JP5870578B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、液体現像剤を用いた画像形成装置が開示されている（特許文献１を参照）。

また、特許文献２には、感光体、感光体を帯電させる帯電部材、帯電させられた感光体上に静電潜像を形成する書き込み部材、書き込み部材の感光体回転方向下流側に感光体に対向して配置され固形分とキャリア液が含まれる液体現像剤を静電潜像が形成された感光体に塗布する現像部材、感光体上の像を記録部材に転写する転写部材、及び記録部材に転写された像を定着する定着部材が設けられた画像形成装置において、現像部材に液体現像剤を供給する供給部材としてダイヘッドが設けられた画像形成装置が開示されている（特許文献２を参照）。

特開平１１−１７４８５０号公報 特開２００８−２０３７２５号公報

本発明は、現像部材に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止することを目的としている。

請求項１の発明は、像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像剤層の層厚が厚くなるように、前記層形成手段を制御する層厚制御手段と、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留する第一タンクと、前記潜像を現像したあとの前記現像部材上に残留する前記液体現像剤を除去する除去手段と、前記除去手段で除去された前記液体現像剤を貯留する第二タンクと、前記第二タンクの前記液体現像剤を、間欠的に前記第一タンクに供給する供給手段と、を備える。

請求項２の発明は、前記像保持体と前記現像部材との圧接部へ進入する前記現像剤層の層厚が厚くなるに従って、前記現像部材に印加する印加電圧を変化させることで現像電界が大きくなるように制御する電圧制御手段を備える。

請求項３の発明は、前記層形成手段は、前記現像部材に対し前記液体現像剤を吐出するスロットダイであり、前記濃度測定手段は、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留するタンクから前記スロットダイのヘッドへの配管中の前記トナーの濃度を測定する。

請求項４の発明は、像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、前記現像部材に前記液体現像剤を塗布し、前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像部材への前記液体現像剤の塗布量が多くなるように、前記層形成手段を制御する塗布量制御手段と、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留する第一タンクと、前記潜像を現像したあとの前記現像部材上に残留する前記液体現像剤を除去する除去手段と、前記除去手段で除去された前記液体現像剤を貯留する第二タンクと、前記第二タンクの前記液体現像剤を、間欠的に前記第一タンクに供給する供給手段と、
を備える。

請求項５の発明は、前記第一タンクの前記液体現像剤の量が閾値以下になると前記第二タンクから前記液体現像剤を供給するように制御されている。

請求項１に記載の発明によれば、層厚制御手段を有しない構成と比較し、層形成手段に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、現像部材上のトナー量の変動を抑制又は防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、現像部材に印加する電圧が一定である場合と比較し、像保持体と現像部材との圧接部へ進入する現像剤層の層厚が変動しても、現像効率の変動を抑制又は防止することができる。

請求項３に記載の発明よれば、第一タンク内でトナーの濃度を測定する場合と比較し、現像部材に形成される現像剤層のトナー濃度をより正確に測定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、塗布量制御手段を有しない構成と比較し、層形成手段に供給される液体現像剤のトナー濃度が変動しても、現像部材上のトナー量の変動を抑制又は防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、現像部材上に残留する液体現像剤を除去して連続的に第一タンクに供給する構成と比較し、塗布量の制御又は現像剤層の層厚の制御が容易である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す概略構成図である。 （Ａ）は本発明の一実施形態に係る現像装置の供給機構を模式的に示す概略構成図であり、（Ｂ）は回収タンクから供給タンクに液体現像剤を供給する状態の構成図である。 （Ａ）は第一変形例の現像装置の供給機構を模式的に示す概略構成図であり、（Ｂ）は回収タンクから供給タンクに液体現像剤を供給する状態の構成図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置（画像形成装置）の制御ブロック図である。 液体現像剤の粘度を測定した結果を示すグラフである。 第二変形例の現像装置を模式的に示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置の現像装置の要部を拡大した拡大図である。 第三変形例の現像装置を模式的に示す概略構成図である。 第四変形例の現像装置を模式的に示す概略構成図である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
＜本実施形態に係る画像形成装置の全体構成＞
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１０は、像保持体の一例としてのドラム状の感光体１２を有している。感光体１２の周囲には、帯電器２０、露光装置２２、現像装置１００、転写装置３０、及び感光体用クリーナー７０等が配置されている。

帯電器２０は、本実施形態では、スコロトロン帯電器とされ、コロナ放電によって感光体１２の表面を帯電する。

露光装置２２は、本実施形態ではＬＥＤ露光装置とされ、帯電器２０によって帯電した感光体１２を画像情報に基づいて露光し、感光体１２の表面に潜像を形成する。なお、露光装置２２は、ＬＥＤ露光装置以外の露光装置であってもよい。例えば、レーザ光線による露光する露光装置であってもよい。

現像装置１００は、キャリア液にトナー粒子を分散させた液体現像剤Ｇ（図２参照）で、感光体１２に形成された潜像を現像（顕像化）し、感光体１２の表面にトナー像を形成する。なお、現像装置１００及び液体現像剤Ｇ（参照）の詳細ついては後述する。

転写装置３０は、感光体１２の表面に形成されたトナー像が転写されるドラム状の中間転写体３２と、中間転写体クリーナー４０と、中間転写体３２の表面に転写されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写ロール３４と、を備えた中間転写方式の装置とされ、中間転写体３２を介してトナー像を転写ロール３４によって記録媒体Ｐに転写する。

なお、転写装置３０は、上記構成以外構成であってもよい。例えば、ベルト状の中間転写体を備えた構成であってもよいし、中間転写体及び中間転写体クリーナーを備えず、感光体１２から直接記録媒体Ｐに転写ロール３４でトナー像を転写する直接転写方式の構成であってもよい（一例として、図６を参照）。

感光体クリーナー７０は、第一廃トナータンク７８と、感光体１２に接触するクリーニングロール７２と、を有している。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード７４，７６を有している。クリーニングブレード７４，７６は、それぞれ感光体１２とクリーニングロール７２とに当たり、液体現像剤Ｇを除去する。除去された液体現像剤Ｇは第一廃トナータンク７８に回収される。

中間転写体クリーナー４０は、第二廃トナータンク４８と、中間転写体３２に接触するクリーニングロール４２と、を有している。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード４４，４６を有している。クリーニングブレード４４，４６は、それぞれ中間転写体３２とクリーニングロール４２とに当たり、液体現像剤Ｇを除去する。除去された液体現像剤Ｇは第二廃トナータンク４８に回収される。第二廃トナータンク４８に回収された液体現像剤Ｇは、配管１４を介して第一廃トナータンク７８に送られる。

なお、本実施形態では、中間転写用のクリーニングロール４２及び感光体用のクリーニングロール７２は、いずれもＳＵＳ等の芯金の表面に体積抵抗率が１×１０^５Ω・ｃｍ〜１×１０^１０Ω・ｃｍの半導電性を有し、耐油性のあるＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）やＥＣＯ（エピクロルヒドリンゴム）等のゴムを被覆したロール部材とされ、ゴム層厚は、例えば、５〜２０ｍｍとされている。

また、画像形成装置１０は、用紙等の記録媒体Ｐが収容された収容部９０を有し、記録用紙Ｐは搬送経路Ｋに沿って搬送される。更に画像形成装置１０は、トナー像が転写された記録媒体Ｐにトナー像を定着させる定着装置９２を備えている。なお、定着装置９２における定着方式は、定着ロール又はベルトによる接触熱定着でもよいし、オーブンやフラッシュランプ等による非接触加熱定着であってもよい。

＜画像形成工程＞
つぎに、画像形成工程について説明する。

なお、各ロールは矢印で示す方向に図示が省略された駆動装置又は従動回転によって回転するように構成されている。

感光体１２の表面が帯電器２０によって帯電され、露光装置２２によって画像情報に基づいた潜像が形成される。潜像は、現像装置１００によって現像され、トナー像が感光体１２の表面に形成される。感光体１２に形成されたトナー像は、中間転写体３２の芯金にバイアス電圧が印加されることで中間転写体３２の表面に一次転写される。一次転写されたトナー像は、転写ロール３４に印加されたバイアス電圧によって記録媒体Ｐに二次転写される。トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着装置９２に搬送され、記録媒体Ｐ上にトナー像が定着される。トナー像が定着した記録媒体Ｐは、図示が省略された排出部に排出される。

なお、一次転写および二次転写では、中間転写体３２及び転写ロール３４に各々バイアス電圧を印加することで、液体現像剤Ｇの中のトナーが電気泳動することで転写する。このため、一次転写工程及び二次転写工程では、それぞれの工程前に比べて液体現像剤Ｇのトナーが凝集され、この効果によって、記録媒体Ｐへのキャリア液の付着が少なくなる。また、これにより、定着装置９２による定着では、記録媒体Ｐ上のキャリア液が少なくなるので、キャリア液が多い場合よりも記録媒体Ｐへのトナー像の定着性が向上する。

感光体１２に一次転写されずに残留した液体現像剤Ｇは、感光体クリーナー７０によって除去される。また、中間転写体３２に二次転写されずに残留した液体現像剤Ｇは中間転写体クリーナー４０よって除去される。

なお、中間転写用のクリーニングロール４２及び感光体用のクリーニングロール７２には、芯金にバイアス電圧が印加されることで、残留した液体現像剤Ｇの中の主にトナーがクリーニングロール４２、７２に付着して除去される。そして、その後に中間転写用のクリーニングブレード４６及び感光体用のクリーニングブレード７６によって主にキャリア液が除去される。このような構成とすることで、中間転写体３２及び感光体１２へのトナーの残留を効果的に抑制することがきるので、例えば、トナーが残留することによるかぶり等の画像欠陥の発生が効果的に防止又は抑制される。

なお、中間転写体クリーナー４０及び感光体クリーナー７０によって除去された液体現像剤Ｇは、後述する現像に用いる供給タンク２１０内の液体現像剤と比べるとトナー濃度が低くなっているので、除去された液体現像剤は再利用されない。

＜現像装置＞
つぎに現像装置について説明する。

図１に示すように、現像装置１００は、現像部材の一例としての現像ロール１１０を有し、現像ロール１１０の周囲に、層形成手段の一例としての塗布装置１２０や除去手段の一例としての現像ロールクリーナー１３０等が配置されている。

現像ロール１１０は、金属製のコアロール１１２の表面に体積抵抗率が１×１０^５Ω・ｃｍ〜１×１０^１０Ω・ｃｍの半導電性を有し、耐油性のあるＮＢＲやＥＣＯ等のゴムで形成された弾性層１１４が設けられている。また、金属製のコアロール１１２には、電源装置１１６（図４参照）によってバイアス電圧が印加される。電源装置１１６は、制御部３００（図４参照）によって制御されている。そして、現像ロール１１０の弾性層１１４が、感光体１２に接触（圧接）して現像ニップ部Ｎを形成する。

現像ロールクリーナー１３０は、現像ロール１１０に接触するクリーニングロール１３２を有している。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード１３４，１３６を有している。クリーニングブレード１３４，１３６は、それぞれ現像ロール１１０とクリーニングロール１３２とに当たり、液体現像剤Ｇを除去する。除去された液体現像剤Ｇは排出口１３８から排出され、後述する回収タンク２３０に回収される。また、排出口１３８には制御部３００によって制御される開閉バルブ１３９が設けられている。

なお、クリーニングロール１３２は、ＳＵＳ等の芯金の表面に体積抵抗率が１×１０^５Ω・ｃｍ〜１×１０^１０Ω・ｃｍの半導電性を有し、耐油性のあるＮＢＲやＥＣＯ等のゴムを被覆したロール部材とされ、ゴム層厚は、例えば、５〜２０ｍｍとされている。また、クリーニングロール１３２の芯金にバイアス電圧が印加されることで、残留した液体現像剤Ｇの中の主にトナーがクリーニングロール１３２に付着し除去される。そして、その後にクリーニングブレード１３６によって主にキャリア液が除去される。このような構成とすることで、トナーの残留を効果的に抑制することがきる。

現像装置１００は、塗布装置１２０に液体現像剤Ｇ（図２参照）を供給すると共に、現像ロール１１０から液体現像剤Ｇを回収して塗布装置１２０に再び供給する供給機構２００を有している。供給機構２００は、第一タンクの一例としての供給タンク２１０と第二タンクの一例としての回収タンク２３０とを有している。

図２に示すように、供給タンク２１０は、塗布装置１２０に供給する液体現像剤Ｇを貯留する。一方、回収タンク２３０は、現像ロールクリーナー１３０で回収された液体現像剤Ｇを貯留する。また、回収タンク２３０には、新しい液体現像剤Ｇが充填されている液体現像剤ボトル２０２が着脱自在に接続されている（現像剤ボトル２０２が交換可能に設けられている）。液体現像剤ボトル２０２から回収タンク２３０への新しい液体現像剤Ｇの補給は、開閉バルブ２０４を開閉することで行われる。また、開閉バルブ２０４の開閉は、制御部３００（図４参照）によって制御されている。

供給タンク２１０及び回収タンク２３０の中には、それぞれフロート式液量検知方式の残量センサー２４２，２４４と、攪拌スクリュー２４６，２４８と、が設けられている。残量センサー２４２，２４４は、供給タンク２１０及び回収タンク２３０の中の液体現像剤Ｇの量を検知する。なお、残量センサー２４２，２４４の検知結果は、制御部（図４参照）に送られる。攪拌スクリュー２４６，２４８は、予め定められた回転速度で回転するように構成されている。

回収タンク２３０と供給タンク２１０とは配管２２０で接続されており、回収タンク２３０内の液体現像剤Ｇが供給タンク２１０内に供給されるように構成されている。なお、配管２２０には開閉弁２２２が設けられている。また、開閉弁２２２の開閉は、制御部３００（図４参照）によって制御されている。

供給タンク２１０には、塗布装置１２０に液体現像剤Ｇを供給する配管２１２が接続されている。また、配管２１２は、供給タンク２１０の底面２１０Ａの近傍に開口する。また、配管２１２には液体現像剤Ｇのトナー濃度を測定するため濃度測定用タンク２１４が設けられている。そして、濃度測定用タンク２１４には、濃度測定手段の一例としての超音波減衰方式の濃度測定センサー２１６が設けられている。なお、濃度測定センサー２１６の測定結果は、制御部３００（図４参照）に送られる。また、配管２１２には、逆止弁２１８が設けられている。

図７に示すように、塗布装置１２０は、現像ロール１１０に液体現像剤Ｇを塗布して、現像ロール１１０の表面に現像剤層ＧＴを形成する。なお、本実施形態では塗布装置１２０は、現像ロール１１０の回転軸方向に沿って形成された溝（リップ）１２２から液体現像剤Ｇを吐出して塗布するスロットダイヘッドとされている。

図２に示すように、供給タンク２１０には、コンプレッサー２５０が接続されている。そして、開閉弁２２２を閉じた状態で、コンプレッサー２５０で供給タンク２１０内の空気圧を上げることで、供給タンク２１０から配管２１２を介して塗布装置１２０に、液体現像剤Ｇが送り込まれると共に、図７に示すように溝（リップ）１２２から回転する現像ロール１１０の表面に軸方向に対して液体現像剤Ｇが塗布される。このように、現像ロール１１０の表面に液体現像剤Ｇが塗布されることによって、現像ロール１１０の表面に現像剤層ＧＴが形成される。

＜液体現像剤＞
つぎに、本実施形態で使用する現像剤ボトル２０２の液体現像剤Ｇ（図２参照）について説明する。

液体現像剤Ｇは、キャリア液にトナー粒子が分散されている。キャリア液としては、例えば、植物油、流動パラフィン油、シリコーンオイル等の絶縁性液体が用いられる。本実施形態おいては、トナー粒子は平均粒径が０．５μｍ〜５μｍとされ、キャリア液の中に５％〜４０ｗｔ％の濃度で均一に分散されている。また、帯電制御剤あるいは分散剤を適宜加えてもよい。

本実施形態の液体現像剤Ｇは、チキソ性（チキソトロピー）を有する非ニュートン流体の液体とされ、粘度が５００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓに設計されている。なお、チキソ性（チキソトロピー）性を有する液体は、図５に示すように、せん断を受け続けると粘度が次第に低下する。また、静止すると粘度が次第に上昇する。よって、上記粘度、５００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓは、図５に示す「ずり速度１（１／ｓ）」で一定時間経過したときの粘度とする。また、粘度の測定は、東機産業（株）製のＲＥ４０型粘度計等を使用して測定される。

なお、図５は、本実施形態で使用することが可能な液体現像剤Ａ，Ｂ，Ｃを、東機産業（株）製のＲＥ４０型粘度計で測定した実測データである。

なお、本発明が適用されていない画像形成装置に使用される液体現像剤Ｇの粘度は、５００ｍＰａ・ｓよりも低いものが一般的とされており、本実施形態はこのような一般的な液体現像剤よりも高粘度とされている。

＜現像ロールへの液体現像剤からなる現像剤層の形成工程及び制御方法＞
つぎは、現像ロール１１０への液体現像剤Ｇからなる現像剤層ＧＴ（図７参照）の形成工程と、図４に示す制御部３００の制御方法と、について説明する。なお、各ロールは矢印で示す方向に図示が省略された駆動装置又は従動回転によって回転するように構成されている。

制御部３００は、画像形成装置１０の全体を制御する。なお、図４は、主な制御対象を図示したブロック図である。また、制御部３００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含んで構成される制御回路を有し、ＲＯＭには、各種プログラムや各種情報などが予め記憶されている。

図１と図４とに示すように、制御部３００は、開閉弁２２２を閉じ、エアーコンプレッサー２５０によって供給タンク２１０の空気圧を上げることで、供給タンク２１０から配管２１２を介して塗布装置１２０に液体現像剤Ｇを送り込む。塗布装置１２０に送られた液体現像剤Ｇは、溝（リップ）１１２から回転する現像ロール１１０に液体現像剤Ｇを塗布し、現像ロール１１０表面に現像剤層ＧＴを形成する（図７も参照）。なお、配管２１２に設けられている逆止弁２１８（図２も参照）によって、塗布（層形成）が終了し供給タンク２１０が減圧すること等によって、塗布装置１２０から液体現像剤Ｇが後退してしまうために生じる吐出ディレイが防止又は抑制される。

図２（Ｂ）と図４とに示すように、制御部３００は、供給タンク２１０の残量センサー２４４の検知結果に基づき、供給タンク２１０の残量が閾値以下であると判断すると、回収タンク２３０と供給タンク２１０との間の開閉弁２２２を開き、回収タンク２３０から供給タンク２１０に液体現像剤Ｇを供給する。また、供給タンク２１０に液体現像液が充填されたと判断すると、開閉弁２２２を閉じる。

更に、制御部３００は、供給タンク２１０の残量センサー２４４と回収タンク２３０の残量センサー２４２との検知結果に基づき、供給タンク２１０と回収タンク２３０との液体現像剤Ｇの総量が閾値以下となった判断すると、開閉バルブ２０４を開閉し、液体現像剤ボトル２０２から回収タンク２１０に対して、予め定められた量の新しい液体現像剤Ｇを補充する。

なお、高粘度の液体現像剤Ｇを使用している場合、回収タンク２３０から供給タンク２１０への液体現像剤Ｇを移動するために長い時間かかる、或いは移動させること自体が困難となる場合がある。

このような場合は、現像ロールクリーナー１３０の排出口１３８の開閉バルブ１３９を閉じた状態で図示が省略されているコンプレッサー等の減圧手段を用いて供給タンク２１０を減圧したり、図示が省略されているポンプを回収タンク２３０と供給タンク２１０との間に配管２２０に設ける等して、回収タンク２３０から供給タンク２１０に液体現像剤Ｇを強制的に移動させる構成とすればよい。

ここで、現像ロールクリーナー１３０によって除去された液体現像剤Ｇは供給タンク２１０の液体現像剤Ｇと比べてトナー濃度に大きな変化は無い。よって、除去後の液体現像剤Ｇは回収タンク２３０を介して供給タンク２１０に戻される。しかし、現像によってトナーが消費されており、現像ロールクリーナー１３０によって除去された液体現像剤Ｇのトナー濃度は若干であるが薄い。よって、徐々に供給タンク２１０のトナー濃度が低くなっていく。

また、液体現像剤ボトル２０２から回収タンク２３０に新しい液体現像剤Ｇが補給されるとトナー濃度が高くなる。よって、現像ロール１１０の現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚を制御しない比較例では、トナー濃度の変動に伴い、現像ロール１１０と感光体１２との現像ニップ部Ｎに送られる液体現像剤Ｇのトナーの量が変動し、画像濃度が変動する。

しかし、本実施形態では以下のように制御を行うことで、現像剤層ＧＴ（図７参照）のトナー濃度が変動することによる画像濃度の変動を抑制又は防止している。つまり、現像剤層ＧＴ（図７参照）のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止させている。言い換えると、画像濃度を安定させている。

前述したように、本実施形態では、塗布装置１２０に送り込まれる液体現像剤Ｇのトナー濃度を、塗布装置１２０と供給タンク２１０と結ぶ配管２１２に設けられた濃度測定タンク２１４の濃度測定センサー２１６によって測定される。

そして、液体現像剤Ｇのトナー濃度が薄くなると、制御部３００はコンプレッサー２５０の空気圧を高くして、現像ロール１１０への液体現像剤Ｇの単位時間当たりの供給量、すなわち回転する現像ロール１１０表面の単位面積当たりの塗布量を多くし、現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚を厚くする。これにより、現像ニップ部Ｎに供給される液体現像剤Ｇの量が増加し、現像ニップ部Ｎに送られるトナー量が増加する。

一方、液体現像剤Ｇのトナー濃度が高くなると、制御部３００はコンプレッサー２５０の空気圧を低くして、現像ロール１１０への液体現像剤Ｇの単位時間当たりの供給量（単位面積当たりの塗布量）を少なくし、現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚を薄くする。これにより、現像ニップ部Ｎに供給される液体現像剤Ｇの量が減少し、現像ニップ部Ｎに送られるトナー量が減少する。

つまり、制御部３００は、測定された液体現像剤Ｇのトナー濃度に基づき、コンプレッサー２５０の空気圧を予め定められた値に変更する。これによって現像ロール１１０に塗布される液体現像剤Ｇの塗布量が変更され、この結果、形成される現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚が変更される。つまり、現像ロール１１０と感光体１２との現像ニップ部Ｎに送られるトナーの量が一定（予め定められた量）となるように、塗布量（層厚）を制御することで、画像濃度の変動を抑制又は防止している。

また、現像ロール１１０と感光体１２との現像ニップ部Ｎにおいて、液体現像剤Ｇ中のトナーは、制御部３００で制御され電源装置１１６によって現像ロール１１０に印加された印加電圧（バイアス電位）と潜像との電位差で形成される現像電界によって、液体現像剤Ｇ中を電気泳動し移動する。この効果によって、現像効率、すなわち液体現像剤Ｇ中のトナーを感光体１２上に転移させる効率が結果的に高まる。しかし、一定の現像効率を得るために必要な電界強度は現像ロール１１０上の現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚によって異なる。

よって、制御部３００は、現像ロール１１０への液体現像剤Ｇの単位時間当たりの供給量（単位面積当たりの塗布量）を増やし現像ロール１１０の液体現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚を厚くすると共に、現像ロール１１０に印加するバイアス電圧もを変化させて電界強度を高くすることで現像効率を高める。本実施形態では、現像ロール１１０に印加するバイアス電圧を高くすることで現像電界を大きくすることで達成する。ここで、現像ロール１１０に印加するバイアス電圧が感光体の背景電位を越えてしまうと、潜像の背景部へのトナーの付着が発生してしまうので、感光体１２の背景電位を現像ロール１１０に印加する最大バイアス電位より大きくなるように予め設定するか、あるいは、現像ロール１１０への印加バイアス電圧に応じて変更する必要がある。

また、制御部３００は、現像ロール１１０への液体現像剤Ｇの単位時間当たりの供給量（単位面積当たりの塗布量）を減らし現像ロール１１０の液体現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚を薄くすると共に現像ロール１１０に印加するバイアス電圧を変化させて電界強度を低くすることで現像効率を抑える。本実施形態では、現像ロール１１０に印加するバイアス電圧を低くすることで現像電界を小さくすることで達成する。

このように、本実施形態では、制御部３００は、コンプレッサー２５０の空気圧を変化させるとともに、電源装置１１６（図４参照）を制御し現像ロール１１０に印加するバイアス電圧を予め定めた値に変化させる。

＜作用及び効果＞
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。

上述したように、液体現像剤Ｇのトナー濃度に基づき、現像ロール１１０と感光体１２との現像ニップ部Ｎに送られる液体現像剤Ｇ中のトナーの量が一定（予め定められた量）となるように塗布量（層厚）を制御することで、画像濃度の変動が抑制又は防止される。

また、現像ロール１１０に印加するバイアス電圧を塗布量（層厚）に応じて制御することで現像効率を調整することで、バイアス電圧が一定である場合と比較し、更に、画像濃度の変動が抑制又は防止される。

また、回収タンク２３０から供給タンク２１０へは、供給タンク２１０の液体現像剤Ｇの量が閾値以下になるまで供給されない。つまり、回収タンク２３０から供給タンク２１０へは間欠的に供給される。よって、供給タンク２１０から塗布装置１２０に送られるトナー濃度が間欠的に変動するので、塗布装置１２０の塗布量（層厚）の制御が間欠的となる。つまり、連続的に又は常時、塗布量（層厚）の制御を行うことがない。したがって、連続的にトナー濃度が変動する構成と比較し、塗布装置１２０の塗布量（層厚）の制御が行いやすい。

また、供給タンク２１０から塗布装置１２０に送られる液体現像剤Ｇのトナー濃度を測定しているので、例えば、供給タンク２１０の中のトナー濃度を測定する場合よりも、より正確に塗布装置１２０から塗布されるトナー濃度を測定することができる。よって、現像ロール１１０と感光体１２との現像ニップ部Ｎに送られる液体現像剤Ｇ中のトナーの量がより正確に制御される（一定となる）。

ここで、本実施形態の液体現像剤Ｇの粘度は、５００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓである高粘度のものが用いられている。これは本実施形態のように、現像ロール１１０に形成される現像剤層ＧＴ（図７参照）のトナー濃度が変動しても、画像濃度の変動を抑制又は防止することで、容易に可能となる。

ここで、液体現像剤のトナー濃度を高くなるとこれに応じての粘度も高くなる。そして、トナー濃度が高濃度で高粘度の液体現像剤Ｇを用いると共に、トナー濃度を高濃度に一定に保つように制御して画像濃度を抑制又は防止する比較例を考える。このような比較例の場合、トナー濃度が低下すると、トナー濃度を維持するために。更にトナー濃度が高濃度で高粘度の液体現像剤Ｇを補給する必要がある。そして、このような高濃度で高粘度の液体現像剤Ｇを短時間で均一に混ぜることは非常に困難とされている。

これに対して、本実施形態では、比較例のようにトナー濃度を一定に保つように制御する構成でなく、トナー濃度が変動すると、これに応じて、現像ロール１１０に形成する現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚（塗布量）を変更することで、画像濃度の変動を抑制又は防止している。また、高濃度で高粘度の新しい液体現像剤Ｇが液体現像剤ボトル２０２から回収タンク２３０に補給されるので、回収タンク２３０で時間をかけて攪拌すればよい。よって、トナー濃度が高濃度で高粘度の液体現像剤Ｇを使用することが容易となる。

＜変形例＞
つぎに、変形例について説明する。

図３に示す第一変形例の供給機構２０１には、供給タンク２１０の底部２１０Ａに塗布装置１２０（図１参照）に液体現像剤Ｇを供給する配管２１３が接続されている。また、配管２１３にはポンプ２５１が設けられている。

そして、ポンプ２５１を動作させることで供給タンク２１０から塗布装置１２０（図１参照）に液体現像剤Ｇが送られる。なお、ポンプ２５１の種類に制約は無いが、現像ロール１１０（図１参照）により均一な現像剤層ＧＴを形成するために、脈動防止機能を有したポンプを使用してもよい。

また、本変形例では、塗布装置１２０から液体現像剤Ｇが後退してしまうために生じる吐出ディレイが防止又は抑制する逆止弁２１８（図２参照）の機能を兼ねるポンプを使用しているので、逆止弁２１８（図２参照）が設けられてない。

制御部３００は、ポンプ２５１から塗布装置１２０に送る液体現像剤Ｇの量を制御することで、現像ロール１１０への塗布量（層厚）を制御する。

図３（Ｂ）に示すように、制御部３００は、供給タンク２１０の残量センサー２４４の検知結果に基づき、供給タンク２１０の残量が閾値以下と判断すると、回収タンク２３０と供給タンク２１０との間の開閉弁２２２を開き、回収タンク２３０から供給タンク２１０に液体現像剤Ｇを供給する。また、供給タンク２１０に液体現像液が充填された判断すると、開閉弁２２２を閉じる。

このとき、上記実施形態のようにコンプレッサー２５０で供給タンク２１０の空気圧を高くして塗布装置１２０に液体現像剤Ｇを送る構成（図１参照）の場合は、現像ロール１１０に塗布中（画像形成動作中）には、開閉弁２２２を閉じておく必要があるので、供給タンク２１０に液体現像剤Ｇを供給する動作を行うことができない。よって、連続して画像形成を行っている途中で供給タンク２１０の残量が少なくなると、一旦、画像形成動作を中断する必要が生じる。

これに対して、本変形例のようにポンプ２５１で塗布装置１２０に液体現像剤Ｇを送る構成の場合は、開閉弁２２２を開いた状態でも、塗布装置１２０に液体現像剤Ｇを供給することがきる。よって、画像形成動作を中断する必要がない。

また、塗布装置１２０から現像ロール１１０への液体現像剤Ｇの単位時間当たりの供給量（単位面積当たりの塗布量）を変えることで、現像ロール１１０に形成される現像剤層ＧＴ（図７参照）の層厚を変更したが、これに限定されない。他の方法で現像ロール１１０に形成される現像剤層ＧＴの層厚を変更してもよい。

例えば、図６に示す第二変形例の現像装置５００のように、現像ロール１１０への液体現像剤Ｇの供給量を規制する規制部材５０２（層形成手段の一例）によって、現像ロール１１０に現像剤層ＧＴ（図７も参照）を形成するような構成の場合は、規制部材５０２の角度を変える等して、現像ロール１１０と規制部材５０２との隙間を変更し、現像ロール１１０に形成される現像剤層ＧＴの層厚を変更すればよい。なお、この図６の第二変形例の現像装置５００においては、液体現像剤Ｇを貯留する収容パン５０１の中に流路形成部材５０４を設けると共に、この流路形成部材５０４と収容パン５０１との間の流路（隙間）を流れる液体現像剤Ｇのトナー濃度を濃度測定センサー２１６で測定するようにしている。

また、図８に示す第三変形例の現像装置６００のように、液体現像剤Ｇを収容する収容パン６０２に設けた掬い上げロール６１０を介して現像ロール１１０に液体現像剤Ｇを供給するよう構成してもよい。なお、この図８の第三変形例の現像装置６００においては、収容パン６００の中に流路形成部材６１２を設けると共に、この流路形成部材６１２と収容パン６００との間の流路（隙間）を流れる液体現像剤Ｇのトナー濃度を濃度測定センサー２１６で測定するようにしている。

また、図９に示す第四変形例の現像装置７００のように、バーコーター等で用いられる複数本の番線の異なるワイヤーバー７１４をホルダー７１２に取り付け、必要に応じてホルダー７１２を移動（回転）させてワイヤーバー７１４を切り替えることで、液体現像剤Ｇの膜厚を変更する構成の規制装置７１８であってもよい。なお、現像ロール１１０の現像剤層ＧＴに筋ムラが形成される場合は、規制装置７１８と現像ニップ部Ｎとの間に、例えば既存のスクイズローラ７１０を設けることで、筋ムラは解消される。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

また、上記実施形態及び変形例の液体現像剤Ｇは、５００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓチキソ性（チキソトロピー）を有する非ニュートン流体とされていたが、これに限定されない。粘度が５００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓのニュートン流体やチキソ性を有しない非ニュートン性の液体現像剤Ｇであってもよい。また、粘度が５００ｍＰａ・ｓ〜５００００ｍＰａ・ｓの範囲外の液体現像剤Ｇであってもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、現像部材の一例として、現像ロール１１０を用いたが、これに限定されない。例えば、複数のロールに張架された現像ベルトであってもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、濃度測定手段の一例として、超音波減衰方式の濃度センサー２１６を用いたがこれに限定されない。他の方式の濃度センサーであってもよい。例えば、光学式や透磁率検知方式の濃度センサーであってもよい。また、測定箇所も供給タンク２１０と塗布装置１２０とを繋ぐ配管２１２、２１３以外の箇所で測定してもよい。例えば、供給タンク２１０の中の液体現像剤Ｇのトナー濃度を測定してもよい。また、第二変形例〜第四変形例のように収容パン５０１，６０２の中の液体現像剤Ｇの濃度を測定してもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、一色の液体現像剤Ｇで記録媒体Ｐに画像を形成したが、これに限定されない。複数の色の液体現像剤Ｇで記録媒体Ｐに画像を形成してもよい。例えば、上記実施形態及び変形例の現像装置を複数並べた構成の画像形成装置であってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 画像形成装置
１２ 感光体（像保持体の一例）
１１０ 現像ロール（現像部材の一例）
１２０ 塗布装置（層形成手段の一例）
１３０ 現像ロールクリーナー（除去手段の一例）
２１０ 供給タンク（第一タンクの一例）
２１６ 濃度センサー（濃度測定手段の一例）
２２２ 開閉バルブ（供給手段の一例）
２３０ 回収タンク（第二タンクの一例）
３００ 制御部（層厚制御手段、塗布量制御手段、及び電圧制御手段の一例）
５０２ 規制部材（層形成手段の一例）
７１８ 規制装置（層形成手段の一例）
Ｇ 液体現像剤
ＧＴ 現像剤層
Ｎ 現像ニップ部（圧接部の一例）

Claims (5)

1. 像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、
   前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、
   前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、
   前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像剤層の層厚が厚くなるように、前記層形成手段を制御する層厚制御手段と、
   前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留する第一タンクと、
   前記潜像を現像したあとの前記現像部材上に残留する前記液体現像剤を除去する除去手段と、
   前記除去手段で除去された前記液体現像剤を貯留する第二タンクと、
   前記第二タンクの前記液体現像剤を、間欠的に前記第一タンクに供給する供給手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記像保持体と前記現像部材との圧接部へ進入する前記現像剤層の層厚が厚くなるに従って、前記現像部材に印加する印加電圧を変化させることで現像電界が大きくなるように制御する電圧制御手段を備える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記層形成手段は、前記現像部材に対し前記液体現像剤を吐出するスロットダイであり、
   前記濃度測定手段は、前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留するタンクから前記スロットダイのヘッドへの配管中の前記トナーの濃度を測定する、
   請求項1又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 像保持体に形成された潜像を液体現像剤で現像する現像部材と、
   前記現像部材に前記液体現像剤を塗布し、前記現像部材に前記液体現像剤の層である現像剤層を形成する層形成手段と、
   前記層形成手段に供給する前記液体現像剤中のトナーの濃度を測定する濃度測定手段と、
   前記濃度測定手段の測定結果に基づいて、低濃度のときは高濃度のときよりも前記現像部材への前記液体現像剤の塗布量が多くなるように、前記層形成手段を制御する塗布量制御手段と、
   前記層形成手段に供給する前記液体現像剤を貯留する第一タンクと、
   前記潜像を現像したあとの前記現像部材上に残留する前記液体現像剤を除去する除去手段と、
   前記除去手段で除去された前記液体現像剤を貯留する第二タンクと、
   前記第二タンクの前記液体現像剤を、間欠的に前記第一タンクに供給する供給手段と、
   を備える画像形成装置。
5. 前記供給手段は、前記第一タンクの前記液体現像剤の量が閾値以下になると前記第二タンクから前記液体現像剤を供給するように制御されている、
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。