本実施形態の第
２調整処理は、塗布量制御工程、トナー帯電量制御工程の順で行うこととしたが、トナー帯電量制御工程、塗布量制御工程の順で行うこととしても構わない。また、本実施形態では、順次シフトさせる量を固定された所定量としたが、最適値を下回った後、あるいは、最適値に近づいた際に、当該所定量を変化させる（例えば、グリッド電圧の場合においては、５[Ｖ]を１［Ｖ］に下げる）ことで、より最適値に近づけることができる工程としてもよい。 また、本発明は、図２で説明した供給ローラー３４、中間ローラー３５、現
像ローラー３６を用いた３ローラー方式に限られるものではなく、図１５に記載する、供給ローラー３４が直接、現像ローラー３６に当接して液体現像剤を供給する２ローラー方式に採用することとしてもよい。３ローラー方式では、各ローラーの当接部において液体現像剤が十分に練られるため、現像ローラー３６上に均一な現像剤膜を形成する利点を有するが、２ローラー方式では、現像部３０を簡略化することで装置全体の小型化、及び低コスト化を図ることが可能である。
【００８３】
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】
【００８４】
１０…像担持体、１１…コロナ帯電器、１２…露光ユニット、１３…像担持体スクイーズローラー、１４…像担持体スクイーズローラークリーニング部、１８…像担持体クリーニング部、
２１…光学センサー、２１０…発光部、２１１…第１受光部、２１２…第２受光部、
３０…現像部、３１…現像剤容器、３１１…現像剤貯留部、３４…供給ローラー（供給部材）、３４１…規制部材、３４２…溝部、３５…中間ローラー（第２供給部材）、３５１…中間ローラークリーニング部、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部、３７…トナー帯電器（帯電部材）、３７１…シールド、３７２…金属ワイヤー、３７３…グリッド、
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部、
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材に転写、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】
このような感光体上で発生するリブレット（本明細書では「現像剤スジ」と呼ぶ）は、紙などの記録材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。
【０００６】
一方、画像ムラ発生原因の１つに供給ローラー（アニロックスローラー）によるものがある。供給ローラーは、その表面に微細かつ一様に斜線状の溝部が形成されたローラーであって、この溝部にて汲み上げた液体現像剤を現像ローラーに供給する。この溝部によって発生する現像剤パターンは、通常、現像ローラーに供給される際に消えて、均一な現像剤の薄膜が現像ローラー上に形成される。しかしながら、温度変化によって液体現像剤の粘度が変動することなど、各種の環境変化によって、現像ローラー上にも現像剤パターンが消えずに転移してしまい、それが感光体上の画像ムラとして現れてしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、現像剤スジ、及び供給ローラーの溝部による現像剤パターンを原因とする画像ムラを抑制するとともに、画像ムラの抑制に伴い変動する画像濃度を一定に保つことで品質の高い画像形成を行うことを目的とするものであり、そのため以下の各種構成を採用するものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、溝部を有する供給部材、前記供給部材から供給された前記液体現像剤で現像する現像剤担持体、及び前記現像剤担持体に担持された前記液体現像剤を帯電させる帯電部材を有する現像部と、前記現像部で現像された像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像された前記像に光を発光する発光部、前記像で反射された光を受光する第１受光部、及び前記第１受光部と異なる位置に配設された第２受光部を有する光学センサーと、前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを制御する制御部と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、画像ムラを抑制するとともに、画像濃度を一定に保ち、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整することとしている。この構成によれば、簡易な制御にて画像濃度を一定に保つことが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記第１受光部が検出する光は、前記像で反射された光の正反射光であり、前記第２受光部が検出する光は、前記像で反射された光の散乱光とするものである。この構成によれば、画像濃度、並びに画像ムラの検出を精度よく行うことが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記制御部は、前記現像部に印加するバイアスの調整、及び前記帯電部材に印加するバイアスの調整を、所定数の記録材を印刷した後に行うこととしている。このように調整のタイミングを所定枚数後とすることで、現像剤の状態や環境変化に適応して画像の品質を維持することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の画像形成方法は、現像剤貯留部に貯留される液体現像剤を、溝部を有する供給部材を用いて現像剤担持体に供給し、帯電部材により前記現像剤担持体に供給された液体現像剤を帯電させ、前記帯電部材で帯電された液体現像剤を用いて、現像バイアスが印加された現像剤担持体により像担持体に形成された潜像を現像し、前記像担持体の現像された像に発光部にて光を発光し、前記像で反射された光を第１受光部で受光するとともに、前記像で反射された光を前記第１受光部とは異なる位置に配設された第２受光部で受光し、前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを調整することを特徴とするものである。
【００１４】
この構成により、画像ムラを抑制するとともに、画像濃度を一定に保ち、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の画像形成方法は、前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整することとしている。この構成によれば、簡易な制御にて画像濃度を一定に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】本発明の実施形態に係る画像形成部、現像部の主要構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る供給ローラーの斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置における液体現像剤転移の様子を示す図。
【図５】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６】像担持体上のテスト画像における現像剤スジを示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る光学センサーを示す図。
【図８】本発明の実施形態に係るトナー帯電器を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御を示す図。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフロー図。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御に用いるテーブル。
【図１２】現像ローラー電圧と正反射光受光信号の関係を示す図。
【図１３】トナー帯電器グリッド電圧と散乱光受光信号の関係を示す図。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の制御を示すフロー図。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る画像形成部、現像部の主要構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。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つの現像装置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、現像装置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を採用した画像形成装置としてもよい。
【００１８】
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などを備えている。露光ユニット１２は、ＬＥＤ、もしくは半導体レーザー等の光源を有し、入力された画像信号に基づいて光を照射し、帯電された像担持体１０上に静電潜像を形成する。
【００１９】
現像装置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から液体現像剤を中間ローラー３５に塗布する供給ローラー３４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で像担持体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、フルカラーのトナー像を形成する。
【００２０】
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部６２が２次転写ローラー６１にそのブレードを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、布などの記録材に転写する。
【００２１】
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を用紙などの記録材に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部４６が当接して配設される。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態に係る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３０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、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と共に、添字のアルファベットは省略する。
【００２３】
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部１８、コロナ帯電器１１、露光ユニット１２、現像ローラー３６、像担持体スクイーズローラー１３が配設されている。そして、像担持体スクイーズローラー１３には、その付属構成として像担持体スクイーズローラークリーニング部１４がそのブレードを当接させて配設される。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１次転写部５０の１次転写バックアップローラー５１が配設される。
【００２４】
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。像担持体１０の感光層は、アモルファスシリコンまたは有機光導電体等で構成される。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って、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に光を照射し、像担持体１０に静電潜像を形成する。
【００２５】
現像装置３０は、現像ローラー３６と、中間ローラー３５と、供給ローラー３４と、キャリア内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、現像ローラー３６上のトナーを帯電させるトナー帯電器３７を主な構成要素としている。現像ローラー３６の外周には、クリーニングブレード３６１、中間ローラー３５、トナー帯電器３７が配設されている。中間ローラー３５は、その表面を現像ローラー３６と供給ローラー３４に当接させており、その外周には中間ローラークリーニング部３５１が配設されている。供給ローラー３４には、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部材３４１が当接している。なお、本実施形態の現像装置のように中間ローラー３５を用いた３ローラー方式においては、中間ローラー３５が供給ローラー３４に当接することで液体現像剤の量を調整するため、この規制部材３４１は省略することも可能である。
【００２６】
現像剤貯留部３１１に搬送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）の液体現像剤である。
【００２７】
供給ローラー３４（本発明における「供給部材」）は、中間ローラー３５に対して液体現像剤を供給する機能を有する。この供給ローラー３４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の溝部が形成されたローラーである。この溝部で汲み上げられた液体現像剤は、当接する規制部材３４１にて精密に計量されて中間ローラー３５に供給される。装置動作時においては
、図に示すように搬送スクリュー３３が時計回りに回転し、供給ローラー３４に液体現像剤を供給し、供給ローラー３４は時計回りに回転して、中間ローラー３５に液体現像剤を塗布する。
【００２８】
規制部材３４１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ブレードである。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る。そして、供給ローラー３４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、この規制部材３４１に代えて、ローラーにて構成された規制ローラーを用いることとしてもよい。
【００２９】
現像ローラー３６（本発明における「現像剤担持体」）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。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。現像ローラークリーニングブレード３６１は、現像ローラー３６の表面に当接するゴム等で構成され、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。
【００３０】
中間ローラー３５（本発明における「第２供給部材」）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、現像ローラー３６と同様、反時計回りに回転し、現像ローラー３６に対しカウンター当接する。中間ローラー３５は現像ローラー３６と同様に、金属製の内心の外周部に弾性層を設けて構成される。
【００３１】
中間ローラー３５と現像ローラー３６との当接位置下流には、中間ローラークリーニング部３５１がそのブレードを中間ローラー３５に当接させて配設され、現像ローラー３６に供給されなかった液体現像剤を掻き取って回収液貯留部へ回収する。
【００３２】
トナー帯電器３７（本発明における「帯電部材」）は、現像ローラー３６の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段である。現像ローラー３６によって搬送される液体現像剤は、このトナー帯電器３７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】
一方、現像ローラー３６に担持されて帯電された液体現像剤は、現像ローラー３６が像担持体１０に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。そして、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。滴下した現像剤は液体現像剤濃度調整部にてその濃度が調整され、再び現像剤貯留部３１１に供給されることで再利用される。
【００３４】
１次転写の上流側に配設される像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０に対向して現像ローラー３６の下流側に配設され、像担持体１０に現像されたトナー像の余剰現像剤を回収する装置であって、表面に弾性体を被覆して像担持体１０に当接して回転する弾性ローラー部材からなる像担持体スクイーズローラー１３と、該像担持体スクイーズローラー１３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１４とから構成され、像担持体１０に現像された現像剤から余分なキャリアを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。１次転写前の像担持体スクイーズ装置として、本実施形態では１つの像担持体スクイーズローラー１３を設けているが、複数の像担持体スクイーズローラーを設けることとしてもよい。その場合、液体現像剤の状態などに応じて当離接する像担持体スクイーズローラーを切り換えるように構成してもよい。
【００３５】
１次転写部５０では、像担持体１０に現像された現像剤像を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は等速度で移動させることで、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の顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
【００３６】
像担持体クリーニング部１８は、像担持体１０に対向し１次転写部５０の下流に配設される部材であって、そのブレードを像担持体１０に当接させることで、像担持体１０上での転写残り液体現像剤や未転写液体現像剤をクリーニングする。像担持体クリーング部１８で掻き取られた液体現像剤は鉛直下方に落下し、回収液貯留部に滴下する。
【００３７】
以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明したが、次に、画像ムラの原因となる供給ローラー３４（本発明における「供給部材」）により生じる現像剤パターンについて図３、図４を用いて説明する。
【００３８】
図３は本発明に用いられる供給ローラー３４の斜視図、並びに、その一部を拡大した図である。本発明における供給ローラー３４は、図の斜線で示すように、その表面中央部に凹部パターン形成領域が設けられている。この凹部パターン形成領域は、液体現像剤の正確な計量、並びに、供給効率の向上を目的とするものであって、本実施形態では螺旋形状の溝部３４２を採用することとしている。この溝部３４２にて汲み上げられた液体現像剤は、供給ローラー３４が当接する中間ローラー３５に供給される。
【００３９】
では、次に、この供給ローラー３４の溝部３４２により形成される現像剤パターンの様子を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、現像装置の断面図であり、図４（ｂ）は、各ローラーにおける現像剤パターンの様子を示した図である。 図４（ａ）は、図４（ｂ
）におけるＡ−Ａ'間の断面図であり、供給ローラー３４、中間ローラー３５、現像ロー
ラー３６の表面上に記載する太線は、現像剤貯留部３１１から汲み上げられた液体現像剤が転移する様子を示している。なお、この図において、各ローラー周辺の構成は省略している。
【００４０】
まず、現像剤貯留部３１１に貯留する液体現像剤は、時計回りに回転する供給ローラー３４にて汲み上げられ、供給ローラー３４に当接する規制部材３４１にて表面に塗布される量が規制される。供給ローラー３４に塗布された液体現像剤は、反時計回りに回転し、供給ローラー３４に対し順方向で当接する中間ローラー３５に供給される。中間ローラー３５に供給された液体現像剤は、反時計回りに回転し、中間ローラー３５に対し逆方向で当接する現像ローラー３６に供給される。そして、現像ローラー３６に供給された液体現像剤は、図示しない像担持体１０上の潜像を現像して像の形成を行う。
【００４１】
本実施形態の供給ローラー３４の表面には溝部３４２が形成されているため、供給ローラー３４で汲み上げられた液体現像剤は、中間ローラー３５、現像ローラー３６の表面に液体現像剤の現像剤パターンを形成する。その現像剤パターン転写の様子を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）を記号アで示す方向から眺めた図であって、各ローラーにおける現像剤パターンの様子が示されている。図で示すように供給ローラー３４に形成されている溝部３４２が右下がりの斜線パターンの場合には、中間ローラー３５、現像ローラー３６表面での現像剤パターンは図のようになる。具体的には、供給ローラー３４と順方向で当接する中間ローラー３５の表面には、右上がりの現像剤パターンが形成され、中間ローラー３５と逆方向で当接する現像ローラー３６の表面上においても、右上がりの現像剤パターンが形成される。
【００４２】
このように溝部３４２による現像剤パターンが現像ローラー３６上に転写された状態で
は、形成する画像にムラが生じることとなる。この現像剤パターンは、液体現像剤の粘性に依存するため、各種環境変化に伴って液体現像剤の粘性が変動することで現像剤パターンが発生した場合には、これを抑制することが望ましい。
【００４３】
次に、画像ムラのもう一つの原因となる現像剤スジ（リブレット）について図５、図６を用いて詳しく説明する。図５は、像担持体１０と現像ローラー３６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１０と現像ローラー３６とは、同方向に移動して像担持体１０上に形成された潜像を、現像ローラー３６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、現像ローラー３６から像担持体１０へ液体現像剤が移動することになるが、現像ローラー３６と像担持体１０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。
【００４４】
この現象による像担持体１０上での画像の乱れを図６に示す。図６（ａ）は、像担持体１０上に形成したテスト画像（ＡＭスクリーン、２８３線、５０％網点（１２００ｄｐｉ、３×３格子）、パッチ画像ともいう）である。また、図６（ｂ）は、このテスト画像の一部分を拡大した図である。正常な状態であれば、このテスト画像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６（ｂ）にみられるような、像担持体１０の移動方向と垂直方向（図の横方向）に画像の濃淡が生じ、像担持体１０の移動方向に沿って小川（リブレット）のような現像剤スジを含んだ画像となってしまう。
【００４５】
この現像剤スジも前述した現像剤パターンと同様、紙などの記録材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。この現像剤スジについてもその発生を抑え、画像の品質を向上させることが望ましい。
【００４６】
本発明は、これら現像剤パターン、並びに現像剤スジの発生を抑え、最終的に記録材に印刷される画像の品質の向上を図ることを特徴としている。そして、現像剤パターン、並びに現像剤スジの発生を抑える際に変動する画像濃度についても併せて調整することを特徴とするものである。
【００４７】
では、本発明の構成について図７〜図９を用いて説明を行う。図７は、本発明の実施形態で使用する光学センサー２１を示す図である。光学センサー２１は、その構成として、発光部２１０、第１受光部２１１、第２受光部２１２を備えて構成される。発光部２１０は、ＬＥＤなどの発光素子により構成され、基材に対し所定の入射角で光を照射する（図に矢印で示す入射光の方向）。
【００４８】
第１受光部２１１は、基材表面に塗布された現像剤層による画像濃度を検出するために設けられたセンサーである。画像濃度が大きい場合は正反射光が小さくなり、逆に画像濃度が小さい場合は正反射光が大きくなる特性を利用して画像濃度の検出を行う。効率よく正反射光をとらえるため、好ましくは、反射角と入射角が等しくなる位置に配設される。
【００４９】
第２受光部２１２は、基材表面に塗布された現像剤層のムラを検出するために設けられたセンサーである。現像剤層にムラが生じている場合、散乱光は大きくなり、逆にムラがない場合に散乱光は小さくなる特性を利用して現像剤層のムラの検出を行う。本実施形態では、この第２受光部２１２を光の入射位置の鉛直上方に配設することで、効率よく散乱光を検出することが可能となっている。
【００５０】
図８は、本発明の実施形態で使用するトナー帯電器３７を示す図である。トナー帯電器３７は、現像ローラー３６上のトナーを帯電させる部材であって、例えば、像担持体１０に配設されるコロナ帯電器１１と同様、イオン荷電にて帯電を行うスコロトロンが用いられる。なお、トナー帯電器３７には、このスコロトロンのみならず、ローラーやブレード
を当接させて帯電させる接触型など各種トナー帯電器を採用することができる。
【００５１】
このスコロトロンを用いたトナー帯電器３７は、シールド３７１、グリッド３７２、金属ワイヤー３７３にて構成されている。金属ワイヤー３７３には、定電流電源２６が接続され、金属ワイヤー３７３からは一定の電荷が放出される。本実施形態では定電流電源の値を２［μＡ／ｍｍ］としている。グリッド３７２は、シールド３７１と導通状態とされており、シールド３７１に接続された電圧電源２５からの電圧がそのまま印加される。グリッド３７２に印加された電圧により、金属ワイヤー３７３から放出された電荷のうち、どの程度の電荷が現像ローラー３６上のトナーの方に通過するかが制御される。
【００５２】
トナーの帯電量は、現像ローラー３６に印加される電圧Ｖｄと、グリッド３７２に印加されるグリッド電圧Ｖｇによって定まる値であり、各電圧の差ＶｇーＶｄに比例した量となる。スコロトロンを用いたトナー帯電器３７では、バイアスとしてのグリッド電圧Ｖｇを変化させることで帯電量を調整することとしている。本実施形態では、Ｖｄの代表値を３００［Ｖ］、Ｖｇの代表値を３７５［Ｖ］としている。なお、スコロトロン以外の種類のトナー帯電器３７を用いる場合には、その種に応じ、帯電量を調整するためのバイアスが調整されることとなる。
【００５３】
トナーの帯電量が小さいと現像ローラー３６から像担持体１０へのトナーの転移性が悪くなり画像ムラが発生し易くなる。一方、トナーの帯電量が大きいと現像ローラー３６から像担持体へのトナーの転移性が向上することで画像ムラが発生しにくくなる。ただし、トナーの帯電量を大きくし過ぎるとトナーが凝集してしまうため、画像ムラの発生を抑えるのに必要なだけ、適度にトナーの帯電量を保つ必要がある。
【００５４】
本発明は、このトナーの帯電量と画像ムラ発生の関係を利用して印刷される画像の品質向上を図ることとしている。では、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御について説明する。図９は、図７で説明した光学センサー２１、並びに図８で説明したトナー帯電器３７を用いた画像形成装置の制御の一例を示した図である。光学センサー２１は、像担持体１０上において、現像ローラー３６上に現像された像が検出できる位置に配設される。本実施形態では、スクイーズローラー１３を通過する前に配設されることとしているが、スクイーズローラー１３の通過後であって、１次転写部５０の通過前に配設することとしてもよい。
【００５５】
このように配設された光学センサー２１は、基材となる像担持体１０の表面に光を照射し、正反射光信号、及び散乱光信号の検出を行う。検出された散乱光信号は、画像ムラの調整に利用される。本実施形態では、トナー帯電器３７のグリッド電圧を調整することで、画像ムラの発生を抑えることとしている。
【００５６】
一方、トナーの帯電量を調整するに伴って、像担持体１０上での画像濃度に変動が生じることとなる。また、この画像濃度は、温度などの周辺環境変化や、現像剤劣化などによっても変動を伴う。良好な印刷画像とするには、画像ムラの抑制に加えて、この画像濃度も適切に調整する必要がある。本実施形態では、像担持体１０上の画像濃度を光学センサー２１で検知し、現像ローラー３６に印加する電圧（現像バイアス）を調整することで画像濃度を一定に保つこととしている。
【００５７】
現像ローラー３６から像担持体１０への現像剤の転移率は、現像ローラー３６に印加する電圧と比例関係にあるため、現像ローラー３６に印加する電圧を調整することで、像担持体１０への液体現像剤の塗布量を制御することが可能である。本実施形態では、現像ローラー３６に印加する電圧を２００〜４００[Ｖ］とすることで、現像ローラー３６から
像担持体１０への転移率を６０〜９０［％］に可変（ベタ印字時）し、画像濃度を調整す
ることが可能である。
【００５８】
具体的には、第１受光部２１１で受光した正反射光信号が大きい、即ち、画像濃度が小さい場合には、電圧電源２７に印加する電圧を上げることで塗布量を増やして画像濃度を増加させる。一方、第１受光部で受光した正反射光信号が小さい、即ち、画像濃度が大きい場合には、電圧電源２７に印加する電圧を下げることで塗布量を減らすことで画像濃度を減少させることとしている。
【００５９】
なお、現像ローラー３６に印加する電圧を変動させた場合には、トナー帯電器３７による帯電量を一定にするため、現像ローラー３６の電圧を変動させた分だけ、トナー帯電器３７のグリッド電圧も変更する必要がある。
【００６０】
では、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御について図１０〜図１３を用いて説明を行う。図１０は、画像形成装置の制御を示したフロー図であり、図１１は、画像形成装置の制御に用いるテーブルであり、図１２は、現像ローラー電圧と正反射光信号の関係を示した図であり、図１３は、トナー帯電器のグリッド電圧と散乱光受光信号の関係を示した図である。
【００６１】
図１０のフロー図において、印刷が開始される（Ｓ１００）と、まず、Ｓ１０１にて塗布量、即ち、現像ローラー３６に印加する電圧と、トナー帯電量、即ち、トナー帯電器３７への印加電圧、それぞれの初期値が決定される。前回印刷終了時から一定時間以上（例えば１時間）経過していなければ、前回印刷終了時に使用した値を使用する。一方、一定時間以上経過している場合には、後ほど説明する第２調整処理にてそれぞれの初期値を決定する。このように、一定時間以上経過していない場合には第２調整処理を省略することで、全体の処理を簡略化することが可能となる。
【００６２】
Ｓ１０２では、残り印刷枚数がｎ枚（例えば５枚）より少ないか否かが判断される。ｎ枚より多いと判断した場合には、Ｓ１０３にてｎ枚印刷を実行した後に、Ｓ１０４からＳ１０６における調整処理が実行される。このように、本実施形態では記録材をｎ枚印刷する毎に画像ムラ、及び画像濃度の調整が行われる。一方、Ｓ１０２にて残り印刷枚数がｎ枚より少ないと判断された場合には、Ｓ１０７にて残り枚数の印刷を実行した後、印刷を終了する（Ｓ１０８）。
【００６３】
では、Ｓ１０４からＳ１０６の調整処理について詳細に説明する。まず、Ｓ１０４にてテスト画像（パッチ画像ともいう）が像担持体１０の画像領域外に印刷される。このテスト画像には、塗り潰し画像（ベタパッチ）、あるいは格子状画像（スクリーンパッチ）など適宜画像を用いることができるが、画像ムラをより正確に検出するには塗り潰し画像を用いることが好ましい。なお、このようなテスト画像を用いることに代え、印刷用に用いた画像中において画像ムラ、画像濃度の検出に適した適宜箇所を用いることとしてもよい。その場合、Ｓ１０３の印刷中に画像ムラ、画像濃度を検出することができ、このＳ１０４の処理は省略することが可能となる。
【００６４】
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で印刷したテスト画像に対し、発光部２１０から光を照射し、第１受光部２１１にて正反射光を受光し、また、第２受光部２１２にて散乱光を受光する。受光された正反射光、散乱光は、光学センサー２１にて、例えば電圧値などの正反射光信号、散乱光信号に変換され制御に利用される。
【００６５】
光学センサー２１から出力された正反射信号、及び散乱光信号は、制御部２３にて、現像ローラー３６の印加電圧を制御する電圧電源２７の制御信号、及び、トナー帯電器３７のグリッド電圧を制御する電圧電源２５の制御信号に変換される。
【００６６】
では、本実施形態における画像濃度の制御について説明する。図１２は、正反射光信号の出力値と現像ローラー電圧との関係を示した図である。正反射光信号には、最適値を含んだ基準範囲が設定されている。本実施形態では、正反射光信号の出力値がこの基準範囲内にあれば適切な画像濃度にあることとし、正反射光信号の出力値が基準範囲内となるように現像ローラー３６に印加する電圧を制御する。
【００６７】
正反射光信号の出力値がこの基準範囲の上限を超えた場合は、画像濃度が小さすぎると判断し、現像ローラー３６の電圧を上げるように電圧電源２７に対する制御信号を変更する。現像ローラー３６に印加する電圧が負である場合には、その電圧を下げるように制御信号が変更される。言い換えると現像ローラー３６に印加する電圧電圧が絶対値で大きくなるように制御する。一方、正反射信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合は、画像濃度が大きすぎると判断し、現像ローラー３６の電圧を下げるように（現像ローラー３６の電圧が絶対値で小さくなるように）電圧電源２７に対する制御信号を変更する。
【００６８】
本実施形態では、正反射光信号の出力値が基準範囲の上限を超えた場合に現像ローラー３６に印加する電圧を５［Ｖ］だけ上げ、正反射光信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合に現像ローラー３６に印加する電圧を５［Ｖ］だけ下げる。また、トナー帯電器３７による帯電量を一定とするため、現像ローラー３６に印加する電圧を変動させた分だけ、トナー帯電器３７のグリッド電圧も変動させることとしている。
【００６９】
では、次に本実施形態における画像ムラの制御について説明する。図１３は、散乱光信号の出力値とトナー帯電器３７のグリッド電圧との関係を示した図である。散乱光信号の出力値には、最適値を含んだ基準範囲が設定されている。本実施形態では、散乱光信号の出力値がこの基準範囲内にあれば画像ムラが許容範囲にあることとし、散乱光信号が基準範囲内となるようにトナー帯電器３７のグリッド電圧の制御を行う。
【００７０】
散乱光信号の出力値がこの基準範囲の上限を超えた場合は、画像ムラが許容範囲を超えたと判断し、トナー帯電器３７のグリッド電圧を上げるよう電圧電源２５に対する制御信号を変更する。グリッド電圧を負とした場合には、グリッド電圧を下げるように制御信号が変更される。言い換えるとトナー帯電器３７のグリッド電圧が絶対値で大きくなるように制御する。一方、散乱光信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合は、トナーが凝集し過ぎることを避けるため、トナー帯電器３７のグリッド電圧を下げるよう（トナー帯電器３７のグリッド電圧が絶対値で小さくなるように）電圧電源２５に対する制御信号を変更する。
【００７１】
本実施形態では、散乱光信号の出力値が基準範囲の上限を超えた場合にグリッド電圧を５［Ｖ］だけ上げ、散乱光信号の出力値が基準範囲の下限を下回った場合にグリッド電圧を５［Ｖ］だけ下げて、トナーが凝集し過ぎることなく画像ムラを抑えることが可能となる。
【００７２】
図１１に、本実施形態の制御部２３の制御に利用するテーブルを示す。散乱光信号と正反射光信号との組み合わせにより９パターンの制御が行われることが分かる。グリッド電圧の欄の括弧内に記載する２つの電圧は、右のものが現像ローラー３６の電圧変動に伴って変動させる電圧値であり、左のものが散乱光信号によって制御される電圧値を示している。実際には、これら２つの電圧値の和（括弧外に記載するもの）によって制御が行われる。
【００７３】
このように、本実施形態では、光学センサー２１にて画像の散乱光信号の出力値を検出することで画像ムラを検出し、それを抑制するようトナー帯電器３７に印加するバイアス
を制御することとしている。そして、画像ムラの抑制制御や、各種環境変化に伴って変化する画像濃度を光学センサー２１にて検出することで、画像ムラの抑制と併せて画像濃度を一定に保ち、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。
【００７４】
では、次に図１４を用い、本発明の実施形態に係る第２調整処理について説明する。本実施形態において、この第２調整処理は、図１０のＳ１０１において、前回印刷終了時から一定時間以上経過している場合において行う処理であって、図１０の調整処理よりも更に精度よく、現像ローラー３６に印加する電圧、及びトナー帯電器３７のグリッド電圧の調整を行う処理である。
【００７５】
この第２調整処理では、まず、３０１において現像ローラー３６に印加する電圧、及びトナー帯電器３７のグリッド電圧の初期値が決定される。本実施形態では、これら各初期値を前回終了時の値としている。Ｓ３０２からＳ３０５は、塗布量制御工程であって、本実施形態では、現像ローラー３６に印加する電圧を調整することで液体現像剤の塗布量を最適値に近づける工程である。
【００７６】
この塗布量制御工程では、まずＳ３０２において、現像ローラー３６に印加する電圧を初期値から所定量引き下げる（本実施形態では３０［Ｖ］）。また、現像ローラー３６に印加する電圧の引き下げに伴い、トナー帯電器３７のグリッド電圧も同じ所定量だけ引き下げる。次にＳ３０３においてテスト画像が像担持体１０の画像領域外に印刷される。このテスト画像には、図１０のＳ１０４と同様に塗り潰し画像（ベタパッチ）、あるいは格子状画像（スクリーンパッチ）などが用いられる。
【００７７】
Ｓ３０４では、テスト画像に対する正反射光信号の出力値が、図１２に示すような最適値を下回っているか否かが判定される。下回っていると判定された場合には、現在の現像ローラー３６に印加する電圧を実際、制御に用いる値として決定するとともに、現在のトナー帯電器３７のグリッド電圧を、トナー帯電量制御工程の初期値として採用し、塗布量制御工程を終了する。一方、下回っていないと判定された場合には、Ｓ３０５にて現像ローラー３６に印加する電圧、及びトナー帯電器３７のグリッド電圧を所定量上げた後（本実施形態では、ともに５［Ｖ］）、Ｓ３０３へと戻る。
【００７８】
このように、本工程では、現像ローラー３６に印加する電圧を一旦引き下げた後、所定量ずつ上げて最適となる現像ローラー３６の電圧を探索することとしている。本実施形態では、電圧を上昇させながら最適となる電圧を探索することとしたが、下降させながら最適値の探索を行うこととしてもよい。
【００７９】
Ｓ３０４にて、正反射光信号の出力値が最適値を下回り、現像ローラー３６に印加する電圧が決定されると、Ｓ３０６からＳ３０９のトナー帯電量制御工程へと進む。この工程では、塗布量制御工程と同様に、制御値を所定量ずつ順次シフトさせていくことで最適となる制御値の探索が行われる。
【００８０】
このトナー帯電量制御工程では、まずＳ３０６において、トナー帯電器３７のグリッド電圧を、塗布量制御工程で決定した初期値から所定量引き下げる（本実施形態では、３０［Ｖ］）。次にＳ３０７において、Ｓ３０３と同様にテスト画像が像担持体１０の画像領域外に印刷される。Ｓ３０８では、テスト画像に対する散乱光信号の出力値が、図１３に示すような最適値を下回っているか否かが判定される。下回っていると判定された場合には、現在のグリッド電圧を制御に用いる値として採用し、トナー帯電量制御工程を終了する。
【００８１】
一方、下回っていないと判定された場合には、Ｓ３０９にてトナー帯電器３７の電圧を
所定量上げた上で（本実施形態では、５［Ｖ］）、Ｓ３０７へと戻る。このように、本工程では、トナー帯電器３７のグリッド電圧を初期値から一旦下げた上で、グリッド電圧を所定量ずつ順次シフトさせていくことで最適となるグリッド電圧の探索を行う。なお、このトナー帯電量制御工程においても、グリッド電圧を下降させながら最適値の探索を行うこととしてもよい。
【００８２】
以上、本発明の他の実施形態に係る第２調整処理について説明したが、この第２調整処理では、現像ローラー３６に印加する電圧を決定する塗布量制御工程と、トナー帯電器３７のグリッド電圧を決定するトナー帯電量制御工程とを分けて行うことで、図１０にて説明した調整処理よりも精度よく調整を行うことが可能となる。 なお、本実施形態の第
２調整処理は、塗布量制御工程、トナー帯電量制御工程の順で行うこととしたが、トナー帯電量制御工程、塗布量制御工程の順で行うこととしても構わない。また、本実施形態では、順次シフトさせる量を固定された所定量としたが、最適値を下回った後、あるいは、最適値に近づいた際に、当該所定量を変化させる（例えば、グリッド電圧の場合においては、５[Ｖ]を１［Ｖ］に下げる）ことで、より最適値に近づけることができる工程としてもよい。 また、本発明は、図２で説明した供給ローラー３４、中間ローラー３５、現
像ローラー３６を用いた３ローラー方式に限られるものではなく、図１５に記載する、供給ローラー３４が直接、現像ローラー３６に当接して液体現像剤を供給する２ローラー方式に採用することとしてもよい。３ローラー方式では、各ローラーの当接部において液体現像剤が十分に練られるため、現像ローラー３６上に均一な現像剤膜を形成する利点を有するが、２ローラー方式では、現像部３０を簡略化することで装置全体の小型化、及び低コスト化を図ることが可能である。
【００８３】
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】
【００８４】
１０…像担持体、１１…コロナ帯電器、１２…露光ユニット、１３…像担持体スクイーズローラー、１４…像担持体スクイーズローラークリーニング部、１８…像担持体クリーニング部、
２１…光学センサー、２１０…発光部、２１１…第１受光部、２１２…第２受光部、
３０…現像部、３１…現像剤容器、３１１…現像剤貯留部、３４…供給ローラー（供給部材）、３４１…規制部材、３４２…溝部、３５…中間ローラー（第２供給部材）、３５１…中間ローラークリーニング部、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部、３７…トナー帯電器（帯電部材）、３７１…シールド、３７２…金属ワイヤー、３７３…グリッド、
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部、
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部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝部を有する供給部材、前記供給部材から供給された前記液体現像剤で現像する現像剤担持体、及び前記現像剤担持体に担持された前記液体現像剤を帯電させる帯電部材を有する現像部と、
前記現像部で現像された像を担持する像担持体と、
前記像担持体に現像された前記像に光を発光する発光部、前記像で反射された光を受光する第１受光部、及び前記第１受光部と異なる位置に配設された第２受光部を有する光学センサーと、
前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを制御する制御部と、を有す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、前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、
前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１受光部が検出する光は、前記像で反射された光の正反射光であり、前記第２受光部が検出する光は、前記像で反射された光の散乱光である請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスの調整、及び前記帯電部材に印加するバイアスの調整を、所定数の記録材を印刷した後に行う請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤を、溝部を有する供給部材を用いて現像剤担持体に供給し、
帯電部材により前記現像剤担持体に供給された液体現像剤を帯電させ、
前記帯電部材で帯電された液体現像剤を用いて、現像バイアスが印加された現像剤担持体により像担持体に形成された潜像を現像し、
前記帯電部材で現像された像に発光部にて光を発光し、前記像で反射された光を第１受光部で受光するとともに、前記像で反射された光を前記第１受光部とは異なる位置に配設された第２受光部で受光し、
前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを調整することを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、
前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整する請求項５に記載の画像形成方法。
【請求項１】
溝部を有する供給部材、前記供給部材から供給された前記液体現像剤で現像する現像剤担持体、及び前記現像剤担持体に担持された前記液体現像剤を帯電させる帯電部材を有する現像部と、
前記現像部で現像された像を担持する像担持体と、
前記像担持体に現像された前記像に光を発光する発光部、前記像で反射された光を受光する第１受光部、及び前記第１受光部と異なる位置に配設された第２受光部を有する光学センサーと、
前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを制御する制御部と、を有す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、前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、
前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１受光部が検出する光は、前記像で反射された光の正反射光であり、前記第２受光部が検出する光は、前記像で反射された光の散乱光である請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスの調整、及び前記帯電部材に印加するバイアスの調整を、所定数の記録材を印刷した後に行う請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤を、溝部を有する供給部材を用いて現像剤担持体に供給し、
帯電部材により前記現像剤担持体に供給された液体現像剤を帯電させ、
前記帯電部材で帯電された液体現像剤を用いて、現像バイアスが印加された現像剤担持体により像担持体に形成された潜像を現像し、
前記帯電部材で現像された像に発光部にて光を発光し、前記像で反射された光を第１受光部で受光するとともに、前記像で反射された光を前記第１受光部とは異なる位置に配設された第２受光部で受光し、
前記第１受光部の出力信号により前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを調整するとともに、前記第１受光部の出力信号、及び前記第２受光部の出力信号により前記帯電部材に印加するバイアスを調整することを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
前記第１受光部の出力信号が第１の出力値のときには、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを第１の現像バイアスにし、
前記第１受光部の出力信号が前記第１の出力値よりも大きい場合は、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記第１の現像バイアスよりも絶対値で大きい第２の現像バイアスに調整する請求項５に記載の画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２０４４６８（Ｐ２０１０−２０４４６８Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１００１（Ｐ２００９−５１００１）
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【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９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【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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