JP5637025B2 - 湿式画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、現像装置を用いて感光体上に静電潜像がトナーにより現像される。そして、例えば、感光体上に現像された静電潜像が記録用紙に転写されて画像が形成されることになる。このような画像形成装置の転写プロセスでは、一般に静電転写方式が採用されている。

トナー像を被転写体である用紙に転写する場合は、感光体に対向するように配置された用紙の裏面から転写ローラ等により電圧を印加し、感光体と記録用紙との間に電界を形成してこの電界によりトナー像を記録用紙に静電吸着させている。

そして、その後、定着装置により加圧定着することにより転写されたトナー像を記録用紙に定着させている。

一方で、近年、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、トナー粒子径が小さく、トナー像の乱れが生じにくい液体現像剤を用いた湿式現像装置が知られている。当該液体現像剤は、パラフィン系溶媒等をキャリア液にトナーを分散させたものが用いられており、現像や転写工程においては、キャリア液とトナーとで構成されるトナー層中において電界による泳動でトナーを移動させ記録用紙に画像を転写させている。

この点で、高品質な画像が得られる現像工程を実行するために、現像装置に設けられた現像ローラのトナーの帯電量（荷電量）を制御する方式が提案されている。

トナー荷電量が高いと、現像ローラ上のトナーを全て感光体上に現像することができなくなり、その結果、感光体上のトナー量が低下し、一定濃度の画像が得られなくなる。一方、トナー荷電量が低いとカブリや画像ノイズが発生する。

そのため、トナー荷電量は適正な範囲に制御することが必要であり、種々の方式が提案されている（特許文献１および２）。

これに加えて、高品質な画像を得るためには、適切な画像濃度で転写する必要があり、この場合、現像ローラ上のトナー量で画像濃度が決まるため、現像ローラ上の液体現像剤の薄層（トナー層厚）を一定に制御することが重要である。

液体現像剤の薄層（トナー層厚）は温度変化等による液体現像剤の粘度の変化や、装置の誤差等により変化するため、液体現像剤の薄層量を検知し、制御することが必要となる。

この点で、特許文献３においては、現像ローラの表面電位を検知して、表面電位が一定となるよう液体現像剤の薄層量を制御する方式が開示されている。

特開２０００−２１４６８８号公報 特開２００９−２９４４９０号公報 特開２０１０−１４８９２号公報

帯電（荷電）された後のトナーはその荷電により電位をもち、その表面電位（トナー層電位）はトナー荷電量とトナー付着量によって決まる。従って、トナー荷電量が一定の場合に表面電位（トナー層電位）を測定することでトナー付着量を求めることが可能である。

トナー荷電量を一定に保つには、帯電させるための帯電チャージャからの流れ込み電流を一定に保つことが必要であるが、そのためには帯電チャージャから現像ローラへ流れ込む電流を測定し、一定の値に制御することが必要である。

しかしながら、実際には現像ローラには帯電チャージャによる電流のみでなく、現像等による電流も流れるため帯電チャージャによる電流のみを計測することは困難である。

電源から帯電チャージャに流れる電流を一定に制御しても、帯電チャージャの汚れや環境変化等により現像ローラへ流れ込む電流が変わってしまうという問題がある。

このような状態で、表面電位（トナー層電位）を測定し、トナー付着量を算出すると、流れ込み電流の変動によりトナー荷電量も変化しているため、実際のトナー付着量と異なって計測され、精度の高い液体現像剤の薄層量の制御ができないという問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、精度の高い液体現像剤の薄層量の制御が可能な湿式画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明のある局面に従う湿式画像形成装置は、キャリア液にトナーが分散された液体現
像剤を用いて像担持体上にトナー像を形成する湿式画像形成装置であって、像担持体にト
ナー像を形成するために液体現像剤を担持する現像部材と、印加電圧に従って現像部材上
の液体現像剤に電荷を付与する帯電手段と、帯電された液体現像剤の電位を測定する測定
手段と、トナー像を形成する前に現像部材上の液体現像剤の量を制御するための制御手段
とを備える。制御手段は、帯電手段に与える印加電圧を複数の値に設定し、それぞれの値
に基づく液体現像剤の電位を測定手段を用いて測定し、測定手段で測定された測定結果に
基づいて現像部材上の液体現像剤の量を制御する。液体現像剤の電位の変化率に応じた液体現像剤の量が予め記憶されたメモリをさらに備え、制御手段は、測定手段で測定された測定結果に基づいて、液体現像剤の電位の変化率を算出し、算出結果に基づいて、メモリに基づいて液体現像剤の量を推定し、液体現像剤の量の推定結果から現像部材上の液体現像剤の量を調節する。

好ましくは、制御手段は、測定手段で測定された測定結果に基づいて、トナー像を形成する際に帯電手段に与える印加電圧の値を設定する。

好ましくは、制御手段は、現像部材上に設けられ、現像部材に押し込む押し込み量に従って現像部材上の液体現像剤の量を調節する調節ブレードと、測定手段で測定された測定結果に基づいて調節ブレードの押し込み量を制御する調節ブレード制御手段とを含む。

好ましくは、制御手段は、現像部材と接触して液体現像剤を供給する供給部材と、測定手段で測定された測定結果に基づいて供給部材の回転速度を制御する回転速度制御手段とを含む。

本発明のある局面に従う湿式画像形成装置においては、制御手段は、帯電手段に与える印加電圧を複数の値に設定し、それぞれの値に基づく液体現像剤の電位を測定手段を用いて測定し、測定手段で測定された測定結果に基づいて現像部材上の液体現像剤の量を制御する。したがって、電位を測定することで液体現像剤の量を制御することが可能であるため、流れ込み電流を測定する必要がなく、精度の高い液体現像剤の薄層量の制御が可能である。

本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に従う現像部の状態を説明する図である。 本発明の実施の形態１に従う規制部材３の調節について説明する図である。 本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置を制御する機能ブロックを説明する図である。 本発明の実施の形態に従う液体現像剤のトナー粒子の表面電位を測定する測定装置の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態に従う測定装置における測定結果を説明する図である。 流れ込み電流が変化した場合のトナー層電位とトナー付着量との関係を説明する図である。 図６の関係に基づいて、縦軸を表面電位（トナー層電位）の傾き、横軸をトナー付着量とした場合のグラフを説明する図である。 本発明の実施の形態１に従うトナー層の層厚を制御するフロー図である。 現像ローラ上の液体現像剤量とブレード押し込み量との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態２に従う現像装置の構成について説明する図である。 現像ローラ上の液体現像剤量と供給ローラの回転速度との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態３に従う流れ込み電流と、トナー荷電量との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態３に従うトナー層の層厚およびトナー荷電量を制御するフロー図である。 帯電チャージャ２６への電源出力と流れ込み電流との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態３の変形例に従うトナー層の層厚およびトナー荷電量を制御するフロー図である。

以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明においては同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一であるものとする。

本発明の実施の形態においては、画像形成装置の一例として湿式画像形成装置について代表的に説明するが乾式画像形成装置についても同様に適用することが可能である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

図１を参照して、本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置には、ドラム状の像担持体である感光体１が設けられ、感光体１の周辺には矢印で示す回転方向の順に現像装置の現像ローラ２４、転写ローラ１１、クリーニングブレード１２、イレーサランプ１３、帯電チャージャ１４および露光装置１５がそれぞれ配設される。

感光体１の表面は、帯電チャージャ１４により所定の表面電位に一様に帯電される。そして、その後、露光装置１５により画像情報の露光を行ない、感光体１の表面に静電潜像を形成する。次いで、感光体１上の静電潜像は、現像装置の現像ローラ２４によりトナー粒子およびキャリア液を含む液体現像剤で現像され、感光体１の表面にトナー像が形成される。このとき、トナー粒子だけでなく分散媒であるキャリア液も感光体１の表面に付着する。

そして、感光体１の表面に形成されたトナー像は、転写ローラ１１との対向部である転写部に運ばれる。そして、転写部では、被転写体１０が矢印の方向（方向ｄ）に搬送され、転写ローラ１１に印加されたトナー粒子と逆極性の電圧の力により感光体１上のトナー粒子は被転写体１０に転写される。そして、トナー粒子が転写された被転写体１０は、図示しない定着部に搬送されトナー像が定着される。

一方、転写部を通過した後の感光体１上には、クリーニングブレード１２が設けられており、感光体１上に残留した転写残トナー粒子および分散媒を回収する。トナー粒子と分散媒とが回収された感光体１はイレーサランプ１３により露光され、潜像電位がキャンセルされる。これらの工程を繰り返し行なうことにより、次々に画像が印字される。

ここで、液体現像剤は、キャリア液である絶縁性液体と、静電潜像を現像するトナー粒子と、トナー粒子を分散させる分散剤とを主要成分としている。

キャリア液としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば特に制限することなく使用することができるが、例えば、キャリア液として、イソパラフィン系のアイソパー（Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｍなど）（エクソンモビール）、ＩＰソルベント（１６２０、２０２８、２８３５など）（出光興産）や、パラフィン系のモレスコホワイト（Ｐ−４０，Ｐ−７０，Ｐ−１２０）（松村石油研究所）を挙げることができる。また、シリコンオイル、ミネラルオイルを用いることも可能である。

トナー粒子は、主として、樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料を樹脂中に均一に分散させる機能と、記録用紙に定着させる際のバインダとしての機能がある。

トナー粒子としては、一般に電子写真用液体現像剤に用いるものであれば、特に制限することなく使用することができる。トナー用結着樹脂としては、たとえばポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。またこれらの樹脂を複数、混合して用いることも可能である。

また、トナーの着色に用いられる顔料および染料も一般に市販されているものを用いることができる。たとえば、顔料としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としてはソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。

液体現像剤の調整方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調整することができる。たとえば、結着剤樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ローラミルなどを用いて溶融混練して均一に分散させ、得られた分散体をたとえばジェットミルによって微粉砕する。得られた微粉末をたとえば風力分級機などにより分級することで、所望の粒径の着色トナーを得ることができる。そして、得られたトナー粒子をキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、液体現像剤を得ることができる。

トナーの平均粒径は、湿式画像形成方式を採用しているため、０．１μｍ〜５μｍとすることが可能である。０．１μｍ未満では現像性が大きく低下し、５μｍより大きい粒径では画像品位が低下するため、０．１〜５μｍに設定することが望ましい。

液体現像剤の質量に対するトナー粒子の質量の割合は、１０〜５０％程度が適当である。

１０％未満の場合、トナー粒子に沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題があり、また、必要な画像濃度を得るため、多量の液体現像剤を供給する必要があり、記録用紙に付着するキャリア液が増加し、定着時に乾燥させた際の蒸気の処理が問題となる可能性がある。一方で、５０％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も取り扱いが困難になる可能性がある。

液体現像剤の粘度は、２５℃において、０．１ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下が望ましい。１００００ｍＰａ・ｓより大きくなると液体現像剤の攪拌や送液等の取り扱いが困難となり、均一な液体現像剤を供給する装置の負担が大きくなる可能性がある。

次に、本発明の実施の形態１に従う現像装置の構成について、概略について簡単に説明する。

現像装置には、感光体１と加圧接触される現像ローラ２４と、トナーおよびキャリア液を含む液体現像剤６を貯蔵した現像槽５とが設けられ、現像槽５に現像ローラ２４の一部が浸漬されている場合が示されている。本例においては、現像ローラ２４は、回転方向ｂの方向に回転し、感光体１は、回転方向ａの方向に回転する場合が示されている。

そして、現像ローラ２４の周辺には、液体現像剤の厚みを規制して計量する規制部材３と、帯電チャージャ２６、表面電位センサ２８が設けられるとともに、残留した液体現像剤を除去するクリーニングブレード２５が設けられる。

現像ローラ２４には、規制部材３により所定量の液体現像剤に規制された液体現像剤が供給され、帯電チャージャ２６により現像ローラ２４上の液体現像剤中に含まれるトナーに電荷が与えられる。その後、現像ローラ２４により感光体１に搬送された荷電されたトナーは感光体１上において画像部を現像する。なお、感光体１は、本例においては、回転方向ａの方向に回転する場合が示されている。

現像ローラ２４の帯電チャージャ２６と現像ローラ２４と感光体１とのニップ部の間には現像ローラ２４の表面に対向して、表面電位センサ２８が設けられており、帯電チャージャ２６により帯電された後の液体現像剤６中のトナー粒子の表面電位を測定することができる。

トナー粒子が帯電された後、液体現像剤６は感光体１との現像部に運ばれ、感光体１と接触する。

図２は、本発明の実施の形態１に従う現像部の状態を説明する図である。
図２を参照して、本発明の実施の形態１に従う現像部に搬送される感光体１の表面にはトナー粒子と同極性の静電潜像が形成されており、画像部の電位は低く、非画像部の電位は高い。

現像ローラ２４には画像部の電位と非画像部の電位の間の電位が印加されている。現像部ではその電位差により画像部のトナー粒子は感光体１表面に、非画像部のトナー粒子は現像ローラ２４表面に移動する。その後、感光体１と現像ローラ２４とが分離することで液体現像剤６はそれぞれ感光体１と現像ローラ２４とに分断される。その結果、感光体１上の画像部にはトナー粒子と分散媒、非画像部には分散媒のみが付着する。逆に現像ローラ２４上には感光体１の画像部に対応する場所には分散媒のみが、非画像部に対応する場所にはトナー粒子と分散媒が存在する。

この状態で新たな液体現像剤６を現像ローラ２４に供給すると、先の画像に応じて現像ローラ２４上にトナー濃度の異なる領域が発生し、その結果、次の画像の濃度が異なるといった問題が生じる。それを防ぐために現像後の現像ローラ２４上にはクリーニングブレード２５が設けられており、現像後のトナー粒子と分散媒を全てクリーニングし、現像槽５中に回収する。

なお、現像部を通過した液体現像剤６のトナー濃度は元の濃度と異なっているため現像槽５にはトナー濃度を検知する手段（図示せず）が設けられている。トナー濃度検知手段は光学的な手段を用いても良いし、液体現像剤６を撹拌するときのトルクから求める手段等を用いても良い。検知手段の信号に応じて濃縮現像剤や分散媒を現像槽５に補給して液体現像剤６のトナー濃度が一定に保たれる。さらに、現像槽５には図示しないが液体現像剤６の量を検知する手段や液体現像剤６を撹拌する手段が設けられている。

帯電チャージャ２６としては、導電性フィルムや帯電ローラ等を用いることが可能である。また、感光体から紙への直接転写の例について説明したが、中間転写体を用いたものであっても良く、現像ローラの変わりに現像ベルトを用いても良い。

各ローラ等は、円柱状であり、本例では、その断面部分が示されている。
なお、クリーニングブレード２５は、ゴム体であっても剛体であっても良い。ゴム体は、ウレタンゴムや、ＮＢＲゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。剛体の場合には、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート等の樹脂類や、アルミ、アルマイト、ＳＵＳ、真鍮などの金属類が挙げられる。

次に、液体現像剤の厚みを規制する方式について説明する。
図３は、本発明の実施の形態１に従う規制部材３の調節について説明する図である。

図３を参照して、現像ローラ２４に当接して液体現像剤６の層厚を規制する規制部材３としてブレードが設けられている。

規制部材３は、保持部材３１に保持され、さらに保持部材３１は回転軸３２を中心に回転可能に設置されている。

保持部材３１には偏芯カム３３が当接しており、当該偏芯カムの回転により保持部材３１が回転軸３２を中心に回転し、現像ローラ２４に対する規制部材３の当接力が変化する。

規制部材３の当接力が変化すると規制部材３と現像ローラ２４との間を通過できる液体現像剤６の層厚が変化する、すなわち、液体現像剤量を調節できる。

図４は、本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置を制御する機能ブロックを説明する図である。

図４を参照して、本発明の実施の形態１に従う湿式画像形成装置の全体を制御する制御手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）５０と、メモリ５１と、操作パネル６０と、規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２と、規制ブレード圧接駆動モータ５４と、帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置６２と、帯電チャージャ用高圧電源６４と、帯電チャージャ２６と、表面電位センサ２８と、ローラ駆動モータドライバ５６と、ローラ駆動モータ５８とが設けられている場合が示されている。

操作パネル６０は、ＣＰＵ５０と接続され、操作パネル６０からの操作指示に従って、例えば画像形成動作の実行を指示し、ＣＰＵ５０の各部を制御する。メモリ５１には、予め各部をＣＰＵ５０が制御するために必要なプログラムが格納されており、ＣＰＵ５０が当該制御プログラムを読み込むことにより所望の処理を実行する。また、後述するフローを実行する制御プログラムもメモリ５１に格納されているものとする。また、後述するグラフ等のデータについてもメモリ５１に格納され、必要に応じてＣＰＵ５０により当該データが用いられるものとする。

ＣＰＵ５０は、規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２と接続され、規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２を制御する。規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２は、ＣＰＵ５０からの指示に従って規制ブレード圧接駆動モータ５４を駆動する。

また、ＣＰＵ５０は、ローラ駆動モータドライバ５６と接続され、ローラ駆動モータドライバ５６を制御する。ローラ駆動モータドライバ５６は、ＣＰＵ５０からの指示に従ってローラ駆動モータ５８を駆動する。ローラ駆動モータ５８は、現像装置のローラを駆動する。

また、帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置６２は、帯電チャージャ用高圧電源６４と接続され、ＣＰＵ５０からの指示に従って帯電チャージャ用高圧電源６４を制御する。

帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置６２は、帯電チャージャ用高圧電源６４を制御して、高圧電源を帯電チャージャ２６に出力する。

表面電位センサ２８は、ＣＰＵ５０と接続され、現像ローラ２４上の液体現像剤のトナー粒子の表面電位を測定して当該ＣＰＵ５０に出力する。

次に、現像ローラ２４上の液体現像剤のトナー付着量を算出する原理について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に従う液体現像剤のトナー粒子の表面電位を測定する測定装置の構成を説明する図である。

図５を参照して、ここでは、現像ローラ２４に対応するローラ７１が設けられ、ローラ７１の周囲に帯電チャージャ７２、表面電位センサ７３を設けた場合が示されている。

ローラ７１の直径はφ１００ｍｍ、幅１００ｍｍの金属性のローラであるものとする。また、ローラ７１は接地されている。

当該ローラ７１の表面にバーコーター等により一定量の液体現像剤の薄層を形成する。
一例として、液体現像剤としてはトナー濃度３０％のものを用いており、液体現像剤の層厚に応じた量のトナー粒子がローラ７１上に存在する。

そして、帯電チャージャ７２（有効幅８ｃｍ）を印加しながらローラ７１を４２０ｍｍ／ｓｅｃで１回転させる。

帯電チャージャ７２には定電流電源が接続されており、ローラ７１に流れ込む電流を定電流制御により制御している。

表面電位センサ７３は、帯電チャージャ７２により帯電された後の液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）を測定する。

図６は、本発明の実施の形態に従う測定装置における測定結果を説明する図である。
図６を参照して、ここでは、ローラ７１において、この液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）の測定を液体現像剤の層厚すなわちトナー粒子の付着量と帯電チャージャ７２からローラ７１に流れ込む電流とを変化させて行った時の結果が示されている。

ここで示されるように、流れ込み電流と液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）との間には相関があり、さらに、液体現像剤の層厚（トナー付着量）によっても、液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）が異なる。図中の系列はトナー付着量を示す。

流れ込み電流の値が明らかな場合は、その流れ込み電流のときの液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）を測定することでトナー層厚（トナー付着量）を算出することが可能である。

しかしながら、上述したように実際の系では現像ローラ２４には帯電チャージャのみでなく、感光体１との現像部等でも電流が流れるため、帯電チャージャからの電流のみを測定することは難しい。

また、高圧電源から一定の電流を供給しても、環境や帯電チャージャの汚れ等により実際に現像ローラ２４に流れ込む電流は変化してしまうことになり、当該図に示される流れ込み電流の値を正確に把握することは難しい。仮に、ある流れ込み電流を想定して、そのときの液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）によりトナー層厚（トナー付着量）を算出すると、結果に誤差が生じてしまう可能性がある。

仮に、流れ込み電流２０μＡを流すことを基準としたときのトナー付着量と液体現像剤のトナー粒子の表面電位（トナー層電位）との関係について考える。

図７は、流れ込み電流が変化した場合のトナー層電位とトナー付着量との関係を説明する図である。

図７に示されるようにここでは、仮に流れ込み電流として２０μＡを流すことを基準とした場合の系列が示されており、また、さらに流れ込み電流が±５μＡ変化した場合の系列が示されている。

ここで、トナー層厚であるトナー付着量が２ｇ／ｍ²場合に、流れ込み電流２０μＡで、表面電位（トナー層電位）として４６Ｖが観測されたものとする。

一方で、流れ込み電流が２５μＡの場合、表面電位（トナー層電位）は５５Ｖとして観測される。

そのときの流れ込み電流を２０μＡとしてトナー付着量を算出すると、２．２ｇ／ｍ²と観測され、トナー付着量の算出結果に誤差が生じることになる。

本発明の実施の形態においては、流れ込み電流を測定してトナー層厚すなわちトナー付着量を算出するのではなく、表面電位（トナー層電位）の変化率に従ってトナー付着量を算出する。

図６を見ると、流れ込み電流に従って表面電位（トナー層電位）が線形に変化していく場合が示されているが、ここで示されるように当該変化する傾きは、トナー付着量に応じて変化することが分かる。具体的には、トナー付着量が大きいほど変化の傾きが大きく、トナー付着量が小さいほど変化の傾きが小さくなる。

図８は、図６の関係に基づいて、縦軸を表面電位（トナー層電位）の傾き、横軸をトナー付着量とした場合のグラフを説明する図である。

図８に示されるように、表面電位（トナー層電位）の傾きが分かれば、トナー層厚であるトナー付着量を算出することが可能となる。

実際の系では、現像ローラ２４に流れ込む電流の正確な値を測定することは難しいが、高圧電源から基準電流とその１．５倍、２．０倍等の複数の電流を精度よく出力することは可能であり、その場合、現像ローラ２４に流れ込む電流の比率は高圧電源の出力電流の比率と同じとなる。その電流の変化率と、それぞれの出力値での表面電位（トナー層電位）の値から、流れ込み電流に対する表面電位（トナー層電位）の変化率を算出することが可能である。

そして、図８を用いて、トナー層電位の変化率から、トナー付着量を算出することが可能となり、実際に現像ローラ２４に流れ込む正確な流れ込み電流の電流値を計測することなく、トナー付着量を正確に算出することが可能である。

図９は、本発明の実施の形態１に従うトナー層の層厚を制御するフロー図である。主にＣＰＵ５０における処理について説明する。

図９を参照して、まず、画像形成信号がＯＮで有るかどうかを判断する（ステップＳ２）。具体的には、ＣＰＵ５０は、操作パネル６０を介して画像形成の実行が指示されたかどうかを判断する。ＣＰＵ５０は、操作パネル６０を介して画像形成の実行が指示された場合には、画像形成信号がＯＮであると判断し、次のステップに進む。

次に、現像ローラを回転させる（ステップＳ４）。具体的には、ＣＰＵ５０は、ローラ駆動モータドライバ５６に指示する。ローラ駆動モータドライバ５６は、ＣＰＵ５０からの指示に従ってローラ駆動モータ５８を回転させる。これに伴い現像ローラ２４が所定速度で回転し、現像ローラ２４上に液体現像剤の薄層が形成される。

そして、帯電チャージャ２６への出力値を変化させる（ステップＳ６）。ＣＰＵ５０は、帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置６２に指示し、帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置６２は、ＣＰＵ５０からの指示に従って帯電チャージャ用高圧電源６４に対して帯電チャージャ２６に出力する高圧電源の値を指定する。本例においては、一例として、帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置６２は、帯電チャージャ２６に出力する高圧電源の値を初期値の値から徐々に増加するように帯電チャージャ用高圧電源６４に指定するものとする。

次に、帯電チャージャ２６への出力値に応じた表面電位（トナー層電位）を測定する（ステップＳ８）。

帯電チャージャ２６に電圧を印加することで現像ローラ２４上に電流が流れ込み、その電流により現像ローラ２４上の液体現像剤６中のトナー粒子が帯電される。

帯電チャージャ用高圧電源６４から帯電チャージャ２６に印加される電圧である出力値を変化させて、その変化に従うトナー層電位を測定する。帯電されたトナー粒子の表面電位（トナー層電位）は表面電位センサ２８により測定される。

次に、ＣＰＵ５０は、測定結果に基づいて、トナー層電位の変化率を算出する（ステップＳ１０）。具体的には、帯電チャージャ２６の高圧電源の値（印加電圧）を変化させることにより、表面電位センサ２８の測定結果が変化し、当該結果に基づいてトナー層電位の変化率（傾き）を算出する。

次に、ＣＰＵ５０は、トナー付着量を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、図８のグラフに基づいて、トナー層電位の変化率からトナー付着量を算出する。

そして、次に、ＣＰＵ５０は、トナー付着量がＯＫかどうかを判断する（ステップＳ１４）。具体的には、トナー付着量が所定の規定値となっているかどうかを判断する。なお、規定値は一定の値でなく、ある幅を持たせ、その中に収まればトナー付着量がＯＫであると判断して良い。また、紙種等によりトナー付着量を変える場合は、複数のトナー付着量の規定値を設け、その値になるように制御するようにしても良い。

ステップＳ１４において、トナー付着量がＯＫであると判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、次のステップに進み、画像形成を開始する（ステップＳ１６）。

そして、処理を終了する（エンド）。
一方、ステップＳ１４において、トナー付着量がＯＫでないと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２の調整を実行する（ステップＳ１８）。具体的には、ＣＰＵ５０は、規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２に指示してブレード押し込み量を制御する。規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２は、ＣＰＵ５０からの指示に従って規制ブレード圧接駆動モータ５４を調整し、後述する現像ローラ２４に対する押し込み量を変化させる。

そして、再び、ステップＳ６に戻り、同様の処理を繰り返す。
すなわち、ステップＳ１４において、トナー付着量がＯＫとなるまで上記処理が繰り返される。

図１０は、現像ローラ上の液体現像剤量とブレード押し込み量との関係を説明する図である。

図１０を参照して、ブレード押し込み量が大きいほど、現像ローラ上の液体現像剤量を減少させることが可能となる。

当該関係に基づいて、ＣＰＵ５０からの指示に従って規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２は、規制ブレード圧接駆動モータ５４を調整して規制部材であるブレードのブレード押し込み量を調節する。例えば、トナー付着量がＯＫでないと判断された場合に、算出されたトナー付着量が基準となる所定値よりも大きいと判断された場合には、ブレード押し込み量が多くなるように調節する。一方で、トナー付着量がＯＫでないと判断された場合に、算出されたトナー付着量が基準となる所定値よりも小さいと判断された場合には、ブレード押し込み量が少なくなるように調節する。

ブレード押し込み量の調節は、算出されたトナー付着量と基準となる所定値との差分に応じてブレード押し込み量が適切な値となるように規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２が調整するようにしても良いし、ブレード押し込み量を所定量ずつ変化させるように規制ブレード圧接駆動モータドライバ５２が調整するようにしても良い。

当該処理により、流れ込み電流を測定することなく、トナー付着量であるトナーの層厚を精度よく適切に調節することが可能となる。

なお、本例においては、一例としてトナー濃度は３０％であり、液体現像剤量１ｇ／ｍ²あたりのトナー付着量は０．３ｇ／ｍ²である。

なお、本例においては、一例として画像形成信号がＯＮとなった場合の画像形成前に、トナー付着量を算出してトナーの層厚を調節する方式について説明したが、湿式画像形成装置の起動時や、プリント開始後一定枚数プリントした時、調整から所定期間経過時、あるいは、プリントの像間等に実行するようにしても良い。

（実施の形態２）
上記の実施の形態１においては、規制部材であるブレードの押し込み量（圧接力）により現像ローラ２４上の液体現像剤６の層厚を制御する方式について説明したが、本実施の形態２においては、現像ローラ２４に液体現像剤を供給する供給部材を設けて、当該供給部材を制御して層厚を制御する方式について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態２に従う現像装置の構成について説明する図である。
図１１を参照して、本発明の実施の形態２に従う現像装置は、実施の形態１で説明した現像装置と比較して、供給ローラ２１と、汲み上げローラ２２とをさらに設けた点が異なる。

液体現像剤６は、現像槽５中に貯められており、その液体現像剤６に一部浸漬させた状態で汲み上げローラ２２が設けられている。

汲み上げローラ２２のｆ方向への回転により液体現像剤６が汲み上げられ、規制部材２３により一定量に規制される。汲み上げローラ２２としては表面に凹部を設けた金属ローラ（アニロックスローラ）を用いることで液体現像剤の量をより安定させることができる。

液体現像剤が規制された後、汲み上げローラ２２は供給ローラ２１に当接し、液体現像剤６を供給ローラ２１に受け渡す。供給ローラ２１はローラ駆動モータ５８により現像ローラ２４の回転方向とは逆方向の図中ｅ方向に回転しており、ローラ駆動モータドライバ５６によりその回転数を変化させる。本例においては、供給ローラ２１は、ローラ駆動モータ５８により駆動されるものとする。ローラ駆動モータドライバ５６は、ＣＰＵ５０からの指示に従ってローラ駆動モータ５８を所定速度に回転させる。

汲み上げローラ２２は供給ローラ２１に従動しており、供給ローラ２１の回転数に従って、回転数が変化する。このような状態で供給ローラ２１の回転を速くすると現像ローラ２４に供給される液体現像剤の量は増加し、逆に回転を遅くすると液体現像剤６の量は減少する。よって現像ローラ２４に供給される液体現像剤６の量を制御することが可能である。

図１２は、現像ローラ上の液体現像剤量と供給ローラの回転速度との関係を説明する図である。

図１２を参照して、供給ローラの回転速度が速い程、現像ローラ上の液体現像剤量を増加させることが可能となる。一方、供給ローラの回転速度が遅い程、現像ローラ上の液体現像剤量を減少させることが可能となる。

本実施の形態２においては、図９のフロー図において、ステップＳ１８において、規制ブレードの圧接駆動モータドライバを調整するのではなく、図１２の関係に基づいて供給ローラの回転速度を調整するものとする。

具体的には、一例として、図９のフロー図において、ステップＳ１４において、トナー付着量がＯＫでないと判断された場合に、算出されたトナー付着量が基準となる所定値よりも大きいと判断された場合には、供給ローラの回転速度が遅くなるように調節する。

一方で、トナー付着量がＯＫでないと判断された場合に、算出されたトナー付着量が基準となる所定値よりも小さいと判断された場合には、供給ローラの回転速度が速くなるように調節する。当該調節は、ＣＰＵ５０からの指示に従ってローラ駆動モータドライバ５６がローラ駆動モータ５８を駆動制御することにより実行される。

当該処理においても、当該処理により、流れ込み電流を測定することなく、トナー付着量であるトナーの層厚を精度よく適切に調節することが可能となる。

なお、本例においては、一例としてトナー濃度は３０％であり、液体現像剤量１ｇ／ｍ²あたりのトナー付着量は０．３ｇ／ｍ²である。

（実施の形態３）
上述したように、高品質な画像形成のためには、現像ローラ上の液体現像剤量の層厚（薄層量）を調節するとともに、トナー荷電量を適正な範囲に保つことが必要である。

トナー荷電量が高いと現像ローラ２４上の全てのトナーが感光体上１に現像されなくなり、その結果、感光体上のトナー量が低下するといった問題が生じ、低いとカブリや画像ノイズといった問題が生じるからである。

本発明の実施の形態３においては、トナーの層厚とともに、トナー荷電量を適正な範囲に調節する方式について説明する。

図１３は、本発明の実施の形態３に従う流れ込み電流と、トナー荷電量との関係を説明する図である。

図１３を参照して、流れ込み電流に従ってトナー荷電量が増加する場合が示されている。ここでは、トナー付着量として２．２ｇ／ｍ²である場合の流れ込み電流とトナー荷電量との関係が示されている。トナー荷電量は、表面電位／（トナー付着量）²に基づいて算出される。具体的には、図６のトナー層電位と流れ込み電流との関係に基づいて算出されたものである。なお、他のトナー付着量についても同様に算出することが可能である。

現像ローラ２４上のトナー荷電量は、帯電チャージャ２６から現像ローラ２４に流れ込む電流値で決まる。すなわち、帯電チャージャ２６から現像ローラ２４への流れ込み電流を適切な値に調整することで、トナー荷電量を制御することが可能である。

図１４は、本発明の実施の形態３に従うトナー層の層厚およびトナー荷電量を制御するフロー図である。主にＣＰＵ５０における処理について説明する。

図１４を参照して、図９のフロー図と比較して、ステップＳ１４の後にさらにトナー荷電量を制御する処理を実行する。

具体的には、ステップＳ１４の後、トナー荷電量に対応する流れ込み電流を算出する（ステップＳ２０）。具体的には、図１３のグラフを用いて、適切なトナー荷電量に対応する流れ込み電流を算出する。例えば、図１３のグラフを用いてトナー荷電量が２０Ｖ／（（ｇ／ｍ²）^2）に調節する場合には、流れ込み電流は４０μＡに設定する必要がある。

次に、帯電チャージャ２６への出力値を設定する（ステップＳ２２）。
図１５は、帯電チャージャ２６への電源出力と流れ込み電流との関係を説明する図である。

図１５を参照して、電源出力が増加するに従って流れ込み電流が線形に変化する場合が示されている。当該関係を用いて、流れ込み電流が適切な値となるように電源出力（出力値）を設定する。

これにより、帯電チャージャ２６から現像ローラ２４への流れ込み電流を適切な値に調節して、液体現像剤の荷電量を適切な値に制御することが可能である。

そして、次のステップに進み、画像形成を開始する（ステップＳ２５）。
そして、処理を終了する（エンド）。

（実施の形態３の変形例）
図１６は、本発明の実施の形態３の変形例に従うトナー層の層厚およびトナー荷電量を制御するフロー図である。主にＣＰＵ５０における処理について説明する。

図１６を参照して、図９のフロー図と比較して、ステップＳ１４の後にさらにトナー荷電量を制御する処理を実行する。

具体的には、ステップＳ１４の後、帯電チャージャへの出力値を調整する（ステップＳ２０）。具体的には、一例として、帯電チャージャへの出力値として所定の値（初期値）に設定する。

次に、トナー層電位を測定する（ステップＳ２６）。具体的には、帯電されたトナー粒子の表面電位（トナー層電位）は表面電位センサ２８により測定される。

次に、流れ込み電流を算出する（ステップＳ２８）。ＣＰＵ５０は、図６のグラフを用いて、トナー付着量およびトナー層電位に基づいて流れ込み電流を算出する。

次に、流れ込み電流がＯＫであるかどうかを判断する（ステップＳ３０）。ＣＰＵ５０は、算出した流れ込み電流が所望の流れ込み電流に一致するかどうかを判断する。所望の流れ込み電流の値の設定は、図１３のグラフを用いて、所望のトナー荷電量に対応する流れ込み電流の値から得られる。

ステップＳ３０において、流れ込み電流がＯＫであると判断した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）には、次のステップに進み、画像形成を開始する（ステップＳ３２）。なお、所望の流れ込み電流の値は一定の値でなく、ある幅を持たせ、その中に収まれば流れ込み電流がＯＫであると判断して良い。

一方で、ステップＳ３０において、流れ込み電流がＯＫで無いと判断した場合（ステップＳ３０においてＮＯ）には、ステップＳ２０に戻り、再度、帯電チャージャへの出力値を調整する。具体的には、流れ込み電流の値が所望の流れ込み電流の値よりも小さければ出力値を増加させ、流れ込み電流の値が所望の流れ込み電流の値よりも大きければ出力値を減少させ、出力値を微調整する。そして、トナー層電位を測定して、流れ込み電流を算出して、流れ込み電流が最適な値となるまで当該処理を繰り返す。

そして、流れ込み電流を最適な値として、画像形成を開始する。
当該処理においても、流れ込み電流を最適な値とすることにより、液体現像剤の荷電量を適切な値に制御することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 感光体、３，２３ 規制部材、５ 現像槽、６ 液体現像剤、１０ 被転写体、１１ 転写ローラ、１２，２５ クリーニングブレード、１３ イレーサランプ、１４，２６，７２ 帯電チャージャ、１５ 露光装置、２１ 供給ローラ、２２ 汲み上げローラ、２４ 現像ローラ、２８，７３ 表面電位センサ、３１ 保持部材、３２ 回転軸、３３ 偏芯カム、５１ メモリ、５２ 規制ブレード圧接駆動モータドライバ、５４ 規制ブレード圧接駆動モータ、５６ ローラ駆動モータドライバ、５８ ローラ駆動モータ、６０ 操作パネル、６２ 帯電チャージャ用高圧電源出力制御装置、６４ 帯電チャージャ用高圧電源。

Claims (4)

1. キャリア液にトナーが分散された液体現像剤を用いて像担持体上にトナー像を形成する
   湿式画像形成装置であって、
   前記像担持体にトナー像を形成するために前記液体現像剤を担持する現像部材と、
   印加電圧に従って前記現像部材上の前記液体現像剤に電荷を付与する帯電手段と、
   前記帯電された前記液体現像剤の電位を測定する測定手段と、
   前記トナー像を形成する前に前記現像部材上の前記液体現像剤の量を制御するための制御手段と、
   前記液体現像剤の電位の変化率に応じた前記液体現像剤の量が予め記憶されたメモリとを備え、
   前記制御手段は、
   前記帯電手段に与える印加電圧を複数の値に設定し、それぞれの値に基づく前記液体現像剤の電位を前記測定手段を用いて測定し、
   前記測定手段で測定された測定結果に基づいて、前記液体現像剤の電位の変化率を算出し、
   算出結果に基づいて、前記メモリに基づいて前記液体現像剤の量を推定し、
   前記液体現像剤の量の推定結果から前記現像部材上の前記液体現像剤の量を調節する、湿式画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記測定手段で測定された測定結果に基づいて、前記トナー像を形成する際に前記帯電手段に与える印加電圧の値を設定する、請求項１記載の湿式画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   前記現像部材上に設けられ、前記現像部材に押し込む押し込み量に従って前記現像部材上の前記液体現像剤の量を調節する調節ブレードと、
   前記測定手段で測定された測定結果に基づいて前記調節ブレードの押し込み量を制御する調節ブレード制御手段とを含む、請求項１または２に記載の湿式画像形成装置。
4. 前記制御手段は、
   前記現像部材と接触して前記液体現像剤を供給する供給部材と、
   前記測定手段で測定された測定結果に基づいて前記供給部材の回転速度を制御する回転速度制御手段とを含む、請求項１または２に記載の湿式画像形成装置。

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