(57)【要約】【課題】液体マグネトグラフィの画像形成装置において、トナー濃度が一定になるように磁気潜像担持体上に一定量の磁性トナーが付着するようにする。【解決手段】トナー量を検出する検出手段と、検出した結果に応じてトナー量が一定量付着するように調整する手段とを備えることによって、磁気潜像担持体上に一定量の磁性トナー量を供給することが可能となる。【選択図】図１
2009204990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撥水性を有する磁気潜像担持体に磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、
磁性トナーを水性媒体に分散させた液体現像剤を貯留する貯留手段と、
前記貯留手段に貯留された液体現像剤を磁気潜像担持体に供給して磁気潜像担持体に形成された磁気潜像を現像する現像手段と、
前記磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量が所定範囲内の値になるように調整する調整手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記調整手段を、
前記貯留手段に貯留された液体現像剤の磁性トナーの濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された磁性トナーの濃度に基づいて、前記貯留手段に貯留された液体現像剤の磁性トナーの濃度が所定範囲内の値になるように調整する濃度調整手段と、
を含んで構成した請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記濃度調整手段を、
前記検出手段で検出された磁性トナーの濃度に基づいて、前記現像剤貯留手段に貯留された液体現像剤の磁性トナーの濃度が所定範囲内の値になるようにトナー貯留手段に貯留された磁性トナーを供給する供給手段で構成した請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記調整手段を、
前記現像手段によって磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された磁性トナーの量に基づいて、前記磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量が所定範囲内の値になるように制御する制御手段と、
を含んで構成した請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段を、磁性トナーを磁気的または光学的に検出するセンサで構成した請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記貯留手段に貯留された液体現像剤を攪拌する攪拌手段を設けた請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記攪拌手段を、前記検出手段による検出時に動作させるようにした請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像手段に、液体現像剤を担持して前記磁気潜像担持体に供給するための液体現像剤担持体を設け、
前記制御手段が、前記液体現像剤担持体の回転速度を制御することによって、前記磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量が所定範囲内の値になるようにした請求項４〜請求項７のいずれか１項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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを潜像担持体上に一定量付着させることにより、プリント濃度を安定化させる技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、潜像担持体上のパッチ濃度を測定し、現像パラメータへフィードバックする手法について記載されている。
【特許文献１】特開平０６−００３９１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、液体マグネトグラフィを用いて、画像形成する場合に、磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量を所定範囲内の値にすることによって、形成された画像の濃度安定化を図ることができる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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、撥水性を有する磁気潜像担持体に磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、磁性トナーを水性媒体に分散させた液体現像剤を貯留する貯留手段と、前記貯留手段に貯留された液体現像剤を磁気潜像担持体に供給して磁気潜像担持体に形成された磁気潜像を現像する現像手段と、前記磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量が所定範囲内の値になるように調整する調整手段と、を含んで構成されている。
【０００６】
請求項２の発明は、前記調整手段を、前記貯留手段に貯留された液体現像剤の磁性トナーの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された磁性トナーの濃度に基づいて、前記貯留手段に貯留された液体現像剤の磁性トナーの濃度が所定範囲内の値になるように調整する濃度調整手段と、を含んで構成されている。
【０００７】
請求項３の発明は、前記調整手段を、前記検出手段で検出された磁性トナーの濃度に基づいて、前記現像剤貯留手段に貯留された液体現像剤の磁性トナーの濃度が所定範囲内の値になるように磁性トナーを貯留したトナー貯留手段に貯留された磁性トナーを供給する供給手段、で構成したものである。
【０００８】
請求項４の発明は、前記調整手段を、前記現像手段によって磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された磁性トナーの量に基づいて、前記磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量が所定範囲内の値になるように制御する制御手段と、を含んで構成したものである。
【０００９】
請求項５の発明は、前記検出手段を、磁性トナーを磁気的または光学的に検出するセンサで構成したことを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明は、前記貯留手段に貯留された液体現像剤を攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項７の発明は、前記攪拌手段を、前記検出手段による検出時に動作させるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項８の発明は、前記現像手段に、液体現像剤を担持して前記磁気潜像担持体に供給するための液体現像剤担持体を設け、前記制御手段が、前記液体現像剤担持体の回転速度を制御することによって、前記磁気潜像担持体に供給される磁性トナーの量が所定範囲内の値になるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、形成された画像の濃度を安定にすることができる画像形成装置を提供することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、磁気潜像担持体上に磁気潜像を形成し、水性媒体中に磁性トナーを分散させた液体現像剤を用いて磁気潜像担持体上に形成された磁気潜像を現像して画像を形成する、いわゆる液体マグネトグラフィ方式で画像形成を行う画像形成装置に本発明を適用した場合について説明する。上記水性媒体とは、水を５０質量％以上含む媒体を意味する。また、水とは、蒸留水、イオン交換水、超純水等、精製した水を意味する。
【００１５】
図１は、第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００１６】
画像形成装置１０は、円柱状に形成され、周面に磁性層からなる磁気潜像記録層１７が形成され、磁化されることにより磁気潜像記録層１７に磁気潜像が形成される撥水性を有する磁気潜像担持体４０、磁束を発生させることにより磁気潜像担持体４０の磁気潜像記録層１７を磁化し、磁気潜像を形成する磁気潜像書込器１８、磁気潜記録層１７に形成された磁気潜像を消去する消磁器１６、及び現像装置２０を含んで構成されている。磁気潜像担持体４０の表面の撥水性は、後述の現像剤担持体よりも高く設定される。ここで撥水性とは水をはじく性質を意味し、具体的には純水との接触角により判断される。上記磁気潜像担持体の表面の純水に対する接触角は、７０度以上であることが望ましく、１００度以上であることがより望ましい。尚、接触角は、接触角形（協和界面科学（株）製：CA-X）を用い、２５℃、５０％RHの環境下で測定される。
【００１７】
消磁器１６、磁気潜像書込器１８、及び現像装置２０は、磁気潜像担持体４０の外周に順に配置されている。
【００１８】
現像装置２０は、希釈水を貯留した水分貯留容器２２、液体現像剤２４を貯留する現像剤貯留容器２８、現像剤貯留容器２８に貯留された液体現像剤２４を攪拌する攪拌器２６、回転されることにより現像剤貯留容器２８に貯留された液体現像剤２４を磁気潜像担持体４０に供給して磁気潜像記録層１７に形成された磁気潜像を現像するための現像剤担持体３０、及び磁性トナー３２を貯留するトナー貯留容器３６を含んで構成されている。
【００１９】
現像剤貯留容器２８の外壁には、現像剤貯留容器２８に貯留された液体現像剤２４中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知器３４が取り付けられている。トナー濃度検知器３４としては、透磁率を検出し検出した透磁率からトナー濃度を検出する磁気センサ、または発光素子と受光素子とを備え、発光素子から発光され液体現像剤を透過して受光素子で受光された光量から光学的にトナー濃度を検出する光学センサを用いることができる。
【００２０】
現像剤担持体３０は、マグネットロールで構成されており、マグネットロールの表面は、Ｓ極とＮ極とが周方向に沿って交互に複数配置されるように磁化されている。マグネットロールはＮ極から出てＳ極へ戻るように磁力線が形成されるため、より広い面積で磁性トナー３２を磁気潜像記録層１７へ供給することができる。また、現像剤担持体３０は、現像剤貯留容器２８に貯留された液体現像剤２４に浸漬され、一部が液体現像剤２４から露出し、露出した部分が磁気潜像担持体４０に接近あるいは接触するように設けられている。これにより、磁気潜像記録層１７に形成された磁気潜像は顕在化されてトナー像３８となる。
【００２１】
磁気潜像担持体４０の現像部より回転方向下流側には、磁気潜像担持体４０との間に画像形成媒体である用紙１４をニップし、磁気潜像担持体４０に形成されたトナー像３８を用紙１４に転写するための転写ローラで構成された転写部材１２が配置されている。
【００２２】
図２に示すように、トナー濃度検知器３４は直接、攪拌器２６は攪拌器駆動装置５２を介して、制御装置４２のＩ／Ｏポート５０に接続されている。また、水分貯留容器２２にはベローズポンプ等で構成された水分供給装置６４が設けられ、トナー貯留容器３６にはマグネットロール等で構成されたトナー供給装置６０が設けられており、水分供給装置６４及びトナー供給装置６０は制御装置４２のＩ／Ｏポート５０に接続されている。
【００２３】
制御装置４２は、ＣＰＵ４４、後述する処理ルーチンのプログラムを記憶したＲＯＭ４６、ＲＡＭ４８、及びこれらを接続するバスによって構成されており、トナー量及び希釈水の供給量を演算し、現像剤貯留容器２８に貯留された液体現像剤２４のトナー濃度を所定範囲内に調整する。
【００２４】
以下、この画像形成装置１０の液体現像剤２４のトナー濃度を所定範囲内に調整する処理ルーチンについて図３を参照して説明する。
【００２５】
まず、ステップ６８において、攪拌器駆動装置５２を駆動して液体現像剤２４の攪拌を開始する。
【００２６】
次にステップ７０で一定時間以上液体現像剤２４が攪拌されたか否かを判断する。この一定時間は、攪拌によって液体現像剤２４中の磁性トナー３２が均一に分散される程度の値が用いられる。ステップ７０で一定時間以上液体現像剤２４が攪拌されたと判断された場合には、ステップ７２でトナー濃度検知器３４により検知された液体現像剤２４中のトナー濃度を示すデータを取り込む。液体現像剤２４は、水性媒体中に磁性トナー３２が分散されて構成されているため、時間の経過等によって、磁性トナー３２の分散が均一でなくなることがあるが、一定時間以上液体現像剤２４を攪拌することにより磁性トナーが均一になり、精度よくトナー濃度を検出することができる。
【００２７】
ステップ７４で、取り込んだデータに基づいてトナー濃度が所定範囲の下限値未満の値か否かを判断し、下限値未満の値であった場合には、ステップ７６でトナー供給装置６０を駆動することにより磁性トナー３２を所定量供給する。
【００２８】
ステップ７４で、トナー濃度が下限値未満でないと判断された場合には、ステップ７８で、トナー濃度が所定範囲の上限値未満であるか否かを判断する。トナー濃度が上限値未満であると判断された場合には、トナー濃度は所定範囲内の値であるため、ステップ８０で攪拌を終了する。
【００２９】
ステップ７８でトナー濃度が上限値未満ではないと判断された場合には、磁性トナーが過剰なため、ステップ８２で水分供給装置６４を駆動して水分貯留容器２２から希釈水を供給する。
【００３０】
以上により、画像形成によって失われる磁性トナー量の減少や水分の蒸発にかかわらず、トナーを均一に分散させると共に、トナー濃度を一定範囲内に調整することができる。
【００３１】
ここで、液体現像剤２４中のトナー濃度は、例えば下限値を３ｗｔ％、上限値を１０ｗｔ％とし、好ましくは５ｗｔ％とすることができる。
【００３２】
上記のようにしてトナー濃度が所定範囲の値に調整された後、画像形成装置は指示を待って画像形成処理を行うため、形成された画像の濃度を安定化することができる。
【００３３】
なお、液体現像剤２４の攪拌は、上記のようにトナー濃度を検知する場合に行う他に、例えば画像形成装置１０の電源を投入した場合、電源を投入してから一定時間経過した場合、一定枚数以上の画像をプリントした場合、または温度や湿度が急変した場合等のタイミングで行うようにしてもよい。
【００３４】
次に第２の実施の形態に係る画像形成装置について、図４及び図５に基づいて説明する。
【００３５】
なお、図４及び図５において、図１及び図２と対応する場合には、同一符号を付して説明を省略する。なお、攪拌器２６等は図示を省略する。
【００３６】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態のマグネットロールに代えて、非磁性体で形成された本体部の外周全周にわたって、スポンジ層９２を形成した現像剤担持体としての搬送ロール９０を用いると共に、搬送ロール９０の近傍にスポンジ層９２に吸収された液体現像剤中の磁性トナーの濃度を検出するトナー濃度８８を設けた点が第１の実施の形態の画像形成装置と異なっている
本実施の形態では、搬送ロール９０が非磁性体及びスポンジ層９２で構成されているため、磁気的に磁性トナーの濃度を検出する磁気センサを用いることができる。磁気トナーの濃度は、光学センサを用いて検出することもできるが、磁気センサを用いることにより、光学センサを用いた場合のように汚れを誤検出することがなく、正確にトナー量を検出することができる。
【００３７】
搬送ロール９０は、スポンジ層９２が変形する程度の押圧力で磁気潜像担持体４０の外周に押圧されている。搬送ロール９０を回転することにより、スポンジ層９２に吸収された液体現像剤２４は、磁気潜像担持体４０の回転方向に搬送されて、スポンジ層９２が磁気潜像担持体４０の外周で押圧されることにより、液体現像剤２４はスポンジ層９２から排出され、磁性トナー３８が磁気潜像担持体４０の外周に供給される。
【００３８】
この搬送ロール９０の回転速度を変更することにより、磁気潜像担持体４０に供給される液体現像剤２４の量を調整することができ、回転速度を速くすることにより供給される液体現像剤２４の量を多く、回転速度を遅くすることにより供給される液体現像剤２４の量を少なくすることができる。
【００３９】
また、スポンジ層９２を変形する押圧力を変更することによっても磁気潜像担持体４０に供給される液体現像剤２４の量を調整することができ、押圧力を強くすることによりスポンジ層９２からの排出量が多くなるため、供給される液体現像剤２４の量を多くすることができ、押圧力を弱くすることにより供給される液体現像剤２４の量を少なくすることができる。スポンジ層９２を変形する押圧力の変更は、搬送ロール９０の回転軸と磁気潜像担持体４０の外周面との距離を変更することで行うことができる。
【００４０】
図５に示されるように、搬送ロール９０は、搬送ロールを回転駆動する駆動装置９６を介して制御装置４２のＩ／Ｏポート５０に接続され、トナー濃度センサ８８も制御装置４２のＩ／Ｏポート５０に接続されている。
【００４１】
以下、図６を参照して本実施の形態の磁気潜像担持体４０に供給される液体現像剤２４の量、すなわち磁性トナー３２の量を調整する処理ルーチンについて説明する。
【００４２】
ステップ１０２において、センサ８８で検出されたトナー濃度を示すデータを取り込み、ステップ１０４においてトナー濃度が所定範囲内の値か否かを判断する。トナー濃度が所定範囲内の値の場合には、ステップ１０６において予め定められたプロセス速度で搬送ロール９０を回転し、磁気潜像担持体４０に形成された磁気潜像を現像する。
【００４３】
なお、トナー濃度は、第１の実施の形態で説明した所定範囲内の値とすることができる。
【００４４】
ステップ１０４でトナー濃度が所定範囲内の値でないと判断された場合には、ステップ１０８において搬送ロール９０の回転速度を制御して磁気潜像担持体４０に供給されるトナー量が所定範囲内になるように調整する。すなわち、トナー濃度が所定範囲の上限値を超えている場合には、現像剤担持体９４の回転速度が遅くなるように制御し、トナー濃度が所定範囲の下限値未満の場合には搬送ロール９０の回転速度が速くなるように制御する。
【００４５】
なお、上記では、搬送ロール９０の回転速度を制御して磁気潜像担持体４０に供給されるトナー量を調整する例について説明したが、磁気潜像担持体４０の外周面に対する搬送ロール９０の回転軸の位置を調整可能に構成し、トナー濃度が所定範囲の上限値を超えている場合には、磁気潜像担持体４０の外周面に対して搬送ロール９０の回転軸が遠くなるように調整し、トナー濃度が所定範囲の下限値未満の場合には磁気潜像担持体４０の外周面に対して搬送ロール９０の回転軸が近くなるように調整することにより、磁気潜像担持体４０に供給されるトナー量が所定範囲内になるように調整するようにしてもよい。
【００４６】
なお、搬送ロール９０の回転速度は、磁気潜像担持体４０の回転速度と搬送ロール９０の回転速度とが、１：２〜１：３の比で搬送ロール９０の回転速度の調整を行うのが好ましい。
【００４７】
なお、第２の実施の形態において、スポンジ層を用いたロールを使用する場合を説明したが、本実施の形態はロールの代わりにベルト状の現像剤担持体を使用してもよい。
【００４８】
この場合、ベルト状の現像剤担持体を複数の張架ロールに掛け渡し、磁気潜像担持体４０との接触面積を増やすように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図２】図１の画像形成装置の制御装置の部分を示すブロック図である。
【図３】トナー濃度を一定に調整する処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置を示す概略図である。
【図５】図４の画像形成装置の制御装置の部分を示すブロック図である。
【図６】トナー濃度を一定に調整する処理ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  画像形成装置
１２  転写部材
１４  用紙
１６  消磁器
１７  磁気潜像記録層
１８  磁気潜像書込器
２２  水分貯留容器
２４  液体現像剤
２６  攪拌器
２８  現像材貯留容器
３０  現像材担持体
３２  磁性トナー
３４  トナー濃度検知器
【図１】
2009204990.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009204990.tif 000005
【図４】
2009204990.tif 000006
【図５】
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【図６】
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