(57)【要約】【課題】長期使用による画質の変化を抑制する。【解決手段】現像ローラ５４Ｋは、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で感光体に担持された静電潜像をトナーにより現像する。現像剤槽５３Ｋは、液体現像剤を貯蔵する。製膜電極５１Ｋは、現像ローラ５４Ｋと所定の隙間を介して対向配置され、現像剤槽５３Ｋから所定の隙間に供給された液体現像剤を製膜する。絞りローラ５２Ｋは、現像ローラ５４Ｋ上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する。そして、現像剤槽５３Ｋから所定の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が、現像ローラ５４Ｋと絞りローラ５２Ｋとの間を抜けて現像ローラ５４Ｋ上に担持される。【選択図】図４
2018116246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、
液体現像剤を貯蔵する現像剤槽と、
前記現像剤担持体と所定の隙間を介して対向配置され、前記現像剤槽から前記所定の隙間に供給された液体現像剤を製膜する製膜電極と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して前記製膜電極の下流で前記現像位置の上流に配置され、前記現像剤担持体上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する圧縮部材と、を備え、
前記現像剤槽から前記所定の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が、前記現像剤担持体と前記圧縮部材との間を抜けて前記現像剤担持体上に担持される、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
静電潜像を担持可能な像担持体と、
現像位置で前記像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する、請求項１に記載の現像装置と、
前記現像剤担持体と前記製膜電極との間に電圧を可変に印加可能な電源と、
前記現像剤槽のトナー濃度を検知可能な第１検知手段と、
前記像担持体上に形成された制御用トナー像の濃度を検知可能な第２検知手段と、
前記第１検知手段の検知結果と前記第２検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤槽から前記所定の隙間の供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が前記現像剤担持体と前記圧縮部材との間を抜けて前記現像剤担持体上に担持されるように、前記電源を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、
液体現像剤を貯蔵する現像剤槽と、
前記現像剤担持体と第１の隙間を介して対向配置され、前記現像剤槽から前記第１の隙間に供給された液体現像剤を前記現像剤担持体に製膜する製膜電極と、
前記現像剤担持体と前記製膜電極との間に電圧を印加可能な電源と、
前記現像剤担持体の回転方向に関して前記製膜電極の下流で前記現像位置の上流に、前記現像剤担持体と第２の隙間を介して対向配置され、前記現像剤担持体上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する圧縮部材と、を備え、
前記第１の隙間内におけるトナーの平均移動度をμ（ｍ２／Ｖ・ｓ）、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間の電位差をＵ（Ｖ）、前記第１の隙間の間隔をＧ１（ｍ）、前記第１の隙間の前記現像剤担持体の回転方向の長さをＬ（ｍ）、前記現像剤担持体の周速ｖ（ｍ／ｓ）、前記第２の隙間の間隔をＧ２（ｍ）とした場合に、
｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００
を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／２）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００
を満たすことを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／ｖ＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００
を満たすことを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項６】
トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、液体現像剤を貯蔵する現像剤槽と、前記現像剤担持体と第１の隙間を介して対向配置され、前記現像剤槽から前記第１の隙間に供給された液体現像剤を前記現像剤担持体に製膜する製膜電極と、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間に電圧を印加可能な電源と、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記製膜電極の下流で前記現像位置の上流に、前記現像剤担持体と第２の隙間を介して対向配置され、前記現像剤担持体上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する圧縮部材と、を備えた現像装置に使用する液体現像剤であって、
前記第１の隙間内におけるトナーの平均移動度をμ（ｍ２／Ｖ・ｓ）、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間の電位差をＵ（Ｖ）、前記第１の隙間の間隔をＧ１（ｍ）、前記第１の隙間の前記現像剤担持体の回転方向の長さをＬ（ｍ）、前記現像剤担持体の周速ｖ（ｍ／ｓ）、前記第２の隙間の間隔をＧ２（ｍ）とした場合に、
｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００
を満たすトナーの平均移動度を有する、
ことを特徴とする液体現像剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を用いて像担持体に担持された静電潜像を現像する現像装置、このような現像装置を備えた画像形成装置、及び、このような現像装置に使用する液体現像剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、トナーをキャリア液中に分散させた液体現像剤を用いて画像形成を行う構成が知られている。例えば、現像剤収容槽に収容された液体現像剤を電極により現像ローラに吸着させ、現像ローラに吸着された液体現像剤中のトナーにより感光体に形成された静電像を現像する構成が知られている（特許文献１）。また、電極により現像ローラに担持された液体現像剤の現像剤層をスキージローラによって圧縮する構成も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８２７９５号公報
【特許文献２】米国特許第７６９３４６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製膜電極としての電極と現像剤担持体としての現像ローラとの間において、この間に印加される電界に対する移動度が高いトナーは、現像ローラ側に寄り易く、現像に使用され易い。このため、移動度の低いトナーが使用されずに残り易く、長期の使用により、液体現像剤中に移動度が低いトナーが多くなってしまう。この結果、初期に形成されるトナー像に対して長期使用後に形成されるトナー像の画質が変化する可能性がある。
【０００５】
本発明は、長期使用による画質の変化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、液体現像剤を貯蔵する現像剤槽と、前記現像剤担持体と所定の隙間を介して対向配置され、前記現像剤槽から前記所定の隙間に供給された液体現像剤を製膜する製膜電極と、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記製膜電極の下流で前記現像位置の上流に配置され、前記現像剤担持体上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する圧縮部材と、を備え、前記現像剤槽から前記所定の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が、前記現像剤担持体と前記圧縮部材との間を抜けて前記現像剤担持体上に担持されることを特徴とする現像装置にある。
【０００７】
また、本発明は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、液体現像剤を貯蔵する現像剤槽と、前記現像剤担持体と第１の隙間を介して対向配置され、前記現像剤槽から前記第１の隙間に供給された液体現像剤を前記現像剤担持体に製膜する製膜電極と、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間に電圧を印加可能な電源と、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記製膜電極の下流で前記現像位置の上流に、前記現像剤担持体と第２の隙間を介して対向配置され、前記現像剤担持体上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する圧縮部材と、を備え、前記第１の隙間内におけるトナーの平均移動度をμ（ｍ２／Ｖ・ｓ）、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間の電位差をＵ（Ｖ）、前記第１の隙間の間隔をＧ１（ｍ）、前記第１の隙間の前記現像剤担持体の回転方向の長さをＬ（ｍ）、前記現像剤担持体の周速ｖ（ｍ／ｓ）、前記第２の隙間の間隔をＧ２（ｍ）とした場合に、｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００を満たすことを特徴とする現像装置にある。
【０００８】
また、本発明は、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を担持して回転し、現像位置で像担持体に担持された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、液体現像剤を貯蔵する現像剤槽と、前記現像剤担持体と第１の隙間を介して対向配置され、前記現像剤槽から前記第１の隙間に供給された液体現像剤を前記現像剤担持体に製膜する製膜電極と、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間に電圧を印加可能な電源と、前記現像剤担持体の回転方向に関して前記製膜電極の下流で前記現像位置の上流に、前記現像剤担持体と第２の隙間を介して対向配置され、前記現像剤担持体上に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する圧縮部材と、を備えた現像装置に使用する液体現像剤であって、前記第１の隙間内におけるトナーの平均移動度をμ（ｍ２／Ｖ・ｓ）、前記現像剤担持体と前記製膜電極との間の電位差をＵ（Ｖ）、前記第１の隙間の間隔をＧ１（ｍ）、前記第１の隙間の前記現像剤担持体の回転方向の長さをＬ（ｍ）、前記現像剤担持体の周速ｖ（ｍ／ｓ）、前記第２の隙間の間隔をＧ２（ｍ）とした場合に、｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００
を満たすトナーの平均移動度を有することを特徴とする液体現像剤にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、長期使用による画質の変化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】画像形成部の概略構成断面図。
【図３】液体現像剤の流れを示した現像装置の概略構成断面図。
【図４】製膜電極の現像ローラへの製膜の概念図。
【図５】製膜電極と現像ローラとの間の液体現像剤の速度と現像ローラの周速度の関係を示す模式図。
【図６】移動度の測定方法を説明するための模式図。
【図７】トナーの移動度と薄膜寄与率の関係を示すグラフ。
【図８】比較例と実施例１で使用したトナーの移動度分布を示す図。
【図９】第４の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。
【図１０】第４の実施形態に係る製膜電極の電圧の制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１２】
［画像形成装置］
図１に示すように、画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応して設けられ４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを後述する中間転写ベルト７０の回転方向に沿って配置したタンデム型としている。画像形成装置１００は、例えば、画像形成装置本体に対し通信可能に接続された外部機器からの画像信号に応じてトナー像を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
【００１３】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上（像担持体上）に、トナーとキャリア液を含む液体現像剤を用いて各色のトナー像を形成する。画像形成部の詳しい構成については後述する。
【００１４】
中間転写体としての中間転写ベルト７０は、駆動ローラ８２、従動ローラ８５、および二次転写内ローラ８６に張架されたエンドレスベルトであり、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、二次転写外ローラ８１と当接しながら回転駆動される。中間転写ベルト７０を挟んで感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと対向する位置には、それぞれ一次転写ローラ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋが配置され、一次転写部Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋを形成している。そして、各一次転写部Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋで、各感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋから中間転写ベルト７０上に４色のトナー像が順次重ねて転写され、中間転写ベルト７０上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、例えば、ブラックなどの単色のトナー像のみを中間転写ベルト７０上に形成することも可能である。
【００１５】
中間転写ベルト７０を挟んで二次転写内ローラ８６と対向する位置には、二次転写外ローラ８１が配置され、二次転写部Ｔ２を形成している。中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像は、二次転写部Ｔ２で記録材に転写される。なお、記録材に転写されなかった液体現像剤は、中間転写ベルト７０に当接したクリーニング装置（不図示）によってクリーニングされる。二次転写外ローラ８１には、ブレード８３が当接しており、二次転写外ローラ８１に付着した液体現像剤はブレード８３により掻き取られ、回収部８４に回収される。記録材上に転写されたトナー像は、不図示の定着装置により記録材上に定着される。
【００１６】
［画像形成部］
画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについて、図１及び図２を用いて説明する。画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋを有する。現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）に発色するトナー粒子を含む液体現像剤を収容している。そして、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、各液体現像剤により、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する機能を有している。
【００１７】
なお、４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、以下、代表して画像形成部１Ｋについて図２を用いて説明し、他の画像形成部については説明を省略する。なお、図１の各部の符号については、各色に対応した添え字（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を付して示している。
【００１８】
感光体２０Ｋの周囲には、その回転方向に沿って、感光体２０Ｋを帯電する帯電装置３０Ｋ、帯電された感光体２０Ｋに静電潜像を形成する露光装置４０Ｋ、現像装置５０Ｋ、クリーニング装置２１Ｋなどが配置される。
【００１９】
感光体２０Ｋは、円筒状に形成された感光ドラムであり、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能である。感光層は、有機感光体又はアモルファスシリコン感光体などで構成される。感光体２０Ｋは、次述する静電潜像を担持可能である。本実施形態では、感光体２０Ｋは、図２に矢印で示すように反時計回りに回転する。
【００２０】
帯電装置３０Ｋは、感光体２０Ｋを帯電するための装置である。本実施形態では、コロナ帯電器を用いている。帯電装置３０Ｋは、感光体２０Ｋと後述する現像ローラ５４Ｋとのニップ部の上流に設けられ、図示しない電源装置からトナーと同極性のバイアスを印加され、感光体２０Ｋを帯電する。露光装置４０Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズなどを有しており、画像信号に応じて変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｋ上に照射し、感光体２０Ｋ上に静電潜像を形成する。即ち、感光体２０Ｋ上に静電潜像が担持される。
【００２１】
現像装置５０Ｋは、感光体２０Ｋ上に形成された静電潜像を、ブラック（Ｋ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像装置５０Ｋの詳細については後述する。感光体２０Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ６１Ｋと感光体２０Ｋとの間に転写電圧が印加されることで、中間転写ベルト７０に一次転写される。クリーニング装置２１Ｋは、クリーニングブレード２１Ｋａ、回収部２１Ｋｂを有し、一次転写後に感光体２０Ｋ上の液体現像剤を回収可能である。
【００２２】
［現像装置］
次に、本実施形態における現像装置５０Ｋの構成について、図２及び図３を用いて説明する。現像装置５０Ｋは、液体現像剤を担持して感光体２０Ｋへと搬送する現像剤担持体としての現像ローラ５４Ｋを有する。現像ローラ５４Ｋの周囲には、現像剤槽５３Ｋ、製膜電極５１Ｋ、圧縮部材としての絞りローラ５２Ｋ、回収部材としての現像クリーニングローラ５８Ｋが配置されている。
【００２３】
現像ローラ５４Ｋは、液体現像剤を担持して回転し、感光体２０Ｋと対向する現像位置で感光体２０Ｋに担持された静電潜像をトナーにより現像する。現像ローラ５４Ｋは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に図３に矢印で示すように時計回りに回転する。現像ローラ５４Ｋは、ステンレスなどの金属製の内芯の外周部に導電性ウレタンゴムなどの弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。
【００２４】
現像剤槽５３Ｋは、ブラックのトナー粒子をキャリア液に分散させた液体現像剤を貯蔵する。本実施形態で用いる液体現像剤は、樹脂中へ顔料などの着色料を分散させた例えば平均粒径０．８μｍのトナー粒子を、有機溶媒などのキャリア液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たものである。本実施形態では、液体現像剤中トナー粒子の濃度を例えば１．５重量％とした。また、本実施形態では、トナー粒子表面が負極性に一定量帯電している。
【００２５】
現像剤槽５３Ｋに貯蔵される液体現像剤は、ミキサー２００Ｋから供給される。ミキサー２００Ｋは、例えば、補給用のキャリア液が貯蔵されたキャリアタンクと、補給用のトナーが貯蔵されたトナータンクから適宜、キャリア液とトナーが補給される。ミキサー２００Ｋは、不図示のモータにより駆動される攪拌羽根が収容されており、供給されたキャリア液とトナーを攪拌することで混合し、キャリア液中にトナーを分散させている。
【００２６】
製膜電極５１Ｋは、現像ローラ５４Ｋの回転方向に関して現像位置の上流で現像ローラ５４Ｋと所定の隙間（第１の隙間）を介して対向配置されている。そして、製膜電極５１Ｋは、製膜用電源１２Ｋから所定の製膜電圧が印加されることで、所望のトナー濃度となるように液体現像剤を現像剤槽５３Ｋから現像ローラ５４Ｋに製膜させる。
【００２７】
絞りローラ５２Ｋは、現像ローラ５４Ｋの回転方向に関して、製膜電極５１Ｋの下流で現像位置の上流に配置され、現像ローラ５４Ｋ上（現像剤担持体上）に製膜された液体現像剤中のトナー層を圧縮する。即ち、絞りローラ５２Ｋは、絞り用電源１３Ｋから所定の絞り電圧を印加されることで、現像ローラ５４Ｋに製膜された液体現像剤に含まれるトナー粒子を現像ローラ５４Ｋ側に寄せると同時に、余分なキャリア液を絞って回収する。
【００２８】
このような絞りローラ５２Ｋは、金属からなる円筒状の部材であり、本実施形態ではステンレス鋼で作成されたローラを用いる。絞りローラ５２Ｋは、現像ローラ５４Ｋに当接され、中心軸を中心に図２に矢印で示すように反時計回りに回転する。現像剤槽５３Ｋで汲み上げられ製膜電極５１Ｋを通過した液体現像剤は、一定量、現像ローラ５４Ｋに担持される。そのため、絞りローラ５２Ｋと現像ローラ５４Ｋとの当接部に所定速度で搬送された液体現像剤により、絞りローラ５２Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間には、ギャップ略３μｍ、回転方向の幅略５ｍｍのニップが安定的に形成される。
【００２９】
液体現像剤は、絞りローラ５２Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間の出口付近で分離して、それぞれのローラに担持される。この際、詳しくは後述するように、液体現像剤が絞りローラ５２Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間を通過する際に、液体現像剤中のトナーが現像ローラ５４Ｋ側に寄るように、所定の電位差を両ローラ間に発生させている。このため、ローラ間を通過後の現像ローラ５４Ｋ表面の液体現像剤中のトナー濃度は大幅に上昇し、例えば３５重量％程度となる。なお、絞りローラ５２Ｋに担持された液体現像剤は、ブレード５６Ｋにより掻き取られる。
【００３０】
現像クリーニングローラ５８Ｋは、現像位置よりも現像ローラ５４Ｋの回転方向下流側に配置され、回収用電源１４Ｋから回収電圧が印加されることで、現像位置を通過した現像ローラ５４Ｋ上に残ったトナーを回収する。即ち、現像クリーニングローラ５８Ｋは、現像ローラ５４Ｋとの間に回収電位差が印加されることで、現像ローラ５４Ｋ上のトナーを回収する。現像クリーニングローラ５８Ｋは、現像ローラ５４Ｋの表面に当接して、図２の矢印で示す反時計方向に回転するもので、例えばステンレス鋼製或いはアルミニウム製のローラである。
【００３１】
現像クリーニングローラ５８Ｋで回収されたトナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード５９Ｋにより除去される。クリーニングブレード５９Ｋは、現像クリーニングローラ５８Ｋの回転方向に関し、現像ローラ５４Ｋと対向する位置よりも下流に現像クリーニングローラ５８Ｋと当接するように配置されている。そして、トナーが除去された現像クリーニングローラ５８Ｋは、再度、現像ローラ５４Ｋからのトナーの除去を行う。クリーニングブレード５９Ｋは、厚み０．２ｍｍのアルミニウム製であり、現像クリーニングローラ５８Ｋにカウンター方向に当設している。
【００３２】
［現像装置および画像形成装置の動作］
次にこのような現像装置とそれを用いた画像形成装置の動作について説明する。引き続き、現像装置は、現像装置５０Ｋを例にとり図３を用いて説明する。なお、図３では、液体現像剤の動きを矢印で示している。現像ローラ５４Ｋには、現像用電源１１Ｋにより、例えば−４００Ｖの現像電圧が印加されている。矢印α１、α２で示すように、ミキサー２００Ｋより現像剤槽５３Ｋに供給された液体現像剤の大半は、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋのギャップへと供給される。本実施形態では、トナー濃度１．５重量％の液体現像剤を現像剤槽５３Ｋに供給している。
【００３３】
現像ローラ５４Ｋ表面には、製膜電極５１Ｋを通過する際に液体現像剤が担持される。製膜電極５１Ｋには、製膜用電源１２Ｋにより、例えば−７００Ｖの製膜電圧が印加されており、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの電位差（３００Ｖ）により、ネガに帯電したトナーは、現像ローラ５４Ｋ側に引き付けられて担持される。
【００３４】
製膜電極５１Ｋ出口近傍において、液体現像剤は現像ローラ５４Ｋ表面に連れまわるものと、製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちるものとに別れる。矢印β１、β２で示すように、製膜電極５１Ｋ出口近傍で製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちる液体現像剤のトナー濃度は、矢印α１、α２で示した液体現像剤のトナー濃度よりも低い。なお、製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちている液体現像剤のトナー濃度は０．７重量％とした。
【００３５】
液体現像剤を担持した現像ローラ５４Ｋは、次に絞りローラ５２Ｋに当接し、絞りローラ５２Ｋが現像ローラ５４Ｋ表面に対して等速で連れまわり方向に回転する。絞りローラ５２Ｋには、絞り用電源１３Ｋにより現像ローラ５４Ｋに印加される現像電圧より絶対値で５０〜１２０Ｖ高い絞り電圧が印加される。つまり、現像ローラ５４Ｋに印加される現像電圧が−４００Ｖなら、絞りローラ５２Ｋに印加する絞り電圧は−４５０〜−５２０Ｖとなる。この絞りローラ５２Ｋの作用により、現像ローラ５４Ｋ上には、矢印γで示すように、トナー濃度３５重量％前後の液体現像剤の薄層コートが形成される。矢印γで示す液体現像剤のトナー濃度は、矢印α１、α２で示した液体現像剤のトナー濃度よりも高い。その後、現像ローラ５４Ｋの回転によって、薄層コートは感光体２０Ｋとの間の現像位置に移動する。
【００３６】
このとき、現像剤槽５３Ｋに供給されたトナー濃度１．５重量％の液体現像剤のトナーのうち、約５１％が絞りローラ５２Ｋを抜けて現像ローラ５４Ｋ上に薄膜コートされ、残りの４９％が製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちる。即ち、現像剤槽５３Ｋから製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの所定の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が、現像ローラ５４Ｋと絞りローラ５２Ｋとの間を抜けて現像ローラ５４Ｋ上に担持される（製膜される）。なお、製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちる液体現像剤は、矢印β１、β２で示すように現像桶６０Ｋに落下する。現像桶６０Ｋに落下した液体現像剤は、その後、ミキサー２００Ｋなどでトナー濃度が調整され、再度、現像剤槽５３Ｋに供給される。
【００３７】
現像位置通過後の現像ローラ５４Ｋは、次に、現像クリーニングローラ５８Ｋと当設する。現像クリーニングローラ５８Ｋには、回収用電源１４Ｋにより、例えば−２５０Ｖの回収電圧が印加されている。現像クリーニングローラ５８Ｋと現像ローラ５４Ｋとの電位差により、現像位置で現像しなかったトナーは現像クリーニングローラ５８Ｋに電気泳動する。そして、そのトナーは、クリーニングブレード５９Ｋにより掻き取られる。
【００３８】
次に、画像形成装置全体の動作について、図１及び図２を用いて説明する。感光体２０Ｋは、本実施形態ではアモルファスシリコンを用いている。感光体２０Ｋの表面は、コロナ帯電器である帯電装置３０Ｋのワイヤに約−４．５ｋＶ〜−５．５ｋＶを印加することにより、略−８００Ｖに帯電する。帯電後、露光装置４０Ｋにより画像部の電位が略５０Ｖとなるように静電潜像が形成される。
【００３９】
現像位置における現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの間には、現像ローラ５４Ｋに印加されている現像電圧−４００Ｖと感光体２０Ｋ上の静電潜像の電位（画像部-５０Ｖ、非画像部−８００Ｖ）との電位差で電界が形成される。そして、形成された電界にしたがい、選択的にトナー粒子が感光体２０Ｋ上の画像部へと移動する。これにより、感光体２０Ｋ上にトナー像が形成される。キャリア液は、電界の影響を受けないため、現像位置における現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの間の出口で分離し、現像ローラ５４Ｋと感光体２０Ｋとの両方に付着する。
【００４０】
現像位置を通過した感光体２０Ｋは、中間転写ベルト７０とのニップ部である一次転写部に到達し、感光体２０Ｋ上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７０に一次転写される。この際、一次転写ローラ６１Ｋには、トナー粒子の帯電特性と逆極性の約＋２００Ｖの一次転写電圧が印加されており、感光体２０Ｋ上のトナー粒子は、中間転写ベルト７０に一次転写され、感光体２０Ｋにはキャリア液のみが残る。感光体２０Ｋ上に残ったキャリア液は、一次転写部Ｔ１Ｋ下流のクリーニング装置２１Ｋのクリーニングブレード２１Ｋａにより掻き取られ、回収部２１Ｋｂで回収される。
【００４１】
中間転写ベルト７０上に一次転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２へ向かう。二次転写部Ｔ２において、二次転写外ローラ８１には＋１０００Ｖの二次転写電圧が印加され、二次転写内ローラ８６は０Ｖに保たれており、中間転写ベルト７０上のトナー粒子は、二次転写部Ｔ２に搬送された記録材の表面に二次転写される。
【００４２】
このような画像形成装置による画像形成動作では、現像ローラ５４Ｋから感光体２０Ｋへの移動を含む、これ以降のそれぞれのトナー粒子移動プロセスにおけるトナーの移動効率は略９５％以上と極めて高くなるよう調整してある。そのため、各現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにおいては、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに現像される前の現像ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ上の液体現像剤中に含まれるトナー量を精度よく安定させることが望まれる。これにより、記録材上に出力される画像の画質安定化を図れる。
【００４３】
［製膜］
次に、製膜電極５１Ｋによる現像ローラ５４Ｋへの液体現像剤の製膜について詳しく説明する。上述のように、それぞれの現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにおいて、現像ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ上に液体現像剤の製膜を行うために、製膜電極５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに製膜電圧が印加される。製膜電極５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋと現像ローラ５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋの隙間の間隔は、それぞれ４００μｍになるように設定されている。引き続き、現像装置５０Ｋを例にとり説明する。
【００４４】
ここで、図４を用いて、製膜電極５１Ｋでの製膜の概念を説明する。なお、図４では、説明のために、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとのギャップを大きく示している。製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間の製膜エリアの入り口部（図中では下部）では、トナー（黒丸で表示）は略均一に分散している。製膜エリアの下流（図中では上部）に行くに従い、前述したように、製膜電圧の印加によりトナーが徐々に現像ローラ５４Ｋへと移動していく。トナーを含んだ液体現像剤が図中で上に行くのは、現像ローラ５４Ｋの回転に伴い持ち上げられるためである。製膜エリアでは、トナーが現像ローラ５４Ｋの回転に沿って移動する方向と、トナーが電界により現像ローラ５４Ｋに移動していく方向の二つの方向の流れが存在する。
【００４５】
この時、製膜エリアでは、トナーは現像ローラ５４Ｋに寄っていくが、寄ったトナーのうちで現像ローラ５４Ｋと絞りローラ５２Ｋのギャップよりも現像ローラ５４Ｋに寄ったトナーが絞りローラ５２Ｋとの間を抜けて、薄膜が製膜される。図４で示すように、製膜エリアの入り口から絞りローラ５２ＫまでのＸで示すエリア内のトナーが、現像ローラ５４Ｋ上の薄膜の形成に寄与する。言い換えれば、製膜エリアの入り口部でのＹの長さの範囲内にいたトナーが薄膜の形成に寄与することになる。
【００４６】
この条件を計算式で表すと以下になる。ここで、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの隙間を第１の隙間、絞りローラ５２Ｋと現像ローラ５４Ｋとの隙間を第２の隙間とする。
Ｙ＝（トナーの電界による移動速度）×（第１の隙間の通過時間）＋（第２の隙間の間隔）      ・・・（式１）
したがって、製膜エリアの入り口部にて式１を満たしたトナーだけが絞りローラ５２Ｋとの隙間を抜けて、現像ローラ５４Ｋ上に薄膜が製膜される。
【００４７】
式１中のトナーの電界による移動速度は、トナー一粒一粒で実際には異なることから、これを考慮して、トナーの移動速度を表せるトナーの平均移動度（ｍ２／Ｖ・ｓ）を用いて式１を変換し、式２を作成した。
Ｙ（ｍ）＝トナーの平均移動度（ｍ２／Ｖ・ｓ）×現像ローラ５４Ｋと製膜電極５１Ｋとの間の電位差（Ｖ）÷第１の隙間の間隔（ｍ）×第１の隙間の通過時間（ｓ）＋第２の隙間の間隔（ｍ）      ・・・（式２）
となる。
【００４８】
上述の式１、２の第１の隙間の通過時間、即ち、液体現像剤が製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間にいる時間（ニップ時間）について、図５を用いて説明する。図５では、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間（製膜エリア）の矢印が液体現像剤の流れの方向を、現像ローラ５４Ｋ内の矢印が現像ローラ５４Ｋの回転方向をそれぞれ示している。また、液体現像剤の移動速度や現像ローラ５４Ｋの周速の大きさを模式的に矢印の長さで示している。本実施形態では、現像ローラ５４Ｋの周速は、７８５ｍｍ／ｓである。
【００４９】
製膜エリアでの液体現像剤の速度は、矢印で示すように、製膜電極５１Ｋに近いほど遅く、現像ローラ５４Ｋに近いほど早くなる。したがって、液体現像剤の移動速度をシンプルなモデルで見た場合、製膜電極５１Ｋ近傍での速度が略０で、現像ローラ５４Ｋ近傍での速度が約７８５ｍｍ／ｓであり、平均速度は、（７８５／２）ｍｍ／ｓである。
【００５０】
しかし、現像ローラ５４Ｋや製膜電極５１Ｋの表面の粗さなどによって、実際には、液体現像剤の移動速度は上述のモデルとは多少異なる。本実施形態では、液体現像剤の平均速度は現像ローラ５４Ｋの速度の３分の１程度であった。なお、本実施形態では、現像ローラ５４Ｋの表面粗さＲｚは、１μｍで、製膜電極５１Ｋの表面粗さＲｚも１μｍのものを用いた。このように液体現像剤の流速も考慮すると、式２は以下のようになる。
Ｙ（ｍ）＝トナーの平均移動度（ｍ２／Ｖ・ｓ）×現像ローラ５４Ｋと製膜電極５１Ｋとの間の電位差（Ｖ）÷第１の隙間の間隔（ｍ）×第１の隙間の現像ローラ５４Ｋの回転方向の長さ（ｍ）÷（現像ローラ５４Ｋの周速（ｍ／ｓ）×１／３）＋第２の隙間の間隔（ｍ）      ・・・（式３）
【００５１】
ここで、第１の隙間内におけるトナーの平均移動度をμ（ｍ２／Ｖ・ｓ）、現像ローラ５４Ｋと製膜電極５１Ｋとの間の電位差をＵ（Ｖ）とする。また、第１の隙間の間隔をＧ１（ｍ）、第１の隙間の現像ローラ５４Ｋの回転方向の長さをＬ（ｍ）、現像ローラ５４Ｋの周速ｖ（ｍ／ｓ）、第２の隙間の間隔をＧ２（ｍ）とする。この場合に、式３は次のように表せる。
Ｙ＝μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２
【００５２】
次に、トナーの平均移動度の測定方法について、図６を用いて説明する。平均移動度の測定は、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）で行った。具体的には、二枚の金属３００ａ、３００ｂの間の隙間３０１の間隔が１００μｍの平行平板に１Ｖの電圧を印加し、トナーの挙動を高速度カメラで測定する。その結果をＰＩＶ解析することにより、トナー一粒一粒の速度が測定される。その速度を単位電界あたりに計算したものが移動度である。
【００５３】
［薄膜寄与率］
次に、製膜電極５１Ｋによる製膜時の薄膜寄与率について説明する。薄膜寄与率は、現像剤槽５３Ｋから製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間の製膜エリアに供給されたトナーのうち、どの程度のトナーが薄膜の形成に寄与したかを示すものである。したがって、製膜時の薄膜寄与率Ｐ（％）は、Ｐ＝Ｙ／Ｇ１（％）と表せる。言い換えれば、薄膜寄与率Ｐは、製膜エリアに供給されたトナーのうち、平均の移動度を有するトナーが、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの隙間（第１の隙間）で移動できる能力である。
【００５４】
整理すると、製膜時の薄膜寄与率Ｐ（％）は、次式で表せる。
Ｐ＝｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００・・・（式４）
本実施形態では、上述のように、液体現像剤の平均速度は現像ローラ５４Ｋの速度の３分の１程度であったため、式４は、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速ｖの３分の１である場合の薄膜寄与率を示している。
【００５５】
ここで、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間において、特に電界に対する移動度が高いトナーが現像ローラ５４Ｋ側に寄りやすく、結果として、絞りローラ５２Ｋを抜けて現像に寄与し易い。その結果、移動度が高いトナーが優先的に使用され、移動度の低いトナーが残っていく選択現像が発生してしまう。そして、長期の使用により、現像装置内は、移動度の低いトナーが多くなってしまう。移動の低いトナーは、移動度の高いトナーに比べて現像や転写などの工程で電気泳動しにくいため、形成される画像の濃度が低下するなど画質が変化する虞がある。
【００５６】
また、一般的に、トナー表面の電気密度は概ね等しいため、粒径の大きいトナーは電荷が多く移動度も高く、粒径の小さいトナーは電荷が少なく移動度も低い。このため、長期の使用により移動度の低いトナーが残っていくと、粒径の小さいトナーが多く残っていく傾向となる。この結果、画像形成装置の初期の使用時と長期間経過後の使用時で、粒径の異なるトナーで画像形成することになり、画質が変化してしまう虞がある。
【００５７】
そこで本実施形態では、薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにしている。即ち、
Ｐ＝｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／３）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００≧１００
を満たすようにしている。
【００５８】
薄膜寄与率Ｐ＝１００％の場合、平均の移動度を有するトナーが第１の隙間の間隔Ｇ１を移動する能力があることを示している。また、Ｐ＞１００％である場合、平均の移動度を有するトナーが間隔Ｇ１よりも更に長い距離を移動する能力があることを示している。したがって、Ｐ≧１００％を満たす場合、平均の移動度を有するトナーのほぼ全てが薄膜の形成に寄与していると判断できる。
【００５９】
図７に、本実施形態の構成で、式４からトナーの移動度と薄膜寄与率の関係を計算した結果を示す。図７から明らかなように、トナーの移動度が高いほど多くのトナーが製膜に寄与していることがわかる。
【００６０】
ここで、トナーの平均移動度が低い（１．０×１０−９（ｍ２／Ｖ・ｓ））比較例１と、トナーの平均移動度が高く（７．０×１０−９（ｍ２／Ｖ・ｓ））、Ｐ≧１００％を満たす実施例１との計算結果を表１に示す。なお、表１では、現像ローラ５４Ｋと製膜電極５１Ｋとの間の電位差を「製膜電極での電位差Ｕ（Ｖ）」、第１の隙間の間隔を「製膜電極でのギャップ距離Ｇ１（ｍ）」とした。また、第１の隙間の現像ローラ５４Ｋの回転方向の長さを「製膜電極のニップ長さＬ（ｍ）」、第２の隙間の間隔を「絞りローラのギャップ距離Ｇ２」とした。
【表１】
2018116246.tif 000003
【００６１】
表１から明らかなように、計算上、薄膜寄与率Ｐは、比較例１では１５．１％であり、実施例１では１０１．１％であった。したがって、比較例１では、第１の隙間に供給された平均の移動を有するトナーのうち、８４．９％のトナーは薄膜の形成（即ち、製膜）に寄与せず、製膜電極５１Ｋ背面に流れ落ちる。一方、実施例１では、計算上、第１の隙間に供給された平均の移動を有するトナーのうち、薄膜の形成に寄与しないトナーは０％となる。比較例１と実施例１とは、トナーの移動度だけが違う。そして、移動度が高いトナーは、より多く製膜に寄与し、移動度が低いトナーは、ほとんど製膜に寄与せず現像桶６０Ｋに落下することになる。
【００６２】
図８に、比較例１と実施例１で使用したトナーの移動度分布を示す。図８に示すように、実施例１のトナーの移動度は、比較例１と比べて高く、平均の移動度で７．０×１０−９（ｍ２／Ｖ・ｓ）である。上述のように、実施例１では、平均の移動度を有するトナーの薄膜寄与率Ｐは、計算上、１０１．１％であり、Ｐ≧１００％を満たす。したがって、平均の移動度を有するトナーのほぼ全てが薄膜の形成に寄与していると判断できる。また、トナーの移動度が高いほど多くのトナーが製膜に寄与するため、移動度が平均よりも高いトナーも製膜に寄与する。トナーの移動部分布は、図８に示すように、概ね正規分布で示されるため、平均の移動度を有するトナーの薄膜寄与率Ｐが１００％以上であれば、第１の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与している判断できる。
【００６３】
したがって、本実施形態では、トナーの平均の移動度が７．０×１０−９（ｍ２／Ｖ・ｓ）以上の液体現像剤を使用することで、第１の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにしている。したがって、上述したように、製膜電極５１Ｋによって、約５１％のトナーが、絞りローラ５２Ｋを抜けて現像ローラ５４Ｋ上に薄膜コート（製膜）される。
【００６４】
このように薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすトナーの平均移動度を有する液体現像剤は、例えば、次のようにして得られる。即ち、このような液体現像剤を得るためには、トナーの移動度を上げるが、移動度は、トナーに電荷を付与できる荷電制御剤の量を増やし、荷電制御剤の種類を適正化することで、ある程度上げることが可能である。しかし、荷電制御剤を増やしすぎると液体現像剤の抵抗が下がってしまい、現像位置や転写部の電界においてリークなどが発生する虞がある。
【００６５】
このため、まず、液体現像剤の抵抗を極力下げないように、液体現像剤の製造中に、余分なイオンが液体現像剤に混入しないように、他の材料のコンタミネーションを極力防ぐ。そのうえで、薄膜寄与率Ｐが１００％以上となるように、荷電制御剤を液体現像剤に入れていく。本実施形態では、荷電制御剤として金属石鹸を用い、添加量は、０．１重量％とした。なお、荷電制御剤の種類及び添加量は、これに限定されない。
【００６６】
このような本実施形態の場合、長期使用による画質の変化を抑制できる。即ち、本実施形態の場合、平均の移動度を有するトナーの薄膜寄与率Ｐが１００％以上であるため、現像剤槽５３Ｋから製膜エリアに供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与する。このため、移動度が平均よりも低いトナーの製膜に寄与する確率が高くなる。したがって、移動度が平均よりも低いトナーが現像装置内に徐々にたまっていく傾向ではあるものの、平均の移動度を有するトナーの薄膜寄与率Ｐが１００％未満の場合よりも、その速度は遅く、長期使用による画質の変化を抑制できる。また、長期に亙って画質の変化を抑制できるため、液体現像剤の交換の頻度を低減できる。言い換えれば、液体現像剤の寿命を長くすることができる。
【００６７】
これに対して比較例１の場合、液体現像剤中に移動度が低いトナーが多く、使用の初期でも、薄膜寄与率が１５．１％以下である。このため、現像装置内がすぐに移動度が低いトナーだらけとなり、長期使用による画質の変化が生じる虞がある。この場合、液体現像剤を全て交換するなどの処置をする場合があり、液体現像剤の寿命も短くなる。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１ないし図４を参照しつつ説明する。上述の第１の実施形態では、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速ｖの３分の１である場合の薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たす場合について説明した。これに対して本実施形態では、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速ｖの２分の１である場合の薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ブラックの画像形成部１Ｋを例に説明するが、その他の画像形成部においても同様である。
【００６９】
上述の第１の実施形態では、現像ローラ５４Ｋの表面粗さＲｚは、１μｍで、製膜電極５１Ｋの表面粗さＲｚも１μｍのものを用いたが、例えば、現像ローラ５４Ｋの表面粗さの方が製膜電極５１Ｋの表面粗さよりも荒れている場合がある。この場合、現像ローラ５４Ｋによる液体現像剤の搬送性が高くなり、液体現像剤の平均速度が高くなる。本実施形態では、現像ローラ５４Ｋの表面粗さＲｚは、２μｍで、製膜電極５１Ｋの表面粗さＲｚは、１μｍである。
【００７０】
このように、本実施形態では、液体現像剤の平均速度が高いため、液体現像剤の流速を現像ローラ５４Ｋの周速の２分の１としている。即ち、前述のようにシンプルなモデルで見た場合、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速の２分の１程度になると考えられることに基づいて、液体現像剤の平均速度を設定している。これにより、現像ローラ５４Ｋや製膜電極５１Ｋの表面粗さの影響によって液体現像剤の流速が多少変化しても、薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにできる。
【００７１】
したがって、本実施形態では次式で示す薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにしている。
Ｐ＝｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／（ｖ×１／２）＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００・・・（式５）
具体的には、トナーの平均移動度が１．１×１０−８（ｍ２／Ｖ・ｓ）以上の液体現像剤を使用することで、第１の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにしている。
【００７２】
ここで、トナーの平均移動度が低い（１．０×１０−９（ｍ２／Ｖ・ｓ））比較例２と、トナーの平均移動度が高く（１．１×１０−８（ｍ２／Ｖ・ｓ））、Ｐ≧１００％を満たす実施例２との計算結果を表２に示す。
【表２】
2018116246.tif 000004
【００７３】
表２から明らかなように、計算上、薄膜寄与率Ｐは、比較例２では１０．３％であり、実施例２では１０５．８％であった。本実施形態では、トナー移動度をこのように第１の実施形態よりも高くするために、荷電制御剤として金属石鹸を用い、添加量は、０．２重量％とした。このような本実施形態の場合、製膜時の液体現像剤の流速が速く、製膜時間が短いような場合にも、長期使用による画質の変化を抑制でき、液体現像剤の寿命も長くできる。
【００７４】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１ないし図４を参照しつつ説明する。上述の第２の実施形態では、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速ｖの２分の１である場合の薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たす場合について説明した。これに対して本実施形態では、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速ｖと同じである場合の薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ブラックの画像形成部１Ｋを例に説明するが、その他の画像形成部においても同様である。
【００７５】
理論的には、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの間の液体現像剤の速度が現像ローラ５４Ｋよりも速くなることはない。このため、液体現像剤の平均速度が現像ローラ５４Ｋの周速ｖと同じであるとすれば、現像ローラ５４Ｋによる液体現像剤の搬送性がいかなる場合でも、薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにできる。
【００７６】
したがって、本実施形態では次式で示す薄膜寄与率Ｐが１００％以上を満たすようにしている。
Ｐ＝｛μ×Ｕ／Ｇ１×Ｌ／ｖ＋Ｇ２｝／Ｇ１×１００・・・（式６）
具体的には、トナーの平均移動度が２．１×１０−８（ｍ２／Ｖ・ｓ）以上の液体現像剤を使用することで、第１の隙間に供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにしている。
【００７７】
本実施形態では、トナー移動度をこのように第１、第２の実施形態よりも高くするために、荷電制御剤として金属石鹸を用い、添加量は、０．６重量％とした。また、これに加えて、製造時のトナーのバインダー、色剤、キャリアなどの各材料において、非常に純度が高いものを使用した。このような本実施形態の場合、現像ローラ５４Ｋによる液体現像剤の搬送性がいかなる場合でも、長期使用による画質の変化を抑制でき、液体現像剤の寿命も長くできる。
【００７８】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について、図１ないし図４を参照しつつ、図９及び図１０を用いて説明する。上述の各実施形態では、主にトナーの移動度を上げることで、現像剤槽５３Ｋから製膜エリアに供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにしている。これに対して本実施形態では、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの電位差を調整して、現像剤槽５３Ｋから製膜エリアに供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ブラックの画像形成部１Ｋを例に説明するが、その他の画像形成部においても同様である。
【００７９】
現像剤槽５３Ｋから製膜エリアに供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにすることは、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの電位差を上げることでも達成可能である。しかし、この電位差を上げすぎると、トナーが過度に現像ローラ５４Ｋに寄りすぎてしまい、感光体２０Ｋへの現像や、現像クリーニングローラ５８Ｋによる清掃が困難になる。そのため、本実施形態では、次のように、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの最適な電位差を決める。
【００８０】
先ず、図９に示すように、制御手段としての制御部１１０には、高圧制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央演算装置）１１１が設けられている。更に、メモリ１１２内にはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１２ａを有している。ＲＯＭ１１２ａには、制御手順に対応するプログラムなどが格納されている。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２ａに予め書き込んでおいたデータやプログラムを読み出しながら各部の制御を行うようになっている。また、メモリ１１２内には、各センサなどから読みだされた作業用データや入力データが格納されたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１２ｂも有している。ＣＰＵ１１１は、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭ１１２ｂに収納されたデータを参照して制御を行うようになっている。
【００８１】
また、ＣＰＵ１１１は、現像剤槽５３Ｋとの間で液体現像剤を循環しているミキサー２００Ｋ中の液体現像剤のトナー濃度を検知可能な第１検知手段としてのＴＤセンサ２０１Ｋとも接続しており、その結果を逐次制御に使用可能である。なお、現像剤槽５３Ｋにはミキサー２００Ｋ内の液体現像剤が供給されるため、現像剤槽５３Ｋに貯蔵された液体現像剤のトナー濃度は、ミキサー２００Ｋ内の液体現像剤のトナー濃度とほぼ同じである。このため、ミキサー２００Ｋ内に配置されたＴＤセンサ２０１Ｋにより、現像剤槽５３Ｋに貯蔵された液体現像剤のトナー濃度が検知可能となる。なお、ＴＤセンサ２０１Ｋは、現像剤槽５３Ｋ内に直接設けても良い。
【００８２】
また、本実施形態では、中間転写ベルト７０上に形成されたトナー像のトナー量を検知可能なパッチセンサ２０２Ｋを備えている。第２検知手段としてのパッチセンサ２０２Ｋは、中間転写ベルト７０の回転方向に関して、最下流の画像形成部１Ｋよりも更に下流で、二次転写部Ｔ２の上流に配置されている。パッチセンサ２０２Ｋは、発光部と受光部とを有し、発光部から中間転写ベルト７０の表面に向けて発光され、その反射光を受光部で受光して、その反射光量を検出するものである。反射光量は、トナー像のトナー量に応じて変化するため、パッチセンサ２０２Ｋによりトナー像の反射光量を検出することで、そのトナー像のトナー量を検出することができる。
【００８３】
トナー像のトナー量を検知する制御は、例えば、画像形成ジョブ中の紙間で行われる。例えば、所定枚数毎に制御用トナー像（パッチ）を中間転写ベルト７０上に形成し、パッチセンサ２０２Ｋにより制御用トナー像のトナー量を検知する。ＣＰＵ１１１は、パッチセンサ２０２Ｋとも接続されている。
【００８４】
なお、画像形成ジョブとは、記録材に画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの期間である。具体的には、プリント信号を受けた（画像形成ジョブの入力）後の前回転時から、後回転までのことを指し、画像形成期間、紙間（非画像形成時）を含む期間である。また、前回転とは、画像形成前の準備動作として、感光体及び中間転写ベルトの回転を開始し、各種電圧の順次立ち上げや、各種電圧の調整などを行う期間である。後回転とは、画像形成後の動作として、感光体及び中間転写ベルトの回転を継続しつつ各種電圧を順次立ち下げ、最終的に感光体及び中間転写ベルトの回転を停止する期間である。紙間とは、二次転写部Ｔ２を連続して通過する記録材と記録材との間に対応する期間である。
【００８５】
更に、ＣＰＵ１１１は、制御先として、製膜電極５１Ｋに製膜電圧を印加可能な製膜用電源１２Ｋにも接続している。製膜用電源１２Ｋは、現像ローラ５４Ｋと製膜電極５１Ｋとの間に電圧を可変に印加可能な電源である。
【００８６】
次に、製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの電位差を決定する制御フローについて、図１０を用いて説明する。制御が開始されると（Ｓ１）、ＣＰＵ１１１は、ＴＤセンサ２０１Ｋによりミキサー内の液体現像剤のトナー濃度を検知する（Ｓ２）。次に、そのトナー濃度の検知結果を元に、ＣＰＵ１１１が、製膜効率が５０％となる中間転写ベルト７０上のトナー量を算出する（Ｓ３）。なお、製膜効率とは、現像剤槽５３Ｋから製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの隙間（製膜エリア）に供給された液体現像剤中のトナーが、現像ローラ５４Ｋ上に製膜される割合である。
【００８７】
ここで、製膜エリアの体積は既知である。また、現像ローラ５４Ｋから感光体２０Ｋへの移動を含む、これ以降のそれぞれのトナー粒子移動プロセスにおけるトナーの移動効率は略９５％以上である。このため、製膜エリアに供給されるトナー濃度、即ち、現像剤槽５３Ｋ内の液体現像剤のトナー濃度が分かれば、５０％での製膜効率における中間転写ベルト７０上のトナー量を算出することができる。
【００８８】
次に、所定のタイミングで制御用トナー像（パッチ）を中間転写ベルト７０上に形成し、パッチセンサ２０２Ｋにより制御用トナー像のトナー量を検知する（Ｓ４）。ＣＰＵ１１１は、Ｓ３で算出したトナー量とＳ４で検知したトナー量とを比較する（Ｓ５）。そして、ＣＰＵ１１１は、製膜効率が５０％以上かどうかを判断する（Ｓ６）。即ち、Ｓ４で検知したトナー量（実測値）が、Ｓ３で算出したトナー量（算出値）以上であれば、製膜エリアにおいて５０％以上の製膜効率で製膜が行われたと判断できる。
【００８９】
Ｓ６で、ＣＰＵ１１１が、製膜効率が５０％以上であると判断すれば（Ｓ６のＹｅｓ）、制御は終了する（Ｓ７）。一方、Ｓ６で、ＣＰＵ１１１が、製膜効率が５０％未満であると判断すれば（Ｓ６のＮｏ）、製膜効率を上げるべく、製膜用電源１２Ｋを制御して、製膜電圧を５０Ｖ上げる（Ｓ８）。そして、Ｓ２に戻り、同様の制御を繰り返す。なお、この時、製膜用電源１２Ｋに印加する電圧の上限を決めておいても良い。また、この場合に、製膜電圧が上限に達しても製膜効率が５０％以上とならない場合にはエラーを通知するようにしても良い。
【００９０】
このような本実施形態では、上述のように製膜電極５１Ｋと現像ローラ５４Ｋとの電位差を適切に制御することで、現像剤槽５３Ｋから製膜エリアに供給された液体現像剤中のトナーの５０％以上が製膜に寄与するようにできる。即ち、製膜効率を５０％以上にできる。このため、移動度が平均よりも低いトナーの製膜に寄与する確率が高くなり、長期使用による画質の変化を抑制でき、液体現像剤の寿命も長くできる。
【００９１】
また、本実施形態の場合、上述の各実施形態のように、トナーの移動度を高くしなくても、製膜効率を５０％以上にできる。なお、上述の各実施形態の何れかと本実施形態を組み合わせても良い。即ち、第１〜第３の実施形態の何れかの液体現像剤を用いて、本実施形態の制御を行っても良い。
【００９２】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、圧縮部材として絞りローラを用いた構成について説明したが、圧縮部材は、例えば、ブレードなどの回転しないものであっても良い。但し、現像ローラの寿命を考慮した場合、圧縮部材は、現像ローラと同じ周速で回転する回転体とすることが好ましい。
【００９３】
上述の各実施形態では、回収部材として現像クリーニングローラを用いた構成について説明したが、電位差により現像ローラ上のトナーを回収できれば、ローラ以外の例えばブレードなどの回転しないものであっても良い。但し、現像ローラの寿命を考慮した場合、回収部材は、現像ローラと同じ周速で回転する回転体とすることが好ましい。また、中間転写体は、中間転写ベルト以外に、例えば、中間転写ドラムであっても良い。
【符号の説明】
【００９４】
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・製膜用電源（電源）／２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・感光体（像担持体）／５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・現像装置／５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・製膜電極／５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ・・・絞りローラ（圧縮部材）／５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ・・・現像剤槽／５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋ・・・現像ローラ（現像剤担持体）／１００・・・画像形成装置／１１０・・・制御部（制御手段）／２０１Ｋ・・・ＴＤセンサ（第１検知手段）／２０２Ｋ・・・パッチセンサ（第２検知手段）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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