JP5920298B2 - 湿式画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、湿式画像形成装置に関し、特に、パッチ画像の画像濃度に基づいて画像形成条件を制御する湿式画像形成装置に関する。

湿式電子写真方式を採用した画像形成装置（以下、湿式画像形成装置ともいう）は、乾式電子写真方式の場合に比べて小径のトナーを用いるため、高品質な画像を形成できる。特許文献１，２に開示されているように、一般的な湿式画像形成装置は、画像形成条件を最適な状態に設定するための制御手段を備えている。画像形成条件を最適な状態に設定することで、画像ノイズ（リブ、後端流れ、およびドット再現悪化など）の発生を抑制し、高品質な画像を形成することができる。

画像ノイズの発生を抑制するための手段の一つには、現像部に搬送される液体現像剤中のトナーの荷電量をできるだけ高い値にすることが挙げられる。高い荷電量を有するトナーは、キャリア液の動きに影響されることがほとんど無く、静電潜像の形状に忠実に沿ったトナー像を形成できる。一方で、トナー荷電量を必要以上に高くした場合、現像特性の傾きが小さくなりすぎる。この場合、限られた現像電位差の中で現像に用いられるトナーの量が少なくなり、現像効率が低下する。

記録媒体（印刷対象物）の種類が変わった場合などには、現像剤担持体により現像部に搬送される液体現像剤（トナー）の搬送量の目標範囲も変わる。トナー搬送量が多くなる方に変更された場合には、トナー荷電量は低く設定される。この設定によれば、現像特性の傾きが大きくなり、限られた現像電位差の中で現像に用いられるトナーの量が少なくなること、すなわち現像効率の低下を抑制できる。

トナー搬送量が少なくなる方に変更された場合には、トナー荷電量は高く設定される。仮にトナー荷電量を変更しなくても、現像に用いられるトナーの量が少なくなること、すなわち現像効率の低下を抑制できる。しかしながら、トナー荷電量を変更しない場合には、現像特性の傾斜部分の傾きをさらに小さくできる余地が生じる。画質向上のためには、トナー荷電量は高く設定されることが望ましい。

トナー搬送量の目標範囲が変わる場合であっても変わらない場合であっても、トナー荷電量はできるだけ高く設定されることが望ましい。液体現像剤中のトナーの搬送量、液体現像剤の粘度、およびトナーの粒径分布などは、製作上の個体差や装置の周辺環境の変化に応じて変動しやすい。これらのパラメータは、高品質な画像形成を実現できるトナー荷電量に影響する。したがって、通常の画像形成を実施する前に、装置が置かれている環境下で高品質な画像形成を実現できる範囲内の最大の値をトナー荷電量として設定することが望ましい。

特開２０１０−２０４４６８号公報 特開２０１０−２０４４６９号公報

本発明では、トナー荷電量の設定を効率よく実現可能な湿式画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく湿式画像形成装置は、記録媒体上に画像を形成する湿式画像形成装置であって、静電潜像を担持する像担持体と、液体現像剤を上記像担持体と対向する位置である現像部に搬送し、上記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像剤担持体と、上記現像部に搬送される上記液体現像剤中のトナーを荷電する荷電手段と、上記現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段と、上記トナー像の画像濃度を検知する検知手段と、予め準備された現像特性の設定目標範囲に関する情報に基づいて上記荷電手段を制御する制御手段と、を備え、上記現像部に搬送される上記液体現像剤中のトナーのトナー荷電量が設定される際には、トナー荷電量設定動作が行なわれ、上記トナー荷電量設定動作は、上記検知手段が、上記トナー荷電量が一定値に設定された状態で異なる現像バイアスで形成された複数のパッチ画像の画像濃度を検知する検知動作と、上記制御手段が、上記検知手段が検知した上記複数のパッチ画像の画像濃度に基づいて現在の現像特性を算出し、上記現在の現像特性が上記設定目標範囲内に含まれないと判断した場合には、上記荷電手段を制御して現像特性が上記設定目標範囲内に含まれるように上記トナー荷電量を設定する設定動作と、を含む。

上記設定目標範囲には、有効変化率範囲に関する情報が含まれており、上記設定動作は、上記制御手段が、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度が増加するときの画像濃度の変化率を上記現在の現像特性として算出し、算出した上記画像濃度の変化率が上記有効変化率範囲内に含まれないと判断した場合には、上記荷電手段を制御して上記画像濃度の変化率が上記有効変化率範囲内に含まれるように上記トナー荷電量を設定する動作を有する。

好ましくは、上記検知動作で用いられる上記複数のパッチ画像には、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度の変化が飽和するときの現像バイアスで形成されたパッチ画像が含まれる。

好ましくは、上記現像部に搬送される上記液体現像剤中のトナーの搬送量を調整する調整手段をさらに備え、上記トナー荷電量設定動作が行なわれる前に、上記制御手段は、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度の変化が飽和するときの現像バイアスで形成されたパッチ画像の画像濃度が所定の目標濃度範囲内となるように、上記調整手段を制御して上記搬送量を調整する。

好ましくは、上記制御手段は、上記トナー荷電量が設定されることに伴って設定された現像特性に基づいてかぶり解消電位差を算出し、当該かぶり解消電位差に基づいて上記印加手段を制御して現像バイアスを設定する。

好ましくは、上記制御手段は、最初に上記調整手段を制御して上記搬送量を調整してから、上記トナー荷電量設定動作と現像バイアスを設定する動作とを行なう。

好ましくは、上記制御手段は、上記調整手段を制御して上記搬送量を調整する動作と上記トナー荷電量設定動作とを行なってから、最後に現像バイアスを設定する動作を行なう。

好ましくは、上記制御手段は、現像バイアスが設定された状態で形成された網点画像の画像濃度に基づいて、階調性をさらに調整する。

好ましくは、上記制御手段は、上記記録媒体の種類の変更を検知した場合および／または上記記録媒体の種類の変更が入力された場合に、上記トナー荷電量設定動作を行なう。

本発明によれば、トナー荷電量の設定を効率よく実現可能な湿式画像形成装置を得ることができる。

実施の形態１における湿式画像形成装置を示す図である。 実施の形態１における湿式画像形成装置の各要素を示すブロック図である。 実施の形態１に関し、現像装置を用いて感光体上の静電潜像を現像した際の現像特性を示す図である。 実施の形態１に関し、現像バイアスを画像部電位から遠ざけて、非画像部電位付近の値に設定したときの様子を説明するための図である。 実施の形態１における湿式画像形成装置が画像形成条件調整動作を実行することによって得られる現像特性を示す図である。 実施の形態１における湿式画像形成装置が実行する画像形成条件調整動作を示すフロー図である。 実施の形態１における湿式画像形成装置が実行する画像形成条件調整動作のうち、トナー荷電量設定動作を説明するための図である。 実施の形態１のトナー荷電量設定動作に関し、トナー荷電量が必要以上に低い場合の現像特性を示す図である。 実施の形態１のトナー荷電量設定動作に関し、トナー荷電量が必要以上に高い場合の現像特性を示す図である。 実施の形態１のトナー荷電量設定動作に関し、トナー荷電量が適切である場合の現像特性を示す図である。 実施の形態２における湿式画像形成装置の各要素を示すブロック図である。 実施の形態２に関し、必要なトナー搬送量が増加したことを説明するための図である。 実施の形態２における湿式画像形成装置が実行する画像形成条件調整動作を示すフロー図である。 実施の形態２における湿式画像形成装置が実行する画像形成条件調整動作のうち、トナー搬送量設定動作を説明するための図である。 実施の形態３における湿式画像形成装置が実行する画像形成条件調整動作を示すフロー図である。

本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
（湿式画像形成装置１００）
図１および図２を参照して、本実施の形態における湿式画像形成装置１００について説明する。湿式画像形成装置１００は、像担持体としての感光体１、荷電装置２、露光装置３、現像装置４、検知手段としての光学センサー５、中間転写部材６、クリーニング装置７、イレーサーランプ８、クリーニング装置９、２次転写部材１０、および制御手段としての制御部３０（図２参照）などを備えている。制御部３０は、ＣＰＵ３１（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等を含み、湿式画像形成装置１００の全体を制御する。

感光体１は、矢印ＡＲ１方向に回転する。感光体１は、円筒形状を有し、その表面には感光体層（図示せず）が形成されている。荷電装置２、露光装置３、現像装置４（現像剤担持体４Ｃ）、光学センサー５、中間転写部材６、クリーニング装置７、およびイレーサーランプ８は、感光体１の周りに、感光体１の回転方向に沿ってこの順に配置される。感光体１と現像剤担持体４Ｃとの間には、現像部４Ｄが形成される。感光体１と中間転写部材６との間には、転写部６Ｔが形成される。

荷電装置２は、感光体１の表面を一様に荷電させる。露光装置３は、感光体１の表面に画像情報に基づいた光を照射する。画像部の電位が低下することにより、感光体１の表面には静電潜像が形成される。感光体１の表面のうちの静電潜像が形成された部分は、感光体１の回転によって、現像部４Ｄに向かって移動する。

（現像装置４）
現像装置４は、現像剤槽４Ｔ、液体現像剤４Ｗ、汲み上げ部材４Ａ、供給部材４Ｂ、現像剤担持体４Ｃ、規制ブレード４Ｐ、クリーニング部材４Ｑ、および荷電手段としてのトナー荷電装置４Ｒなどを含んでいる。現像剤槽４Ｔは、液体現像剤４Ｗを貯留している。液体現像剤４Ｗは、キャリア液としての絶縁性液体と、着色剤および樹脂等から形成されたトナー（トナー粒子）と、トナーをキャリア液中に分散させる分散剤とを主要成分として含んでいる。

トナーの体積平均粒子径は、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が適当である。０．１μｍ以上であれば、現像性が低下することを抑制できる。５μｍ以下であれば、ドット、ベタ含めた画像の品質が低下することを抑制できる。好ましくは、トナーの体積平均粒子径は、１μｍ以上、２μｍ以下の範囲であると良い。１μｍ以上であれば、クリーニング性が低下することを抑制でき、２μｍ以下であれば、ベタ部の均一性が悪くなることも抑制できる。

液体現像剤４Ｗに対するトナー粒子の割合は、１０質量％以上、５０質量％以下の範囲が適当である。１０質量％以上であれば、トナー粒子の沈降が生じにくく、長期保管時に経時的な安定性が得られる。必要な画像濃度を得るために多量の現像剤を供給する必要もなく、紙上に付着するキャリア液を減らすこともでき、定着時に容易に乾燥させることができる。５０質量％以下であれば、液体現像剤の粘度が高くなりすぎることもなく、製造上も取り扱い上も都合がよい。

汲み上げ部材４Ａは、矢印ａ方向に回転する。汲み上げ部材４Ａの一部は、液体現像剤４Ｗの中に浸漬している。汲み上げ部材４Ａとしては、ウレタン製のローラー、ＮＢＲ（Nitrile Butadiene Rubber）製のゴムローラー、または表面に凹部を設けたアニロックスローラー等を用いることができる。汲み上げ部材４Ａの回転によって、液体現像剤４Ｗは汲み上げ部材４Ａの表面に汲み上げられる。液体現像剤４Ｗは、汲み上げ部材４Ａに担持されたのち、規制ブレード４Ｐによって余剰の分量が掻き落とされ、一定の膜厚となるように規制される。

供給部材４Ｂは、矢印ｂ方向に回転し、汲み上げ部材４Ａに当接するように配置されている。供給部材４Ｂとしては、ウレタン製のローラー、またはＮＢＲ製のゴムローラー等を用いることができる。汲み上げ部材４Ａの表面と供給部材４Ｂの表面とは、これらが互いに当接している部分において同じ方向に移動している。液体現像剤４Ｗは、汲み上げ部材４Ａから供給部材４Ｂに受け渡される。

現像剤担持体４Ｃは、矢印ｃ方向に回転し、供給部材４Ｂに当接するように配置されている。現像剤担持体４Ｃとしては、ウレタン製のローラー、またはＮＢＲ製のゴムローラー等を用いることができる。現像剤担持体４Ｃは、ローラー状の形状を有しているが、ベルト状の部材が用いられてもよい。供給部材４Ｂの表面と現像剤担持体４Ｃの表面とは、これらが互いに当接している部分において反対方向に移動している。

液体現像剤４Ｗは、供給部材４Ｂから現像剤担持体４Ｃに受け渡される。現像剤担持体４Ｃ上には、長手方向に厚さが均一になるように調整された液体現像剤４Ｗの薄層が形成される。本実施の形態では、汲み上げ部材４Ａ、供給部材４Ｂ、および現像剤担持体４Ｃの３つを用いて現像装置４が構成されるが、汲み上げ部材４Ａおよび現像剤担持体４Ｃの２つを用いて現像装置４を構成してもよい。この場合、汲み上げ部材４Ａが供給部材の機能を兼ねる。本実施の形態に示した各ローラーの回転方向は、図１に示すものとは異なる構成が採用されてもよい。

薄層を形成した液体現像剤４Ｗ中のトナーは、現像剤担持体４Ｃの回転によって、現像剤担持体４Ｃとトナー荷電装置４Ｒとが対向している部分を通過する。トナー荷電装置４Ｒとしては、コロトロンチャージャー、スコロトロンチャージャー、または荷電ローラー等が用いられる。現像剤担持体４Ｃに担持されたトナーは、トナー荷電装置４Ｒにより荷電される。トナー荷電装置４Ｒは、トナー荷電量制御装置３３（図２）およびトナー荷電用電源３５（図２）により駆動され、印加される電圧によってトナー荷電量を所望の値に調整できるように構成されている。

トナー荷電装置４Ｒとしてコロトロンチャージャーが用いられる場合、ワイヤに印加する電圧を制御することで、トナー荷電量を調整できる。トナー荷電装置４Ｒとしてスコロトロンチャージャーが用いられる場合、グリッド電圧を制御することで、トナー荷電量を調整できる。トナー荷電装置４Ｒとして荷電ローラーが用いられる場合、芯金に印加する電圧を制御することで、トナー荷電量を調整できる。

乾式電子写真方式などにおいては、摩擦を利用してトナーを荷電するため、キャリアとトナーとの表面物性、または荷電部材とトナー材料との表面物性に応じてトナー荷電量は決定される。乾式電子写真方式などにおいては、トナー荷電量を任意に調整することができない。一方、湿式電子写真方式においては、トナー荷電手段として外部荷電装置を用いることが可能であり、装置出力を制御することでトナー荷電量を調整できる。

（現像プロセス）
液体現像剤４Ｗは、現像剤担持体４Ｃの回転によって、現像剤担持体４Ｃと感光体１とが相互に対向している部分（現像部４Ｄ）に向かってさらに搬送される。現像剤担持体４Ｃ上のトナー薄層は、感光体１に当接し、感光体１上の静電潜像を現像する。具体的には、現像剤担持体４Ｃは、現像バイアス制御装置３２（図２）および現像バイアス印加用電源３４（図２）に接続されている。

現像バイアス制御装置３２（図２）および現像バイアス印加用電源３４（図２）は、印加手段として機能する。印加手段により、現像剤担持体４Ｃには、現像バイアス（以下、Ｖｂともいう）が印加される。現像バイアスＶｂは、現像剤担持体４Ｃに印加する電圧を制御することで、所望の値に調整できるように構成されている。現像剤担持体４Ｃの電位と感光体１により担持された静電潜像の電位との間の電位差（現像電位差）によって、現像部４Ｄには電界が形成される。

現像剤担持体４Ｃの回転により現像部４Ｄに搬送された液体現像剤中のトナーは、電界から受ける力の作用によって移動し、感光体１上の静電潜像に吸着する。感光体１に担持されていた静電潜像が顕像化されることによって、感光体１の表面には、静電潜像の形状に対応したトナー像（または後述するパッチ画像）が形成される。

ここで、感光体１上の静電潜像は、非画像部電位（以下、Ｖ０ともいう）と、画像部電位（以下、Ｖｉともいう）とを含んでいる。非画像部とは、感光体１の表面のうちの荷電装置２によって一様に荷電された部分である。非画像部電位Ｖ０とは、この非画像部の電位である。画像部とは、感光体１の表面のうち、非画像部の一部が露光装置３によって露光されることにより電位が低下した部分である。画像部電位Ｖｉとは、この画像部の電位である。

現像バイアスＶｂは、非画像部電位Ｖ０と画像部電位Ｖｉとの間の値に設定される。非画像部では、感光体１から現像剤担持体４Ｃに向かってトナーを移動させる向きの電界が形成される。画像部では、現像剤担持体４Ｃから感光体１に向かってトナーを移動させる向きの電界が形成される。

上述のとおり、感光体１に担持されていた静電潜像が顕像化されることによって、感光体１の表面には、静電潜像の形状に対応したトナー像（または後述するパッチ画像）が形成される。トナー像は、感光体１の回転によって、感光体１と光学センサー５とが対向している部分を通過する。検知手段としての光学センサー５は、感光体１上のトナー像（パッチ画像）の画像濃度を必要に応じて検知する。

光学センサー５は、たとえば反射型のセンサーであり、受光量に応じた電圧がセンサー出力として出力され、ＣＰＵ３１（図２）に送出される。センサー出力に関するデータは、パッチ画像の画像濃度としてメモリー３６（図２）に格納される。詳細は後述されるが、画像濃度の検知結果に基づいて、制御部３０（図２）は画像形成条件を制御し、条件の最適化を図る。トナー像は、そののち感光体１と中間転写部材６とが相互に対向している部分（転写部６Ｔ）に向かってさらに搬送される。

現像剤担持体４Ｃから感光体１に移動せずに現像剤担持体４Ｃ上に残留した液体現像剤は、クリーニング部材４Ｑによって現像剤担持体４Ｃの表面から掻き取られたのち回収される。回収された液体現像剤は、現像剤槽４Ｔ内の液体現像剤４Ｗとは異なるトナー濃度を有しているため、現像剤槽４Ｔとは別のタンク（図示せず）に送られ、トナー濃度を調整されたのち現像剤槽４Ｔの中に再び供給される。

（１次転写プロセス）
中間転写部材６は、感光体１に対向するように配置され、矢印ＡＲ６方向に回転する。中間転写部材６には、転写バイアスが印加されており、感光体１の電位と中間転写部材６の電位との間の電位差によって、転写部６Ｔには電界が形成される。感光体１の回転により転写部６Ｔに搬送されたトナー像は、電界から受ける力の作用によって中間転写部材６の表面に転写される。

感光体１から中間転写部材６に移動せずに感光体１上に残留したトナーおよびキャリア液などは、クリーニング装置７によって感光体１の表面から掻き取られる。感光体１の表面に残留した電荷はイレーサーランプ８の露光によって除去され、感光体１の表面は新たな画像形成に供される。イレーサーランプ８は、必須の構成ではなく、必要に応じて用いられるとよい。

（２次転写プロセス）
２次転写部材１０は、中間転写部材６に対向するように配置され、矢印ＡＲ１０方向に回転する。記録媒体２０は、転写のタイミングに合わせて２次転写部材１０と中間転写部材６との間を矢印ＡＲ２０方向に通過する。２次転写部材１０には、トナー像中のトナー粒子と逆極性の電圧（転写バイアス）が印加される。２次転写部材１０と中間転写部材６との間のニップ部において、トナー像は、中間転写部材６から記録媒体２０上に転写される。記録媒体２０の記録面上には、トナー像が形成される。

（定着プロセス）
トナー像を担持した記録媒体２０は、図示しない定着装置に送られる。定着装置は、トナー像を記録媒体２０上に定着させる。転写されずに中間転写部材６上に残存したキャリア液およびトナーは、クリーニング装置９によって、中間転写部材６の表面から除去される。

湿式画像形成装置１００は、以上のような各プロセスを繰り返すことにより、複数の記録媒体上に連続して画像を形成することができる。図１に示す湿式画像形成装置１００は、１組の感光体１および現像装置４を備えているが、湿式画像形成装置１００は、カラー画像を形成するために、４組のこれらを備えていてもよい。４組の感光体１および現像装置４を用いてＣＭＹＫの各色の画像を形成し、中間転写部材６上でこれらを重ね合わせる。この構成に限られず、４組の感光体１、現像装置４および中間転写部材６を用いてＣＭＹＫの各色の画像を形成し、記録媒体２０上でこれらを重ね合わせてもよい。中間転写部材６も、必須の構成ではなく、必要に応じて用いられるとよい。その他、一般的な電子写真プロセス技術は、画像形成の目的に応じて本実施の形態の構成と適宜組み合わせることができる。

（トナー荷電量と現像特性との関係）
以下、画像形成条件調整動作ＳＴ１０００（図６）を説明することに先立って、図３を参照しながらトナー荷電量と現像特性との関係について説明する。図３は、現像装置を用いて感光体上の静電潜像を現像した際の現像特性を示す図である。図３の横軸は、感光体と現像剤担持体との間に設けられた現像電位差、すなわち（現像バイアスＶｂ−感光体の表面電位）を示している。感光体の表面電位が同じである場合、現像バイアスＶｂが高くなるほど、現像電位差も大きくなる。図３の縦軸は、現像によって感光体の表面に付着したトナー量を示している。

図３中の横軸と縦軸とが交差するところは、感光体の表面電位が現像バイアスＶｂと一致している場合を示している。便宜上、本説明の中ではトナーの荷電極性をプラスとする。本実施の形態では、現像剤担持体上のトナーの略１００％が感光体側へ移動した時にトナー像の画像濃度が目標範囲内となるように、現像剤担持体上の液体現像剤の量およびトナー濃度が予め調整されているものとする。

図３中の線ＬＡを参照して、線ＬＡは、トナー荷電装置に印加する電圧をある値に制御した場合の現像特性を示している。現像電位差を大きくするにつれて、すなわち図３中の右側に向かうにつれて、より多くのトナーが現像剤担持体から感光体側へ移動することになる。より具体的には、図３中の現像電位差Ｖ１は、感光体上の非画像部電位Ｖ０に相当する値を示している。現像電位差が現像電位差Ｖ１の近傍の小さい値に設定されている場合、逆バイアス状態が形成される。逆バイアスの状態で現像部に形成された電界は、トナーを感光体側から現像剤担持体側に動かす方向（逆方向）に作用するため、トナーは現像には供されない。

現像電位差を徐々に大きくしていくと（逆バイアスを弱めていくと）、電界は逆方向に作用するものの、トナー自身が作る電界によって少しずつ感光体に付着するようになる。現像電位差をさらに大きくすると、電界はトナーを現像剤担持体側から感光体側に動かす方向に作用する。感光体上に付着するトナー量は増加し、現像が促進される。すべてのトナーが感光体へ移動するような値に現像電位差が設定されたのちは、現像に供されるトナー量はもはや増加しなくなる（図中の点Ｐ１参照）。感光体上のトナー付着量も増加しなくなる。

点Ｐ１に対応する現像電位差（飽和現像電位差ともいう）以上の範囲では、感光体上のトナー付着量がほぼ飽和している。現像バイアス、荷電バイアス、および露光エネルギーなどの画像形成条件が多少変動したとしても、飽和現像電位差以上の範囲で形成したトナー像（パッチ画像）の画像濃度はほとんど変化しないこととなる。湿式電子写真方式においては、一般的に、現像電位差は飽和現像電位差以上に設定される。

１点鎖線ＬＢおよび２点鎖線ＬＣは、線ＬＡの場合に対し、トナー荷電装置に印加する電圧を変えてトナー荷電量を変えた場合の現像特性をそれぞれ示している。具体的には、１点鎖線ＬＢは、線ＬＡの場合に比べてトナー荷電量を低くした場合の現像特性を示している。２点鎖線ＬＣは、線ＬＡの場合に比べてトナー荷電量を高くした場合の現像特性を示している。線ＬＡ，ＬＢ，ＬＣに示されるように、トナー荷電量を変えることで、現像特性の傾斜部分の傾きが変わる。この現象は、次のように説明できる。

湿式電子写真方式における現像プロセスにおいては、感光体の表面電位と現像バイアスとにより現像電位差が形成される。感光体上にトナーが付着することにより、トナーの電荷が感光体の表面に付与される。トナーの電荷が感光体の表面電位を高めることにより、現像電位差が小さくなる（打ち消される）。感光体の表面電位が現像電位差に到達すると、トナーの感光体への移動が終了する。

トナー荷電量が高くなると、トナー１つ１つ当たりの荷電量が高くなるため、少ないトナーの量で現像電位差が埋まることになる。したがってこの場合、現像剤担持体から感光体へのトナーの移動量が減少する。感光体上に移動するトナー量が少なくなるため、現像電位差に対するトナー付着量は小さくなり、図３中の線ＬＡに比べて線ＬＣの方が傾斜部分の傾きが小さくなる。

一方で、トナーの荷電量が低くなると、トナー１つ１つ当たりの荷電量が低くなるため、より多くのトナーの量で現像電位差が埋まることになる。したがってこの場合、現像剤担持体から感光体へのトナーの移動量が増加する。感光体上に移動するトナー量が多くなるため、現像電位差に対するトナー付着量は多くなり、図３中の線ＬＡに比べて線ＬＢの方が傾斜部分の傾きが大きくなる。

（トナー荷電量と画像品質との関係）
冒頭でも述べたとおり、現像部に搬送される液体現像剤中のトナーの荷電量をできるだけ高い値にすることで、画像ノイズの発生を抑制することができる。画像ノイズとしては、たとえば、リブ、後端流れ、およびドット再現悪化が挙げられ、これらはいずれもトナー荷電量が低い値に設定されたことに起因して発生する現象である。以下順に説明する。

リブとは、現像部のニップ部の出口付近において液体現像剤が感光体と現像剤担持体との双方に引っ張られることにより、液体現像剤が均一に破断することができずに面方向に移動し、移動した液体現像剤が不規則なスジ状の模様となって現れるという現象である。

後端流れとは、現像部のニップ部の入口付近においてニップ部に突入しなかった液体現像剤が現像剤担持体の回転方向下流側へと移動することにより、トナーが画像の後端側へ流されてトナー像が静電潜像に対して画像の後端側へ流れるように形成されるという現象である。

ドット再現悪化とは、網点画像のシャープネスが悪化する現象であり、様々な画像ノイズの要因が存在している中で、トナー像が静電潜像の形状を忠実に再現していない現象のことである。ドット再現悪化は、静電潜像の忠実な再現を損なう要因が増えるにつれ、より悪化する傾向にある。

現像部のニップ部の前後では、各種の要因に起因してキャリア液の流動が発生する。トナー荷電量が高い場合、キャリア液中をトナーが移動する時間が短くなり、キャリア液の流動からトナーが受ける影響は小さくなる。静電潜像に向かって作用する静電的なトナーの誘引効果が高まり、トナーはキャリア液の流動に影響されることなく、静電潜像に忠実に付着することができる。その結果、各種の画像乱れ要因が抑制され、高い画像品質を有する画像形成を実現可能となる。

（トナー荷電条件と感光体の電位条件との関係）
トナーの荷電量は、できるだけ高い値に設定されることが好ましいが、トナー荷電量を必要以上に高くした場合、現像特性の傾斜部分の傾きが小さくなりすぎる。この場合、限られた現像電位差の中で現像に用いられるトナーの量が少なくなり、現像効率が低下する。以下、このことについてより具体的に説明する。

図３を再び参照して、非画像形成時であれば、感光体の表面電位を固定し、現像バイアスを変更することで、現像電位差は自由に設定することができる。一方で、画像形成時では、画像部と非画像部とが混在する。画像部と非画像部とに対して、現像バイアスは一定の値となる。画像部および非画像部の双方で適切な現像を実現可能とするためには、画像部に対する現像電位差と、非画像部に対する現像電位差との双方を適切な値に設定する必要がある。

図３中に示す現像電位差Ｖ１は、感光体の表面電位がある荷電条件で荷電され、画像部がある露光条件で露光されたときの、非画像部（感光体の表面電位が非画像部電位Ｖ０のとき）における現像電位差を示している。現像電位差Ｖ２は、感光体の表面電位がある荷電条件で荷電され、画像部がある露光条件で露光されたときの、画像部（感光体の表面電位が画像部電位Ｖｉのとき）の現像電位差を示している。

トナー荷電量を高く設定し、現像特性が２点鎖線ＬＣとなった場合、現像電位差Ｖ２においてトナー付着量が目標範囲未満となるため望ましくない。一方、トナー荷電量を低く設定し、現像特性が１点鎖線ＬＢとなった場合、現像電位差Ｖ２においてトナー付着量は目標範囲内となる。しかしながら、トナー荷電量をさらに高くし、現像特性の傾斜部分の傾きを小さくできる余地があるため、こちらも望ましくない。理想的には、感光体の表面電位に対して線ＬＡで示されるような現像特性を実現すること、すなわち、トナー付着量を目標範囲内としつつ、その範囲内でトナー荷電量をできるだけ高い値に設定することが好ましい。

（トナー荷電量の設定に与える感光体の表面電位の影響）
トナー荷電量を高める際には、現像電位差Ｖ２も考慮する必要がある。上述の中では、現像電位差Ｖ２をある値に設定した場合に基づいて説明したが、仮に、現像電位差Ｖ２の値がさらに大きく、図３中でさらに右側へとシフトした場合、現像特性の傾斜部分の傾きはさらに小さくすることが可能となる。換言すると、現像電位差Ｖ２の値を大きくすることができれば、その分トナー荷電量を大きくできる。しかしながら実際には、現像電位差Ｖ２の取りうる値は、感光体の取りうる表面電位に制約される。

感光体は、アルミ等の導電性を有する基体と、その基体の表面上に設けられた感光層とを備える。感光層は、薄い一定の膜厚を有する部位であり、非露光時には絶縁性を有している。感光層に非常に高い荷電が付与された場合、感光層はその電圧に耐えることができず、絶縁破壊が生じる。感光層の表面電位には限界値があり、感光層の種類によるものの、数百ボルトが一般的である。したがって、感光体の表面電位（非画像部電位Ｖ０）には実使用上の限界値があり、露光後の画像部電位Ｖｉは０Ｖ近傍となるため、（非画像部電位Ｖ０−画像部電位Ｖｉ）の値にも感光体の種類によって決まる最大値が存在している。

図４を参照して、仮に、画像部での現像電位差を大きくするため、現像バイアスＶｂを画像部電位Ｖｉから遠ざけて、非画像部電位Ｖ０付近の値に設定したとする。この場合、画像部での現像電位差は、現像電位差Ｖ２ａに大きくなる。現像特性は、線ＬＡから線ＬＤで示すものに変更可能となり、現像特性の傾斜部分が取りうる傾きを小さくすることが可能となる。しかしながらこの場合には、非画像部での現像電位差が現像電位差Ｖ１ａに小さくなった結果、非画像部（現像電位差Ｖ１）でのトナー付着量がゼロになっておらず、非画像部でいわゆるかぶり現象が発生している（図中の点Ｐ２参照）。すなわち、線ＬＤで示すような現像特性は、画像形成条件としては採用することができない。

（現像バイアスＶｂの調整とトナー荷電量との関係）
非画像部でかぶり現象が発生することを防止するためには、実使用の範囲でトナー荷電量が変わったとしてもかぶり現象が発生しない程度に、現像バイアスＶｂを画像部電位Ｖｉから十分離した値に設定することが考えられる。しかしながらこの場合、現像電位差Ｖ１を必要に大きくしてしまうことが考えられる。現像電位差Ｖ１と現像電位差Ｖ２との差は、非画像部電位Ｖ０−画像部電位Ｖｉに等しい。現像電位差Ｖ１を大きくすることは、現像電位差Ｖ２を小さくするということになる。よって、このような考え方に基づいて現像バイアスＶｂを設定した場合、現像特性の傾斜部分の傾きを十分に小さくすることができず、トナー荷電量をできるだけ高い値に設定することは難しくなる。

（画像形成条件調整動作ＳＴ１０００）
図５を参照して、本実施の形態の湿式画像形成装置１００（図１）においては、画像形成条件調整動作ＳＴ１０００（図６）が実施される。図５の線ＬＡで示すような現像特性が得られるように、トナー荷電量と現像バイアスとがそれぞれ設定される。すなわち、現像特性の傾斜部分の傾きから導かれるかぶり現象が発生しない限界の現像電位差（以下、かぶり解消電位差Ｖ３ともいう）に応じた値に、現像電位差Ｖ１が設定される。

現像電位差Ｖ１は、かぶり解消電位差Ｖ３（図５中の点Ｐ３で示す値）と同一の値に設定しても良いし、図５に示すように、一定の安全マージンＳＭを確保し、現像電位差Ｖ１は、かぶり解消電位差Ｖ３＋安全マージンＳＭの値としても良い。かぶり解消電位差Ｖ３の値（点Ｐ３の位置）は、現像特性の傾斜部分の傾きの変化に応じて変化する。したがって本実施の形態では、現像特性の傾斜部分の傾きに応じて、現像電位差Ｖ１をできるだけ小さい値に設定し、現像電位差Ｖ２をできるだけ大きくとれるように現像バイアスＶｂを設定する。

画像形成条件調整動作ＳＴ１０００によって、画像形成条件をこのような現像特性に設定にすることで、かぶり現象が発生せず、画像部での必要な画像濃度を確保した上でトナー荷電量をできるだけ高い値に設定できる。以下、本実施の形態における画像形成条件調整動作ＳＴ１０００について具体的に説明する。

図６は、本実施の形態の湿式画像形成装置１００（図１）で実施される画像形成条件調整動作ＳＴ１０００を示すフロー図である。画像形成条件調整動作ＳＴ１０００は、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００と、現像バイアス設定動作ＳＴ２００とを含む。まず、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００が実行される。トナー荷電量設定動作ＳＴ１００は、たとえば記録媒体の種類の変更をセンサー（図示せず）が検知した場合、および／または、記録媒体の種類の変更がオペレーションパネル３７（図２）等に入力された場合に行われる。上述のとおり、図５の線ＬＡで示すような現像特性を得る際、現像電位差Ｖ１は、かぶり解消電位差Ｖ３の値に応じて設定される。かぶり解消電位差Ｖ３は、現像特性の傾斜部分の傾きに応じて変化する。

したがって、現像特性の傾斜部分の傾き（現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度が増加するときの画像濃度の濃度変化率ｋ）に関するデータを取得し、トナー荷電装置によって制御されるトナー荷電量の最適値をそのデータから算出する。そのデータに基づいて設定したトナー荷電量からかぶり解消電位差Ｖ３（図５中の点Ｐ３で示す値）を把握し、そののちに現像バイアスＶｂを決定する。当該順序によれば、効率的に画像形成条件を設定できる。

（トナー荷電量設定動作ＳＴ１００）
具体的には、まずトナー荷電量が仮の値に設定される（ＳＴ１）。トナー荷電量の仮の値としては、任意の値を採ることが可能であるが、好ましくは、トナー荷電量が十分に低い値、あるいは十分に高い値が採用されるとよい。トナー荷電量の仮の値としては、前回の画像形成条件調整動作ＳＴ１０００を実施した際に採用した値を採用してもよい。

次に、現像バイアスＶｂも仮の値に設定される（ＳＴ２）。現像バイアスＶｂの仮の値としては、任意の値を採ることが可能であるが、好ましくは、予め実験的に把握した十分低めの値を採用するとよい。現像バイアスＶｂの仮の値としては、現像電位差が十分低め値に設定された状態で複数の（次のステップの）パッチ画像を形成できるように、現像バイアスＶｂと画像部電位Ｖｉとの差を考慮した値に設定するとよい。

次に、パッチ画像を形成する（ＳＴ３）。具体的には、現像装置および感光体を駆動し、パッチ画像を形成するための静電潜像の電位（感光体の表面電位）を画像部電位Ｖｉとし、ステップＳＴ２において設定しておいた現像バイアスＶｂを現像剤担持体に印加することにより、パッチ画像を形成する。次に、光学センサー５を用いてパッチ画像の画像濃度を検知する（ＳＴ４）。

制御部３０（図２）のＣＰＵ３１は、予め実施した実験等に基づいて準備しておいた換算テーブルや換算式をメモリー３６から読み出し、光学センサー５が検知した画像濃度から感光体に付着したトナーの付着量を計算する（ＳＴ５）。トナーの付着量に関するデータは、メモリー３６内に保存される（ＳＴ６）。計算したトナーの付着量の結果をたとえばグラフ上に表したとすると、その結果は図７中の点ＰＬ１のようにプロットされる。

次に、画像濃度が飽和しているか否かが判断される（ＳＴ７）。このステップでは、現時点のトナー荷電量で、現像バイアスＶｂを仮の値に設定した最初の１回目の段階では画像濃度が飽和しているか否かを判断できる要素が揃っていないため、ＮＯの判断とされる。その後、現像バイアスＶｂは、１回目の段階の値から、予め定められた値の分だけ大きい側に変更される（ＳＴ８）。

再びパッチ画像が形成され（ＳＴ３）、画像濃度が検知される（ＳＴ４）。トナーの付着量が計算され（ＳＴ５）、トナーの付着量に関するデータは保存される（ＳＴ６）。計算したトナーの付着量の結果をたとえばグラフ上に表したとすると、その結果は図７中の点ＰＬ２のようにプロットされる。画像濃度が飽和しているか否かを判断可能な回数だけステップＳＴ３〜ＳＴ８を繰り返し、図７中の点ＰＬ３，ＰＬ４のようなデータを順次取得していく。したがって、本実施の形態のトナー荷電量設定動作ＳＴ１００には、光学センサー５が、トナー荷電量が一定値に設定された状態で異なる現像バイアスＶｂで形成された複数のパッチ画像の画像濃度を検知する検知動作が含まれている。

図７中の点ＰＬ５に示すように、現像バイアスＶｂを大きくしていくと、トナーの付着量に関するデータは、あるところで（図７中の点ＰＰを越えた時点で）飽和領域に達する。飽和領域においては、現像剤担持体上の略全部のトナーが感光体側に移動する。図７中の点ＰＬ５〜ＰＬ７に示すように、現像バイアスＶｂを増加させたとしても現像に供されるトナー量はもはや増加しなくなり、感光体上のトナー付着量も増加しなくなる。

このような状態が形成された時、画像濃度が飽和したと判断される（ステップＳＴ７においてＹＥＳ）。飽和したと判断する閾値としては、取得したデータに対して、このデータに隣接する現像電位差のデータが±δ％以下（δは誤差変動を勘案して設定した許容値）となったか否かなどに基づいて判断できる。

次に、濃度変化率ｋが計算される（ＳＴ９）。濃度変化率ｋは、現像特性のうちの飽和領域を除いた傾斜部分の傾きに対応しており、図７中の点ＰＬ１〜ＰＬ４に基づいて算出できる。算出された濃度変化率ｋに関するデータは、メモリー３６に保存される（ＳＴ１０）。本実施の形態では、濃度変化率ｋを計算するために、図７中の点ＰＬ１〜ＰＬ４の４点を取得しているが、２点であってもよいし、２以上の任意の数とすることができる。

点ＰＬ５〜ＰＬ７は、飽和領域内に含まれるデータであり、濃度変化率ｋの計算に直接的に参照されることは無い。しかしながら、検知動作で用いられる複数のパッチ画像に、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度の変化が飽和するときの現像バイアスで形成されたパッチ画像が含まれていることによって、濃度変化率ｋを高い精度で算出することが可能となる。

次に、濃度変化率ｋが、トナー付着量を目標範囲内としつつ、その目標範囲内でトナー荷電量をできるだけ高い値とすることが可能な条件を満足しているか否かが判断される（ＳＴ１１）。換言すると、濃度変化率ｋが、予め準備されメモリー３６内に保存されている有効変化率範囲内に含まれているか否かが判断される。この条件が満足していないと判断された場合には、制御部３０はトナー荷電装置４Ｒを制御し、トナー荷電量を変更することによって、濃度変化率ｋが有効変化率範囲内に含まれるようにする。

濃度変化率ｋを計算する（ＳＴ９）という動作に限られず、制御部３０は、光学センサー５が検知した複数のパッチ画像の画像濃度（点ＰＬ１〜ＰＬ７）に基づいて、現在の現像特性ＬＬ（図７）そのものを算出してもよい。この場合、現時点で設定されているトナー荷電付与量での現像特性ＬＬ（図７）に関するデータが、メモリー３６に保存される。制御部３０は、現時点で設定されているトナー荷電付与量での現像特性ＬＬが、設定目標範囲内に含まれているか否かを判断する。現像特性の設定目標範囲に関する情報は、予め準備されメモリー３６内に保存されている。現像特性ＬＬが設定目標範囲内に含まれていないと判断された場合には、制御部３０はトナー荷電装置４Ｒを制御し、トナー荷電量を変更することによって、現像特性ＬＬが設定目標範囲内に含まれるようにする。

本実施の形態では、濃度変化率ｋが現在の現像特性として計算され、濃度変化率ｋが有効変化率範囲内に含まれているか否かが判断される。以下、この判断について図８〜図１０を参照しながら具体的に説明する。

図８〜図１０は、異なる濃度変化率ｋ１〜ｋ３（現像特性ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３）における、目標トナー付着量Ｍおよび安全マージンＳＭ、ならびにそのトナー荷電量の設定で想定される非画像部の現像電位差Ｖ１および画像部の現像電位差Ｖ２について示した図である。目標トナー付着量Ｍおよび安全マージンＳＭは、濃度変化率ｋの有効変化率範囲に関する情報（もしくは現像特性の設定目標範囲に関する情報）として、予め準備されメモリー３６内に保存されている。

図８を参照して、現在の現像特性が、図中の現像特性ＬＡ１で示すようなものに設定されていたとする。画像濃度が飽和したと判断された時点で（ステップＳＴ７においてＹＥＳと判断された時点で）、現在の現像特性がＬＡ１で示すものに設定されていることは既に把握されている。図中の矢印ＤＲで示される電位差は、現像特性ＬＡ１の傾斜部分の電位差である。この電位差は、トナーの目標付着量（目標画像濃度）をＭとし、濃度変化率をｋ（ここではｋ１）とすると、Ｍ／ｋから導かれる。

かぶり現象が発生せず、画像部での必要な画像濃度を確保した上でトナー荷電量をできるだけ高い値に設定するためには、この傾斜部分の電位差Ｍ／ｋに安全マージンＳＭを加えた値を、現像電位差Ｖ２−現像電位差Ｖ１、すなわち非画像部電位Ｖ０−画像部電位Ｖｉとする。したがって、理想的には、Ｍ／ｋ＝Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭの条件を満足しているとよい。

実際の設定では、設定の判断に一定の幅を持たせる。たとえば（Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭ）−α＜（Ｍ／ｋ）＜（Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭ）の関係を満足しているか否かを判断する。Ｍ／ｋの取りうる幅を小さい側に−αの分だけ許容する理由は、現像特性が画像部で確実に飽和するように設定するためである。本実施の形態では、（Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭ）−αよりも大きく、（Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭ）よりも小さい範囲が、有効変化率範囲に対応している。本実施の形態では、この有効変化率範囲に関する情報は、目標トナー付着量Ｍおよび安全マージンＳＭ、ならびに感光体の特性等に基づいて、予め準備されメモリー３６内に保存されている。

図８中に示す現像特性ＬＡ１の傾斜部分は、濃度変化率ｋ（ここではｋ１）を有している。Ｍ／ｋ＜Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭとなっており、濃度変化率ｋ（ｋ１）は、有効変化率範囲内に含まれていない。現像特性ＬＡ１は、トナー荷電量をさらに高くし、現像特性の傾斜部分の傾きを小さくできる余地を有している。このような場合、ステップＳＴ１１においてＮＯと判断され、トナー荷電装置４Ｒが制御され、トナー荷電量は一定量だけ高められる（ＳＴ１２）。その後、ステップＳＴ２〜ＳＴ１０が繰り返される。このフローは、濃度変化率ｋが有効変化率範囲内に含まれるまで（ステップＳＴ１１においてＹＥＳと判断されるまで）繰り返される。

図９を参照して、現在の現像特性が、図中の現像特性ＬＡ２で示すようなものに設定されていたとする。画像濃度が飽和したと判断された時点で（ステップＳＴ７においてＹＥＳと判断された時点で）、現在の現像特性がＬＡ２で示すものに設定されていることは既に把握されている。図中の矢印ＤＲで示される電位差は、現像特性ＬＡ２の傾斜部分の電位差である。この電位差は、トナーの目標付着量（目標画像濃度）をＭとし、濃度変化率をｋ（ここではｋ２）とすると、Ｍ／ｋから導かれる。

図９中に示す現像特性ＬＡ２の傾斜部分は、濃度変化率ｋ（ここではｋ２）を有している。Ｍ／ｋ＞Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭとなっており、濃度変化率ｋ（ｋ２）は、有効変化率範囲内に含まれていない。現像特性ＬＡ２は、必要以上に高いトナー荷電量で形成されている。トナー荷電量を低くしない場合、画像部（現像電位差Ｖ２）で目標濃度範囲に到達しなくなったり、非画像部でかぶり現象が発生したりする可能性がある。このような場合、ステップＳＴ１１においてＮＯと判断され、トナー荷電装置４Ｒが制御され、トナー荷電量は一定量だけ低くされる（ＳＴ１２）。その後、ステップＳＴ２〜ＳＴ１０が繰り返される。このフローは、濃度変化率ｋが有効変化率範囲内に含まれるまで（ステップＳＴ１１においてＹＥＳと判断されるまで）繰り返される。

図１０を参照して、現在の現像特性が、図中の現像特性ＬＡ３で示すようなものに設定されていたとする。画像濃度が飽和したと判断された時点で（ステップＳＴ７においてＹＥＳと判断された時点で）、現在の現像特性がＬＡ３で示すものに設定されていることは既に把握されている。図中の矢印ＤＲで示される電位差は、現像特性ＬＡ３の傾斜部分の電位差である。この電位差は、トナーの目標付着量（目標画像濃度）をＭとし、濃度変化率をｋ（ここではｋ３）とすると、Ｍ／ｋから導かれる。

図１０中に示す現像特性ＬＡ３の場合、Ｍ／ｋ≒Ｖ０−Ｖｉ−ＳＭの関係が成立している。濃度変化率ｋ（ｋ３）は、有効変化率範囲内に含まれている。現像特性ＬＡ３においては、かぶり現象が発生せず、画像部での必要な画像濃度を確保した上でトナー荷電量をできるだけ高い値に設定することが実現できている。このような場合、ステップＳＴ１１においてＹＥＳと判断される。ステップＳＴ１３において、通常の画像を形成する時のトナー荷電量が、現在値（現像特性ＬＡ３を形成するトナー荷電量の値）に設定される。このように、現像バイアスＶｂを変更しながら現時点の濃度変化率ｋを計算し、トナー荷電量を演算により最適化することで、トナー荷電量をできるだけ高い値にすることができる条件を効率よく設定可能である。

（現像バイアス設定動作ＳＴ２００）
次に、現像バイアス設定動作ＳＴ２００が実行される。まず、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００で設定されたトナー荷電量でのかぶり解消電位差Ｖ３を、メモリー３６に保存しておいた画像形成時の荷電条件（現像特性ＬＡ３）から求める（ＳＴ２１）。次に現像バイアスＶｂを設定する（ＳＴ２２）。

具体的には、安全マージンＳＭにかぶり解消電位差Ｖ３を加えた値が、画像部での必要な画像濃度を確保した上でトナー荷電量をできるだけ高い値に設定することを実現する適正かぶりマージン（Ｖｂ−Ｖｉ）となる。したがって、現像バイアスＶｂ＝画像部電位Ｖｉ＋安全マージンＳＭ＋かぶり解消電位差Ｖ３とすることで、現像バイアスＶｂを決定できる。この値を、通常の画像を形成する時の現像バイアスとして設定し、画像形成条件調整動作ＳＴ１０００を終了する。

（作用および効果）
本実施の形態では、トナー荷電量が一定値に設定された状態で異なる現像バイアスＶｂで形成された複数のパッチ画像の画像濃度が検知される。すなわち、現像バイアスＶｂを変更しながら現時点の濃度変化率ｋを計算し、トナー荷電量を演算により最適化することで、トナー荷電量をできるだけ高い値にすることができる条件を効率よく設定可能である。

本実施の形態では、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度が増加するときの画像濃度の濃度変化率ｋが算出され、濃度変化率ｋに基づいてトナー荷電量が制御される。濃度変化率ｋを条件具備の判断要素として用いることによって、効率の良い演算を実現できる。

本実施の形態では、検知動作で用いられる複数のパッチ画像に、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度の変化が飽和するときの現像バイアスで形成されたパッチ画像が含まれている。飽和領域内に含まれるデータ（点ＰＬ５〜ＰＬ７）を取得した上で濃度変化率ｋの演算を行なうため、濃度変化率ｋを高い精度で算出することが可能となる。

本実施の形態では、現像バイアスＶｂを変更することにより取得した濃度変化率ｋのデータに基づき、感光体１の非画像部電位Ｖ０と現像バイアスＶｂとの差であるかぶり解消電位差Ｖ３の適正値から、画像形成時に現像剤担持体に印加する現像バイアスＶｂを決定する。このような手順で設定を行うことにより、高いトナー荷電量で画像形成できる現像バイアス条件を効率的に設定することができる。

画像形成条件の制御としては、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００および現像バイアス設定動作ＳＴ２００を実施したのちに、にさらに別の観点での制御を行っても良い。たとえば、上記の動作ＳＴ１００，ＳＴ２００でベタパッチ画像の情報に基づいて現像条件を設定した後、網点画像のパッチ画像を現像し、網点画像での階調性（たとえば中間階調）を露光量の調整などによって微調整しても良い。当該制御を追加的に実施することにより、より高品質を有する画像形成を実現可能な画像形成条件に設定できる。

［実施の形態２］
図１１〜図１４を参照して、実施の形態２における湿式画像形成装置について説明する。本実施の形態の湿式画像形成装置は、制御部３０（図１１）に、供給部材４Ｂ（図１）を駆動するモーターを制御するための制御装置３８が設けられている。この制御装置３８は、供給部材４Ｂの駆動モーターのドライバー３９を制御することにより、供給部材４Ｂの回転速度を変化させることができる。

現像剤担持体４Ｃの回転速度と、供給部材４Ｂの回転速度との間に差を設けることにより、現像部４Ｄに搬送される液体現像剤（トナー薄層）の量が増減する。本実施の形態では、画像形成条件調整動作ＳＴ２０００（図１３参照）が実行され、この中では、現像部４Ｄに搬送される液体現像剤中のトナーの搬送量も調整される。制御装置３８、ドライバー３９、および供給部材４Ｂは、このトナー搬送量を調整する調整手段として機能する。

現像部４Ｄに搬送されるトナー搬送量、すなわち供給部材４Ｂから現像剤担持体４Ｃに供給される液体現像剤の量は、たとえば、供給部材４Ｂと現像剤担持体４Ｃとの間の転接部において、現像剤担持体４Ｃの表面の移動速度に比べて、供給部材４Ｂの表面の移動速度の方が速くなるようにすると、転接部に供給される液体現像剤の量が多くなり、現像剤担持体４Ｃ上の液体現像剤の搬送量は多くなる。

光学センサー５（検知手段）が検知したパッチ画像の画像濃度に基づいて制御部３０が調整手段（制御装置３８、ドライバー３９、および供給部材４Ｂ）を制御することにより、現像部に搬送される液体現像剤中のトナーの搬送量が調整される。この構成に限られず、現像剤担持体４Ｃへの液体現像剤の供給量の調整手段としては、規制ブレード４Ｐの汲み上げ部材４Ａに対する圧接力や、規制ブレード４Ｐの汲み上げ部材４Ａに対する当接位置の調整により、トナー搬送量の調整を実現してもよい。この構成に限られず、汲み上げ部材４Ａと供給部材４Ｂとの間にバイアスを印加し、両者の間の電位差を利用してトナー搬送量を調整しても良いし、供給部材４Ｂと現像剤担持体４Ｃの間にバイアスを印加し、両者の間の電位差を利用してトナー搬送量を調整しても良い。

一般的に、記録媒体（印刷対象物）の種類が変わることに伴って、記録媒体の表面粗さも変わる。湿式電子写真方式においては、記録媒体の種類に応じて所望の濃度を得るために必要なトナー量も異なる。記録媒体の種類が同じ場合であっても、液体現像剤の濃度、液体現像剤の粘度、およびトナーの粒径分布などは、製作上の個体差や装置の周辺環境の変化に応じて変動しやすく、これらのパラメータは、高品質な画像形成を実現できるトナー搬送量に影響する。これらのパラメータの変動が生じたとしても高品質な画像形成を実現可能とするために、本実施の形態の画像形成条件調整動作ＳＴ２０００（図１３参照）では、トナー荷電量の調整および現像バイアスの調整に加えて、現像部４Ｄに搬送されるトナー搬送量の調整も合わせて行われる。

図１２を参照して、たとえば、記録媒体（印刷対象物）の種類が変わることに伴って、必要なトナー搬送量が増加したとする。この場合、感光体上のトナー付着量の目標範囲も増加し、高画質の画像形成を実現できる理想的な現像特性も変化する。図１２中の線ＬＡ１０，ＬＡ２０は、必要なトナー付着量（目標範囲）が互いに異なる２つの理想的な現像特性を示している。

必要なトナー付着量（目標範囲）が変わると、矢印ＡＲに示すように現像特性の傾斜部分の傾きも変わる。すなわち、トナー荷電量の変更が必要となる。必要なトナー付着量（目標範囲）が変わると、かぶり解消電位差Ｖ３も点Ｐ３に示す位置から点Ｐ４に示す位置に変化する。現像バイアスＶｂも変更する必要が生じる。したがって、記録媒体（印刷対象物）の種類が変わること等に伴って必要なトナー搬送量が変化した場合、変化後のトナー搬送量に基づいて、トナー荷電量および現像バイアスを調整することが必要となる。

本実施の形態では、トナー搬送量の調整を行なったのちに、実施の形態１と同様にトナー荷電量設定動作ＳＴ１００および現像バイアス設定動作ＳＴ２００が実施される。トナー付着量の目標範囲が変わると、必要なトナー荷電量および現像バイアスも変わる。すなわち、トナー荷電量あるいは現像バイアスを決めた後にトナー搬送量を調整すると、再度トナー荷電量や現像バイアスを調整する必要が生じるが、最初に調整手段を制御してトナー搬送量を調整してから、トナー荷電量設定動作と現像バイアスを設定する動作とを行なうことで、画像形成条件を効率よく設定できる。以下、本実施の形態における画像形成条件調整動作ＳＴ２０００について具体的に説明する。

図１３を参照して、画像形成条件調整動作ＳＴ２０００は、トナー搬送量設定動作ＳＴ５０と、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００と、現像バイアス設定動作ＳＴ２００とを含む。まず、トナー搬送量設定動作ＳＴ５０が実行される。トナー搬送量設定動作ＳＴ５０は、たとえば記録媒体の種類の変更をセンサー（図示せず）が検知した場合、および／または、記録媒体の種類の変更がオペレーションパネル３７（図１１）等に入力された場合に行われる。

（トナー搬送量設定動作ＳＴ５０）
具体的には、まずトナー荷電量が仮の値に設定される（ＳＴ５１）。トナー荷電量の仮の値としては、任意の値を採ることが可能であるが、好ましくは、予め実験的に求めたパッチ現像が可能な範囲内での低目の値が採用されるとよい。

図１４は、トナー搬送量設定動作ＳＴ５０が実施されているときの想定現像特性ＬＡ３０（実線）と、トナー搬送量設定動作ＳＴ５０が実施されているときのある時点での現像特性（一点鎖線）とを示している。図中の白色プロットおよび黒色プロットは、パッチ画像から算出したトナー付着量を示している。白色プロットおよび黒色プロットが付されている位置から分かるとおり、トナー荷電量を低めにすることで、想定される現像特性の傾斜部分の傾きが大きくなり、飽和現像した際のパッチ画像のトナー付着量（画像濃度）に基づいて条件を評価することが容易になる。

次に、現像バイアスＶｂも仮の値に設定される（ＳＴ５２）。現像バイアスＶｂの仮の値としては、任意の値を採ることが可能であるが、好ましくは、予め実験的に求めた現像部（ニップ部）でのリークなどの限界を考慮して、高目の値が採用されるとよい。ここでも、飽和現像した際のパッチ画像のトナー付着量（画像濃度）に基づいて条件を評価することを容易とするため、できるだけ高めの現像バイアス（図中の横軸右側）に設定することが望ましい。

次に、トナー搬送量も仮の値に設定される（ＳＴ５３）。トナー搬送量の仮の値としては、任意の値を採ることが可能であるが、好ましくは、トナー搬送量が十分に小さい値、あるいは十分に大きい値が採用されるとよい。トナー搬送量の仮の値としては、前回の画像形成条件調整動作ＳＴ２０００を実施した際に採用した値を採用してもよいし、入力された記録媒体の種類から実験的に予想した適正値を採用してもよい。

次に、パッチ画像を形成する（ＳＴ５４）。具体的には、現像装置および感光体を駆動し、パッチ画像を形成するための静電潜像の電位（感光体の表面電位）を画像部電位Ｖｉとし、ステップＳＴ５２において設定しておいた現像バイアスＶｂを現像剤担持体に印加することにより、パッチ画像を形成する。次に、光学センサー５を用いてパッチ画像の画像濃度を検知する（ＳＴ５５）。

制御部３０（図１１）のＣＰＵ３１は、予め実施した実験等に基づいて準備しておいた所定の目標濃度範囲に関するデータをメモリー３６から読み出し、光学センサー５が検知したパッチ画像の画像濃度（飽和画像濃度）が、この範囲内に含まれるか否かを判断する（ＳＴ５６）。

制御部３０は、光学センサー５が検知したパッチ画像の画像濃度（飽和画像濃度）がこの範囲内に含まれていないと判断した場合には、トナー搬送量を変更する（ＳＴ５７）。たとえば、図１４中の白色プロットに示すように、パッチ画像の画像濃度が目標範囲から外れていたとき、多い場合にはトナー搬送量が少なくなる方へ変更し、少ない場合にはトナー搬送量が多くなる方へ変更する。画像濃度が目標範囲内か否かと判断する手法としては、取得したデータが所定の目標値に対して±δ％以下（δは誤差変動を勘案して設定した許容値）となったか否かに基づいて判断してもよい。

この一連のステップＳＴ５１〜ＳＴ５６を繰り返すことによりトナー搬送量を最適化し、パッチ画像の画像濃度が適正と判断された場合（ステップＳＴ５６においてＹＥＳ）には、画像濃度検知結果からトナー量を計算する。計算により算出されたデータは、画像形成時のトナー付着量Ｍとしてメモリー３６に保存する（ＳＴ５９）。トナー搬送量が最適化された状態で得られたトナー付着量Ｍに関する情報は、この後に続くトナー荷電量設定動作ＳＴ１００で用いられる。最後に、現時点でのトナー搬送量を実現する条件（たとえば供給部材４Ｂの回転速度）を、通常の画像を形成する時のトナー供給条件として設定し（ＳＴ６０）、トナー搬送量設定動作ＳＴ５０を終了する。この後には、実施の形態１と同様に、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００および現像バイアス設定動作ＳＴ２００が実施される。

（作用・効果）
本実施の形態では、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００の前にトナー搬送量設定動作ＳＴ５０が実施される。記録媒体（印刷対象物）の種類が変わること等に伴って必要なトナー搬送量が変化した場合であっても、変化後のトナー搬送量に基づいて、トナー荷電量および現像バイアスを最適な状態に調整することが可能となる。すなわち、かぶりマージンと現像バイアスの和として使用可能な大きさを先に決定してから、現像バイアスをかぶりマージンから決定するため、現像電位差を最大にするとともに、トナー荷電量を最大にすることが可能となる。

［実施の形態３］
上述の実施の形態１の画像形成条件調整動作ＳＴ１０００（図６参照）では、ステップＳＴ７において、画像濃度が飽和しているか否かが判断される。上述の通り、飽和領域内に含まれるデータ（図７中の点ＰＬ５〜ＰＬ７）を取得した上で濃度変化率ｋの演算を行なうため、濃度変化率ｋを高い精度で算出することが可能となる。画像濃度が飽和しているか否かを判断することは、必須の構成ではなく、必要に応じて実施される。以下、具体的に説明する。

図１５を参照して、本実施の形態では、画像形成条件調整動作ＳＴ３０００が実施される。画像形成条件調整動作ＳＴ３０００は、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００（図６）の代わりに、トナー荷電量設定動作ＳＴ１００Ａを含んでいる。

（トナー荷電量設定動作ＳＴ１００Ａ）
実施の形態１と同様に、ステップＳＴ１〜ＳＴ５が実施される。具体的には、まずトナー荷電量が仮の値に設定され（ＳＴ１）、現像バイアスＶｂも仮の値に設定される（ＳＴ２）。パッチ画像を形成し（ＳＴ３）、光学センサー５を用いてパッチ画像の画像濃度を検知し（ＳＴ４）。検知結果に基づいてトナーの付着量が計算される（ＳＴ５）。

次に、ステップＳＴ６Ａにおいては、画像濃度が飽和しているか否かを判断する代わりに、感光体に付着したトナーの付着量、すなわちステップＳＴ５で算出されたトナー付着量が、現像剤担持体へのトナー供給条件から推測されるトナー量（目標値）と比較される。ステップＳＴ５で算出されたトナー付着量が、濃度変化率ｋの計算に使える値か否かが判断される。

具体的には、ステップＳＴ５で算出されたトナー付着量がトナー供給条件から推測されるトナー量（目標値）に比べて十分に小さい場合（ステップＳＴ６ＡにおいてＮＯ）、そのトナー付着量に関するデータは、濃度変化率ｋの計算に使用可能なデータであるものとしてメモリー３６に保存される。ステップＳＴ６ＡにおいてＮＯと判断される場合には、たとえば、ステップＳＴ５で算出されたトナー付着量＜（推測されるトナー量×０．９５）の関係を満足している場合などが含まれる。この場合には、実施の形態１のように画像濃度が飽和しているか否かが判断されることはない。

その一方で、ステップＳＴ５で算出されたトナー付着量がトナー供給条件から推測されるトナー量（目標値）に近い、あるいは目標値よりも大きい場合（ステップＳＴ６ＡにおいてＹＥＳ）は、そのデータは濃度変化率ｋの計算には使えないと判断される。ステップＳＴ６ＡにおいてＹＥＳと判断される場合には、たとえば、ステップＳＴ５で算出されたトナー付着量≧（推測されるトナー量×０．９５）の関係を満足している場合などが含まれる。この場合には、そのトナー付着量に関するデータはメモリー３６に保存されず、現像バイアスがより小さい値に変更される（ＳＴ８）。ステップＳＴ３に戻り、パッチ画像が再び形成される。

本実施の形態のような構成を採用するためには、トナー供給条件に対するトナー付着量が安定していることが必要となるが、そのような安定した供給機構が用いられている場合には、画像濃度が飽和しているか否かの判断を毎回行なう必要が無いため、設定時間を短縮することができる。現像バイアスを仮の値に設定する時のバイアス値を低めに設定することで、ステップＳＴ５で算出されたトナー付着量＜推測されるトナー量×０．９５の関係を容易に満足させることができ、画像形成条件をより効率的に設定することが可能となる。

ステップＳＴ６ＡでＮＯと判断され、ステップＳＴ７Ａにおいてトナー付着量の量データをメモリー３６に格納した場合には、ステップＳＴ７Ｂにおいて、トナー付着量のデータが必要数だけ取得されているか否かが判断される。ここでは、濃度変化率ｋを計算するのに十分なデータが取得できているかが判断される。ここで用いられる閾値は、たとえば２個または３個などである。閾値として設定する値は、大きい方が濃度変化率ｋをより正確に算出することが可能となる。取得に必要な時間を考慮して、閾値を最適化するとよい。

制御部３０は、予め定められた個数分のデータが取得できているかを判断し、足りなければ現像バイアスを変更し、ステップＳＴ３に戻りパッチ画像を再び形成するというフローを繰り返す。必要なデータ数が取得できたと判断した場合、次に濃度変化率ｋの計算に移る（ＳＴ９）。

濃度変化率ｋは、現像特性のうちの飽和領域を除いた傾斜部分の傾きに対応しており、取得した複数のトナー付着量に関するデータから容易に導くことが可能である。算出された濃度変化率ｋに関するデータは、実施の形態１と同様に、メモリー３６に保存される（ＳＴ１０）。その後、実施の形態１と同様に、濃度変化率ｋが、トナー付着量を目標範囲内としつつ、その目標範囲内でトナー荷電量をできるだけ高い値とすることが可能な条件を満足しているか否かが判断される（ＳＴ１１）。制御部３０はトナー荷電装置４Ｒを制御し、トナー荷電量を変更することによって、濃度変化率ｋが有効変化率範囲内に含まれるようにする。以上のようなフローであっても、現像バイアスＶｂを変更しながら現時点の濃度変化率ｋを計算し、トナー荷電量を演算により最適化することで、トナー荷電量をできるだけ高い値にすることができる条件を効率よく設定可能である。

以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、今回開示された各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。本発明の技術的範囲は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、２ 荷電装置、３ 露光装置、４ 現像装置、４Ａ 汲み上げ部材、４Ｂ 供給部材、４Ｃ 現像剤担持体、４Ｄ 現像部、４Ｐ 規制ブレード、４Ｑ クリーニング部材、４Ｒ トナー荷電装置、４Ｔ 現像剤槽、４Ｗ 液体現像剤、５ 光学センサー、６ 中間転写部材、６Ｔ 転写部、７，９ クリーニング装置、８ イレーサーランプ、１０ ２次転写部材、２０ 記録媒体、３０ 制御部、３２ 現像バイアス制御装置、３３ 荷電量制御装置、３４ 現像バイアス印加用電源、３５ 荷電用電源、３６ メモリー、３７ オペレーションパネル、３８ 制御装置、３９ ドライバー、１００ 湿式画像形成装置。

Claims (8)

1. 記録媒体上に画像を形成する湿式画像形成装置であって、
   静電潜像を担持する像担持体と、
   液体現像剤を前記像担持体と対向する位置である現像部に搬送し、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像剤担持体と、
   前記現像部に搬送される前記液体現像剤中のトナーを荷電する荷電手段と、
   前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する印加手段と、
   前記トナー像の画像濃度を検知する検知手段と、
   予め準備された現像特性の設定目標範囲に関する情報に基づいて前記荷電手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記現像部に搬送される前記液体現像剤中のトナーのトナー荷電量が設定される際には、トナー荷電量設定動作が行なわれ、
   前記トナー荷電量設定動作は、
   前記検知手段が、前記トナー荷電量が一定値に設定された状態で異なる現像バイアスで形成された複数のパッチ画像の画像濃度を検知する検知動作と、
   前記制御手段が、前記検知手段が検知した前記複数のパッチ画像の画像濃度に基づいて現在の現像特性を算出し、前記現在の現像特性が前記設定目標範囲内に含まれないと判断した場合には、前記荷電手段を制御して現像特性が前記設定目標範囲内に含まれるように前記トナー荷電量を設定する設定動作と、を含み、
   前記設定目標範囲には、有効変化率範囲に関する情報が含まれており、
   前記設定動作は、前記制御手段が、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度が増加するときの画像濃度の変化率を前記現在の現像特性として算出し、算出した前記画像濃度の変化率が前記有効変化率範囲内に含まれないと判断した場合には、前記荷電手段を制御して前記画像濃度の変化率が前記有効変化率範囲内に含まれるように前記トナー荷電量を設定する動作を有する、
   湿式画像形成装置。
2. 前記検知動作で用いられる前記複数のパッチ画像には、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度の変化が飽和するときの現像バイアスで形成されたパッチ画像が含まれる、
   請求項１に記載の湿式画像形成装置。
3. 前記現像部に搬送される前記液体現像剤中のトナーの搬送量を調整する調整手段をさらに備え、
   前記トナー荷電量設定動作が行なわれる前に、前記制御手段は、現像バイアスの増加に対してパッチ画像の画像濃度の変化が飽和するときの現像バイアスで形成されたパッチ画像の画像濃度が所定の目標濃度範囲内となるように、前記調整手段を制御して前記搬送量を調整する、
   請求項２に記載の湿式画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記トナー荷電量が設定されることに伴って設定された現像特性に基づいてかぶり解消電位差を算出し、当該かぶり解消電位差に基づいて前記印加手段を制御して現像バイアスを設定する、
   請求項３に記載の湿式画像形成装置。
5. 前記制御手段は、最初に前記調整手段を制御して前記搬送量を調整してから、前記トナー荷電量設定動作と現像バイアスを設定する動作とを行なう、
   請求項４に記載の湿式画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記調整手段を制御して前記搬送量を調整する動作と前記トナー荷電量設定動作とを行なってから、最後に現像バイアスを設定する動作を行なう、
   請求項４に記載の湿式画像形成装置。
7. 前記制御手段は、現像バイアスが設定された状態で形成された網点画像の画像濃度に基づいて、階調性をさらに調整する、
   請求項４から６のいずれか１項に記載の湿式画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記記録媒体の種類の変更を検知した場合および／または前記記録媒体の種類の変更が入力された場合に、前記トナー荷電量設定動作を行なう、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の湿式画像形成装置。

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