(57)【要約】 【課題】  誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤を用いて現像をおこなう画像形成装置において、現像剤担持体の表面を傷つけることなく現像剤担持体表面に液体現像剤の薄層形成を行い、長期に渡り高品位な画像を得る。【解決手段】  誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤１４の薄層を現像ローラ１１表面に形成して感光体１上の静電潜像を現像する画像形成装置において、液体現像剤をインクジェット方式のヘッド１２より吐出させ現像ローラ１１表面に付着させることで現像ローラ表面に液体現像剤の薄層を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤の薄層を現像剤担持体表面に形成して該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、
上記現像剤担持体表面に上記液体現像剤の薄層を形成する手段が該液体現像剤をインクジェット方式のヘッドより吐出させて該現像剤担持体表面に付着させるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記インクジェット方式のヘッドは、該ヘッド内に貯留される液体現像剤を吐出する吐出口と、該吐出口から液体現像剤が吐出するよう駆動する駆動素子とを備え、該駆動素子の駆動周波数が可変となるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、上記インクジェット方式のヘッドは、該ヘッド内に貯留される液体現像剤を吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口に対応して該吐出口から該液体現像剤が吐出するよう駆動する複数の駆動素子とを、上記現像剤担持体の移動方向と垂直な方向に並べたライン形状のヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、上記複数の駆動素子毎に駆動周波数が可変となるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２または４の画像形成装置において、上記駆動素子の駆動周波数が可変となるようＰＷＭ信号を使用したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記像担持体に対する上記現像剤担持体の回転数が可変となるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２、４または５の画像形成装置において、上記現像剤担持体上の液体現像剤の層厚を検出する現像剤層厚検出手段を設け、該現像剤層厚検出手段により検出した現像剤担持体上の液体現像剤の層厚に基づき、上記駆動素子の駆動周波数が可変とするよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、上記現像剤層厚検出手段による液体現像剤の層厚を検出する位置は、画像領域の作成基準位置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７または８の画像形成装置において、上記現像剤層厚検出手段として光学式センサを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８の画像形成装置において、上記現像剤担持体の表面の色が上記液体現像剤の補色であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項1の画像形成装置において、形成する画像サイズの幅方向長さに応じて、上記液体現像剤の薄層を形成する薄層形成領域の幅方向長さが可変となるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、上記液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さが、上記形成する画像サイズの幅方向長さより長くなるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２の画像形成装置において、画像形成動作前に形成する画像サイズに応じて上記液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さを可変するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１１、１２または１３の画像形成装置において、上記形成する画像サイズに応じて上記液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さを可変する機能は画像データを送信することによりおこなうよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項1、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の画像形成装置において、上記インクジェット方式のヘッドを上記現像剤担持体の重力方向上側に配置し、該液体現像剤が吐出される吐出孔が該現像剤担持体と並行となるように配置したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に適用される画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置に採用される現像装置としては、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤を用いたものが広く知られている。図１５に、液体現像剤を用いた現像装置の一例の概略構成図を示す。図１５の現像装置は、現像剤担持体としての現像ローラ１１と、液体現像剤を収容する現像剤タンク１３と、現像ローラ１１表面に液体現像剤１４の薄層を形成する薄層形成手段としてのアニロクスローラ５０とを備えている。現像ローラ１１は、例えばゴムの表面に樹脂コーテングした弾性体からなり、像担持体としての感光体１に当接するよう配置されている。アニロクスローラ５０は表面をローレット状の凹凸に加工された金属製のローラであり、その下部が現像剤タンク１３内の液体現像剤液１４に浸り、かつ、その上部が現像ローラ１１に当接するよう配置されている。アニロクスローラ５０は、その凹凸に加工された表面により現像剤タンク１３内の液体現像剤１４を担持して現像ローラ１１との当接部まで搬送し、現像ローラ１１表面に液体現像剤１４を塗布して薄層を形成する。このようにして現像ローラ３の表面に形成された液体現像剤の薄層は、感光体１との当接部において、感光体１上に形成された静電潜像を現像する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記アニロクスローラ５０を用いた薄層形成方法では、アニロクローラ５０と現像ローラ１１とが当接しているため、金属製のアニロクスローラ５０の表面に加工されたローレット状の凹凸が弾性体からなる現像ローラ１１の表面を傷つけてしまう。このため、縦スジのある画像が発生するという問題が発生していた。また、金属製のアニロクスローラ５０が現像ローラ１１を傷つけた際に発生する異物が液体現像剤中に混入し異常画像を発生させてしまうという問題も引き起こしていた。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤を用いて現像をおこなう画像形成装置において、現像剤担持体の表面を傷つけることなく現像剤担持体表面に液体現像剤の薄層形成を行い、長期に渡り高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤の薄層を現像剤担持体表面に形成して該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像剤担持体表面に上記液体現像剤の薄層を形成する手段が該液体現像剤をインクジェット方式のヘッドより吐出させて該現像剤担持体表面に付着させるものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記インクジェット方式のヘッドは、該ヘッド内に貯留される液体現像剤を吐出する吐出口と、該吐出口から液体現像剤が吐出するよう駆動する駆動素子とを備え、該駆動素子の駆動周波数が可変となるよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記インクジェット方式のヘッドは、該ヘッド内に貯留される液体現像剤を吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口に対応して該吐出口から該液体現像剤が吐出するよう駆動する複数の駆動素子とを、上記現像剤担持体の移動方向と垂直な方向に並べたライン形状のヘッドであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記複数の駆動素子毎に駆動周波数が可変となるよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項５の発明は、請求項２または４の画像形成装置において、上記駆動素子の駆動周波数が可変となるようＰＷＭ信号を使用したことを特徴とするするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記像担持体に対する上記現像剤担持体の回転数が可変となるよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項７の発明は、請求項２、４または５の画像形成装置において、上記現像剤担持体上の液体現像剤の層厚を検出する現像剤層厚検出手段を設け、該現像剤層厚検出手段により検出した現像剤担持体上の液体現像剤の層厚に基づき、上記駆動素子の駆動周波数が可変とするよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記現像剤層厚検出手段による液体現像剤の層厚を検出する位置は、画像領域の作成基準位置であることを特徴とするするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７または８の画像形成装置において、上記現像剤層厚検出手段として光学式センサを用いることを特徴とするするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記現像剤担持体の表面の色が上記液体現像剤の補色であることを特徴とするするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項1の画像形成装置において、形成する画像サイズの幅方向長さに応じて、上記液体現像剤の薄層を形成する薄層形成領域の幅方向長さが可変となるよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、上記液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さが、上記形成する画像サイズの幅方向長さより長くなるよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１１または１２の画像形成装置において、画像形成動作前に形成する画像サイズに応じて上記液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さを可変するよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１１、１２または１３の画像形成装置において、上記形成する画像サイズに応じて上記液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さを可変する機能は画像データを送信することによりおこなうよう構成したことを特徴とするするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項1、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の画像形成装置において、上記インクジェット方式のヘッドを上記現像剤担持体の重力方向上側にし、該液体現像剤が吐出される吐出孔が該現像剤担持体と並行となるよう配置したことを特徴とするするものである。
【０００６】
これらの画像形成装置においては、液体現像剤をインクジェット方式のヘッドにより吐出させ現像剤担持体表面に付着させて液体現像剤の薄層形成をおこなう。このように、アニロクスローラ等の現像剤担持体に接触する部材を用いることなく薄層形成をおこなうので、薄層形成時に現像剤担持体表面を傷つける虞がない。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１乃至１５の発明によれば、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤を用いて現像をおこなう画像形成装置において、現像剤担持体の表面を傷つけることなく液体現像剤の薄層形成を行い、長期に渡り高品位な画像を得ることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を、画像形成装置に適用した実施形態について説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、像担持体としてのドラム状の感光体１に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、除電装置６、クリ−ニング装置７等が配置されている。また、感光体１を図１中反時計回りに回転駆動する感光体駆動モータ９を備えている。感光体１の回転方向に対して現像装置４より下流で転写装置より上流部に感光体１上のトナー層厚測定のための反射型の光センサ８が設けられている。また、図示しないが、転写紙を搬送する給紙部と、転写紙の搬送方向に関して転写装置５よりも下流側に配置される定着装置とを備えている。
【０００９】
次に、本実施形態の画像形成装置の動作について説明する。感光体１は帯電装置２により帯電され、露光装置３により画像情報に基づき光照射されることでその表面に静電潜像を形成する。感光体１上の静電潜像は現像装置４により現像されトナー像を形成する。また、給紙部より用紙先端部と画像先端部とが転写装置５の位置で一致するようなタイミングで転写紙が送られ、転写装置５により感光体１上のトナー像が転写紙に転写される。その後、転写紙は定着装置へ送られ、熱と圧力によりトナーが転写紙に融着されてコピーとして排出される。感光体１は除電装置６にて除電された後、クリーニング装置７により残留トナーを掻き落とされる。
【００１０】
次に、本実施形態の画像形成装置の現像装置４について説明する。本実施形態に現像装置４は、誘電性キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤をもちいた現像装置である。図２は本実施形態の現像装置の概略構成図をしめす斜視図、図３は本実施形態の現像装置の概略構成図をしめす断面図である。現像装置４は、液体現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ１１を備えている。また、この現像ローラ１１を回転駆動する現像ローラ駆動用モータ１８と、現像ローラ１１上の液体現像剤の層厚を検知する反射型の光センサ１７と、現像ローラ１１表面をクリーニングするクリーニングブレード１６とを備えている。また、現像ローラ１１に対向するよう配置されたインクジェット方式のヘッド１２と、液体現像剤１４を貯蔵する現像剤タンク１３と、液体現像剤１４を現像剤タンク１３からインクジェット方式のヘッド１２に供給するポンプ１５とを備えている。液体現像剤１４としては、粘性が２５ｍＰａ・Ｓ以下のものを使用した。
【００１１】
このような現像装置４では、現像剤タンク１３から液体現像剤１４がポンプ１５により汲み上げられ、インクジェット方式のヘッド１２内に貯留されている。インクジェット方式のヘッド１２に現像剤塗布スタート信号が入力されると、インクジェット方式のヘッド１２が駆動され、現像ローラ１１表面に向けて液体現像剤を吐出して、現像ローラ１１表面に付着させて液体現像剤の薄層を形成する。ここで、図２、図３では、現像剤担持体として現像ローラ１１を用いたもので説明したが、図４に示すように現像剤担持体として複数のローラに架張され回転可能な現像ベルト４０をもちいてもよい。
【００１２】
次に、インクジェット方式のヘッド１２の概略構成について説明する。図５は、インクジェット方式のヘッド１２の動作原理をしめす説明図である。インクジェット方式のヘッド１２は、液室２１、共通液室２２、隔壁２３、振動板２５、駆動素子としてのピエゾ振動子２６、ピエゾ振動子の駆動制御部２８、ノズル孔２９と筐体２７とを備えている。共通液室２２は液体現像剤１４を貯蔵する現像剤タンク１３とポンプ１５により連結されている。この共通液室２２と液室２１とは流路２４によりつながっている。液体現像剤１４は、現像剤タンク１３からポンプ１５により共通液室２２に供給され、さらに流路２４を経由して液室２１に供給され貯留される。液室２１の図中上面には振動板２５が設けられ、振動板２５の上面にはピエゾ振動子駆動制御部２８に制御されるピエゾ振動子２６が設けられている。また、液室２１の振動板２５が設けられたれた側と反対側の筐体２７の中央部にはノズル孔２９が設けられている。このような構成のインクジェット方式のヘッド１２では、ピエゾ振動子駆動制御部２８からパルス上の電圧をピエゾ振動子２６に加え、ピエゾ振動子２６を加振することで振動板２５を通じて液室２１内の液体現像剤１４を加圧して、ノズル孔２９より吐出させる。液体現像剤１４がノズル孔２９より吐出すると、液室２１内の圧力が下がる。すると、隔壁２３を隔てた共通液室２２内にポンプ１５を通じて現像剤タンク１３より液体現像剤１４が補給され、共通液室２２より流路２４を通じて液室２１に液体現像剤１４が補給される。
【００１３】
なお、インクジェット方式のヘッド１２は、図５にしめす構造体からなるヘッドが現像ローラ１１の回転方向とは垂直な方向（以下、主走査方向という）に往復運動しながら現像ローラ１１表面に向かって液体現像剤１４を吐出する方式のものでもよい。しかしながら、往復運動に時間がかかってしまい、画像形成スピードをあげることができない。そこで、図２に示すように、ノズル孔２９とこれに対応する液室２１、振動板２５、ピエゾ振動子２６、ピエゾ振動子の駆動制御部２８等からなる上記構造体を複数個、主走査方向に並べたライン形状のヘッドが好ましい。ライン形状のヘッドは、主走査方向に関して、複数のピエゾ振動子２６を同時に駆動して、該方向に関して同時に液体現像剤の薄層を形成できるので、システムの高速化を図ることができる。また、ライン形状のインクジェット方式のヘッド１２は、装置の最大有効画像幅より大きなものとなるよう、上記構造体を並べている。
【００１４】
ところで、従来のアニロクスローラ５０等の塗布部材を用いて現像ローラ１１上に液体現像剤の薄層を形成する装置では、画像サイズが変化した場合も一様に同じ幅の液体現像剤の薄層を形成していた。具体的には、画像サイズが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、薄層形成領域の幅の可変手段がないため、アニロクスローラ５０により現像ローラ１１上に常にＡ３サイズ幅で液体現像剤の薄層を形成する。その後、現像ローラ１１上にはがきサイズの画像が形成され、画像領域だけが感光体１上の潜像に液体現像剤を供給する。そして、現像ローラ１１の画像領域以外の領域に形成された液体現像剤の薄層はクリーニングブレード１６により廃トナーとして回収され破棄される。このため、従来の装置では、液体現像剤の消費に対し、大変無駄の多いものとなっていた。
【００１５】
そこで、本実施形態の画像装置では、インクジェット方式のヘッド１２を用いて、画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域を可変とするような機能を有している。図１０に画像サイズとインクジェット方式のヘッド１２による液体現像剤の薄層形成可能領域をしめす。具体的に、画像サイズに応じて薄層形成領域を可変させる方法としては、メカ的にインクジェット方式のヘッド１２上に設けられたノズル孔２９をテープなどで塞ぐマスキング機構等が考えられる。また、以下に説明するようにシステム（電子写真装置のエンジンを制御する回路）から送信される画像サイズ信号に応じて、ピエゾ振動子２６の駆動制御部２８により制御をおこなってもよい。
【００１６】
図６に、ピエゾ振動子２６の駆動制御部２８の制御回路図を示す。図６に示すように、ピエゾ振動子２６の駆動制御部２８は、画像サイズＤＡＴＡ発生回路、ラッチ群（メモリ）、ピエゾ振動子の駆動回路、カウンタ回路等を有している。画像サイズＤＡＴＡ発生回路は、画像サイズ信号が入力され、これに応じて液体現像剤の吐出の有無信号を生成する。ラッチ群（メモリ）は、この画像サイズＤＡＴＡ発生回路で生成された液体現像剤の吐出の有無信号を受けて画像データとして認識し、１素子単位で保持して、ピエゾ振動子２６の駆動制御する。ピエゾ振動子２６の駆動回路は、ＰＮＰトランジスタ、ＮＰＮトランジスタとこれらのスイッチングトランジスタ機能をＯＮ／ＯＦＦ制御させる為に設けられたＡＮＤ回路からなる。
【００１７】
このようなピエゾ振動子２６の駆動制御部２８による具体的な制御方法としては、まず、画像形成装置本体から画像サイズ信号が送信される。すると、画像サイズＤＡＴＡ発生回路は画像サイズ信号を受けて液体現像剤の吐出の有無信号（図６中ではｎ、ｎ＋１、ｎ＋２．．．．．ｎ＋α）を生成して、ピエゾ振動子２６数と同数設けられたラッチ群（メモリ）に保持する。なお、画像ＤＡＴＡとメモリは対応するものとする。そして、ラッチ群から１素子単位で液体現像剤の吐出の有無信号を制御する駆動有無の信号をピエゾ振動子の駆動回路に送る。この駆動有無の信号で、画像サイズに応じて液体現像剤の吐出の有無信号を制御して、図１０にしめすような、サイズＣ（Ａ３サイズ）〜サイズＡ（はがきサイズ）までの画像領域に応じて液体現像剤の吐出範囲を可変させる。この時、予めピエゾ振動子周波数がＤＡＴＡにてセットされ、ピエゾ振動子２６のＯＮ周期を決定している。なお、このカウンタ値をＤＡＴＡで変更することでピエゾ振動子２６のＯＮ周期を可変可能である。その後、インクジェット方式ヘッド１２の稼動信号にスタート信号が印加されることで、カウンタ回路で予め設定された周期で駆動回路を駆動する。ピエゾ振動子２６を駆動させると、液室２１内の液体現像剤が加圧され、液体現像剤はノズル孔２９から吐出する。
【００１８】
このような画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域を可変する機能はプリント動作前（システムから画像サイズ信号が送信された後のプリント動作に入る前の状態をいう）に行う。これは、切り換えを行うと大きいサイズから小サイズへの変更に関しては画像上の問題は発生しないが、逆の小サイズから大きいサイズへの変更を行うと液体現像剤の薄層形成動作が間に合わず現像できなくなり異常画像の原因となる。また、このように電気的に行うことで、メカ的な稼動機構や部品が不要となり構造が簡素化できる。
【００１９】
いずれにしても、このように、画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域を可変するため、液体現像剤の無駄な消費を大幅に抑えることができる。なお、薄層形成領域の幅は、画像サイズより大きくすることで画像欠けなどの異常画像の発生を防止することができる。
【００２０】
また、上述のように、ピエゾ振動子２６の駆動制御部２８は、周波数を可変する機能を有している。これにより、ノズル孔２９から吐出する液体現像剤１４の量を変化させ、現像ローラ１１上に形成される液体現像剤１４の薄層の層厚変更を行う。以下、これについて詳しく説明する。
【００２１】
ピエゾ振動子２６の駆動制御部２８では、上述のＤＡＴＡにてカウンタ値を変更することでピエゾ振動子２６のＯＮ周期を可変できるように構成されている。詳しくは、ＤＡＴＡ、スタート信号、ＣＬＫからなるストローブ信号を設けることで、液体現像剤１４の吐出周期を可変させ、現像ローラ１１上の液体現像剤１４の層厚を変更することができる。この吐出周期を短くすることで液体現像剤１４の層厚を厚くし、吐出周期を長くすることで液体現像剤１４の層厚を薄くする。
【００２２】
このように、複数のピエゾ振動子２６全部に同時に同じＤＡＴＡを書き込み、カウンタ値を変更することで、複数のピエゾ振動子２６全部の液体現像剤の吐出周期を可変させ、現像ローラ１１上の液体現像剤の層厚を変更することができる。しかしながら、実際のピエゾ振動子２６では、素子の個別のバラツキがヘッドの製造過程において生じてしまい、液体現像剤１４の塗布が均一にできない場合がある。そこで、図７に示すように、ピエゾ振動子２６の素子毎に駆動周波数を可変とする機能を設け、素子毎に現像ローラ１１上の液体現像剤の層厚を変更する。これにより、現像ローラ１１上の液体現像剤１４の層厚のさらなる微調層厚制御が可能となり、均一な層厚を得ることができる。
【００２３】
また、ピエゾ振動子２６の駆動周波数を可変とする機能には、ＰＷＭ信号を使用することが好ましい。図８に、ＰＷＭ信号を使用する制御回路図をしめす。また、図９にピエゾ振動子毎の制御にＰＷＭ信号を使用する場合の制御回路図をしめす。図８、図９にしめすように、ピエゾ振動子２６と直列に抵抗を接続し、ピエゾ振動子２６持つ容量成分と抵抗からなる時定数を持つ回路とする。この回路にパルス状の電圧を印加すると、時定数の不飽和領域で使用することができ、ピエゾ振動子２６に流す電流量を制御できる。これにより、ピエゾ振動子２６の変位量を可変とすることで、液室２１内の圧力を可変とし、ノズル孔２９から吐出する液体現像剤１４の吐出距離および吐出量を変化させる。このように駆動周波数可変とパルスＤＵＴＹ、すなわちＰＷＭ信号を加えることで、さらなる微調層厚制御が可能となり、均一な層厚を得ることができる。
【００２４】
また、上記構造のインクジェット方式のヘッドの他、駆動素子にヒータを使用しているインクジェット方式のヘッドを用いることも可能である。この場合は、ヒータのＯＮ時間の制御のみで液温をコントロールすることで、上記液室２１内の圧力変化が可能となる。言い換えれば、ヒータＯＮ時間のＤＵＴＹを変化させることで、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、現像ローラ１１上に形成される液体現像剤薄層の層厚の変更は、光センサ１７にて現像ローラ１１上の液体現像剤の層厚を検知して、この結果に基づきフィードバック制御するような変更でもよい。また、光センサ８にて感光体１上のトナー層厚を測定して、この結果に基づきフィードバック制御するような層厚の変更でもよい。このようなフィードバック制御するような層厚の変更で、正確なプロセスコントロールを実現することができる。
【００２６】
図１３に現像ローラ１１上の液体現像剤１４の層厚を検知して、フィードバック制御をおこなう回路図をしめす。この場合は、予めＲＯＭ内に反射光量とインクジェット方式ヘッドに与えるストローブ信号の周波数の関係をデータテーブル化して有している。制御の具体的な方法としては、インクジェット方式ヘッド１２で現像ローラ１１上に液体現像剤１４を帯状ベタパターンになるよう吐出する。この現像ローラ１１上に液体現像剤１４を帯状ベタパターンの層厚を検知する光センサ１７にて検知する。光センサ１７は、現像ローラ１１表面上の帯状ベタパターン反射光量を計測し、計測結果をＣＰＵに設けられたＡ/Ｄコンバータの入力端子にとり込む。取り込まれた値により、ＣＰＵは予めＲＯＭ内に設けられた反射光量とインクジェット方式ヘッドに与えるストローブ信号の周波数の関係からストローブ信号のＯＮ周期を求め、データバスを通じストローブ信号発生回路に現像液の吐出周期を変更する様に指示する。以上の事を繰り返し行うことで現像ローラ１１表面上の液体現像剤の層厚は狙いの値になる様に制御される。
【００２７】
また、上述のインクジェット方式のヘッド１２の駆動時間を可変とする他、現像ローラ１１の回転数を可変とすることで、現像ローラ１１上に形成される液体現像剤薄層の層厚の変更を行うこともできる。上記図１３には、上記液体現像剤１４の層厚を検知してこの結果に基づきフィードバック制御する場合において、現像ローラ１１の回転数を可変とする場合も示されている。この場合は、予めＲＯＭ内に反射光量と感光体１と現像ローラ１１との線速差の関係をデータテーブル化して有している。また、現像ローラ１１を駆動する現像モータ駆動用のＳＴＰ−Ｍ（ステッピングモータ）パルス発生回路、ドライバー回路等を有している。制御の具体的な方法としては、上述のように、インクジェット方式ヘッド１２で現像ローラ１１上に液体現像剤１４を帯状ベタパターンになるよう吐出する。この現像ローラ１１上に液体現像剤１４を帯状ベタパターンの層厚を検知する光センサ１７にて検知する。光センサ１７は、現像ローラ１１表面上の帯状ベタパターン反射光量を計測し、計測結果をＣＰＵに設けられたＡ/Ｄコンバータの入力端子にとり込む。取り込まれた値により、ＣＰＵは予めＲＯＭ内に設けられた反射光量と感光体１と現像ローラ１１との線速差の関係から、感光体１と現像ローラ１１との線速差を求める。次に、この線速差から現像ローラ１１の回転を決定しているＳＴＰ-Ｍ１８の回転数を求めデータバスを通じＳＴＰ-Ｍパルス発生回路への回転指示を出し、感光体１と現像ローラ１１の線速差を与える。以上の事から感光体１と現像ローラ１１の線速差を変化させ、現像ローラ１１表面上の液体現像剤の層厚は狙いの値になる様に制御される。
【００２８】
さらに、上記インクジェット方式のヘッド１２の駆動時間を可変とするものと、現像ローラ１１の回転数を可変とするものを組み合わせることで、さらなる液体現像剤の層厚の微調整が可能となる。
【００２９】
なお、現像ローラ１１上の液体現像剤の層厚の変化を検出するものでは、現像ローラ１１上の現像液塗布厚を検出する手段の光センサ１７を、図１３に示すように、画像領域の作成基準位置側に設けて検出をおこなう。画像領域の作成基準位置側でおこなうと、画像サイズに応じて光センサ１７の検出位置を変更する必要がなくなり、コスト、故障率の点でも反対側でおこなう場合に比較しメリットがあるためである。
【００３０】
また、本実施形態の画像形成装置をカラー画像作成用のものとする場合、各色カラーの液体現像剤を用いる現像装置を設け、各現像装置にて各色トナー像を形成し、これを重ねあわせる。このとき、各色液体現像液に対応する各現像ローラの表面の色を液体現像剤の補色とすることが好ましい。上述のように、現像ローラ１１上の液体現像剤の層厚の検出は、反射型の光センサ１７にて、液体現像剤１４の帯状ベタパターンの反射光量を計測することでおこなう。ここで、光センサ１７は、発光素子ＲＧＢ色を光源とするがＬＥＤが点灯し、現像ローラ１１上の液体現像剤１４を透過し、現像ローラ１１表面から反射した戻り光を光センサ１７内に設けられたフィルターを通して受光素子で受光する。このとき、現像ローラ１１表面が液体現像剤１４と補色であると、戻り光を大きくとることができ、信号の変化量を細かく監視することができる。よって、精度のよい層厚調整が可能となる。具体的には、フルカラーのＹ（イエロー），Ｍ（マジェンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（クロ）の液体現像剤を用いるものでは、Ｙに対しＢ（ブルー）、Ｍに対しＧ（グリーン）、Ｃに対しＲ（レッド）、Ｋに対しＷ（ホワイト）を現像ローラの表面色とするとよい。
【００３１】
また、図３にしめす現像装置４では、インクジェット方式のヘッド１２を現像ローラ１１の側方に配置しているため、液体現像剤を現像ローラ１１まで飛ばして付着させるだけの圧力を液体現像剤１４に加える必要があった。そこで、図１１にしめすように、インクジェット方式のヘッド１２を現像ローラ１１の上側に配置し、インクジェット方式のヘッド１２のノズル孔２９と現像ローラ１１の表面とが並行となるようにするとよい。このような配置では、液体現像剤１４の吐出方向は重力方向であり、液体現像剤１４の自重が加わるため、ノズル孔２９から吐出された液体現像剤１４は自重で現像ローラ１１上に落下し付着して薄層を形成する。このため、加える圧力が少なくてすむ。これらのことから、あまり圧力を要さない振動子が使用できる、ヘッドの構造が高圧に耐える必要がない、制御的にも振動子の変形量を必要としない、振動子に流す電流も少なくできる等のメリットがある。また、ノズル孔２９から現像ローラ１１までの距離が無関係となるため、システムレイアウト上の自由度も増える。
よって、インクジェット方式のヘッド１２を現像ローラ１１の上側に配置し、インクジェット方式のヘッド１２のノズル孔２９と現像ローラ１１との表面が並行となる配置が好ましい。図１２に、現像担持体として現像ベルト４０を用いた場合において、インクジェット方式のヘッド１２を現像ベルト４０の上側に配置し、ノズル孔２９と現像ベルト表面とが並行となるようにしたものの概略構成図をしめす。この場合も、上記と同様のメリットが得られる。
【００３２】
以上、本実施形態で述べたように、インクジェット方式のヘッド１２により液体現像剤１４を吐出し、現像剤担持体としての現像ローラ１１表面に付着させて薄層形成をおこなう。このように、アニロクスローラ等の現像ローラ１１に接触する部材を用いること薄層形成をおこなうので、薄層形成時に現像ローラ１１表面を傷つける虞がない。よって、長期に渡り高品位な画像を得ることができる。
また、インクジェット方式のヘッドは、ヘッド１２内に貯留される液体現像剤１４をノズル孔２９から液体現像剤を吐出するよう駆動するピエゾ振動子２６の駆動周波数が可変となるようにする。これにより、液体現像剤を吐出量が可変となり、現像ローラ表面に形成される液体現像剤の層厚を変化させることができる。
また、インクジェット方式のヘッドはヘッド１２内に貯留される液体現像剤を吐出する複数の吐出口と、複数の吐出口に対応して吐出口から液体現像剤が吐出するよう駆動する複数のピエゾ振動子とを、現像ローラの移動方向と垂直な方向に並べたライン形状のヘッドであるものとする。このようなライン形状のヘッドを採用てし、複数のピエゾ振動子を同時に駆動して、現像ローラの軸方向に同時に薄層を形成する。これにより、システムの高速化がおこなえる。
また、複数のピエゾ振動子毎に駆動周波数を可変とすることで、素子毎の制御が可能となり、現像ローラ軸方向に関して形成される液体現像剤の層厚の微調整ができる。
また、ピエゾ振動子の駆動周波数を可変とする際、ＰＷＭ信号を使用することで、現像ローラ表面に形成される液体現像剤の層厚のさらなる微調整が可能となる。
また、感光体１に対する現像ローラの回転数が可変とすることで、現像ローラ表面に形成される液体現像剤の層厚の調整し、感光体に対する液体現像剤供給量を変化させることができる。
また、現像ローラ上の液体現像剤の層厚を検出する現像剤層厚検出手段としての反射型の光センサ１７を設け、光センサ１７により検出した現像ローラ上の液体現像剤の層厚に基づき、ピエゾ振動子の駆動周波数を可変とする。このように、現像ローラ上の液体現像剤の層厚に基づき、現像ローラ表面に形成する液体現像剤の層厚を調整するフィードバック制御をおこなうので、所望の層厚が得られる。
また、光センサによる液体現像剤の層厚を検出する位置は、画像領域の作成基準位置とする。画像領域の作成基準位置側でおこなうので、画像サイズに応じて光センサ１７の検出位置を変更する必要がなくなり、コスト、故障率の点でメリットがある。
また、現像ローラの表面の色を液体現像剤の補色とすることで、光センサによる検知の際の戻り光を大きくとり、信号の変化量を細かく監視することができる。よって、精度のよい層厚調整が可能となる。
また、形成する画像サイズの幅方向長さに応じて、液体現像剤の薄層を形成する薄層形成領域の幅方向長さが可変となるようにする。ここで、従来のアニロクスローラ５０を用いて薄層を形成する装置では、画像サイズが変化した場合も一様に同じ幅の液体現像剤の薄層を形成してしまう。このため小サイズの画像を形成する場合でも常に最大サイズ幅で液体現像剤の薄層を形成し、小サイズの画像領域に対応する部分だけが現像に寄与し、それ以外の領域は廃トナーとして回収され破棄さていた。このため、従来のアニロクスローラ５０等の塗布部材を用いて現像ローラ１１上に液体現像剤の薄層を形成する装置は、液体現像剤の消費に対し、大変無駄の多いものとなっていた。ところが、インクジェット方式のヘッドによる薄層形成は、画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域を可変するため、液体現像剤の無駄な消費を大幅に抑えることができる。
また、薄層形成領域の幅は、画像サイズより大きくすることで画像欠けなどの異常画像の発生を防止することができる。
また、画像形成動作前に形成する画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さを可変する。これは、小サイズから大きいサイズへの変更を行う場合、液体現像剤の薄層形成動作が間に合わず現像できなくなり異常画像の原因となる。この問題を回避するために、画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域を可変する機能はプリント動作前に行う。
また、画像サイズに応じて液体現像剤の薄層形成領域の幅方向長さを可変する機能は画像データを送信することによりおこなうことで、簡易におこなえる。
また、インクジェット方式のヘッドを現像ローラの重力方向上側にし、吐出孔２９が現像ローラと並行となるよう配置する。このような配置では、液体現像剤の吐出方向は重力方向であり、液体現像剤１４の自重が加わるため、ノズル孔から吐出された液体現像剤は自重で現像ローラ１１上に落下して付着して薄層を形成する。インクジェット方式のヘッドを現像ローラの側方に配置した場合は、液体現像剤を現像ローラまで飛ばして付着させるだけの圧力を液体現像剤に加える必要がある。これに較べ、インクジェット方式のヘッドを現像ローラの重力方向上側にした場合は加える圧力が少なくてすむ。これらのことから、あまり圧力を要さない振動子が使用できる、ヘッドの構造が高圧に耐える必要がない、制御的にも振動子の変形量を必要としない、振動子に流す電流も少なくできる等のメリットがある。また、ノズル孔から現像ローラまでの距離が無関係となるため、システムレイアウト上の自由度も増える。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の概略構成をしめす斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の概略構成をしめす断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置の他の例の概略構成をしめす断面図。
【図５】インクジェット方式のヘッドの動作原理の説明図。
【図６】ピエゾ振動子の駆動制御部の制御回路図。
【図７】ピエゾ振動子毎に駆動周波数を変化させる場合の駆動制御部の制御回路図。
【図８】ピエゾ振動子の制御にＰＷＭ信号を使用する場合の制御回路図。
【図９】ピエゾ振動子毎の制御にＰＷＭ信号を使用する場合の制御回路図。
【図１０】画像サイズと薄層形成可能領域の説明図。
【図１１】本発明の実施形態に係る現像装置の他の例の概略構成をしめす断面図。
【図１２】本発明の実施形態に係る現像装置の他の例の概略構成をしめす断面図。
【図１３】フィードバック制御をおこなう場合の制御回路図。
【図１４】従来の液体現像剤を用いた現像装置を採用する画像形成装置の概略構成図。
【図１５】従来の液体現像剤を用いた現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００３４】
１      感光体
２      帯電装置
３      露光装置
４      現像装置
５      転写装置
６      除電装置
７      クリーニング装置
８      光センサ
９      感光体駆動モータ
１１    現像ローラ
１２    インクジェット方式のヘッド
１３    現像剤タンク
１４    液体現像剤
１５    ポンプ
１６    クリーニングブレード
１７    光センサ
１８    現像ローラ駆動用モータ
２１    液室
２２    共通液室
２３    隔壁
２４    流路
２５    振動板
２６    ピエゾ振動子
２７    筐体
２８    ピエゾ振動子の駆動制御部
２９    ノズル孔
４０    現像ベルト
５０    アニロクスローラ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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