JP4348938B2

JP4348938B2 - 画像形成装置および方法

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Publication number: JP4348938B2
Application number: JP2002320259A
Authority: JP
Inventors: 昌英中村; 欣郎古賀; 徹藤田; 淳憲北澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: CN2771905Y; JP2004157180A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成技術に係り、特に現像方式として湿式現像を採用した電子写真方式の画像形成技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、帯電している感光体を露光手段により露光して当該感光体に静電潜像を形成し、現像手段によりトナーを感光体に付着させて静電潜像を顕像化してトナー像を形成し、このトナー像を転写媒体に転写するようにした電子写真方式の画像形成装置が実用化されている。ここで、現像手段の現像方式として、液体キャリアにトナーを分散した現像液を用いる湿式現像方式が知られている。この湿式現像方式は、トナーの平均粒子径が０．１〜２μｍと小さいので高解像度の画像が得られる、液体のため流動性が高いことから均一な画像が得られる、などの利点を有している。
【０００３】
この画像形成装置では、装置各部に与えるバイアス電位を始めとする様々な要素からなる画像形成条件を変化させることで画像濃度などの画像品質を制御できることが従来より知られている。また、装置の個体差、経時変化や、温湿度など装置の周囲環境の変化に起因してトナー像の画像濃度が異なることがある。そこで、上記要素のうち画像濃度に影響を与える画像形成条件を調整することで画像濃度を制御する濃度制御技術が従来より提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の装置では、テスト用のパッチ画像を形成し、そのパッチ画像に向けて光を照射し、そのパッチ画像からの光を受光してパッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき感光体の表面電位や現像液のトナー濃度などの画像形成条件を制御するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２９２６２２号公報（段落［００１６］、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の画像形成装置では、比較的低いトナー濃度の現像液を用いていたのであるが、近年、次のような理由から、比較的高トナー濃度の現像液が用いられるようになってきた。すなわち低トナー濃度では、十分なトナー量を確保するためには大量の現像液を必要とするため、装置の小型化が困難であり、さらに、液体キャリアとして多く用いられる揮発性溶媒の装置外への漏洩を防ぐために装置構成が複雑化するという理由である。また、現像液を高濃度にすると高粘度になる。そのため、比較的低いトナー濃度の現像液を用いることを前提としていた特許文献１に記載の濃度制御技術を、比較的高トナー濃度であり、しかも高粘度の現像液を用いる画像形成装置にそのまま適用することは困難である。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高濃度・高粘度の現像液を用いて潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成した後、該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および画像形成方法において、画質の良好なトナー像を安定して形成することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、液体キャリアにトナー粒子を分散してトナー濃度が約５〜４０重量％となっている現像液を用いて潜像担持体上の潜像を所定の現像位置で現像してトナー像を形成する現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像を所定の１次転写位置で中間転写媒体に転写する１次転写手段と、前記中間転写媒体上のトナー像を所定の２次転写位置で記録媒体に転写する２次転写手段と、前記潜像担持体上にパッチ画像として形成されたトナー像に向けて光を照射する発光部と、前記パッチ画像からの光を受光する受光部とを有する光センサと、前記受光部からの受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する制御手段とを備え、前記光センサは、前記現像位置と前記１次転写位置との間で前記潜像担持体に対向配置されており、前記潜像担持体上に形成されたパッチ画像における液体キャリア層の平均的な厚さをトナー粒子層の平均的な厚さの２倍以上に設定することを特徴としている。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成方法は、液体キャリアにトナー粒子を分散してトナー濃度が約５〜４０重量％となっている現像液を貯留するタンクと、潜像担持体から現像ギャップだけ離れて配置され、前記潜像担持体に前記現像液を接触させて前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成する現像ローラと、前記タンクに貯留されている前記現像液を汲み上げるとともに、汲み上げた前記現像液を前記現像ローラの表面に付着させる塗布ローラと、前記トナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、前記潜像担持体上にパッチ画像として形成されたトナー像における液体キャリア層の平均的な厚さを、トナー粒子層の平均的な厚さの２倍以上に設定するように、前記塗布ローラ上の現像液層の厚さ、前記現像ギャップ、前記現像液層が前記潜像担持体および前記現像ローラの双方に接触している周方向の距離である現像ニップ幅を調整する工程と、前記潜像担持体上に形成された前記パッチ画像に向けて光を照射する工程と、前記パッチ画像からの光を受光する工程と、その受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する工程とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
これらの構成によれば、潜像担持体上にパッチ画像として形成されたトナー像に向けて光が照射され、パッチ画像からの光が受光されて、その受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件が制御される。
【００１０】
ところで、液体キャリアにトナー粒子が分散された現像液のうち、潜像担持体上では、潜像電位（コントラスト電位）によりトナー粒子が潜像担持体の表面に引き付けられて下層を形成し、その表層に液体キャリアの層が形成される。同様に、転写媒体上では、転写バイアスによりトナー粒子が転写媒体の表面に引き付けられて下層を形成し、その表層に液体キャリアの層が形成される。このため、トナー粒子はほぼ全量が転写媒体へ転写されるが、液体キャリアはその一部が潜像担持体にとどまり、残りが転写媒体へと転写される。従って、トナー像が潜像担持体から転写媒体に転写される場合に、転写の前後において、現像液に含まれる液体キャリア量は減少する一方、現像液に含まれるトナー量は殆ど変化しない。その結果、トナー濃度が約５〜４０重量％となっている高濃度・高粘度の現像液は、トナー像の転写により益々高濃度・高粘度になっていく。
【００１１】
潜像担持体などに担持される現像液の表面は、比較的低粘度の場合には、表面張力の作用によって平滑になると考えられる。ところが、例えば図７に示すように、液体キャリア３２１の量の減少により表層の液体キャリア３２１の層が薄層化されるとともに、現像液３２が高粘度になると、固形成分であるトナー粒子３２２の形状に応じた凹凸が現像液３２の表面に形成されることとなる。すなわち、転写媒体上のパッチ画像を形成する現像液の表面には凹凸が形成され、平滑にならない。パッチ画像を形成する現像液の表面に凹凸が形成されると、例えば図８に示すように、そのパッチ画像に光（図中、矢印）を照射したときに、その凹凸形状に応じて現像液の表面での光の屈折方向（図中、破線）がばらついてしまう。この光の屈折方向がばらつくと、受光部により安定した受光信号を得ることができない。
【００１２】
これに対して、潜像担持体上のパッチ画像を形成する現像液は、転写媒体上のパッチ画像に比べて低粘度であり、それに含まれる液体キャリア量も多い。そのため、潜像担持体上のパッチ画像を形成する現像液の表面は、転写媒体上のパッチ画像に比べて凹凸が少なくほぼ平滑になっている。その結果、潜像担持体上のパッチ画像に光を照射したときに、現像液の表面での光の屈折方向はほぼ一定となり、転写媒体上のパッチ画像に比べて屈折方向のばらつきが殆ど生じない。
【００１３】
従って、潜像担持体上のパッチ画像に光を照射する上記の構成によれば、受光信号を安定して得ることができるため、画像形成条件を好適に制御することができる。これによって、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能になる。
【００１４】
また、前記潜像担持体上に形成されたパッチ画像における液体キャリア層の平均的な厚さをトナー粒子層の平均的な厚さの２倍以上に設定しているので、トナー粒子層の表層に、そのトナー粒子層の厚さ以上の厚さを有する液体キャリア層を確保することができるため、より確実に、パッチ画像を形成する現像液の表面をほぼ平滑にすることができる。その結果、パッチ画像を形成する現像液の表面での光の屈折方向を確実にほぼ一定とすることができる。ここで、トナー粒子層の平均的な厚さは、潜像担持体上のトナーの単位面積当りの重量をトナー粒子の密度で除算した値に対応する。また、液体キャリア層の平均的な厚さは、潜像担持体上の液体キャリアの単位面積当りの重量を液体キャリアの密度で除算した値に対応する。
【００１５】
また、前記受光部は、前記発光部により照射された光が前記パッチ画像で正反射した正反射光を受光する構成を採用すると、正反射光の受光光量は、パッチ画像を形成する現像液表面での屈折方向のばらつきによって大きく変動する。しかしながら、上述したように、潜像担持体上のパッチ画像を形成する現像液の表面は、転写媒体に転写されたパッチ画像に比べて凹凸が少なくほぼ平滑になっているため、現像液表面での光の屈折方向はほぼ一定となる。従って、受光部での受光信号を安定して得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図、図２は感光体に対向配置されたパッチセンサを示す図、図３は同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。このプリンタは、ブラック（Ｋ）のトナーを含む現像液を用いて単色画像を形成する湿式現像方式の画像形成装置であり、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印字指令信号が主制御部１００に与えられると、この主制御部１００からの制御信号に応じてエンジン制御部１１０がエンジン部１の各部を制御して、装置本体２の下部に配設された給紙カセット３から搬送した転写紙、複写紙および用紙（以下「記録媒体」という）４に上記画像信号に対応する画像を印字出力する。
【００１７】
上記エンジン部１は、感光体ユニット１０、露光ユニット２０、現像ユニット３０、転写ユニット４０などを備えている。これらのユニットのうち、感光体ユニット１０は感光体１１、帯電部１２、除電部１３およびクリーニング部１４を備えている。また、現像ユニット３０は現像ローラ３１などを備えている。さらに、転写ユニット４０は中間転写ローラ４１などを備えている。
【００１８】
感光体ユニット１０では、感光体１１が図１の矢印方向１５（図中、時計回り方向）に回転自在に設けられている。そして、この感光体１１の周りには、その回転方向１５に沿って、帯電部１２、現像ローラ３１、中間転写ローラ４１、除電部１３およびクリーニング部１４が配設されている。また、帯電部１２と現像ローラ３１との間の表面領域が露光ユニット２０からの光ビーム２１の照射領域となっている。帯電部１２は、本実施形態では帯電ローラからなり、帯電バイアス発生部１１１から帯電バイアスが印加されて、感光体１１の外周面を所定の表面電位Ｖｄ（例えばＶｄ＝ＤＣ＋６００Ｖ）に均一に帯電するもので、帯電手段としての機能を有する。
【００１９】
この帯電部１２によって均一に帯電された感光体１１の外周面に向けて露光ユニット２０から例えばレーザで形成される光ビーム２１が照射される。この露光ユニット２０は、露光制御部１１２から与えられる制御指令に応じて光ビーム２１により感光体１１を露光して、感光体１１上に画像信号に対応する静電潜像を形成するもので、露光手段としての機能を有する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１０２を介して主制御部１００のＣＰＵ１０１に画像信号を含む印字指令信号が与えられると、主制御部１００のＣＰＵ１０１からの指令に応じてＣＰＵ１１３が露光制御部１１２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。そして、この露光制御部１１２からの制御指令に応じて露光ユニット２０から光ビーム２１が感光体１１に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。また、必要に応じてパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターン（例えば、べた画像）のパッチ画像信号に対応した制御信号がＣＰＵ１１３から露光制御部１１２に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体１１上に形成される。このように、この実施形態では、感光体１１が本発明の「潜像担持体」に相当する。
【００２０】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット３０の現像ローラ３１から供給されるトナーによって顕像化される。現像ユニット３０は、現像ローラ３１に加えて、現像液３２を貯留するタンク３３、タンク３３に貯留された現像液３２を汲み上げて現像ローラ３１に塗布する塗布ローラ３４、塗布ローラ３４上の現像液層の厚さを均一に規制する規制ブレード３５、感光体１１へのトナー供給後に現像ローラ３１上に残留した現像液を除去するクリーニングブレード３６、トナー濃度調整部３７および後述するメモリ３８（図３）を備えている。現像ローラ３１は感光体１１に従動する方向（図１中、反時計回り）に感光体１１と等しい周速で回転する。塗布ローラ３４は現像ローラ３１と同一方向（同図中、反時計回り）に約２倍の周速で回転する。
【００２１】
現像液３２は、本実施形態では、着色顔料、この着色顔料を接着するエポキシ樹脂などの接着剤、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料を均一に分散させる分散剤等からなるトナーが、液体キャリア中に分散されてなる。本実施形態では、液体キャリアとして例えばポリジメチルシロキサンオイルなどのシリコーンオイルを用いており、トナー濃度を５〜４０重量％として、湿式現像方式で多く用いられる低濃度現像液（トナー濃度が１〜２重量％）に比べて高濃度にしている。なお、液体キャリアの種類はシリコーンオイルに限定されるものではなく、また、現像液３２の粘度は、使用する液体キャリアやトナーを構成する各材料、トナー濃度などによって決まるが、本実施形態では、例えば粘度を１００〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５０〜６０００ｍＰａ・ｓとし、低濃度現像液に比べて高粘度にしている。
【００２２】
感光体１１と現像ローラ３１との間隔（現像ギャップ＝現像液層の厚さ）は、本実施形態では例えば５〜４０μｍに設定し、現像ニップ幅（現像液層が感光体１１および現像ローラ３１の双方に接触している周方向の距離）は、本実施形態では例えば５ｍｍに設定している。上述した低濃度現像液の場合にはトナー量を稼ぐべく１００〜２００μｍの現像ギャップを必要とするのに比べて、高濃度現像液を用いる本実施形態では現像ギャップを短縮することができる。従って、現像液中を電気泳動によって移動するトナーの移動距離が短縮するとともに、同一の現像バイアスを印加してもより高い電界が発生するので、現像効率を向上することができ、現像を高速に行えることとなる。
【００２３】
トナー濃度調整部３７は、タンク３３に貯留された現像液３２よりさらにトナー濃度の高い現像液が貯留された補給タンク３７１および上記液体キャリアが貯留された補給タンク３７２を備えている。そして、トナー補給ポンプ３７３が動作すると高濃度現像液が補給タンク３７１からタンク３３に供給されて現像液３２のトナー濃度が上昇する一方、キャリア補給ポンプ３７４が動作すると液体キャリアが補給タンク３７２からタンク３３に供給されて現像液３２のトナー濃度が低下する。ポンプ３７３，３７４は、ポンプ駆動部１１８，１１９により駆動される。このようにポンプ３７３，３７４の動作制御により、タンク３３内の現像液３２のトナー濃度が調整される。
【００２４】
このような構成の現像ユニット３０において、タンク３３に貯留された現像液３２が塗布ローラ３４により汲み上げられ、規制ブレード３５により塗布ローラ３４上の現像液層の厚さが均一に規制され、この均一な現像液３２が現像ローラ３１の表面に付着し、現像ローラ３１の回転に伴って感光体１１に対向する現像位置１６に搬送される。荷電制御剤などの作用によってトナーは例えば正に帯電しており、現像位置１６では現像バイアス発生部１１４から現像ローラ３１に印加される現像バイアスＶｂ（例えばＶｂ＝ＤＣ＋４００Ｖ）によってトナーが現像ローラ３１から感光体１１に移動して、静電潜像が顕像化される。
【００２５】
上記のようにして感光体１１上に形成されたトナー像は、感光体１１の回転に伴って中間転写ローラ４１に対向する１次転写位置４４に搬送される。中間転写ローラ４１は感光体１１に従動する方向（図１中、反時計回り）に感光体１１とほぼ等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部１１５から１次転写バイアス（例えばＤＣ−４００Ｖ）が印加されると、感光体１１上のトナー像が中間転写ローラ４１に１次転写される。１次転写後における感光体１１上の残留電荷はＬＥＤなどからなる除電部１３により除去され、残留現像液はクリーニング部１４により除去される。このように、この実施形態では、中間転写ローラ４１が本発明の「転写媒体」に相当する。
【００２６】
中間転写ローラ４１の適所（図１では中間転写ローラ４１の鉛直下方）に２次転写ローラ４２が対向配置されており、中間転写ローラ４１に１次転写された１次転写トナー像は中間転写ローラ４１の回転に伴って２次転写ローラ４２に対向する２次転写位置４５に搬送される。一方、給紙カセット３に収容されている記録媒体４は、１次転写トナー像の搬送に同期して搬送駆動部（図示省略）により２次転写位置４５に搬送される。そして、２次転写ローラ４２は中間転写ローラ４１に従動する方向（図１中、時計回り）に中間転写ローラ４１と等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部１１５から２次転写バイアス（例えば定電流制御で−１００μＡ）が印加されると、中間転写ローラ４１上のトナー像が記録媒体４に２次転写される。２次転写後における中間転写ローラ４１上の残留現像液はクリーニング部４３により除去される。こうしてトナー像が２次転写された記録媒体４は、所定の転写紙搬送経路５（図１中、一点鎖線）に沿って搬送され、定着ユニット６によってトナー像が定着され、装置本体２の上部に設けられた排出トレイに排出される。また、装置本体２の上面には、例えば液晶ディスプレイおよびタッチパネルからなる操作表示パネル７が配設されており、使用者による操作指示を受け付けるとともに、所定の情報を表示して使用者に報知する。
【００２７】
また、感光体１１の周りの現像ローラ３１と中間転写ローラ４１との間には、パッチセンサ１７が感光体１１に対向配置されている。図２および図３に示すように、このパッチセンサ１７は、例えばＬＥＤからなる発光部１７１と、例えばフォトダイオードからなる受光部１７２とを有する反射型光センサである。図２に示すように、発光部１７１の光軸と感光体１１の表面の法線とのなす傾斜角はθ１、受光部１７２の光軸と感光体１１の表面の法線とのなす傾斜角はθ１で等しくされており、発光部１７１および受光部１７２はいずれも、その光軸に沿って穿設された細い孔の底部に配設されている。この構成により、発光部１７１からの照射光が感光体１１上のパッチ画像で正反射した正反射光が、受光部１７２により受光されることとなる。図３に示すように、ＣＰＵ１１３からの制御信号に基づき発光部１７１が動作して感光体１１上に形成されたパッチ画像１８（図４）に向けて光を照射し、その正反射光を受光部１７２が受光して、画像濃度に応じた受光信号をＣＰＵ１１３に送出する。このように、この実施形態では、パッチセンサ１７が本発明の「光センサ」に相当する。
【００２８】
図３において、主制御部１００は、インターフェース１０２を介して外部装置から与えられた画像信号を記憶するための画像メモリ１０３を備えており、ＣＰＵ１０１は、外部装置から画像信号を含む印字指令信号をインターフェース１０２を介して受信すると、エンジン部１の動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジン制御部１１０に送出する。エンジン制御部１１０のメモリ１１６は、予め設定された固定データを含むＣＰＵ１１３の制御プログラムを記憶するＲＯＭや、エンジン部１の制御データやＣＰＵ１１３による演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭなどからなる。ＣＰＵ１１３はＣＰＵ１０１を介して外部装置から送られた画像信号に関するデータをメモリ１１６に格納する。
【００２９】
現像ユニット３０のメモリ３８は、当該現像ユニット３０の製造ロット、使用履歴、内蔵トナーの特性、現像液３２の残量やトナー濃度などに関するデータを記憶するものである。このメモリ３８は通信部３９と電気的に接続されており、通信部３９は例えばタンク３３に取り付けられている。そして、現像ユニット３０が装置本体２に装着されると、通信部３９がエンジン制御部１１０の通信部１１７と所定距離以内、例えば１０ｍｍ以内に対向配置されるように構成されており、赤外線などの無線通信により互いに非接触状態でデータを送受信可能となっている。これによって、ＣＰＵ１１３により現像ユニット３０に関する消耗品管理等の各種情報の管理が行われる。なお、この実施形態では無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受信を行うようにしているが、例えば装置本体２および現像ユニット３０にそれぞれコネクタを設けておき、装置本体２に現像ユニット３０を装着すると、両コネクタが機械的に嵌合することで相互にデータ送受信を行うようにしてもよい。また、メモリ３８は、電源オフ状態や現像ユニット３０が装置本体２から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましく、このような不揮発性メモリとしては例えばフラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭや強誘電体メモリなどを用いることができる。
【００３０】
図４は感光体上のパッチ画像を形成する現像液層を示す図である。パッチ画像１８の形成は、外部装置からの印字指令信号に基づかず、画像パターンが予め設定されている他は、通常のトナー像と同様に行われる。すなわち、液体キャリア３２１にトナー粒子３２２を分散した現像液３２が現像ローラ３１の表面に担持されつつ現像位置１６に搬送される。一方、感光体１１は帯電部１２により電位Ｖｄに均一に帯電されており、露光ユニット２０の光ビーム２１により露光されて電荷が中和された領域にトナー粒子３２２が付着する。本実施形態では、パッチ画像１８をべた画像としているので、図４に示すように、トナー粒子３２２が感光体１１上に密に並んでべた画像を形成している。
【００３１】
同図において、感光体１１上に形成されたパッチ画像１８における液体キャリア３２１の層の平均的な厚さｔ１は、トナー粒子３２２の層の平均的な厚さｔ２の約２倍に設定している。ここで、液体キャリア３２１の層の平均的な厚さｔ１は、感光体１１上の液体キャリア３２１の単位面積当りの重量を液体キャリア３２１の密度で除算した値に対応する。また、トナー粒子３２２の層の平均的な厚さｔ２は、感光体１１上のトナー粒子３２２の単位面積当りの重量をトナー粒子３２２の密度で除算した値に対応する。上記厚さの設定は、規制ブレード３５により規制する塗布ローラ３４上の現像液層の厚さや、上記現像ギャップ、上記現像ニップ幅などを調整することにより行われる。
【００３２】
図５はパッチ処理ルーチンを示すフローチャートである。エンジン制御部１１０のメモリ１１６にはパッチ処理の制御プログラムが記憶されている。そして、ＣＰＵ１１３が該制御プログラムにしたがって装置各部を制御することで、以下のパッチ処理が実行される。まず、感光体１１上にパッチ画像１８が形成され（＃１０）、発光部１７１からパッチ画像１８に向けて光が照射され（＃１２）、パッチ画像１８からの反射光を受光した受光部１７２からの受光信号がＣＰＵ１１３に取り込まれる（＃１４）。そして、取り込まれた受光信号が予め設定された許容範囲内であるか否かが判定され（＃１６）、許容範囲内であれば（＃１６でＹＥＳ）、このルーチンを終了し、許容範囲内でなければ（＃１６でＮＯ）、画像形成条件を制御し、その制御された画像形成条件をメモリ１１６に書き込むことでメモリ１１６に格納されている画像形成条件を更新する（＃１８）。
【００３３】
画像形成条件の制御の一例について説明すると、ステップ＃１６において受光部１７２の受光信号が許容範囲を超えていれば、パッチ画像１８が濃度不足であるので、例えば表面電位Ｖｄを低減し、露光エネルギーを増大し、現像バイアスＶｂを増大し、タンク３３のトナー濃度を増大する。一方、受光部１７２の受光信号が許容範囲未満であれば、パッチ画像１８の濃度が過剰であるので、それぞれ逆に変化させる。
【００３４】
なお、こうして制御された画像形成条件を現像ユニット３０のメモリ３８に書き込むようにしてもよい。そして、適当なタイミング、例えば印字指令信号の受信タイミングで、メモリ３８中の画像形成条件をメモリ１１６に書き込むようにしてもよい。このように、この実施形態では、ＣＰＵ１１３が本発明の「制御手段」に相当する。
【００３５】
図６は印字処理ルーチンを示すフローチャートである。主制御部１００を介して外部装置から印字指令信号が入力されると、まず、メモリ１１６に格納されている帯電バイアスＶｄ、露光エネルギー、現像バイアスＶｂなどの画像形成条件が設定される（＃２０）。そして、この設定された画像形成条件で印字動作が実行される（＃２２）。このように、パッチ処理で制御された画像形成条件で印字動作を行っているので、高品質の画像形成を行うことができる。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、感光体１１上に形成されたパッチ画像１８に発光部１７１から光を照射するようにしているので、パッチ画像１８を形成する現像液３２の表面をほぼ平滑にすることができる。その結果、その現像液３２の表面での光の屈折方向がばらつくことなくほぼ一定になることから、発光部１７１により照射されたパッチ画像１８からの正反射光を受光部１７２により確実に受光することができ、これによって、受光部１７２により安定した受光信号を得ることができる。従って、受光部１７２からの受光信号に基づき画像形成条件を制御することにより、最適な画像形成条件に設定することができ、これによって、経時劣化などによる装置状態の変化などに対応して、常に画像を高品質で形成することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、液体キャリア３２１の層の平均的な厚さｔ１をトナー粒子３２２の層の平均的な厚さｔ２の約２倍に設定しているので、トナー粒子３２２の層の表層に、そのトナー粒子３２２の層の厚さを有する液体キャリア３２１の層を確保することができるため、確実に、パッチ画像１８を形成する現像液３２の表面をほぼ平滑にすることができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能であり、例えば、上記実施形態では、中間転写ローラ４１を備え、感光体１１のトナー像を１次転写位置４４において中間転写ローラ４１に１次転写した後、２次転写位置４５において２次転写ローラ４２により記録媒体４に２次転写するようにしているが、これに限られず、例えば中間転写ローラ４１を省いて２次転写ローラ４２を１次転写位置４４に配置し、感光体１１のトナー像を直接記録媒体４に転写する構成でもよい。この形態では、記録媒体４が転写媒体に相当する。
【００３９】
また、上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を転写紙に印刷するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリ装置などを含む一般の電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。また、上記実施形態は単色印字の画像形成装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されず、カラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるプリンタの内部構成を示す図。
【図２】感光体に対向配置されたパッチセンサを示す図。
【図３】同プリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図４】感光体上のパッチ画像を形成する現像液層を示す図。
【図５】パッチ処理ルーチンを示すフローチャート。
【図６】印字処理ルーチンを示すフローチャート。
【図７】現像液の表面に形成される凹凸を示す図。
【図８】現像液の表面での光の屈折方向のばらつきを説明する図。
【符号の説明】
１１…感光体（潜像担持体）、１７…パッチセンサ（光センサ）、１８…パッチ画像、３２…現像液、１１３…ＣＰＵ（制御手段）、１７１…発光部、１７２…受光部、３２１…液体キャリア、３２２…トナー粒子

Claims

液体キャリアにトナー粒子を分散してトナー濃度が約５〜４０重量％となっている現像液を用いて潜像担持体上の潜像を所定の現像位置で現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像担持体上のトナー像を所定の１次転写位置で中間転写媒体に転写する１次転写手段と、
前記中間転写媒体上のトナー像を所定の２次転写位置で記録媒体に転写する２次転写手段と、
前記潜像担持体上にパッチ画像として形成されたトナー像に向けて光を照射する発光部と、前記パッチ画像からの光を受光する受光部とを有する光センサと、
前記受光部からの受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する制御手段と
を備え、
前記光センサは、前記現像位置と前記１次転写位置との間で前記潜像担持体に対向配置されており、
前記潜像担持体上に形成されたパッチ画像における液体キャリア層の平均的な厚さをトナー粒子層の平均的な厚さの２倍以上に設定することを特徴とする画像形成装置。
前記受光部は、前記発光部により照射された光が前記パッチ画像で正反射した正反射光を受光する請求項１記載の画像形成装置。
液体キャリアにトナー粒子を分散してトナー濃度が約５〜４０重量％となっている現像液を貯留するタンクと、潜像担持体から現像ギャップだけ離れて配置され、前記潜像担持体に前記現像液を接触させて前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を形成する現像ローラと、前記タンクに貯留されている前記現像液を汲み上げるとともに、汲み上げた前記現像液を前記現像ローラの表面に付着させる塗布ローラと、前記トナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記潜像担持体上にパッチ画像として形成されたトナー像における液体キャリア層の平均的な厚さを、トナー粒子層の平均的な厚さの２倍以上に設定するように、前記塗布ローラ上の現像液層の厚さ、前記現像ギャップ、前記現像液層が前記潜像担持体および前記現像ローラの双方に接触している周方向の距離である現像ニップ幅を調整する工程と、
前記潜像担持体上に形成された前記パッチ画像に向けて光を照射する工程と、
前記パッチ画像からの光を受光する工程と、
その受光信号に基づきトナー像の濃度に影響を与える画像形成条件を制御する工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。