JP2004157181A - Image forming apparatus and method - Google Patents

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昌英 中村
Yoshiro Koga
欣郎 古賀
Toru Fujita
徹 藤田
Atsunori Kitazawa
淳憲 北澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To steadily form a toner image of satisfactory image quality in an image forming apparatus and an image forming method of transferring toner image to a transfer medium. <P>SOLUTION: A CPU 113 executes a control program stored in a memory 116, thereby, a patch image is formed on an intermediate transfer roller of a transfer unit 40, the patch image is irradiated with light from a light emitter 461, a light receiver 462 receives light from the patch image, whether or not a received-light signal from the light receiver 462 is within a tolerable range is determined, and the image forming condition is controlled and stored in the memory 116 when the received-light signal is outside the tolerable range. Upon entry of a print instruction signal from an external apparatus via a main controller 100, a printing operation is performed under the image forming condition stored in the memory 116. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成技術に係り、特に現像方式として湿式現像を採用した電子写真方式の画像形成技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、帯電している感光体を露光手段により露光して当該感光体に静電潜像を形成し、現像手段によりトナーを感光体に付着させて静電潜像を顕像化してトナー像を形成し、このトナー像を転写媒体に転写するようにした電子写真方式の画像形成装置が実用化されている。ここで、現像手段の現像方式として、液体キャリアにトナーを分散した現像液を用いる湿式現像方式が知られている。この湿式現像方式は、トナーの平均粒子径が0.1〜2μmと小さいので高解像度の画像が得られる、液体のため流動性が高いことから均一な画像が得られる、などの利点を有している。
【0003】
この画像形成装置では、装置各部に与えるバイアス電位を始めとする様々な要素からなる画像形成条件を変化させることで画像濃度などの画像品質を制御できることが従来より知られている。また、装置の個体差、経時変化や、温湿度など装置の周囲環境の変化に起因してトナー像の画像濃度が異なることがある。そこで、上記要素のうち画像濃度に影響を与える画像形成条件を調整することで画像濃度を制御する濃度制御技術が従来より提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の装置では、テスト用のパッチ画像を形成し、そのパッチ画像に向けて光を照射し、そのパッチ画像からの光を受光してパッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき感光体の表面電位や現像液のトナー濃度などの画像形成条件を制御するようにしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−292622号公報(段落[0016]、図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の画像形成装置では、比較的低いトナー濃度の現像液を用いていたのであるが、近年、次のような理由から、比較的高トナー濃度の現像液が用いられるようになってきた。すなわち低トナー濃度では、十分なトナー量を確保するためには大量の現像液を必要とするため、装置の小型化が困難であり、さらに、液体キャリアとして多く用いられる揮発性溶媒の装置外への漏洩を防ぐために装置構成が複雑化するという理由である。また、現像液を高濃度にすると高粘度になる。そのため、比較的低いトナー濃度の現像液を用いることを前提としていた特許文献1に記載の濃度制御技術を、比較的高トナー濃度であり、しかも高粘度の現像液を用いる画像形成装置にそのまま適用することは困難である。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高濃度・高粘度の現像液を用いて潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成した後、該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および画像形成方法において、画質の良好なトナー像を安定して形成することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、その表面に潜像を担持可能に構成された潜像担持体と、液体キャリアにトナーを分散してトナー濃度が約5〜40重量%となっている現像液を、その表面に担持しながら前記潜像担持体と対向する現像位置に搬送し、当該現像位置において前記潜像担持体に接触させることで前記潜像担持体に供給する現像液担持体と、前記現像液担持体から前記潜像担持体に供給される現像液中のトナーを前記潜像担持体に付着させ、前記潜像を顕像化してトナー像を形成する像形成手段と、前記潜像担持体上のトナー像を所定の転写位置で転写媒体に転写する転写手段と、前記転写媒体に転写されたパッチ画像としてのトナー像に向けて光を照射する発光部と、前記パッチ画像からの光を受光する受光部とを有する光センサと、前記受光部からの受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【0008】
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成方法は、液体キャリアにトナーを分散してトナー濃度が約5〜40重量%となっている現像液を現像液担持体の表面に担持しながら潜像担持体と対向する現像位置に搬送し、当該現像位置において前記潜像担持体に接触させることで前記潜像担持体に前記現像液を供給する現像液供給工程と、前記現像液担持体から前記潜像担持体に供給される現像液中のトナーを前記潜像担持体に付着させ、前記潜像担持体上に形成された潜像を顕像化してトナー像を形成する像形成工程と、前記潜像担持体上のトナー像を所定の転写位置で転写媒体に転写する工程と、前記転写媒体に転写されたパッチ画像としてのトナー像に向けて光を照射する工程と、前記パッチ画像からの光を受光する工程と、その受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する工程とを備えたことを特徴としている。
【0009】
これらの構成によれば、転写媒体上のパッチ画像としてのトナー像に向けて光が照射され、パッチ画像からの光が受光されて、その受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件が制御される。
【0010】
ところで、液体キャリアにトナーが分散された現像液のうち、潜像担持体上では、潜像電位(コントラスト電位)によりトナーが潜像担持体の表面に引き付けられて下層を形成し、その表層に液体キャリアの層が形成される。同様に、転写媒体上では、転写バイアスによりトナーが転写媒体の表面に引き付けられて下層を形成し、その表層に液体キャリアの層が形成される。このため、トナー粒子はほぼ全量が転写媒体へ転写されるが、液体キャリアはその一部が潜像担持体にとどまり、残りが転写媒体へと転写される。従って、トナー像が潜像担持体から転写媒体に転写される場合に、転写の前後において、現像液に含まれる液体キャリア量は減少する。
【0011】
現像液担持体から潜像担持体への現像液の供給は、現像液担持体に担持される現像液を現像位置で潜像担持体に接触させることにより行われる。そして、この接触中に印加される潜像電位によってトナーが潜像担持体の表面に引き付けられ、トナー像の形成(現像)が行われる。その後、現像液担持体および潜像担持体の双方に接触していた現像液は、現像液担持体に付着したまま残留する現像液と、潜像担持体に移動する現像液とに分離する。
【0012】
また、潜像担持体から転写媒体へのトナー像の転写は、潜像担持体上の現像液を転写位置で転写媒体に接触させ、この接触中に印加される転写バイアスによりトナーが転写媒体の表面に引き付けられることによって行われる。その後、潜像担持体および転写媒体の双方に接触していた現像液は、潜像担持体に付着したまま残留する現像液と、転写媒体に移動する現像液とに分離する。
【0013】
これらの場合において、トナー濃度が約5〜40重量%となっている現像液のように現像液が高粘度の場合には、例えば図8に示すように、現像液200が現像液担持体201および潜像担持体202の双方に接触していた状態から分離するときに、容易に分離せずに、一旦糸を引いた状態となった後に分離する糸引き現象が発生する。このような糸引き現象が発生すると、例えば図9に示すように、現像液200が高粘度であるため平滑な形状に戻らず、糸を引いた部分203が凸となる凹凸が現像液200の表面に形成されることとなる。パッチ画像を形成する現像液の表面に凹凸が形成されると、例えば図10に示すように、そのパッチ画像に光(図中、矢印)を照射したときに、その凹凸形状に応じて現像液の表面での光の屈折方向(図中、破線)がばらついてしまう。この光の屈折方向がばらつくと、受光部により安定した受光信号を得ることができない。
【0014】
このような糸引き現象は、液体キャリア量が多い方が発生し易く、また、発生したときの凸の寸法が大きいものとなる。すなわち、現像位置において現像液担持体と潜像担持体とに現像液が分離するときは、液体キャリア量が多いので、糸引き現象が発生し易い。そのため、潜像担持体上のパッチ画像を形成する現像液の表面には凹凸が形成され易いこととなる。
【0015】
これに対して、転写位置において潜像担持体と転写媒体とに現像液が分離するときは、現像位置に比べて液体キャリア量が少ないので、糸引き現象が発生し難い。そのため、転写媒体上のパッチ画像を形成する現像液の表面は、潜像担持体上のパッチ画像に比べて凹凸が少なくほぼ平滑になる。その結果、転写媒体上のパッチ画像に光を照射したときに、現像液の表面での光の屈折方向はほぼ一定となり、潜像担持体上のパッチ画像に比べて屈折方向のばらつきが殆ど生じない。
【0016】
従って、転写媒体上のパッチ画像に光を照射する上記の構成によれば、受光信号を安定して得ることができるため、画像形成条件を好適に制御することができる。これによって、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能になる。
【0017】
また、前記受光部は、前記発光部により照射された光が前記パッチ画像で正反射した正反射光を受光する構成を採用すると、正反射光の受光光量は、パッチ画像を形成する現像液表面での屈折方向のばらつきによって大きく変動する。しかしながら、上述したように、転写媒体上のパッチ画像を形成する現像液の表面は、潜像担持体上のパッチ画像に比べて凹凸が少なくほぼ平滑になっているため、現像液表面での光の屈折方向はほぼ一定となる。従って、受光部での受光信号を安定して得ることができる。
【0018】
また、前記液体キャリアの粘度が約5〜3000mPa・sであることが好ましい。というのは、粘度が約3000mPa・s以上になると、粘度が高過ぎて、糸引き現象が発生し易くなる一方、粘度が約5mPa・s以下になると、液体キャリアの揮発性が高くなるため、液体キャリアの装置外への漏洩を防止するための構成が必要となり、装置構成が複雑化してしまうからである。なお、ここでは液体キャリアの粘度を約5〜3000mPa・sとしているが、トナーを含めた現像液の粘度を約50〜6000mPa・sとしてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図、図2は中間転写ローラに対向配置されたパッチセンサを示す図、図3は同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。このプリンタは、ブラック(K)のトナーを含む現像液を用いて単色画像を形成する湿式現像方式の画像形成装置であり、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字指令信号が主制御部100に与えられると、この主制御部100からの制御信号に応じてエンジン制御部110がエンジン部1の各部を制御して、装置本体2の下部に配設された給紙カセット3から搬送した転写紙、複写紙および用紙(以下「記録媒体」という)4に上記画像信号に対応する画像を印字出力する。
【0020】
上記エンジン部1は、感光体ユニット10、露光ユニット20、現像ユニット30、転写ユニット40などを備えている。これらのユニットのうち、感光体ユニット10は感光体11、帯電部12、除電部13およびクリーニング部14を備えている。また、現像ユニット30は現像ローラ31などを備えている。さらに、転写ユニット40は中間転写ローラ41などを備えている。
【0021】
感光体ユニット10では、感光体11が図1の矢印方向15(図中、時計回り方向)に回転自在に設けられている。そして、この感光体11の周りには、その回転方向15に沿って、帯電部12、現像ローラ31、中間転写ローラ41、除電部13およびクリーニング部14が配設されている。また、帯電部12と現像ローラ31との間の表面領域が露光ユニット20からの光ビーム21の照射領域となっている。帯電部12は、本実施形態では帯電ローラからなり、帯電バイアス発生部111から帯電バイアスが印加されて、感光体11の外周面を所定の表面電位Vd(例えばVd=DC+600V)に均一に帯電するもので、帯電手段としての機能を有する。
【0022】
この帯電部12によって均一に帯電された感光体11の外周面に向けて露光ユニット20から例えばレーザで形成される光ビーム21が照射される。この露光ユニット20は、露光制御部112から与えられる制御指令に応じて光ビーム21により感光体11を露光して、感光体11上に画像信号に対応する静電潜像を形成するもので、露光手段としての機能を有する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース102を介して主制御部100のCPU101に画像信号を含む印字指令信号が与えられると、主制御部100のCPU101からの指令に応じてCPU113が露光制御部112に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。そして、この露光制御部112からの制御指令に応じて露光ユニット20から光ビーム21が感光体11に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体11上に形成される。また、必要に応じてパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターン(例えば、べた画像)のパッチ画像信号に対応した制御信号がCPU113から露光制御部112に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体11上に形成される。このように、この実施形態では、感光体11が本発明の「潜像担持体」に相当する。
【0023】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット30の現像ローラ31から供給されるトナーによって顕像化される。現像ユニット30は、現像ローラ31に加えて、現像液32を貯留するタンク33、タンク33に貯留された現像液32を汲み上げて現像ローラ31に塗布する塗布ローラ34、塗布ローラ34上の現像液層の厚さを均一に規制する規制ブレード35、感光体11へのトナー供給後に現像ローラ31上に残留した現像液を除去するクリーニングブレード36、トナー濃度調整部37および後述するメモリ38(図3)を備えている。現像ローラ31は感光体11に従動する方向(図1中、反時計回り)に感光体11と等しい周速で回転する。塗布ローラ34は現像ローラ31と同一方向(同図中、反時計回り)に約2倍の周速で回転する。
【0024】
現像液32は、本実施形態では、着色顔料、この着色顔料を接着するエポキシ樹脂などの接着剤、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料を均一に分散させる分散剤等からなるトナーが、液体キャリア中に分散されてなる。本実施形態では、液体キャリアとして例えばポリジメチルシロキサンオイルなどのシリコーンオイルを用いており、トナー濃度を5〜40重量%として、湿式現像方式で多く用いられる低濃度現像液(トナー濃度が1〜2重量%)に比べて高濃度にしており、液体キャリアの粘度は5〜3000mPa・sにしている。なお、液体キャリアの種類はシリコーンオイルに限定されるものではなく、また、現像液32の粘度は、使用する液体キャリアやトナーを構成する各材料、トナー濃度などによって決まるが、本実施形態では、例えば粘度を50〜6000mPa・sとし、低濃度現像液に比べて高粘度にしている。
【0025】
感光体11と現像ローラ31との間隔(現像ギャップ=現像液層の厚さ)は、本実施形態では例えば5〜40μmに設定し、現像ニップ幅(現像液層が感光体11および現像ローラ31の双方に接触している周方向の距離)は、本実施形態では例えば5mmに設定している。上述した低濃度現像液の場合にはトナー量を稼ぐべく100〜200μmの現像ギャップを必要とするのに比べて、高濃度現像液を用いる本実施形態では現像ギャップを短縮することができる。従って、現像液中を電気泳動によって移動するトナーの移動距離が短縮するとともに、同一の現像バイアスを印加してもより高い電界が発生するので、現像効率を向上することができ、現像を高速に行えることとなる。
【0026】
トナー濃度調整部37は、タンク33に貯留された現像液32よりさらにトナー濃度の高い現像液が貯留された補給タンク371および上記液体キャリアが貯留された補給タンク372を備えている。そして、トナー補給ポンプ373が動作すると高濃度現像液が補給タンク371からタンク33に供給されて現像液32のトナー濃度が上昇する一方、キャリア補給ポンプ374が動作すると液体キャリアが補給タンク372からタンク33に供給されて現像液32のトナー濃度が低下する。ポンプ373,374は、ポンプ駆動部118,119により駆動される。このようにポンプ373,374の動作制御により、タンク33内の現像液32のトナー濃度が調整される。
【0027】
このような構成の現像ユニット30において、タンク33に貯留された現像液32が塗布ローラ34により汲み上げられ、規制ブレード35により塗布ローラ34上の現像液層の厚さが均一に規制され、この均一な現像液32が現像ローラ31の表面に付着し、現像ローラ31の回転に伴って感光体11に対向する現像位置16に搬送される。荷電制御剤などの作用によってトナーは例えば正に帯電しており、現像位置16では現像バイアス発生部114から現像ローラ31に印加される現像バイアスVb(例えばVb=DC+400V)によってトナーが現像ローラ31から感光体11に移動して、静電潜像が顕像化される。このように、この実施形態では、現像ローラ31が本発明の「現像液担持体」に相当し、現像バイアス発生部114が本発明の「像形成手段」に相当する。
【0028】
上記のようにして感光体11上に形成されたトナー像は、感光体11の回転に伴って中間転写ローラ41に対向する1次転写位置44に搬送される。中間転写ローラ41は感光体11に従動する方向(図1中、反時計回り)に感光体11とほぼ等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部115から1次転写バイアス(例えばDC−400V)が印加されると、感光体11上のトナー像が中間転写ローラ41に1次転写される。1次転写後における感光体11上の残留電荷はLEDなどからなる除電部13により除去され、残留現像液はクリーニング部14により除去される。このように、この実施形態では、中間転写ローラ41が本発明の「転写媒体」に相当し、転写バイアス発生部115が本発明の「転写手段」に相当する。
【0029】
中間転写ローラ41の適所(図1では中間転写ローラ41の鉛直下方)に2次転写ローラ42が対向配置されており、中間転写ローラ41に1次転写された1次転写トナー像は中間転写ローラ41の回転に伴って2次転写ローラ42に対向する2次転写位置45に搬送される。一方、給紙カセット3に収容されている記録媒体4は、1次転写トナー像の搬送に同期して搬送駆動部(図示省略)により2次転写位置45に搬送される。そして、2次転写ローラ42は中間転写ローラ41に従動する方向(図1中、時計回り)に中間転写ローラ41と等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部115から2次転写バイアス(例えば定電流制御で−100μA)が印加されると、中間転写ローラ41上のトナー像が記録媒体4に2次転写される。2次転写後における中間転写ローラ41上の残留現像液はクリーニング部43により除去される。こうしてトナー像が2次転写された記録媒体4は、所定の転写紙搬送経路5(図1中、一点鎖線)に沿って搬送され、定着ユニット6によってトナー像が定着され、装置本体2の上部に設けられた排出トレイに排出される。また、装置本体2の上面には、例えば液晶ディスプレイおよびタッチパネルからなる操作表示パネル7が配設されており、使用者による操作指示を受け付けるとともに、所定の情報を表示して使用者に報知する。
【0030】
また、中間転写ローラ41の周りの感光体11と2次転写ローラ42との間には、パッチセンサ46が中間転写ローラ41に対向配置されている。図2および図3に示すように、このパッチセンサ46は、例えばLEDからなる発光部461と、例えばフォトダイオードからなる受光部462とを有する反射型光センサである。図2に示すように、発光部461の光軸と中間転写ローラ41の表面の法線とのなす傾斜角はθ1、受光部462の光軸と中間転写ローラ41の表面の法線とのなす傾斜角はθ1で等しくされており、発光部461および受光部462はいずれも、その光軸に沿って穿設された細い孔の底部に配設されている。この構成により、発光部461からの照射光が中間転写ローラ41上のパッチ画像で正反射した正反射光が、受光部462により受光されることとなる。図3に示すように、CPU113からの制御信号に基づき発光部461が動作して中間転写ローラ41上に転写されたパッチ画像47(図5)に向けて光を照射し、その正反射光を受光部462が受光して、画像濃度に応じた受光信号をCPU113に送出する。このように、この実施形態では、パッチセンサ46が本発明の「光センサ」に相当する。
【0031】
図3において、主制御部100は、インターフェース102を介して外部装置から与えられた画像信号を記憶するための画像メモリ103を備えており、CPU101は、外部装置から画像信号を含む印字指令信号をインターフェース102を介して受信すると、エンジン部1の動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジン制御部110に送出する。エンジン制御部110のメモリ116は、予め設定された固定データを含むCPU113の制御プログラムを記憶するROMや、エンジン部1の制御データやCPU113による演算結果などを一時的に記憶するRAMなどからなる。CPU113はCPU101を介して外部装置から送られた画像信号に関するデータをメモリ116に格納する。
【0032】
現像ユニット30のメモリ38は、当該現像ユニット30の製造ロット、使用履歴、内蔵トナーの特性、現像液32の残量やトナー濃度などに関するデータを記憶するものである。このメモリ38は通信部39と電気的に接続されており、通信部39は例えばタンク33に取り付けられている。そして、現像ユニット30が装置本体2に装着されると、通信部39がエンジン制御部110の通信部117と所定距離以内、例えば10mm以内に対向配置されるように構成されており、赤外線などの無線通信により互いに非接触状態でデータを送受信可能となっている。これによって、CPU113により現像ユニット30に関する消耗品管理等の各種情報の管理が行われる。なお、この実施形態では無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受信を行うようにしているが、例えば装置本体2および現像ユニット30にそれぞれコネクタを設けておき、装置本体2に現像ユニット30を装着すると、両コネクタが機械的に嵌合することで相互にデータ送受信を行うようにしてもよい。また、メモリ38は、電源オフ状態や現像ユニット30が装置本体2から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましく、このような不揮発性メモリとしては例えばフラッシュメモリなどのEEPROMや強誘電体メモリなどを用いることができる。
【0033】
図4は感光体から中間転写ローラへのパッチ画像の転写状態を示す図、図5は中間転写ローラ上のパッチ画像を形成する現像液層を示す図である。パッチ画像は、外部装置からの印字指令信号に基づかず、画像パターンが予め設定されている他は、通常のトナー像と同様に感光体11上に形成され、中間転写ローラ41に転写される。すなわち、図4に示すように、トナー322が感光体11の表面に引き付けられ、その表層に液体キャリア321が積層された状態で、1次転写位置44に搬送される。そして、転写バイアス発生部115から印加される1次転写バイアスにより、トナー322が感光体11から移動して中間転写ローラ41の表面に引き付けられる。その後、感光体11および中間転写ローラ41の回転に伴い、液体キャリア321が分離するが、現像位置16に比べて1次転写位置44では液体キャリア量が少ないので、図4に示すように、その分離の際に糸引き現象は発生しない。その結果、図5に示すように、中間転写ローラ41上のパッチ画像47を形成する現像液32の表面はほぼ平滑になっている。本実施形態では、パッチ画像47をべた画像としているので、同図に示すように、トナー322が中間転写ローラ41上に密に並んでべた画像を形成している。
【0034】
図6はパッチ処理ルーチンを示すフローチャートである。エンジン制御部110のメモリ116にはパッチ処理の制御プログラムが記憶されている。そして、CPU113が該制御プログラムにしたがって装置各部を制御することで、以下のパッチ処理が実行される。まず、感光体11上にパッチ画像47が形成され(#10)、そのパッチ画像47が感光体11から中間転写ローラ41に転写される(#12)。そして、その中間転写ローラ41上のパッチ画像47に向けて発光部461から光が照射され(#14)、パッチ画像47からの反射光を受光した受光部462からの受光信号がCPU113に取り込まれる(#16)。そして、取り込まれた受光信号が予め設定された許容範囲内であるか否かが判定され(#18)、許容範囲内であれば(#18でYES)、このルーチンを終了し、許容範囲内でなければ(#18でNO)、画像形成条件を制御し、その制御された画像形成条件をメモリ116に書き込むことでメモリ116に格納されている画像形成条件を更新する(#20)。
【0035】
画像形成条件の制御の一例について説明すると、ステップ#18において受光部462の受光信号が許容範囲を超えていれば、パッチ画像47が濃度不足であるので、例えば表面電位Vdを低減し、露光エネルギーを増大し、現像バイアスVbを増大し、タンク33のトナー濃度を増大する。一方、受光部462の受光信号が許容範囲未満であれば、パッチ画像47の濃度が過剰であるので、それぞれ逆に変化させる。
【0036】
なお、こうして制御された画像形成条件を現像ユニット30のメモリ38に書き込むようにしてもよい。そして、適当なタイミング、例えば印字指令信号の受信タイミングで、メモリ38中の画像形成条件をメモリ116に書き込むようにしてもよい。このように、この実施形態では、CPU113が本発明の「制御手段」に相当する。
【0037】
図7は印字処理ルーチンを示すフローチャートである。主制御部100を介して外部装置から印字指令信号が入力されると、まず、メモリ116に格納されている帯電バイアスVd、露光エネルギー、現像バイアスVbなどの画像形成条件が設定される(#30)。そして、この設定された画像形成条件で印字動作が実行される(#32)。このように、パッチ処理で制御された画像形成条件で印字動作を行っているので、高品質の画像形成を行うことができる。
【0038】
このように、本実施形態によれば、中間転写ローラ41上のパッチ画像47に向けて発光部461から光を照射するようにしているので、パッチ画像47を形成する現像液32の表面をほぼ平滑にすることができる。その結果、その現像液32の表面での光の屈折方向がばらつくことなくほぼ一定になることから、発光部461により照射されたパッチ画像47からの正反射光を受光部462により確実に受光することができ、これによって、受光部462により安定した受光信号を得ることができる。従って、受光部462からの受光信号に基づき画像形成条件を制御することにより、最適な画像形成条件に設定することができ、これによって、経時劣化などによる装置状態の変化などに対応して、常に画像を高品質で形成することができる。
【0039】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能であり、例えば、上記実施形態では、中間転写ローラ41を備え、感光体11のトナー像を1次転写位置44において中間転写ローラ41に1次転写した後、2次転写位置45において2次転写ローラ42により記録媒体4に2次転写するようにしているが、これに限られず、例えば中間転写ローラ41を省いて2次転写ローラ42を1次転写位置44に配置し、感光体11のトナー像を直接記録媒体4に転写する構成でもよい。この場合にはパッチセンサ46を転写後の記録媒体4に対向する位置に配置すればよい。この形態では、記録媒体4が本発明の「転写媒体」に相当する。
【0040】
また、上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を転写紙に印刷するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリ装置などを含む一般の電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。また、上記実施形態は単色印字の画像形成装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されず、カラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図。
【図2】感光体に対向配置されたパッチセンサを示す図。
【図3】同プリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図4】感光体から中間転写ローラへのパッチ画像の転写状態を示す図。
【図5】中間転写ローラ上のパッチ画像を形成する現像液層を示す図。
【図6】パッチ処理ルーチンを示すフローチャート。
【図7】印字処理ルーチンを示すフローチャート。
【図8】糸引き現象を説明する図。
【図9】現像液の表面に形成される凹凸を示す図。
【図10】現像液の表面での光の屈折方向のばらつきを説明する図。
【符号の説明】11…感光体(潜像担持体)、31…現像ローラ(現像液担持体)、32…現像液、41…中間転写ローラ(転写媒体)、46…パッチセンサ(光センサ)、47…パッチ画像、113…CPU(制御手段)、114…現像バイアス発生部(像形成手段)、115…転写バイアス発生部(転写手段)、321…液体キャリア、322…トナー、461…発光部、462…受光部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming technique for a printer, a copying machine, a facsimile machine, and the like, and more particularly to an electrophotographic image forming technique using wet development as a developing method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a charged photoconductor is exposed by an exposure unit to form an electrostatic latent image on the photoconductor, and toner is adhered to the photoconductor by a development unit to visualize the electrostatic latent image to form a toner image. An electrophotographic image forming apparatus that forms a toner image and transfers the toner image to a transfer medium has been put to practical use. Here, as a developing method of the developing means, a wet developing method using a developing solution in which toner is dispersed in a liquid carrier is known. This wet development method has the advantages that a high-resolution image can be obtained because the average particle diameter of the toner is as small as 0.1 to 2 μm, and a uniform image can be obtained because of high fluidity due to liquid. ing.
[0003]
In this image forming apparatus, it is conventionally known that image quality such as image density can be controlled by changing image forming conditions including various elements such as a bias potential applied to each section of the apparatus. Further, the image density of the toner image may be different due to individual differences of the apparatuses, aging, and changes in the surrounding environment such as temperature and humidity. Therefore, a density control technique for controlling the image density by adjusting the image forming conditions that affect the image density among the above elements has been conventionally proposed (see Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, a test patch image is formed, light is irradiated toward the patch image, light from the patch image is received, and the image density of the patch image is detected. Image forming conditions such as the surface potential of the photoconductor and the toner concentration of the developing solution are controlled based on the detection result.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-292622 (paragraph [0016], FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional image forming apparatus, a developer having a relatively low toner concentration has been used. In recent years, however, a developer having a relatively high toner concentration has been used for the following reasons. . That is, at a low toner concentration, a large amount of developing solution is required to secure a sufficient amount of toner, so that it is difficult to reduce the size of the device, and furthermore, the volatile solvent, which is often used as a liquid carrier, needs to be removed from the device. This is because the configuration of the apparatus becomes complicated in order to prevent the leakage of data. Further, when the concentration of the developer is increased, the viscosity becomes higher. For this reason, the density control technology described in Patent Document 1, which is based on the premise that a developer having a relatively low toner concentration is used, is directly applied to an image forming apparatus using a developer having a relatively high toner concentration and a high viscosity. It is difficult to do.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and develops a latent image on a latent image carrier using a high-density, high-viscosity developer to form a toner image, and then transfers the toner image to a transfer medium. It is an object of the present invention to stably form a toner image having good image quality in an image forming apparatus and an image forming method for transferring.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes a latent image carrier configured to be able to carry a latent image on a surface thereof, a toner dispersed in a liquid carrier, and a toner concentration of about 5 to 40. The developing solution, which is in a weight percentage, is conveyed to a developing position facing the latent image carrier while being carried on the surface thereof, and is brought into contact with the latent image carrier at the developing position, whereby the latent image carrier is transferred to the latent image carrier. A developer carrier to be supplied, and a toner in a developer supplied from the developer carrier to the latent image carrier is adhered to the latent image carrier, and the latent image is visualized to form a toner image. Image forming means, a transfer means for transferring the toner image on the latent image carrier to a transfer medium at a predetermined transfer position, and irradiating light toward the toner image as a patch image transferred to the transfer medium. Light-emitting unit and receives light from the patch image That is an optical sensor having a light receiving portion, characterized in that a control means for controlling the image forming conditions that affect the density of the toner image based on a photodetection signal from the photodetection unit.
[0008]
In order to achieve the above object, an image forming method according to the present invention provides a method of dispersing a toner in a liquid carrier and applying a developer having a toner concentration of about 5 to 40% by weight to the surface of the developer carrier. A developing solution supply step of supplying the developing solution to the latent image carrier by carrying the developer to a developing position opposed to the latent image carrier while contacting the latent image carrier at the developing position; A toner in a developing solution supplied from the liquid carrier to the latent image carrier is attached to the latent image carrier, and a latent image formed on the latent image carrier is visualized to form a toner image. An image forming step, a step of transferring the toner image on the latent image carrier to a transfer medium at a predetermined transfer position, and a step of irradiating light toward the toner image as a patch image transferred to the transfer medium. Receiving light from the patch image It is characterized by comprising the step of controlling the image forming conditions that affect the density of the toner image based on the received light signal.
[0009]
According to these configurations, light is radiated toward a toner image as a patch image on a transfer medium, light from the patch image is received, and image formation that affects the density of the toner image is performed based on the received light signal. Conditions are controlled.
[0010]
By the way, of the developer in which the toner is dispersed in the liquid carrier, on the latent image carrier, the toner is attracted to the surface of the latent image carrier by a latent image potential (contrast potential) to form a lower layer, and the lower layer is formed on the surface layer. A layer of a liquid carrier is formed. Similarly, on the transfer medium, the toner is attracted to the surface of the transfer medium by the transfer bias to form a lower layer, and a liquid carrier layer is formed on the lower layer. As a result, almost all of the toner particles are transferred to the transfer medium, but part of the liquid carrier remains on the latent image carrier, and the rest is transferred to the transfer medium. Therefore, when the toner image is transferred from the latent image carrier to the transfer medium, the amount of the liquid carrier contained in the developer decreases before and after the transfer.
[0011]
The supply of the developer from the developer carrier to the latent image carrier is performed by bringing the developer carried on the developer carrier into contact with the latent image carrier at the developing position. Then, the toner is attracted to the surface of the latent image carrier by the latent image potential applied during this contact, and the toner image is formed (developed). Thereafter, the developer that has been in contact with both the developer carrier and the latent image carrier is separated into a developer that remains remaining attached to the developer carrier and a developer that moves to the latent image carrier.
[0012]
Further, in transferring the toner image from the latent image carrier to the transfer medium, the developer on the latent image carrier is brought into contact with the transfer medium at the transfer position, and the toner is transferred to the transfer medium by a transfer bias applied during this contact. This is done by being attracted to the surface. Thereafter, the developer that has been in contact with both the latent image carrier and the transfer medium is separated into a developer that remains while being attached to the latent image carrier and a developer that moves to the transfer medium.
[0013]
In these cases, when the developer has a high viscosity, such as a developer having a toner concentration of about 5 to 40% by weight, for example, as shown in FIG. At the time of separating from the state in which both the latent image carrier 202 and the latent image carrier 202 are in contact with each other, a thread pulling phenomenon occurs in which the thread is not easily separated, but is once pulled and then separated. When such a stringing phenomenon occurs, for example, as shown in FIG. 9, the developer 200 has a high viscosity and thus does not return to a smooth shape. It will be formed on the surface. When irregularities are formed on the surface of the developing solution for forming the patch image, for example, as shown in FIG. 10, when the patch image is irradiated with light (arrows in the figure), the developing solution depends on the irregularities. The direction of refraction of light (broken line in the figure) on the surface of the device varies. If the direction of refraction of the light varies, a stable light receiving signal cannot be obtained by the light receiving unit.
[0014]
Such a stringing phenomenon is likely to occur when the amount of the liquid carrier is large, and the size of the protrusion when it occurs is large. That is, when the developing solution is separated into the developing solution carrier and the latent image carrier at the developing position, the amount of the liquid carrier is large, so that the stringing phenomenon easily occurs. For this reason, irregularities are likely to be formed on the surface of the developer for forming a patch image on the latent image carrier.
[0015]
On the other hand, when the developer is separated into the latent image carrier and the transfer medium at the transfer position, the amount of the liquid carrier is smaller than that at the development position, so that the stringing phenomenon hardly occurs. Therefore, the surface of the developer for forming the patch image on the transfer medium has almost no irregularities and is almost smooth as compared with the patch image on the latent image carrier. As a result, when the patch image on the transfer medium is irradiated with light, the refraction direction of the light on the surface of the developing solution is almost constant, and the refraction direction is hardly varied as compared with the patch image on the latent image carrier. Absent.
[0016]
Therefore, according to the above-described configuration in which the patch image on the transfer medium is irradiated with light, a light receiving signal can be obtained stably, so that image forming conditions can be suitably controlled. This makes it possible to stably form a toner image with good image quality.
[0017]
Further, when the light receiving section adopts a configuration in which light irradiated by the light emitting section receives specularly reflected light that is specularly reflected in the patch image, the received light amount of the specularly reflected light is equal to a developer surface for forming the patch image. Fluctuates greatly due to variations in the refraction direction at However, as described above, the surface of the developer that forms the patch image on the transfer medium has almost no irregularities compared to the patch image on the latent image carrier, and is almost smooth. Is almost constant. Therefore, a light receiving signal at the light receiving section can be obtained stably.
[0018]
Preferably, the liquid carrier has a viscosity of about 5 to 3000 mPa · s. That is, when the viscosity is about 3000 mPa · s or more, the viscosity is too high, and the stringing phenomenon easily occurs.On the other hand, when the viscosity is about 5 mPa · s or less, the volatility of the liquid carrier increases. This is because a configuration for preventing the liquid carrier from leaking out of the device is required, and the device configuration is complicated. Here, the viscosity of the liquid carrier is about 5 to 3000 mPa · s, but the viscosity of the developer including the toner may be about 50 to 6000 mPa · s.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a printer which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a patch sensor arranged to face an intermediate transfer roller, and FIG. 3 is an electrical configuration of the printer FIG. This printer is a wet development type image forming apparatus that forms a monochromatic image using a developing solution containing black (K) toner. A print command signal including an image signal from an external device such as a host computer is transmitted to a main control unit. 100, the engine control unit 110 controls each part of the engine unit 1 in accordance with a control signal from the main control unit 100, and conveys the sheet from the sheet cassette 3 disposed at the lower portion of the apparatus main body 2. An image corresponding to the image signal is printed out on transfer paper, copy paper, and paper (hereinafter referred to as “recording medium”) 4.
[0020]
The engine unit 1 includes a photoreceptor unit 10, an exposure unit 20, a developing unit 30, a transfer unit 40, and the like. Among these units, the photoconductor unit 10 includes a photoconductor 11, a charging unit 12, a charge removing unit 13, and a cleaning unit 14. The developing unit 30 includes a developing roller 31 and the like. Further, the transfer unit 40 includes an intermediate transfer roller 41 and the like.
[0021]
In the photoreceptor unit 10, the photoreceptor 11 is provided rotatably in an arrow direction 15 (clockwise direction in the figure) of FIG. Around the photoreceptor 11, a charging unit 12, a developing roller 31, an intermediate transfer roller 41, a charge removing unit 13, and a cleaning unit 14 are arranged along a rotation direction 15 thereof. A surface area between the charging unit 12 and the developing roller 31 is an irradiation area of the light beam 21 from the exposure unit 20. In the present embodiment, the charging unit 12 includes a charging roller, and a charging bias is applied from the charging bias generation unit 111 to uniformly charge the outer peripheral surface of the photoconductor 11 to a predetermined surface potential Vd (for example, Vd = DC + 600 V). And has a function as a charging unit.
[0022]
A light beam 21 formed by, for example, a laser is emitted from the exposure unit 20 toward the outer peripheral surface of the photoconductor 11 uniformly charged by the charging unit 12. The exposure unit 20 exposes the photoconductor 11 with the light beam 21 in accordance with a control command given from the exposure control unit 112, and forms an electrostatic latent image on the photoconductor 11 corresponding to an image signal. It has a function as an exposure unit. For example, when a print command signal including an image signal is provided from an external device such as a host computer to the CPU 101 of the main control unit 100 via the interface 102, the CPU 113 responds to a command from the CPU 101 of the main control unit 100 to cause the exposure control unit to execute. A control signal corresponding to the image signal is output to the device 112 at a predetermined timing. Then, a light beam 21 is emitted from the exposure unit 20 to the photoconductor 11 in response to a control command from the exposure control unit 112, and an electrostatic latent image corresponding to an image signal is formed on the photoconductor 11. When forming a patch image as needed, a control signal corresponding to a patch image signal of a predetermined pattern (for example, a solid image) set in advance is provided from the CPU 113 to the exposure control unit 112, and A corresponding electrostatic latent image is formed on the photoconductor 11. As described above, in this embodiment, the photoconductor 11 corresponds to the “latent image carrier” of the present invention.
[0023]
The electrostatic latent image thus formed is visualized by toner supplied from the developing roller 31 of the developing unit 30. The developing unit 30 includes, in addition to the developing roller 31, a tank 33 that stores the developing solution 32, an application roller 34 that draws up the developing solution 32 stored in the tank 33 and applies the developing solution 32 to the developing roller 31, A regulating blade 35 for uniformly regulating the thickness of the layer, a cleaning blade 36 for removing the developing solution remaining on the developing roller 31 after supplying the toner to the photoreceptor 11, a toner concentration adjusting unit 37, and a memory 38 described later (FIG. 3) ). The developing roller 31 rotates at a peripheral speed equal to that of the photoconductor 11 in a direction (counterclockwise in FIG. 1) that follows the photoconductor 11. The application roller 34 rotates in the same direction as the developing roller 31 (counterclockwise in the figure) at a peripheral speed that is about twice as high.
[0024]
In the present embodiment, the developer 32 is a toner composed of a color pigment, an adhesive such as an epoxy resin that adheres the color pigment, a charge control agent that gives a predetermined charge to the toner, and a dispersant that uniformly disperses the color pigment. Are dispersed in a liquid carrier. In the present embodiment, for example, a silicone oil such as polydimethylsiloxane oil is used as a liquid carrier, and the toner concentration is 5 to 40% by weight, and a low-concentration developer (toner concentration of 1 to 2) often used in a wet development method is used. (% By weight) and the viscosity of the liquid carrier is 5 to 3000 mPa · s. Note that the type of the liquid carrier is not limited to silicone oil, and the viscosity of the developer 32 is determined by the materials used for the liquid carrier and the toner used, the toner concentration, and the like. For example, the viscosity is set to 50 to 6000 mPa · s, which is higher than that of a low concentration developer.
[0025]
In the present embodiment, the distance between the photoconductor 11 and the developing roller 31 (development gap = thickness of the developer layer) is set to, for example, 5 to 40 μm, and the developing nip width (the developing solution layer is Is set to, for example, 5 mm in the present embodiment. In the case of the low-concentration developer described above, a development gap of 100 to 200 μm is required to increase the amount of toner, whereas in the present embodiment using a high-concentration developer, the development gap can be reduced. Therefore, the moving distance of the toner that moves by electrophoresis in the developing solution is shortened, and a higher electric field is generated even when the same developing bias is applied, so that the developing efficiency can be improved and the developing speed can be increased. You can do it.
[0026]
The toner concentration adjusting section 37 includes a supply tank 371 in which a developer having a higher toner concentration than the developer 32 stored in the tank 33 is stored and a supply tank 372 in which the liquid carrier is stored. When the toner supply pump 373 operates, the high-concentration developer is supplied from the supply tank 371 to the tank 33 to increase the toner concentration of the developer 32. On the other hand, when the carrier supply pump 374 operates, the liquid carrier is removed from the supply tank 372. 33, the toner concentration of the developer 32 decreases. The pumps 373 and 374 are driven by pump driving units 118 and 119. As described above, by controlling the operation of the pumps 373 and 374, the toner concentration of the developer 32 in the tank 33 is adjusted.
[0027]
In the developing unit 30 having such a configuration, the developer 32 stored in the tank 33 is pumped up by the application roller 34, and the thickness of the developer layer on the application roller 34 is uniformly regulated by the regulating blade 35. The developing solution 32 adheres to the surface of the developing roller 31 and is conveyed to the developing position 16 facing the photoconductor 11 as the developing roller 31 rotates. The toner is positively charged, for example, by the action of a charge control agent or the like. At the developing position 16, the toner is transferred from the developing roller 31 by a developing bias Vb (for example, Vb = DC + 400 V) applied from the developing bias generator 114 to the developing roller 31. Moving to the photoconductor 11, the electrostatic latent image is visualized. Thus, in this embodiment, the developing roller 31 corresponds to the “developer liquid carrier” of the present invention, and the developing bias generator 114 corresponds to the “image forming unit” of the present invention.
[0028]
The toner image formed on the photoconductor 11 as described above is conveyed to a primary transfer position 44 facing the intermediate transfer roller 41 as the photoconductor 11 rotates. The intermediate transfer roller 41 rotates at a peripheral speed substantially equal to that of the photoconductor 11 in a direction (counterclockwise in FIG. 1) that follows the photoconductor 11, and a primary transfer bias (for example, DC- When 400 V is applied, the toner image on the photoconductor 11 is primarily transferred to the intermediate transfer roller 41. Residual charges on the photoreceptor 11 after the primary transfer are removed by a charge removing unit 13 composed of an LED or the like, and a residual developing solution is removed by a cleaning unit 14. Thus, in this embodiment, the intermediate transfer roller 41 corresponds to the “transfer medium” of the present invention, and the transfer bias generator 115 corresponds to the “transfer unit” of the present invention.
[0029]
A secondary transfer roller 42 is disposed at an appropriate position of the intermediate transfer roller 41 (in FIG. 1, vertically below the intermediate transfer roller 41), and a primary transfer toner image primary-transferred to the intermediate transfer roller 41 is transferred to the intermediate transfer roller 41. With the rotation of 41, the sheet is conveyed to a secondary transfer position 45 facing the secondary transfer roller 42. On the other hand, the recording medium 4 accommodated in the paper feed cassette 3 is transported to a secondary transfer position 45 by a transport drive unit (not shown) in synchronization with the transport of the primary transfer toner image. The secondary transfer roller 42 rotates at a peripheral speed equal to that of the intermediate transfer roller 41 in a direction (clockwise in FIG. 1) that follows the intermediate transfer roller 41. For example, when -100 μA is applied by constant current control, the toner image on the intermediate transfer roller 41 is secondarily transferred to the recording medium 4. The residual developing solution on the intermediate transfer roller 41 after the secondary transfer is removed by the cleaning unit 43. The recording medium 4 onto which the toner image has been secondarily transferred is conveyed along a predetermined transfer paper conveyance path 5 (indicated by a dashed line in FIG. 1), and the toner image is fixed by the fixing unit 6. Is discharged to a discharge tray provided in the printer. An operation display panel 7 composed of, for example, a liquid crystal display and a touch panel is provided on the upper surface of the apparatus main body 2 to receive an operation instruction from a user and display predetermined information to notify the user.
[0030]
A patch sensor 46 is arranged between the photoconductor 11 around the intermediate transfer roller 41 and the secondary transfer roller 42 so as to face the intermediate transfer roller 41. As shown in FIGS. 2 and 3, the patch sensor 46 is a reflection-type optical sensor having a light-emitting unit 461 made of, for example, an LED, and a light-receiving unit 462 made of, for example, a photodiode. As shown in FIG. 2, the inclination angle between the optical axis of the light emitting unit 461 and the normal line of the surface of the intermediate transfer roller 41 is θ1, and the inclination angle between the optical axis of the light receiving unit 462 and the normal line of the surface of the intermediate transfer roller 41 is formed. The inclination angles are made equal at θ1, and both the light emitting unit 461 and the light receiving unit 462 are disposed at the bottom of a thin hole formed along the optical axis. With this configuration, the regular light reflected from the light emitted from the light emitting unit 461 in the patch image on the intermediate transfer roller 41 is received by the light receiving unit 462. As shown in FIG. 3, the light emitting unit 461 operates based on a control signal from the CPU 113 to irradiate light toward the patch image 47 (FIG. 5) transferred onto the intermediate transfer roller 41, and specularly reflects the light. The light receiving section 462 receives the light and sends a light receiving signal corresponding to the image density to the CPU 113. As described above, in this embodiment, the patch sensor 46 corresponds to the “optical sensor” of the present invention.
[0031]
3, the main control unit 100 includes an image memory 103 for storing an image signal provided from an external device via an interface 102. The CPU 101 transmits a print command signal including the image signal from the external device. When received through the interface 102, the job data is converted into job data in a format suitable for the operation instruction of the engine unit 1, and is sent to the engine control unit 110. The memory 116 of the engine control unit 110 includes a ROM that stores a control program of the CPU 113 including preset fixed data, and a RAM that temporarily stores control data of the engine unit 1 and calculation results by the CPU 113. The CPU 113 stores in the memory 116 data relating to the image signal transmitted from the external device via the CPU 101.
[0032]
The memory 38 of the developing unit 30 stores data on the manufacturing lot of the developing unit 30, the use history, the characteristics of the built-in toner, the remaining amount of the developer 32, the toner concentration, and the like. The memory 38 is electrically connected to a communication unit 39, and the communication unit 39 is attached to, for example, the tank 33. When the developing unit 30 is mounted on the apparatus main body 2, the communication unit 39 is configured to be opposed to the communication unit 117 of the engine control unit 110 within a predetermined distance, for example, within 10 mm. Data can be transmitted and received in a non-contact state by wireless communication. As a result, the CPU 113 manages various kinds of information such as the management of consumables related to the developing unit 30. In this embodiment, data transmission / reception is performed in a non-contact manner using electromagnetic means such as wireless communication. However, for example, connectors are provided in the apparatus main body 2 and the developing unit 30, respectively. When the developing unit 30 is mounted, data transmission and reception may be performed mutually by mechanically fitting the two connectors. The memory 38 is preferably a non-volatile memory capable of storing data even when the power is off or the developing unit 30 is detached from the apparatus main body 2. Such a non-volatile memory is, for example, a flash memory or the like. An EEPROM, a ferroelectric memory, or the like can be used.
[0033]
FIG. 4 is a diagram illustrating a transfer state of a patch image from a photoconductor to an intermediate transfer roller, and FIG. 5 is a diagram illustrating a developer layer that forms a patch image on the intermediate transfer roller. The patch image is formed on the photoconductor 11 in the same manner as a normal toner image, and is transferred to the intermediate transfer roller 41, except that the patch pattern is not based on a print command signal from an external device but an image pattern is set in advance. That is, as shown in FIG. 4, the toner 322 is attracted to the surface of the photoconductor 11, and is conveyed to the primary transfer position 44 in a state where the liquid carrier 321 is laminated on the surface layer. Then, the toner 322 moves from the photoconductor 11 and is attracted to the surface of the intermediate transfer roller 41 by the primary transfer bias applied from the transfer bias generator 115. Thereafter, the liquid carrier 321 separates with the rotation of the photoconductor 11 and the intermediate transfer roller 41. However, since the liquid carrier amount is smaller at the primary transfer position 44 than at the developing position 16, as shown in FIG. No stringing phenomenon occurs during separation. As a result, as shown in FIG. 5, the surface of the developer 32 that forms the patch image 47 on the intermediate transfer roller 41 is substantially smooth. In the present embodiment, since the patch image 47 is a solid image, the toner 322 is densely arranged on the intermediate transfer roller 41 to form a solid image as shown in FIG.
[0034]
FIG. 6 is a flowchart showing a patch processing routine. A control program for patch processing is stored in the memory 116 of the engine control unit 110. Then, the following patch processing is executed by the CPU 113 controlling each unit of the apparatus according to the control program. First, a patch image 47 is formed on the photoconductor 11 (# 10), and the patch image 47 is transferred from the photoconductor 11 to the intermediate transfer roller 41 (# 12). Then, light is emitted from the light emitting section 461 toward the patch image 47 on the intermediate transfer roller 41 (# 14), and a light receiving signal from the light receiving section 462 that has received the reflected light from the patch image 47 is taken into the CPU 113. (# 16). Then, it is determined whether or not the received light receiving signal is within a preset allowable range (# 18). If it is within the allowable range (YES at # 18), this routine is terminated and If not (NO in # 18), the image forming conditions are controlled, and the controlled image forming conditions are written in the memory 116 to update the image forming conditions stored in the memory 116 (# 20).
[0035]
An example of control of image forming conditions will be described. If the light receiving signal of the light receiving unit 462 exceeds the allowable range in step # 18, the patch image 47 has insufficient density. For example, the surface potential Vd is reduced and the exposure energy is reduced. , The developing bias Vb is increased, and the toner density in the tank 33 is increased. On the other hand, if the light receiving signal of the light receiving unit 462 is less than the allowable range, the density of the patch image 47 is excessive, and thus the respective values are changed in reverse.
[0036]
The image forming conditions thus controlled may be written in the memory 38 of the developing unit 30. Then, the image forming conditions in the memory 38 may be written into the memory 116 at an appropriate timing, for example, at the reception timing of the print command signal. As described above, in this embodiment, the CPU 113 corresponds to the “control unit” of the present invention.
[0037]
FIG. 7 is a flowchart showing a print processing routine. When a print command signal is input from an external device via the main control unit 100, first, image forming conditions such as the charging bias Vd, exposure energy, and developing bias Vb stored in the memory 116 are set (# 30). ). Then, a printing operation is performed under the set image forming conditions (# 32). As described above, since the printing operation is performed under the image forming conditions controlled by the patch processing, high-quality image formation can be performed.
[0038]
As described above, according to the present embodiment, since the light is emitted from the light emitting unit 461 toward the patch image 47 on the intermediate transfer roller 41, the surface of the developer 32 forming the patch image 47 is substantially Can be smoothed. As a result, the direction of refraction of light on the surface of the developer 32 becomes almost constant without variation, so that the regular reflection light from the patch image 47 irradiated by the light emitting unit 461 is reliably received by the light receiving unit 462. Accordingly, a stable light receiving signal can be obtained by the light receiving unit 462. Therefore, by controlling the image forming conditions based on the light receiving signal from the light receiving unit 462, it is possible to set the optimum image forming conditions, thereby always responding to a change in the state of the apparatus due to aging and the like. Images can be formed with high quality.
[0039]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made to the above described one without departing from the gist thereof. For example, in the above embodiment, the intermediate transfer roller is used. 41, the primary transfer of the toner image on the photoconductor 11 to the intermediate transfer roller 41 at the primary transfer position 44, and then the secondary transfer to the recording medium 4 by the secondary transfer roller 42 at the secondary transfer position 45. However, the present invention is not limited to this. For example, the intermediate transfer roller 41 may be omitted, the secondary transfer roller 42 may be disposed at the primary transfer position 44, and the toner image on the photoconductor 11 may be directly transferred to the recording medium 4. In this case, the patch sensor 46 may be arranged at a position facing the recording medium 4 after the transfer. In this embodiment, the recording medium 4 corresponds to the “transfer medium” of the present invention.
[0040]
Further, in the above-described embodiment, the printer which prints an image given from an external device such as a host computer on transfer paper is described. However, the present invention is not limited to this, and includes a copying machine, a facsimile machine, and the like. The present invention can be applied to a general electrophotographic image forming apparatus. In the above-described embodiment, the present invention is applied to a monochrome image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a color image forming apparatus. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of a printer according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a diagram showing a patch sensor arranged to face a photoconductor.
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the printer.
FIG. 4 is a diagram illustrating a transfer state of a patch image from a photoconductor to an intermediate transfer roller.
FIG. 5 is a view showing a developer layer for forming a patch image on an intermediate transfer roller.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a patch processing routine.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a print processing routine.
FIG. 8 is a diagram illustrating a stringing phenomenon.
FIG. 9 is a diagram showing irregularities formed on the surface of a developer.
FIG. 10 is a view for explaining variation in the direction of refraction of light on the surface of a developer.
DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 11 photoconductor (latent image carrier), 31 developing roller (developer carrier), 32 developer, 41 intermediate transfer roller (transfer medium), 46 patch sensor (optical sensor) 47, patch image, 113, CPU (control means), 114, developing bias generating section (image forming means), 115, transfer bias generating section (transfer means), 321, liquid carrier, 322, toner, 461, light emitting section , 462... Light receiving section

Claims (4)

その表面に潜像を担持可能に構成された潜像担持体と、
液体キャリアにトナーを分散してトナー濃度が約5〜40重量%となっている現像液を、その表面に担持しながら前記潜像担持体と対向する現像位置に搬送し、当該現像位置において前記潜像担持体に接触させることで前記潜像担持体に供給する現像液担持体と、
前記現像液担持体から前記潜像担持体に供給される現像液中のトナーを前記潜像担持体に付着させ、前記潜像を顕像化してトナー像を形成する像形成手段と、
前記潜像担持体上のトナー像を所定の転写位置で転写媒体に転写する転写手段と、
前記転写媒体に転写されたパッチ画像としてのトナー像に向けて光を照射する発光部と、前記パッチ画像からの光を受光する受光部とを有する光センサと、
前記受光部からの受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier configured to carry a latent image on its surface,
A developer in which a toner is dispersed in a liquid carrier and has a toner concentration of about 5 to 40% by weight is conveyed to a developing position facing the latent image carrier while being carried on the surface thereof. A developer carrier to be supplied to the latent image carrier by contacting the latent image carrier,
Image forming means for attaching a toner in a developer supplied to the latent image carrier from the developer carrier to the latent image carrier, and visualizing the latent image to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image on the latent image carrier to a transfer medium at a predetermined transfer position,
A light emitting unit that irradiates light toward a toner image as a patch image transferred to the transfer medium, and a light sensor having a light receiving unit that receives light from the patch image,
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls image forming conditions that affect the density of the toner image based on a light receiving signal from the light receiving unit.
前記受光部は、前記発光部により照射された光が前記パッチ画像で正反射した正反射光を受光する請求項1記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the light receiving unit receives specularly reflected light obtained by regularly reflecting light emitted by the light emitting unit in the patch image. 前記液体キャリアの粘度が約5〜3000mPa・sである請求項1または2記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the viscosity of the liquid carrier is about 5 to 3000 mPa · s. 液体キャリアにトナーを分散してトナー濃度が約5〜40重量%となっている現像液を現像液担持体の表面に担持しながら潜像担持体と対向する現像位置に搬送し、当該現像位置において前記潜像担持体に接触させることで前記潜像担持体に前記現像液を供給する現像液供給工程と、
前記現像液担持体から前記潜像担持体に供給される現像液中のトナーを前記潜像担持体に付着させ、前記潜像担持体上に形成された潜像を顕像化してトナー像を形成する像形成工程と、
前記潜像担持体上のトナー像を所定の転写位置で転写媒体に転写する工程と、
前記転写媒体に転写されたパッチ画像としてのトナー像に向けて光を照射する工程と、
前記パッチ画像からの光を受光する工程と、
その受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
The developer is dispersed in a liquid carrier and the developer having a toner concentration of about 5 to 40% by weight is carried on the surface of the developer carrier while being conveyed to a developing position facing the latent image carrier. A developer supply step of supplying the developer to the latent image carrier by contacting the latent image carrier in
The toner in the developer supplied to the latent image carrier from the developer carrier is attached to the latent image carrier, and the latent image formed on the latent image carrier is visualized to form a toner image. Forming an image forming step;
Transferring the toner image on the latent image carrier to a transfer medium at a predetermined transfer position,
Irradiating light onto a toner image as a patch image transferred to the transfer medium,
Receiving light from the patch image;
Controlling an image forming condition affecting the density of the toner image based on the light receiving signal.
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