JP4411943B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、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画像形成技術に関するものである。

従来、帯電している感光体（潜像担持体）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紙に転写して所定の画像を得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ため、種々の画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この装置は、現像ローラ（現像液担持体）に現像液を塗布する塗布ローラ（塗布部材）を備えており、塗布ローラにバイアス電圧を印加することにより、現像液の現像ローラへの塗布量を調整することが可能である。

特開平８−３２８３８８号公報（段落［００１９］）

ところで、例えば静電潜像に占める画像部の比率である画占率が高い画像を連続して形成するとトナーが多く消費され、逆に、画占率が低い画像を連続して形成すると液体キャリアが多く消費される。このように画占率の高低により、容器から感光体に移動するトナー（あるいは液体キャリア）の量は変動するため、容器に残っている現像液のトナーと液体キャリアの比率も、それによって変動してしまうこととなる。そして、このような現像液のトナーと液体キャリアの比率の変動は、静電潜像を顕像化したときの顕像（トナー像）の濃度に影響し、画像の濃度不足や画像むら等の画質低下の一因となっている。

ところが、上記従来の特許文献１に記載の装置では、現像液の現像ローラへの塗布量を制御しているため、例えば、容器内の現像液のトナーと液体キャリアの比率が変化して、トナー濃度が標準値（所定値）の半分になった場合に、顕像の濃度を標準値とするためには、現像液の現像ローラへの塗布量を倍にする必要がある。しかし、現像液の現像ローラへの塗布量が多くなった場合、現像ローラ上の現像液が現像ニップ（感光体と現像ローラの間のニップ）に進入することができず、現像ニップ入口で現像液溜りを生じてしまう。さらに、現像ローラ上の現像液の量が大きく変動すると、その後のプロセス（転写工程、クリーニング工程）に悪影響を及ぼすことになる。すなわち、転写部では、塗布量の増減により転写位置での現像液の厚みが変動して転写電界やトナーの移動距離も変動する。そのため、転写条件が変動して、均一な画像形成が困難になる。また、クリーニング部では、塗布量の増減により除去すべき残留現像液の量が変動するため、良好なクリーニングが困難になるという問題がある。

したがって、良好な画像形成を行うためには、現像位置に搬送される現像液の塗布量を制御するのではなく、現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することが重要な課題となる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、現像位置に搬送される現像液中におけるトナーと液体キャリアの比率を適正化して静電潜像の現像を良好に行うことができる液体現像装置、その方法および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明は、潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、液体キャリアおよびトナーを含む現像液により前記潜像担持体上に形成された前記静電潜像を所定の現像位置で現像してトナー像を形成する液体現像手段と、形成された前記トナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備え、前記液体現像手段は、前記現像液を貯留する容器と、前記現像位置で前記潜像担持体にトナーを供給する現像液担持体と、前記容器内の現像液を汲み上げて前記現像液担持体に塗布する塗布手段と、前記現像液担持体への現像液の塗布前に、前記塗布手段上の現像液層の厚さを均一に規制する規制手段と、前記潜像担持体へのトナー供給後に前記現像液担持体上に残留した現像液を除去する除去手段と、前記現像液担持体に対向配置され、前記現像液担持体が担持する現像液に接触する接触位置に配置可能に構成され、前記接触位置に配置されることにより前記現像液の一部を剥ぎ取る剥ぎ取り部材と、前記剥ぎ取り部材と前記現像液担持体との間にバイアス電圧を印加する電圧印加手段とを含み、前記現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整する比率調整手段とを有し、前記除去手段により除去された前記現像液担持体上の残留現像液は、前記容器に戻るように構成され、前記電圧印加手段は、正バイアス電源部と、負バイアス電源部と、短絡ライン部と、前記正バイアス電源部、前記負バイアス電源部および前記短絡ライン部の接続を切り換えるスイッチとを有し、前記比率調整手段は、前記電圧印加手段により印加するバイアス電圧を前記トナー像に関連する画像情報に応じて制御することで前記剥ぎ取り部材が剥ぎ取る一部の現像液に含まれるトナー量を制御することによって、前記現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することを特徴としている。

この構成によれば、容器内の現像液が現像液担持体に塗布され、現像液担持体から潜像担持体に現像位置でトナーが供給され、潜像担持体上に形成された静電潜像の現像（顕像化処理）が行われる。ここで、現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することによって、その比率を適正化して画像形成を良好に行うことができる。そのため、例えば、画占率の高低等によって現像液担持体が担持する現像液のトナーと液体キャリアの比率が変動する場合であっても、その比率を適正化することで静電潜像を顕像化したときの顕像（トナー像）の濃度が変動するのを抑制して、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像形成を行うことができる。

また、剥ぎ取り部材が現像液担持体に担持されている現像液に接触すると、一旦、現像液は剥ぎ取り部材および現像液担持体の双方に接触した状態となる。そして、剥ぎ取り部材が、その現像液の一部を剥ぎ取るが、その剥ぎ取る一部の現像液に含まれるトナー量を制御することにより、結果的に剥ぎ取られずに現像液担持体上に残り、現像位置に搬送される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することができる。

また、剥ぎ取り部材と現像液担持体との間に印加するバイアス電圧を制御することで、現像液が現像液担持体と剥ぎ取り部材との双方に接触した状態のときに、その現像液中のトナーを現像液担持体側に移動させたり、剥ぎ取り部材側に移動させることができ、これによって、剥ぎ取り部材が剥ぎ取る一部の現像液に含まれるトナー量を確実に制御することができる。例えば、トナーを全て現像液担持体側に移動させることで、剥ぎ取り部材が剥ぎ取る一部の現像液に含まれるトナー量をゼロとすることができる。すなわち、液体キャリアのみを剥ぎ取り部材により剥ぎ取ることができる。

また、トナー像に関連する画像情報に応じて、現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率が調整され、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像形成を行うことができる。なお、前記画像情報を前記静電潜像に占める画像部の比率である画占率として求める手段をさらに備え、前記画占率に基づき現像位置に搬送される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整するようにすると、画占率は潜像担持体上の現像液中のトナー濃度に応じた値となることから、容器内のトナー濃度検出等を行うことなく簡易に、現像位置に搬送される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することができる。

＜第１実施形態＞
図１は本発明に係る画像形成装置の第１実施形態であるプリンタの内部構成を示す図、図２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ＯＨＰ用紙などの各種用紙（以下「転写紙」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。

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。

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と現像位置１６（後述）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。

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。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、露光ユニット２０が本発明の「露光手段」に相当する。

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（現像工程）。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および後述するメモリ３７（図２）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とほぼ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。

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５０〜６０００ｍＰａ・ｓとしている。

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、現像ニップ距離（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。

粘度計３９は、タンク３３内に配設されており、この粘度計３９によって検出された現像液３２の粘度に基づきＣＰＵ１１３によりトナー濃度が求められる。なお、粘度計３９に代えて、例えば透過型光センサからなる濃度センサを配設し、直接、タンク３３内の現像液３２のトナー濃度を検出するようにしてもよい。このように、この実施形態では、粘度計３９が本発明の「濃度検出手段」に相当する。

さらに、現像ユニット３０は、現像ローラ３１上の塗布位置３４ａと現像位置１６との間において現像ローラ３１に対向配置されたスキージーローラ５１，５２，５３を備えている。スキージーローラ５１，５２，５３は、現像ローラ３１に対して接離方向に移動可能に支持されている。すなわち、例えばソレノイドやモータなどからなるアクチュエータ５４（図２）が接離駆動部１１８（図２）によって駆動されると、現像ローラ３１の接触位置（図１中、実線）と離間位置（図１中、破線）との間で往復移動する。接触位置は、現像ローラ３１上に担持されている現像液にスキージーローラ５１，５２，５３が接触する位置であり、離間位置は、接触位置から離れて上記現像液にスキージーローラ５１，５２，５３が接触しない位置である。また、スキージーローラ５１，５２，５３は、現像ローラ３１に従動する方向（図１中、時計回り）に現像ローラ３１とほぼ等しい周速で回転する。このスキージーローラ５１，５２，５３は、現像ローラ３１の表面に担持されている現像液３２のトナーと液体キャリアの比率を調整するもので、その動作については後に詳述する。

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（現像液搬送工程）。現像液中のトナーは、荷電制御剤などの作用によって例えば正に帯電している。

そして、現像位置１６において現像ローラ３１に担持されている現像液が現像ローラ３１から供給されて感光体１１に付着し、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液中を現像ローラ３１から感光体１１に移動して、静電潜像が顕像化される。また、感光体１１に付着せずに現像ローラ３１上に残った現像液は、クリーニングブレード３６により掻き落とされ、自重でタンク３３に戻る。このように、この実施形態では、現像ローラ３１と塗布ローラ３４が本発明の「現像液搬送手段」に相当し、タンク３３が本発明の「容器」に相当する。

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（転写工程）。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。

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に収容されている転写紙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上のトナー像が転写紙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次転写された転写紙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。このように、この実施形態では、中間転写ローラ４１、２次転写ローラ４２、転写バイアス発生部１１５が本発明の「転写手段」に相当し、転写紙４が本発明の「転写媒体」に相当する。

図２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。

現像ユニット３０のメモリ３７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３７は通信部３８と電気的に接続されており、通信部３８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３８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３７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。

図３はスキージーローラおよび現像ローラの構成を模式的に示す図、図４は比率調整バイアス発生部の回路図である。図３に示すように、現像ローラ３１とスキージーローラ５１，５２，５３との間には、それぞれ比率調整バイアス発生部１１９が接続されている。比率調整バイアス発生部１１９は、図４に示すように、正バイアス電源部６１、負バイアス電源部６２および短絡ライン部６３と、ＣＰＵ１１３からの制御信号により各部６１〜６３の接続を切り換えるスイッチ６４とを備えている。

なお、正バイアスとは、図４中、比率調整バイアス発生部１１９に接続される下方のローラ（ここでは現像ローラ３１）から上方のローラ（ここではスキージーローラ５１〜５３）に正帯電トナーが移動する向きのバイアスを意味し、負バイアスとは、逆に上方のローラから下方のローラに正帯電トナーが移動する向きのバイアスを意味する。ここで、図５〜図８を参照して、スキージーローラ５１，５２，５３によるトナーとキャリアの比率の調整作用について説明する。

図５は２つのローラ（ここではスキージーローラ５１と現像ローラ３１）間における現像液３２の移動を説明する図である。また、図６〜図８は、それぞれ正バイアス電源部６１、負バイアス電源部６２、短絡ライン部６３がスイッチ６４により接続されたときの図５の各領域における現像液層を示す図で、図６〜図８の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれ図５の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する。

図５において、領域Ａの現像液層は、塗布ローラ３４により現像液３２が現像ローラ３１に塗布された状態になっている。すなわち領域Ａには、図６（Ａ）、図７（Ａ）、図８（Ａ）に示すように、例えば厚さがＴ０、トナー濃度がＤ０の現像液３２が塗布されている。領域Ｂの現像液層は、現像ローラ３１上の現像液３２がスキージーローラ５１に接触することで、双方のローラ３１，５１にニップされた状態になっている。そして、領域Ｂにおいて双方のローラ３１，５１にニップされていた現像液層がローラ３１，５１の回転に伴って分離して、ローラ５１側の領域Ｃの現像液層と、ローラ３１側の領域Ｄの現像液層とが形成される。

次に、図５および図６を参照して、比率調整バイアス発生部１１９の正バイアス電源部６１が接続された場合について説明する。領域Ｂでは、現像ローラ３１からスキージーローラ５１に向けて正帯電トナーが移動するバイアス電圧が印加される。従って、図６（Ｂ）に示すように、スキージーローラ５１に接する部分のトナー濃度が最も高く、スキージーローラ５１から離れるに従って徐々にトナー濃度が低下して、現像ローラ３１に接する部分にはトナーを含まない液体キャリア層３２１が形成される。

そして、トナーを含まない液体キャリア層３２１が最も粘度が低いので、その液体キャリア層３２１で現像液３２が分離すると考えられる。そこで、図６（Ｂ）の破線で示す箇所で分離したとすると、領域Ｃでは、図６（Ｃ）に示すように、現像液３２の厚さはＴ１ｐ、トナー濃度はＤ１ｐ＝Ｄ０・Ｔ０／Ｔ１ｐでＤ１ｐ＞Ｄ０となり、高濃度の現像液３２がスキージーローラ５１に移動する。一方、領域Ｄでは、図６（Ｄ）に示すように、厚さが（Ｔ０−Ｔ１ｐ）、トナー濃度が０の液体キャリア層３２１が形成され、現像ローラ３１に担持されている現像液３２のトナー濃度は０となる。

なお、図６では、正バイアス電源部６１の接続状態を継続することで現像ローラ３１上のトナー濃度を０にする場合について示しているが、正バイアス電源部６１の接続時間を短くすることで、全てのトナーがスキージーローラ５１に移動することのないようにして、現像ローラ３１上に一部のトナーを残留させることも可能である。

また、図４の比率調整バイアス発生部１１９のスイッチ６４を例えばＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジスタで構成し、ＣＰＵ１１３によりスイッチ６４をＰＷＭ制御するようにしてもよい。この場合には、オンオフのデューティ比を変えることによりバイアス電圧のレベルを変化させることができるので、スキージーローラ５１に移動させるトナーの量を任意に調整することができる。

次に、図５および図７を参照して、比率調整バイアス発生部１１９の負バイアス電源部６２が接続された場合について説明する。領域Ｂでは、正バイアスの場合と逆に、スキージーローラ５１から現像ローラ３１に向けて正帯電トナーが移動するバイアス電圧が印加される。従って、図７（Ｂ）に示すように、現像ローラ３１に接する部分のトナー濃度が最も高く、現像ローラ３１から離れるに従って徐々にトナー濃度が低下して、スキージーローラ５１に接する部分にはトナーを含まない液体キャリア層３２１が形成される。上述したように、最も粘度が低い液体キャリア層３２１で現像液３２が分離すると考えられる。そこで、図７（Ｂ）の破線で示す箇所で分離したとすると、領域Ｃでは、図７（Ｃ）に示すように、厚さがＴ１ｎ、トナー濃度が０の液体キャリア層３２１がスキージーローラ５１に移動する。一方、領域Ｄでは、図７（Ｄ）に示すように、現像液３２の厚さは（Ｔ０−Ｔ１ｎ）、トナー濃度はＤ１ｎ＝Ｄ０・Ｔ０／（Ｔ０−Ｔ１ｎ）でＤ１ｎ＞Ｄ０となり、塗布された濃度より高濃度の現像液３２が現像ローラ３１に担持されることとなる。

次に、図５および図８を参照して、比率調整バイアス発生部１１９の短絡ライン部６３が接続された場合について説明する。この場合には、現像ローラ３１とスキージーローラ５１とは同一バイアスに保持される。従って、領域Ｂでは、図８（Ｂ）に示すように、正帯電トナーは移動せず、塗布ローラ３４により塗布された状態が継続される。このため、粘度もほぼ等分布していることから、現像液３２のほぼ中央で分離すると考えられる。従って、領域Ｃでは、図８（Ｃ）に示すように、トナー濃度がＤ０と元のままで、厚さがＴ０／２と半分になった現像液３２の層がスキージーローラ５１上に形成される。また、領域Ｄでは、図８（Ｄ）に示すように、トナー濃度がＤ０と元のままで、厚さがＴ０／２と半分になった現像液３２の層が現像ローラ３１上に担持されることとなる。

このように、現像液３２は、２つのローラの双方に一旦ニップされた後、分離するため、現像ローラ３１からスキージーローラ５１に現像液３２の一部が移動する。すなわち、スキージーローラ５１は、現像ローラ３１が担持している現像液３２の一部を剥ぎ取ることとなる。そして、その剥ぎ取った一部の現像液３２に含まれる液体キャリア量を比率調整バイアス発生部１１９により制御することによって、現像ローラ３１上の現像液中のトナーとキャリアの比率を調整することができる。

なお、図５〜図８ではスキージーローラ５１について説明しているが、スキージーローラ５２，５３についても全く同様である。例えば図３において、スキージーローラ５１〜５３にそれぞれ接続されている比率調整バイアス発生部１１９の全てにおいて負バイアス電源部６２が接続された場合には、図３の各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける現像ローラ３１上の現像液３２の層は、それぞれ、図９の（Ａ）〜（Ｅ）に示す状態となる。

図９はスキージーローラ５１〜５３の比率調整作用による現像ローラ３１上の現像液層の変化を示す図である。図３の領域Ａでは、塗布ローラ３４により現像液３２が現像ローラ３１に塗布された状態になっており、図９（Ａ）に示すように、液体キャリアにトナーが分散している。次いで、図３の領域Ｂでは、スキージーローラ５１から現像ローラ３１に正帯電トナーが移動するバイアス電圧が印加され、図９（Ｂ）に示すように、現像ローラ３１側にトナー層３２２が形成され、表層部に液体キャリア層３２１が形成される。

そして、スキージーローラ５１により液体キャリア層３２１の一部が剥ぎ取られるときに、液体キャリア層３２１のほぼ中央で分離すると考えられるため、図３の領域Ｃでは、図９（Ｃ）に示すように、（Ｂ）に比べて液体キャリア層３２１の厚さが約半分になる。次いで、負バイアスが印加されているので、同様に液体キャリア層３２１の一部がさらにスキージーローラ５２により剥ぎ取られ、図３の領域Ｄでは、図９（Ｄ）に示すように、（Ｃ）に比べて液体キャリア層３２１の厚さがさらに約半分になる。次いで、負バイアスが印加されているので、同様に液体キャリア層３２１の一部がさらにスキージーローラ５３により剥ぎ取られ、図３の領域Ｅでは、図９（Ｅ）に示すように、（Ｄ）に比べて液体キャリア層３２１の厚さがさらに約半分になる。なお、スキージーローラ５１〜５３が、現像ローラ３１から剥ぎ取った現像液３２は、図３に示すようにクリーニングブレード５５によってそれぞれ除去されて、回収用タンク（図示省略）に回収される。なお、回収した現像液３２を有効利用するために、適宜、タンク３３に戻すように構成してもよい。

このように、スキージーローラ５１〜５３によって表層部の液体キャリア層３２１の一部が順次剥ぎ取られるため、スキージーローラ５１〜５３を通過する度に現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率が調整され、結果として現像ローラ３１上のトナー濃度を増加させることができる。

一方、現像ローラ３１上のトナー濃度を低下させるためには、正バイアス電源部６１の接続時間を短くすることで、またはスイッチ６４のオンオフのデューティ比を変えることで全てのトナーがスキージーローラ５１〜５３に移動することのないように、現像ローラ３１上に一部のトナーを残留させるようにすればよい。このようにすることで、スキージーローラ５１〜５３によって現像ローラ３１上のトナーが、その一部を残して順次剥ぎ取られるため、スキージーローラ５１〜５３を通過する度に現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率が調整され、結果として現像ローラ３１上の現像液のトナー濃度を低下させることができる。このように、この実施形態では、スキージーローラ５１〜５３が本発明の「剥ぎ取り部材」に相当し、比率調整バイアス発生部１１９が本発明の「電圧印加手段」に相当する。

以上のように、スキージーローラ５１〜５３の位置を制御したり、印加バイアス電圧の正負を制御することにより、スキージーローラ５１〜５３による現像ローラ３１上の現像液３２からの液体キャリア（またはトナー）の剥ぎ取り量を制御することができる。その結果、現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を任意に調整することができる。これにより、現像位置１６に搬送される現像ローラ３１上の現像液中のトナーとキャリアの比率が適正化されて、画像形成を良好に行うことができる。

図１０は比率調整処理ルーチンの一例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には予め比率調整処理プログラムが記憶されている。そして、ＣＰＵ１１３が該プログラムにしたがって装置各部を制御することで、以下の比率調整処理が実行される。

まず、粘度計３９からの検出信号に基づきタンク３３内の現像液３２のトナー濃度Ｄを求める（＃１０）。ここで、粘度計３９により検出される現像液３２の粘度とトナー濃度との関係が演算式またはテーブルデータ形式で予め求められてメモリ１１６に格納されたプログラムに含まれており、上記関係に基づき＃１０のトナー濃度を求める処理が実行される。

そして、求められたトナー濃度ＤがＤ１＜Ｄか否かが判別され（＃１２）、Ｄ≦Ｄ１であれば（＃１２でＮＯ）、Ｄ２＜Ｄ≦Ｄ１か否かが判別され（＃１４）、Ｄ≦Ｄ２であれば（＃１４でＮＯ）、Ｄ３＜Ｄ≦Ｄ２か否かが判別される（＃１６）。なお、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は予め実験などによって求められたトナー濃度であり、初期濃度（標準濃度）をＤ０とした場合に、Ｄ０＞Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を有する値である。

ここで、＃１６でＮＯ（Ｄ≦Ｄ３）であれば、トナー濃度Ｄは初期濃度Ｄ０からかなり低下していることになるので、図９（Ｅ）に示すように、スキージーローラ５１〜５３を全て接触位置に移動させる（＃１８）。一方、Ｄ１＜Ｄであれば（＃１２でＹＥＳ）、トナー濃度Ｄはほぼ初期濃度Ｄ０に等しいので、スキージーローラ５１〜５３を全て離間位置に配置したままで、このルーチンを終了する。

また、Ｄ２＜Ｄ≦Ｄ１であれば（＃１４でＹＥＳ）、トナー濃度Ｄは初期濃度Ｄ０から少し低下していることになるので、図９（Ｃ）に示すように、例えばスキージーローラ５１を接触位置に移動させる（＃２０）。この移動は１個であればよく、スキージーローラ５１に代えて、スキージーローラ５２または５３を移動させてもよい。

さらに、Ｄ３＜Ｄ≦Ｄ２のようにトナー濃度Ｄが低下している場合であれば（＃１６でＹＥＳ）、図９（Ｄ）に示すように、例えばスキージーローラ５１、５２を接触位置に移動させる（＃２２）。この移動は２個であればよく、スキージーローラ５１，５３またはスキージーローラ５２，５３を移動させてもよい。

以上のように、図１０の動作によれば、粘度計３９の検出値に基づきタンク３３のトナー濃度を求め、その値に基づき現像ローラ３１上の現像液３２に接触する接触位置に移動させるスキージーローラ５１〜５３の組合せを制御しているので、タンク３３内の現像液中のトナーと液体キャリアの比率の変動に応じて現像位置１６に搬送される現像液３２の当該比率を適正化することができる。これによって、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像品質を得ることができる。

また、図１１に示すように、パッチ画像の画像濃度に応じて現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整するようにしてもよい。図１１は比率調整処理ルーチンの別の例を示すフローチャートである。この形態では、エンジン部１の感光体１１上に対向配置された例えば反射型光センサからなる濃度センサ１７（図２）を備えている。そして、まず、感光体１１上に形成された所定のパッチ画像の画像濃度ＩＤを検出する（＃３０）。

そして、検出された画像濃度ＩＤがＩＤ１＜ＩＤか否かが判別され（＃３２）、ＩＤ≦ＩＤ１であれば（＃３２でＮＯ）、ＩＤ２＜ＩＤ≦ＩＤ１か否かが判別され（＃３４）、ＩＤ≦ＩＤ２であれば（＃３４でＮＯ）、ＩＤ３＜ＩＤ≦ＩＤ２か否かが判別される（＃３６）。なお、ＩＤ１、ＩＤ２、ＩＤ３は予め求められ、メモリ１１６またはメモリ３７に格納されているパッチ画像の画像濃度であり、標準の画像濃度をＩＤ０とした場合に、ＩＤ０＞ＩＤ１＞ＩＤ２＞ＩＤ３の関係を有する値である。

ここで、＃３６でＮＯ（ＩＤ≦ＩＤ３）であれば、画像濃度ＩＤは標準の画像濃度ＩＤ０からかなり低下していることになるので、図９（Ｅ）に示すように、スキージーローラ５１〜５３を全て接触位置に移動させる（＃３８）。一方、ＩＤ１＜ＩＤであれば（＃３２でＹＥＳ）、画像濃度ＩＤはほぼ標準の画像濃度ＩＤ０に等しいので、スキージーローラ５１〜５３を全て離間位置に配置したままで、このルーチンを終了する。

また、ＩＤ２＜ＩＤ≦ＩＤ１であれば（＃３４でＹＥＳ）、画像濃度ＩＤは標準の画像濃度ＩＤ０から少し低下していることになるので、図９（Ｃ）に示すように、例えばスキージーローラ５１を接触位置に移動させる（＃４０）。この移動は１個であればよく、スキージーローラ５１に代えて、スキージーローラ５２または５３を移動させてもよい。

さらに、ＩＤ３＜ＩＤ≦ＩＤ２のように画像濃度ＩＤが低下している場合であれば（＃３６でＹＥＳ）、図９（Ｄ）に示すように、例えばスキージーローラ５１、５２を接触位置に移動させる（＃４２）。この移動は２個であればよく、スキージーローラ５１，５３またはスキージーローラ５２，５３を移動させてもよい。

以上のように、図１１の動作によれば、パッチ画像の画像濃度ＩＤを検出し、その検出された画像濃度ＩＤに基づき現像ローラ３１上の現像液３２に接触する接触位置に移動させるスキージーローラ５１〜５３の組合せを制御しているので、画像濃度ＩＤの変動に応じて現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率が変動している場合であっても、現像位置１６に搬送される現像液３２の当該比率を適正化することができる。これによって、適正な画像濃度の画像を安定して得ることができる。

また、図１２に示すように、画占率に応じて現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整するようにしてもよい。図１２は比率調整処理ルーチンさらに別の例を示すフローチャートである。まず、静電潜像に占める画像部の比率である画占率Ｐを求める（＃５０）。例えば主制御部１００は、静電潜像を構成する画素のうちでトナーが付着するオンドット数をカウントするドットカウンタを備えている。そして、画像全体のドット数に対する上記オンドット数の比率を上記画占率として求める。例えば黒べた画像であれば画占率は１００％になり、白べた画像の部分（画像の空白部分）は画占率が０％になる。

そして、求められた画占率Ｐが５５＜Ｐか否かが判別され（＃５２）、Ｐ≦５５であれば（＃５２でＮＯ）、３０＜Ｐ≦５５か否かが判別され（＃５４）、Ｐ≦３０であれば（＃５４でＮＯ）、０＜Ｐ≦３０か否かが判別される（＃５６）。なお、ステップ＃５２，＃５４，＃５６での画占率のレベルを判別するのに用いた閾値は一例であり、他の値を用いてもよい。

ここで、＃５６でＮＯであれば、画占率Ｐ＝０であるので、図９（Ｅ）に示すように、スキージーローラ５１〜５３を全て接触位置に移動させる（＃５８）。一方、５５＜Ｐであれば（＃５２でＹＥＳ）、感光体１１上へ現像されるトナー量は多いので、スキージーローラ５１〜５３を全て離間位置に配置したままで、このルーチンを終了する。

また、３０＜Ｐ≦５５であれば（＃５４でＹＥＳ）、感光体１１上へ現像されるトナー量は少し少ないので、図９（Ｃ）に示すように、例えばスキージーローラ５１を接触位置に移動させる（＃６０）。この移動は１個であればよく、スキージーローラ５１に代えて、スキージーローラ５２または５３を移動させてもよい。

さらに、０＜Ｐ≦３０のように感光体１１上へ現像されるトナー量が少ない場合であれば（＃５６でＹＥＳ）、図９（Ｄ）に示すように、例えばスキージーローラ５１、５２を接触位置に移動させる（＃６２）。この移動は２個であればよく、スキージーローラ５１，５３またはスキージーローラ５２，５３を移動させてもよい。

以上のように、図１２の動作によれば、画占率Ｐに基づき現像ローラ３１上の現像液３２に接触する接触位置に移動させるスキージーローラ５１〜５３の組合せを制御しているので、画占率の変動に応じて現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率が変動している場合であっても、現像位置１６に搬送される現像液３２の当該比率を適正化することができる。また、図１０の場合に比べて、粘度計３９などのタンク３３のトナー濃度検出手段が不要になるので、装置構成を簡素化することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、現像ローラ３１上の現像液３２に接触する接触位置と接触しない離間位置との間で移動可能なスキージーローラ５１〜５３を備えるとともに、現像ローラ３１とスキージーローラ５１〜５３との間にそれぞれ比率調整バイアスを印加可能に構成しているので、接触位置に配置するスキージーローラ５１〜５３の組合せ、並びにバイアス電圧の正負を制御することで、スキージーローラ５１〜５３による液体キャリア（またはトナー）の剥ぎ取り量を任意に制御することができる。これにより、現像ローラ３１上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を任意に調整することができる。その結果、画占率等に応じて現像位置１６に搬送される現像液３２のトナーと液体キャリアの比率が変動する場合であっても、その比率を適正化することで、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像形成を行うことができる。

＜第２実施形態＞
図１３は本発明に係る画像形成装置の第２実施形態であるプリンタの構成を示す図である。なお、図１３では感光体１１、現像ユニット３０および比率調整バイアス発生部１１９のみを図示しており、その他の部分は第１実施形態と同様であるので省略している。また、第１実施形態と同一要素には同一符号を付している。

第２実施形態の現像ユニット３０は、タンク３３に貯留された現像液３２を汲み上げる汲み上げローラ７１と、汲み上げローラ７１により汲み上げられた現像液３２に接触し、その一部を剥ぎ取って担持し、その担持した現像液３２を現像ローラ３１に接触させて、担持している現像液のさらに一部を現像ローラ３１に担持させる塗布ローラ７２と、該塗布ローラ７２上の現像液層の厚さを均一に規制する規制ブレード７３と、汲み上げローラ７１上の残留現像液を除去するクリーニングブレード７４を備えている。塗布ローラ７２は現像ローラ３１に従動する方向（図１３中、時計回り）に現像ローラ３１とほぼ等しい周速で回転する。汲み上げローラ７１は塗布ローラ７２と同一方向（図１３中、時計回り）に約２倍の周速で回転する。

汲み上げローラ７１と塗布ローラ７２との間には比率調整バイアス発生部１１９（本発明の「汲み上げ電圧印加手段」に相当）が接続されている。そして、比率調整バイアス発生部１１９により印加するバイアス電圧を制御することによって、汲み上げローラ７１から塗布ローラ７２に移動する現像液３２に含まれるトナー量を制御することで、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整するようにしている。これにより、塗布ローラ７２から現像ローラ３１上であって、感光体１１と対向する現像位置１６に搬送される現像液中の当該比率を適正化している。

ここで、現像ローラ３１上に塗布する現像液３２の厚みが不均一である場合には、そのまま静電潜像を現像したときの顕像（トナー像）の濃度に影響するため、現像ローラ３１への現像液３２の塗布量を安定化させることが必要とされる。そのため、本実施形態では、塗布ローラ７２にその表面に溝部７２１（図１４）が形成されたアニロクスローラを使用している。

このアニロクスローラは、表面に形成された溝部７２１に現像液３２を担持するとともに、溝部７２１の容積によって現像液３２を計量して、被塗布物（ここでは、現像ローラ３１）への塗布量を一定に調整するものである。具体的には、溝部７２１から溢れた現像液３２の余剰分をアニロクスローラ上から除去するブレード（規制ブレード７３）としてドクターブレードをその表面に当接させることで使用される。これにより、溝部７２１から溢れた現像液３２はドクターブレードによって摺り切られることで計量され、現像ローラ３１への塗布量を安定化させることができる。

図１４は第２実施形態における比率調整動作を説明する図である。図１４（Ａ）は、比率調整バイアス発生部１１９の正バイアス電源部６１が接続された場合を示し、図１４（Ｂ）は、比率調整バイアス発生部１１９の負バイアス電源部６２が接続された場合を示し、図１４（Ｃ）は、比率調整バイアス発生部１１９の短絡ライン部６３が接続された場合を示している。なお、説明の便宜上、汲み上げローラ７１、塗布ローラ（アニロクスローラ）７２を平板状にしている。

図１４（Ａ）に示すように、比率調整バイアス発生部１１９の正バイアス電源部６１が接続されると、図６に示した態様でアニロクスローラ７２側に現像液３２に含まれるトナーが移動する。すなわち、汲み上げローラ７１からアニロクスローラ７２に移動する現像液３２に含まれるトナー量が増加する。そして、溝部７２１の底部に接する部分のトナー濃度が最も高く、溝部７２１から離れるに従ってトナー濃度が低下して、汲み上げローラ７１に接する部分にはトナーを含まない液体キャリア層３２１が形成される。その結果、溝部７２１にはトナーを多く含んだ（トナーリッチな）現像液３２が担持されることになる。タンク３３内のトナー濃度をＤ０とすると、溝部７２１が担持している現像液３２のトナー濃度は、Ｄ１（＞Ｄ０）となる。

ついで、アニロクスローラ７２に担持された現像液３２は、塗布ローラ７２の回転とともに搬送され、アニロクスローラ７２の表面に当接したドクターブレード７３（図１３）により擦り切られることになる。すなわち、アニロクスローラ７２上の現像液３２は溝部７２１の容積に計量されることになる。ここで、溝部７２１には、トナー濃度がＤ１（＞Ｄ０）なる現像液３２が残ることから、アニロクスローラ７２上の現像液中のトナーの比率は、タンク３３内の現像液（トナー濃度：Ｄ０）中の当該比率に比べて増加している。

また、図１４（Ｂ）に示すように、比率調整バイアス発生部１１９の負バイアス電源部６２が接続されると、図７に示した態様で汲み上げローラ７１側に現像液３２に含まれるトナーが移動する。すなわち、汲み上げローラ７１からアニロクスローラ７２に移動する現像液３２に含まれるトナー量が減少する。そして、汲み上げローラ７１に接する部分のトナー濃度が最も高く、汲み上げローラ７１から離れるに従ってトナー濃度が低下して、溝部７２１の底面に接する部分にはトナーを含まない液体キャリア層３２１が形成される。その結果、溝部７２１には液体キャリアを多く含んだ（キャリアリッチな）現像液３２が担持されることになる。溝部７２１が担持している現像液３２のトナー濃度は、Ｄ２（＜Ｄ０）となる。

ついで、図１４（Ａ）にて説明したように、アニロクスローラ７２上の現像液３２は溝部７２１の容積に計量されることになる。ここで、溝部７２１には、トナー濃度がＤ２（＜Ｄ０）なる現像液３２が残ることから、アニロクスローラ７２上の現像液中のトナーの比率は、タンク３３内の現像液（トナー濃度：Ｄ０）中の当該比率に比べて減少している。

また、図１４（Ｃ）に示すように、比率調整バイアス発生部１１９の短絡ライン部６３が接続されると、図８に示した態様で、トナーとキャリアの比率が変化することなく、タンク３３内の現像液３２と同一のトナー濃度（トナー濃度：Ｄ０）の現像液３２がアニロクスローラ７２に搬送される。そして、そのままアニロクスローラ７２上の現像液３２は溝部７２１の容積に計量されることになる。すなわち、アニロクスローラ７２上の現像液中のトナーの比率は、タンク３３内の現像液（トナー濃度：Ｄ０）中の当該比率から変化していない。このように、第２実施形態では、汲み上げローラ７１が本発明の「汲み上げ部材」、「一の搬送部材」に相当し、塗布ローラ７２が本発明の「塗布部材」、「他の搬送部材」に相当し、比率調整バイアス発生部１１９が本発明の「汲み上げ電圧印加手段」、「搬送電圧印加手段」に相当する。

以上のように、比率調整バイアス発生部１１９のバイアス電圧の正負を制御することで、溝部７２１内の現像液中のトナー量を任意に制御することができる。そのため、アニロクスローラ７２に担持される現像液３２の量を溝部７２１の容積に限定した上で、溝部７２１内の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することができる。すなわち、アニロクスローラ７２から現像ローラ３１に搬送される現像液３２の量を変えることなく、当該現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することで現像ローラ３１に搬送されるトナー（または液体キャリア）量を制御することができる。

以上説明したように、第２実施形態によれば、汲み上げローラ７１と塗布ローラ（アニロクスローラ）７２との間に接続した比率調整バイアス発生部１１９により汲み上げローラ７１と塗布ローラ７２との間にバイアス電圧を印加して、汲み上げローラ７１から塗布ローラ７２に移動する現像液３２に含まれるトナー量を制御するようにしているので、塗布ローラ７２に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することができる。その結果、画占率等に応じて現像位置１６に搬送される現像液中のトナーと液体キャリアの比率が変動する場合であっても、その比率を適正化することで、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像形成を行うことができる。

また、この第２実施形態によれば、アニロクスローラ７２に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整するとともに、アニロクスローラ７２が有する現像液３２の計量効果によって、現像ローラ３１への現像液３２の塗布量（現像位置１６に搬送される現像液３２の量）を安定化させることができる。そのため、現像ニップ（感光体１１と現像ローラ３１の間のニップ）に進入する現像液３２の量がほぼ一定となり、現像ニップ入口で現像液溜りを生ずることがない。

また、現像ローラ３１への現像液３２の塗布量を安定化させることで、その後のプロセス（転写工程、クリーニング工程）におけるプロセス条件の変動を抑制することができる。すなわち、１次転写位置４４、２次転写位置４５における現像液３２の厚みを一定にすることで、転写条件（転写電界やトナーの移動距離）の変動を抑制して均一な画像形成を行うことができる。また、クリーニング部１４および４３では、除去すべき残留現像液の量を一定にすることで、クリーニング条件の変動を抑制して良好なクリーニングを行うことができる。

なお、この第２実施形態においても、図４の比率調整バイアス発生部１１９のスイッチ６４を例えばＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジスタで構成し、ＣＰＵ１１３によりスイッチ６４をＰＷＭ制御するようにしてもよい。この場合には、オンオフのデューティ比を変えることによりバイアス電圧のレベルを変化させることができるので、塗布ローラ（アニロクスローラ）７２に移動させるトナーの量を任意に調整することができる。

例えば、図１４（Ａ）では、トナーが溝部７２１の内部だけでなく、その一部が溝部７２１の外部にも存在するようにバイアスレベルを制御しているが、すべてのトナーが溝部７２１の内部に存在するようにバイアスレベルを制御してもよい。この場合、ドクターブレード７３により摺り切られるのは液体キャリア３２１のみとなることから汲み上げローラ７１からアニロクスローラ７２上に移動した全てのトナーがドクターブレード７３による計量後においてもアニロクスローラ７２に担持されることになる。

同様に、図１４（Ｂ）では、トナーが溝部７２１の外部だけでなく、その一部が溝部７２１の内部にも存在するようにバイアスレベルを制御しているが、全てのトナーが溝部７２１の内部に存在しないようにバイアスレベルを制御してもよい。この場合、溝部７２１にはトナーが存在しないので液体キャリア３２１のみが塗布ローラ７２に担持されることになる。

以上のように、バイアスレベルを制御することにより、汲み上げローラ７１とアニロクスローラ７２との間に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率に任意の勾配を生じさせることによって、アニロクスローラ７２に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を任意に調整することができる。

また、上記第２実施形態においても、図１０、図１１、図１２に示す比率調整処理動作を行うことができる。この場合、第１実施形態におけるスキージーローラ５１〜５３の接触位置に移動させるスキージーローラの組合せに代えて、比率調整バイアス発生部１１９のバイアス電圧レベルを複数段階に設定できるようにして、タンク３３のトナー濃度、パッチ画像の画像濃度、画占率に応じて、適宜、バイアス電圧レベルを切替えて、汲み上げローラ７１から塗布ローラ７２に移動する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整すればよい。

＜第３実施形態＞
図１５は本発明に係る画像形成装置の第３実施形態であるプリンタの内部構成を示す図、である。この第３実施形態が第２実施形態と相違する点は、バイアスローラ５６が新たに塗布ローラ７２上に対向配置されている点と、規制ブレード７３が塗布ローラ７２の表面から所定の間隔を隔てて配置されている点である。なお、その他の構成は基本的に第２実施形態と同様である。したがって、同一構成については同一符号を付して説明を省略し、以下においては相違点を中心に本実施形態の特徴について説明する。

バイアスローラ５６は、汲み上げローラ７１から塗布ローラ７２に現像液３２が供給される供給位置７１ａより塗布ローラ７２の回転方向（図１５中、時計回り）の下流側であって、規制ブレード７３より上流側に対向配置されている。バイアスローラ５６は、塗布ローラ７２に対して接離方向に移動可能に支持されており、第１実施形態におけるスキージーローラ５１〜５３と同様に、例えばソレノイドまたはモータなどからなるアクチュエータ５４（図２）が接離駆動部１１８（図２）によって駆動されると、接触位置と離間位置との間で往復移動する。接触位置は、塗布ローラ７２上に担持されている現像液３２にバイアスローラ５６が接触する位置であり、離間位置は、上記現像液３２にバイアスローラ５６が接触しない位置である。そして、バイアスローラ５６が接触位置に配置されると塗布ローラ７２に従動する方向に回転する。このように、この実施形態では、バイアスローラ５６が本発明の「接触部材」に相当する。

バイアスローラ５６と塗布ローラ７２との間には比率調整バイアス発生部１１９（本発明の「接触電圧印加手段」に相当）が接続されている。そして、バイアスローラ５６に印加するバイアス電圧を制御することにより、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率の勾配を現像液３２の厚み方向に生じさせることができる。

規制ブレード７３は、塗布ローラ７２の表面から所定の間隔を隔てて配置することにより、塗布ローラ７２上の現像液３２を厚み方向に規制する。そのため、規制ブレード７３は、塗布ローラ７２との間隔が塗布ローラ７２上の現像液３２の厚みよりも小さい位置に配置されている。これにより、塗布ローラ７２と規制ブレード７３との間隔を超える現像液３２の厚み分（余剰分）は、塗布ローラ７２から除去されて、塗布ローラ７２上の現像液３２の厚みを均一にすることができる。その結果、現像位置１６に搬送される現像液３２の量を一定にすることができる。このように、この実施形態では、規制ブレード７３が本発明の「除去部材」に相当する。

図１６は第３実施形態における比率調整動作を説明する図である。具体的には、バイアスローラ５６によるバイアス印加後に、規制ブレード７３が塗布ローラ７２上の現像液３２を厚み方向に規制する様子を示している。図１６（Ａ）は、比率調整バイアス発生部１１９の正バイアス電源部６１が接続された場合を示し、図１６（Ｂ）は、比率調整バイアス発生部１１９の負バイアス電源部６２が接続された場合を示し、図１６（Ｃ）は、比率調整バイアス発生部１１９の短絡ライン部６３が接続された場合を示している。塗布ローラ７２は時計回り（図では右方向）に回転している。なお、説明の便宜上、塗布ローラ７２を平板状にしている。

図１６（Ａ）は、比率調整バイアス発生部１１９の正バイアス電源部６１が接続された場合を示す。図１６（Ａ）に示すように、図６に示した態様でトナーがバイアスローラ５６側（現像液３２の表層側）に移動することによって、現像液３２の最表層部分のトナー濃度が最も高く、最表層部分から離れるに従って徐々にトナー濃度が低下するようにトナーと液体キャリアの比率に勾配が生じている。その結果、塗布ローラ７２に接する部分には液体キャリア層３２１が形成されている。そして、塗布ローラ７２の回転（回転方向７５）に伴い、規制ブレード７３により塗布ローラ７２上の現像液３２は厚み方向に規制されることにより、表層側の現像液３２が除去される。ここで、トナーは現像液３２の表層側に移動しているため、塗布ローラ７２上には液体キャリアを多く含んだ（キャリアリッチな）現像液３２が残ることになる。このように、規制ブレード７３による厚み規制後（表層側の現像液３２の除去後）に塗布ローラ７２上に残る現像液３２のトナー濃度は厚み規制前に比べて低下する。すなわち、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーの比率が、タンク３３内の現像液３２の当該比率に比べて減少する調整が行われる。

図１６（Ｂ）は、比率調整バイアス発生部１１９の負バイアス電源部６２が接続された場合を示す。図１６（Ｂ）に示すように、図７に示した態様でトナーが塗布ローラ７２側（ローラ表面側）に移動することによって、塗布ローラ７２に接する部分の現像液３２のトナー濃度が最も高く、塗布ローラ７２から離れるに従って徐々にトナー濃度が低下するようにトナーと液体キャリアの比率に勾配が生じている。その結果、現像液３２の最表層部分には液体キャリア層３２１が形成されている。そして、塗布ローラ７２の回転（回転方向７５）に伴い、規制ブレード７３により塗布ローラ７２上の現像液３２は厚み方向に規制されることにより、表層側の現像液３２が除去される。ここで、トナーは塗布ローラ７２の表面側に移動しているため、塗布ローラ７２上にはトナーを多く含んだ（トナーリッチな）現像液３２が残ることになる。このように、規制ブレード７３による厚み規制後（表層側の現像液３２の除去後）に塗布ローラ７２上に残る現像液３２のトナー濃度は厚み規制前に比べて増加する。すなわち、塗布ローラ７２上の現像液のトナーの比率が、タンク３３内の現像液３２の当該比率に比べて増加する調整が行われる。

図１６（Ｃ）は、比率調整バイアス発生部１１９の短絡ライン部６３が接続された場合を示す。図１６（Ｃ）に示すように、図８に示した態様でトナーは移動することなく、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率に勾配は生じていない。そして、塗布ローラ７２の回転（回転方向７５）に伴い、塗布ローラ７２上の現像液３２は厚み方向に規制されることにより、表層側の現像液３２が除去されるが、厚みが規制されるのみで現像液中のトナーと液体キャリアの比率は変化しない。すなわち、塗布ローラ７２上には、タンク３３内と同一のトナー濃度の現像液３２が担持されることになる。なお、この場合、短絡ライン部６３を接続する代わりにバイアスローラ５６を離間位置に配置するようにしてよい。

以上のように、比率調整バイアス発生部１１９のバイアス電圧の正負を制御することで、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率の勾配を現像液３２の厚み方向に生じさせることができる。そして、規制ブレード７３により厚み方向に規制することにより現像液３２の一部を除去することで厚みを一定にするとともに、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することができる。すなわち、塗布ローラ７２から現像ローラ３１に搬送される現像液３２の量を変えることなく、当該現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することで現像ローラ３１に搬送されるトナー（または液体キャリア）量を制御することができる。

以上説明したように、第３実施形態によれば、バイアスローラ５６と塗布ローラ７２との間にバイアス電圧を印加して、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率の勾配を現像液３２の厚み方向に生じさせた後に、規制ブレード７３により現像液３２の一部を除去している（厚み方向に規制している）ので、除去後に塗布ローラ７２上に残る現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することができる。その結果、画占率等に応じて現像位置１６に搬送される現像液中のトナーと液体キャリアの比率が変動する場合であっても、その比率を適正化することで、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像形成を行うことができる。

また、この第３実施形態によれば、塗布ローラに担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整するとともに、規制ブレード７３により現像液３２を厚み方向に規制することによって、現像ローラ３１への現像液３２の塗布量（現像位置１６に搬送される現像液３２の量）を安定化させることができる。その結果、現像ニップ入口で発生する現像液溜りを防止することができる。さらに、現像液３２の厚みを一定にすることで、転写条件ならびにクリーニング条件の変動を抑制することができる。

なお、この第３実施形態においても、図４の比率調整バイアス発生部１１９のスイッチ６４を例えばＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジスタで構成し、ＣＰＵ１１３によりスイッチ６４をＰＷＭ制御するようにしてもよい。この場合には、オンオフのデューティ比を変えることによりバイアス電圧のレベルを変化させることができるので、塗布ローラ７２上に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率に任意の勾配を生じさせることができる。

例えば、図１６（Ａ）では、規制ブレード７３による現像液の厚み規制後に塗布ローラ７２上に一部のトナーが残るようにバイアスレベルを制御しているが、すべてのトナーが規制ブレード７３によって除去されるようにバイアスレベルを制御してもよい。この場合、塗布ローラ上には液体キャリア３２１のみが残ることになる。

同様に、図１６（Ｂ）では、規制ブレード７３によって一部のトナーを除去して、他のトナーがすべて塗布ローラ７２上に残るようにバイアスレベルを制御しているが、すべてのトナーを塗布ローラ７２上に残すようにバイアスレベルを制御してもよい。この場合、液体キャリア３２１のみが規制ブレード７３により除去されることになる。

以上のように、バイアスレベルを制御することにより、塗布ローラ７２上に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率に任意の勾配を生じさせることによって、規制ブレード７３による現像液の厚み規制後に塗布ローラ７２に担持される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を任意に調整することができる。

また、上記第３実施形態においても、図１０、図１１、図１２に示す比率調整処理動作を行うことができる。この場合、第１実施形態におけるスキージーローラ５１〜５３の接触位置に移動させるスキージーローラの組合せに代えて、比率調整バイアス発生部１１９のバイアス電圧レベルを複数段階に設定できるようにして、タンク３３のトナー濃度、パッチ画像の画像濃度、画占率に応じて、適宜、バイアス電圧レベルを切替えて、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率の勾配を可変すればよい。これにより、規制ブレード７３による現像液３２の除去後に塗布ローラ７２上に残る現像液中のトナーと液体キャリアの比率を適宜、調整することができる。

また、比率調整バイアス発生部１１９のバイアス電圧レベルの切替えに代えて、塗布ローラ７２と規制ブレード７３の間隔を複数段階に設定できるようにして、タンクのトナー濃度、パッチ画像の画像濃度、画占率に応じて切替えてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

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、例えば以下の変形形態（１）〜（７）を採用することができる。

（１）上記第１実施形態では、３個のスキージーローラ５１〜５３を備えているが、これに限られず、２個または４個以上備えるようにしてもよい。すなわち複数のスキージーローラを備えておれば、接触位置に配置するスキージーローラの組合せを制御することにより、現像ローラ３１からの液体キャリア３２１の剥ぎ取り量を制御することができる。

（２）上記第１実施形態では、剥ぎ取り部材として、ローラ状のスキージーローラ５１〜５３を用いているが、これに限られず、例えばベルト状のものを用いてもよい。

（３）上記第１実施形態では、スキージーローラ５１〜５３の全てを接触位置と離間位置との間で移動可能に構成しているが、これに限られず、少なくとも１つのスキージーローラを移動可能に構成しておけばよい。例えばスキージーローラ５１を移動可能に構成し、スキージーローラ５２，５３を接触位置に固定配置しておく形態でも、スキージーローラ５１の位置制御によって、接触位置に配置するスキージーローラの組合せを制御することができ、これによって液体キャリア（またはトナー）の剥ぎ取り量を制御することができる。

（４）上記第２実施形態では、汲み上げローラ７１と塗布ローラ７２との間に比率調整バイアス発生部１１９を接続することによって汲み上げローラ７１から塗布ローラ７２に移動する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を制御しているが、これに限定されない。例えば、上記第２実施形態に代えてあるいはこれと併せて、塗布ローラ７２と現像ローラ３１との間に比率調整バイアス発生部１１９を接続することによって塗布ローラ７２から現像ローラ７２に移動する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を制御してもよい。この実施形態では、塗布ローラ７２が本発明の「一の搬送部材」に相当し、現像ローラ３１が本発明の「他の搬送部材」に相当する。この場合においても、上記第２実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、現像位置１６に搬送される現像液中のトナーと液体キャリアの比率を適正化することで、画像の濃度不足や画像むら等のない良好な画像形成を行うことができる。要するに、タンク３３から現像位置１６に至るまでの現像液３２の搬送経路上にある複数の搬送部材間において、一の搬送部材から他の搬送部材に移動する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を制御することができる。

（５）上記第３実施形態では、塗布ローラ７２にバイアスローラ５６と規制ブレード７３を対向配置して、塗布ローラ７２上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を制御しているが、これに限定されない。例えば、上記第３実施形態に代えてあるいはこれと併せて、現像ローラ３１、または汲み上げローラ７１上にバイアスローラ５６と規制ブレード７３を対向配置して、当該ローラ上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を制御してもよい。この場合においても、上記第３実施形態と同様な効果が得られる。要するに、タンク３３から現像位置１６に至るまでの現像液３２の搬送経路上にあるいずれかの搬送部材上において、または複数の搬送部材上において、上記第３実施形態と同様にして当該搬送部材上の現像液中のトナーと液体キャリアの比率を制御することができる。

（６）上記実施形態では、静電潜像を構成する画素のうちでトナーが付着するオンドット数をカウントするドットカウンタを備え、画像全体のドット数に対するオンドット数の比率を画占率としているが、画占率を求める手法はこれに限られない。画占率は現像量、すなわち現像ローラ３１から感光体１１へのトナーの移動量に応じた値となるので、例えば現像ローラ３１から感光体１１に流れる電流を現像電流として検出し、この現像電流に基づきトナーの移動量（現像量）を求めて、これを画占率としてもよい。

（７）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。要は、液体キャリアにトナーを分散した現像液を用いて現像したトナー像を記録媒体に転写する、あるいは中間転写ローラ、中間転写ベルト、中間転写ドラムなどの中間転写媒体に一時的に担持した後、該トナー像を記録媒体に２次転写する画像形成装置全般に本発明を適用することができる。

本発明の第１実施形態であるプリンタの内部構成を示す図。 同プリンタの電気的構成を示すブロック図。 スキージーローラおよび現像ローラの構成を模式的に示す図。 比率調整バイアス発生部の回路図。 ２つのローラ間における現像液の移動を説明する図。 正バイアス電源部による図５の各領域の現像液層を示す図。 負バイアス電源部による図５の各領域の現像液層を示す図。 短絡ライン部による図５の各領域の現像液層を示す図。 比率調整作用による現像ローラ上の現像液層の変化を示す図。 比率調整処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 比率調整処理ルーチンの別の例を示すフローチャート。 比率調整処理ルーチンのさらに別の例を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態であるプリンタの内部構成を示す図。 第２実施形態における比率調整動作を説明する図。 本発明の第３実施形態であるプリンタの内部構成を示す図。 第３実施形態における比率調整動作を説明する図。

符号の説明

４…転写紙（転写媒体）、１１…感光体（潜像担持体）、２０…露光ユニット（露光手段）、３１…現像ローラ（現像液担持体、搬送部材、現像液搬送手段）、３３…タンク（容器）、３９…粘度計（濃度検出手段）、４１…中間転写ローラ（転写手段）、４２…２次転写ローラ（転写手段）、５１〜５３…スキージーローラ（剥ぎ取り部材、比率調整手段）、５６…バイアスローラ（接触部材）、７１…汲み上げローラ（汲み上げ部材、搬送部材、現像液搬送手段）、７２…塗布ローラ（塗布部材、搬送部材、現像液搬送手段）、７３…規制ブレード（除去部材）、１１５…転写バイアス発生部（転写手段）、１１９…比率調整バイアス発生部（電圧印加手段、比率調整手段）

Claims (2)

1. 潜像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
   液体キャリアおよびトナーを含む現像液により前記潜像担持体上に形成された前記静電潜像を所定の現像位置で現像してトナー像を形成する液体現像手段と、
   形成された前記トナー像を転写媒体に転写する転写手段と
   を備え、
   前記液体現像手段は、
   前記現像液を貯留する容器と、
   前記現像位置で前記潜像担持体にトナーを供給する現像液担持体と、
   前記容器内の現像液を汲み上げて前記現像液担持体に塗布する塗布手段と、
   前記現像液担持体への現像液の塗布前に、前記塗布手段上の現像液層の厚さを均一に規制する規制手段と、
   前記潜像担持体へのトナー供給後に前記現像液担持体上に残留した現像液を除去する除去手段と、
   前記現像液担持体に対向配置され、前記現像液担持体が担持する現像液に接触する接触位置に配置可能に構成され、前記接触位置に配置されることにより前記現像液の一部を剥ぎ取る剥ぎ取り部材と、前記剥ぎ取り部材と前記現像液担持体との間にバイアス電圧を印加する電圧印加手段とを含み、前記現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整する比率調整手段と
   を有し、
   前記除去手段により除去された前記現像液担持体上の残留現像液は、前記容器に戻るように構成され、
   前記電圧印加手段は、正バイアス電源部と、負バイアス電源部と、短絡ライン部と、前記正バイアス電源部、前記負バイアス電源部および前記短絡ライン部の接続を切り換えるスイッチとを有し、
   前記比率調整手段は、前記電圧印加手段により印加するバイアス電圧を前記トナー像に関連する画像情報に応じて制御することで前記剥ぎ取り部材が剥ぎ取る一部の現像液に含まれるトナー量を制御することによって、前記現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像情報を前記静電潜像に占める画像部の比率である画占率として求める手段をさらに備え、
   前記比率調整手段は、前記画占率に基づき前記現像液担持体が担持する現像液中のトナーと液体キャリアの比率を調整する請求項１記載の画像形成装置。

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