(57)【要約】【課題】階調再現性に優れた画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、画像データの階調情報を取得する画像データ入力部と、潜像が形成される潜像担持体と、画像データに基づいて露光して潜像を潜像担持体に形成する露光部と、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を担持する現像剤担持体、及び、現像剤帯電バイアスが印加されて現像剤担持体に担持された液体現像剤を帯電させる帯電部を有して潜像を現像する現像部と、画像データ入力部に入力された画像データの階調情報に基づいて、帯電部に印加される現像剤帯電バイアスを調整する制御部と、を備えることを特徴としている。【選択図】図９
2012103640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの階調情報を取得する画像データ入力部と、
潜像が形成される潜像担持体と、
前記画像データに基づいて露光して前記潜像を前記潜像担持体に形成する露光部と、
トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を担持する現像剤担持体、及び、現像剤帯電バイアスが印加されて前記現像剤担持体に担持された液体現像剤を帯電させる帯電部を有して前記潜像を現像する現像部と、
前記画像データ入力部に入力された画像データの階調情報に基づいて、前記帯電部に印加される現像剤帯電バイアスを調整する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像データ入力部は、前記画像データの階調情報と異なる第２の画像データの階調情報が入力されるとともに、
入力される前記第２の画像データの階調情報が前記画像データの階調情報より大きい階調数を有する時、前記画像データの階調情報に基づいて調整される前記現像剤帯電バイアスの値の絶対値よりも前記第２の画像データの階調情報に基づいて調整される前記現像剤帯電バイアスの値の絶対値を大きくする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記画像データの階調情報に基づいて印加される現像剤帯電バイアスの調整を前記帯電部に流れる電流値により行う請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は前記現像剤担持体に担持される液体現像剤の種別情報が入力されるとともに、
前記帯電部に印加される現像剤帯電バイアスは、液体現像剤の種別に基づいて調整される請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部は、コロナチャージャーである請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部は、前記現像剤担持体に接触するバイアスブレードである請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電部は、前記現像剤担持体と接触するバイアスローラーである請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像データの階調情報が取得され、
取得された階調情報に基づいて現像剤担持体に担持された液体現像剤に印加する現像剤帯電バイアスを調整し、
調整された現像剤帯電バイアスが印加された液体現像剤で、前記画像データに基づいて形成された潜像を現像することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成した静電潜像をトナーとキャリア液を有する液体現像剤によって現像する現像装置、そして、現像装置により現像された現像剤像を記録材に転写し、定着することで画像形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を現像し、静電潜像を可視化する湿式画像形成装置が種々提案されている。この湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、シリコーンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性を有し高粘度のキャリア液中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子は、粒子径が１μｍ前後と極めて微細である。このような微細なトナー粒子を使用することにより、湿式画像形成装置では、粒子径が７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。
【０００３】
液体現像剤を用いた画像形成装置では、現像剤担持体上に形成された現像剤薄層中のトナー粒子を帯電させ、現像剤担持体側に押し付ける（圧縮）ことで、トナー粒子同士の付着力を増加させ、必要な場所にトナー粒子が移動できるようにすることが行われている。このようにトナー粒子の圧縮量を制御することによって高い階調再現性を実現することが可能となっている。
【０００４】
現像担持体上のトナー粒子を圧縮させる手段として、特許文献１には現像ローラーに押し付けるブレードが、特許文献２には現像ローラーに当接するとともにバイアス電圧が印加されたローラー（独立リバースローラ）が、また、特許文献３には、トナー粒子を帯電させることで圧縮するトナーチャージャーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２４８７５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５０３２１号公報
【特許文献３】特開平１０−３１２１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体現像剤を使用する画像形成装置では、潜像形成、現像、転写、定着プロセスにおいて複雑な形状はつぶれてしまうことが分かっている。そこで、従来は画像形成装置に入力される画像データにガンマ補正を行うことで印刷される記録媒体上の画像濃度の階調を再現している。しかしながら、画像データ自身を加工する方法では、画像形成装置で形成される潜像の階調数より階調数を下げて階調再現を行うこととなり、本来の画像データの品質を低下させてしまう。
【０００７】
また、形成する画像のつぶれを低減させるため、感光体上に照射する露光量を制御して潜像レベルの最適化を行うことも考えられるが、画像のつぶれは潜像形成の後のプロセスで発生することが多く、露光量制御のみでは対応しきれていないのが現状である。
【０００８】
本発明では液体現像剤を用いた画像形成装置において、印刷時に記録媒体上に発生するつぶれを改善し、より精細な階調表現を可能とすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため本発明に係る画像形成装置は、画像データの階調情報を取得する画像データ入力部と、潜像が形成される潜像担持体と、前記画像データに基づいて露光して前記潜像を前記潜像担持体に形成する露光部と、トナー及びキャリア液を含む液体現像剤を担持する現像剤担持体、及び、現像剤帯電バイアスが印加されて前記現像剤担持体に担持された液体現像剤を帯電させる帯電部を有して前記潜像を現像する現像部と、前記画像データ入力部に入力された画像データの階調情報に基づいて、前記帯電部に印加される現像剤帯電バイアスを調整する制御部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記画像データ入力部は、前記画像データの階調情報と異なる第２の画像データの階調情報が入力されるとともに、入力される前記第２の画像データの階調情報が前記画像データの階調情報より大きい階調数を有する時、前記画像データの階調情報に基づいて調整される前記現像剤帯電バイアスの値の絶対値よりも前記第２の画像データの階調情報に基づいて調整される前記現像剤帯電バイアスの値の絶対値を大きくすることとしている。
【００１１】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記制御部は、前記画像データの階調情報に基づいて印加される現像剤帯電バイアスの調整を前記帯電部に流れる電流値により行うこととしている。
【００１２】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記制御部は、前記現像剤担持体に担持される液体現像剤の種別情報が入力されるとともに、前記帯電部に印加される現像剤帯電バイアスは、液体現像剤の種別に基づいて調整されることとしている。
【００１３】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記帯電部は、コロナチャージャーである。
【００１４】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記帯電部は、前記現像剤担持体に接触するバイアスブレードである。
【００１５】
さらに、本発明に係る画像形成装置において、前記帯電部は、前記現像剤担持体と接触するバイアスローラーである。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成方法は、画像データの階調情報が取得され、取得された階調情報に基づいて現像剤担持体に担持された液体現像剤に印加する現像剤帯電バイアスを調整し、調整された現像剤帯電バイアスが印加された液体現像剤で、前記画像データに基づいて形成された潜像を現像することを特徴としている。
【００１７】
以上、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、画像データの階調情報に応じて、現像剤担持体に担持された現像剤層中のトナー粒子を適正に帯電・圧縮することで、形成する画像のつぶれを防止することができ、同じ解像力で階調数を増加させ、階調再現性に優れた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成部、現像部の主要構成を示す断面図。
【図３】画像形成装置における階調再現を説明するための図。
【図４】画像形成時に発生するつぶれ（階調飽和部）を説明するための図。
【図５】画像形成時における階調数の変化を説明するための図。
【図６】トナー帯電器によるトナー圧縮の様子を示す模式図。
【図７】現像ニップ内のトナー粒子の移動を説明する模式図。
【図８】本発明の実施形態に係るトナー帯電器の構成を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図。
【図１０】トナー粒子の圧縮量と帯電部に対する電流量との関係を示す図。
【図１１】各階調における電流値と画像面積比の関係を示す図。
【図１２】各色液体現像剤におけるトナー帯電器に対する好適な電流値を示す図。
【図１３】他の実施形態に係るトナー帯電器（バイアスブレード）を示す図。
【図１４】他の実施形態に係るトナー帯電器（バイアスローラー）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要構成を示した図であり、図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置において、イエロー（Ｙ）色における画像形成部、現像装置（現像部）の主要構成を示した図である。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態の画像形成装置は、転写ベルト４０と、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを主要構成とする４つの画像形成部と、各感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（本発明における「潜像担持体」）に対応して配設された４つの現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋと、図中、転写ベルト４０の右側に配設されている２次転写部と、図中、転写ベルト４０の左側に配設されているクリーニング部などによって構成されている。
【００２１】
以下、画像形成部及び現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋについては、各色の画像形成部及び現像装置の構成は同様であるため、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像装置に基づいて説明する。
【００２２】
現像部３０Ｙは、液体現像剤により感光体１０Ｙ上に形成された潜像を現像する装置であって、現像ローラー２０Ｙと、中間ローラー３２Ｙと、アニロクスローラー３３Ｙと、液体現像剤を貯蔵する液体現像剤容器３１Ｙ、現像ローラー２０Ｙ上のトナーを帯電させるトナー帯電器２２Ｙを主な構成要素としている。
【００２３】
現像ローラー２０Ｙの外周には、クリーニングブレード２１Ｙ、中間ローラー３２Ｙ、トナー帯電器２２Ｙが配されている。中間ローラー３２Ｙは、その表面を現像ローラー２０Ｙとアニロクスローラー３３Ｙに当接させており、その外周には中間ローラークリーニングブレード３４Ｙが配設されている。
【００２４】
アニロクスローラー３３Ｙには、現像剤貯留部３１１Ｙから汲み上げた液体現像剤の量を調整する規制部材３５Ｙが当接している。なお、本実施形態の現像装置のように中間ローラー３２Ｙを用いた３ローラー方式では、中間ローラー３２Ｙがアニロクスローラー３３Ｙに当接することで液体現像剤の量を調整することが可能であるため、この規制部材３５Ｙを配設しない構成とすることも可能である。
【００２５】
現像剤貯留部３１１Ｙには、搬送経路７２３Ｙを介して図示しない現像剤供給部から液体現像剤が供給される。なお、本実施形態では、仕切板３１３Ｙの両端部が中央部よりも一段低い形状を有しており、この一段低い部分にて液体現像剤を現像剤貯留部３１１Ｙから回収液貯留部３１２Ｙ側に溢れさせることで、現像剤貯留部３１１Ｙの液位を一定に保っている。
【００２６】
回収液貯留部３１２Ｙでは、その内部に配設された回収オーガ３７Ｙにより、現像剤貯留部３１１Ｙから溢れた液体現像剤と各種ブレードにて回収された液体現像剤を含む回収
液が回収オーガ３７Ｙにて搬送され、移送経路７２１Ｙを介して現像剤供給部に回収される。回収された回収液は、現像剤補給部にて濃度調整された後、再度、移送経路７２３Ｙを介して供給されることで再利用を図ることが可能となっている。
【００２７】
現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されているＩｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコーンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５％とした高粘度（ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ ＲＳ６００を用いて、２５℃の時のせん断速度１０００（１／ｓ）のときの粘弾性が３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。
【００２８】
アニロクスローラー３３Ｙは、中間ローラー３２Ｙに対して液体現像剤を供給して塗布する塗布ローラーとして機能する。このアニロクスローラー３３Ｙは、円筒状の部材であり、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状に彫刻された溝による凹凸面が形成されたローラーである。このアニロクスローラー３３Ｙにより、現像剤貯留部３１１Ｙから現像ローラー２０Ｙへと液体現像剤が供給される。装置動作時においては、図に示すようにアニロクスローラー３３Ｙは時計回りに回転して、中間ローラー３２Ｙに液体現像剤を塗布する。
【００２９】
規制部材３５Ｙは、厚さ２００μｍ程度の金属ブレードであり、アニロクスローラー３３Ｙの表面に当設し、アニロクスローラー３３Ｙによって坦持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制し、現像ローラー２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。
【００３０】
中間ローラー３２Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図に示すように、現像ローラー２０Ｙと同様、反時計回りに回転し、現像ローラー２０Ｙに対しカウンター当接する。中間ローラー３２Ｙは現像ローラー２０Ｙと同様に、金属製の内心の外周部に弾性層を設けて構成される。
【００３１】
中間ローラー３２Ｙと現像ローラー２０Ｙとの当接位置下流には、中間ローラークリーニングブレード３４Ｙが当接して配設され、現像ローラー２０Ｙに供給されなかった液体現像剤を掻き取って現像剤容器３１Ｙ内の回収液貯留部３１２Ｙに回収する。
【００３２】
現像ローラー２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図に示すように反時計回りに回転する。現像ローラー２０Ｙは、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。現像ローラー２０Ｙには現像バイアスが印加されることとなるが、現像バイアスは、この金属製の内心に印加される。
【００３３】
現像ローラークリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラー２０Ｙが感光体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラー２０Ｙの回転方向の下流側に配設され、現像ローラー２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去する。現像残りの現像剤は、現像ローラークリーニングブレード２１Ｙによって掻き落として除去され現像剤容器３１Ｙ内の回収液貯留部３１２Ｙに滴下して再利用される。
【００３４】
トナー帯電器２２Ｙ（本発明における「帯電器」）は、現像ローラー２０Ｙに塗布された液体現像剤に対して電界を付与するとともに、液体現像剤内のトナー粒子を現像ローラー側に押し付ける（圧縮）する電界印加手段である。本実施形態のトナー帯電器２２Ｙに
は、コロトロン、スコロトロン等、コロナ放電によって電界を印加するコロナチャージャーが用いられている。この他、液体現像剤に電界を付与する手段としては、バイアスブレード、バイアスローラーを用いることとしてもよい。
【００３５】
画像形成部は、感光体１０Ｙの外周の回転方向に沿って順に配設された、２基のコロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｙ’、露光ユニット１２Ｙ、感光体スクイーズ装置、１次転写部５０Ｙ、感光体クリーニングブレード１８Ｙなどによって構成される。この画像形成部は感光体１０Ｙの外周上、露光ユニット１２Ｙと第１スクイーズローラー１３Ｙとの間において現像部３０Ｙの現像ローラー２０Ｙと当接する。
【００３６】
感光体１０Ｙは、外周面にアモルファスシリコン感光体などの感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、時計回りの方向に回転する。
【００３７】
２基のコロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｙ’は、感光体１０Ｙと現像ローラー２０Ｙとのニップ部より感光体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１０Ｙをコロナ帯電させる。露光ユニット１２Ｙ（本発明における「露光部」）は、コロナ帯電器１１Ｙより感光体１０Ｙの回転方向の下流側において、コロナ帯電器１１Ｙ、１１Ｙ’によって帯電された感光体１０Ｙ上に光を照射し、感光体１０Ｙ上に潜像を形成する。
【００３８】
１次転写部５０Ｙの上流側に配置される感光体スクイーズ装置は、感光体１０Ｙに対向して現像ローラー２０Ｙの下流側に配置されている。この感光体スクイーズ装置は、感光体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラー部材からなる第１スクイーズローラー１３Ｙ、第２スクイーズローラー１３Ｙ’、感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’にて構成され、感光体１０Ｙ上に現像されたトナー像から余剰なキャリア液及び本来不要なカブリトナーを回収（スクイーズ）し、顕像（トナー像）内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。なお、感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’には、カブリトナーを感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’側に誘引するためバイアス（電圧）が印加されている。
【００３９】
感光体スクイーズローラークリーニングブレード１４Ｙ、１４Ｙ’は、各感光体スクイーズローラー１３Ｙ、１３Ｙ’に当接して設けられ、回収されたキャリア液やカブリトナーを含んだ液体現像剤を掻き落として、現像剤容器３１Ｙ内の回収液貯留部３１２Ｙに滴下する。
【００４０】
上記の第１感光体スクイーズローラー１３Ｙ、第２感光体スクイーズローラー１３Ｙ’からなるスクイーズ装置を経た感光体１０Ｙ表面は、１次転写部５０Ｙに進入する。この１次転写部５０Ｙでは、感光体１０Ｙに現像された現像剤像を１次転写バックアップローラー５１Ｙにより転写ベルト４０へ転写する。この１次転写部５０Ｙにおいては、１次転写バックアップローラー５１Ｙに印加される転写バイアスの作用によって、感光体１０Ｙ上のトナー像は転写ベルト４０側に転写される。ここで、感光体１０Ｙと転写ベルト４０は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、感光体１０Ｙの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。
【００４１】
１次転写部５０Ｙの下流側において、感光体１０Ｙと当接している感光体クリーニングブレード１８Ｙは、感光体１０Ｙ上のキャリア成分リッチな液体現像剤をクリーニングする。
【００４２】
転写ベルト４０（転写部材）は、ポリイミド基層上にポリウレタンの弾性中間層を設け、さらにその上にＰＦＡ表層が設けられている三層構造となっている。この転写ベルト４
０は、ベルト駆動ローラー４１、テンションローラー４２にて張架され、ＰＦＡ表層側においてトナー像が転写されるようにして用いられる。本実施形態の画像形成装置では、転写させるための部材として、転写ベルト４０を用いているが、ベルトに限らず、ローラー、ドラムなど各種の転写部材を採用することも可能である。
【００４３】
感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと転写ベルト４０を挟んで１次転写バックアップローラー５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置することで形成される１次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋでは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、転写ベルト４０上にフルカラーのトナー像を形成する。
【００４４】
２次転写ユニット６０は、２次転写ローラー６１が転写ベルト４０を挟んでベルト駆動ローラー４１と対向配置され、両者によって２次転写部（ニップ部）を形成する。この２次転写部では、転写ベルト４０上に形成された単色あるいはフルカラーのトナー像が転写材搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の転写材（記録媒体）に転写される。さらに、シート材搬送経路Ｌの下流には、図示しない定着ユニットが配設され、転写材上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像に熱や圧力を加えて定着させる。
【００４５】
２次転写ユニットに対する転写材の供給は給紙装置（不図示）によって行われる。給紙装置にセットされた転写材は、所定のタイミングにて一枚ごとに転写材搬送経路Ｌに送り出されるようになっている。転写材搬送経路Ｌでは、ゲートローラー１０１、１０１’によって転写材を２次転写部まで搬送し、転写ベルト４０上に形成された単色あるいはフルカラーのトナー像を転写材に転写する。
【００４６】
テンションローラー４２は、駆動ローラー４１と共に中間転写体４０を張架しており、中間転写体４０のテンションローラー４２に張架されている箇所にて、転写ベルト４０をクリーニングするクリーニングブレード４６が当接して配設される。
【００４７】
図３は、画像形成装置における階調再現性を説明するための図である。この図は、階調と画像濃度の関係を示した図であって、画像形成装置特有の階調再現性は実線にて、そして、理想的な階調再現性は破線にて示されている。図に示されるように実際の画像形成装置では、高階調領域において画像は潰れてしまう傾向にある（階調飽和部）。これは、潜像を現像、転写、定着のプロセスにおいて、トナー粒子が広がってしまう、すなわち、つぶれてしまうことを原因としている。したがって、本来画像データが有する階調に対して、高い濃度で再現してしまうこととなる。
【００４８】
従来、画像データに対して階調数を少なくするとともに、ガンマ補正を行う画像処理を施すことで対応していた。しかしながら、高画質で高い階調をもとめられる市場では画像処理に頼らず画像形成装置の機能にて対応することが求められている。本発明では図において破線で示される理想階調再現（破線）に近づけることを目的としている。
【００４９】
図４は、画像形成時に発生するつぶれ（階調飽和部）を説明するための図が、図５には画像形成時における階調数の変化を説明するための図が示されている。図４（ａ）〜（ｃ）の各種パターンにおいて濃い箇所は、本来画像データにて再現すべき現像領域を、薄い箇所はつぶれが発生した領域が示されている。本来、現像領域のみを現像することが理想とされるが、現像上の種々の問題から現像領域と隣接する箇所にトナーが付着してパターンをつぶし、階調再現性を劣化させてしまう現象が発生する。
【００５０】
階調数を上げるということは図５に示されるように、面積率の最低ドットを小さくして
、同じエリア内部の面積階調表現領域を増やすことと等価である。図５（ａ）〜（ｃ）は、同じ面積階調であるが、階調数を図５（ｃ）のように少なくしても面積比では変化していなない。図５（ａ）のように一つのドットを小さくすることで、同じ面積で、階調表現域を増やすことが可能である。しかしながら、図４で説明したように、画像のつぶれが発生している状況では階調数を上げると、つぶれにより逆に階調再現性が悪化させ、図３で説明した階調飽和領域となってしまう。
【００５１】
本実施形態では、このように階調数が高い場合であっても、画像のつぶれを抑制するため、現像ローラー２０（現像剤担持体）上の液体現像剤に電界を印加することで、液体現像剤中のトナー粒子を現像ローラー側に押し付ける（圧縮する）度合いを階調情報にて制御することとしている。
【００５２】
図６は、トナー帯電器によって現像ローラー２０上に塗布された液体現像剤が圧縮される様子を示した模式図である。現像剤貯留部３１１Ｙに貯留された液体現像剤は、アニロクスローラー３３Ｙと中間ローラー３２Ｙにて構成される現像剤塗布手段にて、現像ローラー２０Ｙに塗布される。なお、現像剤塗布手段としては、アニロクスローラー３３Ｙのみで構成するものであってもよい。
【００５３】
現像ローラー２０Ｙと感光体１０Ｙが当接して形成する現像ニップの上流には、現像ローラー２０Ｙに塗布された液体現像剤を帯電・圧縮させるトナー帯電器２２Ｙが配設されている。本実施形態のトナー帯電器２２Ｙには、スコロトロンを用いたコロナチャージャーが採用されている。図８には、本実施形態のトナー帯電器２２Ｙとなるコロナチャージャーの構成（断面図）が示されている。
【００５４】
スコロトロンのようなコロナチャージャータイプのトナー帯電器２２は、シールド２２１、グリッド２２２、金属ワイヤー２２３にて構成されている。金属ワイヤー２２３には、可変電圧電源２６が接続され、シールド２２１、グリッド２２２には定電流電源２５が接続されている。本実施形態では、このように金属ワイヤー２２３にかけるバイアスを制御し、トナー粒子の帯電量の調整を行うこととしているが、シールド２２１、グリッド２２側にバイアスを調整することとしてもよい。トナー帯電器２２は、現像ローラー２０の軸方向に延在しており、シールド２２１、グリッド２２２、金属ワイヤー２２３ともに現像ローラー２０Ｙに対向し、塗布された液体現像剤を均一に帯電させることが可能となっている。
【００５５】
図６の模式図に示されているように、現像ローラー２０に塗布された液体現像剤には、トナー帯電器２２にて電界が印加される。このとき印加される電界は、トナー粒子の帯電する極性と同じ極性である。電界が印加された液体現像剤のトナー粒子は、現像ローラー２０側に押し付けられる（圧縮される）。圧縮されたトナー粒子は、現像ローラー２０に対する束縛力、そして、トナー粒子間の束縛力が高められ、感光体１０に対する不要箇所（非画像部）へのトナー粒子の付着を防止することが可能となる。
【００５６】
図７は、現像ニップ内におけるトナー粒子の移動を説明する模式図が示されている。図７（ａ）は、トナー帯電器２２による帯電を行わない、あるいは、帯電量が少ない場合であって、図７（ｂ）は、トナー帯電器２２による帯電を行った場合である。また、現像ニップ内を示す図において、感光体１０側に示されるＩｍａｇｅはトナー粒子を付着させる必要がある画像部を、ＢＧはトナー粒子を付着させてはならない非画像部を示している。
【００５７】
現像ニップにおいて、画像部と非画像部の境界であるエッジ部では非画像部への回りこみ電界が発生する。このようなエッジ部付近に浮遊するトナー粒子が存在すると過剰なトナー粒子を現像することとなってしまう（図７（ａ））。さらに、エッジ部付近で過剰に
現像されたトナー粒子は転写時に広げられ、本来成すべきエッジを維持することができず、所望の面積階調より濃い値を示すこととなる。
【００５８】
したがって、図７（ｂ）に示すように十分に現像ローラー２０側にトナー粒子を圧縮しておくことで、液体現像剤中に浮遊するトナー粒子を抑えるとともに、トナー粒子間の束縛力を上げることによってエッジ部への過剰現像を防止することができる。したがって、画像部、非画像部におけるエッジの先鋭性も向上し、ドットもつぶれ難く、階調数を増加させた場合においても微細な階調再現パターンを再現することが可能となる。
【００５９】
図９は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図である。入力部２０１には、図示しないコンピュータ装置などで構成された、画像出力装置に接続され、印刷すべき画像データを受信する。受信した画像データは、制御部２００にて露光ユニット１２Ｙなどを制御することで印刷されることとなる。このとき、画像データから検出した階調情報に基づいて、トナー帯電器２２Ｙに印加するバイアス（現像剤帯電バイアス）が制御される。本実施形態では、可変電圧電源２６Ｙに印加する電圧値を調整し、金属ワイヤー２２３に流れる電流値が階調情報に対応した値となるように調整される。金属ワイヤー２２３に流れる電流値Ｉｗを監視するため電流検出部２３Ｙが設けられている。
【００６０】
トナー粒子の圧縮量が好適となる制御値（電流値Ｉ）を決定するため、現像ローラー２０Ｙ上の現像剤層をテープ（３Ｍ製）で剥ぎ取り、テープによって剥がし取られた現像剤層の画像濃度を測定した。図１０は、トナー粒子の圧縮量を示した図であって、トナー帯電器２２Ｙから現像ローラー２０Ｙに放電により流れる電流と、現像ローラー２０Ｙ上のトナーをテープで剥がした画像濃度で示している。電流値が大きくなるほどテープに付着した現像剤の画像濃度は低くなり、トナー粒子は現像ローラー２０Ｙ側に圧縮されていることになる。なお、本測定で用いた金属ワイヤー２２３は、長さ３１０ｍｍのものを使用しており、図１０の電流値（横軸）は、詳細には（金属ワイヤー２２３に流れる電流値Ｉｗ）−（定電流源２５を流れる電流値）となっている。
【００６１】
各階調毎に印刷出力の測定を行った結果が図１１に示されている。ここでは画像データとして画像面積比５０％のパターンの出力結果に対して、記録媒体（転写材）上の面積比を算出したものである。ここでプロセス速度（印刷速度）は、２５０ｍｍ／ｓとしている。この結果から、各階調毎に適正となる電流値は、
１６階調    ２０μＡ／３１０ｍｍ    …圧縮Ａ
３２階調    ４０μＡ／３１０ｍｍ    …圧縮Ｂ
６４階調    ６０μＡ／３１０ｍｍ    …圧縮Ｃ
１２８階調    ８０μＡ／３１０ｍｍ    …圧縮Ｄ
と決定される。
【００６２】
本実施形態では画像データ上の画像面積比を５０％で説明したが、任意の階調で同様に最適値を求めることとしてもよい。特に、画像面積比７０％や８０％といった高濃度域の階調再現を重視する場合、対応する画像面積比のパターンを用いて現像条件を設定するとよい。
【００６３】
このように決定された各階調毎に適正となる電流値は、制御部２００内においてテーブルとして保持され、画像データの階調情報に対応する電流値が読み出され、トナー帯電器２２Ｙに対するバイアスの制御に用いられる。具体的には、入力された階調情報（階調数）が１６階調の場合は圧縮Ａを使用し、電流検出部２３Ｙにて測定する電流値が適正値となるように可変電圧電源２６が制御される。また、階調情報として３２階調の要求があった場合は圧縮Ｂを用い、同様に６４、１２８階調の場合も圧縮を変化させる。なお、制御部２００における適正値の制御はテーブル以外に、所定の計算式で算出することとしても
よい。さらに、適正値は液体現像剤の温度、プロセス速度（印刷速度）によって補正されるものとしてもよい。
【００６４】
本実施形態では単色の現像装置について説明したが、図１に示すような複数色の現像装置を備えた画像形成装置では、各色毎に固形分量や粘性といった液体現像剤の特性が異なったものとなる。その場合、各色の液体現像剤に対する圧縮量は、特性毎に調整することが好ましい。図１２には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の液体現像剤について、階調毎に適正となる電流値が示されている。なお、この実施形態においても放電幅（金属ワイヤー２２３の幅）は３１０ｍｍとしている。
【００６５】
図１２に示すような各色現像剤ごとの適正値を制御部２００に記憶させておき、入力された画像データの階調情報に基づいて、各色現像装置においてトナー帯電器２２Ｙに印加するバイアスを適正値に保つことが可能となる。
【００６６】
さらに、同色においても液体現像剤毎に特性が異なることを考慮し、各液体現像剤毎のバイアス適正値を補給用ボトルに取り付けられたＩＣタグ（記憶部）に記憶させておくこととしてもよい。画像形成装置に補給用ボトルを装着することで、ＩＣタグからバイアス適正値が読み取られ、制御部２００内のテーブルを更新し、新たな液体現像剤に適正なバイアス値に制御することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態では、トナー帯電器２２Ｙとしてトナーチャージャーを用いることとしたが、他の形態を採用することもできる。
【００６８】
図１３は、他の実施形態に係るトナー帯電器（バイアスブレード）を示す図であって、トナー帯電器として、バイアスブレード２２ａを用いた構成としている。なお、本実施形態ではバイアス印加のための構成は、トナーチャージャーを用いた実施形態と同様としている。
【００６９】
バイアスブレード２２ａは、可撓性を有するフィルムブレードで形成されている。フィルムブレードは数十μｍから５００μｍの厚さを有し、バイアス印加のため１０6Ω・ｃ
ｍ以上であって１０10未満の体積抵抗を有している。体積抵抗が１０6Ω・ｃｍ未満では
、現像ローラー２０から感光体１０にトナー粒子を移動させる電界（現像電界）形成に悪影響を及ぼすこととなる。また、体積抵抗が１０10Ω・ｃｍ以上では所望の電流を流すことができない。
【００７０】
バイアスブレード２２ａは、現像ローラー２０Ｙ上に均一に形成された現像剤層を掻き取ることのないように接触圧が弱く設定され、現像剤層を介して現像ローラー２０Ｙに当接している。
【００７１】
図１４は、他の実施形態に係るトナー帯電器（バイアスローラー）を示す図であって、トナー帯電器として、バイアスローラー２２ｂを用いた構成としている。本実施形態においてもバイアス印加のための構成は、トナーチャージャーを用いた実施形態と同様としている。
【００７２】
バイアスローラー２２ｂは、その表面に弾性を有するローラーで形成されている。ローラー硬度は、ＪＩＳ−Ａ５０度から１５度で設定され、均一に形成した現像剤層を掻き取ることがなければよい。バイアス印加のため、バイアスブレード２２ａと同様、１０6Ω
・ｃｍ以上であって１０10未満の体積抵抗を有している。
【００７３】
バイアスローラー２２ｂは、現像ローラー２０Ｙ上に均一に形成された現像剤層を掻き
取ることのないように接触圧が弱く設定され、現像剤層を介して現像ローラー２０Ｙに当接している。
【００７４】
なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１０Ｙ（以下、符号にＹの付されているものは、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色についても同様）…感光体（潜像担持体）、１１Ｙ…第１コロナ帯電器、１１Ｙ’…第２コロナ帯電器、１２Ｙ…露光ユニット（露光部）、１３Ｙ…第１スクイーズローラー、１３Ｙ’…第２スクイーズローラー、１４Ｙ…第１スクイーズローラークリーニングブレード、１４Ｙ’…第２スクイーズローラークリーニングブレード、１８Ｙ…感光体クリーニングブレード、２０Ｙ…現像ローラー（現像剤担持体）、２１Ｙ…現像ローラークリーニングブレード、２２Ｙ…トナー帯電器（帯電器）、２２ａ…バイアスブレード、２２ｂ…バイアスローラー、２３…電流検出部、３０Ｙ…現像部（現像装置）、３１Ｙ…現像剤容器、３１１Ｙ…現像剤貯留部、３１２Ｙ…回収液貯留部、３１３Ｙ…仕切板、３２Ｙ…中間ローラー、３３Ｙ…アニロクスローラー、３４Ｙ…中間ローラークリーニングブレード、３５Ｙ…規制部材、３６Ｙ…攪拌オーガ、３７Ｙ…回収オーガ、４０…転写ベルト、４１…駆動ローラー、４２…テンションローラー、５０Ｙ…１次転写部、５１Ｙ…１次転写バックアップローラー、６０…２次転写ユニット、６１…２次転写ローラー、６２…２次転写ローラークリーニングブレード、６３…２次転写ユニット回収貯留部、１０１、１０１’…ゲートローラー、１０２…転写材ガイド、２００…制御部、２０１…入力部
【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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