<第1実施形態>
図1は本発明にかかる画像形成装置の第1実施形態であるプリンタの内部構成を示す図、図2は図1の要部拡大図、図3は同プリンタの電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、いわゆるタンデム方式のカラープリンタであり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の感光体11Y、11M、11C、11Kを装置本体2内に並設している。このプリンタは、湿式現像方式を採用して、各感光体11Y、11M、11C、11K上のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成するものである。このプリンタでは、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号を含む印刷命令が主制御部100に与えられると、この主制御部100からの制御信号に応じてエンジン制御部110がエンジン部1の各部を制御して、装置本体2の下部に配設された給紙カセット3から搬送した転写紙、複写紙およびOHP用紙などの記録媒体4に上記画像信号に対応する画像を印字出力する。
上記エンジン部1では、転写ユニット40の一構成要素である中間転写ベルト41の周回方向47に沿って並設された4つの感光体11Y、11M、11C、11K(本発明の「潜像担持体」に相当)のそれぞれに対応して、帯電部12、露光部20、現像部30(30Y、30M、30C、30K、本発明の「現像手段」に相当)および感光体クリーニング部14が設けられている。また、各現像部30Y、30M、30C、30Kは、各色トナーを分散した現像液32を貯留するタンク33(33Y、33M、33C、33K)をそれぞれ備えている。なお、これら帯電部12、露光部20、現像部30および感光体クリーニング部14の構成はいずれのトナー色についても同一である。したがって、ここでは、イエローに関する構成について説明し、その他のトナー色については同一または相当符号を付して説明を省略する。
図2に示すように、感光体11Yは矢印の方向(図中、時計回り方向)に回転自在に設けられており、その直径は約40mmである。そして、この感光体11Yの周りには、その回転方向に沿って、帯電部12、現像ローラ31、除電部(図示省略)および感光体クリーニング部14が配設されている。また、帯電部12と現像位置16との間の表面領域が露光部20からの光ビーム21の照射領域となっている。帯電部12は、帯電バイアス発生部111から帯電バイアスが印加されて、感光体11Yの外周面を所定の表面電位Vd(例えばVd=DC+600V)に均一に帯電するもので、帯電手段としての機能を有する。
この帯電部12によって均一に帯電された感光体11Yの外周面に向けて露光部20から例えばレーザで形成される光ビーム21が照射される。この露光部20は、露光制御部112から与えられる制御指令に応じて光ビーム21により感光体11Yを露光して、感光体11Y上に画像信号に対応するイエロー用静電潜像を形成するもので、露光手段としての機能を有する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース102を介して主制御部100のCPU101に画像信号を含む印刷命令が与えられると、主制御部100のCPU101からの指令に応じてCPU113が露光制御部112に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。そして、この露光制御部112からの制御指令に応じて露光部20から光ビーム21が感光体11Yに照射されて、画像信号に対応するイエロー用静電潜像が感光体11Y上に形成される(潜像形成処理)。また、必要に応じてパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターン(例えば、べた画像、細線画像、白抜き細線画像、レジストマークなど)の画像信号に対応した制御信号がCPU113から露光制御部112に与えられ、該パターンに対応するイエロー用静電潜像が感光体11Y上に形成される。
こうして形成されたイエロー用静電潜像は現像部30Yの現像ローラ31から供給されるイエロートナーによって顕像化される(現像処理)。そして、感光体11Y上に形成されたイエロートナー像は、感光体11Yの回転に伴って1次転写ローラ53Yと対向する1次転写位置42Yに搬送される。この1次転写ローラ53Yは感光体11Yとで中間転写ベルト41を挟み込むように配置されている。また、この中間転写ベルト41は複数のローラ43a〜43e,44,45に掛け渡されており、図示を省略する駆動モータにより感光体11Yに従動する方向(図1中、反時計回り)47に感光体11Yと等しい周速で周回走行する。そして、転写バイアス発生部115から1次転写バイアス(例えばDC−400V)が印加されると、感光体11Y上のイエロートナー像が1次転写位置42Yで中間転写ベルト41に1次転写される(転写処理)。
一方、1次転写後における感光体11Y上の残留電荷はLEDなどからなる除電部により除去され、残留現像液は感光体クリーニング部14により除去される。この感光体クリーニング部14は、感光体11Yの表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード141を有し、中間転写ベルト41にトナー像が1次転写された後に、感光体11Y上に残存する現像液32を感光体クリーニングブレード141により掻き落として除去することができる。なお、この現像部30Yの構成および動作については後で詳述する。
また、他のトナー色についても、イエロー(Y)と同様に構成されており、画像信号に対応したトナー像が形成される。そして、感光体11Y、11M、11C、11K上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色トナー像は、1次転写ローラ53Y、53M、53C、53Kと対向する1次転写位置42Y、42M、42C、42Kでそれぞれ1次転写されることにより、中間転写ベルト41の表面上で重ね合わされてフルカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト41に形成されたトナー像は中間転写ベルト41の回転に伴ってローラ45、48で挟まれた2次転写位置49に搬送される。一方、給紙カセット3(図1)に収容されている記録媒体4は、1次転写トナー像の搬送に同期して後述する搬送ユニット70により2次転写位置49に搬送される。そして、ローラ48は中間転写ベルト41に従動する方向(図1中、時計回り)に中間転写ベルト41と等しい周速で回転しており、転写バイアス発生部115から2次転写バイアスが印加されると、中間転写ベルト41上のトナー像が記録媒体4に2次転写される。このローラ48としては、例えば、ゴム硬度がJIS−Aで約50度のウレタンゴムで構成されており、その直径が約25mmのものを用いることができる。なお、この実施形態ではローラ転写を採用しているため、定電圧制御により転写条件を設定したり、定電流制御により転写条件を設定することができる。また、ローラ転写の代わりに、コロナ放電により転写を行うようにしてもよいが、この場合にはコロナ放電の出力を制御することで転写条件を設定することができる。2次転写後における中間転写ベルト41上の残留現像液はクリーニングブレード51により除去される。
上記のようにしてトナー像が2次転写された記録媒体4は、所定の搬送経路5(図1中、一点鎖線)に沿って搬送され、定着ユニット60によってトナー像が記録媒体4に定着され、装置本体2の上部に設けられた排出トレイに排出される。この定着ユニット60は加熱ヒータ61hを内蔵する加熱ローラ61と、加熱ローラ61に接触する加圧ローラ62とを備えている。そして、ヒータ制御部116により加熱ヒータ61hの作動を制御することで定着ユニット60での定着温度が任意の温度に調整可能となっている。
また、この実施形態にかかる画像形成装置では、記録媒体4を所定の搬送経路5に沿って搬送するための搬送ユニット70が設けられている。この搬送ユニット70では、図1に示すように、給紙カセット3に対応して給紙ローラ71が設けられており、この給紙ローラ71により給紙カセット3に収容されている記録媒体4を1枚ずつ取出し、フィードローラ72に搬送する。そして、このフィードローラ72が記録媒体4をゲートローラ73に搬送し、このゲートローラ位置で一時的に待機させる。そして、上記のように2次転写動作に対応したタイミングでゲートローラ73が駆動して記録媒体4を2次転写位置49に送り込む。また、排出トレイ側では、排出前ローラ74、排出ローラ75および反転コロ76が設けられており、2次転写された記録媒体4は定着ユニット60、排出前ローラ74および排出ローラ75を経由して排出トレイ側に搬送される。
ここで、両面印刷するためには記録媒体4を反転させて再度ゲートローラ73に搬送する必要があるため、排出ローラ75は正逆回転可能となっている。すなわち、記録媒体4をそのまま排出トレイに排出する際には、正回転し続けて記録媒体4を排出トレイに完全に搬送する。一方、反転再給送する際には、記録媒体4の後端部が排出前ローラ74と排出ローラ75との間の所定位置に達すると、排出ローラ75が逆回転して記録媒体4を反転コロ76に送り込む。これによって記録媒体4は反転経路5aに沿って再給送中間ローラ77に搬送される。そして、再給送中間ローラ77および再給送ゲート前ローラ78がゲートローラ73に記録媒体4を搬送し、このゲートローラ位置で一時的に待機させる。こうして、記録媒体4の反転再給送が行われる。このとき、2次転写位置49において中間転写ベルト41と当接し画像を転写される記録媒体4の面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、記録媒体4の両面に画像を形成することができる。また、該反対の面に2次転写が実行される際、先に画像が転写された面がローラ48に接触するが、この際、完全に記録媒体4に定着されていないトナーがローラ48に付着することがある。このようにしてローラ48に付着したトナーは、クリーニングブレード52により除去される。
なお、図3において、主制御部100は、インターフェース102を介して外部装置から与えられた画像信号を記憶するための画像メモリ103を備えており、CPU101は、外部装置から画像信号を含む印刷命令をインターフェース102を介して受信すると、エンジン部1の動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジン制御部110に送出する。
また、エンジン制御部110のメモリ117は、予め設定された固定データを含むCPU113の制御プログラムを記憶するROMや、エンジン部1の制御データやCPU113による演算結果などを一時的に記憶するRAMなどからなる。CPU113はCPU101を介して外部装置から送られた画像信号に関するデータをメモリ117に格納する。
続いて、現像部30Yの構成および動作について図2、図4ないし図6を参照しつつ詳述する。図4および図5はワイヤーバーの拡大模式図、図6はワイヤーバーおよび規制ブレードの拡大模式図である。なお、現像部30M,30C,30Kの構成は現像部30Yの構成と同様であり、同一構成には同一符号または相当符号を付して説明を省略する。
この現像部30Yは、現像ローラ31(本発明の「現像剤担持体」に相当)に加えて、イエロートナーを分散した現像液32を貯留するタンク33Yと、該タンク33Yに貯留された現像液32を撹拌する撹拌ローラ37と、該現像液32を汲み出して現像ローラ31に塗布するワイヤーバー39dと、該ワイヤーバー39d上の現像液層の厚さを均一に規制する規制ブレード35と、感光体11Yへのトナー供給後に現像ローラ31上に残留した現像液を除去する現像ローラクリーニング部36とを備えている。現像ローラ31は感光体11Yに従動する方向D1(図2中、反時計回り)に感光体11Yとほぼ等しい周速で回転する。また、ワイヤーバー39dは現像ローラ31に従動する方向D2(図2中、時計回り)に現像ローラ31とほぼ等しい周速で回転する。
現像液32(本発明の「液体」、「液体現像剤」に相当)は、本実施形態では、平均粒径0.1〜5μm程度の着色顔料、この着色顔料を接着するエポキシ樹脂などの接着剤、トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤、着色顔料を均一に分散させる分散剤等からなるトナーが、液体キャリア中に分散されてなる。本実施形態では、液体キャリアとして、例えばポリジメチルシロキサンオイルなどのシリコーンオイルを用いており、トナー濃度を5〜40重量%として、湿式現像方式で多く用いられる低濃度現像液(トナー濃度が1〜2重量%)に比べて高濃度にしている。なお、液体キャリアの種類はシリコーンオイルに限定されるものではなく、例えば、エクソン化学製のアイソパーL(商品名)やパラフィンオイルを用いることができる。また、現像液32の粘度は、使用する液体キャリアやトナーを構成する各材料、トナー濃度などによって決まるが、本実施形態では、例えば粘度を100〜10000mPa・sとしている。
感光体11Yと現像ローラ31との間隔(現像ギャップ=現像液層の厚さ)は、本実施形態では例えば5〜40μmに設定し、現像ニップ距離(現像液層が感光体11Yおよび現像ローラ31の双方に接触している周方向の距離)は、本実施形態では例えば5mmに設定している。上述した低濃度現像液の場合にはトナー量を稼ぐべく100〜200μmの現像ギャップを必要とするのに比べて、高濃度現像液を用いる本実施形態では現像ギャップを短縮することができる。従って、現像液中を電気泳動によって移動するトナーの移動距離が短縮するとともに、同一の現像バイアスを印加してもより高い電界が発生するので、現像効率を向上することができ、現像を高速に行えることとなる。
撹拌ローラ37は、タンク33Yに収容されている現像液32を汲み上げてワイヤーバー39dへ搬送する。この撹拌ローラ37は、その下部がタンク33Yに貯留された現像液32に浸されており、また、ワイヤーバー39dから、約1mmの幅を持って離間している。さらに、撹拌ローラ37は、その中心軸を中心として回転可能であり、該中心軸は、ワイヤーバー39dの回転中心軸よりも下方にある。また、撹拌ローラ37は、ワイヤーバー39dの回転方向(図2中、時計回り)と同じ方向に回転する。なお、撹拌ローラ37は、タンク33Yに収容された現像液32を汲み上げてワイヤーバー39dへ搬送する機能を有するとともに、現像液32を適正な状態に維持するためにを撹拌する機能をも有している。このような撹拌ローラとしては、例えば、鉄等金属性のローラであり、その直径が約20mmのものを用いることができる。
ワイヤーバー39dは、タンク33Yから撹拌ローラ37により搬送された現像液32を塗布位置17で現像ローラ31へ供給する。このワイヤーバー39dは、図4に模式図として示すように、例えば鉄鋼等金属製の芯金393(本発明における「棒状部材」に相当)に、ワイヤー392を巻きつけることによって構成することができる。ワイヤーバー39dは時計回りに回転しながら現像液32に接触することによって、ワイヤー392を芯金に巻きつけることによって形成された巻回ワイヤー392間の凹部39aに現像液32を担持して、該担持した現像液32を現像ローラ31へ搬送する。
このようなワイヤーバー39dとしては、例えば、芯金393として鉄鋼製の棒状部材を用い、その周面に線径Drが約50μmのステンレス製(SUS304)のワイヤー392をX方向において(本発明の「長手方向」に相当)約75μmのピッチPで、約25μmのワイヤー間隔PIを有するように巻きつけたものを採用することができる(図5参照)。また、このように芯金393にワイヤー392が巻回されて構成される巻回ワイヤー392の表面には、芯金393の周面3931とほぼ平行であり、かつ、X方向に幅Wを有する規制面部392aが形成されている。本実施形態では、後で図7を参照しつつ詳細に述べるように、断面形状がほぼ円形の加工前ワイヤー3921を芯金393に巻回工程において巻回した後に、規制面部形成工程において、加工前巻回ワイヤー3921の表面を約5μmの研磨深さTDで研磨(砥粒加工)して規制面部392aを形成している。
また、芯金393の両端部には、それぞれ、ワイヤー392の巻き始め、巻き終わりを、例えば、レーザーによるスポット溶接やハンダで固定するための固定処理部が設けられている。ワイヤー392は、このように、芯金393への巻きつけによる、巻回ワイヤー392と芯金393の周面とに作用する静止摩擦力と両端部の固定処理部における芯金393へのスポット溶接等による固定力によって固定されており、ワイヤー392を巻きつけ後のワイヤーバー39dの外径が、例えば25mmとなるようにワイヤー392を芯金393に巻きつけることができる。
また、ワイヤーバー39dは、該ワイヤーバー39d上の現像液32を現像ローラ31に適切に塗布するために、その表面が、該現像ローラ31の後述する弾性体の層に圧接している。また、ワイヤーバー39dは、その中心軸を中心として回転可能であり、当該中心軸は、現像ローラ31の回転中心軸よりも下方にある。また、ワイヤーバー39dは、現像ローラ31の回転方向(図2中、反時計回り)と逆の方向D2(図2中、時計回り)に回転する。
規制ブレード35(本発明の「規制部材」に相当)は、ワイヤーバー39dの回転方向D2における塗布位置17の上流側において、その腹部でワイヤーバー39dの表面(巻回ワイヤー392の規制面部392a)に接触して、ワイヤーバー39d上の現像液32の量を規定する。すなわち、規制ブレード35は、ワイヤーバー39d上の余剰な現像液32を掻き取って、現像ローラ31に供給するワイヤーバー39d上の現像液32の量を計量する役割を果たしている。この規制ブレード35は、弾性体(弾性係数:約50kg/cm2(100%))としてのウレタンゴムからなり、厚さ約1.6mmのブレード状のウレタンゴムが鉄等金属製の規制ブレード支持部材351および調整部材352によって支持されている。なお、規制ブレード35のゴム硬度は、JIS−Aで約77度であり、規制ブレード35の、ワイヤーバー39d表面への当接部の硬度(約77度)は、後述する現像ローラ31の弾性体の層の、ワイヤーバー39d表面への圧接部、の硬度(約85度)よりも低くなっている。また、本実施形態において、規制ブレード35は、その先端がワイヤーバー39dの回転方向の下流側に向くように配置されており、いわゆるトレール規制を行っている。また、図6に示すように、規制ブレード35とワイヤーバー39dとの接触位置における、ワイヤーバー39dの外周面の接線と規制ブレード35の腹部とがなす角を接触角としたとき、支持部材351の調整部材352を調整することによって、接触角を0°〜45°の範囲で任意に調整可能となっている。本実施形態では、接触角が約15°となるように、調整部材352が調整されている。
このように、接触角を調整することによって、規制ブレード35に任意な大きさで撓りを生じさせ、規制ブレード35の弾性力の大きさを任意に調整することができる。したがって、規制ブレード35がワイヤーバー39dを押圧する力を任意に調整することができる。よって、ワイヤーバー39dの構成や規制ブレード35の構成(弾性力等)に応じて、規制ブレード35によってワイヤーバー39dを押圧する力を任意に調整することができる。したがって、規制ブレード35によってワイヤーバー39dを押圧する力を、ワイヤーバー39dおよび規制ブレード35の構成に応じて任意に調整して、ワイヤーバー39d表面に担持されている現像液32をより効率よく規制する(掻き取る)ことができる。また、この実施形態では、規制ブレード35の腹部をワイヤーバー39dに接触させているため、より効率的にワイヤーバー39d上の現像液32の規制(掻き取り)を実行することができる。
現像ローラ31は、感光体11Yに担持された静電潜像を現像液32により現像するために、現像液32を担持して感光体11Yと対向する現像位置16に搬送する。この現像ローラ31は、鉄等金属製の内芯の外周部に、導電性を有する弾性部の一例としての弾性体の層を備えたものであり、その直径は約20mmである。また、弾性体の層は、二層構造になっており、その内層として、ゴム硬度がJIS−A約30度で、厚み約5mmのウレタンゴムが、その表層(外層)として、ゴム硬度がJIS−A約85度で、厚み約30μmのウレタンゴムが備えられている。そして、現像ローラ31は、その表層が圧接部となって、弾性変形された状態でワイヤーバー39d及び感光体11Yのそれぞれに圧接している。
また、現像ローラ31は、その中心軸を中心として回転可能であり、該中心軸は、感光体11Yの回転中心軸よりも下方にあって、感光体11Yの回転方向と逆の方向D1(図2中、反時計回り)に回転する。なお、感光体11Y上に形成された静電潜像を現像する際には、現像ローラ31と感光体11Yとの間に電界が形成される。
現像ローラクリーニング部36は、現像ローラ31の回転方向D1における現像位置16の下流側において、現像ローラ31のスラスト(回転軸)方向に沿って、該現像ローラ31の表面に当接されたゴム製の現像ローラクリーニングブレード361を有する。そして、前記現像位置16で現像が行われた後に、現像ローラ31上に残存する現像液32を現像ローラクリーニングブレード361により掻き落として除去するための装置である。
なお、本実施形態では、ワイヤーバー39dから現像ローラ31へ良好に現像液32が移動するように、ワイヤーバー39dの回転軸と現像ローラ31の回転軸との軸間距離が、ワイヤーバー39dの半径と現像ローラ31の半径との和よりも小さくなるように構成している。上記したように、ワイヤーバー39dの直径を約25mm、現像ローラ31の直径を約20mmとした場合、ワイヤーバー39dの回転軸と現像ローラ31の回転軸との軸距離を、例えば、約22.3mmとすることができる。
このように構成された現像部30Yにおいて、撹拌ローラ37が、その中心軸回りに回転することによって、タンク33Yに収容されている現像液32を汲み上げてワイヤーバー39dへ搬送する。ワイヤーバー39dに搬送された現像液32は、ワイヤーバー39dの回転によって、規制ブレード35の当接位置に至る。そして、該当接位置を通過する際に、現像液32の余剰分(規制面部392a上の現像液32)が規制ブレード35によって掻き取られ、現像ローラ31に供給される現像液32の量が計量される。すなわち、ワイヤーバー39dには、前述したとおり、凹部39aが設けられているから、ワイヤーバー39dに当接する規制ブレード35は、凹部39aに担持された現像液32を残して、ワイヤーバー39dから現像液32を掻き取ることとなる。また、現像ローラ31に供給される現像液32の量が適正な量になるように凹部39aの寸法が決められているので、規制ブレード35がワイヤーバー39d上の現像液32を掻き取った際には、凹部39aによって適正な量に計量された現像液32が凹部39aに残存することとなる。
このようにして、タンク33Yに貯留された現像液32がワイヤーバー39dにより汲み出され、規制ブレード35によりワイヤーバー39d上の現像液32の量が均一に規制され、この均一な現像液32が塗布位置17において現像ローラ31の表面に塗布される。この際、現像ローラ31に塗布される現像液32の膜厚は、ワイヤーバー39dの凹部39aに担持されている全ての現像液32が現像ローラ31に塗布された場合には、およそ約11.9μmとなる。現像ローラ31に現像液32が塗布された後、該現像液32は現像ローラ31の回転に伴って感光体11Yに対向する現像位置16に搬送される。現像液32中のトナーは、荷電制御剤などの作用によって例えば正に帯電している。そして、現像位置16において現像ローラ31に担持されている現像液32が、現像ローラ31から供給されて感光体11Yに付着し、現像バイアス発生部114から現像ローラ31に印加される現像バイアスVb(例えばVb=DC+400V)によってイエロートナーが現像ローラ31から感光体11Yに移動して、イエロー用静電潜像が顕像化される。また、感光体11Yに付着せずに現像ローラ31上に残った現像液は、現像ローラクリーニングブレード361により掻き落とされる。
このようにして、感光体11Y上に形成されたイエロートナー像は、上述したように、1次転写位置42Yにおいて中間転写ベルト41に1次転写され、1次転写が終了後に感光体11Yに残留している現像液32は感光体クリーニング部14によって除去される。
続いて、図7を参照しつつ、ワイヤーバー39dの製造方法について詳述する。図7はワイヤーバーを製造する際の各工程を示す図である。図7(a)はワイヤーバー39dを構成する芯金393と加工前ワイヤー3921を示している。加工前ワイヤー3921の断面形状は、図示するようにほぼ円形であるが、この替わりに、断面形状がほぼ楕円形の加工前ワイヤーを採用することも可能である。また、本実施形態では、加工前ワイヤー3921の表面粗さRaがR1a≒0.03μm、芯金393の表面粗さRaがR2a≒0.15μmとなるように構成されている。
まず、巻回工程において、加工前ワイヤー3921が芯金393の所定の設計上の位置へ巻回される(図7(b)参照)。このように、芯金393へ巻回された加工前巻回ワイヤー3921は、上記したように、芯金393への巻きつけによる、加工前巻回ワイヤー3921と芯金393の周面とに作用する静止摩擦力と両端部の固定処理部における芯金393へのスポット溶接等による固定力によって、芯金393に固定される。巻回工程終了後、芯金393に巻回された加工前巻回ワイヤー3921の表面に規制面部392aを形成する規制面部形成工程が実行される(図7(c)参照)。図7(c)に示す規制面部形成工程では、砥粒加工法に属する、いわゆる、ラッピングによって加工前巻回ワイヤー3921の表面に規制面部392aを形成する。具体的には、芯金393の一方端の回転軸を、本体を図示省略した旋盤のチャック80に固定することによって、加工前巻回ワイヤー3921とともに芯金393を図7(c)に示す矢印方向に回転させる。このようにして回転している加工前巻回ワイヤー3921に研磨液82を付着させた樹脂81を接触させることによって、ワイヤー3921を所定の深さだけ研磨することができる。このようにして、ワイヤー3921を所定の深さ分、研磨すれば、規制面部形成工程を終了して、ワイヤーバー39dが完成する(図7(d)参照)。なお、この研磨液82は、例えば、水性液にアルミナを分散させることによって構成することができる。また、X方向における樹脂81の長さは、X方向における加工前巻回ワイヤー3921の長さよりも長く構成されている。また、樹脂の替わりに木製ブロック等を採用しても構わない。
以上のようにこの実施形態では、ワイヤーバー39dは芯金393にワイヤー392が巻回されることによって構成されている。芯金393に巻回されている巻回ワイヤー392には、その表面に芯金393の周面3931とほぼ平行であり、かつ、X方向に幅Wを有する規制面部392aが形成されおり、規制ブレード35は、この規制面部392aに接触することによって、ワイヤーバー39d上の現像液32の過剰分、すなわち、規制面部392a上の現像液32を掻きとっている。このように、規制ブレード35は、X方向に幅Wの規制面部392aを有する巻回ワイヤー392に接触しているため、規制ブレード35と巻回ワイヤー392との接触部における接触面積を大きくすることができる。したがって、巻回ワイヤー392と規制ブレード35との当接を安定させることができる。その結果、規制ブレード35によるワイヤーバー39d上の現像液32の規制(掻き取り)を安定して行うことができる。
また、本実施形態における現像部30では、規制面部392a上の現像液32を確実に規制した状態で、ワイヤーバー39dから現像ローラ31へ現像液32が塗布される。そのため、規制面部392a上の現像液32が現像ローラ31へ転移してしまうことによって、該規制面部392aを挟んで隣接する凹部39aに担持された現像液32が現像ローラ31上でつながってしまうのを防止することができる。このように、現像ローラ31に塗布された現像液32の塗布パターンが乱れるのを効果的に防止することができる。このように、現像ローラ31上に乱れなく均一に塗布された現像液32によって、感光体上の静電潜像を現像するため、現像精度の向上を図り、形成されるトナー像の画像品質の向上を図ることができる。
また、加工前ワイヤー3921の表面粗さR1aと芯金393の周面の表面粗さR2aとが、
R2a>R1a
を満足するように構成されている。このため、加工前巻回ワイヤー3921と芯金393との接触部の周辺の芯金393の表面粗さが大きいため、該接触部において、加工前巻回ワイヤー3921を芯金393の表面の粗さによって該加工前巻回ワイヤー3921の周りからも支持する状態となる。したがって、該接触部における、加工前ワイヤー3921と芯金393とに作用する静止摩擦力と合わせて、より強固に加工前巻回ワイヤー3921を芯金393に固定することができる。そのため、図7(c)に示す規制面部形成工程において、該加工前巻回ワイヤー3921に規制面部392aを形成する際に、芯金393に巻回された加工前巻回ワイヤー3921が設計上の位置からずれてしまうのを効果的に防止することができる。また、上記したように製造されたワイヤーバー39dは実使用時において、同様の理由で、巻回ワイヤー392は芯金393に強固に固定される。そのため、実使用時に、巻回ワイヤー392が設計上の位置からずれてしまうのを防止することができる。
また、この実施形態では、規制ブレード35の腹部(面)でワイヤーバー39dを押圧しているので、該押圧力をワイヤーバー39dの広範囲に効率良く伝えることができる。したがって、より効率良く、ワイヤーバー39d上の余剰な現像液32を規制する(掻き取る)ことができる。その結果、確実に余剰な現像液32が規制された状態で、ワイヤーバー39dから現像ローラ31へ現像液32を塗布することができるので、現像ローラ31に塗布される現像液32の塗布パターンに乱れが生じるのをさらに効果的に防止することができる。
<第2実施形態>
図8はワイヤーバーの第2実施形態を示す拡大模式図である。第2実施形態が第1実施形態と大きく異なる点は、芯金393に巻回されているワイヤー394の構成および巻回状態が異なる点である。この第2実施形態における巻回工程では、X方向においてワイヤーが密着するようにワイヤー394は芯金393に巻回される(図8参照)。その他の構成は第1実施形態と同様であり、以下、第1実施形態との相違点を中心に第2実施形態について詳細に述べる。なお、第1実施形態と同一な構成および動作については、その構成および動作の説明を省略する。
X方向における芯金393に巻回されたワイヤー394の巻き付け間隔をP、ワイヤー394の線径をDr、加工前巻回ワイヤーの表面を研磨する研磨深さをTDとしたとき、この第2実施形態におけるワイヤーバー39eおよび規制ブレード35は以下のように構成されている。
ワイヤーの巻き付け間隔(ピッチP):約170μmで密着させて巻回
ワイヤーの線径Dr:約170μm
研磨深さTD:約5.5μm
現像ローラに塗布される現像液の膜厚:約14.1μm
規制ブレードの材質、硬度および弾性定数:厚さ約0.5mmのりん青銅;約200HV;約9800kg/mm2
規制ブレードとワイヤーバーの接触角:約10°
規制方式:トレール規制
なお、現像ローラ31に塗布される現像液32の膜厚は、ワイヤーバー39eの凹部39aに担持されている全ての現像液32が現像ローラ31に塗布された場合の値を記載している。その他の構成および動作は上記第1実施形態と同様である。そのため、第1実施形態における作用効果と合わせて、以下のような作用効果を奏することができる。
この第2実施形態では、加工前巻回ワイヤーが芯金393に、いわゆる、「密着巻き」されるため、加工前巻回ワイヤーは芯金393へより強固に固定される。そのため、該加工前巻回ワイヤーに規制面部を形成する際に(規制面部形成工程)、芯金393に巻回された加工前ワイヤーが設計上の位置からずれてしまうのを効果的に防止することができる。
<第3実施形態>
第3実施形態が第2実施形態と大きく異なる点は、芯金に巻回されているワイヤーの構成が異なる点である。その他の構成は第2実施形態と同様であり、以下、第2実施形態との相違点を中心に第3実施形態について詳細に述べる。なお、第2実施形態と同一な構成および動作については、その構成および動作の説明を省略する。
X方向における芯金に巻回されたワイヤーの巻き付け間隔をP、ワイヤーの線径をDr、加工前巻回ワイヤーの表面を研磨する研磨深さをTDとしたとき、この第3実施形態におけるワイヤーバーおよび規制ブレードは以下のように構成されている。
ワイヤーの巻き付け間隔(ピッチP):約130μmで密着させて巻回
ワイヤーの線径Dr:約130μm
研磨深さTD:約5.0μm
現像ローラに塗布される現像液の膜厚:約10.2μm
規制ブレードの材質、硬度および弾性定数:厚さ約0.2mmのステンレス鋼(SUS304);約170HV;約21000kg/mm2
規制ブレードとワイヤーバーの接触角:約5°
規制方式:トレール規制
なお、現像ローラに塗布される現像液の膜厚は、ワイヤーバーの凹部に担持されている全ての現像液が現像ローラに塗布された場合の値を記載している。その他の構成および動作は上記第2実施形態と同様である。そのため、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
<第4実施形態>
図9はワイヤーバーの第4実施形態を示す模式図である。この第4実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、ワイヤーバー39fの棒状部材が中空芯金393bで構成されている点である。その他の構成は第1実施形態と同様である。以下、第1実施形態との相違点を中心に第4実施形態について詳細に述べる。なお、第1実施形態と同一な構成および動作については、その構成および動作の説明を省略する。
この第4実施形態では、本発明における棒状部材が中空芯金393bによって構成されている。そして、両端部には回転軸を有するフランジ393cが配設されている。したがって、棒状部材が中空であるため、装置を軽量化することができる。なお、このような中空芯金393bとしては、例えば、外径が約25mm、内径が約20mmのものを採用することができる。その他の構成および動作は上記第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施形態における中空芯金393bを第2および第3実施形態において採用することももちろん可能である。
<その他>
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記したワイヤーの断面形状に関する数値、ワイヤーの棒状部材への巻き付け間隔に関する数値および規制部材に関する数値は、これらの値に限定されるものではなく、製造条件や材質、および現像ローラに塗布する現像液の膜厚等によって設定すればよい。
また、上記した実施形態では、規制面部形成工程において、ワイヤーに規制面部を形成するのに砥粒加工法を採用したが、ワイヤーに規制面部を形成できる加工法であれば、砥粒加工法に限定されない。採用しうる他の加工法としては、例えば、図10に示すように切削加工法を採用することができる。図10はワイヤーバーを製造する際の各工程を示す図である。図10(c)に示すように、バイト83を図10(c)に示す矢印の方向に移動させることによって、加工前巻回ワイヤー3921の表面を任意の深さだけ切削することができる。
また、上記実施形態では、ほぼ円形の断面形状を有するワイヤーを芯金393に巻回した後に、該加工前巻回ワイヤーの表面に規制面部を形成することによりワイヤーバーを製造しているが、ワイヤーバーの製造方法としては、この方法に限定されるものではない。例えば、その周面に全長方向に沿った平面部が形成されたワイヤーを芯金393に巻回して、該平面部をワイヤーバーの表面、すなわち規制面部とすることによってワイヤーバーを製造してももちろん構わない。この場合、例えば、所定の穴形状を有するダイス(ダイヤモンドダイス等)にワイヤーを通して引抜いて加工する、いわゆる「引抜き加工」法によって、ワイヤーの周面に全長方向に沿った平面部を形成することができる。したがって、ダイスの穴形状を変更することにより、ワイヤーを任意の断面形状に加工することができる。
また、ワイヤーの線径としては、製造技術の問題から10μm以上とするのが望ましい。また、規制部材として、弾性を有する規制ブレードを使用した場合、ブレードが圧縮変形することにより、数μm程度、ワイヤー間の凹部にブレードが入り込むことがあり、想定以上にワイヤーバー上の現像液32の量を規制してしまうことがある。そのため、ワイヤーの線径としては15μm以上のものを使用するのがより好ましい。
また、上記実施形態では、現像剤担持体を現像ローラ31で構成したが、これを、潜像担持体上の静電潜像を現像する現像ベルトと、ワイヤーバーによってその表面に現像液を塗布され、該塗布された現像液を現像ベルトに塗布する塗布ローラとで構成しても構わない。また、現像剤担持体を現像ベルトのみで構成してももちろんよい。
また、上記実施形態に示すように、ワイヤーを棒状部材に巻回する巻回方法については、ワイヤーが密着するようにして巻回する、いわゆる「密着巻き」であってもよいし、ワイヤー間に所定の間隔を有するように巻回する、いわゆる「ピッチ巻き」であっても構わない。また、ワイヤーの棒状部材への巻き付け角度(棒状部材の長手方向にほぼ直交する方向に対してワイヤーがなす角度)も種々変更することができる。また、棒状部材に巻回するワイヤーの本数についても、1本であってもよいし、複数本であっても構わない。要は、装置構成や使用目的に応じて、棒状部材へのワイヤーの巻回方法を種々変更すればよい。
また、上記第1ないし第4実施形態では、露光部20を各感光体11Y,11M,11C,11Kに1対1に対応して設け、各感光体11Y,11M,11C,11Kのそれぞれに、対応した静電潜像を形成するように構成したが、例えば、1つの露光部を配設し、レーザービームの照射方向をミラー等を用いて切り替えることによって、各感光体11Y,11M,11C,11Kのそれぞれに対応した静電潜像を形成する構成としてもよい。その他、LEDアレイを用いた露光手段を使用したり、いわゆる書込帯電を行う潜像書込み手段を用いても構わない。要は、各感光体11Y,11M,11C,11Kのそれぞれに、1対1に対応した静電潜像を形成できる構成であれば、どのような構成としてもよい。
また、上記第1ないし第4実施形態では、規制ブレード35はトレール規制を行っているが、規制ブレードの35の先端がワイヤーバーの回転方向の上流側に向くように配置して、いわゆるカウンタ規制を行っても構わない。また、本発明における規制部材を規制ローラによって構成することもできる。要は、ワイヤーバーに接触することによってワイヤーバー上の現像液の量を規制する規制部材に本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、本発明をタンデム方式のカラープリンタに具現化しているが、いわゆる、モノクロプリンタに本発明にかかる構成を適用しても構わない。
また、上記実施形態では、本発明にかかるワイヤーバーは液体として液体現像剤を担持しているが、担持する液体は液体現像剤に限定されない。要は、使用目的に応じて種々の液体を担持する構成とすることができる。
また、上記実施形態では、ホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像を転写紙に印刷するプリンタを用いて説明しているが、本発明はこれに限られず、複写機やファクシミリ装置などを含む一般の電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。要は、液体キャリアにトナーを分散した液体現像剤を、一旦、ワイヤーバーで担持したあと、該担持した液体現像剤を規制部材によって規制し、該規制された液体現像剤を現像剤担持体に塗布し、現像剤担持体に塗布された液体現像剤によって、潜像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置全般に本発明を適用することができる。
11…感光体(潜像担持体)、 31…現像ローラ(現像剤担持体)、 32…現像液(液体現像剤、液体)、 35…規制ブレード(規制部材)、 39,39d,39e,39f…ワイヤーバー、 392,394…ワイヤー、 392a,394a…規制面部、 393,393b…芯金(棒状部材)、 X…長手方向、 W…幅