JP2022063650A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体現像剤を用いた画像形成装置において、液体現像剤の抵抗率の低下を検知した際に、抵抗率補正モードを実施することで抵抗率を回復させ、画像の長期安定性を向上させる。【解決手段】 抵抗率検知手段として、液体現像剤貯蔵部に測定装置を設置、あるいは成膜電極や絞りローラと現像ローラの間に流れる電流から換算、あるいは画像形成時のトナー消費量から予測する。また、抵抗率補正モードとして、画像形成動作からトナー消費の少ない画像を描画するモードへ移行し感光体クリーニング部および中間転写体クリーニング部で回収、あるいは画像形成動作を行いながら絞りローラ上から回収したキャリア液を回収する。【選択図】 図２

Description

本発明は、潜像担持体上に担持された静電潜像を、媒体液中にトナーが分散された液体現像剤を用いた湿式現像方式により現像する現像装置、ならびに湿式現像方式による現像装置を用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。

感光体などの潜像担持体上に形成された静電潜像を、帯電した粒子（トナー）によって現像し、画像を形成する電子写真方式には、大きく分けて、粉体のトナーを直接用いる乾式現像方式と、トナーを液体中に分散させた液体現像剤を用いる湿式現像方式とがある。このうち湿式現像方式の電子写真方式は、トナーを媒体（キャリア）液中に分散させるためサブミクロンオーダーの粒径の粒子を制御して画像形成を行うことが可能となり、高画質、高精細化の点で有望な現像方式である。

湿式現像方式では、液体現像剤に含まれるトナー粒子を電気泳動によりメディア上に移動させて画像形成を行なう。具体的には、まず成膜電極対向部において現像ローラ上に適量のトナーを含む現像剤が成膜され、絞りローラにより現像ローラ上に適切な膜厚の現像剤層が形成される。その後、現像プロセスにおいては、感光ドラム上に形成された静電潜像に応じて、現像ローラと感光ドラムが当接した現像ニップ部において、トナーを電界によって感光ドラム上へ電気泳動させて現像する。現像以降の、一次転写、二次転写の各プロセスにおいては、基本的にすべてのトナーを電界により移動させることを作像原理とする。

現像部においてトナーが泳動するために必要な電界を確保するためには、液体現像剤の分担電圧を確保する必要がある。そのためには、液体現像剤の電気抵抗率を高くする必要がある。しかし、画像形成動作を続けていると、トナーの電荷を調整するための荷電制御剤の蓄積や、各種部材からの成分の溶出等により、電気抵抗率が徐々に低下する。その結果、現像部において画像部で十分な量のトナーを感光ドラムへ泳動させられなくなり、出力される画像の濃度が下がるという課題が生じる。また、非画像部においては、現像ローラ側へトナーを十分に押さえつけられなくなり、カブリが発生するという課題も生じる。

この課題に対して、特許文献１では、現像部及び転写部において残った現像剤を回収し、その回収部に特性検知手段を設けることで現像剤抵抗率を測定し、抵抗率の低下を検知した際に現像設定の調整を行っている。また、特許文献２では、現像剤を貯蔵しているタンク内で、電極間に電圧を印加して電流を測定することで、現像剤抵抗率を取得している。

特開２００７－２０６１９４号公報 特開平３－２１２６５９号公報

上記提案の方法は、現像電圧設定の調整で現像剤抵抗率の低下による画質悪化を補うものであるが、感光体ドラムの帯電量には限界があり、対処できる現像剤抵抗率の低下幅が限られている。

本発明の目的は、現像剤抵抗率の低下を検知した際に抵抗率補正モードを実施することで、現像剤抵抗率を所定値以上に回復させ画質悪化を防ぐことで、画質のより長期な安定を実現することができる画像形成装置を提供することにある。

（１）上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、液体現像剤を用いた画像形成装置において、液体現像剤を担持する現像ローラと、現像ローラと当接し静電潜像を担持する感光ドラムと、現像ローラへ供給する液体現像剤を貯蔵する現像剤撹拌槽と、液体現像剤の抵抗率を予測する抵抗率予測機構とを有し、液体現像剤の抵抗率がある規定値を下回った際に、抵抗率補正モードを実施することを特徴とする。

（２）また、（１）記載の画像形成装置において、液体現像剤の抵抗率予測機構として、出力画像の画像Ｄｕｔｙの積算値から抵抗率を予測することを特徴とする。

（３）また、液体現像剤を用いた画像形成装置において、液体現像剤を担持する現像ローラと、現像ローラと当接し静電潜像を担持する感光ドラムと、現像ローラへ供給する液体現像剤を貯蔵する現像剤撹拌槽と、液体現像剤の抵抗率を検出する抵抗率検出機構とを有し、液体現像剤の抵抗率がある規定値を下回った際に、抵抗率補正モードを実施することを特徴とする。

（４）また、（３）に記載の画像形成装置において、液体現像剤の抵抗率検出機構として、液体現像剤貯蔵部に抵抗率測定装置を設置することを特徴とする。

（５）また、（３）に記載の画像形成装置において、現像ローラ上に液体現像剤中のトナーを寄せるための電界印加手段として成膜電極を有し、液体現像剤の抵抗率検出機構として、成膜電極と現像ローラの間に流れる電流を液体現像剤抵抗率に換算することを特徴とする。

（６）また、（３）に記載の画像形成装置において、現像ローラ上の余剰な液体現像剤を規制し現像ローラ上に適切な厚みの液体現像剤層を形成するための絞りローラを有し、液体現像剤の抵抗率検出機構として、絞りローラと現像ローラの間に流れる電流を液体現像剤抵抗率に換算することを特徴とする。

（７）また、（１）又は（３）に記載の画像形成装置において、感光ドラムに当接して感光ドラム上の液体現像剤を回収する感光ドラムクリーニング部材を有し、抵抗率補正モードとして、ある画像Ｄｕｔｙ以下の画像を所定時間描画し、それを感光ドラムクリーニングで回収することを特徴とする。

（８）また、（１）又は（３）に記載の画像形成装置において、感光ドラムに当接して感光ドラム上のトナー像を転写する中間転写体と、中間転写体上の残液体現像剤を除去する中間転写体クリーニング部材とを有し、抵抗率補正モードとして、ある画像Ｄｕｔｙ以下の画像を所定時間描画し、それを中間転写体クリーニング部材で回収することを特徴とする。

（９）また、（１）又は（３）に記載の画像形成装置において、現像ローラ上の余剰な液体現像剤を規制し現像ローラ上に適切な厚みの液体現像剤層を形成するための絞りローラと、絞りローラ上の液体現像剤を回収するための絞りローラクリーニング部材と、絞りローラクリーニング部材で回収した液体現像剤を液体現像剤貯蔵部に戻すための絞り回収流路とを有し、抵抗率補正モードとして、絞り回収流路を変更して絞りローラ上で回収した液体現像剤を液体現像剤貯蔵部に戻さないようにすることを特徴とする。

本発明によれば、液体現像方式の画像形成装置において、抵抗率の低下を検知した際に、抵抗率補正モードを行い、液体現像剤中の余剰な荷電制御剤を除去することで、抵抗率を規定値以上に回復させることができる。その結果、画像の濃度を安定させ、カブリの発生を抑えることが可能となる。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１の現像装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２の現像装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態の制御フローチャートを示した図である。 ニップ部で電界を印加した際の荷電制御剤はがれ率を示す図である。 本発明の実施例１における抵抗率推移の変化と画像Ｄｕｔｙを示す図である。 本発明の実施例１における抵抗率補正モードのタイミングチャートを示す図である。 本発明の実施例２における抵抗率推移の変化と画像Ｄｕｔｙを示す図である。

以下、本発明の画像形成装置の例について説明する。

［画像形成装置］
まず、本実施例における画像形成装置の構成を、図１を元に説明する。

中間転写ベルト７０は、光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、二次転写外ローラ８１と当接しながら回転駆動される。中間転写ベルト７０，一次転写バックアップローラ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ及び感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋとで構成された一次転写ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋにより、中間転写ベルト７０上に４色のトナーが順次重ねて転写される。

二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成されたトナー像を紙等の記録媒体に転写する。不図示の定着ユニットにおいて、記録媒体上に転写されたトナー像は、記録媒体上に定着される。

現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）に発色するトナー粒子を含む液体現像剤で潜像を現像する機能を有している。

なお、各色の現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋおよびその周辺構成は同様であるので、以下一つの現像ユニット５０Ｋとその周辺について詳細に説明する。

図１に示すように、感光体２０Ｋの周囲には、その回転方向に沿って、感光体を帯電する帯電ユニット３０Ｋ、帯電された感光体２０Ｋに静電潜像を形成する露光ユニット４０Ｋ、一次転写ユニット６０Ｋが配置される。感光体２０Ｋは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施例においては図３に矢印で示されているように反時計回りに回転する。

帯電ユニット３０Ｋは、感光体２０Ｋを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ－θレンズ等を有しており、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｋ上に照射し潜像を形成する。

現像ユニット５０Ｋは、感光体２０Ｋ上に形成された潜像を、ブラック（Ｋ）液体トナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Ｋの詳細につては後述する。

一次転写ユニット６０Ｋは、感光体２０Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７０に転写するための装置である。

［現像装置］
次に、本実施例における現像装置の構成について、図２を元に説明する。

現像ユニット５０には、液体現像剤を担持して感光体２０へ搬送する現像ローラ５１を中心として、感光体２０より上流側には、現像剤供給槽５５、成膜電極５２、絞りローラ５３が配置され、感光体２０より下流側には、現像クリーニングローラ５４が配置される。ここで、成膜電極５２は、現像剤供給槽から供給された液体現像剤中のトナーを現像ローラ５１へ電界によって寄せる役割を、絞りローラ５３は、トナー粒子を電界によりパッキングさせると同時に余分なキャリア液を絞って現像ローラ５１上に数μｍの現像剤層を作成する役割を、現像クリーニングローラ５４は、非画像部の残トナーを電界によって現像ローラ５１上から回収する役割を、それぞれ担っている。

現像剤供給槽５５は、感光体２０上に形成された潜像を現像するための液体現像剤を、現像ローラ５１に供給するために一時的に収容する箇所である。現像剤供給槽５５には、現像剤撹拌槽５７から、トナー粒子の質量濃度が約３ｗｔ％に調整された液体現像剤が供給される。本実施例に用いる液体現像剤は、ポリエステル系の樹脂中に顔料等の着色料を分散させた平均粒径０．８μｍのトナー粒子を、有機溶媒等の液体キャリア中に、トナー分散剤や荷電制御剤とともに添加したもので、トナー粒子表面が負極性に帯電している。トナー粒子の移動量や押し付け量は、各部材間に設ける電位差を調整することで制御する。

本実施例において、画像形成プロセススピードは７８５ｍｍ／ｓであり、画像形成に寄与する上記ローラ形状の部材は、表面周速が７８５ｍｍ／ｓになるように回転駆動させる。

成膜電極５２は、現像ローラ５１と対向した面の周方向長さが２４ｍｍであり、現像ローラ５１と４００±３０μｍのギャップを形成する。現像剤供給槽５５に供給された液体現像剤は、現像ローラ５４の回転によって成膜電極５２と現像ローラ５４とのギャップとに引き込まれる。液体現像剤中のトナーは、現像ローラ５１と成膜電極５２で形成されるギャップを通過する間に、現像ローラ５１と成膜電極５２の電位差によって生じる電界によって、現像ローラ５１側へと寄せられる。本実施例において、現像ローラと成膜電極の電位差は約３００Ｖである。

絞りローラ５３は、金属からなるローラであり、本実施例では、直径１６ｍｍのステンレスで作成されたローラを用いる。絞りローラ５３は現像ローラ５１と長手（本実施例では３５４ｍｍ）にわたって圧力が一定になるように当接され、図２に示すように反時計回りに回転する。成膜電極５２を通過した液体現像剤は、現像ローラ５１と絞りローラ５３から形成された、ギャップ厚み約６μｍ、幅約３ｍｍのニップを通過する。ニップ中では、現像ローラ５１と絞りローラ５３の電位差から生じる電界によって、トナーは現像ローラ側へ押しつけられ、トナー層とキャリア層が形成される。ニップ出口においてはキャリア層が現像ローラ５１と絞りローラ５３に泣き別れる。この結果、本実施例においては、現像ローラ５１上に成膜された液体現像剤のトナー質量濃度は５０±５ｗｔ％となる。

一方、現像ローラ５１と成膜電極５２のギャップを通過したのちに、現像ローラ５１と絞りローラ５３のニップ部に流入できなかった液体現像剤は、絞りローラ５３に跳ね返される形で成膜電極５２の背面を通じて、現像剤回収槽５６へ流れる。

現像クリーニングローラ５４には、図２に示すように現像クリーニングブレード５４１が当接している。現像クリーニングブレード５６はステンレスからなる厚み０．２ｍｍ、自由長２０ｍｍのブレードであり、その先端が現像クリーニングローラ５４の回転方向に対してカウンター方向で、垂直方向から３０±３°傾くように突き当てられている。現像ローラ５１から現像クリーニングローラ５４表面に回収されたトナー粒子は、現像クリーニングブレード５４１によって掻き取られ、現像クリーニングブレード５６の傾斜を伝って現像剤回収槽５６へと流れる。

現像剤回収槽５６へと流れてきた液体現像剤は、現像剤排出口５６１から排出され、現像剤撹拌槽５７へ戻る。

現像ローラ５１上の液体現像剤層中のトナー粒子は、現像ローラ５１と感光体ドラム２０の対向部、すなわち現像部において、感光ドラム２０上に描かれた潜像に倣って以下に詳述するように可視画像を形成する。

感光体ドラム２０は、現像ローラ５１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であり、図２に示したように反時計回りに回転する。感光体ドラム２０の感光層は通常、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。本実施例では、アモルファスシリコンおよびアモルファスカーボンの混合体により感光層が形成された、直径８４ｍｍの感光体ドラムを用いる。

感光体ドラム２０の周囲には、その回転方向に沿って感光体ドラムを帯電する帯電ユニット３０、帯電された感光ドラム２０に静電潜像を形成する露光ユニット４０が、現像部上流側に配置される。

帯電ユニット３０は、感光体ドラム２０を帯電するための装置である。本実施例では、帯電ユニット３０はコロナ帯電器により構成され、帯電ワイヤに約－４．５ｋＶ～－５・５ｋＶの電圧を印加することにより、感光体ドラム表面が約－５００Ｖに帯電される。露光ユニット４０は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ－θレンズ等を有し、変調されたレーザを帯電された感光体ドラム２０表面に照射することで静電潜像を形成する。本実施例では、露光ユニット４０により画像部の電位が約－１００Ｖとなるように潜像が形成される。

本実施例では、現像ローラ５１に約－３００Ｖのバイアスが印加され、感光体ドラム２０上の静電潜像（画像部：－１００Ｖ、非画像部：－５００Ｖ）で形成される電界にしたがって、画像部ではトナー粒子が感光体ドラム２０上へと電気泳動により移動し、非画像部では現像ローラ５１上にトナー粒子が押し付けられる方向に電界が作用し現像ローラ５１上に残留する。これにより、感光ドラム２０上にトナー粒子による可視画像が形成される。現像部において十分な分担電圧が液体現像剤に印加されるためには、現像剤抵抗率は１．５×１０１０Ωｃｍ以上あることが望ましい。

［抵抗率検知手段］
次に、液体現像剤の抵抗率検知手段について詳述する。

抵抗率検知手段としては、抵抗率測定装置を現像剤撹拌槽５７内に設置するもの、成膜電極５２と現像ローラ５１の間に流れる電流あるいは絞りローラ５３と現像ローラ５１の間に流れる電流から換算するもの、画像Ｄｕｔｙの積算値から現像剤撹拌槽５７内の荷電制御剤の濃度を推測しそれを抵抗率に換算するものの３通りを考えている。以下でこの３通りについて順に説明する。

１．抵抗率測定装置を用いる方法
抵抗率検知手段として、現像剤撹拌槽５７内に抵抗率測定装置を設置する。ここで、抵抗率測定装置とは、電極と電圧印加手段を有し、電極間に液体現像剤を満たした状態で電圧を印加し、流れた電流から抵抗率を求めるものが一般的である。

２．成膜電極電流あるいは絞りローラ電流を用いる方法
まず、成膜電極５２と現像ローラ５１の間に流れる電流を用いる方法について説明する。画像形成動作時においては、成膜電極５２と現像ローラ５１の間には、現像ローラ５１の回転によって現像剤供給層５５から供給される液体現像剤が満たされている。成膜電極５２と現像ローラ５１の間に印加された電圧は、現像ローラ５１の表層のゴム層と液体現像剤に分担される。このとき、現像ローラ５１の表層のゴム層の抵抗率をあらかじめ把握しておくことで、液体現像剤に分担される電圧を知ることができる。そのため、成膜電極５２と現像ローラ５１の間に流れた電流を測定すれば、液体現像剤の抵抗率を知ることが可能となる。

具体的には、現像剤の抵抗率をρ１、成膜電極５１の表面積をS、成膜電極５１と現像ローラ５２の表層間のギャップ間隔をｄ１、現像ローラ５１のゴム層の抵抗率をρ２、厚みをｄ２、成膜電極５２と現像ローラ５１の間に印加した電圧をV、流れた電流をIとすると、オームの法則から、

と書くことができ、これを変形すると以下のようになる。

この式を用いることで、液体現像剤の抵抗率ρ１を知ることができる。

絞りローラ５３と現像ローラ５１の間の電流を用いる場合も、基本的には成膜電極の場合と同様であるが、成膜電極５２と現像ローラ５１の間に電圧を印加していると、絞りローラ５３と現像ローラ５１のつくる絞りニップ部に突入する液体現像剤のトナー質量濃度が増加しており、その影響も含んでしまう。これを防ぐために、絞りローラ５３と現像ローラ５１の電流を測定する際には、成膜電極５２と現像ローラ５１をほぼ等電位にしておくとよい。この注意点を除けば、成膜電極５２の場合の先述の議論と同様になり、絞りニップ部の液体現像剤の厚みをｄ１とすれば、同じ式で液体現像剤の抵抗率を算出することができる。

３．画像Ｄｕｔｙの積算値から予測する方法
トナーの帯電量を制御する目的で付与している荷電制御剤は、トナーに電荷を付与するという機能から考えられるように、液体現像剤中ではトナーと逆の極性に帯電していると考えられる。そのため、トナーに電界が印加される現像ニップ部においてトナーと逆の方向へ移動し、その結果ニップ出口の泣別れ部でトナーが存在しているローラと逆のローラに存在すると考えられる。

上記の状況を実際に実験で確認した結果が図５である。横軸が現像ニップ部において印加した電圧であり、縦軸がトナーと逆のローラへ移動した荷電制御剤の割合すなわち荷電制御剤のはがれ率である。以下に実験の方法を詳述する。

実験装置の構成は、表層にゴム層を持ったゴムローラと金属ローラを当接させ、周速差をつけずに回転させるものである。この状態で両ローラ間に、トナーをゴムローラ側に寄せる側へ電圧を印加し、荷電制御剤の濃度があらかじめ分かっている液体現像剤をゴムローラ上に滴下する。滴下した液体現像剤はローラの回転によりゴムローラと金属ローラのニップ部に突入し、電界の作用を受ける。トナーはニップ内部でゴムローラ側に寄せられるため、金属ローラ側には泣別れキャリア液のみが残る。この残ったキャリア液には電界の作用ではがれた荷電制御剤が存在しているため、金属ローラにゴムブレードを当接させてキャリア液を回収し、荷電制御剤の濃度を測定することで、電界が作用した際の荷電制御剤のはがれ率を算出できる。

上記の実験結果を示した図５から、ニップ部において電圧を印加すると、トナーと逆側に、流入量のおよそ６割の荷電制御剤が移動していることが分かる。画像を連続的に出力した場合には、現像ニップに突入した荷電制御剤のうちの約６割が現像器内に回収されることになり、出力すればするほど、現像器および現像剤撹拌槽の内部の荷電制御剤の濃度が増加し、液体現像剤の抵抗率を低下させることになる。

以上から荷電制御剤の濃度は、出力する画像の画像Ｄｕｔｙ（画像のトナー消費比率）から予測が可能であり、あらかじめ用意しておいた荷電制御剤の濃度と液体現像剤の抵抗率の関係を保持したテーブルを参照することで、画像Ｄｕｔｙから液体現像剤の抵抗率を予測することが可能となる。

［抵抗率補正モード］
次に、抵抗率検知手段で現像剤抵抗率低下を検知した際に実施する、抵抗率補正モードについて詳述する。

上記抵抗率検知手段において、現像剤抵抗率がある規定値（たとえば、現像部において十分な現像剤分担電圧を確保するのに必要な、１．５×１０１０Ωｃｍ）を下回った場合、画像形成動作をやめ、トナー消費量の少ない画像の出力動作（低Ｄｕｔｙ描画モード）を実施する。本実施例では、低Ｄｕｔｙ描画モードの画像Ｄｕｔｙとして０％、すなわちベタ白を描画している。このとき、感光体ドラム２０上には、現像ニップ部のバイアスによってはがれた余剰な荷電制御剤を含むキャリア液が存在している。このキャリア液を感光体クリーニングブレード２１で掻きとり、感光体クリーニング液回収部２２で回収することで、現像剤撹拌槽５７内の荷電制御剤の濃度を下げ、規定値以下に低下した液体現像剤の抵抗率を回復させることができる。

このとき、低Ｄｕｔｙ描画モードの実施は、先述した液体現像剤の抵抗率検知手段によって、あらかじめ設定した液体現像剤の抵抗率の回復判断水準を上回ったことが確認された時点で終了とし、通常の画像形成動作へ戻る。

上記の抵抗率補正モードを実施しない場合と実施した場合で、現像剤撹拌槽５７内の液体現像剤の抵抗率がどのように推移するかを図６の上側のグラフに示す。この時、通常印刷モードにおける画像Ｄｕｔｙは７０％とし、使用前の液体現像剤の抵抗率は２．５×１０１０Ωｃｍ、抵抗率下限は１．５×１０１０Ωｃｍ、抵抗率回復判断基準は２．０×１０１０Ωｃｍとした。図６で示したように、補正モードを入れない場合（破線）は、液体現像剤の抵抗率が下限である１．５×１０１０Ωｃｍを下回ってしまうが、補正モードを入れた場合（実線）は、抵抗率の適正範囲内で使用を続けることが可能となる。

ただし、図６の下側のグラフで示したように、抵抗率が下限値を下回った際に抵抗率補正モードとして低Ｄｕｔｙ画像を描画する時間が挟まれるため、その間は印刷が中断されることになる。しかし、ジョブ終了時の後回転動作において、抵抗率補正モードを実施することは可能であり、これによりダウンタイムを低減することは可能である。

また、低Ｄｕｔｙ描画モードの実施時間を短縮させるために、低Ｄｕｔｙ描画モード実施時には、成膜電極５２や絞りローラ５３に印加するバイアスを増加させることでし、現像ローラ５１上のトナー載り量を増加させることも有効である。これは、現像ローラ５１上のトナー載り量を増加させることで、現像ニップ部に突入する荷電制御剤の量を増加させることができ、感光体クリーニング液回収部２２で回収するキャリア液内の荷電制御剤の濃度を増加させられるためである。図６の抵抗率変動のグラフは、抵抗率補正モードにおける現像ローラ５１上のトナー載り量を、通常の印刷時の１．５倍にした場合となっている。

上記の低Ｄｕｔｙ描画モードの実施においては、現像剤撹拌槽５７から余剰な荷電制御剤を除去するのと同時に、キャリア液も除去してしまい、現像剤撹拌槽５７内のトナー濃度も上昇してしまう。これについては、非図示のキャリア液タンクから現像剤撹拌槽５７にキャリア液を適宜追加することで対応する。

また、低Ｄｕｔｙ描画モードにおいて感光体クリーニング液回収部で回収された余剰な荷電制御剤を含むキャリア液から、非図示のセパレータ機構においてニップ部で電界を印加することによって、荷電制御剤をほとんど含まないキャリア液を抽出することが可能である。このように抽出されたキャリア液は現像剤撹拌槽５７へ再利用することが可能である。

次に、本発明の異なる実施例について説明する。なお、本実施例の画像形成装置の構成及び動作は実施例１と重複する部分が多いため、実施例１と異なる部分についてのみ記述する。

［画像形成装置］
画像形成装置については、実施例１と同一のため、記述を省略する。

［現像装置］
現像装置についても、実施例１と同一のため、記述を省略する。

［抵抗率検知手段］
液体現像剤の抵抗率検知手段についても、実施例１と同一のため、記述を省略する。

［抵抗率補正モード］
次に、抵抗率検知手段で現像剤抵抗率低下を検知した際に実施する、抵抗率補正モードについて詳述する。

上記抵抗率検知手段において、現像剤抵抗率がある規定値（たとえば、現像部において十分な現像剤分担電圧を確保するのに必要な、１．５×１０１０Ωｃｍ）を下回った現像ユニットが存在する場合は、画像形成動作をやめ、トナー消費量の少ない画像の出力動作（低Ｄｕｔｙ描画モード）を実施する。また、低Ｄｕｔｙ描画モードの画像Ｄｕｔｙとして０％、すなわちベタ白を描画する場合を記述する。このとき、感光体ドラム２０上には、現像ニップ部のバイアスによってはがれた余剰な荷電制御剤を含むキャリア液が存在している。このキャリア液を感光体クリーニングブレード２１で掻きとり、感光体クリーニング液回収部２２で回収することで、現像剤撹拌槽５７内の荷電制御剤の濃度を下げ、規定値以下に低下した液体現像剤の抵抗率を回復させることができる。

このとき、低Ｄｕｔｙ描画モードの実施は、先述した液体現像剤の抵抗率検知手段によって、あらかじめ設定した液体現像剤の抵抗率の回復判断基準（たとえば２．０×１０１０Ωｃｍ）を上回ったことが確認された時点で終了とし、通常の画像形成動作へ戻る。

上記抵抗率補正モードを行う際に、現像剤抵抗率が規定値１．５×１０１０Ωｃｍを下回っていない現像ユニットについては、現像剤抵抗率が回復判断基準２．０×１０１０Ωｃｍを下回っている場合には、あわせて抵抗率補正モードを実施する。ただし、現像剤抵抗率が回復判断基準２．０×１０１０Ωｃｍを上回っている現像ユニットについては、抵抗率補正モードを行う必要がないため、現像ローラ５１と感光体ドラム２０を離間し、現像ローラ５１、成膜電極５２、絞りローラ５３、現像クリーニングローラ５４の電位を略等電位とした上で、現像ローラ５１、絞りローラ５３、現像クリーニングローラ５４の回転を停止しておく。これは電圧の印加やローラの回転によって現像ローラ５１のゴム層が劣化するのを防ぐためである。

具体例として、イエローの現像ユニット５０Ｙの現像剤抵抗率が１．５×１０１０Ωｃｍに低下した際に、マゼンタの現像ユニット５０Ｍの現像剤抵抗率が１．８×１０１０Ωｃｍ、シアンの現像ユニット５０Ｃの現像剤抵抗率が２．０×１０１０Ωｃｍ、ブラックの現像ユニット５０Ｋの現像剤抵抗率が２．３×１０１０Ωｃｍだった場合の、タイミングチャートを図７に示す。

まず、Ｔ１＝０ｓで、抵抗率補正モードを行わないシアンとブラックの現像ユニットの現像ローラ５１と感光体ドラム２０を離間させる。次に、Ｔ２＝５ｓでシ現像ユニットへの高圧給電を切り、Ｔ３＝１５ｓで現像ローラ駆動を切る。そして、マゼンタの現像ユニットにおいて現像剤抵抗率が回復判断基準２．０×１０１０Ωｃｍを上回ったタイミング（Ｔ４）で、マゼンタの現像ユニットの現像ローラ５１と感光体ドラム２０を離間させ、その５秒後に高圧給電を切り、その１０秒後に現像ローラ駆動を切る。最終的にイエローの現像ユニットの現像剤抵抗率が回復判断基準２．０×１０１０Ωｃｍを上回った時点で、抵抗率補正モードを終了し、画像形成動作に復帰する。

［画像形成装置］
画像形成装置については、実施例１と同一のため、記述を省略する。

［現像装置］
本実施例における現像装置の構成について、実施例１との差分を、図３を元に説明する。

絞りローラ５３は実施例１でも記述したように、現像ローラ５１と当接し電圧を印加することで、絞りローラ５３と現像ローラ５１のつくるニップ部において電界を生じさせ、トナーを現像ローラ５１側へ寄せる機能を担っている。ここで、絞りローラ５３と現像ローラ５１のニップの出口において、現像ローラ５１上には成膜されたトナー層およびキャリア液が存在し、絞りローラ５３上にはキャリア液のみが存在する。この絞りローラ５３上のキャリア液は、絞りローラ５３に当接している絞りローラクリーニング部材５３１で回収され、絞り回収流路５３２を通過して、流路切り替え部５３３に到達する。流路切り替え部５３３は流路の行き先を、現像剤撹拌槽５７と非図示の回収タンクのどちらかに切り替えることができる。通常の画像形成動作時は、キャリア液を再利用するため、流路切り替え部５３３は現像剤撹拌槽５７へ繋げられている。

［抵抗率検知手段］
液体現像剤の抵抗率検知手段については、実施例１と同一のため、記述を省略する。

［抵抗率補正モード］
次に、抵抗率検知手段で現像剤抵抗率の低下を検知した際に実施する、抵抗率補正モードについて詳述する。

先述の抵抗率検知手段において、現像剤抵抗率がある規定値（たとえば、現像部において十分な現像剤分担電圧を確保するのに必要な、１．５×１０１０Ωｃｍ）を下回った場合、画像形成動作を続けたまま、流路切り替え部５３３の流路の行先を、現像剤撹拌槽５７から、非図示の回収タンクへ切り替える。これにより、絞りローラ５３と現像ローラ５１のニップ部の電界で絞りローラ５３上の泣別れキャリア液中に移動した荷電制御剤が現像剤撹拌槽５７に戻るのを防ぎ、現像剤撹拌槽５７内の荷電制御剤濃度を減少させ、液体現像剤の抵抗率を回復させることが可能となる。

上記抵抗率補正モードは、先述の抵抗率検知手段によって、あらかじめ設定した液体現像剤の抵抗率の回復判断水準（たとえば、２．０×１０１０Ωｃｍ）を上回ったことが確認された時点で、流路切り替え部５３３の流路の行き先を現像剤撹拌槽５７に戻すことで終了とする。

上記の抵抗率補正モードを実施しない場合と実施した場合で、現像剤撹拌槽５７内の液体現像剤の抵抗率がどのように推移するかを図８の上段のグラフに示す。この時、通常印刷モードにおける画像Ｄｕｔｙは７０％とし、使用前の液体現像剤の抵抗率は２．５×１０１０Ωｃｍ、抵抗率下限は１．５×１０１０Ωｃｍ、抵抗率回復判断基準は２．０×１０１０Ωｃｍとした。図８で示したように、補正モードを入れない場合（破線）は、液体現像剤の抵抗率が下限である１．５×１０１０Ωｃｍを下回ってしまうが、補正モードを入れた場合（実線）は、抵抗率の定期性範囲内で使用を続けることが可能となる。

本実施例は実施例１とは異なり、抵抗率補正モード中も画像形成動作を行えるため、図８の中段のグラフで示したように、抵抗率補正モード中も任意の画像Ｄｕｔｙの出力を行うことが可能である。ただし、この時高Ｄｕｔｙの画像を出力した場合には、現像部において荷電制御剤が現像ローラ５１側に回収され、現像剤撹拌槽５７中の荷電制御剤濃度を増加させる側に寄与する。そのため、絞りローラ５３からの荷電制御剤の除去による現像剤撹拌槽５７内の荷電制御剤濃度の減少速度は遅くなる。このことから、図８で示した本実施例の抵抗率補正モードの所要時間は、図６で示した実施例１の抵抗率補正モードの所要時間よりも長くなっている。

また、図８の下段のグラフは、絞り回収流路５３２の流路を、通常動作時の現像剤撹拌槽５７へ繋げた状態から切り替えているかどうかを示したものである。本実施例では、抵抗率補正モードの切り替えは、この絞り回収流路５３２の切り替えのみで実現可能である。

上記の抵抗率補正モードでは、絞りローラクリーニング部材５３１で回収したキャリア液を現像剤撹拌槽５７に戻さないため、現像剤撹拌槽５７内のキャリア液量が減り、トナー濃度が上昇してしまう。これについては、非図示のキャリア液タンクから現像剤撹拌槽５７にキャリア液を適宜追加することで対応する。

また、抵抗率補正モードで非図示の回収タンクへ回収された余剰な荷電制御剤を含むキャリア液から、非図示のセパレータ機構においてニップ部で電界を印加することによって、荷電制御剤をほとんど含まないキャリア液を抽出することが可能である。このように抽出されたキャリア液は現像剤撹拌槽５７へ再利用することが可能である。

以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記に限定されない。液体現像剤の抵抗率検知手段及び抵抗率補正モードそれぞれについて複数の候補を記述したが、どの組み合わせを用いてもよい。最後に、本発明の制御フローチャートの一例を図４に示す。

１００ 画像形成装置
２０ 感光体ドラム
２１ 感光体クリーニングブレード
２２ 感光体クリーニング液回収部
３０ 帯電ユニット
４０ 露光ユニット
５０ 現像装置
５１ 現像ローラ
５２ 成膜電極
５３ 絞りローラ
５３１ 絞りローラクリーニング部材
５３２ 絞り回収流路
５３３ 流路切り替え部
５４ 現像クリーニングローラ
５４１ 現像クリーニングブレード
５５ 現像剤供給槽
５５１ 現像剤供給口
５６ 現像剤回収槽
５６１ 現像剤排出口
５７ 現像剤撹拌槽
６０ 一次転写ユニット
６１ 一次転写バックアップローラ
７０ 中間転写ベルト
７１ 中間転写ベルトクリーニング部材
８０ 二次転写ユニット

Claims (9)

1. 液体現像剤を用いた画像形成装置において、
   液体現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体と当接し静電潜像を担持する潜像担持体と、
   前記現像剤担持体へ供給する液体現像剤を貯蔵する現像剤撹拌槽と、
   液体現像剤の抵抗率を予測する抵抗率予測手段と、を有し、
   液体現像剤の抵抗率予測値がある規定値を下回った際に、抵抗率補正モードを実施することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、液体現像剤の抵抗率予測手段として、画像形成動作中に消費されたトナー量から現像剤抵抗率変化を予測することを特徴とする画像形成装置。
3. 液体現像剤を用いた画像形成装置において、
   液体現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体と当接し静電潜像を担持する潜像担持体と、
   前記現像剤担持体へ供給する液体現像剤を貯蔵する現像剤撹拌槽と、
   液体現像剤の抵抗率を検出する抵抗率検出手段と、を有し、
   液体現像剤の抵抗率がある規定値を下回った際に、抵抗率補正モードを実施することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、液体現像剤の抵抗率検出機構として、前記現像剤撹拌槽に抵抗率測定装置を設置することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体上に液体現像剤中のトナーを寄せるための電界印加手段として成膜電極を有し、液体現像剤の抵抗率検出手段として、前記成膜電極と前記現像剤担持体の間に電圧を印加した際に流れる電流の値から液体現像剤の抵抗率を取得することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体に当接して、余剰な液体現像剤を規制し前記現像剤担持体上に適切な厚みの液体現像剤層を形成するための絞りローラを有し、液体現像剤の抵抗率検出手段として、前記絞りローラと前記現像剤担持体の間に電圧を印加した際に流れる電流の値から液体現像剤の抵抗率を取得することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記潜像担持体に当接して前記潜像担持体上の液体現像剤を回収する潜像担持体清掃部材を有し、抵抗率補正モードとして、トナー消費量がある基準以下となる画像を所定時間描画し、それを前記潜像担持体清掃部材で回収することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記潜像担持体に当接して前記潜像担持体上のトナー像を転写する中間転写体と、前記中間転写体上の液体現像剤を回収する中間転写体清掃部材と、を有し、抵抗率補正モードとして、トナー消費量がある基準以下となる画像を所定時間描画し、それを前記中間転写体清掃部材で回収することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、余剰な液体現像剤を規制し前記現像剤担持体上に適切な厚みの液体現像剤層を形成するための絞りローラと、前記絞りローラ上の液体現像剤を回収するための絞りローラ清掃部材と、前記絞りローラ清掃部材で回収した液体現像剤を前記現像剤撹拌槽へ戻す絞り回収流路と、を有し、抵抗率補正モードとして、前記絞り回収流路を変更して絞りローラで回収した液体現像剤を前記現像剤撹拌槽へ戻さないようにすることを特徴とする画像形成装置。
   

Images