JP2009258636A - 画像形成装置、現像方法及び画像形成方法 - Google Patents

画像形成装置、現像方法及び画像形成方法 Download PDF

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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、画質良好で低コストな画像形成装置、現像方法及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】 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の撹拌量を調整する撹拌量調整手段39cYと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図11

Description

本発明は、キャリア液とトナーを含む液体現像剤を用いた画像形成装置、現像方法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)。
特開2001−125383号公報
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撹拌性及び分散性が低下する場合があり、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、画質良好で低コストな画像形成装置、現像方法及び画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、潜像が形成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、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液体現像剤にバイアスを印可するバイアス印可部材、前記現像剤担持体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、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、前記回収貯留部と前記現像剤供給部材とに前記液体現像剤を供給する供給部、前記回収貯留部により回収された液体現像剤を撹拌する搬送部材、及び前記搬送部材の撹拌量を調整する撹拌量調整部を有する現像部と、前記潜像担持体上の画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、前記回収貯留部に貯留された液体現像剤の状態を判別する液体現像剤状態判別部を備える。
また、画像の情報を検出する画像情報検出部を備える。
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、前記画像情報検出部は、前記現像剤担持体が担持する液体現像剤の帯電状態を検出する。
また、前記画像情報検出部は、前記バイアス印可部材の放電電流を検出する。
また、前記液体現像剤状態判別部は、前記画像情報検出部の検出結果により前記回収貯留部の液体現像剤のトナーの凝集状態を推定する。
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、前記搬送部材は、液体現像剤を第1の方向に搬送する搬送部と、液体現像剤を滞留させる滞留部又は液体現像剤を前記第1の方向とは逆方向へ搬送させる逆搬送部とを有する。
また、前記搬送部材は、液体現像剤を搬送する第1の方向と前記第1の方向とは逆方向とに揺動する。
また、前記撹拌量調整手段は、前記液体現像剤状態判別手段の推定した液体現像剤のトナーの凝集状態に応じて、前記搬送部材の搬送速度を変更する。
また、前記撹拌量調整手段は、前記液体現像剤状態判別手段の推定した液体現像剤のトナーの凝集状態に応じて、前記搬送部材の回転方向を変更する。
さらに、本発明の現像方法は、現像剤担持体が担持する液体現像剤のバイアス印可状態を検出し、前記バイアス印可状態から現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤の状態を判別し、判別した結果により搬送部材の撹拌量を制御することを特徴とする。
さらに、本発明の画像形成方法は、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、画像情報の検出結果から現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤の状態を判別し、判別した結果に応じて搬送部材の撹拌量を制御することを特徴とする。
また、前記画像情報に対応して前記回収貯留部の液体現像剤の状態を推定する。
本発明の画像形成装置によれば、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ことが可能となる。また、演算負荷を軽減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回収され、クリーニングされる。
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。
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2の壁高を有する第2壁高部37bY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39aY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、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及び図8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、液体現像剤の搬送を一時的に滞留させる滞留部を有し、例えば、図7及び図8に示すように、螺旋状の羽根の間にパドルを有する。このように、螺旋状の羽根の間にパドル91Yを有することで、液体現像剤の搬送を一時的に滞留させる滞留部又は逆方向に搬送させる逆搬送部を形成し、撹拌性及び分散性が向上する。
なお、回収オーガ34Yは、例えば、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、現像ローラクリーニングブレード21Yに対応する下方位置に第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を有し、密閉した現像ユニット回収路72Y内に第4搬送部としての第4搬送ピッチ部34dYを有する構造としてもよい。
図7に示した回収オーガ34Yは、第2搬送ピッチ部34bYにパドル91Yを有することで、現像ローラクリーニングブレード21Yに回収される一度凝集した現像剤に対して大きな剪断力を与え、撹拌性及び分散性が向上する。
図8に示した回収オーガ34Yは、第2搬送ピッチ部34bY及び第4搬送ピッチ部34dYにパドル91Yを有することで、現像ローラクリーニングブレード21Yに回収される一度凝集した現像剤に対して大きな剪断力を与えると共に、管状の密閉構造現像ユニット回収路72Y内で大きな剪断力を与えるので、撹拌性及び分散性がさらに向上する。
図9はさらに別の実施形態を示すものである。図9に示した回収オーガ34Yは、第2搬送ピッチ部34bYの一部に逆向きの逆搬送部としての逆搬送ピッチ部34eYを有することで、現像ローラクリーニングブレード21Yに回収される一度凝集した現像剤に対して大きな剪断力を与えるので、撹拌性及び分散性が向上する。
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、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の回転速度及び液体現像剤の搬送速度を制御する。
図10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、液体現像剤状態判別手段としての液体現像剤凝集体量推定手段101と、液体現像剤状態判別手段としての判定手段102と、搬送速度指示手段103と、を備え、画占率検知手段110からの入力信号を処理し、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の転写材、例えば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。
回収現像剤凝集体量推定手段101は、図11に示すような予測テーブルにより、画占率検出手段110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凝集体の量を推定するものである。
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は、非画像部の現像剤のトナー粒子が凝集している。凝集度は、現像した後の現像剤を希釈し、粗大粒子を沈降させ、上澄み液を除去する作業を複数回繰り返すことによって、粗大粒子を抽出し、その粒子を以下のようにランク分けすることで評価する。なお、粗大粒子とは、平均粒径2〜4μmに対し、その分布を遥かに超える10μm以上の粒子のことを言う。
判定手段102は、現像ローラ20Yによって現像されずに残りクリーニングブレードで回収した液体現像剤1g中に存在する凝集体の量をランク分けする。
ランク「0」 凝集なし
ランク「1」 凝集体が1〜3個
ランク「2」 凝集体が3〜30個
ランク「3」 凝集体が30〜100個
ランク「4」 凝集体が100個以上 数えられない
ランク「5」 ランク4を超え一様に凝集状態
搬送速度指示手段103は、回収現像剤凝集体量推定手段101が推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凝集体の量のランク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1実施例のフローチャートを示す図である。本第1実施例は、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が回収した液体現像剤の固形分の凝集状態を画占率の検出結果に対して判別するステップと、回収部31bY内の液体現像剤を搬送する回収オーガ34Yの搬送速度を判別した凝集状態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、回収現像剤凝集体量推定手段101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凝集体量を推定する(ST2)。
次に、ステップ3で、判定手段102は、推定した液体現像剤の凝集体量がランク2未満か否かを判断する(ST3)。ステップ3において、液体現像剤の凝集体量がランク2未満であれば、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、ランク2未満でないならば、ステップ4で、判定手段102は、推定した液体現像剤の凝集体量がランク3未満であるか否かを判断する(ST4)。
ステップ4において、推定した液体現像剤の凝集体量がランク3未満であれば、ステップ5で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を1/2に減速するように現像剤回収部モータ39cYに指示し、(ST5)搬送速度制御を終了する。ステップ4において、推定した液体現像剤の凝集体量がランク3未満でない場合、すなわち、ランク4及び5の場合、ステップ6で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を1/3に減速するように現像剤回収部モータ39cYに指示し(ST6)、搬送速度制御を終了する。
図13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が回収した液体現像剤の固形分の凝集状態を画占率の検出結果に対応してあらかじめ推定し判別しておくステップと、画占率の検出結果に応じて回収部31bY内の液体現像剤を搬送する回収オーガ34Yの搬送速度を判別した凝集状態に対応して制御するステップと、を有する
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、判定手段102は、画占率が30%以上か否かを判断する(ST12)。ステップ12において、画占率が30%以上であれば、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12において、画占率が30%以上でない場合、ステップ13で、判定手段102は、画占率が15%以上30%未満か否かを判断する(ST13)。
ステップ13において、画占率が15%以上30%未満であれば、ステップ14で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を1/2に減速するように現像剤回収部モータ39cYに指示し、(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30%未満でない場合、すなわち、画占率が15%未満の場合、ステップ15で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を1/3に減速するように現像剤回収部モータ39cYに指示し(ST15)、搬送速度制御を終了する。
このように、本実施形態の画像形成装置は、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、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速度変更手段39cY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状態を判別する液体現像剤状態判別手段101,102と、液体現像剤状態判別手段101,102の判別した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ることが可能となる。
また、液体現像剤状態判別手段101,102は、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固形分の凝集状態をあらかじめ推定し、搬送速度指示手段103は、液体現像剤状態判別手段101,102の判別した凝集状態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に指示するので、演算負荷を軽減することができる。
また、画像情報検出手段110は、1の転写材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31aYと回収部31bY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34は、螺旋状の羽を有する回収オーガ34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34は、液体現像剤を前記第1の方向に搬送する搬送部と、液体現像剤を一時的に滞留させる滞留部又は液体現像剤を前記第1の方向とは逆方向へ搬送させる逆搬送部とを有するので、液体現像剤の撹拌性及び分散性をさらに向上させ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。
本実施形態の画像形成装置は、撹拌量調整部としての現像剤回収部モータ39cYにより回収オーガ34Yによる撹拌量を調整するということも可能である。ここで、撹拌量とは、回収部31bYで撹拌される量、すなわち搬送状態で撹拌される量である。したがって、搬送時間、搬送速度、又は、搬送方向等を変更することにより撹拌時間が増加し、撹拌量を調整することが可能となる。
回収部31bYにおいて搬送時間を増加させることで、トナー粒子の粒子間の静電気力によって発生する立体斥力によって粒子間の凝集が弱まる。そこに、液体としての撹拌が発生する。したがって、搬送力を変更することによっても撹拌量を調整することが可能となる。表1は、搬送速度、搬送時間及び撹拌性能の関係を示すものである。
Figure 2009258636
例えば、図7〜図9に示す回収オーガ34Yの例に関しては、撹拌量を向上させることが可能である。図7及び図8に示す例では、回収オーガ34Yで発生する流れの中にパドル91Yを追加することにより、第1の方向としての搬送方向への液体現像剤の流れを遮り、流れとは異なる動きを与えることによって、パドル91Yにおいて撹拌力を発生させる。図9に示す例では、逆搬送ピッチ部34eYにおいて逆方向の流れを発生させることにより、撹拌性能を向上させることが可能となる。
次に、回収オーガ34Yの他の実施形態について説明する。図14から図17は他の実施形態の回収オーガ34Yを示す図である。これらの実施形態の回収オーガ34Yは、揺動機構90を設けた構造である。
図14及び図15に示す実施形態では、回収オーガ34Y端部にカム部材91Yを配置し、搬送方向を一方の方向にしながら、回収オーガ34Y自体を遥動させることによって、攪拌を行うことが出来る。また、回収オーガ34Yの回転数を変化させることにより、遥動時間も変えられ、攪拌力が向上する。カム部材91Yは、コロ93Yが突き当てられ、遥動される。回収オーガ34Yの駆動は、図示しない駆動伝達装置によって回収オーガ軸34bYに連結される。なお、片側はバネのような付勢部材であっても良い。
図14に示す揺動機構90Yは、回収オーガ34Yの回収オーガ軸34bYに傾斜面91aYを有するカム部材91Yを固定し、コロ付勢手段92Yに付勢されたコロ93Yを傾斜面91aYに当接させるものである。揺動機構90Yは、回収オーガ軸34bYの両端部に逆位相で備える。このような構成により、回収オーガ軸34bYが回転すると、傾斜面91aYがコロ93Yに押圧され、回収オーガ34Yが軸方向に揺動する。
図15に示す揺動機構90Yは、揺動機構90Yを回収オーガ軸34bYの一端部に備え、他端をスプリング94Y等で押圧する。このような構成により、回収オーガ軸34bYが回転すると、傾斜面91aYがコロ93Yに押圧され、回収オーガ34Yが軸方向に揺動する。
図16に示す揺動機構90Yは、回収オーガ軸34bYに溝を切った溝部材95Yを配置して、その溝部材95Yに作られた溝95aYに突部96aYを当接させることにより軸方向の動きを発生させるものである。具体的には、回収オーガ34Yの回収オーガ軸34bYの端部付近に溝95aYを有する溝部材95Yと、溝94aY内に入る突部96aYを有し、突部96aYをハウジング等に固定する支持部材96Yとを備える。このような構成により、回収オーガ軸34bYが回転すると、突部96Yが溝95aY内を摺動し、回収オーガ34Yが軸方向に揺動する。
図17に示す揺動機構90Yは、回収オーガ34Yの回収オーガ軸34bYの一端部を偏心カム97上に当接させ、偏心カム97Yの回転により、回収オーガ軸34bYを揺動させるものである。回収オーガ軸34bYの他端部は、スプリング等の軸付勢部材で押圧され、常に偏心カム97Yに当接される。回収オーガ軸34bYは、歯車等により軸と垂直な方向から動力を伝達される。
このような構成により、偏心カム97Yを回転させることによって回収オーガ34Yを遥動する。偏心カム97Yの回転速度を変更させることが可能なので、回収オーガ34Yの回転速度ではなく、搬送速度とは無関係に遥動させることが可能となる。
また、これまでは搬送速度を変えることで、攪拌力を変更することを説明してきたが、遥動力を与えることと同じ効果を示す方法として、現像剤回収部モータ39cYの回転を逆に回転させ、回収オーガ34Yを逆回転させることでも可能である。
通常の現像剤回収部モータ39cYの駆動は回収部31bYで定まった回収の方向に流れる正回転で回転され、逆回転を与えることにより、回収部31bY中の液体現像剤を遥動させることが可能となり、攪拌がさらに良好になる。例えば、図14〜図16に示す実施形態では、搬送速度を1/2にするために逆回転の時間を一定時間の30%、1/3にするために逆回転の時間を一定時間の20%とすることによって、同じ効果が得られる。
次に、バイアス印可部としての現像剤圧縮装置22Yにより撹拌量を調整する実施形態について説明する。図18は圧縮力放電電流に対する回収部の液体現像剤の凝集力ランクを示すグラフ、図19は、搬送速度制御装置による液体現像剤の搬送速度制御の第3実施例のフローチャートを示す図である。
凝集したトナーは、現像剤圧縮装置22Yにおいても凝集状態を悪化させる。圧縮状態は、現像剤特性上、変化するものであり、現像剤の凝集特性をオペレータが入力し、本体制御部等の基準速度を更新するか、変更した現像剤容器31Yに付属したICメモリ等により、その現像後の凝集特性を本体制御部等へ転送し、本体制御部等の基準速度を更新する。この基準速度は増減させる搬送速度の基準となる速度を示している。
また、現像状態をモニタして、現像性能を向上させるために、現像剤圧縮装置22Y、ここではコロナチャージャを用いてトナー粒子を圧縮させる。そのとき、圧縮力を受けたトナーは凝集し、感光体10Yに現像されなかったトナーは現像ローラクリーニングブレード21Yにより回収される。
図18は、液体現像剤の圧縮力に対する凝集力を示すグラフである。凝集力はランク5が強く、ランク0が弱い。また、圧縮力を変更する方法として、現像剤圧縮装置22Yの現像ローラ20Yへ放電する電流量で規定できる。20uA/33cm以下の場合は減速なし、20uA/33cmを超えて40 uA/33cm以下の場合は搬送速度を1/2に設定し、さらに40 uA/33cmを超える場合は搬送速度を1/3に設定する。
図19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3実施例のフローチャートを示す図である。第3実施例は、現像剤圧縮力を入力するステップと、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が回収した液体現像剤の固形分の凝集状態を凝集力の検出結果に対して判別するステップと、回収部31bY内の液体現像剤を搬送する回収オーガ34Yの搬送速度を判別した凝集状態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21で、現像剤圧縮力を入力する(ST21)。続いて、ステップ22で、現像剤圧縮装置22Yの放電電流を設定する(ST22)。
次に、ステップ23で、判定手段102は、推定した液体現像剤の凝集力がランク1未満か否かを判断する(ST23)。ステップ23において、液体現像剤の凝集力がランク1未満であれば、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23において、ランク1未満でないならば、ステップ24で、判定手段102は、推定した液体現像剤の凝集力がランク3未満であるか否かを判断する(ST24)。
ステップ24において、推定した液体現像剤の凝集体量がランク3未満であれば、ステップ25で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を1/2に減速するように現像剤回収部モータ39cYに指示し、(ST25)搬送速度制御を終了する。ステップ24において、推定した液体現像剤の凝集体量がランク3未満でない場合、すなわち、ランク4及び5の場合、ステップ26で、搬送速度指示手段103は、回収オーガ34Yの回転速度を1/3に減速するように現像剤回収部モータ39cYに指示し(ST26)、搬送速度制御を終了する。
なお、本発明に係る撹拌量調整部材は、実施形態の現像剤回収部モータ39cYを含み、バイアス印可部材は、現像剤圧縮装置22Yを含む。また、回収貯留部は回収部31bYを含む。さらに、液体現像剤状態判別部は、液体現像剤凝集体量推定手段101含み、画像情報検出部は、画占率検出手段110を含む。ここで、画像情報検出部は、現像剤圧縮装置22Yの放電電流を検出するものでも、現像ローラ20Yが担持する液体現像剤の圧縮状態を検出できるものでもよい。
実施形態の画像形成装置によれば、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ることが可能となる。また、演算負荷を軽減することが可能となる。
画像形成装置の実施形態を示す図である。 潜像担持体周辺及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。 現像ユニット30Yの一部を示す概略断面図である。 図3におけるA−A面を矢印から見た図である。 図3におけるB−B面を矢印から見た図である。 回収オーガを示す図である。 回収オーガを示す図である。 回収オーガを示す図である。 回収オーガを示す図である。 液体現像剤の搬送速度制御装置のブロック図を示す図である。 画占率と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凝集体量との関係を示すグラフである。 搬送速度制御装置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。 搬送速度制御装置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。 他の実施形態の回収オーガ34Yを示す図である。 他の実施形態の回収オーガ34Yを示す図である。 他の実施形態の回収オーガ34Yを示す図である。 他の実施形態の回収オーガ34Yを示す図である。 液体現像剤の圧縮力に対する凝集力を示すグラフである。 搬送速度制御装置による液体現像剤の搬送速度制御の第3実施例のフローチャートを示す図である。
符号の説明
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(バイアス印可部材)、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(撹拌量調整部)、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(制御部)、101…液体現像剤凝集体量推定手段(液体現像剤状態判別部)、102…判定手段(液体現像剤状態判別部)、103…搬送速度指示手段、110…画占率検知手段(画像情報検出部)

Claims (15)

  1. 潜像が形成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、
    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液体現像剤にバイアスを印可するバイアス印可部材、前記現像剤担持体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、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、前記回収貯留部と前記現像剤供給部材とに前記液体現像剤を供給する供給部、前記回収貯留部により回収された液体現像剤を撹拌する搬送部材、及び前記搬送部材の撹拌量を調整する撹拌量調整部材を有する現像部と、
    前記潜像担持体上の画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。
  2. 前記回収貯留部に貯留された液体現像剤の状態を判別する液体現像剤状態判別部を備えた請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 画像の情報を検出する画像情報検出部を備えた請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 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に記載の画像形成装置。
  5. 前記画像情報検出部は、前記現像剤担持体が担持する液体現像剤の帯電状態を検出する請求項3に記載の画像形成装置。
  6. 前記画像情報検出部は、前記バイアス印可部材の放電電流を検出する請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記液体現像剤状態判別部は、前記画像情報検出部の検出結果により前記回収貯留部の液体現像剤のトナーの凝集状態を推定する請求項3乃至請求項6のいずれか1つに記載の画像形成装置。
  8. 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1乃至請求項7のいずれか1つに記載の画像形成装置。
  9. 前記搬送部材は、液体現像剤を第1の方向に搬送する搬送部と、液体現像剤を滞留させる滞留部又は液体現像剤を前記第1の方向とは逆方向へ搬送させる逆搬送部とを有する請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の画像形成装置。
  10. 前記搬送部材は、液体現像剤を搬送する第1の方向と前記第1の方向とは逆方向とに揺動する請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の画像形成装置。
  11. 前記撹拌量調整部は、前記液体現像剤状態判別部の推定した液体現像剤のトナーの凝集状態に応じて、前記搬送部材の回転速度を変更する請求項2乃至請求項10のいずれか1つに記載の画像形成装置。
  12. 前記撹拌量調整部は、前記液体現像剤状態判別部の推定した液体現像剤のトナーの凝集状態に応じて、前記搬送部材の回転方向を変更する請求項2乃至請求項10のいずれか1つに記載の画像形成装置。
  13. 現像剤担持体が担持する液体現像剤のバイアス印可状態を検出し、前記バイアス印可状態から現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤の状態を判別し、判別した結果により搬送部材の撹拌量を制御することを特徴とする現像方法。
  14. 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、画像情報の検出結果から現像剤容器の回収貯留部の液体現像剤の状態を判別し、判別した結果に応じて搬送部材の撹拌量を制御することを特徴とする画像形成方法。
  15. 前記画像情報に対応して前記回収貯留部の液体現像剤の状態を推定する請求項14に記載の画像形成方法。



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