JP2004109655A - Coating device, intermediate coating member, manufacturing method thereof, developing device, and image forming apparatus - Google Patents

Coating device, intermediate coating member, manufacturing method thereof, developing device, and image forming apparatus Download PDF

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JP2004109655A JP2002273743A JP2002273743A JP2004109655A JP 2004109655 A JP2004109655 A JP 2004109655A JP 2002273743 A JP2002273743 A JP 2002273743A JP 2002273743 A JP2002273743 A JP 2002273743A JP 2004109655 A JP2004109655 A JP 2004109655A
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Noriyasu Takeuchi
竹内　則康
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating device which stably uniformly coats a developer carrier with a liquid developer. <P>SOLUTION: The coating device for coating a surface of a member 402 to be coated with the liquid developer has a coating member 404 which bears a prescribed quantity of the liquid developer on a surface thereof and rotates, and an intermediate coating member 405 which has a surface contacting with the surface of the coating member 404, moved at a uniform speed in the same direction as the surface of the coating member and is brought into contact with the surface of the member 402 to be coated with the liquid developer and has a surface contacting with the surface of the member 402, moved in the opposite direction of the surface of the member 402. Surface waviness of the surface of the intermediate coating member 405 is (cut-off value: f<SB>h</SB>0.8mm/f<SB>l</SB>2.5mm)×Wca and ≥0.7μm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における現像装置の現像剤担持体の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高粘度、高濃度の液体現像剤を使って画像形成を行う画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１〜３）。この種の画像形成装置においては、像担持体としての感光体の表面が、帯電手段により均一に帯電された後、書込手段により画像データにしたがって露光される。これにより、感光体の表面に静電潜像が形成される。感光体の表面に形成された静電潜像は、現像装置から供給される液体現像剤により現像される。この現像装置から供給される液体現像剤としては、絶縁性液体「キャリヤ液」中に樹脂及び顔料からなる固形分としてのトナーを分散したものが使用される。この液体現像剤は、上記現像装置の現像剤担持体としての現像ローラ（ベルトでもよい）の表面に液体現像剤を塗布するための塗布装置の貯蔵タンク内に収容される。この貯蔵タンク内に収容された液体現像剤は、上記塗布装置に配置されている塗布部材の回転により、塗布部材の表面に所定量担持される。塗布部材の表面に担持された液体現像剤は、塗布部材に接触するように設けられた現像ローラの表面に、均一な厚さの薄層状に塗布される。現像ローラの表面に塗布された薄層状の液体現像剤は、上記感光体の表面と現像ローラの表面とが対向する現像領域を通過する過程で、感光体上の静電潜像を現像してトナー像化する。現像後の現像ローラ上に残留している液体現像剤は、現像ローラの表面に当接するように配置された掻き取りブレードにより除去・回収される。このようにして、感光体の表面に形成されたトナー像は、転写手段により転写紙に転写された後、定着装置により定着される。また、転写紙にトナー像が転写された後の感光体の表面に残留したトナーは、感光体クリーニング手段により除去される。
【０００３】
上記感光体の表面に形成された静電潜像は、上記塗布装置により現像ローラに塗布された液体現像剤中の帯電トナーが、上記現像領域で絶縁性液体中を静電気の力によって移動することにより現像される。ここで、絶縁性液体中を移動して上記静電潜像に付着するトナー量は、現像領域でのトナーの移動距離に反比例する。従って、この現像領域で絶縁性液体中を移動する帯電トナーの移動距離が短いほど、上記静電潜像の現像効率が向上する。このトナーの移動距離を短くするには、上記現像ローラの表面にミクロン単位の液体現像剤の薄層を形成し、この薄層化した液体現像剤を上記感光体の表面に接触させることが望ましい。
【０００４】
このように、液体現像剤の薄層によって静電潜像を現像する画像形成装置においては、液体現像剤の薄層の厚さによって現像されるトナー像の濃度が決定される。従って、良好な濃度のトナー像を形成するためには、上記現像装置の現像ローラの表面に、厚さが均一な液体現像剤の薄層を形成することが重要となる。従来、このような厚さが均一な液体現像剤の薄層を現像ローラの表面に塗布形成する塗布装置として、表面に規則的な彫刻を施した塗布ローラ（アニロクスローラ）を備えたものが提案されている（例えば、特許文献４）。この塗布装置における塗布ローラは、その表面にドクタブレードを接触させることで、担持する液体現像剤の量を計量することができる。従って、この塗布ローラを用いて、現像ローラの表面に液体現像剤を直接転写塗布することにより、現像ローラの表面に均一な厚さの液体現像剤の薄層を形成できるようになる。このように、液体現像剤の薄層を現像ローラの表面に形成して、感光体上の静電潜像を現像する方式の画像形成装置においては、現像ローラの表面に液体現像剤の均一な薄層を安定して形成することが画像品質を安定させることにつながる。
【０００５】
また、上記現像装置の現像ローラに対しては、次のような条件が要求されている。
（１）上記感光体の表面との接触により上記現像領域に現像ニップを形成できる低硬度な素材で構成されていること。
（２）上記現像領域にバイアスを印加するために、少なくとも表面が導電性を有していること。
（３）上記塗布ローラとの摺擦による耐磨耗性を確保するために、表面の機械的強度が高いこと。
（４）上記クリーニングブレードとの摺擦による耐磨耗性を有する機械的強度の高い素材で表面が構成されていること。
（５）液体現像剤を均一に塗布するために、表面の平滑性が高いこと。
【０００６】
上記（３）、（４）の条件が、上記現像ローラの耐久性に関わっており、現像ローラの寿命を決定している。しかしながら、上記塗布装置では、この現像ローラの表面に、上記アニロクスローラのような表面に彫刻が施された塗布ローラが直接接触回転するように構成されている。このため、例えば、表面に導電性ＰＦＡチューブを使用して表面の機械的強度を高めた構成の現像ローラであっても、その耐久寿命は、連続画像形成試験で５０，０００枚程度であった。また、この種の塗布装置では、上述のように現像ローラに対する条件が厳しく、その素材の選択の幅が狭い。このため、上記各条件を満足するような高耐久の現像ローラを作ることが困難であった。そこで、本発明者らは、上記塗布部材としての塗布ローラと現像剤担持体としての現像ローラとの間に、中間塗布部材としての中間ローラを接触配置した構成の塗布装置を提案した（特願２００１−８９８１７、特願２００１−３５４１０９号）。この塗布装置は、現像ローラに対して塗布ローラが直接接触することがないので、現像ローラの寿命を向上させることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１５２２５４号公報
【特許文献２】
特開平７−２０９９２２号公報
【特許文献３】
特開平７−２１９３５５号公報
【特許文献４】
特開平１１−２６５１２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
（課題１）
上記中間塗布部材としての中間ローラを備えた塗布装置を用いた画像形成装置でも、現像ローラの表面に液体現像剤の均一な薄層を安定して形成することが画像品質を安定させることにつながる。しかし、液体現像剤に異物が混入した場合、この異物を起点として上記現像剤担持体に塗布された液体現像剤層にすじが発生して、現像不良となるおそれがある。また、この異物の硬度が現像剤担持体の表面硬度よりも高い場合には、この異物により現像剤担持体の表面や上記中間ローラの表面が傷つけられ、寿命を低下させることにもなる。
このような異物の混入を防止するために、特願２００１−３５４１０９号の装置では、塗布装置及び現像ローラを密閉容器内に格納し、潜像担持体との接触部にのみ開口部を設けるなどの工夫を行っている。しかしながら、上記現像装置や塗布装置を完全な密閉状態にすることは困難であり、液体現像剤への異物の混入を完全に防ぐことは難しい。
このような異物の混入が現像剤担持体やローラの表面を傷つけることによる、画像品質の低下やローラなどの寿命の低下の様子を観察した。すると、これらの表面から不要の液体現像剤を除去するために使用しているクリーニングブレードの先端部に、ホコリ等の異物が詰まり、そこを起点としてローラ等表面に傷が発生している現象が観察された。ローラ等表面に傷が発生すると、画像品質の低下やローラ寿命の低下といった問題を招いてしまう。
なお、上記中間塗布部材としての中間ローラの表面特性によっては、現像剤担持体としての現像ローラの表面よりも先に中間ローラの表面に傷が発生してしまうことも明らかとなった。このため、このような塗布装置では、現像ローラよりも早い時期に中間ローラを交換しなければならず、現像ローラへの液体現像剤の均一塗布を、現像ローラの寿命が尽きるまで安定して行うことができなくなる。
【０００９】
（課題２）
また、現像後の現像現像剤担持体上に残る液体現像剤の濃度は、潜像担持体上の画像部と非画像部とに対応する部位で異なる。このため、この現像後の現像担持体の表面に、そのまま新たな液体現像剤を塗布供給すると、前の現像時の画像パターンの痕跡（以下、これを「ゴースト」と呼ぶ）が残ってしまう。従って、現像担持体へ現像剤を塗布する塗布装置により、上記現像剤担持体に液体現像剤を塗布する場合、現像後の現像担持体の表面に残った液体現像剤（残留現像剤）を除去する必要がある。
この種の現像装置では、一般的に、現像剤担持体の表面に当接させたクリーニングブレードで残留現像剤を除去している。しかし、このような現像装置では、上記クリーニングブレードが現像ローラ４０２の表面を傷つける原因となる。
そこで、上記特願２００１−８９８１７の現像装置では、塗布装置の中間塗布部材に、現像剤除去部材としてのクリーニングブレードを設けている。この現像装置では、現像剤担持体上の残留現像剤が、塗布装置の中間塗布部材により除去されて中間塗布部材上に転移される。そして、この中間塗布部材上に転移された残留現像剤が、上記クリーニングブレードで除去される。これにより、現像剤担持体の表面に対する機械的な負荷を減少させることができ、画像品質の維持と現像剤担持体の高寿命化を達成できる。
ところで、このように塗布装置の中間塗布部材で現像剤担持体上の残留現像剤を除去する場合には、中間ローラ４０５の表面特性が、現像剤担持体に対するクリーニング性に影響することがわかってきた。クリーニング性が不十分な場合には、ゴーストが残ってしまう。
【００１０】
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、現像剤担持体への液体現像剤の均一塗布を安定して行うことができる塗布装置を提供することである。また、そのような塗布装置用の中間塗布部材及びその製造方法、並びに、そのような塗布装置を用いた現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【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、被塗布部材の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置であって、所定量の液体現像剤を表面に担持して回転する塗布部材と、該塗布部材の表面に接触して該塗布部材の表面との接触面が該塗布部材の表面と同方向に等速で移動し、且つ上記液体現像剤が塗布される被塗布部材の表面に接触して該被塗布部材の表面との接触面が該被塗布部材の表面と逆方向に移動する中間塗布部材とを有する塗布装置において、上記中間塗布部材の表面の表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで０．７μｍ以上であることを特徴とするものである。
上記中間塗布部材の表面の特性に注目して、その耐久評価を行うための連続画像形成試験を実施した結果、中間塗布部材の表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで０．７μｍ以上とすることで、中間塗布部材の表面に生じる傷が急激に減少することが明らかになった。
請求項２の発明は、現像剤担持体の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置であって、所定量の液体現像剤を表面に担持して回転する塗布部材と、該塗布部材の表面に接触して該塗布部材の表面との接触面が該塗布部材の表面と同方向に等速で移動し、且つ上記液体現像剤が塗布される現像剤担持体の表面に接触して、該現像剤担持体の表面との接触面が該現像剤担持体の表面と逆方向に移動する中間塗布部材とを有する塗布装置において、上記液体現像剤を現像剤担持体の表面に塗布する現像剤塗布時における上記中間塗布部材の表面の、移動方向下流側の現像剤担持体と移動方向上流側の上記塗布部材との間の位置に当接して、該中間塗布部材の表面に付着した液体現像剤を除去する現像剤除去部材を有し、且つ該中間塗布部材の表面の表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで液体現像剤の固形分の平均粒径以下であることを特徴とするものである。
上記中間塗布部材の表面の特性に注目して、その耐久評価を行うための連続画像形成試験を実施した結果、中間塗布部材の表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで液体現像剤の固形分の平均粒径以下とすることで、上記ゴーストを許容範囲まで抑え得ることが明らかになった。
請求項３の発明は、請求項１又は２の塗布装置の中間塗布部材であって、弾性層と、該弾性層の表面を覆う滑性層とで構成されていることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項３の中間塗布部材の製造方法であって、上記弾性層の表面に、上記滑性層をコーティングによって形成したことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項３の中間塗布部材の製造方法であって、上記弾性層を形成する弾性層形成工程と、該弾性層形成工程で形成した弾性層の表面を、上記中間塗布部材の最終的な表面うねりの仕様値よりも粗く研磨する研磨工程と、該研磨工程で研磨した弾性層の表面に、上記中間塗布部材の最終的な表面うねりの仕様値となるように制御して、上記滑性層をコートする滑性層コート工程とを有することを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項４の中間塗布部材の製造方法であって、上記研磨工程を、中間塗布部材の使用時の回転方向に回転させながら研磨するように行うことを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項１又は２の塗布装置を用いて、現像剤担持体としての現像剤担持体の表面に塗布した液体現像剤により、像担持体上に形成した潜像を現像する現像装置であって、上記塗布装置の中間塗布部材表面に液体現像剤層を形成してから被塗布部材あるいは現像剤担持体に液体現像剤を塗布することを特徴とするものである。
請求項８の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体の表面に形成した潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項７の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を液体現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置としての電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した実施形態について説明する。図１に、以下に示す各実施形態に共通した構成を有する塗布装置４０を備えた現像装置４を用いる複写機の一例を示す。図１において、潜像担持体として感光体１のまわりには、帯電器２、露光装置３、現像装置４、転写装置４、感光体クリーニング装置６が配設されている。ここで、感光体１の材質としてはａ−Ｓｉ、ＯＰＣ等が使用できる。また、帯電器２としては、ローラやチャージャ等の形態が使用できる。また、露光装置３としてはＬＥＤやレーザー走査光学系等が使用できる。
【００１３】
上記構成の複写機で反転現像により画像を形成する場合について説明する。上記感光体１は、図示しないモータ等の駆動手段によって、複写時に一定速度で矢印方向に回転駆動される。そして、感光体１の表面が帯電器２により暗中にて一様に帯電された後に、露光装置３により原稿光像が照射結像されて感光体１の表面に静電潜像が担持される。この静電潜像は、現像領域Ａを通過する際に、現像装置４により現像される。これにより、感光体１の表面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写部Ｂにて、上記転写装置５の転写ローラ５０１を通して印加される転写バイアスにより、該転写装置５の中間転写体（ベルト）５０２上に１次転写される。中間転写体５０２上に１次転写されたトナー像は、図示しない２次転写部にて、図示しない２次転写手段により、コピー用紙やＯＨＰシートなどの転写材上に２次転写される。トナー像が２次転写された転写材は、図示しない定着装置によりトナー像を定着された後、機外に排出される。
【００１４】
上記１次転写後の感光体１上に残留した残留電位は、除電ランプ７により除去される。また、１次転写後の感光体１上に残留した残留トナーは、感光体クリーニング装置６により除去されて、次の作像に備えられる。なお、上記転写装置５としては、図示の静電ローラによる方法以外の、例えば、コロナ放電による方法、粘着転写法、熱転写法などを用いることができる。また、上記定着装置としては、例えば熱転写方式、溶剤定着、ＵＶ定着、加圧定着などを用いることができる。
【００１５】
本実施形態の複写機で用いられる現像剤は、従来一般的に市販され使用されているＩｓｏｐａｒ（エクソン商標）をキャリアとした低粘性（１ｃＳｔ程度）、低濃度（１％程度）の液体現像剤ではなく、高粘性高濃度の液体現像剤である。例えば、ジメチルポリシロキサンオイル等の絶縁性液体からなる現像液溶媒中に、顕像化粒子であるトナーを高濃度に分散した高粘度のものが使用される。この現像剤の粘度及び濃度の範囲は、例えば粘度が５０〜１００００ｍＰａ・ｓ、濃度が５％から４０％である。キャリア液としては、シリコーンオイル、ノルマルパラフィン、ＩｓｏｐａｒＭ（エクソン商標）、植物油、鉱物油等の絶縁性が高いものを使用する。また、この液体現像剤の、揮発性、不揮発性については、目的に合わせて選択することができる。また、トナーの粒径は、サブミクロンから６μｍ程度まで、目的に合わせて選択することができる。
【００１６】
次に、上記現像装置４について説明する。現像装置４は、内部に液体現像剤Ｄを収容する現像剤収容タンク４０１、現像ローラ４０２、スイープローラ４０３、攪拌スクリュー４０６、塗布装置４０などで構成されている。塗布装置４０は、塗布部材としての塗布ローラ４０４、中間塗布部材としての中間ローラ４０５、などで主に構成されている。塗布ローラ４０４は、表面に均一なパターンの彫刻が施されている。スイープローラ４０３と中間ローラ４０５とには、金属ブレードもしくはゴムブレードからなるクリーニング部材４０８、４１１がそれぞれ当接配置されている。各クリーニング部材４０８、４１１としては、ブレード式のものではなく、ローラ式のものを用いてもよい。
【００１７】
上記現像ローラ４０２及びスイープローラ４０３の外周面には、それぞれ導電性を有する弾性体層が設けられている。この弾性体層の材質としては、ウレタンゴムを用いることができる。また、弾性体層の表面硬度としては、感光体１との間で効率的にニップを形成できるように、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０度以下であることが望ましい。なお、弾性体層の材質は、ウレタンゴムに限られるものではなく、導電性を有するものであって、且つキャリア液・現像剤で膨潤したり溶解したりしない材質であればよい。また、現像ローラ４０２とスイープローラ４０３内層は、キャリア液・現像剤と接触しない構成であれば、上記導電性・膨潤溶解の制約はなく、弾性を有していればよい。但し、弾性体層が導電性を有していない場合には、現像バイアス電圧・スイープバイアス電圧を、現像ローラ５０２及びスイープローラ５０３の軸からではなく、表面から印加するようにする。
ここで、上記弾性体層を、現像ローラ５０２とスイープローラ５０３とに設けず、感光体１側に設けて、上記ニップを形成するようにしてもよい。また、感光体１を無端ベルト状部材で構成してもよい。また、現像ロー５０２ラ及びスイープローラ５０３は、コーティングもしくはチューブにより、その表面がＲｚ５μｍ以下の平滑性を有するように構成されている。
【００１８】
図１において、上記現像ローラ５０２及びスイープローラ５０３を、感光体１に対してそれぞれ適当な圧力で当接させると、上記弾性体層が弾性変形して、各ローラ５０２，５０３と感光体１との間に現像ニップ及び除去ニップが形成される。この現像ニップを形成することによって、液体現像剤中のトナーが現像領域Ａの現像電界により、感光体１に対して移動して付着するための一定の現像時間を確保することができる。また、各ローラ５０２，５０３と感光体１との当接圧力を調整することで、各ニップ部における表面移動方向の幅であるニップ幅を調整することができる。各ニップ幅は、各ローラ５０２，５０３の線速と現像時定数との積、以上に設定する。ここで、現像時定数とは、現像量が飽和するまでに要する時間であって、必要最小ニップ幅をプロセス速度で除したものである。例えば、必要最小ニップ幅が３ｍｍでプロセス速度が３００ｍｍ／ｓｅｃであれば、現像時定数は１０ｍｓｅｃとなる。
【００１９】
上記複写機の現像動作時においては、上記現像装置４の現像ローラ４０２の表面に、上記塗布装置４０の塗布ローラ４０４及び中間ローラ４０５によって、液体現像剤Ｄの薄層が形成される。この現像装置４では、現像ローラ４０２上に塗布される液体現像剤Ｄの表面の１ｃｍ２当たりに担持されるトナー中の顔料含有分を、３μｇ以上、６０μｇ以下となるように設定した。このために、現像ローラ４０２の表面に、３〜１０μｍの厚みの現像剤薄層を塗布するようにした。これは現像ローラ４０２の表面の１ｃｍ２当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が３μｇより小さくなる塗布厚では、十分な量の顔料が感光体１上の潜像の画像部に移動せず、画像濃度が薄くなるおそれがあるからである。また、現像ローラ４０２の表面の１ｃｍ２当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が６０μｇより大きくなる塗布厚では、現像後の地肌部に残留する余剰トナーが多くなりスイープローラ４０３による除去が不完全になるおそれがあるからである。特に、上述したような５０〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤を用いる場合には、現像領域Ａでのトナーの移動速度が低下する。従って、このような高粘度の液体現像剤を用いる場合には、現像ローラ４０２の表面の薄層化した液体現像剤を感光体１の表面に接触させて、現像領域Ａでのトナーの移動距離を短くすることが望ましい。
【００２０】
現像ローラ４０２の表面に形成された現像剤薄層は、上記現像ニップを通過する際に、感光体１の表面に接触する。これにより、現像剤薄層中のトナーが、感光体１の表面に形成された静電潜像（画像部）に移動して静電潜像が現像される。すなわち、感光体１の画像部では、トナーが感光体１側に移動する。感光体１の地肌部（非画像部）では、現像バイアス電位と感光体電位とによって形成される電界により、現像ローラ４０２の表面にトナーが移動して、感光体１の地肌部にトナーが付着しないようになる。
ここで、感光体１の地肌部に付着したトナーの一部が、現像ローラ４０２表面まで移動しきれずに、感光体１上に残ると、感光体１上に形成された画像にカブリが生じる。上記スィープローラ４０３は、このような画像のカブリの原因となるトナー（以下、「カブリトナー」という）をスイープ（掃除）するために設けられている。このスィープローラ４０３は、図１に示すように、感光体１の回転方向の上記現像ローラ４０２よりも下流側の部位に、現像ローラ４０２により感光体１上に現像されたトナー像（現像剤層）を挟むように、感光体１に押圧して設置されている。そして、このスィープローラ４０３の表面が、感光体１の表面と略等速で接触移動することによって、感光体１の地肌部のカブリトナーが除去される。
【００２１】
上記現像後の現像ローラ４０２の表面に残留した残留トナーは、クリーニング部材により除去される。また、上記スィープローラ４０３により除去された液体現像剤は、スィープローラ４０３のスィープ（掃除）性能の維持のために、クリーニング部材４０８により除去される。除去された液体現像剤は、現像剤収容タンク４０１に隣接して設けられた一時貯蔵部４１２に集められる。一時貯蔵部４１２内に集められた液体現像剤は、搬送スクリュ４１３によって、図示しない濃度調整部に送られて現像剤濃度が調整された後、現像剤収容タンク４０１に戻されて再使用される。一時貯蔵部４１２には、図示しない攪拌手段、濃度検知手段、液量検知手段などが配設されており、回収された液体現像剤の濃度及び液量を検知している。この検知結果に基いて、上記濃度調整部で、新しい液体現像剤の補給やキャリアの補給が行われて、回収した液体現像剤の濃度が均一になるように調整される。ここで、現像剤収容タンク４０１内への液体現像剤の供給量は、液体現像剤の消費量より若干多くなるように設定されている。これにより、現像剤収容タンク４０１から溢れた液体現像剤が、一時貯蔵部４１２内へ戻される。このように、液体現像剤Ｄは常に循環するようになっている。
【００２２】
以上のような動作を行う現像装置４では、画像の濃度が現像ローラ４０２の表面に塗布された液体現像剤Ｄの厚さによって決定される。そこで、塗布装置４０の塗布ローラ４０４として、図２に示すように、表面に均一なパターンの凹部４０４ａが形成されたアニロクスローラを用いている。この塗布ローラ４０４の表面の凹部４０４ａ形状としては、図３（ａ）に示すような斜線型、図３（ｂ）に示すようなピラミッド型、図３（ｃ）に示すような格子型などが考えられる。この塗布装置４０においては、転写性の良さなどの理由から斜線型の凹部４０４ａが形成された塗布ローラ４０４を用いている。
【００２３】
図１において、中間ローラ４０５は、塗布ローラ４０４に対しては等速で回転し、現像ローラ４０２に対してはリバース方向に回転するようになっている。現像ローラ４０２は、塗布ローラ４０４と直接接触しないので、塗布ローラ４０４の彫刻パターンによって傷つけられることがない。また、現像ローラ４０２は、リバース方向に回転する中間ローラ４０５とは接触するが、中間ローラ４０５の表面には凹凸がないので、中間ローラ４０５により傷つけられることもない。従って、この現像装置４においては、現像ローラ４０２が受ける機械的なストレスが少なくなり、現像ローラ４０２の寿命を延ばすことができる。塗布装置４０の中間ローラ４０５は、塗布ローラ４０４と接触するが、等速であるため塗布ローラ４０４から受ける機械的なストレスが小さくなる。ここで、塗布ローラ４０４から中間ローラ４０５に転写された液体現像剤層は、塗布ローラ４０４の表面の彫刻パターンをそのまま転写したものになる。この現像装置４０では、中間ローラ４０５に転写された液体現像剤層が現像ローラ４０２に転写されるときに、互いの表面の移動方向が逆になっている。これにより、中間ローラ４０５の周速を現像ローラ４０２の周速以上にすることで、転写された液体現像剤層のパターンを均して均一な塗布面を形成することができる。
【００２４】
上述のように、表面に均一なパターンの微細な彫刻を施した塗布ローラ４０４を使用し、これに規制部材を当接させて塗布量を計量する機構においては、規制部材としてドクタブレードを用いる場合と、ドクタローラを用いる場合とがある。ここで、ドクタブレードを用いた場合には、比較的簡単な構成であるので装置の小型化に向いているが、その磨耗やブレード先端への異物の混入などによって、塗布ムラを起こすという問題がある。一方、ドクタローラを用いた場合には、摩耗や異物詰まりの点ではブレードの場合よりも有利であるが、装置が大型化してしまうという問題がある。そこで、この塗布装置４０では、塗布ローラ４０４と中間ローラ４０５との接触部での圧力を、上記塗布量を計量するのに十分な圧力で当接させるようにして、中間ローラ４０５をドクタローラとして兼用している。
【００２５】
このような構成の塗布装置４０を備えた現像装置４を用いて連続画像形成試験を行った。この結果、２００，０００枚終了時でも機械的なストレスに起因する中間ローラ４０５や現像ローラ４０２の傷による画像劣化が見られなかった。
ところが、上記連続画像形成試験を継続して行ったところ、現像ローラ４０２の表面よりも先に、塗布装置４０の中間ローラ４０５の表面に傷ができて、画像品質を低下させてしまうことがわかった。このため、この現像装置４では、中間ローラ４０５の寿命が現像ローラ４０２の寿命よりも短くなって、現像ローラ４０２が寿命となる前に、現像ローラ４０２への液体現像剤の塗布が不安定になるという問題があった。また、中間ローラ４０５の表面特性によって上述のゴーストが残ってしまうという問題があった。
【００２６】
上記問題は、以下に説明する各実施形態に係る塗布装置を用いることにより解決することができる。なお、以下の各実施形態に係る塗布装置の各構成要素のうち、図１に示した塗布装置４０の各構成要素と同等の構成及び機能を有するものには、この塗布装置４０の各構成要素に付した符号と同符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
（実施形態１）
実施形態１に係る塗布装置は、上記塗布装置４０の構成に加えて、以下の特徴を有する。上記複写機において、高画質を維持しつつ、その構成部品の耐久寿命をさらに向上させるために、上記中間ローラ４０５の表面の表面特性に注目して、種々の中間ローラについて耐久評価を行うための連続画像形成試験を実施した。この試験の結果、表面のうねりが耐久寿命に影響していることが判明し、具体的には表１に示す結果を得た。なお、ここで、表面うねりは、ＪＩＳ　Ｂ０６１０に定める「ろ波中心線うねり」（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）の測定方法で測定したもので、測定方向はローラの軸線方向である。
【表１】

Figure 2004109655
上記表１から明らかなように、上記中間ローラ４０５は、その表面うねりをある程度大きくすることで、その表面に生じる傷が急激に減少し、寿命を延ばすことができる。具体的には、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで０．７μｍ以上で急激に傷が減少する。そこで、本実施形態１に係る塗布装置においては、上記中間ローラ４０５の表面のうねりを、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで０．７μｍ以上とした。
また、上記中間ローラ４０５から現像ローラ４０２に塗布される液体現像剤Ｄの比率（転移率）を測定したところ、図４に示すような結果が得られた。図４から明らかなように、中間ローラ４０５の表面うねりが大きくなるにしたがって、上記転移率が低下していることがわかる。このことは、中間ローラ４０５とこれに当接する現像ローラ４０２との間を通過している液体現像剤量が増加していることを示している。本実施形態１に係る塗布装置では、この中間ローラ４０５と現像ローラ４０２との間のニップ部を通過する液体現像剤量の増加により、中間ローラ４０５及び現像ローラ４０２が両ローラの摺動によって傷つくことを防止していると考えられる。なお、このようなニップ部を通過する液体現像剤量の増加は、中間ローラ４０５とクリーニング部材４１１との当接部でも同様にして起こる。このため、この当接部での中間ローラ４０５表面への損傷発生も防止できていると考えられる。
【００２８】
（実施形態２）
実施形態２に係る塗布装置は、上記塗布装置４０の構成に加えて、以下の特徴を有する。前述のゴーストを残さないためには、上記特願２００１−８９８１７の現像装置と同様、塗布装置４０の中間ローラ４０５に、現像剤除去部材としてのブレード状のクリーニング部材４１１を設けている。この現像装置４では、現像ローラ４０２上の残留現像剤が、塗布装置４０の中間ローラ４０５により除去されて中間ローラ４０５上に転移される。そして、この中間ローラ４０５上に転移された残留現像剤が、上記クリーニング部材４１１で除去される。このクリーニング部材４１１で除去した残留現像剤は、そのまま現像に使用されず、別の濃度調整部に移送されて濃度調整されてから塗布装置４０に戻されて再び現像に使用される。これにより、現像ローラ４０２の表面に対する機械的な負荷を減少させることができ、画像品質の維持と現像ローラ４０２の高寿命化を達成できる。
そして、このように塗布装置４０の中間ローラ４０５で現像ローラ４０２上の残留現像剤を除去する場合には、中間ローラ４０５の表面うねりが、現像ローラ４０２のクリーニング性に影響することがわかった。図４に示した転移率は、逆の見方をすればクリーニング率とも考えることができる。実験によると、この転移率が７０％以下になると上記ゴーストが発生することがわかった。
そこで、本実施形態２に係る塗布装置では、この転移率が７０％以上となるように、上記中間ローラ４０５の表面うねりの上限値を次のように規定している。すなわち、表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで液体現像剤の固形分の平均粒径以下であるように設定する。このようにクリーニング性を左右するうねりが液体現像剤の固形分の平均粒径と関係するのは、平均粒径にくらべてうねりが大きくなるほど、中間ローラ４０５と現像ローラ４０２との接触部での現像ローラ４０２上残留現像剤のすり抜けがおおくなる傾向にあるためである。以上のようにうねりを設定することで上記ゴーストを発生させることなく、塗布装置４０の中間ローラ４０５によって、現像ローラ４０２上の残留現像剤を除去することができ、現像ローラ４０２の表面にかかる機械的な負荷も軽減できる。なお、ここでの表面うねりの測定方法及び想定方向も、実施形態１におけると同様である。
【００２９】
ここで、実施形態１や２の塗布装置における上記現像剤除去部材としてのブレードの当接方式は、図５に示すブレードの取付角θの値によって大きく２つに分けられる。すなわち、図５において、θ＜９０度の場合のカウンター方式と、θ≧９０度の場合のトレーディング方式である。トレーディングの方式では、ブレード先端とローラ表面とで形成されるくさび状の領域に、除去後の残留現像剤が溢れる方向になる。このため、このトレーディング方式では、除去後の残留現像剤がブレードの長手方向に回り込み、ローラ端面に付着する液体現像剤が増加する。このようなローラ端面に付着した残留現像剤は、回収することができないため、濃度の調整されることなしに、塗布装置４０によって再び塗布現像されてしまう。従って、このトレーディング方式では、液体現像剤の濃度管理が困難になる。これに対し、上記カウンター方式では、ブレードの厚みを薄くすることで、上述のようなブレードの長手方向への残留現像剤のまわり込みを比較的容易に減少させることができる。そこで、上記クリーニング部材４１１は、上記中間ローラ４０５の表面の移動方向に対して、カウンター方向に当接させることが望ましい。また、クリーニング部材４１１としては、１ｍｍのゴムブレードを使用し、０．２ｍｍの金属板に接着することで、その厚みを減らすことが望ましい（クリーニング部材４１１のみで中間ローラ４０５に対する押付け圧を維持させるには、３ｍｍ程度の厚さが必要になる。）。このように、上記クリーニング部材４１１が中間ローラ４０５に対してカウンター方向に当接し、また、クリーニング部材を薄くできる構成を採用することにより、上記トレーディング方式では回収できない残留現像剤を減少させることができ、液体現像剤Ｄの濃度管理を適正に行うことができるようになって、高画質の画像を安定して形成することが可能となる。
【００３０】
また、実施形態１や２の塗布装置における中間ローラ４０５は、塗布ローラ４０４に対して、軸方向で一様に接触させることが望ましい。そのためには、この中間ローラ４０５としては、図６に示すように、ゴムのような弾性層４０５ｂを備えたローラを使用することが望ましい。この中間ローラ４０５は、現像ローラ４０２との接触部で、表面が互いに反対方向に移動回転している。このため摩擦係数の大きいゴム部材で表面が形成されていると、この接触部に非常に大きな摩擦抵抗が生じてしまい、その駆動系やローラ寿命に与える影響が大きい。そこで、この中間ローラ４０５の表面には、図６に示すように、低摩擦部材からなる滑性層４０５ｃを設けている。滑性層４０５ｃとしては、具体的には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦなどのフッ素樹脂をコーティングしたり、これらの樹脂でできたチューブを被覆させたりして構成される。
【００３１】
上記中間ローラ４０５は、ウレタン樹脂による弾性層（硬度ＪＩＳ−Ａ４０度）４０５ｂに、フッ素樹脂を含有したコーティング剤を１０〜５０μｍ程度コートして滑性層４０５ｃを形成している。この滑性層４０５ｃの形成方法としては、上述のように、ＰＦＡチューブなどを被覆させることでもできるが、この形成方法では、中間ローラ４０５の表面の表面粗さがチューブの表面性で決定されてしまう。このようなチューブ材の表面のうねり値を制御することは困難で、結果として中間ローラ４０５の表面のうねり値の制御が困難となる。そこで、上述のように、中間ローラ４０５の弾性層４０５ｂを形成した後、その表面に滑性層４０５ｃをコートする手法で、中間ローラ４０５を製造することが望ましい。このコートの手法としては、ディピングやスプレーなどがあり、中間ローラ４０５のローラ材質とコート材によって選択可能である。
【００３２】
このような製造方法において、上記中間ローラ４０５の表面うねり値を制御するには、（１）弾性層表層を加工して制御する。（２）コート層の塗布方法や材料で制御する。の２通りが考えられる。ここでは、（１）の弾性層表層を加工して制御する手法を採用している。通常、ゴムローラの製造は、弾性層であるゴム層を芯金の回りに成形後、その表面を研磨する工程がある。上記中間ローラ４０５は、上記研磨工程で、その表面うねり値を制御している。上記コーティング工程を同一条件で行う場合、コート後の表面の表面うねり値は、例えば、図７に示すように、コート前の表面の表面うねり値にほぼ比例して変化する。そこで、この変化量を見込んで上記中間ローラ４０５の弾性層４０５ｂの研磨処理を行っておくことで、コーティング後の表面の表面うねり値を制御できる。
【００３３】
一方、（２）のコート層の塗布方法や材料で制御することは、コーティング自体がもともと表面うねりを小さくする方向に作用するものであり難しい。例えば、うねりを制御するための粒子を混在させてコーティングを行うなどの手法が考えられるが、制御用の粒子の欠落や分散不足によるうねりの不均一などの問題が起こるおそれがあり、これも安定性に問題がある。
従って、上述のように、上記弾性層４０５ｂの表面の加工時に、中間ローラ４０５の表面うねりを決定する製造方法の方が、安定して表面うねりを制御することができ、しかも、その性能を維持することができ、望ましい。
【００３４】
そして、上記中間ローラ４０５の弾性層４０５ｂの研磨処理は次のように行うことが望ましい。一般にゴムローラの表面研磨時には，研磨方向によって図８（ａ）のような研磨あとができる。表面性の良い平滑なローラではそれほど問題にならないが，発明の中間ローラのようにこの研磨工程において表面性をやや荒らす方向に制御する場合，この研磨あとが大きくなり，表面コート後にも残る場合がある。このようなあとが残った場合，その方向が問題となるなる。つまり、中間ローラ４０５にはクリーニング部材４１１が当接するため，塗布時の回転方向に対して，図８（ｂ）に示すような研磨あとができているとクリーニング部材４１１の先端がこの研磨あとに引っかかり，クリーニング性を著しく損なうばかりでなく，ローラ表面へ与える機械的な負荷が増大して，ローラ寿命を低下させてしまうのである。このような問題は、本発明の中間ローラ４１１のように表面のうねり値を大きくした場合により顕著であり、特に表面うねり値Ｗｃａが１．５μｍを超えるような場合には非常に大きな影響を及ぼす。
そこで、研磨時に塗布時の回転方向に回転させて研磨を行うことで，クリーニング部材４１１や被塗布部材としての塗布ローラ４０４に対して図８（ｃ）のような当接状態になるようにすることが望ましい。このような当接状態とすることで研磨あとによってクリーニング性を低下させたり，ローラ表面への機械的な負荷が増大してローラ表面を傷つけるといった問題を防止できる。なお、通常は一方に駆動伝達用の部材を設ける等の理由で、図８（ｂ）に示すように中間ローラの両軸部のながさＬ１，Ｌ２が互いに異なり、左右非対称になるため、研磨工程で、装置内での回転向きを把握できる。形状自体が左右対称の場合には研磨後に、例えば一方軸部にペイントするなどして左右非対称として把握できるように、しかも、研磨工程時の回転方向との関係で上記ペイント箇所の設定ルールを統一しておけば、塗布装置への組み付け時に、研磨方向と装置内での使用時の回転方向とを一致させることができる。
【００３５】．
そして、実施形態１や２の塗布装置では、次のように各部の駆動を行うことが望ましい。すなわち、これらの塗布装置では中間ローラ４０５が現像ローラ４０２に対し、互いの当接部で表面が互いに逆の向きに移動するようにて反対方向に移動するよう回転駆動される。このため，中間ローラ４０５と現像ローラ４０２の当接ニップ間に液体現像剤があるかないかで起動時の駆動トルクに大きな差ができる。この起動時の駆動トルクを小さくできるように、予め、中間ローラ４０５上に液体現像剤層を形成してから、現像ローラ４０２に現像剤を塗布すると良い。具体的には、現像ローラ４０２を停止させた状態で塗布ローラ４０４及び中間ローラ４０５の回転を開始させる。そして、中間ローラ４０５の現像剤層が形成された表面部分が上記当接ニップ間に到達した以降に現像ローラ４０２の回転を開始する。図９のタイミングチャートはこのような制御の一例を示すものであり、この例は中間ローラに駆動を入力し、塗布ローラを表面つれ回りで回転させる例である。中間ローラの駆動開始時刻ｔ１より現像ローラ回転開始時刻ｔ２を上述のように遅らせている。このような駆動方法を取ることで塗布開始時の駆動トルクを大幅に低減できる。また、中間ローラと現像ローラ間に液体現像剤がない状態で両ローラが回転することがないので，両ローラの表面に対する機械的な負荷も軽減できる。
【００３６】
上述のような塗布装置４０及び現像装置４を用いることによって、各ローラの当接部やクリーニング部材と中間ローラとの当接部への異物混入による各ローラの表面の傷の発生を減少させることができ、高品質な画像を安定して得ることができる。
【００３７】
上述した望ましい事項の全てを採用した実施形態１の塗布装置４０を画像形成装置の現像装置４に用いて連続試験を行った。この結果、４００，０００枚終了時でも機械的なストレスに起因する塗布装置４０の中間ローラ４０５等の傷による画像劣化が見られず、十分な耐久品質を得ることができた。
【００３８】
また、上述した望ましい事項の全てを採用した実施形態２に係る塗布装置においては、上記中間ローラ４０５の表面うねりの設定により、上記ゴーストが発生することなく、塗布装置４０の中間ローラ４０５によって、現像ローラ４０２上の残留現像剤を除去することができる。また、現像ローラ４０２の表面にかかる機械的な負荷も軽減できた。塗布装置４０の中間ローラ４０５を現像ローラ４０２の残留現像剤の除去部材として用いているので、現像ローラ４０２上に新たな除去手段を設置する必要もなく、現像ローラ４０２の表面に与える機械的な負荷を軽減できるので、構成部品の寿命を延ばすことができ、高画質を維持することができるようになる。
【００３９】
そして、何れの実施形態においても、上記クリーニング部材４１１が、上記中間ローラ４０５の表面の移動方向に対して、カウンター方向に当接される場合、中間ローラ４０５上の現像後の残留現像剤が効率良く除去されるようになり、塗布装置４０内に濃度未調整の液体現像剤が混入することなく安定した画像品質が得られるようになる。
また、上記感光体１として、その表面がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）によって形成されたものを用いることで、有機感光体（ＯＰＣ）よりも優れた機械的強度を発揮し、その寿命を長くすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、現像剤担持体への液体現像剤の均一塗布を、現像剤担持体の寿命が尽きるまで安定して行う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】本発明が適用される複写機の主要部の概略構成図。
【図２】表面に均一なパターンの凹部が形成された上記塗布ローラとしてのアニロクスローラの正面図。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記塗布装置の塗布ローラの表面に形成された凹部の形状例を示す拡大斜視図。
【図４】上記複写機に用いれる塗布装置の中間ローラの表面うねりと液体現像剤の現像ローラへの転移率の関係を示すグラフ。
【図５】上記中間ローラへのクリーニングブレードの当接方式を説明するための概略構成図。
【図６】上記中間ローラの構成を示す概略断面図。
【図７】上記中間ローラの、コート後の表面うねり値と、コート前の表面うねり値との関係を示すグラフ。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は上記中間ローラ表面の研磨方法の説明図。
【図９】実施形態に係る現像装置の制御のタイミングチャート。
【符号の説明】
１　　　感光体
２　　　帯電器
３　　　露光装置
４　　　現像装置
５　　　転写装置
６　　　感光体クリーニング装置
７　　　除電ランプ
４０１　　　現像剤収容タンク
４０２　　　現像ローラ
４０２ａ　　現像ローラの芯金
４０２ｂ　　現像ローラの弾性層
４０２ｃ　　現像ローラの導電層
４０３　　　スイープローラ
４０３ａ　　スイープローラの芯金
４０３ｂ　　スイープローラの弾性層
４０３ｃ　　スイープローラの導電層
４０４　　　塗布ローラ
４０４ａ　　塗布ローラの表面に形成された凹部
４０４ｂ　　塗布ローラの端部の非彫刻領域
４０５　　　中間ローラ
４０５ａ　　中間ローラの芯金
４０５ｂ　　中間ローラの弾性層
４０５ｃ　　中間ローラの滑性層
４０６　　　攪拌・搬送スクリュー
４０７、４０８、４１１　　　クリーニング部材
４０９　　　ドクタブレード
４１０　　　ケーシング
４１２　　　一時貯蔵部
４１３　　　搬送スクリュ
５０１　　　転写ローラ
５０２　　　中間転写体
Ｄ　　　液体現像剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating device that applies a liquid developer to the surface of a developer carrier of a developing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An image forming apparatus that forms an image using a high-viscosity, high-concentration liquid developer is known (for example, Patent Documents 1 to 3). In this type of image forming apparatus, the surface of a photoreceptor serving as an image carrier is uniformly charged by a charging unit, and then exposed according to image data by a writing unit. As a result, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor. The electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor is developed by a liquid developer supplied from a developing device. As the liquid developer supplied from the developing device, a liquid developer in which a toner as a solid content composed of a resin and a pigment is dispersed in an insulating liquid “carrier liquid” is used. The liquid developer is accommodated in a storage tank of an application device for applying the liquid developer to a surface of a developing roller (or a belt) as a developer carrier of the developing device. A predetermined amount of the liquid developer contained in the storage tank is carried on the surface of the application member by rotation of the application member arranged in the application device. The liquid developer carried on the surface of the application member is applied in a thin layer having a uniform thickness on the surface of a developing roller provided in contact with the application member. The thin layer liquid developer applied to the surface of the developing roller develops an electrostatic latent image on the photosensitive member while passing through a developing area where the surface of the photosensitive member and the surface of the developing roller face each other. The toner image is formed. The liquid developer remaining on the developing roller after the development is removed and collected by a scraping blade arranged so as to contact the surface of the developing roller. The toner image formed on the surface of the photoreceptor in this manner is transferred to transfer paper by a transfer unit, and then fixed by a fixing device. Further, the toner remaining on the surface of the photoconductor after the toner image is transferred to the transfer paper is removed by the photoconductor cleaning unit.
[0003]
The electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor is such that the charged toner in the liquid developer applied to the developing roller by the application device moves in the insulating liquid in the developing area by electrostatic force. Is developed. Here, the amount of the toner that moves in the insulating liquid and adheres to the electrostatic latent image is inversely proportional to the moving distance of the toner in the developing area. Therefore, the shorter the moving distance of the charged toner moving in the insulating liquid in the developing area, the higher the developing efficiency of the electrostatic latent image. In order to shorten the movement distance of the toner, it is desirable to form a thin layer of liquid developer in micron units on the surface of the developing roller, and to contact the thinned liquid developer with the surface of the photoconductor. .
[0004]
Thus, in an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image with a thin layer of liquid developer, the density of the toner image to be developed is determined by the thickness of the thin layer of liquid developer. Therefore, in order to form a toner image having a good density, it is important to form a thin layer of the liquid developer having a uniform thickness on the surface of the developing roller of the developing device. Conventionally, as an application device for applying and forming such a thin layer of a liquid developer having a uniform thickness on the surface of a developing roller, an apparatus provided with an application roller (anilox roller) having a regularly engraved surface is used. It has been proposed (for example, Patent Document 4). The application roller in this application device can measure the amount of the liquid developer carried by bringing a doctor blade into contact with the surface of the application roller. Therefore, by directly transferring and applying the liquid developer to the surface of the developing roller using the application roller, a thin layer of the liquid developer having a uniform thickness can be formed on the surface of the developing roller. As described above, in an image forming apparatus of the type in which a thin layer of the liquid developer is formed on the surface of the developing roller and the electrostatic latent image on the photoreceptor is developed, a uniform layer of the liquid developer is formed on the surface of the developing roller. Forming a thin layer stably leads to stabilization of image quality.
[0005]
Further, the following conditions are required for the developing roller of the developing device.
(1) It is made of a low-hardness material capable of forming a development nip in the development area by contact with the surface of the photoreceptor.
(2) At least the surface has conductivity in order to apply a bias to the developing region.
(3) The surface has high mechanical strength in order to secure abrasion resistance due to rubbing with the application roller.
(4) The surface is made of a material having high mechanical strength and having abrasion resistance due to rubbing with the cleaning blade.
(5) Surface smoothness is high in order to apply the liquid developer uniformly.
[0006]
The conditions (3) and (4) relate to the durability of the developing roller, and determine the life of the developing roller. However, the coating device is configured such that the coating roller having the surface engraved thereon, such as the anilox roller, directly contacts and rotates on the surface of the developing roller. For this reason, for example, even if the developing roller has a configuration in which the mechanical strength of the surface is increased by using a conductive PFA tube on the surface, the durability life of the developing roller is about 50,000 in a continuous image forming test. . Further, in this type of coating apparatus, the conditions for the developing roller are strict as described above, and the range of selection of the material is narrow. For this reason, it has been difficult to produce a highly durable developing roller that satisfies the above conditions. In view of this, the present inventors have proposed a coating apparatus having a configuration in which an intermediate roller as an intermediate coating member is disposed between the coating roller as the coating member and the developing roller as a developer carrier (Japanese Patent Application No. 2002-214686). 2001-89817, Japanese Patent Application No. 2001-354109). In this application device, the application roller does not come into direct contact with the development roller, so that the life of the development roller can be improved.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-152254 [Patent Document 2]
JP-A-7-209922 [Patent Document 3]
JP-A-7-219355 [Patent Document 4]
JP-A-11-265122
[Problems to be solved by the invention]
(Issue 1)
Even in an image forming apparatus using an application device having an intermediate roller as the intermediate application member, stable formation of a uniform thin layer of liquid developer on the surface of the developing roller leads to stable image quality. . However, when foreign matter is mixed in the liquid developer, streaks are generated in the liquid developer layer applied to the developer carrying member from the foreign matter as a starting point, and there is a possibility that development failure occurs. Further, when the hardness of the foreign matter is higher than the surface hardness of the developer carrying member, the foreign matter damages the surface of the developer carrying member and the surface of the intermediate roller, thereby shortening the life.
In order to prevent such foreign matter from being mixed, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-354109, the coating device and the developing roller are housed in a closed container, and an opening is provided only in a contact portion with the latent image carrier. We are devising. However, it is difficult to completely seal the developing device and the coating device, and it is difficult to completely prevent foreign matters from being mixed into the liquid developer.
Observation was made on how deterioration of image quality and shortening of the life of the roller and the like were caused by the contamination of the developer carrying member and the surface of the roller by such foreign matter. Then, the tip of the cleaning blade used to remove the unnecessary liquid developer from these surfaces is clogged with foreign matter such as dust, and the phenomenon that the surface such as the roller is scratched from there as a starting point. Was observed. If the surface of the roller or the like is damaged, problems such as a reduction in image quality and a reduction in the life of the roller are caused.
It has also been found that, depending on the surface characteristics of the intermediate roller as the intermediate coating member, the surface of the intermediate roller may be damaged before the surface of the developing roller as the developer carrier. For this reason, in such a coating apparatus, the intermediate roller must be replaced earlier than the developing roller, and the uniform application of the liquid developer to the developing roller is performed stably until the life of the developing roller expires. You can't do that.
[0009]
(Issue 2)
Further, the concentration of the liquid developer remaining on the developing developer carrier after the development is different at a portion corresponding to an image portion and a non-image portion on the latent image carrier. Therefore, if a new liquid developer is applied and supplied to the surface of the development carrier after the development as it is, traces of the image pattern at the time of the previous development (hereinafter, referred to as “ghost”) remain. Therefore, when a liquid developer is applied to the developer carrier by a coating device that applies the developer to the developer carrier, the liquid developer (residual developer) remaining on the surface of the development carrier after development is removed. There is a need to.
In this type of developing device, generally, the residual developer is removed by a cleaning blade that is in contact with the surface of the developer carrier. However, in such a developing device, the cleaning blade causes the surface of the developing roller 402 to be damaged.
Therefore, in the developing device of Japanese Patent Application No. 2001-89817, a cleaning blade as a developer removing member is provided in the intermediate coating member of the coating device. In this developing device, the residual developer on the developer carrier is removed by the intermediate coating member of the coating device and transferred to the intermediate coating member. Then, the residual developer transferred onto the intermediate coating member is removed by the cleaning blade. As a result, the mechanical load on the surface of the developer carrying member can be reduced, and image quality can be maintained and the life of the developer carrying member can be prolonged.
By the way, when the residual developer on the developer carrying member is removed by the intermediate applying member of the applying apparatus, it is found that the surface characteristics of the intermediate roller 405 affect the cleaning performance of the developer carrying member. Was. If the cleaning property is insufficient, a ghost remains.
[0010]
The present invention has been made in view of the above background, and it is an object of the present invention to provide a coating apparatus capable of stably performing a uniform application of a liquid developer on a developer carrier. Another object of the present invention is to provide an intermediate coating member for such a coating apparatus and a method for manufacturing the same, and a developing apparatus and an image forming apparatus using such a coating apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an application device that applies a liquid developer to a surface of a member to be applied, and a coating member that rotates while supporting a predetermined amount of the liquid developer on the surface. Contacting the surface of the coating member, the contact surface with the surface of the coating member moves at a constant speed in the same direction as the surface of the coating member, and the surface of the member to be coated on which the liquid developer is coated. An intermediate coating member having a contact surface in contact with the surface of the member to be moved in a direction opposite to the surface of the member to be coated. linear swell (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) is characterized in that at · 0.7 [mu] m or more Wca.
The attention to the characteristics of the surface of the intermediate coating member, result of the continuous image formation test for performing the durability evaluation, the surface waviness of the intermediate coating member, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0 .8mm / f l 2.5mm) · with 0.7μm or more Wca, be scratch generated on the surface of the intermediate coating member decreases rapidly became clear.
The invention according to claim 2 is an application device for applying a liquid developer to the surface of a developer carrying member, wherein the application member rotates while supporting a predetermined amount of the liquid developer on the surface; The contact surface of the application member moves in the same direction as the surface of the application member at a constant speed, and contacts the surface of the developer carrier on which the liquid developer is applied, thereby causing the development. A coating device having an intermediate coating member whose contact surface with the surface of the developer carrier moves in the opposite direction to the surface of the developer carrier, wherein the liquid developer is applied to the surface of the developer carrier. Liquid developer adhering to the surface of the intermediate coating member at the time between the developer carrier on the downstream side in the moving direction and the coating member on the upstream side in the moving direction on the surface of the intermediate coating member. A developer removing member for removing the toner, and a surface of the intermediate coating member. Swell, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) is characterized in that in · Wca an average particle diameter or less of a solid content of the liquid developer.
The attention to the characteristics of the surface of the intermediate coating member, result of the continuous image formation test for performing the durability evaluation, the surface waviness of the intermediate coating member, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0 .8mm / f l 2.5mm) · by the average particle diameter or less of a solid liquid developer component at Wca, revealed that may suppress the ghost to an acceptable range.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the intermediate coating member of the coating apparatus according to the first or second aspect, wherein the intermediate coating member includes an elastic layer and a slip layer covering a surface of the elastic layer. is there.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing the intermediate coating member according to the third aspect, wherein the lubricating layer is formed on the surface of the elastic layer by coating.
The invention according to claim 5 is the method for manufacturing an intermediate coating member according to claim 3, wherein the elastic layer forming step of forming the elastic layer and the surface of the elastic layer formed in the elastic layer forming step are performed by the intermediate coating. A polishing step of polishing coarser than the final surface undulation specification value of the member, and controlling the surface of the elastic layer polished in the polishing step to the final surface undulation specification value of the intermediate coating member. And a lubricating layer coating step of coating the lubricating layer.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing an intermediate coating member according to the fourth aspect, wherein the polishing is performed while rotating the intermediate coating member in a rotating direction when the intermediate coating member is used. It is.
According to a seventh aspect of the present invention, a latent image formed on an image carrier is developed with a liquid developer applied to the surface of a developer carrier as a developer carrier using the coating apparatus of the first or second aspect. A liquid developer layer is formed on the surface of the intermediate coating member of the coating device, and then the liquid developer is coated on the member to be coated or the developer carrier.
The invention according to claim 8 is an image bearing member for carrying a latent image, a latent image forming means for forming a latent image on the surface of the image carrier, and developing the latent image formed on the surface of the latent image carrier. In an image forming apparatus having a developing device, the developing device according to claim 7 is used as the developing device.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter, referred to as a copying machine) as an image forming apparatus that forms an image using a liquid developer will be described. FIG. 1 shows an example of a copying machine using a developing device 4 provided with a coating device 40 having a configuration common to the embodiments described below. In FIG. 1, a charger 2, an exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 4, and a photoconductor cleaning device 6 are arranged around a photoconductor 1 as a latent image carrier. Here, a-Si, OPC, or the like can be used as the material of the photoconductor 1. Further, as the charger 2, a form such as a roller or a charger can be used. Further, as the exposure device 3, an LED, a laser scanning optical system, or the like can be used.
[0013]
A case where an image is formed by reversal development in the copying machine having the above configuration will be described. The photoreceptor 1 is driven to rotate at a constant speed in the direction of the arrow at the time of copying by a driving means such as a motor (not shown). Then, after the surface of the photoconductor 1 is uniformly charged in the dark by the charger 2, the exposure device 3 irradiates and forms an original light image to carry an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor 1. . The electrostatic latent image is developed by the developing device 4 when passing through the developing area A. As a result, a toner image is formed on the surface of the photoconductor 1. This toner image is primarily transferred onto an intermediate transfer member (belt) 502 of the transfer device 5 by a transfer bias applied through the transfer roller 501 of the transfer device 5 at the transfer portion B. The toner image primary-transferred onto the intermediate transfer member 502 is secondarily transferred to a transfer material such as a copy sheet or an OHP sheet by a secondary transfer unit (not shown) by a secondary transfer unit (not shown). The transfer material on which the toner image has been secondarily transferred is discharged outside the apparatus after the toner image is fixed by a fixing device (not shown).
[0014]
The residual potential remaining on the photoconductor 1 after the primary transfer is removed by the charge removing lamp 7. Further, the residual toner remaining on the photoconductor 1 after the primary transfer is removed by the photoconductor cleaning device 6 to prepare for the next image formation. As the transfer device 5, other than the method using the illustrated electrostatic roller, for example, a method using corona discharge, an adhesive transfer method, a thermal transfer method, or the like can be used. Further, as the fixing device, for example, a thermal transfer system, a solvent fixing, a UV fixing, a pressure fixing, and the like can be used.
[0015]
The developer used in the copying machine of the present embodiment is a low-viscosity (about 1 cSt), low-concentration (about 1%) liquid developer using Isopar (Exxon trademark) as a carrier, which is conventionally and generally used. Rather, it is a high-viscosity, high-concentration liquid developer. For example, a high-viscosity toner in which toner, which is visualized particles, is dispersed at a high concentration in a developer solvent made of an insulating liquid such as dimethylpolysiloxane oil is used. The range of the viscosity and the concentration of the developer is, for example, a viscosity of 50 to 10000 mPa · s and a concentration of 5% to 40%. As the carrier liquid, a liquid having a high insulating property such as silicone oil, normal paraffin, IsoparM (Exxon trademark), vegetable oil, or mineral oil is used. The volatility and non-volatility of the liquid developer can be selected according to the purpose. The particle size of the toner can be selected from submicron to about 6 μm according to the purpose.
[0016]
Next, the developing device 4 will be described. The developing device 4 includes a developer storage tank 401 for storing the liquid developer D therein, a developing roller 402, a sweep roller 403, a stirring screw 406, a coating device 40, and the like. The application device 40 mainly includes an application roller 404 as an application member, an intermediate roller 405 as an intermediate application member, and the like. The application roller 404 has a surface engraved with a uniform pattern. Cleaning members 408 and 411 made of a metal blade or a rubber blade are arranged in contact with the sweep roller 403 and the intermediate roller 405, respectively. The cleaning members 408 and 411 may be of a roller type instead of a blade type.
[0017]
Elastic layers having conductivity are provided on the outer peripheral surfaces of the developing roller 402 and the sweep roller 403, respectively. Urethane rubber can be used as a material of the elastic layer. Also, the surface hardness of the elastic layer is desirably 50 degrees or less in JIS-A hardness so that a nip can be efficiently formed with the photoconductor 1. The material of the elastic layer is not limited to urethane rubber, but may be any material that has conductivity and does not swell or dissolve in the carrier liquid or developer. In addition, as long as the developing roller 402 and the inner layer of the sweep roller 403 do not come into contact with the carrier liquid and the developer, there is no restriction on the above-mentioned conductivity and swelling and dissolution, and it is sufficient that they have elasticity. However, when the elastic layer does not have conductivity, the developing bias voltage and the sweep bias voltage are applied not from the shaft of the developing roller 502 and the sweep roller 503 but from the surface.
Here, the elastic layer may be provided not on the developing roller 502 and the sweep roller 503 but on the photoconductor 1 side to form the nip. Further, the photoconductor 1 may be constituted by an endless belt-shaped member. The developing roller 502 and the sweep roller 503 are formed by coating or a tube so that their surfaces have a smoothness of Rz 5 μm or less.
[0018]
In FIG. 1, when the developing roller 502 and the sweep roller 503 are brought into contact with the photosensitive member 1 at an appropriate pressure, the elastic layer is elastically deformed, and the rollers 502 and 503 and the photosensitive member 1 During this time, a development nip and a removal nip are formed. By forming this development nip, a certain development time can be secured for the toner in the liquid developer to move and adhere to the photoconductor 1 by the development electric field in the development area A. Further, by adjusting the contact pressure between each of the rollers 502 and 503 and the photoconductor 1, the nip width, which is the width of each nip portion in the surface movement direction, can be adjusted. Each nip width is set to be equal to or greater than the product of the linear velocity of each of the rollers 502 and 503 and the development time constant. Here, the development time constant is the time required until the development amount is saturated, and is obtained by dividing the required minimum nip width by the process speed. For example, if the required minimum nip width is 3 mm and the process speed is 300 mm / sec, the development time constant is 10 msec.
[0019]
During the developing operation of the copying machine, a thin layer of the liquid developer D is formed on the surface of the developing roller 402 of the developing device 4 by the applying roller 404 and the intermediate roller 405 of the applying device 40. In this developing device 4, the pigment content in the toner carried per 1 cm 2 of the surface of the liquid developer D applied on the developing roller 402 was set to be 3 μg or more and 60 μg or less. Therefore, a thin developer layer having a thickness of 3 to 10 μm is applied to the surface of the developing roller 402. This is because a sufficient amount of the pigment does not move to the image portion of the latent image on the photoreceptor 1 at a coating thickness in which the pigment content in the toner carried per 1 cm 2 of the surface of the developing roller 402 is smaller than 3 μg. This is because the image density may be reduced. In addition, when the coating thickness is such that the pigment content in the toner carried per 1 cm 2 on the surface of the developing roller 402 is larger than 60 μg, the excess toner remaining on the background after development is increased, and the removal by the sweep roller 403 is not possible. This is because there is a possibility of completeness. In particular, when a high-viscosity liquid developer of 50 to 10000 mPa · s as described above is used, the moving speed of the toner in the developing area A is reduced. Therefore, when such a high-viscosity liquid developer is used, the thinned liquid developer on the surface of the developing roller 402 is brought into contact with the surface of the photoreceptor 1 to move the toner in the developing area A. Is desirably shortened.
[0020]
The developer thin layer formed on the surface of the developing roller 402 contacts the surface of the photoconductor 1 when passing through the developing nip. As a result, the toner in the developer thin layer moves to the electrostatic latent image (image portion) formed on the surface of the photoreceptor 1, and the electrostatic latent image is developed. That is, in the image portion of the photoconductor 1, the toner moves to the photoconductor 1 side. In the background portion (non-image portion) of the photoconductor 1, the toner moves to the surface of the developing roller 402 by an electric field formed by the developing bias potential and the photoconductor potential, and the toner adheres to the background portion of the photoconductor 1. Will not be.
Here, if a part of the toner attached to the background of the photoconductor 1 does not completely move to the surface of the developing roller 402 and remains on the photoconductor 1, fog occurs on an image formed on the photoconductor 1. The sweep roller 403 is provided to sweep (clean) toner that causes fogging of the image (hereinafter, referred to as “fogging toner”). As shown in FIG. 1, the sweep roller 403 includes a toner image (developer layer) developed on the photoconductor 1 by the development roller 402 at a position downstream of the development roller 402 in the rotation direction of the photoconductor 1. ) Is pressed against the photoreceptor 1 so as to sandwich it. Then, the surface of the sweep roller 403 moves in contact with the surface of the photoconductor 1 at a substantially constant speed, so that the fog toner on the background of the photoconductor 1 is removed.
[0021]
The residual toner remaining on the surface of the developing roller 402 after the development is removed by a cleaning member. The liquid developer removed by the sweep roller 403 is removed by the cleaning member 408 to maintain the sweep (cleaning) performance of the sweep roller 403. The removed liquid developer is collected in a temporary storage section 412 provided adjacent to the developer storage tank 401. The liquid developer collected in the temporary storage unit 412 is sent to a concentration adjusting unit (not shown) by the transport screw 413 to adjust the developer concentration, and then returned to the developer storage tank 401 for reuse. . The temporary storage unit 412 is provided with a stirring unit, a concentration detecting unit, a liquid amount detecting unit, and the like (not shown), and detects the concentration and the liquid amount of the collected liquid developer. On the basis of this detection result, replenishment of a new liquid developer and replenishment of a carrier are performed in the concentration adjusting section, and the concentration of the collected liquid developer is adjusted to be uniform. Here, the supply amount of the liquid developer into the developer storage tank 401 is set to be slightly larger than the consumption amount of the liquid developer. As a result, the liquid developer overflowing from the developer storage tank 401 is returned into the temporary storage unit 412. Thus, the liquid developer D is always circulated.
[0022]
In the developing device 4 performing the above operation, the density of the image is determined by the thickness of the liquid developer D applied to the surface of the developing roller 402. Therefore, as an application roller 404 of the application device 40, as shown in FIG. 2, an anilox roller having a concave portion 404a of a uniform pattern formed on the surface is used. As the shape of the concave portion 404a on the surface of the application roller 404, an oblique line type as shown in FIG. 3A, a pyramid type as shown in FIG. 3B, a lattice type as shown in FIG. Conceivable. In the coating device 40, a coating roller 404 having a hatched concave portion 404a is used for reasons such as good transferability.
[0023]
In FIG. 1, the intermediate roller 405 rotates at a constant speed with respect to the application roller 404 and rotates in the reverse direction with respect to the developing roller 402. Since the developing roller 402 does not directly contact the application roller 404, it is not damaged by the engraving pattern of the application roller 404. Further, although the developing roller 402 comes into contact with the intermediate roller 405 rotating in the reverse direction, the surface of the intermediate roller 405 has no irregularities, so that the developing roller 402 is not damaged by the intermediate roller 405. Therefore, in the developing device 4, the mechanical stress applied to the developing roller 402 is reduced, and the life of the developing roller 402 can be extended. The intermediate roller 405 of the application device 40 comes into contact with the application roller 404, but at a constant speed, the mechanical stress received from the application roller 404 is reduced. Here, the liquid developer layer transferred from the application roller 404 to the intermediate roller 405 is a transfer of the engraving pattern on the surface of the application roller 404 as it is. In the developing device 40, when the liquid developer layer transferred to the intermediate roller 405 is transferred to the developing roller 402, the directions of movement of the surfaces of the layers are reversed. Thus, by setting the peripheral speed of the intermediate roller 405 to be equal to or higher than the peripheral speed of the developing roller 402, the transferred liquid developer layer pattern can be leveled and a uniform application surface can be formed.
[0024]
As described above, in a mechanism for measuring the amount of application by using the application roller 404 having a fine pattern engraved on the surface and applying a regulating member to the surface, a doctor blade is used as the regulating member. And a doctor roller may be used. Here, when a doctor blade is used, the structure is relatively simple, which is suitable for miniaturization of the apparatus. However, there is a problem that unevenness of coating is caused due to wear of the blade or entry of foreign matter into the blade tip. is there. On the other hand, when a doctor roller is used, it is more advantageous than a blade in terms of abrasion and clogging of foreign matter, but there is a problem that the apparatus becomes large. Therefore, in the coating device 40, the pressure at the contact portion between the coating roller 404 and the intermediate roller 405 is brought into contact with a pressure sufficient to measure the amount of coating, and the intermediate roller 405 is also used as a doctor roller. are doing.
[0025]
A continuous image forming test was performed using the developing device 4 including the coating device 40 having such a configuration. As a result, no image deterioration due to scratches on the intermediate roller 405 and the developing roller 402 caused by mechanical stress was observed even at the end of 200,000 sheets.
However, when the continuous image forming test was continuously performed, it was found that the surface of the intermediate roller 405 of the coating device 40 was damaged before the surface of the developing roller 402, and the image quality was reduced. Was. For this reason, in the developing device 4, the life of the intermediate roller 405 is shorter than the life of the developing roller 402, and the application of the liquid developer to the developing roller 402 becomes unstable before the life of the developing roller 402. There was a problem of becoming. Further, there is a problem that the above-mentioned ghost remains due to the surface characteristics of the intermediate roller 405.
[0026]
The above problem can be solved by using the coating apparatus according to each embodiment described below. Note that among components of the coating apparatus according to each of the following embodiments, those having the same configuration and function as those of the coating apparatus 40 shown in FIG. The same reference numerals are given to the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0027]
(Embodiment 1)
The coating device according to the first embodiment has the following features in addition to the configuration of the coating device 40 described above. In the above copying machine, in order to further improve the durability life of the components while maintaining high image quality, the durability of various intermediate rollers is evaluated by focusing on the surface characteristics of the surface of the intermediate roller 405. A continuous imaging test was performed. As a result of this test, it was found that the surface undulation affected the durability life, and specifically, the results shown in Table 1 were obtained. Here, surface waviness is defined in JIS B0610 "filtered centerline waviness" (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) were measured by the measuring method, the measurement direction roller In the axial direction.
[Table 1]
Figure 2004109655
As is evident from Table 1, the surface of the intermediate roller 405 is increased to some extent, so that scratches generated on the surface thereof are sharply reduced, and the life of the intermediate roller 405 can be extended. Specifically, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) rapidly wound decreases in · Wca at 0.7μm or more. Therefore, the coating apparatus according to the present embodiment 1, the waviness of the surface of the intermediate roller 405, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) 0 · at Wca. 7 μm or more.
When the ratio (transfer rate) of the liquid developer D applied to the developing roller 402 from the intermediate roller 405 was measured, the result shown in FIG. 4 was obtained. As is clear from FIG. 4, it can be seen that the higher the surface undulation of the intermediate roller 405, the lower the transfer rate. This indicates that the amount of the liquid developer passing between the intermediate roller 405 and the developing roller 402 abutting on the intermediate roller 405 is increasing. In the coating apparatus according to the first embodiment, the intermediate roller 405 and the developing roller 402 are damaged by sliding between the intermediate roller 405 and the developing roller 402 due to an increase in the amount of the liquid developer passing through the nip between the intermediate roller 405 and the developing roller 402. It is considered that this is prevented. It should be noted that such an increase in the amount of the liquid developer passing through the nip also occurs in the contact portion between the intermediate roller 405 and the cleaning member 411. Therefore, it is considered that the occurrence of damage to the surface of the intermediate roller 405 at the contact portion can be prevented.
[0028]
(Embodiment 2)
The coating device according to the second embodiment has the following features in addition to the configuration of the coating device 40 described above. In order to prevent the above-mentioned ghost from being left, a blade-shaped cleaning member 411 as a developer removing member is provided on the intermediate roller 405 of the coating device 40 similarly to the developing device of Japanese Patent Application No. 2001-89817. In the developing device 4, the residual developer on the developing roller 402 is removed by the intermediate roller 405 of the coating device 40 and transferred to the intermediate roller 405. Then, the residual developer transferred onto the intermediate roller 405 is removed by the cleaning member 411. The residual developer removed by the cleaning member 411 is not used for development as it is, but is transferred to another density adjusting unit, where the density is adjusted, returned to the coating device 40, and used again for development. As a result, the mechanical load on the surface of the developing roller 402 can be reduced, and image quality can be maintained and the life of the developing roller 402 can be extended.
When the residual developer on the developing roller 402 is removed by the intermediate roller 405 of the coating device 40, it is found that the surface undulation of the intermediate roller 405 affects the cleaning property of the developing roller 402. The transfer rate shown in FIG. 4 can be considered as a cleaning rate from the opposite viewpoint. According to an experiment, it has been found that the ghost occurs when the transition rate is 70% or less.
Therefore, in the coating apparatus according to the second embodiment, the upper limit of the surface undulation of the intermediate roller 405 is defined as follows so that the transfer rate is 70% or more. That is, the surface waviness, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) · set to an average particle diameter or less of a solid liquid developer minutes at Wca. As described above, the undulation that affects the cleaning performance is related to the average particle diameter of the solid content of the liquid developer. The larger the undulation is compared with the average particle diameter, the more the undulation is at the contact portion between the intermediate roller 405 and the developing roller 402. This is because the residual developer on the developing roller 402 tends to pass through. By setting the undulation as described above, the developer remaining on the developing roller 402 can be removed by the intermediate roller 405 of the coating device 40 without generating the ghost, and the machine Load can be reduced. The measurement method and assumed direction of the surface waviness here are the same as in the first embodiment.
[0029]
Here, the contact method of the blade as the developer removing member in the coating apparatuses of the first and second embodiments is roughly classified into two types according to the value of the blade mounting angle θ shown in FIG. That is, in FIG. 5, a counter method when θ <90 degrees and a trading method when θ ≧ 90 degrees. In the trading method, the residual developer after removal overflows into a wedge-shaped region formed between the blade tip and the roller surface. For this reason, in this trading method, the residual developer after removal goes around in the longitudinal direction of the blade, and the amount of liquid developer adhering to the roller end surface increases. Such residual developer adhered to the end face of the roller cannot be collected, and is again applied and developed by the application device 40 without adjusting the density. Therefore, in this trading method, it is difficult to control the concentration of the liquid developer. On the other hand, in the above-mentioned counter system, by reducing the thickness of the blade, it is possible to relatively easily reduce the wraparound of the residual developer in the longitudinal direction of the blade as described above. Therefore, it is desirable that the cleaning member 411 be in contact with the moving direction of the surface of the intermediate roller 405 in the counter direction. Further, it is desirable to use a 1 mm rubber blade as the cleaning member 411 and reduce the thickness of the cleaning member 411 by bonding it to a 0.2 mm metal plate (the pressing pressure against the intermediate roller 405 is maintained only by the cleaning member 411). Requires a thickness of about 3 mm.) As described above, by adopting a configuration in which the cleaning member 411 abuts against the intermediate roller 405 in the counter direction and the cleaning member can be made thin, it is possible to reduce the residual developer that cannot be collected by the above-described trading method. In addition, the concentration of the liquid developer D can be appropriately controlled, and a high-quality image can be stably formed.
[0030]
Further, it is desirable that the intermediate roller 405 in the coating apparatus according to the first or second embodiment uniformly contact the coating roller 404 in the axial direction. For this purpose, as the intermediate roller 405, as shown in FIG. 6, it is desirable to use a roller having an elastic layer 405b such as rubber. The surface of the intermediate roller 405 is moved and rotated in directions opposite to each other at a contact portion with the developing roller 402. For this reason, if the surface is formed of a rubber member having a large friction coefficient, an extremely large frictional resistance is generated at the contact portion, which has a large effect on the drive system and the roller life. Therefore, a smooth layer 405c made of a low friction member is provided on the surface of the intermediate roller 405 as shown in FIG. Specifically, the lubricating layer 405c is configured by coating a fluororesin such as PTFE, PFA, PVDF, and PVF, or by coating a tube made of these resins.
[0031]
The intermediate roller 405 forms a lubricating layer 405c by coating a coating agent containing a fluororesin on an elastic layer (hardness JIS-A 40 degrees) 405b of urethane resin to a thickness of about 10 to 50 μm. As described above, a method of forming the slip layer 405c may be to coat a PFA tube or the like, but in this method, the surface roughness of the surface of the intermediate roller 405 is determined by the surface property of the tube. I will. It is difficult to control the undulation value of the surface of such a tube material, and as a result, it becomes difficult to control the undulation value of the surface of the intermediate roller 405. Therefore, as described above, it is desirable to manufacture the intermediate roller 405 by a method of forming the elastic layer 405b of the intermediate roller 405 and then coating the surface with the lubricating layer 405c. Examples of the coating method include dipping and spraying, which can be selected according to the roller material of the intermediate roller 405 and the coating material.
[0032]
In such a manufacturing method, to control the surface waviness value of the intermediate roller 405, (1) the surface layer of the elastic layer is processed and controlled. (2) It is controlled by the application method and material of the coat layer. There are two ways. Here, the method (1) of processing and controlling the surface layer of the elastic layer is employed. Usually, the production of a rubber roller includes a step of forming a rubber layer as an elastic layer around a core metal and then polishing the surface thereof. The intermediate roller 405 controls the surface undulation value in the polishing step. When the above-mentioned coating step is performed under the same conditions, the surface undulation value of the surface after coating changes almost in proportion to the surface undulation value of the surface before coating, for example, as shown in FIG. Therefore, by polishing the elastic layer 405b of the intermediate roller 405 in consideration of the amount of change, the surface undulation value of the coated surface can be controlled.
[0033]
On the other hand, it is difficult to control the method (2) by the method or material for applying the coat layer, since the coating itself originally acts in the direction of reducing the surface waviness. For example, a method of coating by mixing particles for controlling swelling is conceivable, but problems such as non-uniform swelling due to lack of control particles and insufficient dispersion may occur, which is also stable. There is a problem with sex.
Therefore, as described above, when the surface of the elastic layer 405b is processed, the manufacturing method of determining the surface undulation of the intermediate roller 405 can control the surface undulation more stably and maintain its performance. Can be desirable.
[0034]
The polishing of the elastic layer 405b of the intermediate roller 405 is desirably performed as follows. Generally, at the time of polishing the surface of the rubber roller, polishing is performed as shown in FIG. A smooth roller with good surface properties is not so problematic, but if the surface properties are controlled in such a way that the surface properties are slightly degraded in the polishing process as in the intermediate roller of the invention, the polishing may become large and may remain after the surface coating. is there. If this remains, the direction becomes a problem. That is, since the cleaning member 411 is in contact with the intermediate roller 405, if the polishing is completed as shown in FIG. 8B with respect to the rotation direction at the time of application, the tip of the cleaning member 411 will be Not only is it caught and the cleaning property is remarkably impaired, but also the mechanical load applied to the roller surface is increased and the life of the roller is reduced. Such a problem is more remarkable when the surface undulation value is increased as in the case of the intermediate roller 411 of the present invention, and particularly when the surface undulation value Wca exceeds 1.5 μm, it has a very large effect. .
Therefore, by performing the polishing while rotating in the rotation direction at the time of coating at the time of polishing, the cleaning member 411 and the coating roller 404 as a member to be coated are brought into contact with each other as shown in FIG. 8C. It is desirable. By making such a contact state, it is possible to prevent a problem that the cleaning property is deteriorated after polishing or a mechanical load on the roller surface is increased and the roller surface is damaged. Since the lengths L1 and L2 of the two shaft portions of the intermediate roller are different from each other as shown in FIG. Thus, the direction of rotation in the apparatus can be grasped. If the shape itself is symmetrical, after grinding, paint on one shaft, for example, so that it can be grasped as left-right asymmetric, and unify the rules for setting the paint location in relation to the rotation direction during the polishing process If this is done, it is possible to make the polishing direction coincide with the rotation direction when used in the apparatus at the time of assembling to the coating apparatus.
[0035]
In the coating apparatuses according to the first and second embodiments, it is desirable to drive each unit as follows. That is, in these coating apparatuses, the intermediate roller 405 is rotationally driven with respect to the developing roller 402 such that the surfaces of the intermediate roller 405 move in opposite directions so that the surfaces move in opposite directions at the abutting portions. For this reason, there is a large difference in the driving torque at the time of starting depending on whether or not the liquid developer exists between the contact nip between the intermediate roller 405 and the developing roller 402. It is preferable to form a liquid developer layer on the intermediate roller 405 in advance and then apply the developer to the developing roller 402 so that the driving torque at the time of starting can be reduced. Specifically, the rotation of the application roller 404 and the intermediate roller 405 is started with the developing roller 402 stopped. Then, after the surface portion of the intermediate roller 405 on which the developer layer is formed reaches between the contact nips, the rotation of the developing roller 402 starts. The timing chart of FIG. 9 shows an example of such control. In this example, a drive is input to the intermediate roller and the application roller is rotated around the surface. The rotation start time t2 of the developing roller is delayed as described above from the drive start time t1 of the intermediate roller. By employing such a driving method, the driving torque at the start of coating can be significantly reduced. In addition, since both rollers do not rotate without the liquid developer between the intermediate roller and the developing roller, the mechanical load on the surfaces of both rollers can be reduced.
[0036]
By using the coating device 40 and the developing device 4 as described above, it is possible to reduce the occurrence of scratches on the surface of each roller due to foreign matter entering the contact portion of each roller or the contact portion between the cleaning member and the intermediate roller. And a high-quality image can be stably obtained.
[0037]
A continuous test was performed using the coating apparatus 40 of the first embodiment, which employs all of the above-described desirable items, as the developing apparatus 4 of the image forming apparatus. As a result, even at the end of 400,000 sheets, image deterioration due to scratches on the intermediate roller 405 of the coating device 40 caused by mechanical stress was not observed, and sufficient durability quality was obtained.
[0038]
Further, in the coating apparatus according to the second embodiment in which all of the above-described desirable items are adopted, the setting of the surface undulation of the intermediate roller 405 allows the intermediate roller 405 of the coating apparatus 40 to develop without causing the ghost. The residual developer on the roller 402 can be removed. Further, the mechanical load applied to the surface of the developing roller 402 could be reduced. Since the intermediate roller 405 of the coating device 40 is used as a member for removing the residual developer of the developing roller 402, there is no need to install a new removing unit on the developing roller 402, and the mechanical roller provided on the surface of the developing roller 402 can be used. Since the load can be reduced, the life of the component parts can be extended, and high image quality can be maintained.
[0039]
In any of the embodiments, when the cleaning member 411 is abutted in the counter direction with respect to the moving direction of the surface of the intermediate roller 405, the residual developer after development on the intermediate roller 405 is efficiently used. As a result, a stable image quality can be obtained without mixing the liquid developer whose concentration has not been adjusted into the coating device 40.
In addition, by using the photoreceptor 1 whose surface is formed of amorphous silicon (a-Si), the photoreceptor 1 exhibits better mechanical strength than the organic photoreceptor (OPC) and prolongs its life. be able to.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is an excellent effect that the uniform application of the liquid developer to the developer carrier can be performed stably until the life of the developer carrier has expired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a copying machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view of an anilox roller as the application roller having a concave portion having a uniform pattern formed on a surface.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are enlarged perspective views showing examples of the shape of a concave portion formed on the surface of an application roller of the application device.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the surface undulation of an intermediate roller of a coating device used in the copying machine and the transfer rate of a liquid developer to a developing roller.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a method of contacting a cleaning blade with the intermediate roller.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing the configuration of the intermediate roller.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the surface undulation value of the intermediate roller after coating and the surface undulation value before coating.
FIGS. 8A to 8D are explanatory diagrams of a method of polishing the surface of the intermediate roller.
FIG. 9 is a timing chart of control of the developing device according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 photoconductor 2 charging device 3 exposure device 4 developing device 5 transfer device 6 photoconductor cleaning device 7 static elimination lamp 401 developer storage tank 402 developing roller 402a developing roller core metal 402b developing roller elastic layer 402c developing roller conductive layer 403 Sweep roller 403a Sweep roller core 403b Sweep roller elastic layer 403c Sweep roller conductive layer 404 Coating roller 404a Concavity 404b formed on the surface of coating roller Non-engraved area 405 at the end of coating roller Intermediate roller 405a Intermediate roller 405a Core 405b Elastic layer 405c of intermediate roller Slip layer 406 of intermediate roller Stirring / conveying screws 407, 408, 411 Cleaning member 409 Doctor blade 410 Casing 412 Temporary storage unit 413 Screw 501 Transfer roller 502 Intermediate transfer member D Liquid developer

Claims (8)

被塗布部材の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置であって、
所定量の液体現像剤を表面に担持して回転する塗布部材と、
該塗布部材の表面に接触して該塗布部材の表面との接触面が該塗布部材の表面と同方向に等速で移動し、且つ上記液体現像剤が塗布される被塗布部材の表面に接触して該被塗布部材の表面との接触面が該被塗布部材の表面と逆方向に移動する中間塗布部材とを有する塗布装置において、
上記中間塗布部材の表面の表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで０．７μｍ以上であることを特徴とする塗布装置。A coating device for coating a liquid developer on a surface of a member to be coated,
A coating member that rotates while carrying a predetermined amount of liquid developer on the surface,
The surface of the application member contacts the surface of the application member, and the contact surface moves at the same speed in the same direction as the surface of the application member, and contacts the surface of the member to which the liquid developer is applied. An application device having an intermediate application member in which a contact surface with the surface of the member to be applied moves in a direction opposite to the surface of the member to be applied,
Waviness of the surface of the intermediate coating member, filtered centerline waviness (cutoff value: f h 0.8mm / f l 2.5mm ) · coating device, characterized in that at 0.7μm or more Wca. 現像剤担持体の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置であって、
所定量の液体現像剤を表面に担持して回転する塗布部材と、
該塗布部材の表面に接触して該塗布部材の表面との接触面が該塗布部材の表面と同方向に等速で移動し、且つ上記液体現像剤が塗布される現像剤担持体の表面に接触して、該現像剤担持体の表面との接触面が該現像剤担持体の表面と逆方向に移動する中間塗布部材とを有する塗布装置において、
上記液体現像剤を現像剤担持体の表面に塗布する現像剤塗布時における上記中間塗布部材の表面の、移動方向下流側の現像剤担持体と移動方向上流側の上記塗布部材との間の位置に当接して、該中間塗布部材の表面に付着した液体現像剤を除去する現像剤除去部材を有し、且つ該中間塗布部材の表面の表面うねりが、ろ波中心線うねり（カットオフ値：ｆｈ０．８ｍｍ／ｆｌ２．５ｍｍ）・Ｗｃａで液体現像剤の固形分の平均粒径以下であることを特徴とする塗布装置。A coating device for coating a liquid developer on a surface of the developer carrier,
A coating member that rotates while carrying a predetermined amount of liquid developer on the surface,
In contact with the surface of the coating member, the contact surface with the surface of the coating member moves at the same speed in the same direction as the surface of the coating member, and on the surface of the developer carrier on which the liquid developer is coated. A coating device having an intermediate coating member that is in contact with the surface of the developer carrier and moves in a direction opposite to the surface of the developer carrier;
The position of the surface of the intermediate application member between the developer carrier on the downstream side in the moving direction and the coating member on the upstream side in the moving direction during the application of the developer in which the liquid developer is applied to the surface of the developer carrier. And a developer removing member for removing the liquid developer adhering to the surface of the intermediate coating member in contact with the surface of the intermediate coating member. f h 0.8mm / f l 2.5mm) · coating device, characterized in that the average particle diameter or less of a solid liquid developer minutes at Wca. 請求項１又は２の塗布装置の中間塗布部材であって、
弾性層と、該弾性層の表面を覆う滑性層とで構成されていることを特徴とする中間塗布部材。An intermediate coating member of the coating device according to claim 1 or 2,
An intermediate coating member comprising: an elastic layer; and a slip layer covering a surface of the elastic layer. 請求項３の中間塗布部材の製造方法であって、
上記弾性層の表面に、上記滑性層をコーティングによって形成したことを特徴とする中間塗布部材の製造方法。It is a manufacturing method of the intermediate application member of Claim 3, Comprising:
A method for producing an intermediate coating member, wherein the lubricating layer is formed on the surface of the elastic layer by coating. 請求項３の中間塗布部材の製造方法であって、
上記弾性層を形成する弾性層形成工程と、
該弾性層形成工程で形成した弾性層の表面を、上記中間塗布部材の最終的な表面うねりの仕様値よりも粗く研磨する研磨工程と、
該研磨工程で研磨した弾性層の表面に、上記中間塗布部材の最終的な表面うねりの仕様値となるように制御して、上記滑性層をコートする滑性層コート工程とを有することを特徴とする中間塗布部材の製造方法。It is a manufacturing method of the intermediate application member of Claim 3, Comprising:
An elastic layer forming step of forming the elastic layer,
A polishing step of polishing the surface of the elastic layer formed in the elastic layer forming step more coarsely than a final surface waviness specification value of the intermediate coating member;
Controlling the surface of the elastic layer polished in the polishing step to a final surface waviness specification value of the intermediate coating member to coat the lubricating layer. A method for producing an intermediate coating member. 請求項４の中間塗布部材の製造方法であって、
上記研磨工程を、中間塗布部材の使用時の回転方向に回転させながら研磨するように行うことを特徴とする中間塗布部材の製造方法。It is a manufacturing method of the intermediate application member of Claim 4, Comprising:
A method of manufacturing an intermediate coating member, wherein the polishing step is performed while rotating in a rotation direction when the intermediate coating member is used. 請求項１又は２の塗布装置を用いて、現像剤担持体としての現像剤担持体の表面に塗布した液体現像剤により、像担持体上に形成した潜像を現像する現像装置であって、
上記塗布装置の中間塗布部材表面に液体現像剤層を形成してから被塗布部材あるいは現像剤担持体に液体現像剤を塗布することを特徴とする現像装置。A developing device for developing a latent image formed on an image carrier with a liquid developer applied to a surface of a developer carrier as a developer carrier using the coating device according to claim 1 or 2,
A developing device, wherein a liquid developer layer is formed on a surface of an intermediate coating member of the coating device, and then the liquid developer is coated on a member to be coated or a developer carrier. 潜像を担持する像担持体と、該像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体の表面に形成した潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項７の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。Image formation comprising an image carrier for carrying a latent image, latent image forming means for forming a latent image on the surface of the image carrier, and developing means for developing the latent image formed on the surface of the latent image carrier In the device,
8. An image forming apparatus, wherein the developing device according to claim 7 is used as said developing means.
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