JP2009226723A - 画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】形成された画像濃度の低下を抑制する。
【解決手段】１画素毎に、磁化方向３２と直交する方向３３に１画素に対応する領域を複数（本実施の形態では例えば２）分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向３２が逆方向となる磁化転移領域３０を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域３０の磁化方向３２が互いに逆となるように、画像データに基づいて磁気ドラム１０の表面に形成することによって、磁気潜像を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。

従来、磁気記録媒体上の磁性トナーを付着させない領域では同じ磁化方向の磁化転移領域を主走査方向に形成すると共に、磁性トナーを付着させる領域では磁化方向が逆方向の２つの磁化転移領域を主走査方向に形成する磁気印写装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の磁気印写装置は、１画素について、磁化方向にのみ磁化領域を分割している。
特開平０９−２５４４３６号公報

本発明は、本構成を有していない場合と比較して、形成された画像濃度の低下を抑制することができる画像形成装置、及び画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の画像形成装置は、表面に磁気潜像が形成可能な磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対して相対移動可能に設けられると共に、１画素毎に、磁化方向と直交する方向に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向が逆方向となる磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成することによって、磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、前記磁気潜像形成手段に形成された磁気潜像を現像する現像手段とを含んで構成されている。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明の画像形成方法は、表面に磁気潜像が形成可能な磁気記録媒体に対して相対移動可能に設けられた磁気潜像形成手段を該磁気記録媒体に対して相対移動させながら、１画素毎に、磁化方向と直交する方向に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向が逆方向となる磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成し、形成された磁気潜像を現像することによって画像を形成する。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の画像形成装置は、表面に磁気潜像が形成可能な磁気記録媒体と、画像情報に基づいた画像を現像する場合の現像条件に含まれる解像度が所定値以上の場合には、前記磁気記録媒体に対して相対移動可能に設けられると共に、１画素毎に、磁化方向と直交する方向に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向が逆方向となる磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成することによって、磁気潜像を形成すると共に、前記解像度が所定値より小さい場合には、磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成することによって磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、前記磁気潜像形成手段に形成された磁気潜像を現像する現像手段とを含んで構成されている。

請求項１、２、及び３の各発明によれば、形成された画像濃度の低下を抑制することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、磁気記録媒体としての磁気潜像保持体上に磁気潜像を形成し、水性媒体中に磁性トナーを分散させた液体現像剤を用いて磁気潜像保持体上に形成された磁気潜像を現像してトナー画像を形成する、いわゆる液体マグネトグラフィ方式で画像形成を行う画像形成装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。画像形成装置１００は、磁気記録媒体としての磁気ドラム１０、制御部１１、磁気潜像形成装置１２、現像装置１４、中間転写体１６、クリーナ１８、消磁装置２０、及び転写定着ローラ２８を含んで構成される。

磁気ドラム１０は円柱または円筒形状で、表面に磁気潜像記録層１０Ａが形成されており、磁気潜像記録層１０Ａに磁気潜像が形成可能となっている。また、磁気ドラム１２は、図示しないモータ等の駆動装置によって図１に示される矢印Ａ方向に回転駆動可能である。磁気ドラム１０の外周には磁気潜像形成装置１２、現像装置１４、中間転写体１６、クリーナ１８、及び消磁装置２０が周方向に沿って設けられている。

磁気潜像形成装置１２は、磁気ドラム１０の回転方向を、磁気潜像を形成する際に走査する主走査方向として磁気ドラム１０の表面に磁気潜像可能な位置に設けられた、すなわち、磁気ドラム１０に対して相対移動可能に設けられた磁気ヘッド１２Ａ、及び磁気ヘッド制御装置１２Ｂを含んで構成されている。なお、本実施の形態では、磁気ヘッド１２Ａとして、副走査方向に磁化部を複数配列させたフルライン型の磁気ヘッドを用いてもよいし、主走査方向と直交する方向の副走査方向に移動可能に設けられたマルチチャンネル型の磁気ヘッドを用いてもよい。フルライン型の磁気ヘッドを用いる場合には、各磁化部によって主走査方向の１ライン分の磁気潜像が形成され、マルチチャンネル型の磁気ヘッドを用いる場合には、磁気ドラム１０が回転することにより主走査方向の１ライン分の磁気潜像が形成されると共に、磁気ヘッドが副走査方向に移動されて次のラインの磁気潜像が形成される。

現像装置１４は、現像ローラ１４ａと現像剤貯蔵容器１４ｂとを含んで構成されている。現像ローラ１４ａは、現像剤貯蔵容器１４ｂに貯蔵された液体現像剤２４に一部が浸漬されるように設けられている。液体現像剤２４は、水性媒体とトナー粒子とを含んで構成されている。トナー粒子は磁性体を含んで構成された磁性トナーである。

制御部１１は、ＯＳ等の基本プログラムや画像形成を行うためのプログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、プログラムをＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータを備えている。

制御部１１は、磁気ドラム１０を回転させる駆動装置、磁気潜像形成装置１２、現像装置１４、中間転写体１６、クリーナ１８、消磁装置２０、及び転写定着ローラ２８の各々に接続されており、これらの各々の動作を制御する。例えば、制御部１１は、外部の情報機器（図示しない）等から２値化された画像データ（画像情報）を受信すると、画像形成を行うためのプログラムを実行して、以下で説明するように、磁気ドラム１０、磁気潜像形成装置１２、現像装置１４、中間転写体１６、クリーナ１８、消磁装置２０、及び転写定着ローラ２８の各々の動作を制御することにより画像形成を行う。

ここで、画像形成が行われる場合に、制御部１１によって制御される磁気ドラム１０、磁気潜像形成装置１２、現像装置１４、中間転写体１６、クリーナ１８、消磁装置２０、及び転写定着ローラ２８の各々の動作について説明する。

まず、制御部１１は磁気潜像形成装置１２へ２値化された画像データを送信する。磁気潜像形成装置１２の磁気ヘッド制御装置１２Ｂは、制御部１１から送信された２値化された画像データに基づいた磁気潜像を形成するように磁気ヘッド１２Ａを制御する。これにより、磁気ヘッド１２Ａは、磁気ドラム１０の側面上を走査しながら磁気潜像記録層１０Ａを磁化することによって、磁気ドラム１０の磁気潜像記録層１０Ａに画像データに基づいた磁気潜像２２を形成する。なお、磁気潜像形成装置１２による磁気潜像２２の形成方法についての詳細は後述する。また、図１では磁気潜像２２は磁気ドラム１０における斜線を付した部分で示される。

一方、液体現像剤２４に一部が浸漬された現像ローラ１４ａは、同図に示される矢印Ａ方向に回転される。なお、液体現像剤２４中では、トナー粒子は均一に分散されているが、例えば、さらに現像剤貯蔵容器１４ｂ内に撹拌部材（図示しない）を設けて、撹拌部材を所定の回転速度で回転させて液体現像剤２４を撹拌することで、液体現像剤２４中のトナー粒子の濃度分布のばらつきを更に低減するようにしてもよい。この場合には、図の矢印Ａ方向に回転する現像ローラ１４ａには、トナー粒子の濃度分布のばらつきがより一層低減された液体現像剤２４が付着される。

現像ローラ１４ａに付着された液体現像剤２４は、規制部材（図示しない）によって一定の供給量に制限された状態で磁気ドラム１０に供給可能な位置に搬送され、現像ローラ１４ａと磁気ドラム１０とが近接する位置で磁気潜像２２に供給される。これにより、磁気潜像２２は顕像化されてトナー像２６が形成される。

現像されたトナー像２６は、図１に示される矢印Ｂ方向に回転する磁気ドラム１０の下部に搬送され用紙（記録媒体）３０に転写されるが、本実施形態では、用紙３０に転写する前に、磁気ドラム１０からのトナー像の剥離効率を含めた記録媒体への転写効率を向上させ、さらに記録媒体への転写と同時に定着を行うため、一旦中間転写体１６にトナー像２６を転写する。

中間転写体１６への転写は、トナー像２６を形成するトナー粒子が電荷をほとんど有していないため、シアリング転写（非電界転写）により行うことが好適である。具体的には、矢印Ｂ方向に回転する磁気ドラム１０と図１に示される矢印Ｃ方向に回転する中間転写体１６とを一定のニップ（移動方向の接触幅を有する接触面）を持って接触させ、トナー像２６に対して磁気ドラム１０との磁気力以上の吸着力により中間転写体上にトナー像２６を移行させる。このとき、磁気ドラム１０及び中間転写体１６間に周速差を設けてもよい。

次いで、中間転写体１６により矢印Ｃ方向に搬送されたトナー像は、転写定着ローラ２８との接触位置において、中間転写体１６と転写定着ローラ２８とにより記録媒体としての用紙３０に転写され、中間転写体１６と転写定着ローラ２８とにより定着される。

転写定着ローラ２８は、中間転写体１６との間に用紙３０を挟み、中間転写体１６上のトナー像を用紙３０に密着させる。これによって用紙３０にトナー像を転写し、用紙３０上にトナー像を定着させることができる。トナー像の定着は、トナーの特性により加圧によってのみ行うこともできるし、転写定着ローラ２８に発熱体を設けて加圧及び加熱により行ってもよい。

一方、中間転写体１６にトナー像２６を転写した磁気ドラム１０では、転写残トナーがクリーナ１８との接触位置まで運ばれ、クリーナ１８のクリーニングによって回収される。クリーナ１８によるクリーニング後、磁気ドラム１０は、磁気潜像２２を保持したまま消磁装置２０の消磁位置まで回転移動する。そして、消磁装置２０は、磁気ドラム１０に形成された磁気潜像２２を消去する。クリーナ１８と消磁装置２０とによって磁気ドラム１０は画像形成前の帯磁状態にばらつきがない状態に戻される。以上の動作を繰り返すことによって、情報機器から次々に送られてくる画像データに基づく画像を連続的に短時間で形成することができる。なお、画像形成装置１００に備えられた磁気潜像形成装置１２、現像装置１４、中間転写体１６、転写定着ローラ２８、クリーナ１８、及び消磁装置２０は、すべて磁気ドラム１０の回転速度と同期をとって動作されている。

次に、磁気潜像形成装置１２による磁気潜像２２の１画素を形成する磁気潜像２２の形成方法について図２を用いて説明する。

磁気潜像形成装置１２の磁気ヘッド制御装置１２Ｂは、図２（ａ）に示すように画像データがトナーを付着させることを示すＯＮを表しているときには、磁気ヘッド１２Ａを制御し、図２（ｂ）に示すように、１画素毎に、磁化方向３２と直交する方向３３に１画素に対応する領域を複数（本実施の形態では例えば２）分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向３２が逆方向となる磁化転移領域３０を、トナーが付着される画像部（トナーを付着すべき場所）のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域３０の磁化方向３２が互いに逆となるように、画像データに基づいて磁気ドラム１０の表面に形成する。これにより、１画素に対応する磁化反転領域３８が発生され、磁化反転領域３８にトナー粒子が付着し、磁気潜像が形成される。

本出願の発明者は、磁場により磁化される試料として厚さ０．１ｍｍのＮｉを用いて、Ｎｉに形成された磁化転移領域の幅ａの値と磁化方向の長さｂの値とで表される磁化転移領域のアスペクト比（ａ／ｂ）と、磁場を取り去った後の磁化転移領域における残留磁化Ｂ（Ｗｂ／ｍ^２）との関係を実験により得た。図３は、その実験結果を表す図である。

図３の実験結果が表すように、アスペクト比が１（磁化転移領域が正方形）より大きい場合には、アスペクト比が大きくなるにしたがって残留磁化Ｂの値が０．０５（Ｗｂ／ｍ^２）より小さくなっていくが、アスペクト比が１より小さい場合（すなわち幅ａが磁化方向（相対移動によって磁化される方向）３２の長さｂより短い場合）には、アスペクト比が小さくなるにしたがって残留磁化Ｂの値が飛躍的に大きくなっている。このような実験結果から、磁化転移領域のアスペクト比は１より小さいことが望ましい。

本実施の形態では、磁化方向３２と直交する方向３３に１画素に対応する領域を複数分割しているので、本実施の形態の画像形成装置１０によって形成される磁化転移領域３０のアスペクト比は、従来の磁化転移領域のアスペクト比よりも小さい。

以上、本実施の形態を説明した。なお、本実施の形態では、磁化方向３２と直交する方向３３に１画素に対応する領域を２つに分割した例について説明したが、３つ以上分割してもよい。

また、本実施の形態では、磁気記録媒体としてドラムを用いたが、平面上またはベルト状の磁気記録媒体を用い、磁気記録媒体に対して、磁気ヘッドを相対的に移動させるようにしてもよい。

また、画像データに基づいた画像を現像する場合の現像条件に応じて、磁気潜像形成装置１２による磁気潜像の形成パターンを変更するようにしてもよい。具体的には、画像データの現像条件を磁気ヘッド制御装置１２Ｂが解析して、現像条件に含まれる解像度が所定値（例えば、２４００ｄｐｉ（dot per inch））以上の場合には、上記のように、磁気ヘッド制御装置１２Ｂは、磁気ヘッド１２Ａを制御し、１画素毎に、磁化方向３２と直交する方向３３に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向３２が逆方向となる磁化転移領域３０を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域３０の磁化方向３２が互いに逆となるように、画像データに基づいて磁気ドラム１０の表面に形成することによって磁気潜像を形成すると共に、解像度が所定値より小さい場合には、磁気ヘッド制御装置１２Ｂは、磁気ヘッド１２Ａを制御し、磁化転移領域３０を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域３０の磁化方向３２が互いに逆となるように、画像データに基づいて磁気ドラム１０の表面に形成することによって磁気潜像を形成するようにしてもよい。

本実施の形態の画像形成装置の概略図である。 本実施の形態における磁気潜像の形成方法を示す図である。 実験結果を示す図である。

符号の説明

１０ 磁気ドラム
１１ 制御部
１２ 磁気潜像形成装置
１２Ａ 磁気ヘッド
１２Ｂ 磁気ヘッド制御装置
１４ 現像装置

Claims (3)

1. 表面に磁気潜像が形成可能な磁気記録媒体と、
   前記磁気記録媒体に対して相対移動可能に設けられると共に、１画素毎に、磁化方向と直交する方向に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向が逆方向となる磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成することによって、磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、
   前記磁気潜像形成手段に形成された磁気潜像を現像する現像手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 表面に磁気潜像が形成可能な磁気記録媒体に対して相対移動可能に設けられた磁気潜像形成手段を該磁気記録媒体に対して相対移動させながら、１画素毎に、磁化方向と直交する方向に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向が逆方向となる磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成し、
   形成された磁気潜像を現像することによって画像を形成する画像形成方法。
3. 表面に磁気潜像が形成可能な磁気記録媒体と、
   画像情報に基づいた画像を現像する場合の現像条件に含まれる解像度が所定値以上の場合には、前記磁気記録媒体に対して相対移動可能に設けられると共に、１画素毎に、磁化方向と直交する方向に１画素に対応する領域を複数分割し、分割された隣り合う領域の磁化方向が逆方向となる磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成することによって、磁気潜像を形成すると共に、前記解像度が所定値より小さい場合には、磁化転移領域を、トナーが付着される画像部のみ磁化方向に沿って隣り合う磁化転移領域の磁化方向が互いに逆となるように、画像情報に基づいて前記磁気記録媒体の表面に形成することによって磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、
   前記磁気潜像形成手段に形成された磁気潜像を現像する現像手段と、
   を含む画像形成装置。

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