(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、該液貯留部内の上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体とを備え、該液担持体に担持した上記液体現像剤の薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置において、
該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段を設け、
該潜像を現像すべく該液担持体の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段による上記液体現像剤の攪拌を開始させ、
上記トルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記液担持体の駆動を開始させるようにしたことを特徴とする液式画像形成装置。
【請求項２】
せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を該液担持体に供給して上記液体現像剤の薄層を担持させる供給装置と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体とを備え、該薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置において、
該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段を設け
該潜像を現像すべく該供給装置の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段による上記液体現像剤の攪拌を開始させ、
上記トルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記供給装置の駆動を開始させるようにしたことを特徴とする液式画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の液式画像形成装置において、
上記液貯留部に供給するための上記液体現像剤を収容する液収容器と、該液収容器内の上記液体現像剤を攪拌する収容液攪拌手段とを設け、該収容液攪拌手段による上記液体現像剤の攪拌も上記液担持体又は供給装置の駆動に先立って開始させるようにしたことを特徴とする液式画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の液式画像形成装置において、
上記液貯留部と該液収容器との間で上記液体現像剤を循環させるようにしたことを特徴とする液式画像形成装置。
【請求項５】
せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、該液貯留部内の上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体と、制御プログラムに基づいて該液担持体及び貯留液攪拌手段の駆動を制御する制御部とを備え、該液担持体に担持した上記液体現像剤の薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置の該制御部に用いられる該制御プログラムを記録する機械読み込み可能なプログラム記録媒体であって、
該制御部に対して、該潜像の現像のために該液担持体の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段の駆動を開始させ、該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記液担持体の駆動を開始させる制御を実施させる該制御プログラムを記録していることを特徴とする機械読み込み可能なプログラム記録媒体。
【請求項６】
せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を該液担持体に供給して上記液体現像剤の薄層を担持させる供給装置と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体と、制御プログラムに基づいて該供給装置及び貯留液攪拌手段の駆動を制御する制御部とを備え、該薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置の該制御部に用いられる該制御プログラムを記録する機械読み込み可能なプログラム記録媒体であって、
該制御部に対して、該潜像の現像のために該供給装置の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段の駆動を開始させ、該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記供給装置の駆動を開始させる制御を実施させる該制御プログラムを記録していることを特徴とする機械読み込み可能なプログラム記録媒体。
【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、ファクシミリ、プリンタ等の液式画像形成装置、並びにこれに用いられる液式現像装置及びプログラム記録媒体に係り、詳しくは、現像用溶液又はこれに含有される画像形成物質の付着によって潜像担持体上の潜像を現像する液式画像形成装置、並びにこれに用いられる液式現像装置及びプログラム記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液式画像形成装置においては、周知の電子写真方法により、例えば次のようにして画像が形成される。即ち、帯電手段によって一様に帯電せしめられた潜像担持体の表面に、データ書き込み装置によって画像データが書き込まれる。この書き込みにより、上記潜像担持体の表面には上記画像データに応じた静電潜像が形成される。そして、このようにして形成された静電潜像が、現像装置から供給される現像用溶液中の画像形成物質で顕像化されることにより、上記潜像担持体上に可視像が形成される。次いで、給紙カセットなどから上記潜像担持体に向けて供給された転写紙などに上記可視像が転写される。そして、このようにして転写紙等に転写された可視像が定着装置によって定着された後、該転写紙等が排紙手段によって排紙トレイ上に排紙される。一方、上記現像装置から供給されたものの上記転写紙等に転写されずに上記潜像担持体上に残留した現像用溶液や画像形成物質は、クリーニング手段によって除去回収される。また、上記潜像担持体上に残留した電荷が除電手段によって除去され、この除去によって上記潜像担持体が次の画像形成に備えられる。
【０００３】
このような液式画像形成装置には、現像用溶液として、キャリア液と画像形成物質であるトナーとを含有する液体現像剤を用いるものが知られている。例えば、特開平７−２０９９２２号公報には、潜像担持体としての感光体上に形成した静電潜像を１００〜１００００[ｍＰａ・ｓ]の粘度の液体現像剤によって現像する液式画像形成装置が記載されている。この液式画像形成装置では、現像装置の液担持体としての現像ローラや現像ベルト上に液体現像剤の薄層を形成する一方で、潜像担持体としての感光体に静電潜像を形成してプリウエット液を塗布する。そして、上記薄層内のトナーを上記キャリア液中及びプリウエット液中で上記静電潜像に向けて静電的に移動（以下、電気泳動という）させてトナー像を形成する。かかる液式画像形成方法においては、該感光体から転写紙に転写されたトナー像が、画像品質の良好なシャープな画像になるという特徴がある。また、上記特開平７−２０９９２２号公報によれば、このように感光体にプリウエット液を塗布することにより、感光体上の非画像部分に液体現像剤中のトナーが付着し画像が乱れるのを防止することができるとしている。
【０００４】
一方、現像用溶液として、液体中に染料等の画像形成物質を含有するインク（インキ）液を用いるものも知られている。
例えば、特開昭４８−１６６４４号公報には、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すような液式画像形成装置が記載されている。図１４（ａ）において、静電潜像としての非露光区域（マイナス電位）が形成された潜像担持体としての光導電体３０は、シリコンオイル等の誘電性液体による濡らし処理によって表面に誘電液膜３１が形成されている。また、液担持体としての現像電極３２の表面には導電性インク膜３３が塗布されている。現像工程で図示のように上記誘電液膜３１と上記導電性インク膜３３とが接触せしめられると、電荷の誘起によって両膜の界面にリップルが生じ（図１４（ｂ）参照）、このリップルの振幅が両膜の厚みを超えると上記光導電体３０の潜像部分（非露光区域）にインクが付着するようになっている。
また例えば、特開昭５０−９９１５７号公報には、シリコンオイル等の誘電解放流体と、これよりも粘着力の大きいインク液とを用いて画像を形成する液式画像形成装置が記載されている。この液式画像形成装置では、静電潜像を担持する潜像担持体としての電荷保持表面に誘電解放流体を塗布して解放層を形成する一方で、液担持体としてのインク塗布部材の表面に誘電解放流体を塗布して解放層を形成してからインク液を塗布する。そして、現像工程でこれら上記電荷保持表面と上記インク塗布部材とを向かい合わせて、両者間に解放層−インク液−解放層という３層構造の液層を挟みこませた後、両者を離間させる。すると、潜像領域では、真中のインク液を電荷保持表面側の解放層に静電的に粘着せしめながら、上記電荷保持表面と上記インク塗布部材とを離間させることになり、離間後のインク液をこの解放層上に移行させて上記静電潜像を現像することができる。上記特開昭５０−９９１５７号公報によれば、このとき、上記インク塗布部材側の解放層はインク液よりも粘着力が小さいため、インク液をインク塗布部材側に残留させるようなことがなく、むしろ、その厚みの全体又は一部分をインク液とともに上記電荷保持表面側に移行させるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液体には、せん断力依存型の粘度特性を有するものがあることが知られている。具体的には、この種の液体は、攪拌等によるせん断力の付与に伴って粘度を徐々に低下させ、やがて飽和状態まで低粘度化し、せん断力が付与されずに放置されると粘度を徐々に高め、やがて飽和状態まで高粘度化する性質を有する。特に、液体キャリア中に高濃度のトナーを含有する高粘度の液体現像剤には、せん断力依存型の粘度特性を有するものが多い。
【０００６】
本発明者らは鋭意研究により、上述した各液式画像形成装置に、せん断力依存型の粘度特性を有する現像用溶液を用いると、種々の問題を生ずるおそれがあることを見出した。
【０００７】
例えば、せん断力依存型の粘度特性を有するインク液を、上記特開昭４８−１６６４４号公報に記載の液式画像形成装置に用いた場合、放置によって高粘度化させたインク液に十分な振幅の上記リップルを生じせしめることができず、インク液と上記光導電体との接触が不十分になるおそれがある。よって、この液式画像形成装置では、長期間放置したインク液を攪拌等によって十分に低粘度化させるまでの間に、画像濃度を不足させるおそれがある。
【０００８】
また例えば、上記特開平７−２０９９２２号公報に記載の液式画像形成装置にこの種の液体現像剤を用いると、攪拌等によるせん断力の付与によって低粘度化した液体現像剤中のトナーの電気泳動速度に比べ、放置によって高粘度化した液体現像剤中のトナーの電気泳動速度が遅くなってしまう。このように電気泳動速度が遅くなると、トナー付着量の不足によって画像濃度が不足したり、十分に電気泳動しきれなかったトナーが感光体の非潜像部分に残って地汚れを引き起こしたりする。また、高粘度化した液体現像剤の潜像対応部分と非対応部分との分裂がタック性の増加によって困難になり、形成画像のエッジ部分がぼやけてしまうおそれがある。そして、このエッジ部分のぼやけによって、形成画像のシャープネス性を低下させてしまうおそれがある。従って、上記特開平７−２０９９２２号の液式画像形成装置においては、長期間放置した液体現像剤を攪拌等によって十分に低粘度化させるまでの間に、画像濃度を不足させたり、地汚れを引き起こしたり、形成画像のシャープネス性を低下させたりするおそれがある。
なお、形成画像のシャープネス性の低下については、せん断力依存型の粘度特性を有するインク液を上記特開昭５０−９９１５７号公報の液式画像形成装置に用いた場合にも同様に生じ得る。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、せん断力依存型の粘度特性を有する現像用溶液を用いることに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び、画像シャープネス性の低下を軽減することができる液式画像形成装置、液式現像装置及びプログラム記録媒体を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、該液貯留部内の上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体とを備え、該液担持体に担持した上記液体現像剤の薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置において、該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段を設け、該潜像を現像すべく該液担持体の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段による上記液体現像剤の攪拌を開始させ、上記トルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記液担持体の駆動を開始させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
この液式画像形成装置においては、液貯留部内の液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段の駆動を、液担持体の駆動に先行して開始する（以下、貯留液攪拌手段の先行駆動という）。かかる構成においては、次のような５つの利点が生ずる。
第１の利点は、液体現像剤中の画像形成物質の拡散不良に起因する画像濃度の不安定化を軽減することである。液貯留部を備える液式画像形成装置では、装置の主電源をＯＦＦするなどして、この液貯留部内の液体現像剤を無攪拌の状態で長時間放置すると、液体現像剤中における画像形成物質の拡散状態を不均一にしてしまう。このような状態から上記主電源をＯＮするなどして画像形成を開始させると、貯留液攪拌手段によって画像形成物質を液体現像剤中に十分に拡散させるまでの間、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤の薄層を液担持体に担持させてしまう。そして、この薄層を現像に寄与させることによって画像濃度を不安定にしてしまうおそれがある。一方、本液式画像形成装置では、貯留液攪拌手段の先行駆動を実施することで、画像形成物質を液貯留部内の液体現像剤に拡散せしめ、該液体現像剤の画像形成物質濃度を均一化させてから液担持体の表面を移動させる。このようにして液担持体の表面を移動させると、安定した画像形成物質濃度の液体現像剤の薄層を該液担持体に担持させて、液体現像剤中の画像形成物質の拡散不良に起因する画像濃度の不安定化を軽減することができる。
第２の利点は、上述した特開平７−２０９９２２号公報の液式画像形成装置のように、潜像担持体と液担持体との間でトナーを電気泳動させる場合には、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を液体現像剤として用いることに起因する画像濃度不足及び地汚れを軽減することである。具体的には、このような液体現像剤が放置等によって液貯留部内で高粘度化していても、貯留液攪拌手段の先行駆動によってこの液体現像剤を低粘度化せしめてから薄層として該液担持体に担持させる。そして、この薄層を現像に寄与させることにより、薄層中のトナーを潜像担持体と液担持体との間で十分に電気泳動させ、高粘度化した液体現像剤中のトナーの泳動不足による画像濃度不足や地汚れを軽減するのである。
第３の利点は、液体現像剤としてせん断力依存型のものを用い、且つ、液担持体を部分的に液体現像剤に浸したり、塗布ローラやブレード状部材等を該液担持体に摺接させたりするような構成を設けている場合でも、該液担持体の駆動源として高出力モータを用いる必要がなくなることである。かかる構成の液式画像形成装置の場合には、液貯留部内における液体現像剤の高粘度化が進行するほど、該液体現像剤の中で移動する液担持体に大きな抵抗が付与されたり、互いに摺接する液担持体と塗布ローラとの間の摩擦抵抗や、該液担持体とこれに当接するブレード状部材との間の摩擦抵抗が増加したりする。従って、液担持体の駆動源としては、高粘度化した状態にある液体現像剤の粘度に耐え得るような高出力モータを設ける必要があり、これによって装置のコストアップや重量アップを招来してしまう。一方、本画像形成装置では、液貯留部内の液体現像剤の低粘度化を図ってから液担持体を駆動させることで、液体現像剤の高粘度化に起因する上記駆動源のトルクアップを軽減するため、液担持体の駆動源として高出力モータを用いる必要がなくなる。
第４の利点は、上述した特開昭４８−１６６４４号公報の液式画像形成装置のように、インク液面にリップルを生じせしめて潜像担持体上の潜像を現像する場合には、せん断力依存型の粘度特性を有するインク液を液体現像剤として用いることに起因する画像濃度不足を軽減することである。具体的には、貯留液攪拌手段の先行駆動によって低粘度化せしめたインク液の薄層を液担持体に担持させることで、インク液の高粘度化による上記リップルの振幅の低下を抑え、これによって該振幅の低下に起因する画像濃度不足を軽減するのである。
第５の利点は、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤として用いることに起因する形成画像のシャープネス性の低下を軽減することである。具体的には、貯留液攪拌手段の先行駆動によって液体現像剤を低粘度化せしめることで、液担持体上における上記薄層の潜像対応部分と非対応部分との分裂不良を軽減し、これによって形成画像のシャープネス性の低下を軽減するのである。
本液式画像形成装置では、上記第２、４及び５の利点により、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を用いることに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び、画像シャープネス性の低下を軽減することができる。
なお、従来、装置の主電源をＯＮした後の初めの画像形成動作（以下、初回の画像形成動作という）に先立って、貯留液攪拌手段を所定時間駆動（以下、予備駆動という）する液式画像形成装置が知られている。かかる液式画像形成装置においては、初回の画像形成動作に先立って貯留液攪拌手段の予備駆動を実施して液体現像剤のトナー濃度の均一化を図ることで、上記第１の利点と同様の利点を得ることができる。但し、この予備駆動は、「液体現像剤中におけるトナーの沈殿速度が比較的遅いため、貯留液攪拌手段の先行駆動を一旦実施して沈殿していたトナーを該液体現像中に十分に拡散せしめれば、この拡散状態を比較的長時間（例えば半日など）維持し得る」という思想に基づいて設けられていると考えられる。このため、この液式画像形成装置においては、主電源のＯＮから初回の画像形成動作を開始するまでの間にだけしか上記予備駆動を実施しない。しかしながら、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤は、せん断力が付与されなくなると、十分なトナー拡散度を維持している間であっても時間経過に伴って粘度を徐々に低下させて行く。従って、この液式画像形成装置では、上記予備駆動を実施してから初回の画像形成動作を開始するまでの間や、画像形成動作を終了してから次の画像形成動作を開始するまでの間（待機状態）において、液貯留部内の液体現像剤を高粘度化せしめて画像濃度不足、地汚れ、又は画像シャープネス性の低下を悪化させるおそれがある。一方、本請求項１の液式画像形成装置では、潜像担持体上の潜像を現像すべく液担持体の駆動を開始させる前には、貯留液攪拌手段による液体現像剤の攪拌を開始するので、いわゆる待機状態から画像形成動作を開始するにあたっては、必ず該貯留液攪拌手段の先行駆動を実施することになる。従って、上記予備駆動を実施してから初回の画像形成動作を開始するまでの間や、待機中に液体現像剤を高粘度化せしめても、該液体現像剤を貯留液攪拌手段の先行駆動によって低粘度化せしめてから現像に使用して画像濃度不足、地汚れ、及び画像シャープネス性の低下を軽減することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を該液担持体に供給して上記液体現像剤の薄層を担持させる供給装置と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体とを備え、該薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置において、該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段を設け、該潜像を現像すべく該供給装置の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段による上記液体現像剤の攪拌を開始させ、上記トルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記供給装置の駆動を開始させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
この液式画像形成装置においては、貯留液攪拌手段の攪拌によって画像形成物質を液貯留部内の液体現像剤に拡散せしめ、該液体現像剤の画像形成物質濃度を均一化させてから供給装置の駆動を開始する。このようにして供給装置の駆動を開始すると、安定した画像形成物質濃度の液体現像剤を液担持体に担持させることができる。また、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を液貯留部内で高粘度化させていても、この液体現像剤を低粘度化させてから液担持体に担持させる。かかる構成においても、上記第１、２、３、４及び５の利点と同様の利点が生ずる。そして、このことにより、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を用いることに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び、画像シャープネス性の低下を軽減することができる。更に、上記第３の利点については、液担持体の駆動源のみならず、供給装置の駆動源にも高出力のモータを用いる必要がなくなる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２の液式画像形成装置において、上記液貯留部に供給するための液体現像剤を収容する液収容器と、該液収容器内の液体現像剤を攪拌する収容液攪拌手段とを設け、該収容液攪拌手段による液体現像剤の攪拌も上記液担持体又は供給装置の駆動に先立って開始させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
この液式画像形成装置のように液収容器を備えるものにおいては、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤をこの液収容器から液貯留部に供給してしまうと、該液貯留部内の液体現像剤の画像形成物質濃度を変化させるおそれがある。また、高粘度化した液体現像剤をこの液収容器から液貯留部に供給してしまうと、該液貯留部内の液体現像剤の粘度を高めてしまうおそれがある。そして、これらの結果、画像形成物質濃度の不均一な液体現像剤や、高粘度化した液体現像剤を該液担持体に薄層として担持させてしまうおそれがある。そこで、この液式画像形成装置においては、貯留液攪拌手段及び収容液攪拌手段によって液貯留部及び液収容器内における液体現像剤の画像形成物質濃度を均一化させたり、低粘度化させたりしてから、液担持体や供給装置の駆動を開始する。このようにして駆動を開始すると、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤を液収容器内から液貯留部に供給することに起因する画像濃度の不安定化を軽減することができる。また、高粘度化した液体現像剤を液収容器内から液貯留部に供給することに起因する画像濃度不足、地汚れ及び画像シャープネス性の低下を軽減することができる。
【００１８】
請求項１，２の発明は、上記貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段を設けている。
【００１９】
一般に、内部の画像形成物質の拡散度合いが不十分な液体現像剤に対して攪拌部材による攪拌を開始した直後は、該攪拌部材の駆動トルクが不安定になる。そして、画像形成物質が液体現像剤中に飽和状態まで拡散した時点でこの駆動トルクが安定化する。また、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤に対して攪拌部材による攪拌を開始すると、該液体現像剤の粘度低下に伴って該攪拌部材の駆動トルクが減少してくる。そして、液体現像剤が所望の値まで粘度低下した時点で、この駆動トルクが所定の値に達する。以降、液体現像剤の攪拌に伴い、駆動トルクは更に減少していくが、液体現像剤の低粘度化が飽和状態に達すると、その時点の値で安定化する。従って、この液式画像形成装置においては、貯留液攪拌部材の駆動トルク値やこれの安定化を検知することで、液貯留部内の液体現像剤について、画像形成物質濃度を均一化せしめたタイミングや、所望の値まで低粘度化せしめたタイミングや、飽和状態まで低粘度化せしめたタイミングを検知することができる。
【００２２】
請求項１，２の発明は、上記トルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記液担持体又は供給装置の駆動を開始させるようにしている。
【００２３】
せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤の上記拡散飽和時間や上記低粘度化時間には、液体現像剤の溶媒濃度のバラツキなどによって若干の誤差が生ずる。このような誤差が生ずると、上記請求項４の液式画像形成装置では、液貯留部内の液体現像剤の画像形成物質濃度を均一化せしめる前や、該液体現像剤を所望の値まで低粘度化せしめる前に液担持体や供給装置の駆動を開始してしまい、これによって画像濃度の不安定化、画像濃度不足又は地汚れを生ずるおそれがある。一方、本液式画像形成装置においては、液貯留部内の液体現像剤について、画像形成物質濃度を均一化せしめたタイミングや、所望の値まで低粘度化せしめたタイミングや、飽和状態まで低粘度化せしめたタイミングをトルク検知手段によって検知してから、液担持体又は供給装置の駆動を開始させることが可能になる。そして、このことにより、液体現像剤毎の上記拡散飽和時間や上記低粘度化時間の誤差に起因する画像濃度の不安定化、画像濃度不足、地汚れ、及び画像シャープネス性の低下を回避することができる。
また、攪拌開始前の液体現像剤の状態（粘度や、画像形成物質の拡散度合い）にかかわらず、液担持体や供給装置の駆動開始前に所定の攪拌時間を設けなければならない上記請求項４の液式画像形成装置とは異なり、該状態に応じて液担持体や供給装置の駆動開始タイミングを早めることができる
なお、上記液収容器を設けている場合には、液貯留部と該液収容器とのうち、液体現像剤の上記拡散飽和時間や上記低粘度化時間が長くなる方を実験によって特定しておく。そして、特定した方に係る攪拌部材（貯留液攪拌部材又は収容液攪拌部材）にトルク検知手段を設ければ、液貯留部内と液収容器内との双方の液体現像剤について、画像形成物質濃度を均一化せしめたり、所望の値まで低粘度化せしめたり、飽和状態まで低粘度化せしめたりしてから、液担持体や供給装置の駆動を開始させることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項３の液式画像形成装置において、上記液貯留部と該液収容器との間で上記液体現像剤を循環させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２５】
この液式画像形成装置においては、液貯留部と液収容器との間で液体現像剤を循環させることで、両者の液体現像剤間における画像形成物質濃度や粘度のバラツキを低減する。このようにバラツキを低減すると、画像形成物質濃度をより確実に安定化せしめた状態の液体現像剤や、より確実に低粘度化せしめた液体現像剤を液担持体に担持させることができる。
【００２６】
請求項５の発明は、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、該液貯留部内の上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体と、制御プログラムに基づいて該液担持体及び貯留液攪拌手段の駆動を制御する制御部とを備え、該液担持体に担持した上記液体現像剤の薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置の該制御部に用いられる該制御プログラムを記録する機械読み込み可能なプログラム記録媒体であって、該制御部に対して、該潜像の現像のために該液担持体の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段の駆動を開始させ、該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記液担持体の駆動を開始させる制御を実施させる該制御プログラムを記録していることを特徴とするものである。
【００２７】
また、請求項６の発明は、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を貯留する液貯留部と、上記液体現像剤を担持して移動する液担持体と、該液貯留部内の上記液体現像剤を該液担持体に供給して上記液体現像剤の薄層を担持させる供給装置と、該液貯留部内の上記液体現像剤を攪拌する貯留液攪拌手段と、潜像を担持する潜像担持体と、制御プログラムに基づいて該供給装置及び貯留液攪拌手段の駆動を制御する制御部とを備え、該薄層又はこれに含有される画像形成物質を該潜像に付着させて該潜像を現像する液式画像形成装置の該制御部に用いられる該制御プログラムを記録する機械読み込み可能なプログラム記録媒体であって、該制御部に対して、該潜像の現像のために該供給装置の駆動を開始させる前に、該貯留液攪拌手段の駆動を開始させ、該貯留液攪拌手段の駆動トルクを検知するトルク検知手段の検知結果が所定値に達するか、安定化するかしてから、上記供給装置の駆動を開始させる制御を実施させる該制御プログラムを記録していることを特徴とするものである。
【００２８】
これらプログラム記録媒体に記録されている制御プログラムにおいては、液式画像形成装置の制御部に対して、液担持体の駆動に先立って貯留液攪拌手段の駆動を開始させる制御や、供給装置の駆動に先立って該貯留液攪拌手段の駆動を開始させる制御を実施させることで、上記第１、２、３、４及び５の利点と同様の利点が生ずる。そして、このことにより、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤を液式画像形成装置の液担持体に担持させることに起因する画像濃度の不安定化をより確実に低減することができる。また、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を液式画像形成装置に用いることに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び画像シャープネス性の低下を軽減することができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を液式画像形成装置である電子写真方式の液式プリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した第１実施形態について説明する。
【００５５】
まず、本第１実施形態に係るプリンタ全体の概略構成について説明する。
図１は本第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図１において、静電潜像担持体としての感光体ドラム１は、図示しない駆動手段によって反時計回りに回転駆動されている。この回転駆動に伴って帯電手段である帯電ローラ２との対向位置を通過した感光体ドラム１表面は一様に帯電される。そして、露光手段である光書込みユニット３との対向位置を通過する際に、画像データに応じて走査されるレーザー光が照射され、これによって静電潜像を担持する。この静電潜像は、上記回転駆動に伴って感光体ドラム１と現像装置１００の現像ローラ１０１との当接部である現像ニップを通過する際に、現像ローラ１０１から電気泳動してくる帯電トナーが付着されてトナー像に現像される。
【００５６】
一方、このトナー像が形成されるタイミングを見計らって、複数枚の転写紙６を収容している給紙カセット５からは、該転写紙６が送り出される。具体的には、この転写紙６は、給紙ローラ１９及び分離ローラ対２０の回転により、給紙カセット５から転写ローラ７と感光体ドラム１との当接部である転写ニップに転写領域に向けて一枚だけ送り出される。
【００５７】
上記転写ローラ７には図示しない転写バイアス電源から転写バイアスが印加されており、この印加によって上記転写ニップには転写用電界が形成されている。給紙カセット５から送り出された転写紙６は、上記トナー像と重ね合わされるようにして上記転写ニップに挟まれた際、感光体ドラム１と転写ローラ７との押圧力と、上記転写用電界との相乗作用によって該トナー像が転写される。このようにしてトナー像が転写された転写紙６は、転写部から排出されて定着装置８に送られる。そして、この定着装置８内の加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとの当接部を通過する際に、加圧と加熱との相乗作用によってトナー像が定着された後、機外へと排出される。
【００５８】
上記回転駆動に伴って上記転写ニップを通過した感光体ドラム１表面は、クリーニング装置９との対向位置を通過する際に、転写紙６に転写されずに残留した残留トナーや残留液がドラムクリーニングブレード９ａによって掻き取られる。そして、図示しない除電装置によって除電されて次の作像に備えられる。
【００５９】
現像装置１００内には後述の液貯留部１０４が設けられており、この液貯留部内１０４には、液体キャリアと画像形成物質であるトナーとからなる液体現像剤１０が貯留されている。
【００６０】
この液体現像剤１０は、せん断力依存型の粘度特性を有し、その飽和高化粘度が１００〜１０００[ｍＰａ・ｓ]になる。また、その飽和低下粘度が飽和高化粘度の概ね半分以下になる。具体的には、その飽和高化粘度が３００[ｍＰａ・ｓ]程度である場合には、その飽和低下粘度が１００[ｍＰａ・ｓ]程度になる。また、その飽和高化粘度が１０００[ｍＰａ・ｓ]程度である場合には、その飽和低下粘度が３００〜５００[ｍＰａ・ｓ]程度になる。このような性質の流体は、非ニュートン流体と言われることがある。
【００６１】
図２は、液体現像剤のせん断力依存型の粘度特性を説明するための説明図である。図２において、ほぼ平行に対向配置した上板Ａと下板Ｂとの間に液体現像剤１０を充填し、下板Ｂに対して上板Ａをせん断応力τで矢印方向に平行移動させると、この上板Ａの移動に伴って液体現像剤１０が同方向に移動される。この移動により、上板Ａと下板Ｂとの間の液体現像剤１０の層中に速度勾配Ｓが生じて該層中にせん断応力τが生ずる。せん断応力τと速度勾配Ｓとの関係は、τ＝ηＳで示される（ηは粘度係数＝粘度である）。周知のように、粘度ηはせん断応力τの増加に伴って低下してゆく。
【００６２】
上記現像装置１００の側方には液収容器としての現像液タンク１１が配設されており、この現像液タンク１１は液貯留部１０４に補給するための液体現像剤１２を収容している。液貯留部１０４と現像液タンク１１とは流入管１３によって接続されており、この流入管１３内には液体現像剤１２を現像液タンク１１から液貯留部１０４に向けて搬送するための流入ポンプ１４が配設されている。この流入ポンプ１４は、ギヤポンプやチューブポンプ等で構成されている。上記静電潜像の現像に伴って液貯留部内１０４の液体現像剤１０の液面レベルが下がると、流入ポンプ１４が作動して液貯留部１０４内に液体現像剤１２が補充される。
【００６３】
上記現像液タンク１１内には図示しない駆動手段によって時計回りに回転駆動される収容液攪拌手段としての攪拌スクリュー１５が配設されており、これによって液体現像剤１２が攪拌されるようになっている。
【００６４】
次に、現像装置１００の構成について説明する。
図３は現像装置１００の概略構成を示す模式図である。図３において、ケーシング１０２にはその上部に開口１０３が設けられ、この開口１０３は液担持体である上述の現像ローラ１０１の一部を露出させている。現像ローラ１０１は、このように開口１０３から露出させた部分を感光体ドラム１に当接させて上述の現像ニップを形成している。
【００６５】
上記液貯留部１０４の内部には、貯留液攪拌部材としての２本のスクリュー部材１０５、１０６が配設されている。これらのスクリュー部材１０５、１０６は、図示しない駆動手段によってそれぞれ時計回り、反時計回りに回転駆動され、この回転駆動によって液体現像剤１０を攪拌するようになっている。
【００６６】
液貯留部１０４内の液体現像剤１０の液面付近には、該液面を検知する液面検知装置１０７が配設されている。この液面検知装置１０７は、図示しない駆動手段によって反時計回りに回転駆動される液付着ローラ１０８上における液体現像剤１０の付着の有無によって該液体現像剤１０の液面レベルを検知する。液体現像剤１０の液面が液付着ローラ１０８に接している場合には、液付着ローラ１０８に液体現像剤１０が付着して付着液検知センサ１０９に検知される。また、液体現像剤１０の液面が液付着ローラ１０８に接していない場合には、液体現像剤１０が液付着ローラ１０８に付着せず、付着液検知センサ１０９に検知されなくなる。液面検知装置１０７は、液付着ローラ１０８に付着する液体現像剤１０の有無により、液貯留部１０４内の液体現像剤１０の液面レベルについて、液付着ローラ１０８よりも上にあるのか下にあるのかを検知するのである。液付着ローラ１０８よりも下になった状態の液面レベルが液面検知装置１０７によって検知されると、上述の流入ポンプ１４が所定時間作動して液貯留部１０４内に液体現像剤１２が補充される。なお、液付着ローラ１０８に付着した液体現像剤１０は、付着液検知センサ１０９の検知位置を通過した後に、ローラクリーニングブレード１１０によって液付着ローラ１０８から掻き取り除去される。このようにして液体現像剤１０が除去されることにより、液付着ローラ１０８上の残留現像液によって生ずる付着液検知センサ１０９の誤検知を抑えている。
【００６７】
２本のスクリュー部材１０５、１０６と対向する領域で、且つ、液貯留部１０４内の液体現像剤１０の液面レベルよりも少し上側には、図示しない駆動手段によって反時計回りに回転駆動される供給装置としての塗布ローラ１１１が配設されている。この塗布ローラ１１１は、表面に微妙な凹凸を保持するように彫刻が施されており、この彫刻によって該表面に液体現像剤１０を付着させ易くなっている。
【００６８】
上述のように、塗布ローラ１１１は液面レベルよりも上側に配設されており、このままでは液体現像剤１０と接触しないようになっているが、次のようにして液貯留部１０４内の液体現像剤１０を表面に付着させることができる。即ち、スクリュー部材１０５が図中反時計回りに回転駆動されると、周囲に存在する液体現像剤１０がこのスクリュー部材１０５と連れ回るように反時計回りに移動する。一方、スクリュー部材１０６が図中時計回りに回転駆動されると、周囲に存在する液体現像剤１０がこのスクリュー部材１０５と連れ回るように時計回りに移動する。このため、スクリュー部材１０５と１０６との間において、反時計回りに移動しようとする液体現像剤１０と、時計回りに移動しようとする液体現像剤１０とがぶつかり合う。このように液体現像剤１０がぶつかり合うと、スクリュー部材１０５と１０６との間に対向する液面が、図示のように盛り上がって塗布ローラ１１１と接触する。塗布ローラ１１１は、このようにして液体現像剤１０と接触することで、該液体現像剤１０を表面に付着させる。
【００６９】
塗布ローラ１１１表面に担持された液体現像剤１０は、塗布ローラ１１１の回転駆動に伴ってメータリングブレード１１２と塗布ローラ１１１との当接部である規制位置を通過する際に、メータリングブレード１１２によって層厚が規制される。
【００７０】
塗布ローラ１１１の上方には、図示しない駆動手段によって時計回りに回転駆動される上記現像ローラ１０１が、塗布ローラ１１１と当接するように配設されている。塗布ローラ１１１上で上記規制位置を通過したの液体現像剤１０は、塗布ローラ１１１と現像ローラ１０１との当接部である塗布位置を通過する際に、その一部が現像ローラ１０１上に転写・塗布されて液体現像剤の薄層となる。そして、この薄層は、現像ローラ１０１の回転駆動に伴って現像位置である上記現像ニップを通過する。
【００７１】
現像ローラ１０１には、図示しない現像バイアス電源によって現像バイアスが印加されている。上記現像ニップにおいては、この現像バイアスの印加によって感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ１０１との間に現像電界が形成される。この現像電界は、現像ニップに挟まれた液体現像剤１０中の帯電したトナーを現像ローラ１０１側から静電潜像側に向けて電気泳動させるような静電力を該トナーに作用させる。一方、感光体ドラム１上の非潜像部と現像ローラ１０１との間には、非現像電界が形成される。この非現像電界は、上記現像ニップに挟まれた液体現像剤１０中のトナーを非潜像部側から現像ローラ１０１側に向けて電気泳動させるような静電力を該トナーに作用させる。
【００７２】
現像ニップ通過後の現像ローラ１０１に残留している残留現像液は、現像ローラ１０１に当接している可撓性のローラクリーニングブレード１１３によって現像ローラ１０１から掻き取られて、液貯留部１０４に戻る。なお、上記残留現像液のトナー濃度は現像前の状態から変化している。このようにトナー濃度の変化した残留現像液が液貯留部１０４内の液体現像剤１０のトナー濃度に影響を与えるおそれがある場合には、残留現像液をトナー濃度調整装置などに経由させてから液貯留部１０４あるいは現像液タンク１１に戻すようにしてもよい。
【００７３】
以上の構成のプリンタにおいて、画像形成動作であるプリント動作を待機している状態、即ち、待機状態が長時間持続すると、トナーが沈殿するなどして、液体現像剤１０中のトナー分布状態が不均一となる結果、液体現像剤１０のトナー濃度が不均一になる。また、液体現像剤１０の粘度が、例えば１０００［ｍＰａ・ｓ］など、飽和高化粘度まで高まる。
【００７４】
このような状態になった液体現像剤１０のトナー濃度をスクリュー部材１０５、１０６の攪拌によって安定化させたり、飽和状態まで低粘度化させたり（例えば粘度１００［ｍＰａ・ｓ］）するには、ある程度の攪拌時間を要する。このため、プリント動作の開始時に、スクリュー部材１０５、１０６、塗布ローラ１１１、現像ローラ１０１の回転駆動を同時に開始させると、しばらくの間、高粘度化し且つトナー濃度の不安定となった液体現像剤１０を塗布ローラ１１１から現像ローラ１０１上に塗布させることになる。そして、この結果、トナー濃度の不安定となった液体現像剤１０の薄層を、狙いよりも厚く現像ローラ１０１上に担持させ、プリント画像の濃度を不安定にしたり、地汚れを生じたりする。また、各回転部材の駆動手段として高トルクを発揮し得るものを用いる必要が生じ、装置コストアップや装置重量アップを招来する。また、各回転部材の駆動伝達部材、メータリングブレード１１２、ローラクリーニングブレード１１３、１１０として、大きな負荷付与に耐え得るような高剛性のものを用いる必要が生じ、このことによっても装置コストアップや装置重量アップを招来する。更に、メータリングブレード１１２、ローラクリーニングブレード１１３、１１０に可撓性に乏しい高剛性の部材を用いる結果、これらブレードと回転部材との密着性を低下させて、液層の規制厚不良やクリーニング不良を引き起こすおそれがある。
【００７５】
そこで、本第１実施形態に係るプリンタにおいては、次のような特徴的な構成を備えることで、これら問題の発生を低減している。以下、この特徴的な構成について説明する。
本プリンタは、待機状態からプリント動作を開始する際、まず、液貯留部１０４内の２本のスクリュー部材１０５、１０６と、現像液タンク１１内の攪拌スクリュー１５とを回転駆動させる。そして次に、感光体ドラム１、現像ローラ１０１、塗布ローラ１１１、転写ローラ７等の回転部材の回転駆動を開始させる。２本のスクリュー部材１０５、１０６と、現像液タンク１１内の攪拌スクリュー１５とは、同時に回転させても良いし、どちらかを遅らせて回転させても良いが、注目すべき点はこれらの回転駆動を塗布ローラ１１１の回転駆動よりも早く開始させることである。このように回転駆動させると、液貯留部１０４内の液体現像剤１０や、現像液タンク１１内の液体現像剤１２を低粘度化させ、且つこれら液体現像剤のトナー濃度を均一化させてから、これら液体現像剤を現像ローラ１０１上に担持させることができる。そして、上記現像ニップにおいて、トナーを感光体ドラム１や現像ローラ１０１に向けて十分に電気泳動させるようになる。また、各回転部材の駆動伝達部材、メータリングブレード１１２、ローラクリーニングブレード１１３、１１０などとして高剛性のものを用いる必要がなくなる。
【００７６】
２本のスクリュー部材１０５、１０６のみならず、攪拌スクリュー１５の回転駆動も塗布ローラ１１１の回転駆動に先立って開始させるのは、現像液タンク１１内に収容されているトナー濃度の不安定な液体現像剤１２や、高粘度化した液体現像剤１２を現像ローラ１０１に供給させないようにするためである。但し、攪拌スクリュー１５の回転駆動を開始してから液体現像剤１２を低粘度化せしめるまでの間には流入ポンプ１４の作動をさせないようにした場合には、攪拌スクリュー１５の回転駆動に先立って塗布ローラ１１１を回転駆動させても良い。また、現像液タンク１１を設けていない場合には、塗布ローラ１１１の回転駆動に先立って２本のスクリュー部材１０５、１０６を回転駆動させるようにすればよい。また、塗布ローラ１１１を設けずに、液貯留部１０４内の液体現像剤１０を現像ローラ１０１に直接供給させるようにした場合には、現像ローラ１０１の回転駆動に先立って２本のスクリュー部材１０５、１０６等を回転駆動させるようにすればよい。
【００７７】
図１に示したような現像液タンク１１を設けている場合には、液貯留部１０４と現像液タンク１１との間で液体現像剤を循環させるように、現像液タンク１１から液貯留部１０へ向かう液体現像剤の流入管１３と、液貯留部１０４から現像液タンク１１へ向かう液体現像剤の流入管１３とを設けることが望ましい。このように液体現像剤を循環させることで、現像液タンク１１と液貯留部１０４との液体現像剤間におけるトナー濃度や粘度のバラツキを低減することができるからである。但し、液体現像剤を循環させるようにした場合には、２本のスクリュー部材１０５、１０６のみならず、攪拌スクリュー１５の回転駆動も塗布ローラ１１１の回転駆動に先立って開始させるようにする必要がある。
【００７８】
塗布ローラ１１１の回転駆動については、液体現像剤１０、１２のトナー濃度を確実に安定化させ、且つ液体現像剤１０、１２を確実に所望の値まで低粘度化させるようなタイミングで開始させるようにすることが望ましい。このようなタイミングで塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させるためには、液体現像剤１０、１２中のトナーの拡散飽和時間よりも長い低粘度化時間（所望の値まで低粘度化せしめるための攪拌時間）を調査しておき、この低粘度化時間が経過した後に塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させればよい。また、図４のブロック図に示すように、２本のスクリュー部材１０５、１０６、あるいは攪拌スクリュー１５の駆動源である攪拌モータ１７の駆動トルクを検知するトルクセンサを設け、駆動トルク値を所定値に到達させてから、塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させてもよい。なお、「所望の値まで低粘度化させる」の所望の値とは、具体的には、図９（ａ）のη１よりも低い値（以下、η０という）である。このη１については、後述の第１参考例で詳述することにする。また、上記η０については、後述の第２参考例で詳述することにする。
【００７９】
図５は上記攪拌モータ１７の駆動トルク値と、液体現像剤の攪拌時間との関係を示すグラフである。図５において、攪拌モータ１７の駆動トルク値と、液体現像剤の粘度及びトナー分散度とには正の相関がある。具体的には、駆動トルク値が高く、且つ安定していない場合には、液体現像剤の粘度が高く、且つトナーが均一に分散していない状態にある。また、駆動トルク値が低く、且つ安定している場合には、液体現像剤が飽和状態まで低粘度化し、且つトナーの分散度が飽和した状態にある。従って、攪拌に伴う駆動トルク値の減少が認められなくなって該駆動トルク値が安定化してから、塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させれば、飽和状態まで低粘度化させ、且つトナー濃度を確実に安定化させた液体現像剤を現像ローラ１０１に担持させることができる。
【００８０】
上記攪拌モータ１７に対して、液貯留部１０４内の攪拌部材（スクリュー部材１０５、１０６）と、現像液タンク１１内の攪拌部材（攪拌スクリュー１５）とを一緒に接続した場合には、次のタイミングで図５の特性が安定化する。即ち、液貯留部１０４内の液体現像剤１０と、現像液タンク１１内の液体現像剤１２との双方について、低粘度化やトナー濃度の安定化を飽和させた時点でグラフのトルク値が安定化する。
【００８１】
また、液貯留部１０４内の攪拌部材と、現像液タンク１１内の攪拌部材とを、それぞれ別の攪拌モータ１７に接続した場合には、それぞれの攪拌モータ１７に係る特性は別々のタイミングで安定化することになる。この場合、どちらの特性を先に安定化させるかについては、液体現像剤１０、１２の量、各攪拌部材の攪拌能力、液体現像剤１２の搬送タイミングなどによって大きく異なってくる。具体的には、例えば、図１に示した装置のように、液貯留部１０４と現像液タンク１１との間で液体現像剤を循環させない場合には、現像液タンク１１内の液体現像剤１２は、その残量によって液体現像剤１０よりも早く低粘度化したり遅く低粘度化したりする。従って、このような場合には、各攪拌モータ１７に対してトルクセンサを個別に設け、各攪拌モータ１７に係る特性を全て安定化させてから塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させるようにすることが望ましい。但し、液体現像剤１０、１２のうち、どちらか一方が必ず先に安定化するような条件になっている場合には、一方の攪拌モータ１７に係る特性のみに基づいて塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させても良い。
【００８２】
上記現像ニップにおけるトナーの電気泳動の効率は、液体現像剤１０が飽和状態まで低粘度化したときに最も高くなる。従って、電気泳動効率だけに着目すれば、液貯留部１０４内の液体現像剤１０を飽和状態まで低粘度化させてから、即ち、上記駆動トルク値が安定化してから、塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させるようにすることが望ましい。但し、液体現像剤１０は、後述の粘度η０まで低粘度化すれば、画像濃度不足及び地汚れを発生させなくなる。従って、画像濃度不足及び地汚れを解消するためには、液体現像剤１０がこの粘度η０まで低粘度化するまでの攪拌時間を上記低粘度化時間として設定するか、あるいは、この粘度η０のときに発揮される上記駆動トルク値を目標トルク値とし、実際の駆動トルク値をこの目標トルク値まで低下させてから塗布ローラ１１１の回転駆動を開始させるようにすればよい。
【００８３】
図６は、現像ローラ１０１の駆動源である現像モータ１８の駆動伝達回路を示すブロック図である。図示のように、現像モータ１８は、現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１との双方に駆動力を伝達するようになっている。
【００８４】
現像ローラ１０１、塗布ローラ１１１、感光体ドラム１の駆動開始タイミングの順序については、これらの停止時における接触状態に応じて変わってくる。例えば、停止時に、感光体ドラム１と現像ローラ１０１とが接触し、且つ現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１とが接触している場合には、これら全ての回転駆動を同時に開始させる必要がある。また例えば、塗布ローラ１１１を現像ローラ１０１に対して接離させるようにし、停止時に両者を離間させている場合には、少なくとも塗布ローラ１１１を各攪拌部材よりも遅らせて回転駆動させて現像ローラ１０１に接触させればよく、感光体ドラム１、現像ローラ１０１を各攪拌部材と同時に回転駆動させてもよい。また例えば、現像装置１００の現像ローラ１０１と感光体ドラム１とを接離させるようにし、停止時に両者を離間させている場合には、少なくとも現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１とを各攪拌部材よりも遅らせて回転駆動させればよく、感光体ドラム１を各攪拌部材と同時に回転駆動させてもよい。
【００８５】
ところで、図３において、液体現像剤１０の盛り上がり部分には他の部分よりも大きな攪拌力が作用する。このように大きな攪拌力が作用する盛り上がり部分においては、トナーが十分に拡散し、且つ十分なせん断力が作用して他の部分よりも早く粘度を低下させる。本プリンタにおいては、塗布ローラ１１１に対してこのような盛り上がり部分の液体現像剤１０を付着させることで、より効果的に低粘度化せしめた液体現像剤１０を現像ローラ１０１に担持させることができる。
【００８６】
以上、本第１実施形態のプリンタによれば、安定したトナー濃度の液体現像剤１０を現像ローラ１０１に担持させることができるので、トナー濃度の不安定な液体現像剤１０を現像ローラ１０１に担持させることによって生ずる画像濃度の不安定化を低減することができる。また、液体現像剤１０を低粘度化させてから現像ローラ１０１に担持させることで、攪拌モータ１７、現像モータ１８として高出力モータを用いる必要がなくなり、装置コストアップや装置重量アップを低減することができる。また、現像ニップでトナーを感光体ドラム１や現像ローラ１０１に向けて十分に電気泳動させることができるので、トナーの泳動不良による画像濃度不足や地汚れを軽減することができる。更に、各回転部材の駆動伝達部材、メータリングブレード１１２、ローラクリーニングブレード１１３、１１０などに高剛性のものを用いる必要がなくなるので、このことによっても装置コストアップや装置重量アップを低減し、且つ、ブレード部材の密着不良によって生ずる液体現像剤１０の規制厚不良やクリーニング不良を軽減することができる。
【００８７】
なお、本第１実施形態において、単色のトナー像を形成するプリンタについて説明したが、いわゆる４ドラタンデム方式のフルカラー画像形成装置についても本発明の適用が可能である。この４ドラタンデム方式とは、図１において、点線で囲った部分のユニットが、分離ローラ対２０と定着装置８との間に４つ並列的に配設され、それぞれのユニットが転写紙６上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を重ね合わせて転写することでフルカラー画像を形成する方式である。このような４ドラタンデム方式でも、各色の上記ユニットについて、それぞれスクリュー部材１０５、１０６や、攪拌スクリュー１５の先行駆動を実施させるようにすれば、図１のプリンタと同様の効果を得ることができる。
【００８８】
次に、第１参考例のプリンタについて説明する。
まず、従来のプリンタの構成について、図７を参照しながら説明する。図において、液体現像剤１０は、図示しない現像液濃度調整部において剤濃度（トナー濃度）が調整された後、現像装置１００の液貯留部１０４に、液補給口１１５を通して流入されて貯留される。この液貯留部１０４に貯留される液体現像剤１０の液量は、その消費分に相当する量の補給用現像液が、図示しない現像液補給ボトルから上記現像液濃度調整部を介して随時補給されることによりほぼ一定に保たれるようになっている。
【００８９】
現像装置１００の液貯留部１０４内には、液担持体としての現像ローラ１０１、及び、該現像ローラ１０１に液体現像剤１を塗布しながら供給する塗布ローラ１１１が、それぞれ回転自在に配設されている。塗布ローラ１１１は、液貯留部１０４に貯留された液体現像剤１０中に、その外周面の一部が浸かるように配置されている。また、塗布ローラ１１１は、塗布ローラモータ２３により、図７において矢印方向に回転駆動される。この塗布ローラ１１１の回転によって、塗布ローラ１１１の回転速度及び液体現像剤１０の粘度等に依存した条件で、液貯留部１０４に貯留された液体現像剤１０が、塗布ローラ１１１の周面に付着せしめられて汲み上げられる。
【００９０】
この塗布ローラ１１１により汲み上げられた液体現像剤１０は、現像ローラ１０１の周面に薄層状に塗布される。これにより、現像ローラ１０１の表面に、所定の層厚の液体現像剤１０による薄層（以下、この薄層を「薄層１０ａ」という）が形成される。この薄層１０ａの層厚は、後述する感光体ドラム１の静電潜像部分に付着するトナー固形分が転写紙６に転写された際に、充分な光学濃度ＩＤが得られる層厚に形成される。また、塗布ローラ１１１により汲み上げられ、現像ローラ１０１に塗布されなかった余剰の液体現像剤１０は、塗布ローラ１１１の周面に接するように配置されたローラクリーニングブレード１１４により塗布ローラ１１１上から掻き落とされて、液貯留部１０４に戻される。このようにして、現像装置１００内で液体現像剤１０の循環が行われる。なお、塗布ローラ１１１としては、金属あるいはゴム等の材質で形成された表面が平滑なローラ、もしくは、表面に凸凹状の溝が形成されたグラビアローラなどを用いることができる。
【００９１】
上記現像ローラ１０１は、潜像担持体としての感光体ドラム１の表面に近接するように対向配置されることによって、感光体ドラム１との対向部位に現像ニップを形成している。感光体ドラム１は、図示しない駆動系を介して、図７において矢印方向に所定の速度で回転駆動され、帯電ローラ２により、感光体ドラム１の表面に一様な電位の電荷が帯電される。そして、この帯電された感光体ドラム１の表面に、光書込みユニット３を介して、画像形成される画像パターンが露光される。これにより、感光体ドラム１の表面に画像パターンに応じた静電潜像が形成される。
【００９２】
現像ローラ１０１は、感光体ドラム１の線速と同速で、図７において矢印方向に移動する。そして、この現像ローラ１０１の移動により、現像ローラ１０１の表面に形成された薄層１０ａが上記現像ニップにおいて感光体ドラム１の表面に接触すると、該薄層１０ａ中に含まれたトナー固形分が、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像が、薄層１０ａ中のトナー固形分により顕像化されて、感光体ドラム１の表面にトナー像が形成される。このとき、感光体ドラム１の表面の非潜像部に位置して感光体ドラム１に付着することなく上記現像ニップを通過した余剰の薄層１０ａは、現像ローラ１０１の周面に接するように配置されたローラクリーニングブレード１１３により現像ローラ１０１上から掻き落とされて、液貯留部１０４に戻される。
【００９３】
このようにして感光体ドラム１の表面にトナー像が形成されると、感光体ドラム１の回転に同期し且つ所定のタイミングをとって、給紙カセット５に収容されている転写紙６が、給紙ローラ１９及び分離ローラ対２０の回転により、転写ニップに向けて一枚だけ給紙される。この転写ニップは、感光体ドラム１の表面に対して接離自在に配設された転写ローラ７と感光体ドラム１との間に形成されている。そして、この転写ニップを転写紙６が通過する際、感光体ドラム１の表面に顕像化されたトナー像（後述の転写現像液１０ｂ）が、転写電界の作用などによって転写紙６上に転写される。そして、転写紙６に転写されたトナー像が定着装置８により定着された後、該転写紙６は、排紙ローラ対２１により排紙トレイ２２上に排紙される。なお、上記転写ニップにおいて転写紙６に転写されることなく感光体ドラム１の表面に残留したトナー像（後述の残留現像液１０ｃ）は、感光体ドラム１の周面に接するように配置されたドラムクリーニングブレード９ａにより感光体ドラム１上から掻き落とされて、クリーニング装置９内に回収される。
【００９４】
図８に、上述の作像プロセスにおける薄層１０ａ及び薄層１０ａ中のトナー固形分の挙動を模式的な断面図で示す。
図８（ａ）は、上記塗布ローラ１１１により現像ローラ１０１に液体現像剤１０が塗布されて、現像ローラ１０１の表面に薄層１０ａが形成された状態である。この薄層１０ａの層厚は、上述したように、感光体ドラム１に付着するトナー固形分が転写紙６に転写された際に充分な光学濃度ＩＤが得られる層厚であって、通常１０[μｍ]前後である。
【００９５】
図８（ｂ）は、上記現像ニップにおいて、現像ローラ１０１上に形成された薄層１０ａと感光体ドラム１とが接触した状態である。感光体ドラム１の表面には、上記静電潜像（電荷像）が形成されている潜像部と、該電荷像が形成されていない非潜像部とがある。上記現像ニップにおいては、薄層１０ａ中の潜像部に対向するトナー固形分が感光体ドラム１側に偏り、薄層１０ａ中の非潜像部に対向するトナー固形分が現像ローラ１０１側に偏った状態となる。なお、図８（ｂ）に示す現像方式は、薄層１０ａ中のトナー固形分が、負の電荷を保持したポジポジ現像を行う現像方式の例であるが、ネガポジ現像を行う現像方式では、感光体ドラム１の表面の非潜像部に電荷像が形成され、潜像部には電荷像が形成されない状態となる。なお、何れの現像方式においても、潜像部ではトナー固形分が感光体ドラム１側に移動し、非潜像部ではトナー固形分が現像ローラ１０１側に移動する。
【００９６】
図８（ｃ）は、薄層１０ａが上記現像ニップを通過して、現像ローラ１０１と感光体ドラム１とが離間した状態である。この状態において、感光体ドラム１側の潜像部では、感光体ドラム１側のトナー固形分が多くなるように薄層１０ａが分離され、感光体ドラム１の非潜像部では、感光体ドラム１側のトナー固形分が少なく且つ潜像部に較べて層厚が薄くなるように薄層１０ａが分離される。一方、現像ローラ１０１側においては、感光体ドラム１の表面とは逆の状態になるように薄層１０ａが分離して残留する。
【００９７】
図８（ｄ）は、上記転写ニップにおいて、感光体ドラム１に付着した薄層１０ａに転写紙６が接触した状態である。なお、図示では、感光体ドラム１の非潜像部に転写紙６が触れていないが、実際には、上記転写ニップの電界の作用や、転写ローラ７などの圧接部材による適度な圧接作用によって、感光体ドラム１の非潜像部に転写紙６が接触する。
【００９８】
図８（ｅ）は、転写紙６が上記転写ニップを通過して、感光体ドラム１と転写紙６とが離間した状態を示す。上記転写ニップにおける薄層１０ａの転写紙６側への転写割合は、液体現像剤１０の特性により変わるが、一般的には、上記転写ニップの電界の作用により、感光体ドラム１側に残留する残留現像液１０ｃよりも、重量又はトナー固形分の多い転写現像液１０ｂが、転写紙６側に転写される。
【００９９】
図７に示したプリンタで使用される液体現像剤１０も、せん断力依存型の粘度特性を有している。
【０１００】
次に、図８（ａ）から（ｃ）に示した作像プロセスにおいて、液体現像剤１０の粘度ηが及ぼす影響について説明する。
図９（ｃ）は、液体現像剤１０の粘度ηと上記現像ニップにおけるトナー移動率ρとの関係、及び、このトナー移動率ρと画像の光学濃度ＩＤとの関係を示すグラフであり、左縦軸は光学濃度ＩＤを、右縦軸は粘度ηを、横軸はトナー移動率ρをそれぞれ示している。このトナー移動率ρとは、図８（ｂ）で説明したように、上記現像ニップにおいて薄層１０ａと感光体ドラム１とが接触した状態で、感光体ドラム１の電荷像が形成された潜像部に、薄層１０ａ中のトナー固形分の偏りが生じた際の、現像ローラ１０１から感光体ドラム１側に移動したトナー固形分の割合を示している。また、非潜像部では、感光体ドラム１から現像ローラ１０１側に移動したトナー固形分の割合を示している。図９（ｃ）は、上記塗布位置で現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１との間に挟まれる液体現像剤１０の粘度ηがある程度の低い粘度値にならないと、薄層１０ａ中のトナーが感光体ドラム１側に電気泳動しないことを示している。
【０１０１】
次に、図８（ｄ）及び（ｅ）に示した作像プロセスにおいて、トナー移動率ρが及ぼす影響について説明する。
図９（ｃ）に示す光学濃度ＩＤ：トナー移動率ρの特性は、上記トナー像の転写条件を一定にして比較したもので、トナー移動率ρが低いと光学濃度ＩＤも低くなることを示している。この光学濃度ＩＤは、感光体ドラム１８上で顕像化されて転写紙６上に転写されたトナー像の画像濃度であり、転写紙６に形成される最終の画像品質に関わる。
【０１０２】
上記トナー移動率ρは、上記潜像部において感光体ドラム１の表面に移動したトナー（少量の液体キャリアを含む、以下同じ）と、上記現像ニップを通過後の現像ローラ１０１の表面に残留した液体現像剤１０とを同面積分ずつ回収し、それぞれの重量を計測することで知ることができる。また、このトナー移動率ρは、感光体ドラム１の表面に移動したトナーと、上記現像ニップを通過後の現像ローラ１０１の表面に残留したに液体現像剤１０とを適当量ずつ回収し、各々の回収物を、同じ条件の一対の透明なガラス板にサンドウィッチして、各回収物の反射濃度または透過濃度を計測し、その比率を求める等の方法によっても知ることが可能である。
【０１０３】
ところで、本発明者は鋭意研究により、図７に示したプリンタでは、現像ローラ１０１や塗布ローラ１１１の運転条件よっては、液体現像剤１０を液貯留部１０４内から上記現像ニップに搬送するまでの間に十分に低粘度化せしめることができず、画像濃度不足や地汚れを生ずる場合があることを見出した。この運転条件とは、具体的には、現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１との線速比や、両ローラの回転方向の設定である。
【０１０４】
以下、この運転条件について説明する。
先に示した図２の上板Ａは、図７の現像装置１００の塗布ローラ１１１に相当する。また、下板Ｂは現像ローラ１０１に相当し、上板Ａと下板Ｂとの間隔（離間距離）が、現像ローラ１０１上に形成された薄層１０ａの層厚に相当する。
【０１０５】
せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤１０のせん断応力τと粘度ηの関係は、図９（ａ）に示すグラフのような関係になる。図９（ａ）に示されるように、同一の液体現像剤１０であっても、現像ローラ１０１上に塗布されるときの厚み（塗布厚）の違いで、そのせん断応力τと粘度ηとの関係が多少異なる。
【０１０６】
このせん断応力τを、図７に示した現像装置１００との関係で考察すると、塗布ローラ１１１の回転速度ｒとせん断応力τとの関係は、図９（ｂ）に示すグラフのような関係になる。このグラフは、現像装置１００の現像ローラ１０１の回転速度を一定にしたときにおける塗布ローラ１１１の回転速度ｒと薄層１０ａに付与されるせん断応力τとの関係を示している。具体的には、このときの現像ローラ１０１は、このグラフの塗布ローラ１１１の回転速度ｒＡ０１と同等の速度で回転している。現像ローラ１０１の回転軸と塗布ローラ１１１の回転軸とが同一方向に回転（正転）した場合には、塗布ローラ１１１の回転速度ｒとせん断応力τとは、図９（ｂ）の直線Ｂに示すような関係になる。また、現像ローラ１０１の回転軸と塗布ローラ１１１の回転軸とが逆方向に回転（逆転）した場合には、塗布ローラ１１１の回転速度ｒとせん断応力τとが、図９（ｂ）の曲線Ａに示すような関係になる。図９（ｂ）において、塗布ローラ１１１の回転速度ｒが零でも、せん断応力τ１が生じるのは、現像ローラ１０１が塗布ローラ１１１の回転速度ｒＡ０１と同速度で回転していることによる。従って、直線Ｂや曲線Ａは、現像ローラ１０１の回転速度が変化すると、その傾きが変化したり、図９（ｂ）内における位置が左右方向にシフトしたりする。また、図９（ｂ）のグラフ縦軸の「塗布ローラ回転速度ｒ」という表記は、「（図２に示した）下板Ｂの移動速度」と表記し直しても同じである。また、この図９（ｂ）に示すグラフの横軸のせん断応力τは、現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１との表面移動速度差と相関関係にある。具体的には、この表面移動速度差が大きくなる程、せん断応力τも大きくなる。
【０１０７】
図９（ｂ）の直線Ｂは、上述のように現像ローラ１０１の回転軸と塗布ローラ１１１の回転軸とをそれぞれ同一方向に回転させたときの特性を示している。このような回転条件では、図７に示したように、上記塗布位置における両ローラの対向表面は互いに逆方向に移動する（表面逆移動）。このとき、上記塗布位置では、両ローラに挟まれる液体現像剤１０の現像ローラ側部分と塗布ローラ側部分とに対して互いに逆移動させようとする応力が作用する。また、上記表面移動速度差（図９（ｂ）の横軸方向における相対位置）は、塗布ローラ１１１の回転速度ｒが速まるほど大きくなる。
【０１０８】
一方、図９（ｂ）の曲線Ａでは、上記塗布位置の上記対向表面を互いに同一方向に移動させることになり（表面順移動）、液体現像剤１０の現像ローラ側部分と塗布ローラ側部分とに対して互いに同一方向へ移動させようとする応力が作用する。このとき、現像ローラ１０１はグラフの回転速度ｒＡ０１と同速度で回転しており、「回転速度ｒ<ｒＡ０１」となる塗布ローラ１１１の速度領域では、塗布ローラ１１１の回転速度ｒが遅くなるほど、上記表面移動速度差が大きくなってせん断応力τが高まる。また、「回転速度ｒ>ｒＡ０１」となる塗布ローラ１１１の速度領域では、塗布ローラ１１１の回転速度ｒが速くなるほど、上記表面移動速度差が大きくなってせん断応力τが高まる。更に、「回転速度ｒ＝ｒＡ０１」という条件では、上記表面移動速度差が零近くになってせん断応力τも殆どなくなる。これらの結果、図９（ｂ）における曲線Ａは、符号「<」のような形状になるのである。なお、曲線Ａにおいて、「０<回転速度ｒ<ｒＡ１」となる塗布ローラ１１１の速度領域では、せっかく塗布ローラ１１１を回転駆動させているにもかかわらず、回転駆動させないときよりも低いせん断応力τしか得られない。従って、回転駆動による消費エネルギーと、液体現像剤１０の低粘度化とに着目した場合、このような速度領域で塗布ローラ１１１を回転させることは好ましくない。
【０１０９】
図９（ｂ）に示すように、塗布ローラ１１１の回転速度ｒが同じである場合には、直線Ｂで示される特性の方が、曲線Ａで示される特性よりも高いせん断応力τを発揮する。従って、液体現像剤１０の低粘度化の観点からすれば、現像ローラ１０１の回転軸と塗布ローラ１１１の回転軸とをそれぞれ同一方向に回転させるような運転条件が好ましい。
【０１１０】
転写紙６上における望ましい光学濃度ＩＤは、図９（ｃ）の光学濃度ＩＤ座標で１．０以上である。この１．０以上の光学濃度ＩＤを達成することができるトナー移動率ρは、図９（ｃ）に示す粘度η：トナー移動率ρの特性から、ρ１より高いトナー移動率ρである必要がある。そして、このρ１より高いトナー移動率ρを得るためには、図９（ａ）のグラフから、薄層１０ａの粘度ηが、η１より低粘度であることが要求される。更に、上記塗布厚を比較的薄くする場合で粘度η１より低粘度の薄層１０ａを得るためには、図９（ａ）において実線で示した方の曲線と、粘度η１を示す一点鎖線との交点に相当するτ２以上のせん断応力τが必要になる。
【０１１１】
図９（ｂ）において、塗布ローラ１１１を停止させているときには、曲線Ａ、直線Ｂともにτ２よりも低い値のτ１というせん断応力τしか得られない。曲線Ａでは、塗布ローラの回転速度ｒが、現像ローラ１０１の回転速度（ｒＡ１）よりも遥かに速いｒＡ２に達したときにτ２以上のせん断応力τが得られる。また、直線Ｂでは、塗布ローラの回転速度ｒが、現像ローラ１０１の回転速度（ｒＡ１）よりも遥かに遅いｒＢ２に達しただけで、τ２以上のせん断応力τが得られる。
【０１１２】
また、上記塗布厚を比較的厚くする場合で粘度η１より低粘度の薄層１０ａを得るためには、図９（ａ）において点線で示した方の曲線と、粘度η１を示す一点鎖線との交点に相当するτ３以上のせん断応力τが必要になる。このようなせん断応力τを得るためには、図９（ｂ）の曲線ＡではｒＡ３以上、直線ＢではｒＢ３以上の塗布ローラの回転速度ｒが必要になる。
【０１１３】
現像ローラ１０１の回転方向については、感光体ドラム１の回転方向に基づいて設定することが望ましい。具体的には、上記現像ニップでトナーを電気泳動させて画像を形成する本プリンタにおいては、該現像ニップにおけるトナーの泳動時間を効率的に確保すべく、図７に示したように、感光体ドラム１の回転軸と現像ローラの回転軸とを互いに逆回転させることが望ましい。このように逆回転させると、上記現像ニップで互いの対向表面を同一方向に移動させることになり、逆方向に移動させる場合（回転軸を同一方向に回転させる場合）よりも上記薄層１０ａの現像ニップ通過時間を長く確保することができるからである。
【０１１４】
一方、現像ローラ１０１の回転速度については、感光体ドラム１との線速比を考慮した微妙な設定を行わないと、現像装置１００の現像性能を著しく低下させて適正な現像を行うことができなくなってしまう。よって、上記塗布位置における液体現像剤１０の低粘度化よりも、感光体ドラム１との線速比などを優先的に考慮して設定する必要がある。
【０１１５】
これらの観点より、上記塗布位置における液体現像剤１０の低粘度化については、塗布ローラ１１１の回転方向や回転速度ｒの調整によってその促進を図ることが望ましい。
【０１１６】
ここで、何らかの事情により、現像ローラ１０１の回転軸と塗布ローラ１１１の回転軸とを互いに逆方向に回転させなければならない場合、上記塗布厚を薄く形成するにしても、１．０の光学濃度ＩＤを得るためには、塗布ローラ１１１をｒＡ２という比較的高速な回転速度ｒで回転させなければならない（図９ｂの曲線Ａを参照）。また、図９（ｂ）は、所定の飽和高化粘度を発揮する特定の液体現像剤を用いた場合の特性を示しているが、この液体現像剤よりも飽和高化粘度が遥かに高い液体現像剤を使用した場合には、より速い回転速度ｒで塗布ローラ１１１を回転させないと１．０の光学濃度ＩＤを得ることができない。このため、たとえ現像ローラ１０１の回転軸と塗布ローラ１１１の回転軸とを互いに同一方向に回転させる場合でも、より飽和高化濃度の高い液体現像剤を使用する場合には、図９（ｂ）のｒＢ２でさえ比較的高速になってくる。
【０１１７】
ところが、塗布ローラ１１１の回転速度ｒをこのようにして比較的高速に設定すると、塗布ローラ１１１表面上の液体現像剤１０を周囲に飛散させてしまったり、所望の厚みの薄層１０ａを形成することが困難になったりするおそれがある。
【０１１８】
そこで、第１参考例のプリンタにおいては、次のような特徴的な構成を備えることで、液体現像剤１０の低粘度化を図っている。
【０１１９】
図１０は、本第１参考例に係るプリンタの要部構成を示す構成図である。なお、図１０に示す現像装置１００において、図７に示した現像装置１００の各構成部材と同等の機能及び作用を有する部材には、図７の符号と同一符号を付して、当該部材に関する詳細な説明を省略することとする。
【０１２０】
図１０に示す現像装置１００は、現像ローラ１０１上に形成された薄層１０ａが感光体ドラム１に接触する部位（現像ニップ）よりも該現像ローラ１０１の移動方向上流側の部位に、該薄層１０ａの表層と接触する薄層接触部材としての薄層接触ローラ１１６を配設したものである。この薄層接触ローラ１１６は、現像ローラ１０１上の薄層１０ａの表層に接触して該薄層１０ａにせん断力を付与するように配設され、薄層接触ローラモータ２４によって所定方向に回転駆動される。
【０１２１】
図１０の液体現像剤１０は、図７のプリンタの液体現像剤１０と同様に、図示しない現像液濃度調整部において剤濃度（トナー濃度）が一定な条件に調整された後、液貯留部１０４に、補給口１１５を通して流入されて貯留される。この現像装置１００で使用される一定条件に調整された液体現像剤１０とは、図９の各グラフで説明したように、現像ローラ１０１の表面にできるだけ層厚の薄い薄層１０ａを形成でき、トナー移動率ρが高い条件で、転写紙６上に転写されたトナー像の画像の光学濃度ＩＤが１．０以上になるようなトナー含有率（トナー濃度）を有する液体現像剤である。
【０１２２】
このような条件を備えた液体現像剤１０を塗布ローラ１１１で汲み上げて、現像ローラ１０１の表面に該液体現像剤１０の薄層１０ａを形成する。
このとき、この薄層１０ａが感光体ドラム１に接触する上記現像ニップよりも現像ローラ１０１の移動方向上流側の部位で、薄層接触ローラ１１６の周面が該薄層１０ａの表層に接触することにより、現像ローラ１０１の表面に形成された薄層１０ａにせん断力が加えられる。これにより、現像ローラ１０１の表面に形成された薄層１０ａが低粘度化せしめられる。この低粘度化により、図９（ａ）、（ｂ）に示したように、薄層１０ａのトナー移動率ρが高くなって、１．０以上の光学濃度ＩＤを実現し得るトナー像が感光体ドラム１上に形成されるようになる。そして、上述の作像プロセスと同様にして、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が転写紙６上に転写される。この転写紙６上に転写されたトナー像は、その画像の光学濃度ＩＤが１．０以上であるので、極めて品質の高い画像となる。
【０１２３】
図１０において、薄層接触ローラ１１６と塗布ローラ１１１とは、互いの回転軸をそれぞれ同方向に回転させている。このような回転により、上記塗布位置における液体現像剤１０の粘度ηと薄層接触ローラ１１６の回転数との関係は、図９（ｂ）の直線Ｂに近い特性になる。但し、図１０の現像装置１００では、図９（ｂ）の直線Ｂの特性を発揮する液体現像剤よりも飽和高化粘度の高い液体現像剤１０を使用しており、この液体現像剤１０の飛散防止や薄層１０ａの層厚安定化を図り得る適切な回転速度ｒで塗布ローラ１１１を回転させると、薄層１０ａの粘度ηがη１よりも高くなってしまう。そこで、この薄層１０ａを構成する液体現像剤１０に追加のせん断力を付与する薄層接触ローラ１１６を設け、この薄層１０ａを上記現像ニップまで移動させる前に、この薄層１０ａをη１あるいはこれより低い粘度ηまで低粘度化せしめるのである。
【０１２４】
図１１に示す現像装置１００は、図１０に示した薄層接触部材としての薄層接触ローラ１１６を、アーチ状部材１１７に置き換えて構成したものである。このような構成の現像装置１００においては、現像ローラ１０１の回転速度が比較的速い条件下で、η１よりも低粘度の薄層１０ａを作り出す場合に有効である。なぜならば、現像ローラ１０１の回転速度が速くなると、図９（ｂ）における塗布ローラ１１１の回転速度ｒを零にしたときのせん断応力τ１が右側にシフトし、図９（ａ）のη１が得られるようになるからである。アーチ状部材１１７の表面移動速度は零であるので、図９（ｂ）の回転速度ｒを零にしたときのせん断応力τ１で図９（ａ）のη１が得られるような現像ローラ１０１の回転速度は、該アーチ状部材１１７を用いてη１が得られる速度である。このような構成の現像装置１００においては、薄層接触部材としてのアーチ状部材１１７を駆動する駆動手段が不要であるので、薄層接触ローラ１１６を設ける場合よりもその構造を簡素化することができるようになる。また、アーチ状部材１１７を、現像ローラ１１１上に付着した液体現像剤１０の層厚を規制する規制部材としてアーチ状部材１１７を機能させ、図１１の塗布ローラ１１１を省くことも可能になる。具体的には、塗布ローラ１１１を省き、現像ローラ１０１を液貯留部１０４内の液体現像剤１０に浸すような構成を採用することも可能になる。そして、このような構成を採用した場合には、装置の構成を更に簡素化することができる。但し、このような構成を採用した場合、現像ローラ１０１の回転速度をかなり高速に設定しないと、液体現像剤１０を所望の粘度まで低粘度化せしめることができなくなることがある。よって、現像ローラ１０１を液貯留部１０４内の液体現像剤１０に浸す場合には、規制部材としての機能を兼ねる薄層接触部材と、これによって層厚が規制された薄層１０ａにせん断力を付与する薄層接触部材とを設けることが望ましい。
【０１２５】
なお、「薄層接触部材」とは、液担持体（現像ローラ１０１）上に形成された液体現像剤の薄層（薄層１０ａ）に対してせん断力を付与するものである。従って、図１０において、現像ローラ１０１に塗布されている最中の液体現像剤１０にせん断力を付与する塗布ローラ１１１は、薄層接触部材には該当しない。但し、「液貯留部（１０４）内から供給装置を経て現像位置（現像ニップ）に至るまでの経路内で、該現像位置よりも上流側にある液体現像剤にせん断力を付与するせん断力付与機構」には該当する。このせん断力付与機構については、後述の第３実施形態で詳述する。
【０１２６】
次に本発明を適用した第２参考例のプリンタについて説明する。なお、このプリンタの基本的な構成については、上記第１実施形態のプリンタの構成と同様であるので説明を省略する。また、本第２参考例のプリンタの特徴的な構成については、図３を代用して説明することにする。
【０１２７】
図３に示した現像装置１００においては、上記第１実施形態で説明したように、スクリュー部材１０５、１０６によって液貯留部１０４内の液体現像剤１０にせん断力を付与することで、この液体現像剤１０を低粘度化せしめることができる。また、図９（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を用いて説明したように、この現像装置１００も塗布ローラ１１１を備えているので、現像ローラ１０１と塗布ローラ１１１との間の塗布位置でも液体現像剤１０を低粘度化せしめていることになる。更に、図３に示したように、塗布位置への搬送に先立って、液体現像剤１０に塗布ローラ１１１とメータリングブレード１１２との間の規制位置を通過させており、この通過の際にもせん断力を付与して低粘度化せしめている。このように、図３の現像装置１００では、「液貯留部１０４内→塗布ローラ１１１→塗布位置→現像ローラ→現像ニップ」という搬送経路内において、現像ニップよりも上流側で液体現像剤１０にせん断力を付与するせん断力付与機構を備えている。そして、このせん断力付与機構は、スクリュー部材１０５、１０６、塗布位置での塗布機構、規制位置での規制機構から構成されている。
【０１２８】
このようなせん断力付与機構を備える現像装置１００では、液貯留部１０４内の液体現像剤の粘度ηがη１（１．０以上のＩＤを実現し得る粘度）を超えていても、上記現像ニップに至ったときにはη１以下になる場合がある。液貯留部１０４内の液体現像剤１０の粘度ηについて、上記現像ニップに至ったときの薄層１０ａの粘度がη１になる値をη０で示すと、図３の現像装置１００では「液体現像剤１０の飽和高化粘度≦η０」という条件を具備すれば、上記現像ニップでは必ず「薄層１０ａの粘度η≦η１」となる。このような条件を具備する場合には、液体現像剤１０がたとえ液貯留部１０４内で飽和状態まで高粘度化していても、上記現像ニップに至るまでの搬送経路内で必ずη１以下まで低粘度化せしめられるからである。従って、「液体現像剤１０の飽和高化粘度≦η０」という条件を具備する場合には、上記第１実施形態のプリンタのようなスクリュー部材１０５、１０６の先行駆動を実施しなくても、トナーの泳動不足による画像濃度不足や地汚れを解消することができる。
【０１２９】
なお、「液体現像剤１０の飽和高化粘度≦η０」という条件を具備しない場合には、上記第１実施形態のプリンタのように、スクリュー部材１０５、１０６の先行駆動を実施し、液貯留部１０４内の液体現像剤１０をη０まで低粘度化せしめてから、塗布ローラ１１１の回転駆動を開始すればよい。また、感光体ドラム１と現像装置１００の現像ローラ１０１とを接離させる接離機構を設ければ、上記先行駆動を実施しなくても、上記現像ニップにおける薄層１０ａをη１まで低粘度化せしめることができる場合もあるが、この接離機構については後に詳述することにする。
【０１３０】
本第２参考例のプリンタにおいては、その製造元又は販売元により、ユーザーの使用すべき液体現像剤１０の種類が指定されている。この指定は、装置の取扱説明書などに、例えば「液体現像剤には、○○社の××を使用して下さい」などと明記されることによってなされている。そして、本プリンタは、指定された種類の液体現像剤１０を使用している限りにおいては、「飽和高化粘度粘度≦η０」という条件を具備するように、上記せん断力付与機構の各種仕様（当接圧力、回転数、回転速度など）が設定されている。このような設定においては、液貯留部１０４内で液体現像剤１０を飽和状態まで高粘度化させていても、液貯留部１０４内から上記現像ニップ直前に搬送するまでの間に、その粘度ηを確実に粘度η１以下まで低下させることができる。
【０１３１】
上記現像ニップにおいて、薄層１０ａの粘度がη１以下である場合に、トナーの泳動不足による画像濃度不足や地汚れを解消し得る理由は次の通りである。即ち、上記現像ニップでは、現像ローラ１０１の表面と感光体ドラム１の表面とが互いに対向しており、薄層１０ａはこれら対向表面に挟まれる。この対向表面に挟まれる際、薄層１０ａの表層に位置していたトナーは感光体ドラム１の表面に一旦付着する。また、薄層１０ａの深層に位置して現像ローラ１０１の表面に付着していたトナーはそのまま該表面との付着状態を維持する。そして、上記現像ニップを通過している最中に、薄層１０ａの厚み方向に電気泳動して感光体ドラム１上にトナー像あるいは非画像部を形成する。この電気泳動の際、現像ローラ１０１の表面に付着しているトナーが、感光体ドラム１の表面まで泳動しなければならないのに、薄層１０ａの粘度が高すぎるために十分に泳動しきれなかった場合には、現像ローラ１０１側に残って画像濃度不足を発生させてしまう。また、感光体ドラム１の表面に付着しているトナーが、現像ローラ１０１の表面まで泳動しなければならないのに、薄層１０ａの粘度が高すぎるために十分に泳動しきれなかった場合には、感光体ドラム１側に残って地汚れを発生させてしまう。しかし、液体現像剤１０は、その粘度ηをη１以下まで低下させると、上記現像ニップを通過した後の感光体ドラム１表面の非潜像部にトナーを残留させず、且つ、該現像ニップを通過した後の現像ローラ１０１表面の潜像対応部分にトナーを残留させない程度に、該現像ニップのトナーを十分に電気泳動させることができるようになる。そして、このことにより、トナーの泳動不足による画像濃度不足や地汚れが解消されるのである。なお、上述の「現像ニップを通過した後の現像ローラ１０１表面の潜像対応部分」とは、現像ニップにおいて、感光体ドラム１の上記潜像部分に対向する現像ローラ１０１部分である。
【０１３３】
図３における液体現像剤１０の最短経路は、具体的には、「液貯留部１０４内→液体現像剤１０の液面の盛り上がり部分→塗布ローラ１１１→規制位置→塗布位置→現像ニップ」となる。ここで、図３では、スクリュー部材１０５、１０６の回転により、液貯留部１０４内の液体現像剤の液面が盛り上がっている状態を示しているが、これらスクリュー部材の回転が停止している場合には液面はフラットな状態になる。このため、図３の現像装置１００では、たとえスクリュー部材１０５、１０６と、塗布ローラ１１１とが同時に回転駆動を開始しても、液貯留部１０４内の液体現像剤１０はすぐには塗布ローラ１１１上に移行しない。そして、スクリュー部材１０５、１０６の回転によって「液面の盛り上がり部分」が形成された段階で、初めて塗布ローラ１１１への移行が可能になる。従って、液体現像剤１０は、上記最短経路を経由すると、スクリュー部材１０５、１０６によって必ずせん断力が付与される。
【０１３４】
液貯留部１０４内の液面レベルを図３の状態よりも高く設定した状態の現像装置１００を図１２に示す。図示の現像装置１００では、スクリュー部材１０５、１０６の回転駆動が停止している状態で、塗布ローラ１１１が液貯留部１０４内の液体現像剤１０に浸っている。この現像装置１００における液体現像剤１０の最短経路の開始地点は、液体現像剤１０の液面と塗布ローラ１１１の周面との接点Ｐ１となる。図１２において、スクリュー部材１０５、１０６と塗布ローラ１１１とが同時に回転駆動を開始した場合、上記設定Ｐ１に位置していた液体現像剤１０は、これらスクリュー部材１０５、１０６からせん断力を付与されることなく、塗布ローラ１１１上に移行して上記現像ニップに至る。従って、この場合のスクリュー部材１０５、１０６は、最短経路内で液体現像剤１０にせん断力を付与することができず、せん断力付与機構の一部としては機能していない。即ち、この場合には、スクリュー部材１０５、１０６はせん断力付与機構の構成要素ではないことになる。
【０１３５】
但し、図１２のように塗布ローラ１１１を液貯留部１０４内の液体現像剤１０に浸けていても、スクリュー部材１０５、１０６をせん断力付与機構の一構成要素として機能させる場合がある。例えば、図１２において、現像装置１００を図中上下方向に移動させることで、現像ローラ１０１を感光体ドラム１に接離させる図示しない接離機構を設け、待機状態では両者を離間させるような構成にした場合である。この場合においては、感光体ドラム１と現像ローラ１０１とを接触させた時点で上記現像ニップが形成される。このようにして上記現像ニップが形成される前に、例えば、現像ローラ１０１上の薄層１０ａが上記塗布位置を２回経由すると、液体現像剤１０の最短経路はかなり複雑になる。この最短距離は「液面→塗布ローラ→規制位置→塗布位置→塗布位置→現像ニップ」という単純なものにはならないからである。具体的には、先端の液体現像剤１０は、まず、「液面→塗布ローラ→規制位置→塗布位置」という経路を経由した後、再び塗布位置に戻るが、このとき、塗布ローラ１１１上の液体現像剤が混入してくる。このように混入してくる液体現像剤には、既にスクリュー部材１０５、１０６によってせん断力が付与されている。このため、上記現像ニップに搬送された薄層１０ａの先端部分には、スクリュー部材１０５、１０６によってせん断力が付与された液体現像剤１０が僅かではあるが含まれている。即ち、スクリュー部材１０５、１０６は、せん断力付与機構の一部として機能することになる。
【０１３６】
せん断力付与機構の構成要素に塗布ローラを含めないようにした現像装置１００の一例を図１３に示す。この現像装置１００は、図示のように塗布ローラを備えておらず、現像ローラ１０１が液貯留部１０４内の液体現像剤１０に直接浸っている。現像ローラ１０１の側方には、図示しない駆動源によって図中矢印方向に回転駆動される規制ローラ１１９が配設されている。この規制ローラ１１８は、現像ローラ１０１によって液貯留部１０４から汲み上げられた液体現像剤１０の層厚を規制することで、現像ローラ１０１上に薄層１０ａを形成する。そして、このように薄層１０ａを規制する際、液体現像剤１０にせん断力を付与して該液体現像剤１０を低粘度化せしめる。このような構成の規制ローラ１１７は、図１０に示した薄層接触ローラ１１６に似ているが、薄層接触部材としては機能していない。完全な薄層になっていない規制中の液体現像剤１０にせん断力を付与するからである。
【０１３７】
薄層１０ａについては、粘度＝η１のときに、光学濃度１．０〜１．８の画像を形成し得るような厚みに形成することが望ましい。このような厚みの範囲で薄層１０ａを形成すれば、画像濃度不足や地汚れを解消しつつ、転写時における転写像の潰れをも軽減することができるからである。本発明者らの鋭意研究によれば、光学濃度１．８を超える画像を形成し得るような厚みで薄層１０ａを形成してしまうと、感光体ドラム１に過剰なキャリア液を付着させることに起因して、トナー像の転写時に画像の潰れを生じ易くなることを見出した。
【０１３８】
なお、本発明において、液体現像剤の種類の指定は、取扱説明書などに明記される態様に限定されるものではない。例えば、画像形成装置の初回使用に先立ってサービスマン等をユーザーのもとに必ず派遣し、このサービスマン等が液体現像剤を画像形成装置にセッティングして初期設定を行ったときに、「今後はこれと同じ液体現像剤を使用して下さい」と口頭で伝えるような場合も、この指定に該当する。
【０１３９】
以上、各実施形態において、現像用溶液として、トナーと液体キャリアとからなる液体現像剤を用いるプリンタについて説明したが、インク液を用いる液式画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【０１４０】
また、貯留液攪拌手段としてスクリュー部材１０５、１０６を備えるプリンタについて説明したが、例えば、液貯留部１０４内の液体現像剤１０をポンプで一旦吸い上げてから再び該液貯留部１０４内に戻すような構成など、他の構成の貯留液攪拌手段を備える液式画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【０１４１】
また、供給装置として塗布ローラ１１１を備えるプリンタについて説明したが、例えば、液貯留部１０４内から吸い上げた液体現像剤１０をノズル等から現像ローラ１１１に噴霧する構成など、他の構成の供給装置を備える液式画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【０１４２】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４、５又は６の発明によれば、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を用いることに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び、画像シャープネス性の低下を軽減することができるという優れた効果がある。
【０１４３】
特に、１、２、３、４、５又は６の発明によれば、安定した画像形成物質濃度の液体現像剤を液担持体に担持させることができるので、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤を該液担持体に担持させることによって生ずる画像濃度の不安定化を軽減することができるという優れた効果がある。また、液担持体や供給装置の駆動源として高出力モータを用いる必要がなくなるので、これを用いることによる装置コストアップや装置重量アップを回避することができるという優れた効果がある。
【０１４４】
また特に、請求項２の発明によれば、液担持体の駆動源のみならず、供給装置の駆動源にも高出力のモータを用いる必要がなくなるという優れた効果がある。
【０１４５】
また特に、請求項３の発明によれば、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤を液収容器内から液貯留部に供給することに起因する画像濃度の不安定化を軽減することができるという優れた効果がある。また、高粘度化した液体現像剤を液収容器内から液貯留部に供給することに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び画像シャープネス性の低下を軽減することができるという優れた効果がある。
【０１４７】
また特に、請求項１又は２の発明によれば、液貯留部内又は液収容器内の液体現像剤について、画像形成物質濃度を均一化せしめたタイミングや、所望の値まで低粘度化せしめたタイミングや、飽和状態まで低粘度化せしめたタイミングを検知することができるという優れた効果がある。
【０１４８】
また特に、請求項１又は２の発明によれば、液体現像剤毎の上記拡散飽和時間や上記低粘度化時間の誤差に起因する画像濃度の不安定化、画像濃度不足、地汚れ、及び画像シャープネス性の低下を回避することができるという優れた効果がある。また、攪拌開始前の液体現像剤の状態に応じて、液担持体や供給装置の駆動開始タイミングを早めることができるので、液担持体や供給装置の駆動開始前に所定の攪拌時間を設けることに起因する画像形成時間の延長を短縮化することができるという優れた効果がある。
【０１４９】
また特に、請求項４の発明によれば、画像形成物質濃度をより確実に均一化せしめた液体現像剤を液担持体に担持させることができるので、画像形成物質濃度の不安定な液体現像剤を該液担持体に担持させることに起因する画像濃度の不安定化をより確実に低減することができるという優れた効果がある。また、より確実に低粘度化せしめた液体現像剤を液担持体に担持させることができるので、せん断力依存型の粘度特性を有する液体現像剤を用いることに起因する画像濃度不足、地汚れ、及び画像シャープネス性の低下をより確実に軽減することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るプリンタの概略構成を示す模式図。
【図２】液体現像剤のせん断力依存型の粘度特性を説明するための説明図。
【図３】同プリンタの現像装置の概略構成を示す模式図。
【図４】同プリンタのスクリュー部材に係る電気ブロック図。
【図５】同スクリュー部材の駆動モータのトルク値と、液体現像剤の攪拌時間との関係を示すグラフ。
【図６】同現像装置における現像ローラの駆動モータの駆動伝達回路を示すブロック図。
【図７】従来のプリンタの概略構成図。
【図８】同プリンタの作像プロセスにおける現像液薄層及び現像液薄層中のトナー固形分の挙動を模式的に示す断面図。
【図９】（ａ）は、液体現像剤の粘度とせん断応力との関係を示すグラフ。
（ｂ）は、液体現像剤のせん断応力と塗布ローラの回転数との関係を示すグラフ。
（ｃ）は、液体現像剤の粘度とトナー移動率と、画像濃度と、トナー移動率との関係を示すグラフ。
【図１０】  第１参考例のプリンタで用いられる現像装置の構成を示す概略断面図。
【図１１】同プリンタで用いられる現像装置の他の構成を示す概略断面図。
【図１２】  第２参考例のプリンタで用いられる現像装置の構成を示す概略断面図。
【図１３】同プリンタの他の変形例構成を示す概略断面図。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ特開昭４８−１６６４４号公報に記載の液式画像形成装置の要部構成を示す構成図。
【符号の説明】
１          感光体ドラム
２          帯電手段
３          光書込みユニット
５          給紙カセット
６          転写紙
７          転写ローラ
８          定着装置
９          クリーニング装置
１０        液体現像剤
１１        現像液タンク
１２        液体現像剤
１３        流入管
１４        流入ポンプ
１５        攪拌スクリュー
１６        トルクセンサ
１７        攪拌モータ
１８        現像モータ
１９        給紙ローラ
２０        分離ローラ対
２１        排紙ローラ対
２２        排紙トレイ
２３        塗布ローラモータ
２４        薄層接触ローラモータ
１００      現像装置
１０１      現像ローラ
１０２      ケーシング
１０３      開口
１０４      液貯留部
１０５      スクリュー部材
１０６      スクリュー部材
１０７      液面検知装置
１０８      液付着ローラ
１０９      付着液検知センサ
１１０      ローラクリーニングブレード
１１１      塗布ローラ
１１２      メータリングブレード
１１３      ローラクリーニングブレード
１１４      ローラクリーニングブレード
１１５      液補給口
１１６      薄層接触ローラ
１１７      アーチ状部剤
１１８      規制ローラ
τ          現像液薄層の剪断応力
η          現像液薄層の粘度
ρ          現像液薄層のトナー移動率
ＩＤ        転写紙に形成される画像の光学濃度
ｒ          塗布ローラの回転速度
【図１】
0004074737.tif 000002
【図２】
0004074737.tif 000003
【図３】
0004074737.tif 000004
【図４】
0004074737.tif 000005
【図５】
0004074737.tif 000006
【図６】
0004074737.tif 000007
【図７】
0004074737.tif 000008
【図８】
0004074737.tif 000009
【図９】
0004074737.tif 000010
【図１０】
0004074737.tif 000011
【図１１】
0004074737.tif 000012
【図１２】
0004074737.tif 000013
【図１３】
0004074737.tif 000014
【図１４】
0004074737.tif 000015