WO2018101485A1 - 画像形成装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an image for forming an image using a developing device that develops an electrostatic image carried on a latent image carrier by a wet development method using a liquid developer in which toner is dispersed in a medium liquid.
- the present invention relates to a forming apparatus.
- An electrophotographic method in which an electrostatic image formed on a latent image carrier such as a photosensitive member is developed with charged particles (toner) to form an image has become widespread.
- Examples of this type of electrophotographic method include a dry development method using powder toner directly and a wet development method (liquid development system) using a liquid developer in which toner is dispersed in a liquid.
- the liquid development system disperses the toner in the medium (carrier) liquid, so that it is possible to perform image formation by controlling particles having a particle size on the order of submicron, in terms of high image quality and high definition. This is a promising development method.
- toner particles contained in a liquid developer are moved onto a medium by electrophoresis to form an image.
- a developer containing an appropriate amount of toner is formed on the developing roller at the facing portion of the film-forming electrode disposed facing the developing roller, and the toner layer is formed on the developing roller by the squeezing roller. It is formed.
- the principle of image formation is basically to move all toners. Therefore, the density of the image formed on the medium reflects the amount of applied toner in the liquid developer formed on the developing roller. Therefore, it is very important to stably control the amount of applied toner in the liquid developer carried on the developing roller because it leads to stable image quality over a long period of time.
- an image forming apparatus having an optical sensor capable of detecting the surface of the developing roller is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-268645). See the official gazette).
- Japanese Patent Laid-Open No. 10-268645 Japanese Patent Laid-Open No. 10-268645. See the official gazette).
- this image forming apparatus light is applied to the liquid developer formed on the developing roller under the prescribed conditions, and the reflected light is detected by an optical sensor to measure the concentration of the liquid developer. The obtained result is fed back to the control of the amount of toner / carrier liquid in the developer tank, the amount of charge control agent, and the like, and the amount of toner applied on the developing roller is controlled.
- the liquid developer concentration itself on the developing roller can be measured and used for feedback control, the liquid developer concentration on the developing roller is set as long as the measured developer concentration is correct. It is possible to stabilize.
- the developing roller used in the liquid developing system is usually provided with a surface layer of an elastic body made of a polymer or rubber material whose electric characteristics (conductivity / resistivity) are adjusted around a metal shaft.
- the volume resistivity is optimized by dispersing and mixing an ionic conductive agent in the elastic polymer constituting the surface layer.
- the ionic conductive agent is uniformly dispersed on the surface layer of the developing roller.
- different voltages are applied to the developing roller and the photosensitive drums disposed around the developing roller during the image forming operation.
- the dispersion of the ionic conductive agent is gradually biased. Therefore, the volume resistivity of the surface layer of the developing roller increases with use.
- the toner application amount is controlled by measuring the concentration of the liquid developer on the developing roller, and an increase in the volume resistivity of the surface layer of the developing roller is detected. It does not correspond. For this reason, as the volume resistivity of the surface layer of the developing roller increases, the shared voltage of the surface layer of the developing roller at the developing nip portion between the developing roller and the photosensitive drum increases, and the voltage applied to the liquid developer correspondingly increases. Smaller than desired value.
- the surface of the developing roller is measured using an optical sensor, and therefore the surface roughness of the developing roller is used due to the long-term use of the image forming apparatus.
- the reflected light intensity changes.
- An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a liquid developing system that can suppress the occurrence of image defects even when used for a long period of time.
- an image carrier a charging unit that charges the image carrier, an exposure unit that exposes the charged image carrier to form an electrostatic latent image, and a conductive material that includes a conductive agent.
- a rotatable developing roller having a layer and carrying a liquid developer containing a toner and a carrier liquid to develop an electrostatic latent image, a conductive member pressing the developing roller, the developing roller, and the conductive member
- a voltage applying means for forming a potential difference between the developing roller, a current detecting means for detecting a current flowing between the developing roller and the conductive member, and a predetermined potential difference between the developing roller and the conductive member.
- An image forming apparatus is provided that includes a control unit that changes the potential of the image unit based on the current value of the current detection unit.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an image forming unit of the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing a control block diagram of the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a schematic enlarged view showing a nip portion between the developing roller and the squeezing roller of the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of formed images and the resistance value of the surface layer of the developing roller in the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the toner concentration of the liquid developer and the reciprocal of the resistance value in the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the resistivity of the surface layer of the developing roller and the ratio of voltage sharing in the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure in the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure in the image forming apparatus according to the second embodiment.
- 10A is a graph showing the relationship between the number of formed images and the solid image density in the image forming apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 6B is a graph showing the relationship between the number of formed images and the fog density in the image forming apparatus according to the second embodiment.
- the image forming apparatus 1 of the present embodiment is an electrophotographic digital printer that forms a toner image formed on a recording material using a liquid developer containing toner and a carrier liquid.
- a tandem type full-color printer is described as an example of the image forming apparatus 1.
- the present invention is not limited to the tandem type image forming apparatus 1, and may be an image forming apparatus of another type, and is not limited to a full color, and may be a monochrome or a mono color.
- the present invention can be implemented for various uses such as a printer, various printing machines, a copying machine, a FAX, and a multifunction machine.
- the image forming apparatus 1 includes an image forming unit 2, a control unit 70, a sheet feeding unit (not shown), a sheet conveying unit, and a sheet discharging unit. Further, a display device 3 made of, for example, a liquid crystal panel is provided on the front upper surface of the main body of the image forming apparatus 1 (see FIG. 3).
- the image forming apparatus 1 can form a four-color full-color image on a recording material in response to an image signal from an unillustrated document reading device, a host device such as a personal computer, or an external device such as a digital camera or a smartphone.
- the sheet S as a recording material is formed with a toner image. Specific examples thereof include plain paper, resin sheets that are substitutes for plain paper, cardboard, and overhead projector sheets.
- the image forming unit 2 includes image forming units 10y, 10m, 10c, and 10k, laser exposure devices 11y, 11m, 11c, and 11k, an intermediate transfer unit 50, a secondary transfer unit 60, and a fixing unit (not shown).
- the image forming apparatus 1 according to the present embodiment corresponds to full color, and the image forming units 10y, 10m, 10c, and 10k are yellow (y), magenta (m), cyan (c), and black (k ) Are separately provided with the same configuration. For this reason, in FIG. 1, each color component is shown with a color identifier after the same symbol. However, in FIG. 2 and the specification, there may be a case where only a symbol is used without adding a color identifier. .
- the image forming unit 10 includes photosensitive drums 20y, 20m, 20c, and 20k that can carry and move toner images, chargers 21y, 21m, 21c, and 21k, and developing devices 30y, 30m, 30c, and 30k. ing. Further, the image forming unit 10 includes developer mixers 39y, 39m, 39c, and 39k, and drum cleaners 40y, 40m, 40c, and 40k. As with the image forming unit 10, these are separately provided in the same configuration for each of the four colors of yellow (y), magenta (m), cyan (c), and black (k). For this reason, in FIG. 1, each color component is shown with a color identifier after the same symbol.
- the image forming unit 10 is unitized as a process cartridge and is configured to be detachable from the apparatus main body of the image forming apparatus 1.
- the photosensitive drum (image carrier) 20 is a drum-shaped electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer composed of a cylindrical substrate and an organic photosensitive member or an amorphous silicon photosensitive member formed on the outer peripheral surface thereof,
- the drum motor (not shown) is rotated in the direction R1 around the central axis.
- amorphous silicon is used as the photosensitive layer of the photosensitive drum 20.
- the width of the photosensitive drum 20 is wider than the width of a developing roller 31 (see FIG. 2) described later.
- the photosensitive drum 20 carries an electrostatic image formed on the basis of image information and moves around when forming an image.
- the photosensitive drum 20 is movable while carrying a toner image formed using a liquid developer. In the present embodiment, the photosensitive drum 20 is grounded.
- the charger (charging means) 21 is disposed substantially parallel to the central axis of the photosensitive drum 20, and the surface of the photosensitive drum 20 is charged with a negative potential (dark portion potential VD) having the same polarity as the negatively charged toner by a charging bias. Uniformly and uniformly.
- a corona charger is used as the charger 21, a corona charger is used.
- the charger 21 is not limited to a corona charger, and a charging roller or the like may be applied.
- the laser exposure device (exposure means) 11 exposes the surface of the photosensitive drum 20 charged to the dark portion potential VD on the downstream side in the R1 direction from the charger 21 by laser light irradiation, and sets the light portion potential VL at the exposure portion. A potential drop occurs until an electrostatic image is formed on the surface of the photosensitive drum 20.
- the laser exposure device 11 irradiates a laser beam modulated according to the image signal of the document, and projects it onto the surface of the photosensitive drum 20 via a polygon mirror, an f- ⁇ lens, etc. (not shown).
- the developing device 30 is a device for developing the latent image formed on the photosensitive drum 20 using liquid toner. Details of the developing device 30 will be described later.
- the developer mixer 39 supplies a liquid developer to the developing device 30, and a developer concentration sensor (toner concentration detecting means) 39a (FIG. 2) capable of detecting the toner concentration of the liquid developer supplied to the developing roller 31. See).
- the developer concentration sensor 39a is a sensor that utilizes light transmission, for example, and is used to calculate the weight percent concentration (T / D) [wt%] of the toner with respect to the liquid developer supplied from the developer mixer 39. .
- the developer concentration sensor 39a is described as a sensor that utilizes light transmission, but is not limited thereto, and may be a sensor that utilizes electrical resistance, for example.
- the drum cleaner 40 is disposed on the downstream side in the R1 direction with respect to a primary transfer portion described later, and has a cleaning blade 41 (see FIG. 2).
- the cleaning blade 41 is in contact with the photosensitive drum 20 at a predetermined angle and pressure by a pressurizing unit (not shown), and the liquid developer remaining on the photosensitive drum 20 is scraped off by the cleaning blade 41 to be used in the next process.
- the intermediate transfer unit 50 includes a plurality of rollers such as a driving roller 51, a driven roller 52, and primary transfer rollers 53y, 53m, 53c, and 53k, and an endless belt intermediate transfer belt that is wound around these rollers and carries a toner image. 54.
- the primary transfer rollers 53y, 53m, 53c, and 53k are disposed to face the photosensitive drums 20y, 20m, 20c, and 20k, abut against the intermediate transfer belt 54, and the toner image on the photosensitive drum 20 is another image carrier. Primary transfer is performed on an intermediate transfer belt 54.
- the intermediate transfer belt 54 abuts on the photosensitive drum 20 to form a primary transfer portion with the photosensitive drum 20, and a primary transfer bias is applied to transfer the toner image formed on the photosensitive drum 20 to the primary transfer portion.
- First transfer By applying a positive primary transfer bias to the intermediate transfer belt 54 by the primary transfer roller 53, the respective toner images having the negative polarity on the photosensitive drum 20 are sequentially transferred to the intermediate transfer belt 54 in a multiple transfer manner.
- the secondary transfer unit 60 includes a secondary transfer inner roller 61, a secondary transfer outer roller 62, an outer roller blade 63, and a cleaning liquid recovery unit 64.
- the full-color toner image formed on the intermediate transfer belt 54 is transferred to the sheet S by applying a positive secondary transfer bias to the secondary transfer outer roller 62.
- the secondary transfer outer roller 62 abuts on the intermediate transfer belt 54 to form a secondary transfer portion with the intermediate transfer belt 54, and a primary transfer is applied to the intermediate transfer belt 54 by applying a secondary transfer bias.
- the transferred toner image is secondarily transferred to the sheet S by the secondary transfer unit 60.
- the fixing unit (not shown) includes a fixing roller and a pressure roller, and the toner image transferred to the sheet S is heated and pressed by the sheet S being sandwiched and conveyed between the fixing roller and the pressure roller. And fixed on the sheet S.
- the developing device 30 includes a developing roller (developer carrying member) 31 that carries a liquid developer and conveys it to the photosensitive drum 20, a developer tank 32, a film forming electrode 33, and a squeezing roller (conductive member) 34. And a cleaning roller 35.
- the developing roller 31 is a cylindrical member having a diameter of 45 mm, and rotates in the rotation direction R2 around the central axis 31a.
- the developing roller 31 is provided with a surface layer (conductive layer) 31b of an elastic body made of a conductive polymer or the like having a thickness of 5 mm on an outer peripheral portion of a central shaft 31a which is an inner core made of metal such as stainless steel.
- the developing roller 31 is disposed to face the photosensitive drum 20 so as to form a nip portion, and the developing portion is formed in the nip portion.
- the surface layer 31b of the developing roller 31 is made of conductive urethane rubber, and in the initial state, the ionic conductive agent is uniformly dispersed inside the surface layer 31b of the developing roller 31, and the volume resistivity is adjusted.
- the developing roller 31 is formed to include a conductive agent, and can move while carrying a liquid developer including toner and carrier liquid, and develops the electrostatic image on the photosensitive drum 20 by applying a developing bias.
- the developing roller 31 is connected to a developing roller power source 73 (see FIG. 3) capable of applying a voltage.
- an appropriate resin is selected from EPDM, urethane, silicon, nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and the like. Then, based on this selected resin, a dispersion type resistance adjusting resin obtained by dispersing and mixing conductive fine particles such as carbon, titanium oxide, or a plurality of them as an electric resistance adjusting material. Is appropriate.
- the resin selected as described above is obtained by using any one or more of ionic conductive materials, for example, inorganic ionic conductive agents such as sodium perchlorate, calcium perchlorate, and sodium chloride. Those based on electrical resistance adjusting resins are suitable.
- a foaming agent is used as a foaming / mixing step for obtaining elasticity
- a silicon surfactant for example, polydialsiloxane, polysiloxane / polyalkylenoxide block copolymer
- the volume resistivity is generally adjusted to 1 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 12 ⁇ ⁇ cm including variations, and the volume resistance of the developing roller 31 used in this embodiment is adjusted. The rate is adjusted to 1 to 5 ⁇ 10 5 ⁇ ⁇ cm in the initial state.
- the developer tank 32 is disposed on the substantially opposite side of the photosensitive drum 20 with the developing roller 31 as a center, and stores a liquid developer for developing a latent image formed on the photosensitive drum 20.
- the liquid developer used in the present embodiment is obtained by dispersing particles or a toner having a mean particle diameter of 0.8 ⁇ m in which a colorant such as a pigment is dispersed in a polyester-based resin in a liquid carrier such as an isoparaffin-based organic solvent. It is generated by adding together with a charge control agent and a charge directing agent.
- the concentration of toner particles is about 7 wt%.
- the surface of the toner particles is charged with a certain amount of negative polarity.
- the film-forming electrode 33 is in contact with the liquid developer stored in the developer tank 32 and is disposed in close proximity to the developing roller 31 with a gap.
- a liquid developer enters between the film forming electrode 33 and the developing roller 31 to form a liquid developer on the developing roller 31 and set a potential difference between the developing roller 31 and the developing roller 31.
- a film is formed so that the toner concentration of the liquid developer carried on 31 can be adjusted.
- the potential difference between the film forming electrode 33 and the developing roller 31 is adjusted so that the toner concentration after passing through the film forming electrode 33 is 15.0 ⁇ 3.0 wt%.
- the film forming electrode 33 is connected to a film forming electrode power source 81 (see FIG. 3) capable of applying a voltage.
- the squeezing roller 34 is arranged on the downstream side in the rotation direction R2 of the film forming electrode 33, and is arranged in contact with the developing roller 31 via a liquid developer.
- the squeezing roller 34 draws toner particles contained in the liquid developer formed on the developing roller 31 to the developing roller 31 side by applying a voltage, and squeezes and collects excess carrier liquid to collect the toner particles on the developing roller 31.
- the toner concentration of the carried liquid developer can be adjusted.
- the squeezing roller 34 is a cylindrical member made of metal and having a diameter of 40 mm. In the present embodiment, a roller made of stainless steel is used.
- the squeezing roller 34 is in contact with the developing roller 31 so as to have a constant pressure (approximately 80 kPa in this embodiment) over a length of approximately 300 mm, and rotates in the direction of the arrow about the central axis.
- the squeeze roller 34 is connected to a squeeze roller power source 74 (see FIG. 3) capable of applying a voltage.
- the liquid developer pumped up in the developer tank 32 and passed through the film forming electrode 33 is carried on the developing roller 31 by a certain amount regardless of the developer concentration. Therefore, the liquid developer conveyed at a specified speed to the contact portion between the squeezing roller 34 and the developing roller 31 stably forms a nip portion 31n having a gap of about 6 ⁇ m and a width of about 5 mm.
- the liquid developer adheres to and separates from the rollers 34 and 31 on the open side of the nip portion 31n of the squeeze roller 34 and the developing roller 31.
- a prescribed potential difference is set between the rollers 34 and 31 so that the toner moves toward the developing roller 31. For this reason, the toner concentration in the liquid developer on the surface of the developing roller 31 after passing between the rollers 34 and 31 is about twice that before passing, that is, 30.0 ⁇ 5.0 wt%.
- the cleaning roller 35 is disposed in contact with the developing roller 31 on the downstream side in the rotation direction R2 of the developing nip portion (developing position) between the developing roller 31 and the photosensitive drum 20.
- the cleaning roller 35 is a roller made of metal or the like, and abuts on the surface of the developing roller 31 to clean the remaining liquid developer carried on the surface of the developing roller 31. That is, the cleaning roller 35 is disposed on the downstream side in the moving direction from the developing nip portion of the developing roller 31 and cleans the liquid developer carried on the developing roller 31.
- the control unit 70 is configured by a computer, and includes, for example, a CPU 71, a memory 72, and an input / output circuit (not shown) that inputs / outputs signals to / from the outside.
- the memory 72 includes a ROM that stores a program that controls each unit, and a RAM that temporarily stores data.
- the CPU 71 is a microprocessor that controls the entire control of the image forming apparatus 1 and is the main body of the system controller.
- the CPU 71 is connected to each part of the image forming apparatus 1 such as the image forming part 2 through an input / output circuit, and exchanges signals with each part and controls the operation.
- the ROM of the memory 72 stores an image formation control sequence for forming an image on the sheet S and the like.
- a developing roller power source (first voltage applying unit) 73 is connected to the developing roller 31, a squeezing roller power source (second voltage applying unit) 74 is connected to the squeezing roller 34, and a cleaning roller power source 78 is connected to the cleaning roller 35. It is connected.
- a film-forming electrode power source (third voltage applying means) 81 is connected to the film-forming electrode 33.
- the developing roller power source 73 and the film forming electrode power source 81 can generate a potential difference between the developing roller 31 and the film forming electrode 33. Since the photosensitive drum 20 is grounded, the developing roller power source (second voltage applying unit) 73 can independently generate a potential difference between the developing roller 31 and the photosensitive drum 20.
- a current detection sensor (current detecting means) 75 for detecting a current flowing between the developing roller 31 and the squeezing roller 34.
- a signal detected by the current detection sensor 75 is input to the CPU 71 via the A / D converter 76.
- a current detection sensor 79 that detects a current that flows between the developing roller 31 and the cleaning roller 35 is provided.
- a signal detected by the current detection sensor 79 is input to the CPU 71 via the A / D converter 80.
- a signal detected by the developer concentration sensor 39 a of the developer mixer 39 is input to the CPU 71 via the A / D converter 77.
- the control unit 70 can control the power sources 73, 74, 78, 81, the charger 21, the laser exposure apparatus 11, and the like.
- the control unit 70 generates a predetermined potential difference by the aperture roller power source 74 and the developing roller power source 73 during non-image formation, and sets a setting mode in which the development contrast and the fog removal voltage are set according to the detection result by the current detection sensor 75. It is feasible.
- the development contrast ( ⁇ V_cont) is a potential difference between the image portion potential on which the electrostatic image is formed on the photosensitive drum 20 (on the image carrier) and the potential of the developing roller 31.
- the fog removal voltage ( ⁇ V_back) is a potential difference between the potential of the non-image area where no electrostatic image is formed on the photosensitive drum 20 and the potential of the developing roller 31. Then, the control unit 70 generates the potential difference set in the setting mode by at least one of the developing roller power source 73, the charger 21, and the laser exposure device 11 during image formation.
- the control unit 70 In the setting mode, the control unit 70 generates a predetermined potential difference by the squeeze roller power source 74 and the developing roller power source 73, and the known resistance value of the liquid developer carried on the developing roller 31 and the detection result by the current detection sensor 75. Accordingly, the resistance value of the developing roller 31 is calculated.
- the control unit 70 sets the development contrast and the fog removal voltage in accordance with the calculated resistance value of the developing roller 31. At this time, the control unit 70 calculates a known resistance value of the liquid developer according to the detection result of the developer concentration sensor 39a.
- control unit 70 controls the film forming electrode power supply 81 and the developing roller power supply 73 so that the potential difference between the film forming electrode 33 and the developing roller 31 becomes 0 in the setting mode.
- control unit 70 causes the charger 21 and the laser exposure apparatus 11 to generate a potential difference set in the setting mode during image formation.
- the time of image formation means that a toner image is formed on the photosensitive drum 20 based on image information input from an external terminal such as a scanner or a personal computer provided in the image forming apparatus 1.
- the non-image forming time is a time other than the image forming time. For example, before or after execution of the image forming job after the power is turned on, at the time of pre-rotation during the image forming job, between paper, at the time of post-rotation, etc. It is.
- the image forming job is a series of operations performed as follows based on a print command signal (image forming command signal).
- the interval between sheets is a period corresponding to the interval between a toner image formed on one sheet and a toner image formed on the next sheet when image formation is continuously performed.
- a voltage of ⁇ 400 V is applied to the developing roller 31 by a developing roller power source 73.
- the toner concentration of the liquid developer in the developer tank 32 is adjusted to around 5 wt% in the developer mixer 39, and the toner particles have a negative charge.
- a liquid developer is carried on the surface of the developing roller 31 when passing from the developer tank 32 through the film forming electrode 33.
- a voltage of ⁇ 550 to ⁇ 600 V is applied to the film forming electrode 33, and most of the toner particles are attracted to the surface of the developing roller 31 due to a potential difference with the developing roller 31.
- the liquid developer is separated in the vicinity of the outlet between the developing roller 31 and the film forming electrode 33 into one that moves around the surface of the developing roller 31 and one that flows down to the back surface of the film forming electrode 33.
- the toner concentration of the liquid developer on the surface of the developing roller 31 is 10 to 15 wt%.
- the liquid developer adhering to the surface of the developing roller 31 reaches the squeezing roller 34.
- a voltage 50 to 120 V higher than the applied voltage of the developing roller 31 is applied to the squeezing roller 34 by a squeezing roller power source 74. That is, for example, if the applied voltage of the developing roller 31 is ⁇ 400V, the applied voltage of the squeezing roller 34 is ⁇ 450 to ⁇ 520V.
- the movement of the toner T at the nip portion 31n between the developing roller 31 and the squeezing roller 34 will be described with reference to FIG.
- the toner T contained in the liquid developer D carried on the developing roller 31 moves toward the developing roller 31 due to a potential difference generated between the rollers 31 and 34 when passing through the nip portion 31n with the squeezing roller 34.
- the liquid developer D passes between the squeezing roller 34 and the developing roller 31, the liquid developer D adheres to both the rollers 34 and 31 and is separated.
- the toner concentration of the liquid developer carried on the developing roller 31 is 25 to 35 wt%.
- the toner T is hardly attracted to the squeeze roller 34 side, and the carrier liquid C having a remarkably small amount of the toner T is carried.
- the carrier liquid carried on the squeeze roller 34 is scraped off and removed from the surface of the squeeze roller 34 by a squeeze roller blade 34a made of rubber or the like that contacts the surface of the squeeze roller 34.
- the liquid developer that rotates around the surface of the developing roller 31 reaches the photosensitive drum 20.
- the surface of the photosensitive drum 20 is charged to approximately ⁇ 600 V by applying approximately ⁇ 4.5 kV to ⁇ 5.5 kV to the wire of the charger 21 upstream of the developing nip portion with the developing roller 31. After charging, a latent image is formed by the laser exposure device 11 so that the potential of the image portion is approximately ⁇ 200V.
- the toner particles move as follows.
- the toner particles are selectively formed on the photosensitive drum 20 in accordance with an electric field formed by a bias of ⁇ 400 V applied to the developing roller 31 and a latent image (image portion ⁇ 200 V, non-image portion ⁇ 600 V) on the photosensitive drum 20. Move to the image part. As a result, a toner image is formed on the photosensitive drum 20. Since the carrier liquid is not affected by the electric field, it is separated at the exit of the developing nip portion between the developing roller 31 and the photosensitive drum 20 and adheres to both the developing roller 31 and the photosensitive drum 20.
- the toner image that has passed through the development nip portion on the photosensitive drum 20 reaches the nip portion with the intermediate transfer belt 54, and primary transfer is performed.
- the primary transfer roller 53 is applied with a voltage of about +200 V having a polarity opposite to the charging characteristics of the toner particles, and the toner on the photosensitive drum 20 is primarily transferred to the intermediate transfer belt 54, and the carrier liquid is transferred to the photosensitive drum 20. Only remains.
- the carrier liquid remaining on the photosensitive drum 20 is scraped off by the cleaning blade 41 downstream of the primary transfer portion and collected by the drum cleaner 40.
- the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt 54 at the primary transfer portion is directed to the secondary transfer unit 60 as shown in FIG.
- a voltage of +1000 V is applied to the secondary transfer outer roller 62, the secondary transfer inner roller 61 is kept at 0 V, and the toner particles on the intermediate transfer belt 54 are applied to the sheet S.
- the liquid developer remaining on the intermediate transfer belt 54 after the secondary transfer is collected by an intermediate transfer belt cleaning member (not shown).
- the transfer efficiency in each toner transfer process is required to be extremely high, approximately 95% or more. For this reason, at the time of image formation, it is important for each developing device 30 to provide an appropriate potential difference between the photosensitive drum 20 and the developing roller 31 in order to stabilize the image quality, particularly the density, of the output image.
- the developing device 30 executes a setting mode for setting the development contrast and the fog removal voltage, and generates the potential difference set in the setting mode at the time of image formation. Perform the following steps:
- the volume resistivity of the surface layer 31b of the developing roller 31 is optimized by dispersing and mixing an ionic conductive agent.
- the ionic conductive agent that is uniformly dispersed in the surface layer 31b at the beginning is biased, and the volume resistivity of the surface layer 31b increases.
- the electrical resistance of the surface layer 31b of the developing roller 31 measured under a certain condition increases as the number of image formations increases as shown in FIG.
- Rg_ini is the resistance value Rg of the surface layer 31 b of the developing roller 31 before use
- Rg_last is the resistance value Rg of the surface layer 31 b determined to be the life of the developing roller 31.
- a liquid developer having a known toner concentration is periodically carried on the developing roller 31, and information on current and toner concentration generated when a constant voltage is applied between the squeeze roller 34 and the developing roller 31. And the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 is obtained. Next, based on the obtained results, a flow for calculating the shared voltage at the development nip portion of the developing roller 31 and controlling the development contrast and the fog removal voltage will be described.
- the squeezing roller 34 and the central shaft 31a of the developing roller 31 are made of metal and have a very small resistance value.
- the surface layer 31b of the developing roller 31 is made of a conductive polymer whose volume resistivity is adjusted, and has a resistance component (resistance value Rg).
- the liquid developer D existing between the developing roller 31 and the squeezing roller 34 has a resistance component (resistance value Rc) in the carrier liquid C and a resistance component (resistance value Rt) in the toner T.
- the liquid developer D and the surface layer 31b of the developing roller 31 can be represented as equivalent circuits having respective resistance components.
- the current I flowing between the rollers 34 and 31 is the total value of the resistance value Rg of the surface layer 31 b of the developing roller 31, the resistance value Rc of the carrier liquid C, and the resistance value Rt of the toner T. It depends on.
- the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 can be calculated using the following formula 1.
- Rg ( ⁇ V / I) ⁇ Rd (1)
- Equation 1 if the resistance value Rd of the liquid developer D is known, a predetermined voltage ⁇ V is applied between the squeeze roller 34 and the developing roller 31 to detect the current I flowing between the rollers 34 and 31. Thus, the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 can be calculated.
- electrical conductivity of the toner particles is 10 approximately 2-fold relative to that of the carrier liquid. Since the electrical conductivity of the liquid developer increases in proportion to the weight percent concentration (T / D) [wt%] of the toner in the whole, the resistance value of the developer measured by the method of this embodiment is increased.
- the reciprocal 1 / Rd increases linearly with respect to the developer T / D as shown in FIG.
- the resistance value Rc of the carrier liquid and the inclination a of the dependence of 1 / Rd on T / D are grasped in advance. Further, the T / D of the liquid developer in the developer tank 32 is detected as a liquid developer having a known concentration using the developer concentration sensor 39a. Further, by setting the voltage so that the film forming electrode 33 and the developing roller 31 are equipotential, the liquid developer is produced on the developing roller 31 without changing the concentration of the liquid developer in the developer tank 32. This is accomplished by performing a membrane. Thus, it is possible to calculate the resistance value Rd of the liquid developer using Equation 2, and from the obtained resistance value Rd of the liquid developer and the current I between the squeeze roller 34 and the developing roller 31.
- the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 is calculated using Equation 1.
- the volume resistivity of the carrier liquid used in this embodiment is approximately 1 ⁇ 10 11 ⁇ ⁇ cm, and the resistance value measured by the system of this embodiment is approximately 3 ⁇ 10 6 ⁇ .
- the volume resistivity of the surface layer 31b of the developing roller 31 is adjusted to 1 to 5 ⁇ 10 5 ⁇ ⁇ cm in the initial state.
- the T / D of the liquid developer at the development nip is 30 ⁇ 5 wt%, and the volume resistivity is approximately 5.0 ⁇ 10 10 ⁇ ⁇ cm.
- the ratio of the shared voltage of the surface layer 31b of the development roller 31 to the development contrast and fog removal voltage is relative to the volume resistivity of the surface layer 31b of the development roller 31.
- the control unit 70 controls the voltage applied to the charger 21 and the exposure amount in the laser exposure apparatus 11 so that the development contrast and the fog removal voltage are within 180 to 200V.
- the control unit 70 effectively keeps the development contrast and the fog removal voltage between the surface layer 31b of the developing roller 31 and the image / non-image part of the photosensitive drum 20 within 180 to 200V.
- the voltage applied to the developing roller is controlled according to the resistance of the developing roller so that the surface potential of the developing roller becomes the target value.
- the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 measured at the developing nip portion is 2 0.0 ⁇ 10 5 ⁇ .
- the setting mode is preferably performed at the time of starting a day of work or after forming a large number of images. Further, the development contrast and the fog removal voltage stored in the previous setting mode are used until the next setting mode is executed. In this embodiment, the setting mode is executed every morning when the image forming apparatus 1 is powered on.
- the control unit 70 After starting the setting mode, the control unit 70 starts rotating the developing roller 31 (step S1).
- the peripheral speed of the developing roller 31 is 785 mm / s.
- the squeezing roller 34 is in contact with the developing roller 31 via the liquid developer, and rotates with the developing roller 31 at a constant speed.
- the control unit 70 detects the T / D of the liquid developer in the developer tank 32 using the developer concentration sensor 39a, and obtains the obtained T / D, the known carrier liquid resistance value Rc, and the 1 / Rd pair.
- the resistance value Rd of the liquid developer is calculated from Equation 2 using the T / D gradient a (step S2).
- the controller 70 applies a voltage of ⁇ 400 V to the developing roller 31 (step S3), and applies a voltage of ⁇ 400 V that is equipotential to the developing roller 31 to the film forming electrode 33 (step S4).
- the film-forming electrode 33 since the film-forming electrode 33 has no potential difference with respect to the developing roller 31, the toner contained in the developer passing between them is not electrically drawn to either one, and the developer T / D is The film passes between the developing roller 31 and the film forming electrode 33 while being kept uniform. Therefore, the T / D of the developer that reaches the nip portion 31n of the squeezing roller 34 and the developing roller 31 that passes thereafter becomes equal to the developer T / D in the developer tank 32.
- the controller 70 applies a voltage of ⁇ 450 V to the squeeze roller 34 (step S5), and measures the current I generated between the squeeze roller 34 and the developing roller 31 by the current detection sensor 75 (step S6).
- the measured current I is transmitted as digital information to the CPU 71 via the A / D converter 76.
- the CPU 71 refers to the resistance value Rd calculated in step S2 and calculates the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 using Equation 1 (step S7).
- the controller 70 determines whether or not the calculated resistance value Rg of the surface layer 31b is smaller than 2.0 ⁇ 10 5 ⁇ (step S8).
- the resistance value Rg is compared with 2.0 ⁇ 10 5 ⁇ , as shown in FIG. 7, when 2.0 ⁇ 10 5 ⁇ (volume resistivity 4 ⁇ 10 6 ⁇ ⁇ cm) is developed contrast and This is because the threshold for adjusting the fog removal voltage.
- the control unit 70 determines that the resistance value Rg of the surface layer 31b is smaller than 2.0 ⁇ 10 5 ⁇ (when the resistance value is the first resistance value)
- the image portion whose surface potential of the photosensitive drum 20 is the initial setting— It sets so that it may become 200V and non-image part -600V (step S9). That is, the control unit 70 sets the voltage applied to the charger 21 and the exposure amount in the laser exposure apparatus 11.
- the control unit 70 determines that the resistance value Rg of the surface layer 31b is 2.0 ⁇ 10 5 ⁇ or more (at the second resistance value)
- the surface potential of the photosensitive drum 20 is ⁇ It is set to 200 ⁇ c [V] and ⁇ 600 V ⁇ c [V] in the non-image part (step S10).
- the coefficient c is a coefficient for the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 stored in advance in the memory 72 for use when the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 is larger than the threshold value. is there.
- the potential (absolute value) on the surface of the developing roller becomes smaller due to the increase in resistance of the surface layer.
- the coefficient c satisfies the relationship 0 ⁇ c ⁇ 1. Therefore, the absolute value of the potential of the image portion and the absolute value of the potential of the non-image portion are smaller than before the change. Value
- the process ends.
- the same coefficient c is applied to each of the image part and the non-image part, but a different coefficient may be applied to the image part and the non-image part.
- the control unit 70 generates a predetermined potential difference by the squeeze roller power source 74 and the developing roller power source 73 during non-image formation.
- a setting mode for setting the development contrast and the fog removal voltage can be executed according to the detection result of the current detection sensor 75.
- the controller 70 causes the charger 21 and the laser exposure apparatus 11 to generate a potential difference set in the setting mode during image formation. For this reason, since an appropriate development contrast and fog removal voltage can be obtained, the occurrence of image defects such as insufficient density and fog in image formation can be suppressed. Thereby, in the image forming apparatus 1 using the liquid developing system, it is possible to suppress the occurrence of image defects even when used for a long time.
- the squeezing roller 34 is used as the roller member that contacts the developing roller 31, so that it is not necessary to install a dedicated member. Therefore, it is possible to accurately measure and control the development contrast and the fog removal voltage without increasing the size of the apparatus and increasing the initial cost.
- FIG. 1 a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
- This embodiment is different from the first embodiment in which the squeezing roller 34 is applied in that the cleaning roller 35 is applied as the conductive member.
- the configuration differs from that of the first embodiment in that a cleaning roller power supply 78 and a developing roller power supply 73 are applied as the first voltage application means, and a current detection sensor 79 is applied as the current detection means. . That is, in this embodiment, the current when a constant voltage is applied between the developing roller 31 and the cleaning roller 35 is measured, and the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 is measured. Controls development contrast and fog removal voltage.
- the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and detailed description thereof is omitted.
- the resistance measurement method for the surface layer 31 b of the developing roller 31 uses a cleaning roller 35 instead of the squeeze roller 34 as compared with the method in the first embodiment.
- the resistance value of the surface layer 31 b of the developing roller 31 measured between the developing roller 31 and the cleaning roller 35. Rg is 2.4 ⁇ 10 5 ⁇ .
- the controller 70 starts the rotation of the developing roller 31 (step S11).
- the peripheral speed of the developing roller 31 is 785 mm / s.
- the squeezing roller 34 is in contact with the developing roller 31 via the liquid developer, and rotates with the developing roller 31 at a constant speed.
- the control unit 70 detects the T / D of the liquid developer in the developer tank 32 using the developer concentration sensor 39a, and obtains the obtained T / D, the known carrier liquid resistance value Rc, and the 1 / Rd pair.
- the resistance value Rd of the liquid developer is calculated from Formula 2 using the T / D gradient a (step S12).
- the control unit 70 applies a voltage of ⁇ 400 V to the developing roller 31 (step S13), and applies a voltage of ⁇ 400 V that is equipotential to the developing roller 31 to the film forming electrode 33 (step S14).
- the film-forming electrode 33 since the film-forming electrode 33 has no potential difference with respect to the developing roller 31, the toner contained in the developer passing between them is not electrically drawn to either one, and the developer T / D is The film passes between the developing roller 31 and the film forming electrode 33 while being kept uniform. Therefore, the T / D of the developer that reaches the nip portion 31n of the squeezing roller 34 and the developing roller 31 that passes thereafter becomes equal to the developer T / D in the developer tank 32.
- the control unit 70 applies a voltage of ⁇ 350 V to the cleaning roller 35 (step S15), and measures the current I generated between the cleaning roller 35 and the developing roller 31 by the current detection sensor 79 (step S16).
- the measured current I is transmitted as digital information to the CPU 71 via the A / D converter 80.
- the CPU 71 refers to the resistance value Rd calculated in step S12, and calculates the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 using Equation 1 (step S17).
- the controller 70 determines whether or not the calculated resistance value Rg of the surface layer 31b is smaller than 2.4 ⁇ 10 5 ⁇ (step S18).
- the control unit 70 determines that the resistance value Rg of the surface layer 31b is smaller than 2.4 ⁇ 10 5 ⁇
- the surface potential of the photosensitive drum 20 is set to the initial image portion ⁇ 200V and the non-image portion ⁇ 600V. (Step S19). That is, the control unit 70 sets the voltage applied to the charger 21 and the exposure amount in the laser exposure apparatus 11.
- the control unit 70 determines that the resistance value Rg of the surface layer 31b is 2.4 ⁇ 10 5 ⁇ or more, the surface potential of the photosensitive drum 20 is ⁇ 200 ⁇ c [V] in the image portion, and the non-image. Is set to ⁇ 600 V ⁇ c [V] (step S20).
- the coefficient c is a coefficient for the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 stored in advance in the memory 72 for use when the resistance value Rg of the surface layer 31b of the developing roller 31 is larger than the threshold value. is there.
- the potential (absolute value) on the surface of the developing roller becomes smaller due to the increase in resistance of the surface layer.
- the coefficient c satisfies the relationship 0 ⁇ c ⁇ 1. Therefore, the absolute value of the potential of the image portion and the absolute value of the potential of the non-image portion are smaller than before the change.
- the processing ends after the potentials of the image portion and the non-image portion are set.
- the same coefficient c is applied to each of the image part and the non-image part, but a different coefficient may be applied to the image part and the non-image part.
- the control unit 70 generates a predetermined potential difference by the cleaning roller power supply 78 and the developing roller power supply 73 during non-image formation.
- a setting mode for setting the development contrast and the fog removal voltage can be executed according to the detection result of the current detection sensor 79.
- the controller 70 causes the charger 21 and the laser exposure apparatus 11 to generate a potential difference set in the setting mode during image formation. For this reason, since an appropriate development contrast and fog removal voltage can be obtained, the occurrence of image defects such as insufficient density and fog in image formation can be suppressed. Thereby, in the image forming apparatus 1 using the liquid developing system, it is possible to suppress the occurrence of image defects even when used for a long time.
- the cleaning roller 35 is applied as the conductive member
- the present invention is not limited thereto.
- the toner concentration of the liquid developer carried on the developing roller 31 can be controlled more precisely by using the cleaning roller 35 alone and in combination with the first embodiment and using it as an auxiliary method. Is possible.
- a plurality of conductive members are provided, which are the squeeze roller 34 and the cleaning roller 35.
- At least one of the squeeze roller 34 and the cleaning roller 35 is applied as the conductive member, but is not limited thereto.
- other members adjacent to the developing roller 31 may be used as electrodes as the conductive member.
- the film forming electrode 33 and the photosensitive drum 20 may be applied.
- a current detection sensor (not shown) that detects a current to be supplied between the developing roller 31 and the photosensitive drum 20 is provided.
- the control unit 70 can execute a setting mode in which a predetermined potential difference is generated by the developing roller power source 73 during non-image formation, and the development contrast and the fog removal voltage are set according to the detection result by the current detection sensor. . Further, the controller 70 causes the charger 21 and the laser exposure apparatus 11 to generate a potential difference set in the setting mode during image formation.
- the control unit 70 sets the development contrast and fog removal voltage set in the setting mode, the potential difference set in the setting mode during image formation, and the charger 21 and the laser exposure apparatus 11.
- the present invention is not limited to this, and it may be generated by at least one of the voltage applying means, the charger 21, and the laser exposure apparatus 11. That is, by controlling the voltage application unit, the development contrast and the fog removal voltage may be adjusted by controlling the development bias.
- the image portion potential and the non-image portion potential are switched by the resistance value of the developing roller 31.
- the image portion potential and the non-image portion potential may be switched by the same method as described above when the usage amount of the developing roller 31 exceeds a predetermined amount. Specifically, when the usage amount of the developing roller 31 exceeds 80%, the image portion potential and the non-image portion potential are switched by the same method as described above.
- a solid image with an image ratio of 10% is printed and durable, and the development contrast and the fog removal voltage are adjusted for every 10,000 images. It was confirmed how the solid image density and the fog change every 50,000 sheets.
- the image formation was performed under the conditions that the applied voltage of the developing roller 31 / the applied voltage to the squeezing roller 34 / cleaning roller 35 were ⁇ 400 / ⁇ 450 / ⁇ 350V, respectively. Further, the evaluation of the image was carried out by measuring the density of the solid part and the fog density of the white background every 50,000 sheets with a reflection densitometer (manufactured by X-Rite). The result is shown in FIG. As shown in FIG. 10, it was confirmed that the image density and the fog can be appropriately maintained over a long period by using the method of the present embodiment.
- An image forming apparatus that does not execute control as in the first and second embodiments is used.
- a solid image having an image ratio of 10% was printed and durable in the same manner as in Example 1, and it was confirmed how the solid image density and fogging changed.
- the result is shown in FIG.
- FIG. 10 in the image forming apparatus of the comparative example, as the number of images formed increases, the image density decreases and the fog density increases. For this reason, unlike Examples 1 and 2, it was confirmed that the image density and fog cannot be maintained properly over a long period of time.
- the present invention relates to an image forming apparatus that develops an electrostatic image by a wet development method using a liquid developer in which toner is dispersed in a medium liquid.
- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 11, 11, 11c, 11k, 11m, 11y ... Laser exposure apparatus (exposure means) 20, 20c, 20k, 20m, 20y ... Photosensitive drum (image carrier), 21, 21c, 21k, 21m, 21y ... charger (charging means), 31 ... developing roller (developer carrier), 33 ... film-forming electrode, 34 ... squeezing roller (conductive member), 35 ... cleaning roller (conductive member), 39a ... developer concentration sensor (Toner density detection means), 70...
- Control unit 73... Development roller power supply (first voltage application means, second voltage application means, third voltage application means, voltage application means), 74.
- First voltage applying means 75 ... Current detection sensor (current detection means), 78 ... Cleaning roller power supply (first voltage application means), 79 ... Current detection sensor (current detection means), 81 ... Film-forming electrode power supply (Third electricity Applying means), C ... carrier liquid, D ... liquid developer, T ... toner.
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Abstract
非画像形成時に、第1の電圧印加手段により所定の電位差を発生させ(ステップS5)、電流検知手段による検知結果に応じて(ステップS8)、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する設定モードを実行可能であり、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を第2の電圧印加手段、帯電手段、露光手段のうちの少なくとも1つにより発生させる(ステップS9,S10)。
Description
本発明は、媒体液中にトナーが分散された液体現像剤を用いて、潜像担持体上に担持された静電像を湿式現像方式により現像する現像装置を利用して画像形成を行う画像形成装置に関する。
感光体などの潜像担持体上に形成された静電像を荷電した粒子(トナー)によって現像し、画像を形成する電子写真法が普及している。この種の電子写真法としては、例えば、粉体のトナーを直接用いる乾式現像法と、トナーを液体中に分散させた液体現像剤を用いる湿式現像法(液体現像システム)と、がある。このうち液体現像システムは、トナーを媒体(キャリア)液中に分散させるため、サブミクロンオーダーの粒径の粒子を制御して画像形成を行うことが可能となり、高画質及び高精細化の点で有望な現像法である。
湿式現像法では、液体現像剤に含まれるトナー粒子を電気泳動によりメディア上に移動させて画像形成を行なう。湿式現像法は、具体的には、現像ローラに対向配置された製膜電極の対向部において現像ローラ上に適量のトナーを含む現像剤が製膜され、絞りローラにより現像ローラ上にトナー層が形成される。以降の泳動プロセス、即ち現像、一次転写、二次転写の各プロセスにおいては、基本的に全てのトナーを移動させることを作像原理とする。よって、メディア上に形成される画像の濃度は、現像ローラ上に製膜された液体現像剤中のトナー載り量が反映されることになる。それゆえ、現像ローラ上に担持された液体現像剤中のトナー載り量を安定に制御することは、長期に渡る画質安定につながるため非常に重要である。
現像ローラ上のトナー載り量を一定に制御するようにした画像形成装置としては、例えば、現像ローラの表面上を検知可能な光学センサを備えたものが知られている(特開平10−268645号公報参照)。この画像形成装置では、現像ローラ上に規定条件により製膜された液体現像剤に対して光を照射し、その反射光を光学センサにより検知して液体現像剤の濃度を計測する。そして、得られた結果を現像液槽内のトナー・キャリア液量や荷電制御剤量等の制御にフィードバックし、現像ローラ上のトナー載り量を制御する。この画像形成装置によれば、現像ローラ上の液体現像剤濃度そのものを計測してフィードバック制御に利用可能であるため、計測される現像剤濃度が正しい限りにおいては現像ローラ上の液体現像剤濃度を安定化させることが可能である。
ところで、液体現像システムで用いられる現像ローラは通常、金属製の軸を中心として、電気特性(導電率/抵抗率)が調整されたポリマーやゴム材料などによる弾性体の表層が設けてある。現像ローラの電気特性としては、表層を構成する弾性体ポリマーにイオン導電剤を分散混入することにより、その体積抵抗率を最適化してある。現像ローラの使用前には現像ローラの表層においてイオン導電剤は均一に分散されているが、画像形成動作時には現像ローラとその周辺に配置された感光ドラム等とには異なる電圧が印加されるため、イオン導電剤の分散は徐々に偏りを生じてしまう。よって、現像ローラの表層の体積抵抗率は、使用に伴って上昇していく。
しかしながら、特開平10−268645号公報の画像形成装置では、現像ローラ上の液体現像剤の濃度を計測してトナー載り量を制御するものであり、現像ローラの表層の体積抵抗率の上昇を検出して対応するものではない。このため、現像ローラの表層の体積抵抗率の増加に伴い、現像ローラと感光ドラムとの現像ニップ部における現像ローラの表層の分担電圧が上昇し、その分、液体現像剤に印加される電圧が所望の値に比べて小さくなる。そして、分担電圧が所定の閾値を超えると、感光ドラムの表面電位及び現像ローラの印加電圧を規定値に設定しても適正な現像コントラスト(ΔV_cont)及びかぶり取り電圧(ΔV_back)を得ることが困難になる。その結果として、画像形成における濃度不十分やかぶりなど、画像不良を引き起こす虞がある。
しかも、特開平10−268645号公報の画像形成装置では、光学センサを利用して現像ローラの表面を計測しているので、画像形成装置の長期間の使用により、現像ローラの表面粗さが使用に伴って増加し反射光強度が変化してしまう。このため、反射光を用いた計測方法では、現像ローラ上の液体現像剤のトナー濃度を長期間に亘って高精度に検知することは困難であり、結果として画像不良を引き起こす虞がある。
本発明は、液体現像システムを用いた画像形成装置において、長期間の使用があっても画像不良の発生を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明の一態様によれば、像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、導電剤を含む導電層を有し、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、前記現像ローラを押圧する導電部材と、前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を形成する電圧印加手段と、前記現像ローラと前記導電部材との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記現像ローラと前記導電部材との間に所定の電位差を形成したときに前記電流検知手段による電流値に基づいて画像部の電位を変更する制御部とを有する画像形成装置が提供される。
本発明の一態様によれば、像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、導電剤を含む導電層を有し、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、前記現像ローラを押圧する導電部材と、前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を形成する電圧印加手段と、前記現像ローラと前記導電部材との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記現像ローラと前記導電部材との間に所定の電位差を形成したときに前記電流検知手段による電流値に基づいて画像部の電位を変更する制御部とを有する画像形成装置が提供される。
[発明の効果]
本発明によれば、液体現像システムを用いた画像形成装置において、長期間の使用があっても画像不良の発生を抑制できる。
本発明によれば、液体現像システムを用いた画像形成装置において、長期間の使用があっても画像不良の発生を抑制できる。
図1は第1の実施形態に係る画像形成装置を示す概略の断面図である。
図2は第1の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略の断面図である。
図3は第1の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図を示す概略の説明図である。
図4は第1の実施形態に係る画像形成装置の現像ローラと絞りローラとのニップ部を示す概略の拡大図である。
図5は第1の実施形態に係る画像形成装置における画像形成枚数と現像ローラの表層の抵抗値との関係を示すグラフである。
図6は第1の実施形態に係る画像形成装置における液体現像剤のトナー濃度と抵抗値の逆数との関係を示すグラフである。
図7は第1の実施形態に係る画像形成装置における現像ローラの表層の抵抗率と電圧分担の割合との関係を示すグラフである。
図8は第1の実施形態に係る画像形成装置における処理手順を示すフローチャートである。
図9は第2の実施形態に係る画像形成装置における処理手順を示すフローチャートである。
図10において、(a)は、第1の実施形態に係る画像形成装置における画像形成枚数とベタ画像濃度との関係を示すグラフである。(b)は、第2の実施形態に係る画像形成装置における画像形成枚数とかぶり濃度との関係を示すグラフである。
図2は第1の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略の断面図である。
図3は第1の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図を示す概略の説明図である。
図4は第1の実施形態に係る画像形成装置の現像ローラと絞りローラとのニップ部を示す概略の拡大図である。
図5は第1の実施形態に係る画像形成装置における画像形成枚数と現像ローラの表層の抵抗値との関係を示すグラフである。
図6は第1の実施形態に係る画像形成装置における液体現像剤のトナー濃度と抵抗値の逆数との関係を示すグラフである。
図7は第1の実施形態に係る画像形成装置における現像ローラの表層の抵抗率と電圧分担の割合との関係を示すグラフである。
図8は第1の実施形態に係る画像形成装置における処理手順を示すフローチャートである。
図9は第2の実施形態に係る画像形成装置における処理手順を示すフローチャートである。
図10において、(a)は、第1の実施形態に係る画像形成装置における画像形成枚数とベタ画像濃度との関係を示すグラフである。(b)は、第2の実施形態に係る画像形成装置における画像形成枚数とかぶり濃度との関係を示すグラフである。
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を、図1~図8を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の画像形成装置1は、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を用いて形成されるトナー画像を記録材に形成する電子写真方式のデジタルプリンタである。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施することができる。
以下、本発明の第1の実施形態を、図1~図8を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の画像形成装置1は、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を用いて形成されるトナー画像を記録材に形成する電子写真方式のデジタルプリンタである。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施することができる。
図1に示すように、画像形成装置1は、画像形成部2と、制御部70の他、不図示のシート給送部と、シート搬送部と、シート排出部とを備えている。また、画像形成装置1の装置本体の前側上面には、例えば、液晶パネルからなる表示装置3が設けられている(図3参照)。画像形成装置1は、不図示の原稿読取装置、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォン等の外部機器からの画像信号に応じて、4色フルカラー画像を記録材に形成することができる。尚、記録材であるシートSは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
画像形成部2は、画像形成ユニット10y,10m,10c,10kと、レーザ露光装置11y,11m,11c,11kと、中間転写ユニット50と、二次転写ユニット60と、不図示の定着部とを備えている。尚、本実施形態の画像形成装置1は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット10y,10m,10c,10kは、イエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(k)の4色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図1中では4色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図2及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合もある。
画像形成ユニット10は、トナー像を担持可能で移動する感光ドラム20y,20m,20c,20kと、帯電器21y,21m,21c,21kと、現像装置30y,30m,30c,30kと、を有している。また、画像形成ユニット10は、現像剤ミキサ39y,39m,39c,39kと、ドラムクリーナ40y,40m,40c,40kと、を有している。これらは、画像形成ユニット10と同様に、いずれもイエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(k)の4色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図1中では、4色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示す。画像形成ユニット10は、プロセスカートリッジとして一体にユニット化されて、画像形成装置1の装置本体に対して着脱可能に構成されている。
感光ドラム(像担持体)20は、円筒状の基材とその外周面に形成された有機感光体又はアモルファスシリコン感光体等で構成される感光層を有するドラム状の電子写真感光体であり、不図示のドラムモータによって中心軸を中心に図中R1方向に回転される。本実施形態では、感光ドラム20の感光層としてアモルファスシリコンが用いられている。感光ドラム20の幅は、後述する現像ローラ31(図2参照)の幅より広くされている。感光ドラム20は、画像形成する際に画像情報に基づいて形成された静電像を担持して周回移動する。感光ドラム20は、液体現像剤を用いて形成されるトナー像を担持して移動可能である。尚、本実施形態では、感光ドラム20は接地されている。
帯電器(帯電手段)21は、感光ドラム20の中心軸に対して略平行に配置され、帯電バイアスにより感光ドラム20の表面を負帯電性のトナーと同極性の負の電位(暗部電位VD)に一様均一に帯電させる。また、帯電器21としては、コロナ帯電器を使用している。但し、帯電器21としては、コロナ帯電器には限られず、帯電ローラ等を適用してもよい。
レーザ露光装置(露光手段)11は、帯電器21よりもR1方向下流側で暗部電位VDに帯電された感光ドラム20の表面をレーザ光の照射により露光して、露光部において明部電位VLにまで電位降下を起こし、感光ドラム20の表面上に静電像を形成する。本実施形態では、レーザ露光装置11は原稿の画像信号に応じて変調されたレーザ光を照射し、不図示のポリゴンミラーやf−θレンズ等を介して感光ドラム20の表面上に投射する。
現像装置30は、感光ドラム20上に形成された潜像を、液体トナーを用いて現像するための装置である。現像装置30の詳細については、後述する。現像剤ミキサ39は、現像装置30に液体現像剤を供給するものであり、現像ローラ31に供給する液体現像剤のトナー濃度を検知可能な現像剤濃度センサ(トナー濃度検知手段)39a(図2参照)を有している。現像剤濃度センサ39aは、例えば光透過を利用したセンサであり、現像剤ミキサ39から供給する液体現像剤に対するトナーの重量パーセント濃度(T/D)[wt%]を算出するために使用される。尚、本実施形態では、現像剤濃度センサ39aは光透過を利用したセンサである場合について説明しているが、これには限られず、例えば、電気抵抗等を利用したセンサであってもよい。
ドラムクリーナ40は、後述する一次転写部よりもR1方向下流側に配置され、クリーニングブレード41(図2参照)を有している。クリーニングブレード41は、不図示の加圧手段によって所定の角度及び圧力で感光ドラム20に当接しており、感光ドラム20上に残留した液体現像剤はクリーニングブレード41に掻き取られ、次のプロセスに備える。
中間転写ユニット50は、駆動ローラ51や従動ローラ52、一次転写ローラ53y,53m,53c,53k等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられ、トナー像を担持するエンドレスベルトの中間転写ベルト54とを備えている。一次転写ローラ53y,53m,53c,53kは、感光ドラム20y,20m,20c,20kにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト54に当接し、感光ドラム20のトナー像を別の像担持体である中間転写ベルト54に一次転写する。
中間転写ベルト54は、感光ドラム20に当接して感光ドラム20との間で一次転写部を形成し、一次転写バイアスが印加されることにより、感光ドラム20に形成されたトナー像を一次転写部で一次転写する。中間転写ベルト54に一次転写ローラ53によって正極性の一次転写バイアスを印加することにより、感光ドラム20上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次、中間転写ベルト54に多重転写される。
二次転写ユニット60は、二次転写内ローラ61と、二次転写外ローラ62と、外ローラブレード63、クリーニング液回収部64とを有している。二次転写外ローラ62に正極性の二次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト54に形成されたフルカラーのトナー像をシートSに転写する。二次転写外ローラ62は、中間転写ベルト54に当接して中間転写ベルト54との間で二次転写部を形成し、二次転写バイアスが印加されることにより、中間転写ベルト54に一次転写されたトナー像を二次転写ユニット60でシートSに二次転写する。
不図示の定着部は、定着ローラ及び加圧ローラを備え、定着ローラと加圧ローラとの間をシートSが挟持され搬送されることにより、シートSに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートSに定着される。
次に、本実施形態における現像装置30の構成について、図2を用いて詳細に説明する。現像装置30は、液体現像剤を担持して感光ドラム20へと搬送する現像ローラ(現像剤担持体)31と、現像液槽32と、製膜電極33と、絞りローラ(導電部材)34と、清掃ローラ35と、を有している。
現像ローラ31は、直径45mm円筒状の部材であり、中心軸31aを中心にして回転方向R2に回転する。現像ローラ31は、ステンレス等の金属製の内芯である中心軸31aの外周部に、厚さ5mmの導電性ポリマー等による弾性体の表層(導電層)31bを備えたものである。現像ローラ31は、感光ドラム20との間でニップ部を形成するように対向して配置され、当該ニップ部では現像部が形成される。本実施形態では、現像ローラ31の表層31bは導電性ウレタンゴム製であり、初期状態では現像ローラ31の表層31bの内部にはイオン導電剤が均一に分散され、体積抵抗率が調整されている。即ち、現像ローラ31は、導電剤を含んで形成され、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して移動可能であり、現像バイアスの印加により感光ドラム20の静電像を現像する。尚、現像ローラ31には、電圧を印加可能な現像ローラ電源73(図3参照)が接続されている。
この現像ローラ31の表層31bの材質としては、例えば、以下のような材質が適用される。まず、EPDM、ウレタン、シリコン、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等から、適宜な樹脂を選択する。そして、この選択した樹脂に、電気抵抗調整材料として導電性微粒子、例えばカーボン、酸化チタンのいずれか一つ、もしくは複数を用いて分散混合して得られた分散型抵抗調整樹脂をベースにしたものが適切である。あるいは、上述のように選択した樹脂に、イオン性導電材料、例えば過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム、塩化ナトリウム等の無機イオン性導電剤などのいずれか一つ、もしくは複数を用いて得られた電気的抵抗調整樹脂をベースにしたものが適切である。また、弾性を得るための発泡・混合工程として発泡剤を用いる場合には、シリコン系界面活性剤(例えば、ポリジアルシロキサン、ポリシロキサン・ポリアルキレノキシドブロック共重合体)が適切である。尚、これらの材質からなる表層31bでは、一般に体積抵抗率は、ばらつきも含めて1×102~1×1012Ω・cmに調整してあり、本実施形態で用いる現像ローラ31の体積抵抗率は初期状態で1~5×105Ω・cmに調整してある。
現像液槽32は、現像ローラ31を中心にして感光ドラム20の略反対側に配置されており、感光ドラム20上に形成された潜像を現像するための液体現像剤を収容する。本実施形態で用いる液体現像剤は、ポリエステル系の樹脂中へ顔料等の着色料を分散させた平均粒径0.8μmの粒子を、イソパラフィン系の有機溶媒等の液体キャリア中に分散剤やトナー帯電制御剤、帯電指向剤とともに添加して生成されている。また、ここでの液体現像剤では、トナー粒子の濃度を約7wt%としている。尚、本実施形態では、トナー粒子の表面が負極性に一定量帯電している。
製膜電極33は、現像液槽32に貯留された液体現像剤に接触すると共に、現像ローラ31に隙間を空けて近接して対向して配置されている。製膜電極33と現像ローラ31との間には液体現像剤が入り込み、現像ローラ31上に液体現像剤を製膜すると共に、現像ローラ31との間で電位差が設定されることにより、現像ローラ31に担持された液体現像剤のトナー濃度を調整可能に製膜する。本実施形態においては、製膜電極33の通過後のトナー濃度が15.0±3.0wt%となるように、製膜電極33及び現像ローラ31の間の電位差を調整する。尚、製膜電極33には、電圧を印加可能な製膜電極電源81(図3参照)が接続されている。
絞りローラ34は、製膜電極33の回転方向R2下流側に配置され、現像ローラ31に液体現像剤を介して接触して配置されている。絞りローラ34は、現像ローラ31に製膜された液体現像剤に含まれるトナー粒子を電圧の印加により現像ローラ31側に寄せると共に、余分なキャリア液を絞って回収することで、現像ローラ31に担持された液体現像剤のトナー濃度を調整可能である。絞りローラ34は、金属からなる直径40mmの円筒形の部材であり、本実施形態ではステンレス鋼で作製されたローラを用いる。絞りローラ34は、現像ローラ31と長手略300mmに亘って圧力が一定(本実施形態では略80kPa)となるように当接され、中心軸を中心に矢印方向に回転する。尚、絞りローラ34には、電圧を印加可能な絞りローラ電源74(図3参照)が接続されている。
現像液槽32で汲み上げられ製膜電極33を通過した液体現像剤は、現像剤濃度によらず一定量現像ローラ31に担持される。そのため、絞りローラ34と現像ローラ31との当接部に規定速度で搬送された液体現像剤は、ギャップ略6μm、幅略5mmのニップ部31nを安定的に形成する。液体現像剤は、絞りローラ34及び現像ローラ31のニップ部31nの開放側において、各ローラ34,31に付着して分離する。後述するように、トナーが現像ローラ31側に寄る動作をするように、規定の電位差が両ローラ34,31間に設定されている。このため、ローラ34,31間を通過後の現像ローラ31の表面の液体現像剤中のトナー濃度は、通過前に比べて2倍程度、即ち30.0±5.0wt%となる。
清掃ローラ35は、現像ローラ31と感光ドラム20との現像ニップ部(現像位置)の回転方向R2の下流側で、現像ローラ31に当接して配置されている。清掃ローラ35は、金属等からなるローラであり、現像ローラ31の表面に当接して現像ローラ31の表面上に担持されて残存する液体現像剤を清掃する。即ち、清掃ローラ35は、現像ローラ31における現像ニップ部よりも移動方向下流側に配置され、現像ローラ31に担持された液体現像剤を清掃する。
図3に示すように、制御部70はコンピュータにより構成され、例えばCPU71と、メモリ72と、外部と信号を入出力する不図示の入出力回路とを備えている。メモリ72は、各部を制御するプログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMとを含んでいる。CPU71は、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPU71は、入出力回路を介して、画像形成部2等、画像形成装置1の各部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。メモリ72のROMには、シートSに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶される。
現像ローラ31には現像ローラ電源(第1電圧印加手段)73が接続され、絞りローラ34には絞りローラ電源(第2電圧印加手段)74が接続され、清掃ローラ35には清掃ローラ電源78が接続されている。また、製膜電極33には、製膜電極電源(第3電圧印加手段)81が接続されている。これらの電源73,74,78,81はCPU71に接続されており、CPU71により制御されている。即ち、現像ローラ電源73及び絞りローラ電源74は、現像ローラ31と絞りローラ34との間に電位差を発生可能である。また、現像ローラ電源73及び製膜電極電源81は、現像ローラ31と製膜電極33との間に電位差を発生可能である。尚、感光ドラム20は接地されているため、現像ローラ電源(第2の電圧印加手段)73は単独で現像ローラ31と感光ドラム20との間に電位差を発生可能である。
現像ローラ31と絞りローラ34との間には、これら現像ローラ31と絞りローラ34との間に通電する電流を検知する電流検知センサ(電流検知手段)75が設けられている。この電流検知センサ75で検知された信号は、A/Dコンバータ76を介してCPU71に入力される。現像ローラ31と清掃ローラ35との間には、これら現像ローラ31と清掃ローラ35との間に通電する電流を検知する電流検知センサ79が設けられている。この電流検知センサ79で検知された信号は、A/Dコンバータ80を介してCPU71に入力される。また、現像剤ミキサ39の現像剤濃度センサ39aで検知された信号は、A/Dコンバータ77を介してCPU71に入力される。
制御部70は、各電源73,74,78,81と、帯電器21と、レーザ露光装置11などを制御可能である。制御部70は、非画像形成時に、絞りローラ電源74及び現像ローラ電源73により所定の電位差を発生させ、電流検知センサ75による検知結果に応じて、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する設定モードを実行可能である。現像コントラスト(ΔV_cont)は、感光ドラム20上(像担持体上)で静電像の形成された画像部電位と、現像ローラ31の電位との電位差である。かぶり取り電圧(ΔV_back)は、感光ドラム20上で静電像の形成されていない非画像部電位と、現像ローラ31の電位との電位差である。そして、制御部70は、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を現像ローラ電源73、帯電器21、レーザ露光装置11のうちの少なくとも1つにより発生させる。
制御部70は、設定モードにおいて、絞りローラ電源74及び現像ローラ電源73により所定の電位差を発生させ、現像ローラ31に担持された液体現像剤の既知の抵抗値と電流検知センサ75による検知結果とに応じて、現像ローラ31の抵抗値を算出する。そして、制御部70は、算出された現像ローラ31の抵抗値に応じて、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する。このとき、制御部70は、現像剤濃度センサ39aの検知結果に応じて、液体現像剤の既知の抵抗値を算出する。
また、制御部70は、設定モードにおいて、製膜電極33と現像ローラ31との電位差を0にするように、製膜電極電源81及び現像ローラ電源73を制御する。本実施形態では、制御部70は、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を、帯電器21及びレーザ露光装置11により発生させる。
ここで、本明細書中で、画像形成時とは、画像形成装置1に備えられたスキャナやパーソナルコンピュータなどの外部端末から入力された画像情報に基づいて、感光ドラム20にトナー像を形成しているときである。また、非画像形成時とは、画像形成時以外のときであり、例えば、電源投入後の画像形成ジョブの実行前や実行後、画像形成ジョブ中の前回転時、紙間、後回転時等である。尚、画像形成ジョブとは、プリント命令信号(画像形成指令信号)に基づいて行う次のような一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作(前回転)を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作(後回転)が完了するまでの一連の動作のことである。紙間とは、連続して画像形成が行われる場合に、シート1枚に対して形成されるトナー像と次のシート1枚に対して形成されるトナー像との間に相当する期間である。
次に、上述した現像装置30を用いた画像形成装置1の動作について、図2及び図3を用いて説明する。現像ローラ31には、現像ローラ電源73により−400Vの電圧が印加されている。現像液槽32中の液体現像剤のトナー濃度は、現像剤ミキサ39において5wt%前後に調整されており、トナー粒子は負の電荷を有している。現像ローラ31の表面には、現像液槽32から製膜電極33を通過する際に液体現像剤が担持される。このとき、製膜電極33には−550~−600Vの電圧が印加されており、現像ローラ31との電位差によりトナー粒子の大半は現像ローラ31の表面に引き付けられる。液体現像剤は、現像ローラ31と製膜電極33との出口近傍において、現像ローラ31の表面に連れ回るものと製膜電極33の背面に流れ落ちるものとに分離される。このとき、現像ローラ31の表面の液体現像剤のトナー濃度は、10~15wt%である。
現像ローラ31の表面に付着して連れ回る液体現像剤は、絞りローラ34に到達する。絞りローラ34には、絞りローラ電源74により、現像ローラ31の印加電圧より50~120V高い電圧が印加される。つまり、例えば、現像ローラ31の印加電圧が−400Vであるなら、絞りローラ34の印加電圧は−450~−520Vとなる。
ここで、現像ローラ31と絞りローラ34とのニップ部31nでのトナーTの動きについて、図4を用いて説明する。現像ローラ31上に担持された液体現像剤Dに含まれるトナーTは、絞りローラ34とのニップ部31nを通過する際、ローラ31,34間に生じた電位差により現像ローラ31側へと移動する。液体現像剤Dが絞りローラ34及び現像ローラ31の間を通過すると、液体現像剤Dは両ローラ34,31に付着して分離する。このとき、現像ローラ31上に担持された液体現像剤のトナー濃度は、25~35wt%である。一方、絞りローラ34側にはトナーTは殆ど引き付けられず、トナーTの含有量が著しく少ないキャリア液Cが担持されていく。図2に示すように、絞りローラ34に担持されたキャリア液は、絞りローラ34の表面に当接するゴム等で構成される絞りローラブレード34aにより、絞りローラ34の表面から掻き落とされて除去される。現像ローラ31の表面に連れ回る液体現像剤は、感光ドラム20に到達する。
感光ドラム20は、現像ローラ31との現像ニップ部上流で帯電器21のワイヤに約−4.5kV~−5.5kVを印加することにより、表面が略−600Vに帯電されている。帯電後、レーザ露光装置11により画像部の電位が略−200Vとなるように、潜像が形成される。
現像ローラ31と感光ドラム20との間に形成される現像ニップ部では、トナー粒子が以下のように移動する。トナー粒子は、現像ローラ31に印加されているバイアス−400Vと感光ドラム20上の潜像(画像部−200V、非画像部−600V)で形成される電界にしたがい、選択的に感光ドラム20上の画像部へと移動する。これにより、感光ドラム20上にトナー画像が形成される。キャリア液は、電界の影響を受けないため、現像ローラ31と感光ドラム20との現像ニップ部の出口で分離し、現像ローラ31と感光ドラム20との両方に付着する。
感光ドラム20上で現像ニップ部を通過したトナー画像は、中間転写ベルト54とのニップ部に到達し、一次転写が行われる。一次転写ローラ53には、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約+200Vの電圧が印加されており、感光ドラム20上のトナーは、中間転写ベルト54に一次転写され、感光ドラム20にはキャリア液のみが残る。感光ドラム20上に残ったキャリア液は、一次転写部の下流のクリーニングブレード41により掻き取られ、ドラムクリーナ40により回収される。
一次転写部で中間転写ベルト54上に一次転写されたトナー画像は、図1に示すように、二次転写ユニット60へ向かう。二次転写ユニット60において、二次転写外ローラ62には+1000Vの電圧が印加され、二次転写内ローラ61は0Vに保たれており、中間転写ベルト54上のトナー粒子は、シートSに二次転写される。尚、二次転写後に中間転写ベルト54上に残る液体現像剤は、不図示の中間転写ベルト清掃部材により回収される。
本実施形態の画像形成装置1による画像形成処理では、それぞれのトナーの移動プロセスにおける移動効率は略95%以上と極めて高いことが求められる。そのため、画像形成時には、各現像装置30においては、感光ドラム20と現像ローラ31との間に適切な電位差を与えることが、出力画像の画質、特に濃度を安定化させるために重要となる。
本実施形態の画像形成装置1による画像形成処理では、現像装置30において、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する設定モードを実行し、設定モードで設定された電位差を画像形成時に発生させるために、以下の手順を実行する。
上述したように、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率は、イオン導電剤を分散混入することにより最適化してある。しかし、現像ローラ31が使用されるにつれて、当初表層31b中に均一に分散されていたイオン導電剤に偏りが生じて、表層31bの体積抵抗率は上昇していく。従って、一定条件下において測定された現像ローラ31の表層31bの電気抵抗は、図5に示すように、画像形成枚数の増加に伴って上昇していく。尚、図5中、Rg_iniは、使用前の現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgであり、Rg_lastは、現像ローラ31の寿命と判断される表層31bの抵抗値Rgである。
本実施形態においては、定期的に既知のトナー濃度の液体現像液を現像ローラ31に担持し、絞りローラ34と現像ローラ31との間に一定電圧を印加した際に生じる電流とトナー濃度の情報とを合わせて、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを求める。次に、得られた結果を踏まえて、現像ローラ31の現像ニップ部における分担電圧を算出し、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を制御するフローについて説明する。
最初に、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを算出する手順について説明する。図4に示すように、現像ローラ31と絞りローラ34とのニップ部31nにおいて、絞りローラ34と現像ローラ31の中心軸31aとは、金属製で抵抗値は極めて小さい。これに対し、現像ローラ31の表層31bは、体積抵抗率を調整された導電性ポリマーからなり、抵抗成分(抵抗値Rg)を有する。また、現像ローラ31と絞りローラ34との間に存在する液体現像剤Dについては、キャリア液Cにおける抵抗成分(抵抗値Rc)と、トナーTにおける抵抗成分(抵抗値Rt)と、を有する。これに基づき、液体現像剤D及び現像ローラ31の表層31bは、それぞれの抵抗成分を有する等価回路として表すことができる。
ここで、絞りローラ34及び現像ローラ31の間に、一定の電圧ΔVを印加する場合を考える。図4に示した等価回路においては、両ローラ34,31間に流れる電流Iは、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rg、キャリア液Cによる抵抗値Rc、トナーTによる抵抗値Rtの合計値によって決まる。液体現像剤Dの抵抗値RdをRd=Rc+Rtとすると、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgは、次の数式1を用いて算出することができる。
Rg=(ΔV/I)−Rd (1)
Rg=(ΔV/I)−Rd (1)
数式1より、液体現像剤Dの抵抗値Rdが既知であれば、絞りローラ34及び現像ローラ31の間に所定の電圧ΔVを印加して両ローラ34,31間に流れる電流Iを検知することで、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを算出することができる。液体現像剤において、トナー粒子の電気伝導率(体積抵抗率の逆数)は、キャリア液のそれに対して102倍程度である。液体現像剤の電気伝導率は、全体に占めるトナーの重量パーセント濃度(T/D)[wt%]に略比例して増加するため、本実施形態の方法で測定される現像剤の抵抗値の逆数1/Rdは、図6に示すように現像剤のT/Dに対して線形に増加する。そのため、1/RdのT/Dに対する依存性の傾きがaの時、現像剤の抵抗値Rdは以下の数式で表される。
Rd=1/{(1/Rc)+a・(T/D)} (2)
Rd=1/{(1/Rc)+a・(T/D)} (2)
本実施形態では、キャリア液の抵抗値Rcと、1/RdのT/Dに対する依存性の傾きaとを事前に把握しておく。また、現像液槽32内の液体現像剤のT/Dを、現像剤濃度センサ39aを用いて濃度が既知の液体現像剤として検知する。更に、製膜電極33と現像ローラ31とが等電位となるよう電圧を設定することで、現像液槽32内の液体現像剤の濃度を変化させずに現像ローラ31上へ液体現像剤の製膜を行うことにより達成される。これらにより、数式2を用いて液体現像剤の抵抗値Rdを算出することが可能であり、得られた液体現像剤の抵抗値Rdと、絞りローラ34及び現像ローラ31の間の電流Iとから、数式1を用いて現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgが算出される。尚、本実施形態で使用するキャリア液の体積抵抗率は略1×1011Ω・cmであり、本実施形態の系で計測される抵抗値は略3×106Ωである。
次に、現像ローラ31の現像ニップ部において、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率と、現像コントラスト及びかぶり取り電圧に対する現像ローラ31の表層31bの分担電圧と、の関係について述べる。本実施形態で用いる現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率は、上述したように初期状態では1~5×105Ω・cmに調整してある。一方、現像ニップ部における液体現像剤のT/Dは30±5wt%であり、その体積抵抗率は略5.0×1010Ω・cmである。現像ニップ部のギャップは略3μm、ニップ幅は略4mmであるので、現像コントラスト及びかぶり取り電圧に対する現像ローラ31の表層31bの分担電圧の割合は、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率に対して図7に示す依存性を持つ。
図7に示すように、本実施形態の構成では、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率が4×106Ω・cmより大きくなると、現像コントラスト及びかぶり取り電圧に対する現像ローラ31の表層31bの分担電圧の割合は10%を超える。この場合、現像コントラスト及びかぶり取り電圧の所望の値に対する減少分が、画像濃度あるいはかぶりに対して影響を露呈するようになる。よって、本実施形態においては、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率が4×106Ω・cm以下であれば、感光ドラム20表面電位が初期設定である画像部−200V、非画像部−600Vとなるようにする。具体的には、制御部70は、帯電器21への印加電圧及びレーザ露光装置11での露光量を制御し、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を180~200Vに収める。
一方で、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率が4×106Ω・cmを超える場合には、その値に応じて感光ドラム20上の画像部/非画像部の電位を制御する。これにより、制御部70は、現像ローラ31の表層31bと感光ドラム20の画像部/非画像部との現像コントラスト及びかぶり取り電圧を、実効的に180~200Vに収まるようにする。このように、本実施例では、現像ローラの表面電位が目標値となるように、現像ローラの抵抗に応じて現像ローラに印加する電圧を制御するものである。尚、本実施形態の構成では、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率が4×106Ω・cmであるとき、現像ニップ部で計測される現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgは2.0×105Ωである。
次に、本実施形態における現像ローラ31の表層31bの電気抵抗を測定し、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を制御する手順について、図8のフローチャートに沿って説明する。尚、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgは、現像ローラ31の使用時間や頻度に対して緩やかな変化をする。そのため、設定モードの実施は、1日の業務開始時や多数の画像形成後などのタイミングに行なうことが好ましい。また、次に設定モードを実施するまでは、前回の設定モードで記憶された現像コントラスト及びかぶり取り電圧を使う。尚、本実施形態においては、毎朝の画像形成装置1の電源オン時に、設定モードを実行する。
設定モードのスタート後、制御部70は、現像ローラ31の回転を開始する(ステップS1)。本実施形態では、現像ローラ31の周速を785mm/sとしている。このとき、絞りローラ34は現像ローラ31に液体現像剤を介して当接しており、現像ローラ31と等速で回転する。
制御部70は、現像液槽32内の液体現像剤のT/Dを現像剤濃度センサ39aを用いて検知し、得られたT/D、既知のキャリア液の抵抗値Rc、1/Rd対T/Dの傾きaを利用し、数式2から液体現像剤の抵抗値Rdを算出する(ステップS2)。制御部70は、現像ローラ31に−400Vの電圧を印可し(ステップS3)、製膜電極33に現像ローラ31と等電位となる−400Vの電圧を印可する(ステップS4)。このとき、現像ローラ31に対して製膜電極33は電位差がないため、これらの間を通過する現像剤中に含まれるトナーはどちらかに電気的に寄せられることなく、現像剤T/Dは均一のまま現像ローラ31及び製膜電極33間を通過して分離する。よって、その後に通過する絞りローラ34及び現像ローラ31のニップ部31nに到達する現像剤のT/Dは、現像液槽32内の現像剤T/Dと同等となる。
制御部70は、絞りローラ34に−450Vの電圧を印加し(ステップS5)、電流検知センサ75によって、絞りローラ34及び現像ローラ31の間に生じる電流Iを測定する(ステップS6)。測定した電流Iは、A/Dコンバータ76を介してCPU71にディジタル情報として送信される。CPU71は、ステップS2において算出した抵抗値Rdを参照し、数式1を用いて現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを算出する(ステップS7)。
制御部70は、算出した表層31bの抵抗値Rgが2.0×105Ωより小さいか否かを判断する(ステップS8)。ここで、抵抗値Rgを2.0×105Ωと比較するのは、図7に示すように、2.0×105Ω(体積抵抗率4×106Ω・cm)が現像コントラスト及びかぶり取り電圧の調整の閾値だからである。制御部70が、表層31bの抵抗値Rgが2.0×105Ωより小さい(第一の抵抗値のとき)と判断した場合は、感光ドラム20の表面電位が初期設定である画像部−200V、非画像部−600Vとなるよう設定する(ステップS9)。即ち、制御部70は、帯電器21への印加電圧、及びレーザ露光装置11での露光量を設定する。
一方、制御部70が、表層31bの抵抗値Rgが2.0×105Ω以上である(第二の抵抗値のとき)と判断した場合は、感光ドラム20の表面電位が画像部では−200×c[V]、非画像部では−600V×c[V]となるように設定する(ステップS10)。ここで、係数cは、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgが閾値よりも大きい場合に使用するために、事前にメモリ72に記憶された現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgに対する係数である。本実施例では、現像ローラの表面の電位(絶対値)が表層の抵抗上昇により小さくなる。そのため、現像コントラスト及びかぶり取り電圧のコントラストを所定値にするために、係数cは0<c<1の関係を満たすものとする。そのため、画像部の電位の絶対値と非画像部の電位の絶対は、それぞれ変更前に比べて小さくなる。値本実施例では、画像部と非画像部との電位が設定された後、処理は終了する。なお、本実施例では、画像部、非画像部それぞれに同じ係数cをかけ合わせたが、画像部と非画像部に異なる係数をかける構成であってもいい。
上述したように本実施形態の画像形成装置1によれば、制御部70は、非画像形成時に、絞りローラ電源74及び現像ローラ電源73により所定の電位差を発生させる。そして、電流検知センサ75による検知結果に応じて、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する設定モードを実行可能である。更に、制御部70は、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を帯電器21及びレーザ露光装置11により発生させる。このため、適正な現像コントラスト及びかぶり取り電圧を得ることができるので、画像形成における濃度不十分やかぶりなど、画像不良の発生を抑制することができる。これにより、液体現像システムを用いた画像形成装置1において、長期間の使用があっても画像不良の発生を抑制できる。
即ち、液体現像方式の画像形成装置1において、現像ローラ31と現像ローラ31に当接する絞りローラ34との間に規定の電位差を生じさせた際に両ローラ31,34間に流れる電流の値を検知する。その検知結果に基づいて、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを判定することができる。更に、判定結果を用いて、画像形成時に現像ニップ部で実効的に印加される現像コントラスト及びかぶり取り電圧を適正に制御することが可能となる。
本実施形態の画像形成装置1によれば、現像ローラ31に当接するローラ部材として、絞りローラ34を用いているので、専用の部材を設置する必要はない。そのため、装置の大型化やイニシャルコストの増加を生じさせることなく、現像コントラストやかぶり取り電圧を精度よく計測・制御することができる。
<第2の実施形態>
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を、図9を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、導電部材として清掃ローラ35を適用する点で、絞りローラ34を適用した第1の実施形態と構成を異にしている。これに伴い、第1の電圧印加手段としては清掃ローラ電源78及び現像ローラ電源73、電流検知手段としては電流検知センサ79を適用している点で第1の実施形態と構成を異にしている。即ち、本実施形態では、現像ローラ31と清掃ローラ35との間に一定の電圧を印加した際の電流を計測して、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを測定し、結果に基づいて現像コントラストやかぶり取り電圧の制御を実行する。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
本実施形態では、現像ローラ31の表層31bの抵抗測定法は、第1の実施形態での方法に対し、絞りローラ34の代わりに清掃ローラ35を用いる。本実施形態の構成では、現像ローラ31の表層31bの体積抵抗率が4×106Ω・cmであるとき、現像ローラ31−清掃ローラ35間で計測される現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgは2.4×105Ωである。
次に、本実施形態における現像ローラ31の表層31bの電気抵抗を測定し、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を制御する手順について、図9のフローチャートに沿って説明する。設定モードのスタート後、制御部70は、現像ローラ31の回転を開始する(ステップS11)。本実施形態では、現像ローラ31の周速を785mm/sとしている。このとき、絞りローラ34は現像ローラ31に液体現像剤を介して当接しており、現像ローラ31と等速で回転する。
制御部70は、現像液槽32内の液体現像剤のT/Dを現像剤濃度センサ39aを用いて検知し、得られたT/D、既知のキャリア液の抵抗値Rc、1/Rd対T/Dの傾きaを利用し、数式2から液体現像剤の抵抗値Rdを算出する(ステップS12)。制御部70は、現像ローラ31に−400Vの電圧を印可し(ステップS13)、製膜電極33に現像ローラ31と等電位となる−400Vの電圧を印可する(ステップS14)。このとき、現像ローラ31に対して製膜電極33は電位差がないため、これらの間を通過する現像剤中に含まれるトナーはどちらかに電気的に寄せられることなく、現像剤T/Dは均一のまま現像ローラ31及び製膜電極33間を通過して分離する。よって、その後に通過する絞りローラ34及び現像ローラ31のニップ部31nに到達する現像剤のT/Dは、現像液槽32内の現像剤T/Dと同等となる。
制御部70は、清掃ローラ35に−350Vの電圧を印加し(ステップS15)、電流検知センサ79によって、清掃ローラ35及び現像ローラ31の間に生じる電流Iを測定する(ステップS16)。測定した電流Iは、A/Dコンバータ80を介してCPU71にディジタル情報として送信される。CPU71は、ステップS12において算出した抵抗値Rdを参照し、数式1を用いて現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgを算出する(ステップS17)。
制御部70は、算出した表層31bの抵抗値Rgが2.4×105Ωより小さいか否かを判断する(ステップS18)。制御部70が、表層31bの抵抗値Rgが2.4×105Ωより小さいと判断した場合は、感光ドラム20の表面電位が初期設定である画像部−200V、非画像部−600Vとなるよう設定する(ステップS19)。即ち、制御部70は、帯電器21への印加電圧、及びレーザ露光装置11での露光量を設定する。
一方、制御部70が、表層31bの抵抗値Rgが2.4×105Ω以上であると判断した場合は、感光ドラム20の表面電位が画像部では−200×c[V]、非画像部では−600V×c[V]となるように設定する(ステップS20)。ここで、係数cは、現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgが閾値よりも大きい場合に使用するために、事前にメモリ72に記憶された現像ローラ31の表層31bの抵抗値Rgに対する係数である。本実施例では、現像ローラの表面の電位(絶対値)が表層の抵抗上昇により小さくなる。そのため、現像コントラスト及びかぶり取り電圧のコントラストを所定値にするために、係数cは0<c<1の関係を満たすものとする。そのため、画像部の電位の絶対値と非画像部の電位の絶対は、それぞれ変更前に比べて小さくなる。本実施例では、画像部と非画像部との電位が設定された後、処理は終了する。なお、本実施例では、画像部、非画像部それぞれに同じ係数cをかけ合わせたが、画像部と非画像部に異なる係数をかける構成であってもいい。
上述したように本実施形態の画像形成装置1によれば、制御部70は、非画像形成時に、清掃ローラ電源78及び現像ローラ電源73により所定の電位差を発生させる。そして、電流検知センサ79による検知結果に応じて、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する設定モードを実行可能である。更に、制御部70は、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を帯電器21及びレーザ露光装置11により発生させる。このため、適正な現像コントラスト及びかぶり取り電圧を得ることができるので、画像形成における濃度不十分やかぶりなど、画像不良の発生を抑制することができる。これにより、液体現像システムを用いた画像形成装置1において、長期間の使用があっても画像不良の発生を抑制できる。
上述した第2の実施形態の画像形成装置1では、導電部材として清掃ローラ35を適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、清掃ローラ35の単独で行なわずに第1の実施形態と併用し、補助的な使い方をすることで、現像ローラ31上に担持された液体現像剤のトナー濃度をより精密に制御することが可能となる。この場合、導電部材は複数設けられ、それは絞りローラ34と清掃ローラ35となる。
また、第1及び第2の実施形態では、導電部材として、絞りローラ34及び清掃ローラ35の少なくとも一方を適用しているが、これには限られない。導電部材としては、これら以外にも、現像ローラ31に隣接する他の各部材を電極として利用してもよく、例えば、製膜電極33や感光ドラム20を適用してもよい。感光ドラム20を適用する場合は、現像ローラ31と感光ドラム20との間に通電する電流を検知する不図示の電流検知センサを設ける。そして、制御部70は、非画像形成時に、現像ローラ電源73により所定の電位差を発生させ、電流検知センサによる検知結果に応じて、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を設定する設定モードを実行可能である。更に、制御部70は、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を帯電器21及びレーザ露光装置11により発生させる。
また、第1及び第2の実施形態では、制御部70は、設定モードで設定した現像コントラスト及びかぶり取り電圧を、画像形成時に、設定モードで設定された電位差を帯電器21及びレーザ露光装置11により発生させた場合について説明した。しかし、これには限られず、電圧印加手段、帯電器21、レーザ露光装置11のうちの少なくとも1つにより発生させればよい。即ち、電圧印加手段を制御することで、現像バイアスを制御することにより、現像コントラスト及びかぶり取り電圧を調整するようにしてもよい。
上記の構成では、現像ローラ31の抵抗値で画像部電位と非画像部電位を切り換える構成であった。その他構成として、現像ローラ31の使用量が所定量を超えた場合に、上記同様の方法で画像部電位と非画像部電位を切り換える構成であってもいい。具体的には、現像ローラ31の設定された使用量に対して80%を超えた場合に、上記と同様の方法で画像部電位と非画像部電位を切り換えるものである。
上記の構成では、現像ローラ31の抵抗値で画像部電位と非画像部電位を切り換える構成であった。その他構成として、現像ローラ31の使用量が所定量を超えた場合に、上記同様の方法で画像部電位と非画像部電位を切り換える構成であってもいい。具体的には、現像ローラ31の設定された使用量に対して80%を超えた場合に、上記と同様の方法で画像部電位と非画像部電位を切り換えるものである。
上述した第1の実施形態の画像形成装置1を利用して、画像比率10%のベタ画像を印刷して耐久し、現像コントラスト及びかぶり取り電圧の調整を1万枚の画出しごとに行い、5万枚ごとにベタ画像濃度やかぶりがどのように変化するかを確認した。画像形成は、現像ローラ31の印加電圧/絞りローラ34/清掃ローラ35への印加電圧はそれぞれ−400/−450/−350Vの条件で行なった。また、画像の評価は、5万枚ごとにベタ部の濃度、及び白地部のかぶり濃度を反射式濃度計(X−Rite社製)にて測定した。その結果を、図10に示す。図10に示すように、本実施形態の方法を用いることにより、長期に渡って画像濃度やかぶりを適正に保つことが可能であることが確認された。
上述した第2の実施形態の画像形成装置1を利用して、実施例1と同様に画像比率10%のベタ画像を印刷して耐久し、ベタ画像濃度やかぶりがどのように変化するかを確認した。尚、画像形成条件及び画像濃度の計測手段は、実施例1と同様であった。その結果を、図10に示す。図10に示すように、実施例2の画像形成装置1によれば、第2の実施形態により、長期に渡って画像濃度やかぶりを適正に保つことが可能であることが確認された。
<比較例>
<比較例>
第1及び第2の実施形態のような制御を実行しない画像形成装置を用いた。この画像形成装置を利用して、実施例1と同様に画像比率10%のベタ画像を印刷して耐久し、ベタ画像濃度やかぶりがどのように変化するかを確認した。その結果を、図10に示す。図10に示すように、比較例の画像形成装置では、画像形成枚数の増加に伴い、画像濃度が低下すると共に、かぶり濃度が上昇した。このため、実施例1,2と異なり、長期に渡って画像濃度やかぶりを適正に保つことができないことが確認された。
本発明によれば、媒体液中にトナーが分散された液体現像剤を用いて、静電像を湿式現像方式により現像する画像形成装置に関する。
[符号の説明]
1…画像形成装置、11,11c,11k,11m,11y…レーザ露光装置(露光手段)、20,20c,20k,20m,20y…感光ドラム(像担持体)、21,21c,21k,21m,21y…帯電器(帯電手段)、31…現像ローラ(現像剤担持体)、33…製膜電極、34…絞りローラ(導電部材)、35…清掃ローラ(導電部材)、39a…現像剤濃度センサ(トナー濃度検知手段)、70…制御部、73…現像ローラ電源(第1の電圧印加手段,第2の電圧印加手段,第3の電圧印加手段,電圧印加手段)、74…絞りローラ電源(第1の電圧印加手段)、75…電流検知センサ(電流検知手段)、78…清掃ローラ電源(第1の電圧印加手段)、79…電流検知センサ(電流検知手段)、81…製膜電極電源(第3の電圧印加手段)、C…キャリア液、D…液体現像剤、T…トナー。
[符号の説明]
1…画像形成装置、11,11c,11k,11m,11y…レーザ露光装置(露光手段)、20,20c,20k,20m,20y…感光ドラム(像担持体)、21,21c,21k,21m,21y…帯電器(帯電手段)、31…現像ローラ(現像剤担持体)、33…製膜電極、34…絞りローラ(導電部材)、35…清掃ローラ(導電部材)、39a…現像剤濃度センサ(トナー濃度検知手段)、70…制御部、73…現像ローラ電源(第1の電圧印加手段,第2の電圧印加手段,第3の電圧印加手段,電圧印加手段)、74…絞りローラ電源(第1の電圧印加手段)、75…電流検知センサ(電流検知手段)、78…清掃ローラ電源(第1の電圧印加手段)、79…電流検知センサ(電流検知手段)、81…製膜電極電源(第3の電圧印加手段)、C…キャリア液、D…液体現像剤、T…トナー。
Claims (17)
- 像担持体と、
像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、
導電剤を含む導電層を有し、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、
前記現像ローラを押圧する導電部材と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を形成する電圧印加手段と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に所定の電位差を形成したときに前記電流検知手段による電流値に基づいて画像部の電位を変更する制御部とを有する画像形成装置。 - 前記制御部は、前記現像ローラと前記導電部材との間に所定の電位差を形成したときに前記電流検知手段による電流値に基づいて現像ローラまたは導電層の抵抗値を算出し、その抵抗値が所定値よりも大きい場合には、画像部電位の絶対値を小さくなるように画像部電位を設定する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記導電部材は、前記現像剤担持体に担持された液体現像剤量を規制するローラである請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記導電部材は、前記現像剤担持体における現像位置よりも移動方向下流側に配置され、前記現像剤担持体に担持された液体現像剤を清掃する清掃ローラである請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、現像ローラに印加する現像電圧は一定のまま画像部電位を変更する請求項1から請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、非画像部の電位を画像部の電位の変更に併せて変更する請求項1から請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、非画像部電位の絶対値を小さくなるように非画像部電位を設定する請求項6に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、
導電剤を含む導電層を有し、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、
前記現像ローラを押圧する導電部材と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を形成する電圧印加手段と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に所定の電位差を形成したときに前記電流検知手段による電流値に基づいて非画像部の電位を変更する制御部とを有する画像形成装置。 - 前記制御部は、前記現像ローラと前記導電部材との間に所定の電位差を形成したときに前記電流検知手段による電流値に基づいて現像ローラまたは導電層の抵抗値を算出し、その抵抗値が所定値よりも大きい場合には、非画像部電位の絶対値を小さくなるように非画像部電位を設定する請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記導電部材は、前記現像剤担持体に担持された液体現像剤量を規制する規制ローラである請求項8または請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記導電部材は、前記現像剤担持体における現像位置よりも移動方向下流側に配置され、前記現像剤担持体に担持された液体現像剤を清掃する清掃ローラである請求項8または請求項9に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、
導電剤を含む導電層を有し、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、
前記現像ローラの抵抗値が第一の抵抗値のとき画像部の電位の絶対値が第一の値であり、前記現像ローラの抵抗値が第一の抵抗値よりも大きい第二の抵抗値のとき画像部の電位の絶対値が第一の値よりも小さい第二の値となるように画像部の電位を制御する制御部と、を有する画像形成装置。 - 前記制御部は、現像ローラに印加する現像電圧は一定のまま画像部電位を変更する請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、非画像部の電位を画像部の電位の変更に併せて変更する請求項12または請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、非画像部電位の絶対値を小さくなるように非画像部電位を設定する請求項14に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部と、
導電剤を含む導電層を有し、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、
前記現像ローラの抵抗値が第一の抵抗値のとき非画像部の電位の絶対値が第一の値であり、前記現像ローラの抵抗値が第一の抵抗値よりも大きい第二の抵抗値のとき非画像部の電位の絶対値が第一の値よりも小さい第二の値となるように非画像部の電位を制御する制御部と、を有する画像形成装置。 - 前記制御部は、現像ローラに印加する現像電圧は一定のまま非画像部電位を変更する請求項16に記載の画像形成装置。
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