(57)【要約】【課題】液体現像システムを用いた画像形成装置において、現像ローラに担持された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可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー濃度を調整可能なトナー濃度調整手段と、現像ローラに液体現像剤を介して接触して配置される導電部材と、現像ローラと導電部材との間に電位差を発生可能な電位差発生手段と、現像ローラと導電部材との間に通電する電流を検知する電流検知手段と、トナー濃度調整手段と電位差発生手段とを制御可能な制御部と、を備え、制御部は、電位差発生手段により現像ローラと導電部材との間に所定の電位差を発生させた際に、電流検知手段による検知結果（ステップＳ１４）の変化に応じて、トナー濃度調整手段により現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する（ステップＳ１７，１８）。【選択図】図８
2018091962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転可能であり、導電剤を含む現像ローラと、
前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整可能なトナー濃度調整手段と、
前記現像ローラに液体現像剤を介して接触して配置される導電部材と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を発生可能な電位差発生手段と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に通電する電流を検知する電流検知手段と、
前記トナー濃度調整手段と前記電位差発生手段とを制御可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電位差発生手段により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発生させた際に、前記電流検知手段による検知結果の変化に応じて、前記トナー濃度調整手段により前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー濃度調整手段は、前記現像ローラに隙間を空けて対向して配置され、前記現像ローラとの間で電位差が設定されることにより、前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整可能な製膜電極であり、
前記制御部は、前記電流検知手段による検知結果の変化に応じて、前記現像ローラと前記導電部材との間の電位差を調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記導電部材は、前記現像ローラに担持された液体現像剤の濃度を調整可能な絞りローラである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電部材は複数設けられ、前記現像ローラに担持された液体現像剤の濃度を調整可能な絞りローラと、前記現像ローラに担持された液体現像剤を清掃する清掃ローラとである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転可能であり、導電剤を含む現像ローラと、
前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整可能なトナー濃度調整手段と、
前記現像ローラに液体現像剤を介して接触して配置される導電部材と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を発生可能な電位差発生手段と、
前記現像ローラと前記導電部材との間に通電する電流を検知する電流検知手段と、
前記トナー濃度調整手段と前記電位差発生手段とを制御可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、既知のトナー濃度を有する基準液体現像剤を前記現像ローラに担持して、前記電位差発生手段により前記電位差を発生させ、前記電流検知手段による検知結果に基づいて前記現像ローラの抵抗値を算出する第１のモードと、前記電位差発生手段により前記電位差を発生させ、前記電流検知手段による検知結果と前記現像ローラの抵抗値とに基づいて前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を算出する第２のモードと、を切り換えて実行可能であり、画像形成時に前記第２のモードを実行することにより算出された液体現像剤のトナー濃度に応じて、前記トナー濃度調整手段により前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記現像ローラに供給する前の液体現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、
前記制御部は、前記基準液体現像剤のトナー濃度を前記トナー濃度検知手段によって検知することにより、前記基準液体現像剤の既知のトナー濃度を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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潜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。
【背景技術】
【０００２】
感光体などの潜像担持体上に形成された静電潜像を荷電した粒子（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。
【０００３】
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。
【０００４】
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（特許文献１参照）。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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６８６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１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、以下のような課題を発生する可能性がある。即ち、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するため、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るという課題がある。このため、上述した画像形成装置では、長期間の使用により現像ローラ上の液体現像剤のトナー濃度の検知精度が低下することにより、画像形成時に現像ローラ上に製膜される液体現像剤のトナー濃度の安定した制御が困難になってしまう。
【０００７】
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、現像ローラに担持された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可能な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】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転可能であり、導電剤を含む現像ローラと、前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整可能なトナー濃度調整手段と、前記現像ローラに液体現像剤を介して接触して配置される導電部材と、前記現像ローラと前記導電部材との間に電位差を発生可能な電位差発生手段と、前記現像ローラと前記導電部材との間に通電する電流を検知する電流検知手段と、前記トナー濃度調整手段と前記電位差発生手段とを制御可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記電位差発生手段により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発生させた際に、前記電流検知手段による検知結果の変化に応じて、前記トナー濃度調整手段により前記現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制御部は、電位差発生手段により現像ローラと導電部材との間に所定の電位差を発生させた際に、電流検知手段による検知結果の変化に応じて、トナー濃度調整手段により現像ローラの表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する。このため、画像形成装置の長期間の使用により現像ローラが変化しても、現像ローラの表面を光学センサにより検出する場合に比べて検知精度が大幅に低下することはなく、そのような継時的な変化を反映してトナー濃度を常に高精度に測定することができる。これにより、現像ローラに担持された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ができる。
【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を示す概略の断面図である。
【図２】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】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】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】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】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】第１の実施形態に係る画像形成装置における第１のモードの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る画像形成装置における第２のモードの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る画像形成装置における第２のモードの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】各実施例に係る画像形成装置における画像形成枚数と画像濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
画像形成ユニット１０は、トナー像を担持して移動する感光ドラム（像担持体）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。
【００１５】
感光ドラム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の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。
【００１６】
帯電器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）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。
【００１７】
レーザ露光装置１１は、帯電器２１よりもＲ１方向下流側で暗部電位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にまで電位降下を起こし、感光ドラム２０の表面上に静電潜像を形成する。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。
【００１８】
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に供給する前の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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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３１と、現像液槽３２と、製膜電極（トナー濃度調整手段）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。
【００２５】
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ニップ部が形成される。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。尚、本実施形態で用いる現像ローラ３１の体積抵抗率は、ばらつきも含めて１×１０２〜１×１０１２Ω・ｃｍである。即ち、現像ローラ３１は、トナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転可能であり、導電剤を含む。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整可能である。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１３．０±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。
【００２９】
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。
【００３０】
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２６．０±６．０ｗｔ％となる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
現像ローラ３１には現像ローラ電源（電位差発生手段）７３が接続され、絞りローラ３４には絞りローラ電源（電位差発生手段）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。これらの電源７３，７４，７８はＣＰＵ７１に接続されており、ＣＰＵ７１により制御され、現像ローラ３１と絞りローラ３４又は清掃ローラ３５との間に電位差を発生可能である。また、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。
【００３４】
制御部７０は、各電源７３，７４，７８を制御可能である。そして、制御部７０は、各電源７３，７４により現像ローラ３１と絞りローラ３４との間に所定の電位差を発生させた際に、電流検知センサ７５による検知結果の変化に応じて、製膜電極３３により現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する。また、制御部７０は、電流検知センサ７５による検知結果の変化に応じて、現像ローラ３１と絞りローラ３４との間の電位差を調整する。
【００３５】
本実施形態では、制御部７０は、第１のモードと第２のモードとを切り換えて実行可能である。第１のモードでは、制御部７０は、既知のトナー濃度を有する基準液体現像剤を現像ローラ３１に担持して、各電源７３，７４により電位差を発生させ、電流検知センサ７５による検知結果に基づいて現像ローラ３１の抵抗値を算出する。第２のモードでは、制御部７０は、各電源７３，７４により電位差を発生させ、電流検知センサ７５による検知結果と現像ローラ３１の抵抗値とに基づいて現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を算出する。そして、制御部７０は、画像形成時に第２のモードを実行することにより算出された液体現像剤のトナー濃度に応じて、製膜電極３３により現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する。本実施形態では、制御部７０は、基準液体現像剤のトナー濃度を現像剤濃度センサ３９ａによって検知することにより、基準液体現像剤の既知のトナー濃度を取得する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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−８００Ｖ）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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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の手前における現像ローラ３１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、シートＳに出力される画像の画質安定化のために重要となる。
【００４５】
そこで、本実施形態の画像形成装置１による画像形成処理では、それぞれの現像装置３０において、トナー濃度を高精度に検知するために、以下の手順を実行する。ここでは、各画像形成ユニット１０において、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を計測し、その結果に基づいて現像ローラ３１に担持された液体現像剤中のトナー濃度を判定する。
【００４６】
但し、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、例えば図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。上記方法で現像ローラ３１に担持された液体現像剤中のトナー濃度を判定するためには、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇを検知する必要がある。
【００４７】
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剤を現像ローラ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合わせて現像ローラ３１の表層３１ｂの電気抵抗を求めておく。そして、その結果を使用して、画像形成時の現像ローラ３１上に担持された現像剤のトナー濃度の判定を行う。以下、まず、既知のトナー濃度を有する基準液体現像剤を現像ローラ３１に担持して、各電源７３，７４により電位差を発生させ、電流検知センサ７５による検知結果に基づいて現像ローラ３１の抵抗値Ｒｇを算出する第１のモードについて説明する。続いて、各電源７３，７４により電位差を発生させ、電流検知センサ７５による検知結果と現像ローラ３１の抵抗値Ｒｇとに基づいて現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を算出する第２のモードについて説明する。
【００４８】
最初に、第１のモードについて説明する。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。
【００４９】
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      （数式１）
【００５０】
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。尚、ここでは抵抗値Ｒｇを液体現像剤の利用により算出しているが、これには限られず、液体現像剤の代わりにキャリア液の利用により算出しても良い。この場合、キャリア液の抵抗値Ｒｃを事前に取得して利用する。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）｝      （数式２）
【００５１】
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基準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１×１０８〜１×１０１３Ω・ｃｍであり、本実施形態の系で計測される抵抗値は略１×１０７Ωである。また、トナー粒子の体積抵抗率は、１×１０１２〜１×１０１４Ω・ｃｍである。
【００５２】
次に、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値を測定する第１のモードの処理手順について、図７に示す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、第１のモードの実施は、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、次に第１のモードを実施するまでは、前回の第１のモードで測定され記憶された抵抗値Ｒｇの値を使う。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、第１のモードを実行する。
【００５３】
第１の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。
【００５４】
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３から液体現像剤の抵抗値Ｒｄを算出する（ステップＳ２）。即ち、制御部７０は、液体現像剤（基準液体現像剤）のトナー濃度を現像剤濃度センサ３９ａによって検知することにより、液体現像剤の既知のトナー濃度を取得する。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。
【００５５】
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）。制御部７０は、電流Ｉの測定を、１ｓに１回、連続して計５回繰り返す。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）。その後、制御部７０は、５回連続して算出された現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇの平均値を算出し、その時点の現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇとしてメモリ９１に記憶する（ステップＳ８）。そして、制御部７０は、第１のモードの処理を終了する。
【００５６】
次に、第２のモードについて説明する。ここでは、再度、図４を参照して、現像ローラ３１と絞りローラ３４のニップ部３１ｎにおいて、液体現像剤及び現像ローラ３１の表層３１ｂが構成する電気抵抗の等価回路を考える。絞りローラ３４と現像ローラ３１との間に一定の電圧ΔＶを印加して両ローラ３１，３４間に流れる電流Ｉを計測する場合、液体現像剤の抵抗値Ｒｄ＝Ｒｃ＋Ｒｔは、数式１を用いて数式３のように表される。
Ｒｄ＝（ΔＶ／Ｉ）−Ｒｇ      （数式３）
【００５７】
よって、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇが既知であれば、現像ローラ３１と絞りローラ３４との間の印加電圧ΔＶと発生する電流Ｉとから、現像ローラ３１の表層３１ｂに担持された液体現像剤の抵抗値Ｒｄが求められる。本実施形態では、第１のモードにおいて記憶した抵抗値Ｒｇを用いることができる。また、液体現像剤中のトナー濃度Ｔ／Ｄと液体現像剤の抵抗値Ｒｄとの関係は、既知のキャリア液の抵抗値Ｒｃ及び既知の係数ａとから数式２を用いて数式４のように表される。
Ｔ／Ｄ＝（１／ａ）（（１／Ｒｄ）―（１／Ｒｃ））      （数式４）
【００５８】
次に、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇから現像ローラ３１に担持された液体現像剤のトナー濃度を算出する第２のモードの処理手順について、図８に示すフローチャートに沿って説明する。ここでは、第２のモードの実行後、算出したトナー濃度を製膜電極３３に印可する電圧へフィードバックすることにより、製膜電極３３と現像ローラ３１との間で現像ローラ３１に担持された液体現像剤のトナー濃度を最適化する処理手順も含めて説明する。即ち、制御部７０は、画像形成時に第２のモードを実行することにより算出された液体現像剤のトナー濃度に応じて、製膜電極３３により現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する。
【００５９】
第２の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Ｓ１０）。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。続けて、制御部７０は、現像ローラ３１に−４００Ｖの電圧を印可する（ステップＳ１１）。
【００６０】
そして、制御部７０は、製膜電極３３に初期では−５２０Ｖ、その他の場合は直前に最適化された電圧を印可する（ステップＳ１２）。このとき、液体現像剤に分散されている負帯電トナーの一部が、現像ローラ３１と製膜電極３３との間の電位差により現像ローラ３１側に引き寄せられる。尚、現像液槽３２に供給される液体現像剤のＴ／Ｄは、現像剤ミキサ３９内に設けられた現像剤濃度センサ３９ａを用いて、７．５±２．５ｗｔ％になるよう制御されている。この場合、初期状態では現像ローラ３１に対して製膜電極３３の電位差が−１２０Ｖで、現像ローラ３１上に担持される液体現像剤中のＴ／Ｄは１５．０±３．０ｗｔ％となる。但し、画像形成装置１の使用に伴い、現像液槽３２内の液体現像剤のＴ／Ｄや現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗率の過度な増加などにより、この限りではなくなる。
【００６１】
この状態で、制御部７０は、絞りローラ３４に−４５０Ｖの電圧を印可する（ステップＳ１３）。このとき、現像ローラ３１に対して絞りローラ３４は−５０Ｖの電位差があり、現像ローラ３１から絞りローラ３４に対して流れる電流Ｉを電流検知センサ７５で測定する（ステップＳ１４）。この際、両ローラ３１，３４間の液体現像剤及び現像ローラ３１の表層３１ｂは抵抗体（それぞれ電気抵抗はＲｄ、Ｒｇ）として作用する。
【００６２】
得られた現像ローラ３１と絞りローラ３４との間の電流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、第１のモードにおいてメモリ７２に記憶された抵抗値Ｒｇを参照し、数式３を用いて両ローラ３１，３４間の現像ローラ３１上に担持された液体現像剤の抵抗値Ｒｄを算出する（ステップＳ１５）。そして、制御部７０は、算出された液体現像剤の抵抗値Ｒｄ、既知のキャリア液の抵抗値Ｒｃ、係数ａを用いて、数式４により液体現像剤のトナー濃度を算出する（ステップＳ１６）。
【００６３】
本実施形態では、現像ローラ３１上の液体現像剤のＴ／Ｄの目標範囲は、１５．０±３．０ｗｔ％としている。そこで、制御部７０は、実際に現像ローラ３１上に担持された液体現像剤のＴ／Ｄが目標範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。制御部７０が、現像ローラ３１上に担持された液体現像剤のＴ／Ｄは目標範囲内ではないと判断した場合は、製膜電極３３に印加する電圧を最適化して現像ローラ３１上の液体現像剤のＴ／Ｄを調整する（ステップＳ１８）。制御部７０は、製膜電極３３に印加する電圧の調整後、再度、現像ローラ３１から絞りローラ３４に対して流れる電流Ｉを電流検知センサ７５で測定する（ステップＳ１４）。制御部７０が、現像ローラ３１上に担持された液体現像剤のＴ／Ｄは目標範囲内であると判断した場合は、製膜電極３３に印加する電圧を変えずに次の画像形成に進む。また、制御部７０は、画像形成が終了したか否かを判断し（ステップＳ１９）、終了していないと判断した場合は再度、現像ローラ３１から絞りローラ３４に対して流れる電流Ｉを電流検知センサ７５で測定する（ステップＳ１４）。一方、制御部７０は、画像形成が終了したと判断した場合は、第２のモードの処理を終了する。
【００６４】
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、各電源７３，７４により現像ローラ３１と絞りローラ３４との間に所定の電位差を発生させる。そして、電流検知センサ７５による検知結果の変化に応じて、製膜電極３３により現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する。このため、画像形成装置１の長期間の使用により現像ローラ３１が変化しても、現像ローラ３１の表面を光学センサにより検出する場合に比べて検知精度が大幅に低下することはなく、継時的な変化を反映してトナー濃度を常に高精度に測定することができる。これにより、現像ローラ３１に担持された液体現像剤のトナー濃度を長期間に亘って高精度に検知することができる。
【００６５】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、トナー濃度調整手段として製膜電極３３を適用しているので、絞りローラ３４の上流側において液体現像剤のトナー濃度を調整することができる。このため、絞りローラ３４を使用して液体現像剤の抵抗値Ｒｄを算出し、その上流側で濃度を調整するようフィードバック制御することができるので、高精度な濃度調整を実現することができる。
【００６６】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、現像ローラ３１に通電するための導電部材として、絞りローラ３４を適用している。絞りローラ３４は、液体現像剤が現像ローラ３１上に製膜された後の最上流に位置し、形成する画像の影響を受けず、また電極とみなしたときに分担電圧の考慮が不要な金属からなることから、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できる。
【００６７】
＜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、電位差発生手段としては清掃ローラ電源７８、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上に担持された液体現像剤のトナー濃度を算出して制御する。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。
【００６８】
本実施形態においても、現像ローラ３１上の液体現像剤のトナー濃度を算出するにあたり、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇを取得することが必要条件となる。そこで、本実施形態では、第１の実施形態と同様に第１のモードを実行し、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇを測定しておく。即ち、本実施形態においても、現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇは、毎朝の画像形成装置１の電源オン時に、第１のモードを実行して取得する。キャリア液の抵抗値Ｒｃ、及び係数ａは既知である。また、本実施形態では、現像ローラ３１に担持された液体現像剤中のトナー濃度検知の原理は、絞りローラ３４の替わりに清掃ローラ３５を用いること以外は第１の実施形態の第２のモードと同様である。
【００６９】
次に、本実施形態における現像ローラ３１の表層３１ｂの抵抗値Ｒｇから現像ローラ３１に担持された液体現像剤のトナー濃度を算出する第２のモードの処理手順について、図９に示すフローチャートに沿って説明する。ここでも、第２のモードの実行後、算出したトナー濃度を製膜電極３３に印可する電圧へフィードバックすることにより、製膜電極３３と現像ローラ３１との間で現像ローラ３１に担持された液体現像剤のトナー濃度を最適化する処理手順も含めて説明する。尚、本処理手順において、第１の実施形態の処理手順（図８参照）と同様の部分は詳細な説明を省略する。
【００７０】
尚、本実施形態では、画像形成後に現像ローラ３１と清掃ローラ３５とのニップに送られてくる液体現像剤のトナー濃度は、現像ローラ３１と感光ドラム２０との間で画像形成のために消費されるトナーの量で変わってくる。そのため、本実施形態では、第２のモードも画像形成と同時には行なわず、画像形成休止時に略３０ｓの専用のモードを設けて行なう。
【００７１】
第２の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Ｓ２０）。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、清掃ローラ３５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。続けて、制御部７０は、現像ローラ３１に−４００Ｖの電圧を印可する（ステップＳ２１）。制御部７０は、製膜電極３３に直前に最適化された電圧を印可する（ステップＳ２２）。このとき、液体現像剤に分散されている負帯電トナーの一部が、現像ローラ３１と製膜電極３３との間の電位差により現像ローラ３１側に引き寄せられる。
【００７２】
この状態で、制御部７０は、絞りローラ３４に−４００Ｖの電圧を印可する（ステップＳ２３）。現像ローラ３１と絞りローラ３４との間は等電位であるため、両ローラ３１，３４間を通過する液体現像剤のトナー濃度は、ニップ部３１ｎの前後で変化しない。更に、制御部７０は、清掃ローラ３５に−３５０Ｖの電圧を印可する（ステップＳ２４）。このとき、清掃ローラ３５に対して現像ローラ３１は−５０Ｖの電位差があり、制御部７０は、清掃ローラ３５から現像ローラ３１に対して流れる電流Ｉを電流検知センサ７９で測定する（ステップＳ２５）。この際、両ローラ３１，３５間の液体現像剤及び現像ローラ３１の表層３１ｂは抵抗体（それぞれ電気抵抗はＲｄ、Ｒｇ）として作用する。
【００７３】
得られた清掃ローラ３５と現像ローラ３１との間の電流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、第１のモードにおいてメモリ７２に記憶された抵抗値Ｒｇを参照し、数式３を用いて両ローラ３１，３５間の現像ローラ３１上に担持された液体現像剤の抵抗値Ｒｄを算出する（ステップＳ２６）。そして、制御部７０は、算出された液体現像剤の抵抗値Ｒｄ、既知のキャリア液の抵抗値Ｒｃ、係数ａを用いて、数式４により液体現像剤のトナー濃度を算出する（ステップＳ２７）。
【００７４】
本実施形態でも、現像ローラ３１上の液体現像剤のＴ／Ｄの目標範囲は、１５．０±３．０ｗｔ％としている。そこで、制御部７０は、実際に現像ローラ３１上に担持された液体現像剤のＴ／Ｄが目標範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２８）。制御部７０が、現像ローラ３１上に担持された液体現像剤のＴ／Ｄは目標範囲内ではないと判断した場合は、製膜電極３３に印加する電圧を最適化して現像ローラ３１上の液体現像剤のＴ／Ｄを調整する（ステップＳ２９）。制御部７０は、製膜電極３３に印加する電圧の調整後、再度、現像ローラ３１から清掃ローラ３５に対して流れる電流Ｉを電流検知センサ７５で測定する（ステップＳ２５）。一方、制御部７０が、現像ローラ３１上に担持された液体現像剤のＴ／Ｄは目標範囲内であると判断した場合は、製膜電極３３に印加する電圧を変えずに、製膜電極３３に印加する電圧をメモリ９１に記憶し（ステップＳ３０）、第２のモードの処理を終了する。
【００７５】
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、各電源７３，７４により現像ローラ３１と清掃ローラ３５との間に所定の電位差を発生させる。そして、電流検知センサ７５による検知結果の変化に応じて、製膜電極３３により現像ローラ３１の表面上の液体現像剤のトナー濃度を調整する。このため、画像形成装置１の長期間の使用により現像ローラ３１が変化しても、現像ローラ３１の表面を光学センサにより検出する場合に比べて検知精度が大幅に低下することはなく、継時的な変化を反映してトナー濃度を常に高精度に測定することができる。これにより、現像ローラ３１に担持された液体現像剤のトナー濃度を長期間に亘って高精度に検知することができる。
【００７６】
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。即ち、第２の実施形態では、画像形成を休止させて行なう必要がある。そのため、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。
【００７７】
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。
【００７８】
また、第１及び第２の実施形態では、トナー濃度調整手段として製膜電極３３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、現像剤ミキサ３９等、液体現像剤の補給制御における現像液槽３２内の液体現像剤のトナー濃度調整等を適用することができる。
【００７９】
＜実施例１＞
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、画像形成枚数と画像濃度との関係を求めた。ここでは、画像形成は、感光ドラム２０上の画像部／非画像部の表面電位をそれぞれ−２００Ｖ／−６００Ｖ、現像ローラ３１／絞りローラ３４／清掃ローラ３５への各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、実施例１の画像形成装置１によれば、現像ローラ３１上に製膜される液体現像剤のトナー濃度を精度よく所望の値に制御でき、長期に亘って画像濃度を適正に保つことが可能であることが確認された。
【００８０】
＜実施例２＞
上述した第１の及び第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、画像形成枚数と画像濃度との関係を求めた。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１の及び第２の実施形態を併用することにより、現像ローラ３１上に製膜される液体現像剤のトナー濃度をより精度よく所望の値に制御できることが確認された。また、実施例２の画像形成装置１によれば、第１の及び第２の実施形態を併用することにより、長期に亘って画像濃度を適正に保つことが可能であることが確認された。
【００８１】
＜比較例＞
現像ローラ３１の表面に対向して設けられた光学センサを用いて、現像ローラ３１上に製膜される液体現像剤のトナー濃度を検知する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、画像形成枚数と画像濃度との関係を求めた。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１では、画像形成枚数の増加に伴い、画像濃度が低下した。このため、実施例１，２と異なり、現像ローラ３１上に製膜される液体現像剤のトナー濃度を精度よく所望の値に制御できず、長期に亘って画像濃度を適正に保つことが困難であることが確認された。
【符号の説明】
【００８２】
１…画像形成装置、３１…現像ローラ、３３…製膜電極（トナー濃度調整手段）、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（電位差発生手段）、７４…絞りローラ電源（電位差発生手段）、７５…電流検知センサ（電流検知手段）、７８…清掃ローラ電源（電位差発生手段）、７９…電流検知センサ（電流検知手段）、Ｃ…キャリア液、Ｄ…液体現像剤、Ｔ…トナー。
【図１】
2018091962.tif 000003
【図２】
2018091962.tif 000004
【図３】
2018091962.tif 000005
【図４】
2018091962.tif 000006
【図５】
2018091962.tif 000007
【図６】
2018091962.tif 000008
【図７】
2018091962.tif 000009
【図８】
2018091962.tif 000010
【図９】
2018091962.tif 000011
【図１０】
2018091962.tif 000012