JP2009258635A - 現像装置、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させ、急激な濃度変動を低減する現像装置、また、画質良好で低コストな画像形成装置及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】 トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持する現像剤担持体20Yと、現像剤担持体20Yに液体現像剤を供給する現像剤供給部材32Yと、現像剤担持体20Y上の液体現像剤を回収する現像剤担持体クリーニング部材21Yと、現像剤担持体クリーニング部材21Yにより回収された液体現像剤を貯留する回収貯留部31aYと、回収貯留部31aYに液体現像剤を流動させる供給部31bYと、回収貯留部31aYにより回収された液体現像剤を第1の方向Xに搬送する搬送部材34Yと、搬送部材34Yの搬送量を調整する搬送量調整部39bYと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図9
【解決手段】 トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持する現像剤担持体20Yと、現像剤担持体20Yに液体現像剤を供給する現像剤供給部材32Yと、現像剤担持体20Y上の液体現像剤を回収する現像剤担持体クリーニング部材21Yと、現像剤担持体クリーニング部材21Yにより回収された液体現像剤を貯留する回収貯留部31aYと、回収貯留部31aYに液体現像剤を流動させる供給部31bYと、回収貯留部31aYにより回収された液体現像剤を第1の方向Xに搬送する搬送部材34Yと、搬送部材34Yの搬送量を調整する搬送量調整部39bYと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図9
Description
本発明は、キャリア液中にトナーを含む液体現像剤を用いた現像装置、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
従来、画像担持体上に形成された静電潜像を、現像装置で形成された液体現像剤薄層によって現像し、顕像化された画像を記録媒体に転写する湿式画像形成装置において、画像担持体に液体現像剤薄層を供給する現像剤担持体を配設した現像部と、現像後の該現像剤担持体上の液体現像剤を除去回収する現像剤担持体クリーニング部と、該現像部の液体現像剤を収容することができる液体現像剤収容部とを有する構造がある。
現像部は、除去された未現像の現像剤担持体上の液体現像剤を回収し液体現像剤収容部に搬送する現像剤回収部を有している(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、回収された液体現像剤を液体現像剤収容部に搬送する際、現像剤回収部内で現像剤が滞留し、現像後の現像剤と新しい現像剤との撹拌性及び分散性が低下する場合があった。また、回収された液体現像剤の状態によって液体現像剤収容部に搬送する液体現像剤の濃度が大きく変動し、その結果、液体現像剤収容部内において濃度変動が大きくなり、撹拌性及び分散性が低下する場合があった。
本発明は、前記課題を解決するために、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させる現像装置を提供する。また、画質良好で低コストな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。そして、現像剤容器内の液体現像剤の急激な濃度変動を低減する現像装置、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。
本発明に係る現像装置は、トナー液とキャリア液とを含む液体現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体の前記液体現像剤を回収する現像剤担持体クリーニング部材と、前記現像剤担持体クリーニング部材により回収された液体現像剤を貯留する回収貯留部部と、前記回収貯留部に前記液体現像剤を流動させる供給部と、前記回収貯留部により回収された液体現像剤を第1の方向に搬送する搬送部材と、前記搬送部材の搬送量を調整する搬送量調整部と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、トナー液とキャリア液とを含む液体現像剤を担持する現像剤担持体、前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する現像剤供給部材、前記現像剤担持体の前記液体現像剤を回収する現像剤担持体クリーニング部材、前記現像剤担持体クリーニング部材により回収された液体現像剤を貯留する回収貯留部、前記回収貯留部に液体現像剤を流動させる供給部、及び、前記回収貯留部により回収された液体現像剤を第1の方向に搬送する搬送部材を備えた現像部と、前記搬送部材の搬送量を調整する搬送量調整部と、前記現像剤担持体により潜像を現像される潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電させる帯電部と、前記帯電部で帯電された前記潜像担持体を露光して前記潜像を形成する露光部と、前記現像部により前記潜像担持体に現像された像を転写する転写部材と、を備えたことを特徴とする。
また、画像情報を検出する画像情報検出部と、前記画像情報検出部の検出結果により前記現像剤担持体クリーニング部材が回収した液体現像剤のトナー濃度を判定する液体現像剤濃度判定部と、を備える。
また、前記液体現像剤濃度判定部は、前記画像情報検出部の検出結果により前記現像剤担持体クリーニング部材が回収した液体現像剤のトナー濃度を演算する。
また、前記画像情報検出部は、1の転写材に印刷されるドット数により画占率を算出する。
また、前記搬送量調整部は、前記液体現像剤濃度判定部の判定したトナー濃度に応じて前記搬送部材の搬送量を調整する。
また、前記搬送量調整部により制御され、前記搬送部材の回転速度を調整する速度変更部を備える。
また、前記回収貯留部の液体現像剤を排出する開口部と、前記搬送量調整部により制御され、前記開口部を覆う排出量調整部材と、を備える。
また、前記排出量調整部材は、前記開口部を覆うキャップと、前記キャップを移動させるカムと、を有する。
また、前記搬送部材は、螺旋状の羽を有するオーガである。
また、前記回収貯留部の液体現像剤の濃度を測定し、前記現像剤担持体クリーニング部材が回収した液体現像剤の濃度を判定する液体現像剤濃度判定部と、を備える。
本発明に係る画像形成方法は、潜像担持体に露光部で露光された潜像を現像剤担持体で現像し、現像された像を転写材に転写させる画像形成を行う際に、画像情報を検出し、現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤のトナー濃度を前記画像情報の検出結果より判定し、前記回収貯留部の液体現像剤を搬送する搬送部材の搬送量を判定したトナー濃度に応じて制御することを特徴とする。
また、前記現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤のトナー濃度を画像情報の検出結果により演算する。
本発明の現像装置は、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上し、液体現像剤の急激な濃度変動を低減するので、濃度を安定させることが可能となる。
また、本発明の画像形成装置は、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させ、液体現像剤の急激な濃度変動を低減するので、画質良好で低コストな装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図、図2は潜像担持体10Y周辺及び現像装置としての現像ユニット30Yの主要構成要素を示した断面図である。各色の潜像担持体10Y、10M、10C、10K及び現像ユニット30Y、30M、30C、30Kの構成は同様であるので、以下、イエロー(Y)の潜像担持体10Y周辺及び現像ユニット30Yに基づいて説明する。
現像剤容器31Yにおいて、液体現像剤の中のトナー粒子はプラスの電荷を有し、この液体現像剤は、撹拌オーガ36Yにより撹拌され、現像剤供給部材としての現像剤供給ローラ32Yが回転することによって、現像剤容器31Yから汲み上げられる。
現像剤規制ブレード33Yは、現像剤供給ローラ32Yの表面に当接し、現像剤供給ローラ32Yの表面に形成されたアニロクスパターンの凹凸の溝内に液体現像剤を残しその他の余分な液体現像剤を掻き取って、現像剤担持体としての現像ローラ20Yに供給する液体現像剤量を規制する。このような規制によって、現像ローラ20Yへ塗布される液体現像剤の膜厚が約6μmとなるように定量化される。現像剤規制ブレード33Yにより掻き取られた液体現像剤は、重力によって現像剤容器31Yに落下し戻され、規制ブレード33Yにより掻き取られなかった液体現像剤は、現像剤供給ローラ32Yの表面の凹凸の溝内に収容され、現像ローラ20Yに圧接することで、現像ローラ20Yの表面に塗布される。
現像剤規制ブレード33Yは、現像剤供給ローラ32Yの表面に当接し、現像剤供給ローラ32Yの表面に形成されたアニロクスパターンの凹凸の溝内に液体現像剤を残しその他の余分な液体現像剤を掻き取って、現像剤担持体としての現像ローラ20Yに供給する液体現像剤量を規制する。このような規制によって、現像ローラ20Yへ塗布される液体現像剤の膜厚が約6μmとなるように定量化される。現像剤規制ブレード33Yにより掻き取られた液体現像剤は、重力によって現像剤容器31Yに落下し戻され、規制ブレード33Yにより掻き取られなかった液体現像剤は、現像剤供給ローラ32Yの表面の凹凸の溝内に収容され、現像ローラ20Yに圧接することで、現像ローラ20Yの表面に塗布される。
現像剤供給ローラ32Yによって液体現像剤を塗布された現像ローラ20Yは、現像剤供給ローラ32Yとのニップ部下流で現像剤圧縮装置22Yに相対する。現像ローラ20Yには約+400Vのバイアスが印加されており、現像剤圧縮装置22Yには、現像ローラ20Yより高く、トナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加される。例えば、現像剤圧縮装置22Yには、約+4kVのバイアスが印加される。
潜像担持体10Yはアモルファスシリコン製であり、現像ローラ20Yとのニップ部上流で帯電器11Yにより表面を約+600Vに帯電させられた後、露光ユニット12Yにより画像部の電位が+25Vとなるように潜像が形成される。現像ローラ20Yと潜像担持体10Yとの間に形成される現像ニップ部では、現像ローラ20Yに印加されているバイアス+400Vと潜像担持体10Y上の潜像(画像部+25V、非画像部+600V)で形成される電界に従い、選択的にトナー粒子が潜像担持体10Y上の画像部へと移動し、これにより、潜像担持体10Y上にトナー画像が形成される。また、キャリア液は電界の影響を受けないため、現像ローラ20Yと潜像担持体10Yとの現像ニップ部出口で分離して、現像ローラ20Yと潜像担持体10Yとの両方に付着する。現像ニップ部を通過した現像ローラ20Yは、現像剤担持体クリーニング部材としての現像ローラクリーニングブレード21により液体現像剤をクリーニングされ、回収される。
現像ニップ部を通過した潜像担持体10Yは、スクイーズローラ13Y部を通過する。スクイーズローラ13Yは、潜像担持体10Yに現像された現像剤から余剰なキャリア液及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。余剰キャリア液の回収能力は、第1スクイーズローラ13aY及び第2スクイーズローラ14aYの回転方向及び潜像担持体10Y表面の周速度に対する第1スクイーズローラ13aY及び第2スクイーズローラ14aY表面の相対的な周速度差によって所望の回収能力に設定することが可能であり、潜像担持体10Yに対してカウンタ方向に回転させると回収能力は高まり、また、周速度差を大きく設定しても回収能力が高まり、更に、この相乗作用も可能である。
本実施形態では、一例として第1スクイーズローラ13aY及び第2スクイーズローラ14aYを潜像担持体10Yに対して略同一周速度でウィズ回転させ、潜像担持体10Yに現像された現像剤Dから重量比5〜10%程度の余剰キャリア液を回収していて双方の回転駆動負荷を軽減するとともに、潜像担持体10Yの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
次に潜像担持体10Yは、一次転写50Yにおいて中間転写ベルト40とのニップ部を通過し顕像トナー像の中間転写ベルト40への一次転写が行われる。一次転写ローラ51Yには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約−200Vが印加されることにより、潜像担持体10Y上からトナーは中間転写ベルト40に一次転写され、潜像担持体10Yにキャリア液のみが残る。一次転写部より潜像担持体10Yの回転方向の下流側において、一次転写後の、潜像担持体10YはLED等から成る除電装置16Yによって静電潜像が消去され、潜像担持体10Y上に残ったキャリア液は、潜像担持体クリーニングブレード17Yにより掻き取られ、現像剤回収部18Yで回収される。
複数の潜像担持体10に形成したトナー像を順次一次転写して重ね合わせ担持した中間転写ベルト40上のトナー画像は、次に二次転写ユニット60へと進み、中間転写ベルト40と二次転写ローラ61とのニップ部に進入する。この際のニップ幅は3mmに設定されている。二次転写ユニット60において、二次転写ローラ61には−1200Vが、また、ベルト駆動ローラ41には+200Vがそれぞれ印加されており、これにより中間転写ベルト40上のトナー画像は用紙等の記録媒体(シート材)に転写される。
しかし、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、全てのトナー画像が二次転写ロールに転写されて回収されるものではなく、一部は中間転写ベルト上に残り、通常の二次転写行程においても中間転写ベルト上のトナー像は100%二次転写されてシート材に移行するものではなく、数パーセントの二次転写残りが発生する。特に、ジャムなどのシート材供給トラブルが発生した場合には、シート材が介在しない状態でトナー画像が二次転写ローラ61に接して転写されシート材裏面汚れを引き起こす。
これら不要トナー像に対し、本実施形態においては、二次転写ローラ61側にキャリア液を回収(スクイーズ)し、中間転写ベルトクリーニングブレード46、現像剤回収部47による中間転写ベルト40上のクリーニング、二次転写ローラクリーニングブレード62による二次転写ローラ61のクリーニングを行う。
このような本実施形態の画像形成装置における画像形成方法は、概略、液体現像剤を貯留する現像剤容器31Y内の供給部31aYから現像剤供給ローラ32Yが液体現像剤を汲み上げるステップと、現像剤供給ローラ32Yにより現像ローラ20Yに液体現像剤を供給するステップと、帯電器11Yにより潜像担持体10Yを帯電させるステップと、露光装置12Yにより潜像担持体10Yを露光するステップと、現像ローラ20Yが担持する液体現像剤を潜像担持体10Yに塗布し現像するステップと、潜像担持体10Y上の像を中間転写ベルト40に転写するステップと、現像ローラクリーニングブレード21Yが現像ローラ20Y上の液体現像剤をクリーニングするステップと、を有する。
次に、本実施形態の現像剤容器31Y及び現像剤回収補給装置70Yについて詳細に説明する。
現像剤回収補給装置70Yは、回収した液体現像剤を貯留し、供給部としての現像剤タンク74Yから高濃度現像剤を、供給部としてのキャリア液タンク77Yからキャリア液を、それぞれ補給し、濃度調整する液体現像剤貯留部71Yを有する。
液体現像剤貯留部71Yに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)をキャリア液とした低濃度(1〜2wt%程度)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、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を含む平均粒径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25%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤である。
本実施形態では、液体現像剤は、現像ユニット30Y及び潜像担持体10Yから回収される。
現像ユニット30Yは、液体現像剤を供給・回収する現像剤容器31Y等を有する。現像剤容器31Yは、供給部31aYと回収部31bYを有し、供給部31aYは、現像剤容器31Yの現像剤を撹拌する撹拌部材としての撹拌オーガ36Y、撹拌オーガ36Yに後述する液体現像剤貯留部71Yから液体現像剤を供給する連通部35Y等を有し、回収部31bYは、現像ローラクリーニングブレード21Y、第1スクイーズローラクリーニングブレード13bY及び第2スクイーズローラクリーニングブレード14bYが掻き落とした液体現像剤を第1の方向Xに搬送し、液体現像剤貯留部71Yに送る螺旋状の羽を有する搬送部材としての回収オーガ34Y等を有する。
現像ユニット30Yの回収部31bY側に回収された液体現像剤は、回収オーガ34Yの一端側に配される回収路又は現像装置回収路としての現像ユニット回収路72Yを介して液体現像剤貯留部71Yに回収される。また、潜像担持体10Yから潜像担持体クリーニングブレード17Y及び現像剤回収部18Yからなる潜像担持体クリーニング装置15Yにより回収された液体現像剤は、潜像担持体回収路73Yを介して液体現像剤貯留部71Yに回収される。
さらに、高濃度現像剤は、現像剤タンク74Yから現像剤補給路75Y及び現像剤用ポンプ76Yを介して液体現像剤貯留部71Yに補給される。また、キャリア液は、キャリア液タンク77Yからキャリア液補給路78Y及びキャリア液用ポンプ79Yを介して液体現像剤貯留部71Yに補給される。なお、ポンプ等の代わりに、重力を利用し、バルブ等の開閉により補給する構造としてもよい。
液体現像剤貯留部71Yに貯留された液体現像剤は、現像剤供給路81Y及び現像剤供給用ポンプ82Yを介して、連結部35Yを経て現像剤容器31Yに供給される。
次に、現像剤容器31Y内での液体現像剤の流れについて説明する。図3は現像ユニット30Yの概略断面図、図4は図3におけるA−A面を矢印から見た図、図5は図3におけるB−B面を矢印から見た図である。
本実施形態の現像容器31Yは、供給部31aYと回収部31bYとの間に仕切部としての液位調整板37Yを設けている。液位調整板37Yは、回収オーガ34Yに対して第1の方向Xと直交又は略直交する第2の方向Yに配され、供給部31aYから液体現像剤を流動させる第1流動部38aY及び第2流動部38bYを有する。例えば、液位調整板37Yの中央側に第1の壁高を有する第1壁高部37aYと、現像ユニット回収路72Y側に第1流動部38aYを上部に配することにより、中央側より低い第2の壁高を有する第2壁高部37bYを設けた構造とし、現像ユニット回収路72Yの反対側に第2流動部38bYを上部に配することにより、中央側より低い第3の壁高を有する第3壁高部37cYを設けた構造とする。
なお、液位調整板37Yの壁の高さを同じにし、現像ユニット回収路72Y側に第1流動部38aYとして孔を設け、現像ユニット回収路72Yの反対側に第2流動部38bYとして孔を設ける構造としてもよい。また、中央側より低い壁高を有する構造と、孔を設ける構造を組み合わせてもよい。
液体現像剤は、図2に示した液体現像剤貯留部71Yから現像剤供給用ポンプ82Yにより汲み上げられ、現像剤供給路81Y及び連通部35Yを通って現像剤容器31Yの供給部31aYに供給される。図4に示すように、連通部35Yは、軸方向の略中央部に設けられ、矢印のように、供給部31aYに供給された液体現像剤は、軸方向の略中央部から撹拌オーガ36Yの回転により両端に広がっていく。
供給部31aYの液体現像剤の量が多くなると、液体現像剤は、図5に示した液位調整板37Yの端部に設けた第1流動部38aY又は第2流動部38bYから回収部31bYにオーバ−フローする。回収部31bYでは、液体現像剤は、回収オーガ34Yの回転により現像ユニット回収路72Yに搬送され、現像ユニット回収路72Yを介して液体現像剤貯留部71Yに回収される。
なお、図4に示すように、現像ローラ20Yは、現像剤担持体駆動源としての現像ローラ駆動モータ23Yにより、現像ローラ駆動モータ歯車23aYを介して、現像ローラ歯車20aY及び現像ローラ軸20bYと共に駆動される。また、現像剤供給ローラ32Y、及び撹拌オーガ36Yは、共通の現像剤供給部駆動源としての現像剤供給部モータ39aYにより、現像剤供給部モータ歯車39bYを介して、それぞれ現像剤供給ローラ歯車32aY及び現像剤供給ローラ軸32bY、並びに、撹拌オーガ歯車36aY及び撹拌オーガ軸36bYと共に駆動される。また、回収オーガ34Yは、図示しない現像剤回収部駆動源としての現像剤回収部モータ39cYにより、回収オーガ歯車39dY及び回収オーガ軸39eYと共に駆動される。
液位調整板37Yの第1流動部38aY又は第2流動部38bYから流動する液体現像剤、液位調整板37Yの他の部分から流動する液体現像剤及び現像ローラクリーニングブレード21Yから回収される液体現像剤は、回収オーガ34Yにより搬送される間に撹拌されるので、第2流動部38bYを現像ユニット回収路72Y側と反対の上流側に配すると、撹拌する距離が長くなり、撹拌性及び分散性が向上する。したがって、液体現像剤貯留部71Yに回収された際に、他の濃度の液体現像剤と混合しやすい状態となる。
図6は回収オーガ34Yを示す図である。回収オーガ34Yは、液体現像剤を搬送し、例えば、図6に示すように、螺旋状の羽根を有する。このように、螺旋状の羽根を有することで、液体現像剤を搬送させる部分を形成し、撹拌性及び分散性が向上する。
図7は他の実施形態の回収オーガ34Yを示す図である。回収オーガ34Yは、ピッチの異なる部分を有し、例えば、図7に示すように、現像ユニット回収路72Yに向かって徐々にピッチを大きくする。このように、ピッチの異なる部分を有することで、液体現像剤の搬送速度が異なる部分を形成し、撹拌性が向上する。
また、図8に示すように、他の実施形態の回収オーガ34Yを適用してもよい。図8に示す回収オーガ34Yは、第1流動部38aYに対応する下方位置に第1搬送部としての第1搬送ピッチ部34aYを有し、現像ユニット回収路72Y側と反対の上流側に第1搬送ピッチ部34aYよりもピッチが小さく搬送速度の遅い第2搬送部としての第2搬送ピッチ部34bYを有し、第2流動部38bYに対応する下方位置に第3搬送部としての第3搬送ピッチ部34cYを有するものである。
このような構成では、第2搬送ピッチ部34bYでの単位長さ当たりの搬送量は、第1搬送ピッチ部34aYよりも少なく、第2搬送ピッチ部34bYから第1搬送ピッチ部34aYに搬送される液体現像剤の量よりも、第1搬送ピッチ部34aYから現像ユニット回収路72Yへ搬送される液体現像剤の量が多くなるので、第1流動部38aYの下方付近の液体現像剤の滞留を軽減することが可能となる。
なお、第3搬送ピッチ部34cYでの単位長さ当たりの搬送量は、第2搬送ピッチ部34bYよりも多く、第3搬送ピッチ部34cYから第2搬送ピッチ部34bYに搬送される液体現像剤の量よりも、第2搬送ピッチ部34bYから第1搬送ピッチ部34aYへ搬送される液体現像剤の量が少ないので、第2流動部38bYの下方付近の液体現像剤の滞留を軽減することは可能であるが、第2搬送ピッチ部34bYに液体現像剤が滞留するおそれがある。
しかしながら、第1流動部38aY及び第2流動部38bYから流動する液体現像剤の量に対して中央側の第1壁高部37aYから流動する液体現像剤の量は少ないので、回収部31bY内全体として見ると、液体現像剤の量は第1の方向に対して平均化され、バランスが良くなる。
なお、図8に示した回収オーガ34Yの第2搬送ピッチ部34bYを現像ユニット回収路72Y側と反対の上流側に向かうに従いピッチが徐々に小さくなる搬送速度の遅い構造としてもよい。
また、図8に示した回収オーガ34Yの第2搬送ピッチ部34bYは、第1壁高部37aYに対応させたが、第2搬送ピッチ部34bYを現像ローラクリーニングブレード21Yに対応する位置に配する構造としてもよい。その際、第2搬送ピッチ部34bYを現像ユニット回収路72Y側と反対の上流側に向かうに従いピッチが徐々に小さくなる搬送速度の遅い構造としてもよい。
次に、液体現像剤の搬送速度制御について説明する。本実施形態では、画像情報により、回収オーガ34Yの回転速度及び液体現像剤の搬送速度を制御する。
図9は、液体現像剤の搬送速度制御装置100のブロック図を示す図である。搬送速度制御装置100は、回収液体現像剤濃度推定手段101と、回収液体現像剤濃度判定手段102と、搬送速度指示手段103と、を備え、画像情報検出手段としての画占率検出手段110からの入力信号を処理し、速度変更手段としての現像剤回収部モータ39cYの回転数を制御することで、回収オーガ34Yの回転速度を制御するものである。
本実施形態では、画像情報として画占率を使用する。画占率は、1ページに含まれる総ドット数(印刷するドットと印刷しないドットの合計)に対する、印刷するドットの数であり、画占率検出手段110により画像データ等を演算することで検出される。
回収液体現像剤濃度推定手段101は、図10に示すような予測テーブルにより、画占率検出手段101の検出した画占率から現像ローラクリーニングブレード21Yが回収した液体現像剤の濃度を推定するものである。
回収液体現像剤濃度判定手段102は、回収液体現像剤濃度推定手段101の推定した液体現像剤の濃度がどの範囲にあるかを判断する。
搬送速度指示手段103は、回収液体現像剤濃度判定手段102が判定した現像ローラクリーニングブレード21Yが回収した液体現像剤の濃度に応じて回収オーガ34Yの回転速度を決定するものである。
図11は、搬送速度制御装置100による液体現像剤の搬送速度制御の第1実施例のフローチャートを示す図である。第1実施例では、画占率を検出するステップと、現像剤容器31Y内の回収部31aYへ現像ローラクリーニングブレードが回収した液体現像剤の濃度を画占率の検出結果に対して判定するステップと、回収部31bY内の液体現像剤を搬送する回収オーガ34Yの搬送速度を判定した濃度に応じて制御するステップと、を有する。以下、具体的に説明する。
まず、ステップ1で、画占率検出手段110により画占率を検出する(ST1)。続いて、ステップ2で、回収液体現像剤濃度判定手段102により、現像ローラクリーニングブレード21Yが回収した液体現像剤の濃度を判定する(ST2)。
次に、ステップ3で、回収液体現像剤濃度判定手段102は、液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して±3%以内か否かを判断する(ST3)。ステップ3において、判定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して±3%以内であれば、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を変更させずに搬送速度制御を終了する。ステップ3において、判定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して±3%を超えるならば、ステップ4で、回収液体現像剤濃度102は、判定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して+3%〜+10%の範囲内又は−3%〜−10%の範囲内であるか否かを判断する(ST4)。
ステップ4において、判定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して+3%〜+10%の範囲内又は−3%〜−10%の範囲内であれば、ステップ5で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度が1/2となるように現像剤回収部モータ39bYを減速し(ST5)、搬送速度制御を終了する。ステップ4において、判定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して+3%〜+10%の範囲内又は−3%〜−10%の範囲内でない場合、すなわち、+10%を上回る又は−10%を下回る場合、ステップ6で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度が1/3となるように現像剤回収部モータ39cYを減速し(ST6)、搬送速度制御を終了する。
図12は、搬送速度制御装置100による液体現像剤の搬送速度制御の第2実施例のフローチャートを示す図である。この第2実施例では、画占率を検出するステップと、現像剤容器31Y内の回収部31bYへ現像ローラクリーニングブレード21Yが回収する液体現像剤の濃度を画占率の検出結果に対応して液体現像剤濃度推定手段があらかじめ濃度を推定しておくステップと、回収部31bY内の液体現像剤を搬送する回収オーガ34Yの搬送速度を、推定した濃度に対応した画占率の検出結果に応じて制御するステップと、を有する。以下、具体的に説明する。
本実施形態では、推定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して±3%以内は、画占率が27%以上33%以下の範囲内に対応する。また、推定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して+3%〜+10%の範囲内又は−3%〜−10%の範囲内は、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内に対応する。さらに、推定した液体現像剤の濃度が所望の液体現像剤の濃度に対して+3%〜+10%の範囲内又は−3%〜−10%の範囲内でない場合、すなわち、+10%を上回る又は−10%を下回る場合は、画占率が15%未満又は画占率が45%を超える場合に対応する。
まず、ステップ11で、画占率検出手段110により画占率を検出する(ST11)。次に、ステップ12で、回収液体現像剤濃度判定手段102は、画占率が27%以上33%以下の範囲内か否かを判断する(ST12)。ステップ12において、画占率が27%以上33%以下の範囲内であれば、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を変動させずに搬送速度制御を終了する。ステップ12において、画占率が27%以上33%以下の範囲内でない場合、ステップ13で、回収液体現像剤濃度判定手段102は、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内であるか否かを判断する(ST13)。
ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内であれば、ステップ14で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度が1/2となるように現像剤回収部モータ39cYを減速し、(ST14)搬送速度制御を終了する。ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内でない場合、すなわち、画占率が15%未満又は画占率が45%を超える場合、ステップ15で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度が1/3となるように現像剤回収部モータ39cYを減速し(ST15)、搬送速度制御を終了する。
このように、本実施形態の現像ユニット30Yは、液体現像剤を担持する現像ローラ20Yと、現像ローラ20Yに液体現像剤を供給する現像剤供給ローラ32Yと、現像ローラ20Y上の液体現像剤を回収する現像ローラクリーニングブレード21Yと、現像ローラクリーニングブレード21Yにより回収された液体現像剤を回収する回収部31aYと、回収部31aYに液体現像剤を流動する供給部31bYと、回収部31aYにより回収された液体現像剤を第1の方向Xに搬送する搬送部材34Yと、搬送部材34Yの搬送速度を変更する現像剤回収部モータ39cYと、を備えたので、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器31Y内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態の画像形成装置は、前記現像ユニット30Yと、搬送部材34Yの搬送速度を変更する現像剤回収部モータ39cYと、現像ローラ20Yにより潜像を現像される潜像担持体10Yと、潜像担持体10Yを帯電させる帯電器11Yと、潜像担持体10Yを露光する露光装置12Yと、潜像担持体10Y上の像を転写する転写部材40と、画像情報を検出する画像情報検出手段110と、画像情報検出手段110の検出結果に対して現像ローラクリーニングブレード21Yが回収した液体現像剤の濃度を判定する液体現像剤濃度判定手段102と、液体現像剤濃度判定手段102の判定した濃度に応じて搬送部材34Yの搬送速度を変更するように現像剤回収部モータ39cYに指示する搬送速度指示手段103と、を備えたので、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器31Y内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させ、画質良好で低コストな装置を提供することが可能となる。
また、本実施形態の画像形成装置は、前記現像装置30Yと、搬送部材34Yの搬送速度を変更する現像剤回収部モータ39cYと、現像ローラ20Yにより潜像を現像される潜像担持体10Yと、潜像担持体10Yを帯電させる帯電器11Yと、潜像担持体10Yを露光する露光装置12Yと、潜像担持体10Y上の像を転写する転写部材40と、画像情報を検出する画像情報検出手段110と、画像情報検出手段110の検出結果に対する現像ローラクリーニングブレード21Yが回収した液体現像剤の濃度をあらかじめ推定しておく液体現像剤濃度推定手段101と、液体現像剤濃度推定手段101の推定した濃度に対応した画像情報検出手段110の検出結果に応じて搬送部材34Yの搬送速度を変更するように現像剤回収部モータ39cYに指示する搬送速度指示手段103と、を備えたので、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器31Y内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させ、画質良好で低コストな装置を提供することが可能となる。
また、画像情報検出手段110は、1の転写材、例えば1ページに含まれる総ドット数に対する印刷するドット数を求めた画占率を検出するので、さらに画質良好で低コストな装置を提供することが可能となる。
また、搬送部材34Yの一端側で液体現像剤を回収する現像装置回収路72Yと、供給部31bYと回収部31aYとの間に仕切部37Yを備え、仕切部37Yは、第1壁高部37aYと、第1壁高部37aYより第1の方向X側に配される第2壁高部37bYと、第1壁高部37aY及び第2壁高部37bYより第1の方向Xと反対側に配される第3壁高部37cYと、第2壁高部37bYにおいて、搬送部材34Yに対して第1の方向Xと直交又は略直交する第2の方向Yに配され、供給部31aYから液体現像剤を流動させる第1流動部38aYと、第3壁高部37cYにおいて、搬送部材34Yに対して第1の方向Xと直交又は略直交する第2の方向Yに配され、供給部31aYから液体現像剤を流動させる第2流動部38bYと、を有するので、現像剤容器31Yからの液漏れを低減することができる。
また、搬送部材34Yは、螺旋状の羽を有する回収オーガ34Yを有するので、簡単な構造でさらにバランス良く搬送することが可能となる。
次に、実施形態についてさらに詳しく説明する。
本実施形態の供給部31aYには、液体現像剤貯留部71Yから約60cc/minが搬送され、その内の約30cc/minが現像剤供給ローラ32Yを介し、現像ローラ20Yに所望の現像剤膜厚(本実施形態では約6.5μm)で塗布される。その差分約30cc/minは、液位調整板37Yをオーバーフローし、回収部31bYに流動する。また、画占率に前後するが、現像ローラ20Yに塗布された約30cc/minの内、概ね15cc/minは現像残りとして現像ローラクリーニングブレード21Yによりクリーニングされる。したがって、液位調整板37Yをオーバーフローする液体現像剤及び現像ローラクリーニングブレード21Yによりクリーニングされる液体現像剤を含む回収部31bYに回収される液体現像剤は、約45cc/minであり、その内、約15cc/minは凝集したトナー固形分である。
凝集したトナー固形分は、図2に示すような現像剤圧縮装置22Yによって凝集状態を悪化させる。圧縮状態は液体現像剤の特性により変化するので、液体現像剤の凝集特性をオペレータが入力するか、又は、現像後の凝集特性を現像剤容器31Yに付属したICメモリ等により転送するかして、搬送速度制御装置100の基準速度を更新する。この基準速度とはあらかじめ定められたもので、搬送速度の基準となる速度を示している。
また、図13に示すように、第1スクイーズローラ13aY又は第2スクイーズローラ14aYで回収される液体現像剤を回収するスクイーズローラ回収路171Yを設けてもよい。スクイーズローラ回収路171Yにはローラ軸方向に液体現像剤を移動可能な図示しない搬送オーガを配設し、液体現像剤貯留部71Yに回収される。
さらに、画像情報として使用される画占率は、印刷ジョブ毎、又は、印刷100枚毎に演算されるように設定してもよい。特に、一度に印刷されるボリュームが大きい場合、印刷ジョブ毎に制御することができないので、100枚毎に搬送速度を制御することが好ましい。
また、搬送速度制御において、回収オーガ34Yの回転を一定としてパルス制御してもよい。例えば、ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内であれば、ステップ14で、回転Dutyが50%現像剤回収部モータ39cYを制御する(ST14)。ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内でない場合、すなわち、画占率が15%未満又は画占率が45%を超える場合、ステップ15で、搬送速度指示手段103は、回転Dutyが30%となるように現像剤回収部モータ39cYを制御する(ST15)こととしてもよい。
さらに、図14に示すように、回収部31bYに入力手段としての濃度センサ111Yを配置し、液体現像剤濃度決定手段の決定した回収された液体現像剤の濃度値に応じて液体現像剤の搬送量を制御してもよい。
例えば、濃度センサ111Yの検出した濃度値に応じて回収オーガ34Yを間欠駆動するように駆動時間を制御してもよい。具体的には、ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内であれば、ステップ14で、回収オーガ34Yの回転時間が1/2となるように現像剤回収部モータ39cYを制御する(ST14)。ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内でない場合、すなわち、画占率が15%未満又は画占率が45%を超える場合、ステップ15で、回収オーガ34Yの回転速度が1/3となるように現像剤回収部モータ39cYを制御する(ST15)こととしてもよい。
この場合、濃度検出は、超音波式センサで音波の伝搬時間を計測しておこなうものであってもよく、また、透過光量を測定するものであってもよい。さらに、濃度センサ111Yを回収部31bYの搬送方向の最下流に配設し、撹拌後の液体現像剤の濃度を測定することにより、過敏な制御を行うことなく、緩やかに制御し、頻繁な搬送速度の変更を低減するようにしてもよい。
なお、これらパルス制御の場合と間欠駆動制御の場合のフローチャートは図11と同様のものである。
また、画占率は、転写材としての記録紙の1ページの面積を分母とするのではなく、1ページにトナー層が感光体10Yに付着する量を分母とすると好ましい。つまり、連続運転による紙間のインターバルに消費される量及び幅方向の印刷マージン等を含む面積を分母とするとよい。したがって、記録紙の全面にベタ画像を印刷しても、紙間と幅方向のマージンは印刷されないので、100%にはならない。なお、紙間で画像濃度を読み取る画像パターンを印刷した場合も画像エリアとしてカウントする。
次に、現像ユニット回収路72Y出口付近の具体的な例について説明する。図15は、現像ユニット回収路72Y出口付近の具体的な構造を示す。図15(a)は開口を100%開いた状態、図15(b)は開口を50%開いた状態、図15(c)は開口を30%開いた状態である。
図15(a)に示すように、現像ユニット回収路72Yは、出口付近に開口部としての回収路開口部72aYを有する。回収路開口部72aYは、排出量調整部材としての開口部調整キャップ172Yにより開口部分の面積を調整される。開口部調整キャップ172Yは、現像ユニット回収路72Yの周囲を覆うように円筒状に形成され、キャップ開口部172aYを有する。キャップ開口部172aYは、回収路開口部72aYと一部又は全部重なるように形成される。開口部調整キャップ172Yを移動させ、位置を調節することにより、キャップ開口部172aYと回収路開口部72aYの重なった部分の面積を変化させ、排出する液体現像剤の量を調整することが可能となる。開口部調整キャップ172Yの端部172bYには、排出量調整部材としてのカム173Yが当接する。カム173Yは、円形の部材であり、回転中心173aYをカム173Yの中心から偏心して配置している。そして、開口部調整キャップ172Yは、図示しないバネ等の弾性部材によりカム173Yに向かって付勢されている。
したがって、カム173Yの回転角度を制御すると、カム173Yに当接している開口部調整キャップ172Yが移動し、キャップ開口部172aYと回収路開口部72aYとが重なった部分の口径が変化し、液体現像剤の流量を制御することが可能となる。
搬送量制御において、回収オーガ34Yの回転を一定として回収路開口部72aYの口径を制御してもよい。例えば、ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内であれば、ステップ14で、図15(b)に示すように、回収路開口部72aYの口径が50%となるようにカム173Yを制御する(ST14)。ステップ13において、画占率が15%以上27%未満の範囲内又は33%を超えて45%以下の範囲内でない場合、すなわち、画占率が15%未満又は画占率が45%を超える場合、ステップ15で、図15(c)に示すように、回収路開口部72aYの口径が30%となるようにカム173Yを制御する(ST15)こととしてもよい。
なお、本発明に係る搬送量調整部は、実施形態の搬送速度制御装置100、特に搬送速度指示手段103を含む。また、液体現像剤濃度判定部は、回収液体現像剤濃度推定手段101及び回収液体現像剤濃度判定手段102を含む。さらに、回収貯留部は回収部31bYを含み、排出量調整部材は現像剤回収部モータ39cYを含む。また、画像情報検出部は画占率検出手段110を含み、速度変更部は搬送速度指示手段103を含む。
本実施形態の現像装置及び現像部は、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器内の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上し、液体現像剤の急激な濃度変動を低減するので、濃度を安定させることが可能となる。
また、本実施形態の画像形成装置は、新たな部材の追加や大幅な構成変更をする必要がなく、現像剤容器の液体現像剤の撹拌性及び分散性を向上させ、液体現像剤の急激な濃度変動を低減するので、画質良好で低コストな装置を提供することが可能となる。
10Y,10M,10C,10K…感光体(潜像担持体)、11Y,11M,11C,11K…帯電器、 12Y,12M,12C,12K…露光ユニット、13Y…第1スクイーズ装置、13aY…第1スクイーズローラ、13bY…第1スクイーズローラクリーニングブレード、14Y…第2スクイーズ装置、14aY…第2スクイーズローラ、14bY…第2スクイーズローラクリーニングブレード、16Y…除電装置、17Y…潜像担持体ブレード、18Y…潜像担持体クリーニング液回収部、20Y,20M,20C,20K…現像ローラ(現像剤担持体)、21Y…現像ローラクリーニングブレード(現像剤担持体クリーニング部材)、22Y…現像剤圧縮装置、30Y,30M,30C,30K…現像ユニット(現像装置)、31Y,31M,31C,31K…現像剤容器、31aY…供給部、31bY…回収部(回収貯留部)、32Y,32M,32C,32K…現像剤供給ローラ(現像剤供給部材)、33Y…現像剤規制ブレード、34Y…回収オーガ、35Y…連通部、36Y…撹拌オーガ(撹拌部材)、37Y…液位調整板(仕切部)、38Y…流動部、39cY…現像剤回収部モータ、50Y,50M,50C,50K…一次転写バックアップローラ、40…中間転写ベルト(中間転写部材)、41…ベルト駆動ローラ、42…テンションローラ、46…中間転写ベルトクリーニングブレード、47…中間転写ベルトクリーニング液回収部、50…一次転写部、51…一次転写ローラ、60…二次転写ユニット、61…二次転写ローラ、62…二次転写ローラブレード、63…二次転写ローラクリーニング液回収部、70Y…現像剤回収補給装置、71Y…液体現像剤貯留部、72Y…現像ユニット回収路(現像装置回収路)、73Y…潜像担持体回収路、74Y…現像剤タンク、75Y…現像剤補給路、76Y…現像剤用ポンプ、77Y…キャリア液タンク、78Y…キャリア液補給路、79Y…キャリア液用ポンプ、81Y…現像剤供給路、82Y…現像剤供給用ポンプ、100…搬送速度制御装置、101…回収液体現像剤濃度推定手段(液体現像剤濃度判定部)、102…回収液体現像剤濃度判定手段(液体現像剤濃度判定部)、103…搬送速度指示手段(速度変更部)、110…画占率検出手段(画像情報検出部)
Claims (13)
- トナー液とキャリア液とを含む液体現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体の前記液体現像剤を回収する現像剤担持体クリーニング部材と、
前記現像剤担持体クリーニング部材により回収された液体現像剤を貯留する回収貯留部部と、
前記回収貯留部に前記液体現像剤を流動させる供給部と、
前記回収貯留部により回収された液体現像剤を第1の方向に搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の搬送量を調整する搬送量調整部と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 - トナー液とキャリア液とを含む液体現像剤を担持する現像剤担持体、前記現像剤担持体に前記液体現像剤を供給する現像剤供給部材、前記現像剤担持体の前記液体現像剤を回収する現像剤担持体クリーニング部材、前記現像剤担持体クリーニング部材により回収された液体現像剤を貯留する回収貯留部、前記回収貯留部に液体現像剤を流動させる供給部、及び、前記回収貯留部により回収された液体現像剤を第1の方向に搬送する搬送部材を備えた現像部と、
前記搬送部材の搬送量を調整する搬送量調整部と、
前記現像剤担持体により潜像を現像される潜像担持体と、
前記潜像担持体を帯電させる帯電部と、
前記帯電部で帯電された前記潜像担持体を露光して前記潜像を形成する露光部と、
前記現像部により前記潜像担持体に現像された像を転写する転写部材と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 画像情報を検出する画像情報検出部と、
前記画像情報検出部の検出結果により前記現像剤担持体クリーニング部材が回収した液体現像剤のトナー濃度を判定する液体現像剤濃度判定部と、
を備えた請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記液体現像剤濃度判定部は、前記画像情報検出部の検出結果により前記現像剤担持体クリーニング部材が回収した液体現像剤のトナー濃度を演算する請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記画像情報検出部は、1の転写材に印刷されるドット数により画占率を算出する請求項3もしくは請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記搬送量調整部は、前記液体現像剤濃度判定部の判定したトナー濃度に応じて前記搬送部材の搬送量を調整する請求項3乃至請求項5のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記搬送量調整部により制御され、前記搬送部材の回転速度を調整する速度変更部を備えた請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記回収貯留部の液体現像剤を排出する開口部と、
前記搬送量調整部により制御され、前記開口部を覆う排出量調整部材と、
を備えた請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記排出量調整部材は、
前記開口部を覆うキャップと、
前記キャップを移動させるカムと、
を有する請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記搬送部材は、螺旋状の羽を有するオーガである請求項2乃至請求項9のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記回収貯留部の液体現像剤の濃度を測定し、前記現像剤担持体クリーニング部材が回収した液体現像剤の濃度を判定する液体現像剤濃度判定部と、を備えた請求項2に記載の画像形成装置。
- 潜像担持体に露光部で露光された潜像を現像剤担持体で現像し、現像された像を転写材に転写させる画像形成を行う際に、画像情報を検出し、現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤のトナー濃度を前記画像情報の検出結果より判定し、前記回収貯留部の液体現像剤を搬送する搬送部材の搬送量を判定したトナー濃度に応じて制御することを特徴とする画像形成方法。
- 前記現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤のトナー濃度を画像情報の検出結果により演算する請求項12に記載の画像形成方法。
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