説明

画像形成装置

【課題】現像部材に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止する。
【解決手段】液体現像剤のトナー濃度に基づき、現像ロール110と感光体12との現像ニップ部Nに送られる液体現像剤中のトナーの量が一定となるように塗布量(層厚)を制御することで、画像濃度の変動を抑制することができる。また、現像ロール110に印加するバイアス電圧を塗布量(層厚)に応じて制御することでバイアス電圧を一定である場合と比較し、画像濃度の変動を抑制又は防止される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、液体現像剤を用いた画像形成装置が開示されている(特許文献1を参照)。
【0003】
また、特許文献2には、感光体、感光体を帯電させる帯電部材、帯電させられた感光体上に静電潜像を形成する書き込み部材、書き込み部材の感光体回転方向下流側に感光体に対向して配置され固形分とキャリア液が含まれる液体現像剤を静電潜像が形成された感光体に塗布する現像部材、感光体上の像を記録部材に転写する転写部材、及び記録部材に転写された像を定着する定着部材が設けられた画像形成装置において、現像部材に液体現像剤を供給する供給部材としてダイヘッドが設けられた画像形成装置が開示されている(特許文献2を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−174850号公報
【特許文献2】特開2008−203725号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、現像部材に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1の発明は、像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像剤層の層厚が厚くなるように、前記層形成手段を制御する層厚制御手段と、を備える。
【0007】
請求項2の発明は、前記像保持体と前記現像部材との圧接部へ進入する前記現像剤層の層厚が厚くなるに従って、前記現像部材に印加する印加電圧を変化させることで現像電界が大きくなるように制御する電圧制御手段を備える。
【0008】
請求項3の発明は、前記層形成手段は、前記現像部材に対し前記液体現像剤を吐出するスロットダイであり、前記濃度測定手段は、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留するタンクから前記スロットダイのヘッドへの配管中の前記トナーの濃度を測定する。
【0009】
請求項4の発明は、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留する第一タンクと、前記潜像を現像したあとの前記現像部材上に残留する前記液体現像剤を除去する除去手段と、前記除去手段で除去された前記液体現像剤を貯留する第二タンクと、前記第二タンクの前記液体現像剤を、間欠的に前記第一タンクに供給する供給手段と、を備える、
を備える。
【0010】
請求項5の発明は、像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、前記現像部材に前記液体現像剤を塗布し、前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像部材への前記液体現像剤の塗布量が多くなるように、前記層形成手段を制御する塗布量制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に記載の発明によれば、層厚制御手段を有しない構成と比較し、層形成手段に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、現像部材上のトナー量の変動を抑制又は防止することができる。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、現像部材に印加する電圧が一定である場合と比較し、像保持体と現像部材との圧接部へ進入する現像剤層の層厚が変動しても、現像効率の変動を抑制又は防止することができる。
【0013】
請求項3に記載の発明よれば、第一タンク内でトナーの濃度を測定する場合と比較し、現像部材に形成される現像剤層のトナー濃度をより正確に測定することができる。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、現像部材上に残留する液体現像剤を除去して連続的に第一タンクに供給する構成と比較し、塗布量の制御又は現像剤層の層厚の制御が容易である。
【0015】
請求項5に記載の発明によれば、塗布量制御手段を有しない構成と比較し、層形成手段に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、現像部材上のトナー量の変動を抑制又は防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す概略構成図である。
【図2】(A)は本発明の一実施形態に係る現像装置の供給機構を模式的に示す概略構成図であり、(B)は回収タンクから供給タンクに液体現像剤を供給する状態の構成図である。
【図3】(A)は第一変形例の現像装置の供給機構を模式的に示す概略構成図であり、(B)は回収タンクから供給タンクに液体現像剤を供給する状態の構成図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る現像装置(画像形成装置)の制御ブロック図である。
【図5】液体現像剤の粘度を測定した結果を示すグラフである。
【図6】第二変形例の現像装置を模式的に示す概略構成図である。
【図7】図1に示す画像形成装置の現像装置の要部を拡大した拡大図である。
【図8】第三変形例の現像装置を模式的に示す概略構成図である。
【図9】第四変形例の現像装置を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
<本実施形態に係る画像形成装置の全体構成>
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。
【0018】
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置10は、像保持体の一例としてのドラム状の感光体12を有している。感光体12の周囲には、帯電器20、露光装置22、現像装置100、転写装置30、及び感光体用クリーナー70等が配置されている。
【0019】
帯電器20は、本実施形態では、スコロトロン帯電器とされ、コロナ放電によって感光体12の表面を帯電する。
【0020】
露光装置22は、本実施形態ではLED露光装置とされ、帯電器20によって帯電した感光体12を画像情報に基づいて露光し、感光体12の表面に潜像を形成する。なお、露光装置22は、LED露光装置以外の露光装置であってもよい。例えば、レーザ光線による露光する露光装置であってもよい。
【0021】
現像装置100は、キャリア液にトナー粒子を分散させた液体現像剤G(図2参照)で、感光体12に形成された潜像を現像(顕像化)し、感光体12の表面にトナー像を形成する。なお、現像装置100及び液体現像剤G(参照)の詳細ついては後述する。
【0022】
転写装置30は、感光体12の表面に形成されたトナー像が転写されるドラム状の中間転写体32と、中間転写体クリーナー40と、中間転写体32の表面に転写されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写ロール34と、を備えた中間転写方式の装置とされ、中間転写体32を介してトナー像を転写ロール34によって記録媒体Pに転写する。
【0023】
なお、転写装置30は、上記構成以外構成であってもよい。例えば、ベルト状の中間転写体を備えた構成であってもよいし、中間転写体及び中間転写体クリーナーを備えず、感光体12から直接記録媒体Pに転写ロール34でトナー像を転写する直接転写方式の構成であってもよい(一例として、図6を参照)。
【0024】
感光体クリーナー70は、第一廃トナータンク78と、感光体12に接触するクリーニングロール72と、を有している。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード74,76を有している。クリーニングブレード74,76は、それぞれ感光体12とクリーニングロール72とに当たり、液体現像剤Gを除去する。除去された液体現像剤Gは第一廃トナータンク78に回収される。
【0025】
中間転写体クリーナー40は、第二廃トナータンク48と、中間転写体32に接触するクリーニングロール42と、を有している。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード44,46を有している。クリーニングブレード44,46は、それぞれ中間転写体32とクリーニングロール42とに当たり、液体現像剤Gを除去する。除去された液体現像剤Gは第二廃トナータンク48に回収される。第二廃トナータンク48に回収された液体現像剤Gは、配管14を介して第一廃トナータンク78に送られる。
【0026】
なお、本実施形態では、中間転写用のクリーニングロール42及び感光体用のクリーニングロール72は、いずれもSUS等の芯金の表面に体積抵抗率が1×10Ω・cm〜1×1010Ω・cmの半導電性を有し、耐油性のあるNBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)やECO(エピクロルヒドリンゴム)等のゴムを被覆したロール部材とされ、ゴム層厚は、例えば、5〜20mmとされている。
【0027】
また、画像形成装置10は、用紙等の記録媒体Pが収容された収容部90を有し、記録用紙Pは搬送経路Kに沿って搬送される。更に画像形成装置10は、トナー像が転写された記録媒体Pにトナー像を定着させる定着装置92を備えている。なお、定着装置92における定着方式は、定着ロール又はベルトによる接触熱定着でもよいし、オーブンやフラッシュランプ等による非接触加熱定着であってもよい。
【0028】
<画像形成工程>
つぎに、画像形成工程について説明する。
【0029】
なお、各ロールは矢印で示す方向に図示が省略された駆動装置又は従動回転によって回転するように構成されている。
【0030】
感光体12の表面が帯電器20によって帯電され、露光装置22によって画像情報に基づいた潜像が形成される。潜像は、現像装置100によって現像され、トナー像が感光体12の表面に形成される。感光体12に形成されたトナー像は、中間転写体32の芯金にバイアス電圧が印加されることで中間転写体32の表面に一次転写される。一次転写されたトナー像は、転写ロール34に印加されたバイアス電圧によって記録媒体Pに二次転写される。トナー像が転写された記録媒体Pは定着装置92に搬送され、記録媒体P上にトナー像が定着される。トナー像が定着した記録媒体Pは、図示が省略された排出部に排出される。
【0031】
なお、一次転写および二次転写では、中間転写体32及び転写ロール34に各々バイアス電圧を印加することで、液体現像剤Gの中のトナーが電気泳動することで転写する。このため、一次転写工程及び二次転写工程では、それぞれの工程前に比べて液体現像剤Gのトナーが凝集され、この効果によって、記録媒体Pへのキャリア液の付着が少なくなる。また、これにより、定着装置92による定着では、記録媒体P上のキャリア液が少なくなるので、キャリア液が多い場合よりも記録媒体Pへのトナー像の定着性が向上する。
【0032】
感光体12に一次転写されずに残留した液体現像剤Gは、感光体クリーナー70によって除去される。また、中間転写体32に二次転写されずに残留した液体現像剤Gは中間転写体クリーナー40よって除去される。
【0033】
なお、中間転写用のクリーニングロール42及び感光体用のクリーニングロール72には、芯金にバイアス電圧が印加されることで、残留した液体現像剤Gの中の主にトナーがクリーニングロール42、72に付着して除去される。そして、その後に中間転写用のクリーニングブレード46及び感光体用のクリーニングブレード76によって主にキャリア液が除去される。このような構成とすることで、中間転写体32及び感光体12へのトナーの残留を効果的に抑制することがきるので、例えば、トナーが残留することによるかぶり等の画像欠陥の発生が効果的に防止又は抑制される。
【0034】
なお、中間転写体クリーナー40及び感光体クリーナー70によって除去された液体現像剤Gは、後述する現像に用いる供給タンク210内の液体現像剤と比べるとトナー濃度が低くなっているので、除去された液体現像剤は再利用されない。
【0035】
<現像装置>
つぎに現像装置について説明する。
【0036】
図1に示すように、現像装置100は、現像部材の一例としての現像ロール110を有し、現像ロール110の周囲に、層形成手段の一例としての塗布装置120や除去手段の一例としての現像ロールクリーナー130等が配置されている。
【0037】
現像ロール110は、金属製のコアロール112の表面に体積抵抗率が1×10Ω・cm〜1×1010Ω・cmの半導電性を有し、耐油性のあるNBRやECO等のゴムで形成された弾性層114が設けられている。また、金属製のコアロール112には、電源装置116(図4参照)によってバイアス電圧が印加される。電源装置116は、制御部300(図4参照)によって制御されている。そして、現像ロール110の弾性層114が、感光体12に接触(圧接)して現像ニップ部Nを形成する。
【0038】
現像ロールクリーナー130は、現像ロール110に接触するクリーニングロール132を有している。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード134,136を有している。クリーニングブレード134,136は、それぞれ現像ロール110とクリーニングロール132とに当たり、液体現像剤Gを除去する。除去された液体現像剤Gは排出口138から排出され、後述する回収タンク230に回収される。また、排出口138には制御部300によって制御される開閉バルブ139が設けられている。
【0039】
なお、クリーニングロール132は、SUS等の芯金の表面に体積抵抗率が1×10Ω・cm〜1×1010Ω・cmの半導電性を有し、耐油性のあるNBRやECO等のゴムを被覆したロール部材とされ、ゴム層厚は、例えば、5〜20mmとされている。また、クリーニングロール132の芯金にバイアス電圧が印加されることで、残留した液体現像剤Gの中の主にトナーがクリーニングロール132に付着し除去される。そして、その後にクリーニングブレード136によって主にキャリア液が除去される。このような構成とすることで、トナーの残留を効果的に抑制することがきる。
【0040】
現像装置100は、塗布装置120に液体現像剤G(図2参照)を供給すると共に、現像ロール110から液体現像剤Gを回収して塗布装置120に再び供給する供給機構200を有している。供給機構200は、第一タンクの一例としての供給タンク210と第二タンクの一例としての回収タンク230とを有している。
【0041】
図2に示すように、供給タンク210は、塗布装置120に供給する液体現像剤Gを貯留する。一方、回収タンク230は、現像ロールクリーナー130で回収された液体現像剤Gを貯留する。また、回収タンク230には、新しい液体現像剤Gが充填されている液体現像剤ボトル202が着脱自在に接続されている(現像剤ボトル202が交換可能に設けられている)。液体現像剤ボトル202から回収タンク230への新しい液体現像剤Gの補給は、開閉バルブ204を開閉することで行われる。また、開閉バルブ204の開閉は、制御部300(図4参照)によって制御されている。
【0042】
供給タンク210及び回収タンク230の中には、それぞれフロート式液量検知方式の残量センサー242,244と、攪拌スクリュー246,248と、が設けられている。残量センサー242,244は、供給タンク210及び回収タンク230の中の液体現像剤Gの量を検知する。なお、残量センサー242,244の検知結果は、制御部(図4参照)に送られる。攪拌スクリュー246,248は、予め定められた回転速度で回転するように構成されている。
【0043】
回収タンク230と供給タンク210とは配管220で接続されており、回収タンク230内の液体現像剤Gが供給タンク210内に供給されるように構成されている。なお、配管220には開閉弁222が設けられている。また、開閉弁222の開閉は、制御部300(図4参照)によって制御されている。
【0044】
供給タンク210には、塗布装置120に液体現像剤Gを供給する配管212が接続されている。また、配管212は、供給タンク210の底面210Aの近傍に開口する。また、配管212には液体現像剤Gのトナー濃度を測定するため濃度測定用タンク214が設けられている。そして、濃度測定用タンク214には、濃度測定手段の一例としての超音波減衰方式の濃度測定センサー216が設けられている。なお、濃度測定センサー216の測定結果は、制御部300(図4参照)に送られる。また、配管212には、逆止弁218が設けられている。
【0045】
図7に示すように、塗布装置120は、現像ロール110に液体現像剤Gを塗布して、現像ロール110の表面に現像剤層GTを形成する。なお、本実施形態では塗布装置120は、現像ロール110の回転軸方向に沿って形成された溝(リップ)122から液体現像剤Gを吐出して塗布するスロットダイヘッドとされている。
【0046】
図2に示すように、供給タンク210には、コンプレッサー250が接続されている。そして、開閉弁222を閉じた状態で、コンプレッサー250で供給タンク210内の空気圧を上げることで、供給タンク210から配管212を介して塗布装置120に、液体現像剤Gが送り込まれると共に、図7に示すように溝(リップ)122から回転する現像ロール110の表面に軸方向に対して液体現像剤Gが塗布される。このように、現像ロール110の表面に液体現像剤Gが塗布されることによって、現像ロール110の表面に現像剤層GTが形成される。
【0047】
<液体現像剤>
つぎに、本実施形態で使用する現像剤ボトル202の液体現像剤G(図2参照)について説明する。
【0048】
液体現像剤Gは、キャリア液にトナー粒子が分散されている。キャリア液としては、例えば、植物油、流動パラフィン油、シリコーンオイル等の絶縁性液体が用いられる。本実施形態おいては、トナー粒子は平均粒径が0.5μm〜5μmとされ、キャリア液の中に5%〜40wt%の濃度で均一に分散されている。また、帯電制御剤あるいは分散剤を適宜加えてもよい。
【0049】
本実施形態の液体現像剤Gは、チキソ性(チキソトロピー)を有する非ニュートン流体の液体とされ、粘度が500mPa・s〜50000mPa・sに設計されている。なお、チキソ性(チキソトロピー)性を有する液体は、図5に示すように、せん断を受け続けると粘度が次第に低下する。また、静止すると粘度が次第に上昇する。よって、上記粘度、500mPa・s〜50000mPa・sは、図5に示す「ずり速度1(1/s)」で一定時間経過したときの粘度とする。また、粘度の測定は、東機産業(株)製のRE40型粘度計等を使用して測定される。
【0050】
なお、図5は、本実施形態で使用することが可能な液体現像剤A,B,Cを、東機産業(株)製のRE40型粘度計で測定した実測データである。
【0051】
なお、本発明が適用されていない画像形成装置に使用される液体現像剤Gの粘度は、500mPa・sよりも低いものが一般的とされており、本実施形態はこのような一般的な液体現像剤よりも高粘度とされている。
【0052】
<現像ロールへの液体現像剤からなる現像剤層の形成工程及び制御方法>
つぎは、現像ロール110への液体現像剤Gからなる現像剤層GT(図7参照)の形成工程と、図4に示す制御部300の制御方法と、について説明する。なお、各ロールは矢印で示す方向に図示が省略された駆動装置又は従動回転によって回転するように構成されている。
【0053】
制御部300は、画像形成装置10の全体を制御する。なお、図4は、主な制御対象を図示したブロック図である。また、制御部300は、例えば、CPU、RAM、ROM等を含んで構成される制御回路を有し、ROMには、各種プログラムや各種情報などが予め記憶されている。
【0054】
図1と図4とに示すように、制御部300は、開閉弁222を閉じ、エアーコンプレッサー250によって供給タンク210の空気圧を上げることで、供給タンク210から配管212を介して塗布装置120に液体現像剤Gを送り込む。塗布装置120に送られた液体現像剤Gは、溝(リップ)112から回転する現像ロール110に液体現像剤Gを塗布し、現像ロール110表面に現像剤層GTを形成する(図7も参照)。なお、配管212に設けられている逆止弁218(図2も参照)によって、塗布(層形成)が終了し供給タンク210が減圧すること等によって、塗布装置120から液体現像剤Gが後退してしまうために生じる吐出ディレイが防止又は抑制される。
【0055】
図2(B)と図4とに示すように、制御部300は、供給タンク210の残量センサー244の検知結果に基づき、供給タンク210の残量が閾値以下であると判断すると、回収タンク230と供給タンク210との間の開閉弁222を開き、回収タンク230から供給タンク210に液体現像剤Gを供給する。また、供給タンク210に液体現像液が充填されたと判断すると、開閉弁222を閉じる。
【0056】
更に、制御部300は、供給タンク210の残量センサー244と回収タンク230の残量センサー242との検知結果に基づき、供給タンク210と回収タンク230との液体現像剤Gの総量が閾値以下となった判断すると、開閉バルブ204を開閉し、液体現像剤ボトル202から回収タンク210に対して、予め定められた量の新しい液体現像剤Gを補充する。
【0057】
なお、高粘度の液体現像剤Gを使用している場合、回収タンク230から供給タンク210への液体現像剤Gを移動するために長い時間かかる、或いは移動させること自体が困難となる場合がある。
【0058】
このような場合は、現像ロールクリーナー130の排出口138の開閉バルブ139を閉じた状態で図示が省略されているコンプレッサー等の減圧手段を用いて供給タンク210を減圧したり、図示が省略されているポンプを回収タンク230と供給タンク210との間に配管220に設ける等して、回収タンク230から供給タンク210に液体現像剤Gを強制的に移動させる構成とすればよい。
【0059】
ここで、現像ロールクリーナー130によって除去された液体現像剤Gは供給タンク210の液体現像剤Gと比べてトナー濃度に大きな変化は無い。よって、除去後の液体現像剤Gは回収タンク230を介して供給タンク210に戻される。しかし、現像によってトナーが消費されており、現像ロールクリーナー130によって除去された液体現像剤Gのトナー濃度は若干であるが薄い。よって、徐々に供給タンク210のトナー濃度が低くなっていく。
【0060】
また、液体現像剤ボトル202から回収タンク230に新しい液体現像剤Gが補給されるとトナー濃度が高くなる。よって、現像ロール110の現像剤層GT(図7参照)の層厚を制御しない比較例では、トナー濃度の変動に伴い、現像ロール110と感光体12との現像ニップ部Nに送られる液体現像剤Gのトナーの量が変動し、画像濃度が変動する。
【0061】
しかし、本実施形態では以下のように制御を行うことで、現像剤層GT(図7参照)のトナー濃度が変動することによる画像濃度の変動を抑制又は防止している。つまり、現像剤層GT(図7参照)のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止させている。言い換えると、画像濃度を安定させている。
【0062】
前述したように、本実施形態では、塗布装置120に送り込まれる液体現像剤Gのトナー濃度を、塗布装置120と供給タンク210と結ぶ配管212に設けられた濃度測定タンク214の濃度測定センサー216によって測定される。
【0063】
そして、液体現像剤Gのトナー濃度が薄くなると、制御部300はコンプレッサー250の空気圧を高くして、現像ロール110への液体現像剤Gの単位時間当たりの供給量、すなわち回転する現像ロール110表面の単位面積当たりの塗布量を多くし、現像剤層GT(図7参照)の層厚を厚くする。これにより、現像ニップ部Nに供給される液体現像剤Gの量が増加し、現像ニップ部Nに送られるトナー量が増加する。

【0064】
一方、液体現像剤Gのトナー濃度が高くなると、制御部300はコンプレッサー250の空気圧を低くして、現像ロール110への液体現像剤Gの単位時間当たりの供給量(単位面積当たりの塗布量)を少なくし、現像剤層GT(図7参照)の層厚を薄くする。これにより、現像ニップ部Nに供給される液体現像剤Gの量が減少し、現像ニップ部Nに送られるトナー量が減少する。
【0065】
つまり、制御部300は、測定された液体現像剤Gのトナー濃度に基づき、コンプレッサー250の空気圧を予め定められた値に変更する。これによって現像ロール110に塗布される液体現像剤Gの塗布量が変更され、この結果、形成される現像剤層GT(図7参照)の層厚が変更される。つまり、現像ロール110と感光体12との現像ニップ部Nに送られるトナーの量が一定(予め定められた量)となるように、塗布量(層厚)を制御することで、画像濃度の変動を抑制又は防止している。
【0066】
また、現像ロール110と感光体12との現像ニップ部Nにおいて、液体現像剤G中のトナーは、制御部300で制御され電源装置116によって現像ロール110に印加された印加電圧(バイアス電位)と潜像との電位差で形成される現像電界によって、液体現像剤G中を電気泳動し移動する。この効果によって、現像効率、すなわち液体現像剤G中のトナーを感光体12上に転移させる効率が結果的に高まる。しかし、一定の現像効率を得るために必要な電界強度は現像ロール110上の現像剤層GT(図7参照)の層厚によって異なる。
【0067】
よって、制御部300は、現像ロール110への液体現像剤Gの単位時間当たりの供給量(単位面積当たりの塗布量)を増やし現像ロール110の液体現像剤層GT(図7参照)の層厚を厚くすると共に、現像ロール110に印加するバイアス電圧もを変化させて電界強度を高くすることで現像効率を高める。本実施形態では、現像ロール110に印加するバイアス電圧を高くすることで現像電界を大きくすることで達成する。ここで、現像ロール110に印加するバイアス電圧が感光体の背景電位を越えてしまうと、潜像の背景部へのトナーの付着が発生してしまうので、感光体12の背景電位を現像ロール110に印加する最大バイアス電位より大きくなるように予め設定するか、あるいは、現像ロール110への印加バイアス電圧に応じて変更する必要がある。
【0068】
また、制御部300は、現像ロール110への液体現像剤Gの単位時間当たりの供給量(単位面積当たりの塗布量)を減らし現像ロール110の液体現像剤層GT(図7参照)の層厚を薄くすると共に現像ロール110に印加するバイアス電圧を変化させて電界強度を低くすることで現像効率を抑える。本実施形態では、現像ロール110に印加するバイアス電圧を低くすることで現像電界を小さくすることで達成する。
【0069】
このように、本実施形態では、制御部300は、コンプレッサー250の空気圧を変化させるとともに、電源装置116(図4参照)を制御し現像ロール110に印加するバイアス電圧を予め定めた値に変化させる。
【0070】
<作用及び効果>
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
【0071】
上述したように、液体現像剤Gのトナー濃度に基づき、現像ロール110と感光体12との現像ニップ部Nに送られる液体現像剤G中のトナーの量が一定(予め定められた量)となるように塗布量(層厚)を制御することで、画像濃度の変動が抑制又は防止される。
【0072】
また、現像ロール110に印加するバイアス電圧を塗布量(層厚)に応じて制御することで現像効率を調整することで、バイアス電圧が一定である場合と比較し、更に、画像濃度の変動が抑制又は防止される。
【0073】
また、回収タンク230から供給タンク210へは、供給タンク210の液体現像剤Gの量が閾値以下になるまで供給されない。つまり、回収タンク230から供給タンク210へは間欠的に供給される。よって、供給タンク210から塗布装置120に送られるトナー濃度が間欠的に変動するので、塗布装置120の塗布量(層厚)の制御が間欠的となる。つまり、連続的に又は常時、塗布量(層厚)の制御を行うことがない。したがって、連続的にトナー濃度が変動する構成と比較し、塗布装置120の塗布量(層厚)の制御が行いやすい。
【0074】
また、供給タンク210から塗布装置120に送られる液体現像剤Gのトナー濃度を測定しているので、例えば、供給タンク210の中のトナー濃度を測定する場合よりも、より正確に塗布装置120から塗布されるトナー濃度を測定することができる。よって、現像ロール110と感光体12との現像ニップ部Nに送られる液体現像剤G中のトナーの量がより正確に制御される(一定となる)。
【0075】
ここで、本実施形態の液体現像剤Gの粘度は、500mPa・s〜50000mPa・sである高粘度のものが用いられている。これは本実施形態のように、現像ロール110に形成される現像剤層GT(図7参照)のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止することで、容易に可能となる。
【0076】
ここで、液体現像剤のトナー濃度を高くなるとこれに応じての粘度も高くなる。そして、トナー濃度が高濃度で高粘度の液体現像剤Gを用いると共に、トナー濃度を高濃度に一定に保つように制御して画像濃度を抑制又は防止する比較例を考える。このような比較例の場合、トナー濃度が低下すると、トナー濃度を維持するために。更にトナー濃度が高濃度で高粘度の液体現像剤Gを補給する必要がある。そして、このような高濃度で高粘度の液体現像剤Gを短時間で均一に混ぜることは非常に困難とされている。
【0077】
これに対して、本実施形態では、比較例のようにトナー濃度を一定に保つように制御する構成でなく、トナー濃度が変動すると、これに応じて、現像ロール110に形成する現像剤層GT(図7参照)の層厚(塗布量)を変更することで、画像濃度の変動を抑制又は防止している。また、高濃度で高粘度の新しい液体現像剤Gが液体現像剤ボトル202から回収タンク230に補給されるので、回収タンク230で時間をかけて攪拌すればよい。よって、トナー濃度が高濃度で高粘度の液体現像剤Gを使用することが容易となる。
【0078】
<変形例>
つぎに、変形例について説明する。
【0079】
図3に示す第一変形例の供給機構201には、供給タンク210の底部210Aに塗布装置120(図1参照)に液体現像剤Gを供給する配管213が接続されている。また、配管213にはポンプ251が設けられている。
【0080】
そして、ポンプ251を動作させることで供給タンク210から塗布装置120(図1参照)に液体現像剤Gが送られる。なお、ポンプ251の種類に制約は無いが、現像ロール110(図1参照)により均一な現像剤層GTを形成するために、脈動防止機能を有したポンプを使用してもよい。
【0081】
また、本変形例では、塗布装置120から液体現像剤Gが後退してしまうために生じる吐出ディレイが防止又は抑制する逆止弁218(図2参照)の機能を兼ねるポンプを使用しているので、逆止弁218(図2参照)が設けられてない。
【0082】
制御部300は、ポンプ251から塗布装置120に送る液体現像剤Gの量を制御することで、現像ロール110への塗布量(層厚)を制御する。
【0083】
図3(B)に示すように、制御部300は、供給タンク210の残量センサー244の検知結果に基づき、供給タンク210の残量が閾値以下と判断すると、回収タンク230と供給タンク210との間の開閉弁222を開き、回収タンク230から供給タンク210に液体現像剤Gを供給する。また、供給タンク210に液体現像液が充填された判断すると、開閉弁222を閉じる。
【0084】
このとき、上記実施形態のようにコンプレッサー250で供給タンク210の空気圧を高くして塗布装置120に液体現像剤Gを送る構成(図1参照)の場合は、現像ロール110に塗布中(画像形成動作中)には、開閉弁222を閉じておく必要があるので、供給タンク210に液体現像剤Gを供給する動作を行うことができない。よって、連続して画像形成を行っている途中で供給タンク210の残量が少なくなると、一旦、画像形成動作を中断する必要が生じる。
【0085】
これに対して、本変形例のようにポンプ251で塗布装置120に液体現像剤Gを送る構成の場合は、開閉弁222を開いた状態でも、塗布装置120に液体現像剤Gを供給することがきる。よって、画像形成動作を中断する必要がない。
【0086】
また、塗布装置120から現像ロール110への液体現像剤Gの単位時間当たりの供給量(単位面積当たりの塗布量)を変えることで、現像ロール110に形成される現像剤層GT(図7参照)の層厚を変更したが、これに限定されない。他の方法で現像ロール110に形成される現像剤層GTの層厚を変更してもよい。
【0087】
例えば、図6に示す第二変形例の現像装置500のように、現像ロール110への液体現像剤Gの供給量を規制する規制部材502(層形成手段の一例)によって、現像ロール110に現像剤層GT(図7も参照)を形成するような構成の場合は、規制部材502の角度を変える等して、現像ロール110と規制部材502との隙間を変更し、現像ロール110に形成される現像剤層GTの層厚を変更すればよい。なお、この図6の第二変形例の現像装置500においては、液体現像剤Gを貯留する収容パン501の中に流路形成部材504を設けると共に、この流路形成部材504と収容パン501との間の流路(隙間)を流れる液体現像剤Gのトナー濃度を濃度測定センサー216で測定するようにしている。
【0088】
また、図8に示す第三変形例の現像装置600のように、液体現像剤Gを収容する収容パン602に設けた掬い上げロール610を介して現像ロール110に液体現像剤Gを供給するよう構成してもよい。なお、この図8の第三変形例の現像装置600においては、収容パン600の中に流路形成部材612を設けると共に、この流路形成部材612と収容パン600との間の流路(隙間)を流れる液体現像剤Gのトナー濃度を濃度測定センサー216で測定するようにしている。
【0089】
また、図9に示す第四変形例の現像装置700のように、バーコーター等で用いられる複数本の番線の異なるワイヤーバー714をホルダー712に取り付け、必要に応じてホルダー712を移動(回転)させてワイヤーバー714を切り替えることで、液体現像剤Gの膜厚を変更する構成の規制装置718であってもよい。なお、現像ロール110の現像剤層GTに筋ムラが形成される場合は、規制装置718と現像ニップ部Nとの間に、例えば既存のスクイズローラ710を設けることで、筋ムラは解消される。
【0090】
<その他>
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
【0091】
また、上記実施形態及び変形例の液体現像剤Gは、500mPa・s〜50000mPa・sチキソ性(チキソトロピー)を有する非ニュートン流体とされていたが、これに限定されない。粘度が500mPa・s〜50000mPa・sのニュートン流体やチキソ性を有しない非ニュートン性の液体現像剤Gであってもよい。また、粘度が500mPa・s〜50000mPa・sの範囲外の液体現像剤Gであってもよい。
【0092】
また、上記実施形態及び変形例では、現像部材の一例として、現像ロール110を用いたが、これに限定されない。例えば、複数のロールに張架された現像ベルトであってもよい。
【0093】
また、上記実施形態及び変形例では、濃度測定手段の一例として、超音波減衰方式の濃度センサー216を用いたがこれに限定されない。他の方式の濃度センサーであってもよい。例えば、光学式や透磁率検知方式の濃度センサーであってもよい。また、測定箇所も供給タンク210と塗布装置120とを繋ぐ配管212、213以外の箇所で測定してもよい。例えば、供給タンク210の中の液体現像剤Gのトナー濃度を測定してもよい。また、第二変形例〜第四変形例のように収容パン501,602の中の液体現像剤Gの濃度を測定してもよい。
【0094】
また、上記実施形態及び変形例では、一色の液体現像剤Gで記録媒体Pに画像を形成したが、これに限定されない。複数の色の液体現像剤Gで記録媒体Pに画像を形成してもよい。例えば、上記実施形態及び変形例の現像装置を複数並べた構成の画像形成装置であってもよい。
【0095】
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0096】
10 画像形成装置
12 感光体(像保持体の一例)
110 現像ロール(現像部材の一例)
120 塗布装置(層形成手段の一例)
130 現像ロールクリーナー(除去手段の一例)
210 供給タンク(第一タンクの一例)
216 濃度センサー(濃度測定手段の一例)
222 開閉バルブ(供給手段の一例)
230 回収タンク(第二タンクの一例)
300 制御部(層厚制御手段、塗布量制御手段、及び電圧制御手段の一例)
502 規制部材(層形成手段の一例)
718 規制装置(層形成手段の一例)
G 液体現像剤
GT 現像剤層
N 現像ニップ部(圧接部の一例)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、
前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、
前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像剤層の層厚が厚くなるように、前記層形成手段を制御する層厚制御手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項2】
前記像保持体と前記現像部材との圧接部へ進入する前記現像剤層の層厚が厚くなるに従って、前記現像部材に印加する印加電圧を変化させることで現像電界が大きくなるように制御する電圧制御手段を備える請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記層形成手段は、前記現像部材に対し前記液体現像剤を吐出するスロットダイであり、
前記濃度測定手段は、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留するタンクから前記スロットダイのヘッドへの配管中の前記トナーの濃度を測定する、
請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留する第一タンクと、
前記潜像を現像したあとの前記現像部材上に残留する前記液体現像剤を除去する除去手段と、
前記除去手段で除去された前記液体現像剤を貯留する第二タンクと、
前記第二タンクの前記液体現像剤を、間欠的に前記第一タンクに供給する供給手段と、
を備える請求項1〜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】
像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、
前記現像部材に前記液体現像剤を塗布し、前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、
前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像部材への前記液体現像剤の塗布量が多くなるように、前記層形成手段を制御する塗布量制御手段と、
を備える画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−68827(P2013−68827A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−207811(P2011−207811)
【出願日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】