(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体に液体現像剤を付与して上記静電潜像を可視像化する現像剤付与手段と、該現像剤付与手段に上記液体現像剤を供給する現像剤供給手段とを具備した画像形成装置において、
上記現像剤供給手段は、上記現像剤付与手段の表面に上記液体現像剤を薄層を形成するように供給するローラ部材を備え、
上記現像剤付与手段に対する上記現像剤供給手段の現像剤供給幅を、上記ローラ部材をその軸方向に移動させることにより、上記潜像担持体の画像書き込み領域の変化に応じて変化させる現像剤供給幅調整機構を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記現像剤付与手段に対する上記現像剤供給手段の現像剤供給幅が、画像書き込み領域または印刷用紙サイズより大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記現像剤供給幅調整機構による調整動作のホームポジションが決められ、電源投入時はホームポジションに位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
上記ホームポジションは画像書き込み開始位置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
上記現像剤供給幅調整機構による調整動作中は、印刷用紙をレジストローラの手前で待機させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置において、
現像する色が異なる複数の現像装置を具備するとともに、各現像装置毎に上記現像剤供給幅調整機構を具備することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、液体現像剤を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、潜像担持体としての感光体ドラムに対向して現像剤付与手段としての現像ベルトが回転可能に設けられており、この現像ベルトの表面に現像剤供給手段で液体現像剤の薄層を形成するようになっている。液体現像剤は、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた高粘度のものであり、この液体現像剤の薄層から静電力でトナーが出て感光体ドラム上の静電潜像に付着し、可視像となる。
現像剤供給手段は、例えば図６に示すように、現像剤タンク８０に収容された液体現像剤ＬＴ（以下、適宜「トナー」と略す）に一部が接触する状態に設けられた汲み上げローラとしてのアプリケーションローラ８４と、アプリケーションローラ８４上の液体現像剤ＬＴの層厚みを規制する図示しないスクイズローラと、アプリケーションローラ８４から層厚みを規制された液体現像剤ＬＴを受け渡される塗布ローラ８６とから主に構成されている。
【０００３】
アプリケーションローラ８４は側板８８，９０間に位置決めされた状態で回転可能に支持されており、ギヤ９２，９４を介してモータ９６で回転駆動されるようになっている。塗布ローラ８６は同じ側板８８，９０間に回転可能に支持されており、アプリケーションローラ８４の駆動力で従動回転するようになっている。塗布ローラ８６との接触によって、現像ベルト９８の表面には液体現像剤ＬＴの薄層が形成される。
【０００４】
画像欠け等が生じないように、アプリケーションローラ８４の幅Ｗ１は塗布ローラ８６の幅Ｗ２より大きく設定されており、常に塗布ローラ８６の全体に液体現像剤ＬＴが受け渡されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来においては常に塗布ローラ８６の全体に液体現像剤が受け渡されるため、現像ベルト上に形成される液体現像剤の薄層の幅も常に一定となる。
すなわち、従来のものは、全ての画像書き込み領域の幅（全ての印刷用紙サイズ）に対し、液体現像剤の一つの薄層幅（最大幅）で対応する、という考えに基づいている。
従って、潜像担持体における画像書き込み領域が変化した場合、例えば画像領域信号がＡ３サイズ幅の画像からはがきサイズに変更された場合でも、現像ベルト上にはＡ３サイズ幅に対応した液体現像剤の薄層が形成されていた。
このため、はがきサイズに対応しない現像ベルト上の液体現像剤部分は、何ら可視像化に寄与することなく、その後現像ベルト表面をクリーニングするクリーニング手段によって廃トナーとして廃トナータンクに回収され、廃棄されるという不経済性を繰り返していた。
【０００６】
本発明は、トナー消費に係る上記不経済性の問題を解消できるこの種の画像形成装置の提供を、その目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成すべく、潜像担持体の画像書き込み領域の変化に応じて現像剤付与手段への液体現像剤の供給幅を変える、という考えに基づいている。
具体的には、請求項１記載の発明では、静電潜像が形成される潜像担持体と、該潜像担持体に液体現像剤を付与して上記静電潜像を可視像化する現像剤付与手段と、該現像剤付与手段に上記液体現像剤を供給する現像剤供給手段とを具備した画像形成装置において、上記現像剤供給手段は、上記現像剤付与手段の表面に上記液体現像剤を薄層を形成するように供給するローラ部材を備え、上記現像剤付与手段に対する上記現像剤供給手段の現像剤供給幅を、上記ローラ部材をその軸方向に移動させることにより、上記潜像担持体の画像書き込み領域の変化に応じて変化させる現像剤供給幅調整機構を具備する、という構成を採っている。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、上記現像剤付与手段に対する上記現像剤供給手段の現像剤供給幅が、画像書き込み領域または印刷用紙サイズより大きい、という構成を採っている。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の構成において、上記現像剤供給幅調整機構による調整動作のホームポジションが決められ、電源投入時はホームポジションに位置する、という構成を採っている。
【００１１】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の画像形成装置において、上記ホームポジションは画像書き込み開始位置である、という構成を採っている。
【００１２】
請求項５記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記現像剤供給幅調整機構による調整動作中は、印刷用紙をレジストローラの手前で待機させる、という構成を採っている。
【００１３】
請求項６記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、現像する色が異なる複数の現像装置を具備するとともに、各現像装置毎に上記現像剤供給幅調整機構を具備する、という構成を採っている。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施例に係る画像形成装置（プリンタ）の全体構成及び作像機能の概要を、図２に基づいて説明する。潜像担持体としての感光体ドラム２の周囲には、転写ローラ４、除電部材６、クリーニング部材８、帯電ローラ１０、露光装置１２、現像剤付与手段としての現像ベルト１４が備えられている。
感光体ドラム２はその表面電位を除電部材６によって所定の基準電位に平均化された後、帯電ローラ１０により所定の電位に帯電される。その後、露光装置１２から照射される光で露光され、光が照射された画像部分は所定の表面電位となる。表面電位差により現像ベルト１４上のトナーが感光体ドラム２上の静電潜像に付着し、静電潜像が可視像化される。現像ベルト１４はテンションローラ１５，１６，１７，１８間に掛け渡されており、そのうちの少なくとも１つで回転駆動されるようになっている。また、現像ベルト１４には、地肌汚れ等を防止する観点から、バイアスがかけられている。
【００１５】
現像ベルト１４の感光体ドラム２と対向する側には、現像ベルト１４にトナータンク２０内の液体現像剤ＬＴを供給する現像剤供給手段２２が設けられている。現像剤供給手段２２は、一部が液体現像剤ＬＴに接触するように配置されたローラ部材としての且つ汲み上げローラとしてのアプリケーションローラ２４と、このアプリケーションローラ２４上の液体現像剤ＬＴの厚みを規制するスクイズローラ２６と、アプリケーションローラ２４から厚みが規制された薄層の液体現像剤ＬＴを受け取って現像ベルト１４に供給する塗布ローラ２８等から構成されており、現像ベルト１４への液体現像剤ＬＴの供給幅は後述する現像剤供給幅調整機構により可変できるようになっている（請求項１）。
現像後（可視像化後）に現像ベルト１４上に残った液体現像剤ＬＴは、クリーニング部材３０によって掻き落とされ、廃トナータンク３２に回収されるようになっている。
【００１６】
トナー像が形成された感光体ドラム２は回転移動し、これに伴って給紙ユニット３４から印刷用紙Ｐが供給される。印刷用紙Ｐはレジストローラ対３６，３６によってその先端部と感光体ドラム２上の画像先端部とが転写ローラ４部位で一致するタイミングで送られる。転写ローラ４部位で感光体ドラム２上に形成されたトナー像は印刷用紙Ｐに転写され、転写後の印刷用紙Ｐは定着装置３８へ送られる。印刷用紙Ｐ上のトナーは定着装置３８における熱と圧力で溶融して印刷用紙Ｐに定着され、定着された用紙Ｐは排紙ユニット４０へ排出される。
【００１７】
図１に示すように、アプリケーションローラ２４は一端側（左側）に軸部２４ａを有しており、この軸部２４ａは軸受４２を介して側板４４に回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持されている。他端側（右側）には軸方向に延びる溝２４ｂが形成された軸部２４ｃを有しており、軸部２４ｃは上記溝２４ｂに係合する凸部４６ａを有する従動歯車４６に同期回転可能に且つ軸方向にスライド可能に支持されている。従動歯車４６は軸受４８を介して側板５０に回転可能に支持されているとともに、アプリケーションローラ駆動モータ５２に接続された駆動歯車５４に噛み合っている。塗布ローラ２８は側板４４と側板５０の間に図示しない軸受を介して位置決めされた状態で回転可能に支持されている。
【００１８】
アプリケーションローラ２４の左側の軸部２４ａには、円盤状の係合片５５が固定されており、この係合片５５は側板４４と側板５６との間に軸受５７，５８を介して回転可能に支持されたネジ部材６０に係合されて送りねじ構成を形成している。ネジ部材６０の左側の軸部はアプリケーションローラ左右駆動モータ６２に接続されており、アプリケーションローラ左右駆動モータ６２の回転数（＝ネジ部材６０の回転数）は上記軸部に固定されたエンコーダ６３と側板４４に固定されたセンサ６４とによって検知されるようになっている。
【００１９】
アプリケーションローラ２４が軸方向に移動することにより、塗布ローラ２８とアプリケーションローラ２４との接触幅Ｃ（現像剤供給幅）が変化し、これによって現像ベルト１４上に形成される液体現像剤ＬＴの薄層幅が変化する。
現像剤供給幅調整機構は、上記係合片５５とネジ部材６０からなる送りねじ構成を主体に上記各要素から構成されており、Ｉ／Ｏ付ＣＰＵ６５、ＲＯＭ６６、ＲＡＭ６７からなるプリンタエンジンによって制御される。
現像剤供給幅調整機構による調整動作はホームポジションを基準にして行われ、ホームポジションはホームポジションセンサ７０によって検知されるようになっている。本実施例では画像書き込み開始位置をホームポジションとして設定している（請求項４）。
【００２０】
ＣＰＵ６５は、バッファ回路を介して図示しないプリンタコントローラへ画像データ要求信号を出力する。ＣＰＵ６５へは、上記プリンタコントローラよりプリントスタート信号や画像領域指定信号（用紙サイズ指定信号）等がバッファ回路を介して入力されるとともに、ホームポジションセンサ７０からのアプリケーションローラホームポジション検知信号、センサ６４からのアプリケーションローラ左右駆動モータ６２の回転量検知信号がバッファ回路を介して入力される。ＣＰＵ６５はこれらの入力情報に基づき、バッファ回路を介してアプリケーションローラ駆動モータ５２を制御し、また、バッファ回路及びモータドライバ６８を介してアプリケーションローラ左右駆動モータ６２の正逆回転を制御する。
アプリケーションローラ左右駆動モータ６２が正回転されるとアプリケーションローラ２４は塗布ローラ２８との接触幅Ｃを狭める方向、すなわち、画像領域を狭める方向（矢印Ｒ方向）に移動し、逆回転されると塗布ローラ２８の接触幅Ｃを広げる方向、すなわち、画像領域を広げる方向（矢印Ｌ方向）に移動する。
【００２１】
次に、図３乃至図５のフローチャートに基づいて現像剤供給幅調整を主体とした画像形成装置の一連の動作を説明する。
プリンタの電源がオンされると（Ｓ１）、ＣＰＵ６５によってアプリケーションローラがホームポジション位置にあるか否かが判断される（Ｓ２）。アプリケーションローラ２４がホームポジションにない場合、すなわち、ホームポジションセンサ７０によってアプリケーションローラホームポジション検知信号が出力されない場合には、ＣＰＵ６５は現像剤供給幅調整機構を駆動し、ホームポジションセンサ７０で検出できる位置までアプリケーションローラ２４を移動させる（Ｓ３）。
アプリケーションローラ２４がホームポジションにあると判断された場合には、ＣＰＵ６５によってアプリケーションローラ左右駆動モータ６２が停止される（Ｓ４）。次いで、プリンタコントローラよりＣＰＵ６５へ印刷用紙サイズ指定、他の印刷条件、プリント命令が送信される（Ｓ５）。プリンタコントローラによるこれらの送信内容は、プリンタエンジン内部のＲＡＭ６７に記憶される（Ｓ６）。
通常、プリンタなどの電源をオフした場合、プリンタのＲＡＭ６７内に記憶された情報はすべてクリアされる。当然、このプリンタ情報の中には印字領域（画像領域）を決定する印刷用紙サイズの情報も含まれていることから、印刷用紙サイズ情報がクリアされると、現像剤供給幅調整機構における薄層形成幅の可変動作のポジションが不明となり、現像剤供給幅調整機構の動作管理ができなくなる。このため、電源投入時は必ずアプリケーションローラ２４は一旦ホームポジションに復帰するように制御することもできる（請求項３）。
【００２２】
ＣＰＵ６５は、ＲＡＭ６７の内部情報から印刷用紙サイズ信号を確認し、予めＲＯＭ６６に記憶された印刷用紙サイズに応じた薄層形成幅データを呼び出す（Ｓ７）。次に、ＣＰＵ６５によってアプリケーションローラ左右駆動モータ６２が駆動される（Ｓ８）。
ＣＰＵ６５は、センサ６４から出力されるアプリケーションローラ左右駆動モータ６２の回転量検知信号に基づいてアプリケーションローラ２４の移動量をカウントしながら、ＲＯＭ６６のデータに基づいて決定された薄層形成幅に対する移動位置までアプリケーションローラ２４を移動させる（Ｓ９）。アプリケーションローラ２４が所定位置まで来ると、アプリケーションローラ左右駆動モータ６２が停止される（Ｓ１０）。この薄層形成幅の可変動作はプリント動作終了後に行われるようになっている。プリント動作中に薄層形成幅の可変動作を行うと、印刷用紙Ｐ上に画像を転写した際に画像の乱れや欠けが生じ易いからである。このため、薄層形成幅の可変動作中は、印刷用紙ＰはＣＰＵ６５によってレジストローラ対３６，３６の手前で待機するように制御される（請求項５）。
また、本実施例では、接触幅Ｃ（薄層形成幅）は画像書き込み幅又は印刷用紙サイズより常に大きく設定されている（請求項２）。印刷用紙Ｐに転写した場合に画像が欠けてしまうことがないようにするためである。画像書き込み幅よりどれほど大きくするかは、無駄な薄層形成による不経済性を無くすという本発明の趣旨に反しない範囲で適宜に決定されるものである。次に、プリンタエンジンか  らプリンタコントローラに対し、画像データ要求信号が送信され（Ｓ１１）、アプリケーションローラ駆動モータ５２がオンされる（Ｓ１２）。
【００２３】
プリンタコントローラから上記画像データ要求信号に応じプリンタコントローラへ画像信号が送信される（Ｓ１３）。アプリケーションローラ２４とスクイズローラ２６によりトナーが薄層化される（Ｓ１４）。薄層化されたトナーは塗布ローラ２８により現像ベルト１４へ画像サイズに応じた薄層領域幅で塗布される（Ｓ１５）。画像データに基づいて露光装置１２により形成した感光体ドラム２上の静電潜像に現像ベルト１４からトナーが移り、静電潜像が可視像化される（Ｓ１６）。
【００２４】
感光体ドラム２上の画像は、給紙ユニット３４から給紙された印刷用紙Ｐに転写ローラ４によって転写される（Ｓ１７）。転写された画像は、定着装置３８を通り、排紙ユニット４０へ排紙される（Ｓ１８）。静電潜像にトナーを付与した後の現像ベルト１４上の残トナーは、クリーニング部材３０によって掻き落とされ、廃トナータンク３２に回収される（Ｓ１９）。
【００２５】
上記実施例では１つの感光体ドラム２を具備した単色印刷の画像形成装置への適用例を示したが、フルカラー機やモノカラー機のように異なる色の複数の現像装置を具備する場合には、各現像装置毎に上記現像剤供給幅調整機構が設けられる（請求項６）。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、画像書き込み領域の変化に応じて現像剤供給幅を変える構成としたので、現像剤の供給量を常に静電潜像の可視像化に必要で且つ適正な量にすることができ、トナー消費に係る不経済性を回避することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、現像剤供給幅を常に画像書き込み領域又は印刷用紙サイズより大きく設定したので、請求項１の効果に加え、転写の際の画像欠けを防止することができる。
【００２９】
請求項３記載の発明によれば、現像剤供給幅調整機構による調整動作のホームポジションを決め、電源投入時はホームポジションに復帰させる構成としたので、請求項１の効果に加え、現像剤供給幅調整機構の動作管理を常に正確に行うことができる。
【００３０】
請求項４記載の発明によれば、ホームポジションを画像書き込み開始位置としたので、請求項１の効果に加え、現像剤供給幅調整機構の動作管理を常に正確に行うことができる。
【００３１】
請求項５記載の発明によれば、現像剤供給幅調整機構による調整動作中は印刷用紙をレジストローラの手前で待機させる構成としたので、請求項１の効果に加え、画像の乱れや欠けを防止するこができる。
【００３２】
請求項６記載の発明によれば、現像装置が複数ある場合に現像装置毎に現像剤供給幅調整機構を設ける構成としたので、フルカラー機やモノカラー機においてもトナー消費に係る不経済性を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置としてのプリンタの全体構成の概要図である。
【図２】図１で示したプリンタの一部省略の平面図及び制御ブロック図である。
【図３】図１で示したプリンタのプリント動作を示すフローチャートで、その前半部である。
【図４】同中間部である。
【図５】同後半部である。
【図６】従来お画像形成装置における現像剤供給手段周辺の概要側面図である。
【符号の説明】
２  潜像担持体としての感光体ドラム
１４  現像剤付与手段としての現像ベルト
２２  現像剤供給手段
３６  レジストローラ
Ｃ  現像剤供給幅
Ｐ  印刷用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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