JP2012042582A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく現像ローラー上のトナー膜厚を求めることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、トナーおよびキャリア液を含む液体現像剤を担持して第１の周速度で回転する現像ローラー２０Ｙと、前記液体現像剤を前記現像ローラーに供給する液体現像剤供給部と、前記現像ローラー２０Ｙと当接して前記第１の周速度よりも速い第２の周速度で回転する膜厚検出用ローラー１９Ｙと、前記膜厚検出用ローラー１９Ｙに対して光を射出すると共に、前記膜厚検出用ローラー１９Ｙからの反射光を受光する検出センサー２４Ｙと、前記検出センサー２４Ｙで受光された反射光に基づき前記液体現像剤供給部の供給量を制御する制御部と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体上に形成した潜像をトナー及びキャリアからなる液体現像剤によって現像し、この現像像をさらに記録媒体に転写して、転写されたトナー像を融着し定着して画像形成する画像形成装置及びこのような画像形成装置の制御方法に関する。

液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコーンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性を有し高粘度の有機溶剤（キャリア液）中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。

上記のような液体現像剤を用いた画像形成装置では、現像ローラー上の液体現像剤膜厚（塗布量）を精度よく制御する必要がある。液体現像剤膜厚が大きいと現像ニップ中でトナーが、潜像が形成されている感光体側に移動が終了せず、現像ローラーと感光体のニップ出口でキャリアの泣き別れ時にリブが発生し、画質欠陥となる。反対に液体現像剤膜厚が小さいと紙上のトナー量が不足し、濃度が低下する。よって、現像ローラー上の液体現像剤膜厚は精度よく制御する必要がある。

液体現像剤膜厚の制御のために、液体現像方式の電子写真では、アニロックスローラーで液体現像剤をくみ上げ、規制ブレードによりすりきることで、一定量の液体現像剤を供給する方法が提案されている。また、現像ローラー上にクリーニングブレードもしくはクリーニングローラーを設け、ローラー上の液体現像剤を一度ゼロリセットすることで、安定した供給を可能とする技術も提案されている（特許文献１）。しかし、アニロックスローラーの磨耗や溝部分の埋まりがあるため、液体現像剤膜厚は一定ではない。よって、アニロックスの回転数を変化させることで液体現像剤膜厚を制御することが必要である。

そこで、特許文献２記載の技術のように、温度センサーや膜厚センサーを現像ローラー近傍に設けることで、現像ローラー上の液体現像剤膜厚を正確に形成することが提案されている。また、液体現像剤膜厚を検出するために、一般的に光学式のセンサーを用いることが提案されている。
特開２００９−１８６５５２号公報 特開特開２００４−１２７１０号公報

しかしながら、従来の技術によれば、現像ローラー上の液体現像剤膜厚を光学式のセンサー検出することは、キャリアの影響により、反射光・拡散光が安定しないことで、検出が難しい、という問題があった。また、現像ローラーは感光体とのニップを稼ぐために硬度の低い例えばウレタンゴム表層のローラーを用い、さらにローラーに電圧を印加するためウレタンゴム表層にはカーボンの導電剤を入れている。そのため現像ローラーは黒もしくは黒に近い色をしていて、その表面にシアンやイエローなどのカラートナーの膜を形成しても、現像ローラーそのものの色が強く出てしまい、ほとんどの波長の光を吸収するため、液体現像剤膜厚の正確な検出が難しい、という問題もあった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る画像形成装置は、トナーおよびキャリア液を含む液体現像剤を担持して第１の周速度で回転する現像ローラーと、前記液体現像剤を前記現像ローラーに供給する液体現像剤供給部と、前記現像ローラーと当接して前記第１の周速度よりも速い第２の周速度で回転する膜厚検出用ローラーと、前記膜厚検出用ローラーに対して光を射出すると共に、前記膜厚検出用ローラーからの反射光を受光する検出センサーと、前記検出センサーで受光された反射光に基づき、前記液体現像剤供給部の供給量を制御する制御部と、を有する。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記現像ローラーと当接し前記現像ローラー上の液体現像剤によって静電潜像が現像される像担持体を有し、前記現像ローラーに担持された前記液体現像剤は、前記現像ローラーと前記膜厚検出用ローラーとによって形成されるニップを通過した後に、前記現像ローラーと前記像担持体とによって形成されるニップを通過する。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記現像ローラーと当接し前記現像ローラー上の液体現像剤によって静電潜像が現像される像担持体と、前記膜厚検出用ローラー上の前記液体現像剤をクリーニングするクリーニングブレードと、を有し、前記現像ローラーに担持された前記液体現像剤は、前記現像ローラーと前記像担持体とによって形成されるニップを通過した後に、前記現像ローラーと前記膜厚検出用ローラーとによって形成されるニップを通過する。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記膜厚検出用ローラーの表層の材質が、前記現像ローラーの表層の材質と異なる。

また、本発明に係る画像形成装置の制御方法は、トナーおよびキャリア液を含む液体現像剤を担持して第１の周速度で回転する現像ローラーと、前記液体現像剤を前記現像ローラーに供給する液体現像剤供給部と、前記現像ローラーと当接して前記第１の周速度よりも速い第２の周速度で回転する膜厚検出用ローラーと、前記膜厚検出用ローラーに対して光を射出すると共に、前記膜厚検出用ローラーからの反射光を受光する検出センサーと、前記検出センサーで受光された反射光に基づき前記液体現像剤供給部の供給量を制御する制御部と、を有し、前記制御部によって液体現像剤供給量の制御を行う。

また、本発明に係る画像形成装置の制御方法は、前記制御が印字動作開始前に行われる。

以上、本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、現像ローラー２０Ｙの液体現像剤をより速い周速の膜厚検出用ローラー１９Ｙに移動させ、膜厚検出用ローラー１９Ｙにおける液体現像剤量を光学的な検出センサー２４Ｙにより反射光を検出し、これに基づいてアニロックスローラー３２Ｙの速度を制御するものであり、このような本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法によれば、精度よく現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚を制御することが可能となる。

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である。 画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。 実施例１に係る現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙと関係を模式的に示す図である。 光学検出センサーによるローラー表面の液体現像剤膜厚検出を説明する図である。 比較例に係る画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。 比較例に係る液体現像剤膜厚検出精度を説明する図である。 本発明の実施例１に係る液体現像剤膜厚検出精度を説明する図である。 本発明の実施例２に係る現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙと関係を模式的に示す図である。 本発明の実施例２に係る液体現像剤膜厚検出精度を説明する図である。 本発明の実施例３に係る液体現像剤膜厚検出精度を説明する図である。

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である。画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、転写ベルト４０、２次転写部（２次転写ユニット）６０は、画像形成装置の上部に配置されている。

画像形成部は、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、不図示の露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、入力された画像信号に基づいて露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに搭載される各露光ヘッドを駆動することで、帯電された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。

現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラー２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに塗布する塗布ローラーであるアニロックスローラー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。

転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、駆動ローラー４１とテンションローラー４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラー４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで一次転写ローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。

２次転写ユニット６０は、２次転写ローラー６１が転写ベルト４０を挟んでベルト駆動ローラー４１と対向配置され、さらに２次転写ローラークリーニングブレード６２からなるクリーニング装置が配置される。そして、２次転写ローラー６１を配置した転写位置において、転写ベルト４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像をシート材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。

さらに、経路シート材搬送経路Ｌの下流には、定着ユニット９０が配置され、用紙等の記録媒体上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。

また、テンションローラー４２は、ベルト駆動ローラー４１と共に転写ベルト４０を超過しており、転写ベルト４０のテンションローラー４２に張架されている箇所で、転写ベルトクリーニングブレード４６からなるクリーニング装置が当接・配置されている。

次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部及び現像装置について説明する。図２は画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像装置の構成は同様であるので、以下、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像装置に基づいて説明する。

画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、感光体クリーニングブレード１８Ｙ、コロナ帯電器１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像装置３０Ｙの現像ローラー２０Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、感光体スクイーズローラー１３Ｙ’が配置されている。また、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’には、付属構成として感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’からなるクリーニング装置が配置されている。７０Ｙ、７１Ｙ、７２Ｙ、７３Ｙは各クリーニングブレードを保持するクリーニングブレード保持部材である。

そして、現像装置３０Ｙにおける現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、中間塗布ローラー１６Ｙ、膜厚検出用ローラー１９Ｙ、トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙが配置されている。中間塗布ローラー１６Ｙには、アニロックスローラー３２Ｙが当接しており、アニロックスローラー３２Ｙには、現像ローラー２０Ｙへ供給する液体現像剤の量を調整する規制ブレード３３Ｙが当接している。７５Ｙは規制ブレード３３Ｙを保持するブレード保持部材である。

中間塗布ローラー１６Ｙには、現像ローラー２０Ｙに供給されずに中間塗布ローラー１６Ｙ上に残った液体現像剤を掻き落とす中間塗布ローラークリーニングブレード１７Ｙが当接している。

膜厚検出用ローラー１９Ｙは現像ローラー２０Ｙに当接しており、現像ローラー２０Ｙから移動した液体現像剤におけるトナー膜厚の検出のために用いられるものである。また、この膜厚検出用ローラー１９Ｙは現像ローラー２０Ｙとトレール方向に回転するように構成されている。この膜厚検出用ローラー１９Ｙの近傍には、膜厚検出用ローラー１９Ｙに対して光を射出すると共に、膜厚検出用ローラー１９Ｙからの反射光を受光する検出センサー２４Ｙが設けられている。この検出センサー２４Ｙには、不図示のマイクロコンピューターなどからなる算出部に接続されており、この算出部により、検出センサー２４Ｙで受光された反射光に基づき膜厚検出用ローラー１９Ｙ上のトナー膜厚を算出する。

液体現像剤容器３１Ｙの中にオーガ３４Ｙが収容されており、このオーガ３４Ｙによって液体現像剤容器３１Ｙ内の液体現像剤を攪拌しつつ、アニロックスローラー３２Ｙに液体現像剤を供給するようになっている。

また、転写ベルト４０に沿って、感光体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラー５１Ｙが配置され、その移動方向下流側に転写ベルトスクイーズローラー５３Ｙ、バックアップローラー５４Ｙ、転写ベルトスクイーズローラークリーニングブレード５５Ｙからなる転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙが配置されている。

感光体１０Ｙは、現像ローラー２０Ｙの幅より広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該感光体１０Ｙの感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成さ
れる。コロナ帯電器１１Ｙは、感光体１０Ｙと現像ローラー２０Ｙとのニップ部より感光体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙは、コロナ帯電器１１Ｙより感光体１０Ｙの回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１Ｙによって帯電された感光体１０Ｙ上にレーザ光を照射し、感光体１０Ｙ上に潜像を形成する。

なお、画像形成プロセスの始めから終わりまでで、より前段に配置されるローラーなどの構成は、後段に配置されるローラーなどの構成より上流にあるものと定義する。

現像装置３０Ｙには、コンパクション作用を施すトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ、及び、キャリア内にトナーを概略重量比２０％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙが設けられている。

トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像効率を向上させるために、現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤に対してバイアス電圧の印加を行い、液体現像剤中のトナーを圧縮状態とする。

また現像装置３０Ｙは、前記の液体現像剤を担持する現像ローラー２０Ｙ、液体現像剤を現像ローラー２０Ｙに供給する中間塗布ローラー１６Ｙと、この中間塗布ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布ローラーであるアニロックスローラー３２Ｙと、現像ローラー２０Ｙに塗布する液体現像剤量を規制する規制ブレード３３Ｙと、液体現像剤を攪拌、搬送しつつアニロックスローラー３２Ｙに供給するオーガ３４Ｙ、現像ローラー２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にするトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ、現像ローラー２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラークリーニングブレード２１Ｙを有する。７６Ｙは現像ローラークリーニングブレード２１Ｙを保持するクリーニングブレード保持部材である。なお、コンパクション状態とは、液体現像剤中のトナー成分を現像ローラー２０Ｙ表面側に圧縮状態にすることをいう。

現像剤容器３１Ｙ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）をキャリアとした低濃度（１〜３ｗｔ％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分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコーンオイル、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１５〜２５％とした高粘度（ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ６００を用いて、２５℃の時のせん断速度が１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。

アニロックスローラー３２Ｙは、中間塗布ローラー１６Ｙに対して液体現像剤を供給し、塗布する塗布ローラーとして機能するものである。このアニロックスローラー３２Ｙは、円筒状の部材であり、表面に液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状に彫刻された溝による凹凸面が形成されたローラーである。このアニロックスローラー３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙから現像ローラー２０Ｙへと液体現像剤が供給される。装置動作時においては、図２に示すように、オーガ３４Ｙが反時計回り回転し、アニロックスローラー３２Ｙに液体現像剤を供給し、アニロックスローラー３２Ｙは時計回りに回転して、反時計回りに回転する中間塗布ローラー１６Ｙに液体現像剤を塗布する。アニロックスローラー３２Ｙによって中間塗布ローラー１６Ｙに塗布された液体現像剤は、反時計回りに回転する現像ローラー２０Ｙに供給される。

規制ブレード３３Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロックスロー
ラー３２Ｙの表面に当設し、アニロックスローラー３２Ｙによって坦持搬送される液体現像剤の量を規制している。そしてアニロックスローラー３２Ｙの回転速度を調整することで、中間塗布ローラー１６Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。

現像ローラー２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラー２０Ｙは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。現像ローラークリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラー２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラー２０Ｙの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラー２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。

中間塗布ローラー１６Ｙについても、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設け、さらにこの弾性層にＰＦＡやウレタンコートの被覆を設けたものである。

トナー圧縮コロナ発生器２２Ｙは、現像ローラー２０Ｙ表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、現像ローラー２０Ｙによって搬送される液体現像剤は、図２に示すようにトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙによって、トナー圧縮部位でトナー圧縮コロナ発生器２２Ｙ側から現像ローラー２０Ｙに向かって電界が印加される。

現像ローラー２０Ｙに担持されてトナー圧縮された現像剤は、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙに当接する現像ニップ部において、所望の電界印加によって、感光体１０Ｙの潜像に対応して現像される。そして、現像残りの現像剤は、現像ローラークリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去され現像剤容器３１Ｙ内の回収部に滴下して再利用される。

一次転写の上流側に配置される感光体スクイーズ装置は、感光体１０Ｙに対向して現像ローラー２０Ｙの下流側に配置して感光体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように表面に弾性体を被覆して感光体１０Ｙに摺接して回転する摺動ローラー部材から成る感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’と、該感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’に押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’とから構成され、感光体１０Ｙに現像された現像剤から余剰なキャリア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。一次転写前の感光体スクイーズ装置として、本実施形態では複数の感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’を設けているが、ひとつの感光体スクイーズローラーによって構成しても良い。

一次転写部５０Ｙでは、感光体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラー５１Ｙにより転写ベルト４０へ転写する。ここで、感光体１０Ｙと転写ベルト４０は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、感光体１０Ｙの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。

一次転写の下流側において、感光体１０Ｙと当接している感光体クリーニングブレード１８Ｙは、感光体１０Ｙ上の転写されずに残った液体現像剤をクリーニングする。

転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙは、一次転写部５０Ｙの下流側に配置され、転写ベルト４０上から余剰なキャリア液を除去し、顕像内のトナー粒子比率を上げる処理を行うものである。

転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙは、感光体スクイーズ装置と同様、表面に弾性体を被覆して感光体４０に摺接して回転する摺動ローラー部材から成る転写ベルトスクイーズローラー５３Ｙと、感光体４０を挟んで転写ベルトスクイーズローラー５３Ｙと対向配置されるバックアップローラー５４Ｙと、転写ベルトスクイーズローラー５３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード５５Ｙとから構成され、転写ベルト４０に一次転写された現像剤から余剰なキャリアを回収する機能を有する。

次に、以上のように構成される本発明の画像形成装置における現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚の制御について説明する。以下、液体現像剤膜厚制御の態様に応じて、第１実施例から第４実施例まで順次説明する。
（実施例１）
実施例１においては、膜厚検出用ローラー１９Ｙを、現像ローラー２０Ｙと感光体１０Ｙとが形成する現像ニップの上流側に設け、膜厚検出用ローラー１９Ｙに対し光学センサーである検出センサー２４Ｙを設けた構成が採用される。また、膜厚検出用ローラー１９Ｙ上の液体現像剤からの反射光を検出センサー２４Ｙで受光し、受光した検出結果に基づいて液体現像剤膜厚を制御する動作は、画像形成装置の通常の印字動作が行われていないとき（例えば、印字動作前や装置起動時）に行われるものである。

また、実施例１においては、通常印字動作時と、トナー膜厚検出時とで、膜厚検出用ローラー１９Ｙに印加するバイアス電圧を切り換えるようにする。図３は実施例１に係る現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙと関係を模式的に示す図である。実施例１では、図３に示すように膜厚検出用ローラー１９Ｙに印加するバイアス電圧を切り換える。

現像ローラー２０Ｙの表層の材質には、ウレタンゴムにカーボンが添加されたものを用いる。また、現像ローラー２０Ｙに印加されるバイアス電圧は、通常印字動作時、トナー膜厚検出時のいずれにおいても４５０Ｖである。

一方、膜厚検出用ローラー１９Ｙの表層の材質には、ウレタンゴムにカーボンが添加されたものを用いる。また、膜厚検出用ローラー１９Ｙの回転方向は、現像ローラー２０Ｙに対しトレール方向とし、膜厚検出用ローラー１９Ｙの回転速度は、現像ローラー２０Ｙの周速度（第１の周速度）に対し、２倍の周速度（第２の周速度）となるように設定される。また、膜厚検出用ローラー１９Ｙに印加されるバイアス電圧は、通常印字動作時では７５０Ｖ、トナー膜厚検出時では０Ｖである。

以上の条件でアニロックスローラー３２Ｙの速度を変えながら、現像ローラー２０Ｙ上の膜厚を変化させ、各膜厚での測定誤差を評価した。また、現像ローラー２０Ｙに直接検出センサー２４Ｙを取り付けてトナー膜厚を算出したものを比較例とした。図５は比較例に係る画像形成部及び現像装置の主要構成要素を示した断面図である。測定はそれぞれ５回行った。実際の液体現像剤膜厚の測定は拭取りによる重量の測定によって行った。

まず、比較例の場合について説明する。図６は比較例に係る液体現像剤膜厚検出精度を説明する図である。図６（Ａ）は検出センサー２４Ｙ出力の液体現像剤膜厚依存性を示しており、図６（Ｂ）は検出センサー２４Ｙ出力のバラツキの液体現像剤膜厚依存性を示しており、また、図６（Ｃ）は検出センサー２４Ｙの液体現像剤膜厚との関係を示している。

まず、現像ローラー２０Ｙに検出センサー２４Ｙを設けた場合の出力結果が図６（Ａ）である。図６（Ａ）乃至図６（Ｂ）のいずれにおいても横軸は、拭取り法による重量測定にもとづく液体現像剤膜厚である。また、図６（Ａ）の縦軸は正反射光の出力電圧であり
、トナーがない状態（０ｕｍ）で５．０Ｖとなるように調整している。トナーが多くなると、拡散する分だけ正反射光が少なくなるため、検出される光量が少なくなり電圧が落ちる。比較例の場合においては、この結果から、６ｕｍ以上で電圧がほぼ一定になることがわかる。

また、図６（Ｂ）は各液体現像剤膜厚での出力が、どの程度のバラツキが生じるかを示したもので、５回の測定の中で（最大−最小）で表示しいている。このバラツキは、電気的なノイズの発生と、検出するための光量が低いので検出センサー２４Ｙの感度が悪いことに起因している。

以上の結果、比較例の測定における各液体現像剤膜厚でのばらつきは、図６（Ｃ）のようになる。トナー膜厚６ｕｍを超えるところでは、バラツキが非常に大きくなる。

次に、第２の周速度で回転する膜厚検出用ローラー１９Ｙに検出センサー２４Ｙをつけた実施例１の場合における膜厚検出精度の評価について説明する。図７は実施例１に係る液体現像剤膜厚検出精度を説明する図である。なお、図７における（Ａ）乃至（Ｃ）は、図６における（Ａ）乃至（Ｃ）に相当するものである。

図７（Ａ）においては、横軸は現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚であるが、膜厚検出用ローラー１９Ｙは現像ローラー２０Ｙの２倍の速度で回転しているため、膜厚検出用ローラー１９Ｙ上ではトナーが１／２になり、現像ローラー上の液体現像剤膜厚６ｕｍ以上でも一定にならずに、電圧は低くなっていることがわかる。

また、各液体現像剤膜厚での電圧のバラツキは図７（Ｂ）のとおりであり、これは比較例とほとんど変わらない。

そして、この測定での液体現像剤膜厚測定精度のバラツキの結果が図７（Ｃ）である。この結果、膜厚ばらつきが６ｕｍ以上のところでも０．２ｕｍ以下に収まっていることがわかる。

現像ローラー２０Ｙより速い周速の膜厚検出用ローラー１９Ｙと検出センサー２４Ｙを用いて液体現像剤膜圧を検出するメリットについて説明する。図４は光学検出センサーによるローラー表面のトナー膜厚検出を説明する図である。図４はローラー表面に光を射出する発光部Ａと、ローラー表面からの正反射光を受光することが可能な位置に設けられた正反射光受光部Ｂと、ローラー表面からの拡散光を受光することが可能な位置に設けられた拡散光受光部Ｃとからなる検出センサーによって、トナーとキャリア液とからなるローラー表面上の液体現像剤を検出している状況を模式的に示している。

図４（Ａ）はローラー上に液体現像剤量が多い状況を示しており、図４（Ｂ）はローラー上に液体現像剤量が少ない状況を示している。ローラー上の液体現像剤量が多い状態では、反射光（正反射光、拡散光ともに）の量にほとんど差はなく、高い精度での検出が難しい状況となる。

一方、図４（Ｂ）に示すように、反射光がローラーの表面状態の影響を受けるくらい液体現像剤量が少ないときには、正反射光、拡散光ともに検出感度が高くなる。すなわち、光学検出センサーを用いて液体現像剤膜厚を検出しようとする場合、全体の液体現像剤量が少ないことで、微小な液体現像剤量の増減に対し、正反射光、拡散光ともに変化し、感度が高くなる、という傾向がある。

本発明では、上記のような特性を利用するものである。すなわち、現像ローラー２０Ｙ
より速い周速の膜厚検出用ローラー１９Ｙに液体現像剤を移動させることにより、膜厚検出用ローラー１９Ｙ上の単位面積当たりの液体現像剤量を、現像ローラー２０Ｙ上のそれより低減させる。そして、液体現像剤が少なくなった膜厚検出用ローラー１９Ｙ上で、検出センサー２４Ｙの発光部から発光された光の液体現像剤からの反射光を検出センサー２４Ｙの受光部によって検出し、受光素子は受光した光量に基づいて電圧を出力するものである。

次に、検出センサー２４Ｙによって検出される電圧から、液体現像剤膜厚を制御する方法を説明する。本発明に用いる現像装置は、アニロックスローラー３２Ｙの回転速度を制御することで、液体現像剤の膜厚を制御するものである。液体現像剤膜厚を６．０ｕｍを狙いの膜厚として制御を行う。図７（Ａ）の液体現像剤膜厚と検出センサー２４Ｙの出力電圧の測定結果の平均をとり、（１）式に近似することができる。ｘは液体現像剤膜厚、ｙは出力電圧である。

ｙ＝−０．３３１６ｘ＋５．０ ・・・（１）
（１）式から液体現像剤の膜厚を６．０ｕｍとするには、出力電圧３．０１Ｖとなるようにアニロックスローラー３２Ｙの回転速度を制御することで可能である。

そして、現像ローラー２０Ｙの表面速度は２７０ｍｍ／ｓｅｃとし、膜厚検出用ローラー１９Ｙの表面速度は５４０ｍｍ／ｓｅｃとした。このとき、アニロックスローラー３２Ｙの表面速度を変更しながら、検出センサー２４Ｙの出力電圧を検出した結果が表１である。

表１の結果から、出力電圧が３．０１Ｖとなるアニロックスローラー３２Ｙ表面速度は、２９７ｍｍと３２４ｍｍの間にあることがわかる。そこでこの２点の線形補間を行い、出力電圧３．０１Ｖとなるアニロックスローラー３２Ｙの表面速度を求める。この２点を通る直線は、（２）式であらわされる。ａは回転速度で、ｂは出力電圧である。

ｂ＝−０．００８９ａ＋５．７９ ・・・（２）
（２）式から、出力電圧３．０１Ｖになるようなアニロックスローラー３２Ｙの表面速度は３１２ｍｍ／ｓｅｃであることを求めることができる。

以上のように、膜厚検出用ローラー１９Ｙに検出センサー２４Ｙを設けることで、検出センサー２４Ｙの出力電圧を検出しながら、アニロックスローラー３２Ｙの回転速度を制御することで、現像ローラー上の液体現像剤膜厚を所定の値に制御することが可能である。

まとめると、本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、現像ローラー２０Ｙの液体現像剤をより速い周速の膜厚検出用ローラー１９Ｙに移動させ、膜厚検出用ロー
ラー１９Ｙにおける液体現像剤量を光学的な検出センサー２４Ｙにより反射光を検出し、これに基づいてアニロックスローラー３２Ｙの速度を制御するものであり、このような本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法によれば、精度よく現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚を制御することが可能となる。

次に、本発明の実施例２について説明する。
（実施例２）
図８は実施例２に係る現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙと関係を模式的に示す図である。実施例２では、実施例１と同じ装置構成で、膜厚検出用ローラー１９Ｙの回転方向を、現像ローラー２０Ｙに対してカウンター回転とした。それに伴い、検出センサー２４Ｙの検出位置を図８に示すような配置に変更している。また、膜厚検出用ローラー１９Ｙの回転速度は、現像ローラー２０Ｙの周速度（第１の周速度）に対し、２倍の周速度（第２の周速度）となるように設定される。現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙと印加するバイアス電圧は、共に同バイアスである４５０Ｖとした。また、実施例２においては、バイアス電圧は、通常印字動作時、液体現像剤膜厚検出時に応じて切り換えることはしない。

図９は実施例２に係る液体現像剤膜厚算出精度を説明する図である。なお、図９における（Ａ）乃至（Ｃ）は、図６における（Ａ）乃至（Ｃ）に相当するものである。図９からもわかるように、測定バラツキは０．２ｕｍ以下となり、膜厚検出の精度が非常に高いことがわかる。

次に、検出センサー２４Ｙによって検出される電圧から、液体現像剤膜厚を制御する方法を説明する。液体現像剤膜厚を６．５ｕｍを狙いとして制御を行う。図９（Ａ）の液体現像剤膜厚と検出センサー２４Ｙの出力電圧の測定結果の平均をとり、（３）式に近似することができる。ｘは液体現像剤膜厚、ｙは出力電圧である。

ｙ＝−０．３３８４ｘ＋５．０ ・・・（３）
（１）式から液体現像剤の膜厚を６．５ｕｍとするには、出力電圧２．８０Ｖとなるようにアニロックスローラー３２Ｙの回転速度を制御することで可能である。

そして、現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙの表面速度を実施例１と同じ条件とし、アニロックスローラー３２Ｙの表面速度を変更しながら、検出センサー２４Ｙの出力電圧を検出した結果が表２である。

表２の結果から、出力電圧が２．８０Ｖとなるアニロックスローラー３２Ｙ表面速度は、３２４ｍｍと３５１ｍｍの間にあることがわかる。そこでこの２点の線形補間を行い、出力電圧２．８０Ｖとなるアニロックスローラー３２Ｙの表面速度を求める。この２点を通る直線は、（４）式であらわされる。ａは回転速度で、ｂは出力電圧である。

ｂ＝−０．００７ａ＋５．１５ ・・・（４）
（２）式から、出力電圧３．０１Ｖになるようなアニロックスローラー３２Ｙの表面速度は３３６ｍｍ／ｓｅｃであることを求めることができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。
（実施例３）
実施例３では、実施例２と同じ装置構成で、膜厚検出用ローラー１９Ｙの表層にＮＢＲ（二トリルゴム）にリチウム系のイオン導電剤を添加した白色系のゴムローラを用いた。すなわち、実施例３では、膜厚検出用ローラー１９Ｙの表層の材質が、現像ローラー２０Ｙの表層の材質と異なるもので構成されている。また現像ローラー２０Ｙに対し、また、膜厚検出用ローラー１９Ｙの回転方向はカウンターであり、周速度は３倍の速度にした。

図１０は実施例３に係るトナー膜厚算出精度を説明する図である。なお、図１０における（Ａ）乃至（Ｃ）は、図６における（Ａ）乃至（Ｃ）に相当するものである。図１０からもわかるように、測定バラツキは０．１ｕｍ以下に抑えることができた。これは、膜厚検出用ローラー１９Ｙの表層に白色のものを用いることで反射光量が増え、検出センサー２４Ｙの感度が向上したことによるものと考えられる。

次に、検出センサー２４Ｙによって検出される電圧から、液体現像剤膜厚を制御する方法を説明する。液体現像剤膜厚を６．０ｕｍを狙いとして制御を行う。図１０（Ａ）の液体現像剤膜厚と検出センサー２４Ｙの出力電圧の測定結果の平均をとり、（５）式に近似することができる。ｘは液体現像剤膜厚、ｙは出力電圧である。

ｙ＝−０．４４６２ｘ＋５．０ ・・・（５）
（５）式から液体現像剤の膜厚を６．０ｕｍとするには、出力電圧２．３２Ｖとなるようにアニロックスローラー３２Ｙの回転速度を制御することで可能である。

そして、現像ローラー２０Ｙと膜厚検出用ローラー１９Ｙの表面速度を実施例１と同じ条件とし、アニロックスローラー３２Ｙの表面速度を変更しながら、検出センサー２４Ｙの出力電圧を検出した結果が表３である。

表３の結果から、出力電圧が２．３２Ｖとなるアニロックスローラー３２Ｙ表面速度は、３２４ｍｍと３５１ｍｍの間にあることがわかる。そこでこの２点の線形補間を行い、出力電圧２．８０Ｖとなるアニロックスローラー３２Ｙの表面速度を求める。この２点を通る直線は、（６）式であらわされる。ａは回転速度で、ｂは出力電圧である。

ｂ＝−０．０１２２ａ＋６．３６ ・・・（６）
（２）式から、出力電圧２．３２Ｖになるようなアニロックスローラー３２Ｙの表面速度は３３１ｍｍ／ｓｅｃであることを求めることができる。

上記実施例１乃至３に係る方法で、印字前に現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚を検出し、これが所定の膜厚になるように制御することで、所定の画像濃度を出力することができるようになる。

また、１回の印字で所定の枚数（例えば１０００枚）に達したら、一度印字を停止し、実施例１乃至４に係る方法で現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚を検出した上で、これが所定の膜厚になるように制御することで、濃度変化を抑えた安定した印字を行うことができるようになる。

以上、本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、現像ローラー２０Ｙの液体現像剤をより速い周速の膜厚検出用ローラー１９Ｙに移動させ、膜厚検出用ローラー１９Ｙにおける液体現像剤量を光学的な検出センサー２４Ｙにより反射光を検出し、これに基づいてアニロックスローラー３２Ｙの速度を制御するものであり、このような本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法によれば、精度よく現像ローラー２０Ｙ上の液体現像剤膜厚を制御することが可能となる。

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・感光体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・コロナ帯電器、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ、１３Ｙ’・・・感光体スクイーズローラー、１４Ｙ、１４Ｙ’・・・感光体スクイーズローラークリーニングブレード、１６Ｙ・・・中間塗布ローラー、１７Ｙ・・・中間塗布ローラークリーニングブレード、１８Ｙ・・・感光体クリーニングブレード、１９Ｙ・・・膜厚検出用ローラー、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・現像ローラー、２１Ｙ・・・現像ローラークリーニングブレード、２２Ｙ・・・トナー圧縮コロナ発生器、２４Ｙ・・・検出センサー、２５Ｙ・・・膜厚検出用ローラークリーニングブレード、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像装置、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・アニロックスローラー、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３３Ｙ・・・規制ブレード、３４Ｙ・・・オーガ（供給ローラー）、４０・・・転写ベルト、４１・・・ベルト駆動ローラー、４２・・・テンションローラー、４５・・・現像剤回収部、４６・・・転写ベルトクリーニングブレード、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一次転写バックアップローラー、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ・・・転写ベルトスクイーズ装置、５３Ｙ・・・転写ベルトスクイーズローラー、５４Ｙ・・・転写ベルトスクイーズバックアップローラー、５５Ｙ・・・転写ベルトスクイーズローラークリーニングブレード、６０・・・２次転写ユニット、６１・・・２次転写ローラー、６２・・・２次転写ローラークリーニングブレード、７０Ｙ、７１Ｙ、７２Ｙ、７３Ｙ、７４Ｙ、７６Ｙ・・・（クリーニング）ブレード保持部材、７５Ｙ・・・規制ブレード保持部材、９０・・・定着ユニット

Claims (7)

1. トナーおよびキャリア液を含む液体現像剤を担持して第１の周速度で回転する現像ローラー、前記液体現像剤を前記現像ローラーに供給する液体現像剤供給部材、及び前記第１の周速度よりも速い第２の周速度で回転するとともに前記現像ローラーと当接して前記現像ローラーに担持された前記液体現像剤を担持するローラーを有する現像部と、前記現像ローラーと当接して現像ニップを形成し、前記現像ローラーに担持された前記液体現像剤で現像される像担持体と、
   前記ローラーに光を射出する発光部、及び前記発光部から射出された光がローラーで反射された光を受光する受光部を有する検出センサーと、
   前記検出センサーの前記受光部で受光された光の光量に基づいて、前記液体現像剤供給部材により前記現像ローラーに供給される前記液体現像剤の供給量を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像ローラーに担持された前記液体現像剤を、前記現像ローラーと前記ローラーとによって形成されるニップを通過させた後に、前記現像ニップを通過させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ローラーの表層の材質は、前記現像ローラーの表層の材質と異なる請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記液体現像剤供給部材は供給ローラーであり、
   前記制御部は、前記供給ローラーの回転数を調整して、液体現像剤の供給量を制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. トナーとキャリア液を含む液体現像剤を液体現像剤供給部材で第１の周速度で回転する現像ローラーに供給し、
   前記液体現像剤供給部材で前記液体現像剤が供給された前記現像ローラーと前記第１の周速度よりも速い第２の周速度で回転するローラーを前記現像ローラーに当接させて前記現像ローラーに供給された液体現像剤を前記ローラーに移動させ、
   前記ローラーに移動された液体現像剤に光を発光して前記ローラーに担持された液体現像剤により反射された光の光量を検出し、
   検出された光の光量に基づいて前記液体現像剤供給部材から前記現像ローラーに供給される液体現像剤の供給量を調整することを特徴とする画像形成方法。
6. 前記液体現像剤供給部材による液体現像剤の供給量液体現像剤が調整された後、調整された供給量の液体現像剤を前記現像ローラーに供給し、
   液体現像剤が供給された前記現像ローラーで潜像を現像する請求項５に記載の画像形成方法。
7. 前記液体現像剤供給部材による液体現像剤の供給量の調整は、前記液体現像剤供給部材の移動速度の調整により行う請求項５または６に記載の画像形成方法。

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