(57)【要約】【課題】現像剤担持体の長寿命化を図ることができ、且つ、安定した画像品質を得ることができる液体現像剤の塗布装置、並びにこの塗布装置を備えた現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】所定量の液体現像剤を表面に担持して回転する塗布ローラ４０４と、塗布ローラ４０４の表面に接触して塗布ローラ４０４との対向部で塗布ローラの移動方向と同方向に等速で移動し、且つ現像ローラ４０２の表面に接触して現像ローラ４０２との対向部で現像ローラ４０２の移動方向と逆方向に移動する中間塗布ローラ４０５とを有する塗布装置において、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する温度制御ローラ４２０を設けた。これにより、中間塗布ローラ４０５の表面温度の変動による塗布量の変動を抑制することができる。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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との対向部で該塗布部材の移動方向と同方向に等速で移動し、且つ該被塗布部材の表面に接触して該被塗布部材との対向部で該被塗布部材の移動方向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温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１の塗布装置において、
上記温度制御手段は、上記中間塗布部材の表面若しくはその近傍での液体現像剤の温度を非接触で検知する温度検知手段の検知温度に応じて、該中間塗布部材の表面温度を制御することを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は２の塗布装置において、
上記中間塗布部材は、弾性層と該弾性層上に形成される滑性層とから構成され、少なくともいずれか一方の層に熱伝導性の高い無機材料の粉末がフィラーとして添加されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の塗布装置において、
上記温度制御手段の温度制御部が上記中間塗布部材に内蔵されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
請求項１、２、又は３の塗布装置において、
上記温度制御手段の温度制御部が上記中間塗布部材の表面に接触した状態で該中間塗布部材の表面温度を制御することを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
請求項１、２、又は３の塗布装置において、
上記温度制御手段は、液体現像剤の温度を制御することにより上記中間塗布部材の表面温度を制御することを特徴とする塗布装置。
【請求項７】
請求項６の塗布装置において、
塗布装置内への液体現像剤の供給量が塗布装置内での液体現像剤の消費量に比べ多いことを特徴とする塗布装置。
【請求項８】
請求項６又は７の塗布装置において、
上記温度制御手段の温度制御部を液体現像剤の循環経路上に設けたことを特徴とする塗布装置。
【請求項９】
請求項８の塗布装置において、
上記温度制御手段の温度制御部は、液体現像剤と温度制御された媒体溶液との間で熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする塗布装置。
【請求項１０】
請求項８又は９の塗布装置において、
上記温度制御手段の温度制御部が撹拌機能を備える剤貯蔵部内に設けられたことを特徴とする塗布装置。
【請求項１１】
請求項２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の塗布装置において、
上記温度制御手段は、上記温度検知手段が検知する検知温度が所定の温度以上であった場合に、上記中間塗布部材の表面温度を所定の温度以下になるように冷却する冷却手段であることを特徴とする塗布装置。
【請求項１２】
請求項１１の塗布装置において、
上記温度制御手段によっても上記温度検知手段が検知する検知温度が所定の温度以下とならない場合に、上記中間塗布部材の回転数を上げて上記被塗布部材への塗布量を制御する塗布量制御手段を設けたことを特徴とする塗布装置。
【請求項１３】
現像剤担持体の表面に塗布した液体現像剤により、像担持体の表面に形成した潜像を現像する現像装置において、
上記現像剤担持体の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の塗布装置を用いることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
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１３の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４の画像形成装置において、
装置作動時に、上記中間塗布部材の表面温度を検知する上記温度検知手段が検知した検知温度が所定の温度以下であった場合に、該検知温度が所定の温度以上となるまで上記塗布装置のみを動作させ、像形成動作は行わないことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗布部材の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置、並びにこの塗布装置を備えた現像装置及び画像形成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。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、絶縁性液体であるキャリア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剤貯蔵部内に収容される。この剤貯蔵部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、上記現像領域でキャリア液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、キャリア液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、この現像領域でキャリア液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。このことは、特に５０〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤を用いる場合に顕著である。
【０００４】
このように、液体現像剤の薄層を現像ローラの表面に塗布形成する方式の現像装置においては、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１）。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。
【０００５】
一方、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確保するために、表面の機械的強度が高いこと。
（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、上記現像装置では、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、この種の現像装置では、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塗布ローラを接触配置した構成の塗布装置を提案した（例えば、特許文献２、３）。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】
上述したような塗布装置においては、塗布量が液体現像剤の粘性によって変動する。液体現像剤の粘性は、温度によって変動する。特に、５０〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤では、ローラ間の摩擦熱程度の発熱でも粘度が変動し、現像されるトナー像の濃度が変動してしまう程度まで塗布量が変動してしまう。このため、液体現像剤の塗布ローラ部での温度変動を抑える必要がある。
【０００８】
なお、特許文献４〜６には、後述する課題を解決するための手段における「温度制御手段」と同様に、温度制御手段を備える塗布装置が記載されている。しかしながら、特許文献４に記載される温度制御手段は、塗布ローラの表面温度を制御する目的で設けられたもので、中間塗布部材の表面温度を制御する目的で設けられたものではない。また、特許文献５及び６に記載される現像装置では、現像前に液体現像剤の薄層を形成することは行われておらず、液体現像剤の薄層形成時における温度依存性を考慮したものではない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−２６５１２２号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８７５１３号公報
【特許文献３】
特開２００３−１５６９３８号公報
【特許文献４】
特開２００２−２８７５１２号公報
【特許文献５】
特開平５−３５０００号公報
【特許文献６】
特開平５−２４１４５０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記中間塗布部材を備えた塗布装置において、中間塗布部材は被塗布部材である現像ローラとの対向部で現像ローラの移動方向と逆方向に移動するように回転している。すなわち、中間塗布部材は現像ローラに対してリバース方向に回転している。中間塗布部材と現像ローラとの接触部で液体現像剤の液面の分離が起き、現像ローラ表面上の塗布面が不均一になることを防止するためである。このため、中間塗布部材と現像ローラとの接触部では、摩擦によって温度が上昇する傾向がある。中間塗布部材の温度が上昇すると、塗布量を計量する塗布部材と中間塗布部材との間のニップ部でも温度が上昇することになる。このため、ニップ部において、液体現像剤の温度が上昇し粘度が変動する。その結果、中間塗布部材上に転移する液体現像剤の量が変動し、現像ローラへの塗布量が変動してしまう。このように、中間塗布部材の温度変動に起因する塗布量の変動により、現像されるトナー像の濃度が変動してしまう虞があった。
【００１１】
また、転写後のトナー像を熱定着する行程では、高速、低温での定着を可能にするために、液体現像剤の樹脂のガラス転移点温度を低く設定する要望がある。ガラス転移点温度の低い液体現像剤を用いた場合には、中間塗布部材の温度が連続運転等により上昇してガラス転移点温度近くにまで達してしまうと、薄層化されている液体現像剤も容易に温度が上昇して固形分中の樹脂が溶融してしまう。その結果、液体現像剤同士が凝集したり、溶融した液体現像剤の樹脂が塗布部材の表面に付着したりすることにより、塗布部材表面の彫刻部が目詰まりして塗布量を著しく減少させ、現像されるトナー像の濃度が減少してしまう虞があった。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的とするところは、現像剤担持体の長寿命化を図ることができ、且つ、安定した画像品質を得ることができる液体現像剤の塗布装置、並びにこの塗布装置を備えた現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【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との対向部で該塗布部材の移動方向と同方向に等速で移動し、且つ該被塗布部材の表面に接触して該被塗布部材との対向部で該被塗布部材の移動方向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温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の塗布装置において、上記温度制御手段は、上記中間塗布部材の表面若しくはその近傍での液体現像剤の温度を非接触で検知する温度検知手段の検知温度に応じて、該中間塗布部材の表面温度を制御することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２の塗布装置において、上記中間塗布部材は、弾性層と該弾性層上に形成される滑性層とから構成され、少なくともいずれか一方の層に熱伝導性の高い無機材料の粉末がフィラーとして添加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１、２又は３の塗布装置において、上記温度制御手段の温度制御部が上記中間塗布部材に内蔵されていることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、又は３の塗布装置において、上記温度制御手段の温度制御部が上記中間塗布部材の表面に接触した状態で該中間塗布部材の表面温度を制御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１、２、又は３の塗布装置において、上記温度制御手段は、液体現像剤の温度を制御することにより上記中間塗布部材の表面温度を制御することを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項６の塗布装置において、塗布装置内への液体現像剤の供給量が塗布装置内での液体現像剤の消費量に比べ多いことを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項６又は７の塗布装置において、上記温度制御手段の温度制御部を液体現像剤の循環経路上に設けたことを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項８の塗布装置において、上記温度制御手段の温度制御部は、液体現像剤と温度制御された媒体溶液との間で熱交換を行う熱交換器であることを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項８又は９の塗布装置において、上記温度制御手段の温度制御部が撹拌機能を備える剤貯蔵部内に設けられたことを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、請求項２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の塗布装置において、上記温度制御手段は、上記温度検知手段が検知する検知温度が所定の温度以上であった場合に、上記中間塗布部材の表面温度を所定の温度以下になるように冷却する冷却手段であることを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、請求項１１の塗布装置において、上記温度制御手段によっても上記温度検知手段が検知する検知温度が所定の温度以下とならない場合に、上記中間塗布部材の回転数を上げて上記被塗布部材への塗布量を制御する塗布量制御手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項１３の発明は、現像剤担持体の表面に塗布した液体現像剤により、像担持体の表面に形成した潜像を現像する現像装置において、上記現像剤担持体の表面に液体現像剤を塗布する塗布装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の塗布装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１４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１３の現像装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１５の発明は、請求項１４の画像形成装置において、装置作動時に、上記中間塗布部材の表面温度を検知する上記温度検知手段が検知した検知温度が所定の温度以下であった場合に、該検知温度が所定の温度以上となるまで上記塗布装置のみを動作させ、像形成動作は行わないことを特徴とする画像形成装置。
本発明の塗布装置においては、塗布部材の表面に担持された液体現像剤が中間塗布部材を介して現像ローラ等の被塗布部材に塗布される。よって、被塗布部材に直接塗布部材が接触することがないので、被塗布部材と塗布部材との接触回転による、被塗布部材の消耗や損傷が回避され、被塗布部材の長寿命化を図ることができる。また、中間塗布部材は、被塗布部材のとの対向部で被塗布部材の移動方向に対して逆方向に移動するように回転するため、被塗布部材との接触部で摩擦による熱が発生しやすい。また、連続運転により、他の部材からの熱によって中間塗布部材の温度が上昇する虞がある。しかし、温度制御手段によって中間塗布部材の表面温度の変動が抑制される。よって、塗布量を計量する塗布部材と中間塗布部材との間のニップ部での温度変動も抑制される。その結果、中間塗布部材及び被塗布部材への塗布量の変動も抑制され、安定した画像品質を得ることができる。
【００１４】
【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５、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、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。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。
【００１５】
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シート等の転写材上に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。
【００１６】
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、熱転写法等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、加圧定着等を用いることができる。
【００１７】
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キャリア液中に、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、ノルマルパララジエータ、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。
【００１８】
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を収容する第１の剤貯蔵部４０１、被塗布部材としての現像ローラ４０２、スイープローラ４０３、塗布装置４０等で構成されている。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塗布ローラ４０５、攪拌スクリュ４０６等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と中間塗布ローラ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４０７、４０８がそれぞれ当接配置されている。各クリーニング部材４０７、４０８としては、ブレード式のものではなく、電界を利用するローラ式のものを用いてもよい。
【００１９】
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。
【００２０】
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Ｄ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との当接圧力を制御することで、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制御することができる。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。
【００２１】
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及び中間塗布ローラ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虞があるからである。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虞があるからである。特に、上述したような５０〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤Ｄ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Ｄ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Ｄ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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Ｄ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４０７により除去される。除去された液体現像剤Ｄは、第１の剤貯蔵部４０１に隣接して設けられた一時剤貯蔵部４０９に集められる。一時剤貯蔵部４０９内に集められた液体現像剤Ｄは、搬送スクリュ４１０によって、後述する第２の剤貯蔵部４１１に送られて現像剤濃度が制御された後、第１の剤貯蔵部４０１に戻されて再使用される。一時貯蔵部４０９には、図示しない濃度検知手段、液量検知手段等が配設されており、回収された液体現像剤Ｄの濃度及び液量を検知している。この検知結果に基づいて、第２の剤貯蔵部４１１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Ｄの濃度が均一になるように制御される。
【００２４】
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には、図２及び図３（ａ）に示すように、表面に均一な斜線型のパターンの凹部４０４ａが形成されたアニロクスローラを用いている。なお、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の他に、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等が考えられる。この塗布装置４０においては、転写性の良さ等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。
【００２５】
図１において、中間塗布ローラ４０５は、図中矢印方向に回転し、塗布ローラ４０４との対向部では塗布ローラ４０４の移動方向と同方向に等速で移動し、現像ローラ４０２との対向部では現像ローラ４０２との移動方向と逆方向になるように、すなわちリバース方向に回転している。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塗布ローラ４０５とは接触するが、中間塗布ローラ４０５の表面には凹凸がないので、中間塗布ローラ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の中間塗布ローラ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から中間塗布ローラ４０５に転写された液体現像剤Ｄの薄層は、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、中間塗布ローラ４０５に転写された液体現像剤Ｄの薄層が現像ローラ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、中間塗布ローラ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Ｄの薄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。
【００２６】
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等によって、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、塗布装置４０では、塗布ローラ４０４と中間塗布ローラ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計量部Ｂを形成し、中間塗布ローラ４０５をドクタローラとして兼用している。
【００２７】
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塗布ローラ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、時間の経過と共に画像濃度が低下してしまった。本発明者らが、その原因を調査したところ、中間塗布ローラ４０５の温度上昇によって塗布量が減少していることがわかった。
【００２８】
図４は、液体現像剤の塗布量の粘度依存性を示す特性図である。図５は、液体現像剤の粘度の温度依存性を示す特性図である。アニロクスローラの彫刻パターンによって付着量が決定される機構では、例えば２本のローラ間の圧力調整によって付着量が決定される機構に比べて、液体現像剤の付着量が液体現像剤の粘度による影響を受け難いという特性を持つ。しかし、完全に影響がないわけではなく、図４に示すように、液体現像剤の粘度が高くなるほど付着量が多くなる傾向がある。一方、図５に示すように、液体現像剤の粘度は、温度に依存して変化する。温度が高いほど粘度が低く、温度が低いほど粘度が高い。また、このような変化は、粘度の高い液体現像剤ほど顕著である。本実施形態に係る塗布装置のように、５０〜１００００ｍＰａ・ｓといった高粘度の液体現像剤Ｄを用いた場合には、温度の変動によって、液体現像剤Ｄの粘度が大きく変動し、塗布量が変化してしまう。したがって、塗布ローラ４０４及び中間塗布ローラ４０５上での液体現像剤Ｄの温度はなるべく変化しないようにすることが望ましい。ここで、液体現像剤Ｄは中間塗布ローラ４０５上で薄層化されるので、液体現像剤Ｄの温度は中間塗布ローラ４０５の表面温度に大きく依存する。よって、液体現像剤Ｄの温度の変動を押さえるためには中間塗布ローラ４０５の温度変動を抑えることが必要となる。
【００２９】
ところが、中間塗布ローラ４０５は、現像ローラ４０２、塗布ローラ４０４、及びクリーニングブレード４０８等と接触しており、これらの部材との摩擦によって熱が発生し、使用中に温度が上昇してしまう。中間塗布ローラ４０５の表面温度が上昇すると、中間塗布ローラ４０５と塗布ローラ４０４とのニップ部である計量部Ｂでの液体現像剤Ｄの温度が上昇してしまう。その結果、液体現像剤Ｄの粘度が下がり、中間塗布ローラ４０５への塗布量が減少してしまう。さらに、連続して使用して温度が上昇し、液体現像剤Ｄ中の固形分の樹脂のガラス転移転温度を超えると、樹脂が溶融し、液体現像剤Ｄ同士の凝集や、塗布ローラ４０４表面への付着等の問題が顕著になる。
【００３０】
図６は、塗布装置を連続して動作させた際の、中間塗布ローラの表面温度と、液体現像剤の塗布量の変化を示す特性図である。図６に示すように、３時間程度の連続運転で、中間塗布ローラ４０５の表面温度は４０度を超え、現像ローラ４０２上の液体現像剤Ｄの塗布量は当初の８０％程度にまで減少している。これは、主に中間塗布ローラ４０５の温度変化によって液体現像剤Ｄの粘度が変化したことよりも、塗布ローラ４０４の彫刻部に溶融・凝集した液体現像剤Ｄが付着したことによる要因が大きい。１時間程度、放置して冷却後、再び塗布量を測定しても塗布量は復元できなかった。
【００３１】
そこで、本実施形態に係る塗布装置は、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する温度制御手段を設け、中間塗布ローラ４０５の温度変動（主に連続動作時の温度上昇）を制御する。また、本実施形態に係る塗布装置は、中間塗布ローラ４０５の表面温度を検知するための温度検知手段を備えている。温度制御手段は、温度検知手段が検知した検知温度に基づいて、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する。
【００３２】
上記温度検知手段としては、図１に示すように、非接触式の温度検知センサ４１２を用いることが好ましい。温度検知センサとしては、接触式の熱電対やサーミスタが一般的であるが、これらはローラ表面に接触しているため、ローラ表面を傷つけてしまう恐れがある。よって、本実施形態に係る塗布装置では、非接触式の温度検知センサ４１２を用いることにより、中間塗布ローラ４０５の表面を傷つけること無くの表面温度を検知することができ、安定した温度制御を行うことが可能になる。非接触式の温度検知センサ４１２にも様々な方式があるが、本実施形態に係る塗布装置においては、高感度で応答性が良いこと等から、サーモパイルと呼ばれる熱型赤外線センサを使用している。
【００３３】
また、上記中間塗布ローラ４０５の構成としては、塗布ローラ４０４や現像ローラ４０２との間に所定のニップ領域を形成するために表面に弾性層を形成し、摩擦による摺動抵抗を軽減させるために、弾性層の上に滑性層を形成するとよい。滑性層は、具体的には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ等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することで形成することができる。また、弾性層及び滑性層の少なくともいずれか一方の層には、熱伝導性の高い無機材料、例えばシリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の粉末をフィラーとして混合し、熱伝導性を向上させることが好ましい。一般にゴム材料等の高分子材料は熱伝導性が悪く、温度制御を行うことが難しい。そこで、本実施形態に係る中間塗布ローラ４０５は、弾性層に熱伝導性の高い無機材料を添加することにより熱伝導性を向上させている。これにより、中間塗布ローラ４０５では、他の部材との摺動部で発生した熱が軸部等を通して筐体に伝達しやすくなり、連続作動時の温度上昇を緩やかにすることができる。また、温度制御を行う場合においても、熱伝達効率が高いので、応答性を上げることができる。本実施形態に係る中間塗布ローラ４０５は、熱伝導性の高い無機材料を添加したウレタンゴムの弾性層に厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆させている。
【００３４】
以下、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する温度制御手段としての温度制御装置について、各実施形態により具体的に説明する。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。
【００３５】
（実施形態１）
実施形態１に係る塗布装置の温度制御装置は、中間塗布ローラ４０５に対して送風する送風ファンと、送風ファンの前に設置されたヒータを備えている。図７は、中間塗布ローラ４０５の温度制御方法の手順に関するフローチャートである。この温度制御装置は、図７に示すように、中間塗布ローラ４０５の表面温度を検知する温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲内にあれば（ステップＳ１でＹ）、送風ファンとヒータを全てＯＦＦにする（ステップＳ２）。また、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲外あれば（ステップＳ１でＮ）、送風ファンをＯＮにする（ステップＳ３）。同時に、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲以下（ステップＳ４でＹ）である場合には、ヒータをＯＮにし（ステップＳ５）、送風ファンから温風を送って中間塗布ローラ４０５の表面温度を上げる。一方、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲以上（ステップＳ４でＮ）である場合には、ヒータをＯＦＦにし（ステップＳ６）、送風ファンから外気を送って中間塗布ローラ４０５の温度を下げる。ここでヒータの代わりにペルチェ素子等を設置すればより精度の高い温度制御が可能となる。
【００３６】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る塗布装置の概略構成図である。この中間塗布ローラ４０５は、図８に示すように、回転可能に軸支された軸部４０５ａと、表面に滑性層が形成された弾性層４０５ｂと、軸部４０５ａ内を回転用継手４１３ａに回転可能に軸支される温度制御部としての管４１３とを備える。温度制御装置４１４は、配管４１３ｂを介して管４１３に接続され、管４１３内部に温度制御された媒体（例えば水）を図中矢印方向に流すことにより、中間塗布ローラ４０５の表面温度を内部側から直接制御する。
実施形態１のように、温度制御された空気を送風ファンにより吹き付けて中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する方法は簡単であるが、熱交換の効率があまりよくない。これに対して、温度制御された媒体を通す管４１３により直接中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する方法は、熱交換が効率よく行われるといる利点をもつ。
【００３７】
（実施形態３）
図９は、実施形態３に係る塗布装置の概略構成図である。図９に示すように、この中間塗布ローラ４０５は、回転可能に軸支された軸部４０５ａと、弾性層４０５ｂと、軸部４０５ａ内に設置され、その端部がラジエータ４１６に接続される温度制御部としてのヒートパイプ４１５とを備えている。温度制御装置４１７は、ラジエータ４１６に向けて送風する送風ファン４１８と、送風ファン４１８の前に設置されるヒータ４１９とに接続される。ラジエータ４１６は、多数のフィンとチューブから構成されており、効率的に送風ファン４１８から送風される空気との間で熱交換が可能になっている。この温度制御装置４１９は、実施形態１で説明したように、温度検知センサ４１２の検知結果に基づいて、送風ファン４１８とヒータ４１９をＯＮ、ＯＦＦし、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する。
実施形態２の塗布装置は、回転している中間塗布ローラ４０５に管４１３を埋め込みここに媒体を通すという点で装置が大掛かりになるという問題を持つ。これに対して、実施形態３の塗布装置は、装置自体を小型化できるが、やはり中間塗布ローラ４０５内に配管が必要であり複雑な加工技術を要する。ここでヒータ４１８の代わりにペルチェ素子等を設置すればより精度の高い温度制御が可能となる。また、コンプレッサーを使用した冷媒を使用するいわゆる冷凍器等を使用して冷却することも可能であるが、装置が大型化する。
【００３８】
（実施形態４）
図１０及び図１１は、実施形態４に係る塗布装置の概略構成図である。図１０に示すように、この塗布装置は、中間塗布ローラ４０５の表面に接触した状態で回転する温度制御部としての温度制御ローラ４２０と、この温度制御ローラ４２０の表面温度を制御する温度制御装置４２２とを備えている。実施形態２乃び３の塗布装置にように、温度制御部である管４１３やヒートパイプ４１５等を中間塗布ローラ４０５に内蔵させた場合には、中間塗布ローラ４０５の弾性層４０５ｂの熱伝導が問題となる。弾性層４０５ｂは熱伝導性の良い無機材料の粉末を添加して熱伝導性を高くする工夫をしてはいるが限界がある。そこで、実施形態３に係る塗布装置の温度制御装置４２２は、図１０に示すように、中間塗布ローラ４０５に接触している温度制御ローラ４２０によって中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御している。温度制御ローラ４２０の当接位置は、中間塗布ローラ４０５のクリーニングブレード４０８当接部よりも移動方向下流側であって、塗布ローラ４０４とのニップ部である計量部Ｂよりも移動方向上流が望ましい。温度制御ローラ４２０の当接位置を、上記位置にすれば、中間塗布ローラ４０５表面にトナーが無いため温度制御ローラ４２０に液体現像剤Ｄが付着する等の問題がない。また、温度制御ローラ４２０の当接位置が計量部Ｂの直前に位置すれば、雰囲気温度等による影響も防ぐことができる。
なお、この温度制御ローラ４２０は、金属ローラからなり、図１１に示すように、軸部４２０ａ内に回転用継手４２１ａによって回転可能に支持された管４２１を備える。温度制御装置４２２は、図１１に示すように、配管４２１ｂを介して管４２１に接続され、管４２１内部に温度制御された媒体（水等）を流して、温度制御ローラ４２０の温度を制御する。また、実施形態３で説明したように、温度制御ローラ４２０の軸部をヒートパイプ構造にしその端部を奥側等のスペースへ配管してここにラジエータを取り付け、温度制御ローラ４２０を温度制御してもよい。
【００３９】
（実施形態５）
実施形態５に係る塗布装置は、液体現像剤Ｄの温度を制御することにより、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御するものである。図１に示すように、この塗布装置は、現像装置４内に設けられた第１の剤貯蔵部４０１と、現像装置４階に設けられた第２の剤貯蔵部４１１とを備える。第１の剤貯蔵部４０１は、塗布ローラ４０４を液体現像剤Ｄに浸漬させるために、所定量以上の液体現像剤Ｄを貯蔵する。第２の剤貯蔵部４１１は、第１の剤貯蔵部４０１に供給する液体現像剤Ｄを貯蔵する。そして、第２の剤貯蔵部４１１では、現像時に使用されずに、中間塗布ローラ４０１を介してクリーニングブレード４０８により除去された液体現像剤Ｄが再び戻されるとともに、必要に応じて新しい液体現像剤及びキャリアが供給されてトナー濃度が再調整される。第２の剤貯蔵部４１１でトナー濃度が再調整された現像剤は、ポンプ４２３により循環経路４２４を図中矢印方向に搬送されて第１の剤貯蔵部４０１に戻される。温度制御手段としてこのような循環経路４２４を形成することで、液体現像剤Ｄは循環経路４２４内で温度制御され、中間塗布ローラ４０５を温度制御するための媒体として機能する。この際、液体現像剤Ｄの循環流量は、現像装置４内の第１の剤貯蔵部４０１で消費される液体現像剤Ｄの量に比較して十分に大量の流量とすることが好ましい。現像装置４外の第２の剤貯蔵部４１１や循環経路４２４内でほぼ室温になった液体現像剤Ｄを現像装置４内の第１の剤貯蔵部４０１に供給することで、中間塗布ローラ４０５の温度制御を行うことができる。実施形態５に係る塗布装置では、液体現像剤Ｄの循環流量が現像装置４内での消費量に対して２〜３倍程度となるように調整されている。
【００４０】
（実施形態６）
実施形態５に係る塗布装置では、長時間の連続運転時には装置内の温度が上昇し、液体現像剤Ｄの温度自体が上昇した場合には、それほど大きな制御能力を望むことが難しい。そこで、実施形態６に係る塗布装置は、液体現像剤Ｄ自体を強制的に温度制御する。図１２は、実施形態６に係る塗布装置の概略構成図である。図１２に示すように、この塗布装置は、液体現像剤Ｄを現像装置４外の第２の剤貯蔵部４１１から現像装置４内の第２の剤貯蔵部４１１へ搬送する循環経路４２４の途中に、温度制御部としてのラジエータ４１６を設けた。温度制御装置４２５は、外気による冷却とヒータ４１９による温風でラジエータ４１６を介して液体現像剤Ｄの温度制御を行っている。熱交換の効率は、液体に流れがある方が効率が高い。よって、常に液体現像剤Ｄが循環している循環経路４２４上に、上記ラジエータ４１６を設けることで効率よく温度制御できる。また、現像装置４内の第１の剤貯蔵部４０１へ搬送される直前に、ラジエータ４１６を設けることで、その後の雰囲気によって液体現像剤Ｄの温度が変化してしまうことが少ないという利点もある。
【００４１】
（実施形態７）
実施形態６に係る塗布装置では、送風ファン４１８の風量が液体現像剤Ｄの温度制御能力に大きな影響を与えるが、現像装置４近辺に大きな送風量の送風ファンを設置することは難しい。また、冷却のためには装置外の外気を使用することが望ましいが、液体現像剤Ｄの循環経路４２４を長くすることは漏れ等の問題の原因となり好ましくない。そこで、実施形態７に係る塗布装置は、液体現像剤Ｄの温度制御を行うために、別の媒体例えば水を使用している。図１３は、実施形態７に係る塗布装置の概略構成図である。図１３に示すように、この塗布装置は、循環経路４２４の途中に温度制御部としての熱交換器４２６が設けられている。温度制御装置４２７は、外気による冷却とヒータ４１９による温風でラジエータ４１６を介して、水の温度制御を行っている。温度制御された水は、現像装置４近傍まで配管された配管経路４２８の中をポンプ４２９により図中矢印方向に循環する。そして、熱交換器４２６により、配管経路４２８を流れる温度制御された水と循環経路４２４を流れる液体現像剤Ｄとの間で熱交換され、液体現像剤Ｄの温度が制御される。また、配管経路４２８内に水を流す場合、特に冷却時に配管経路４２８の周りに結露する恐れがある。よって、この配管経路４２８の周り、特にラジエータ４２９より水の移動方向下流側であって、熱交換器４２６よりも水の移動方向上流側の位置では、断熱材４３０で被覆しておくことが好ましい。配管経路４２８を断熱材４３０で被覆することにより、配管経路４２８内での雰囲気環境による水自体の温度変化を防止できるので、より効率的な温度制御が可能となる。
【００４２】
（実施形態８）
実施形態７に係る塗布装置では、水と液体現像剤Ｄとが向き合う熱交換器４２６の表面積を大きくするほど熱交換の効率が高くなる。しかし、現像装置４近辺の配管経路４２８内に表面積の大きい熱交換器を設けることは、装置のレイアウト上の制約が大きくなる。そこで、実施形態８に係る塗布装置では、第１の剤貯蔵部４０１及び第２の剤貯蔵部４１１の双方、若しくはいずれか一方内に熱交換部分を設置する。図１４は、実施形態８に係る塗布装置の概略構成図である。この塗布装置は、剤貯蔵部４０１、４１１の内外に配管された配管経路４３１と、配管経路４３１を流れる水の温度を制御する温度制御手段４３２と、剤貯蔵部４０１、４１１内の液体現像剤Ｄを撹拌する撹拌部材４０６、４３３とを備える。剤貯蔵部４０１、４１１では、液体現像剤Ｄと水との接触面積を大きくすることができるが、攪拌機能が無いと効率的に熱交換を行うことができない。よって、剤貯蔵部４０１、４１１内では、液体現像剤Ｄを撹拌する撹拌部材４０６、４３３が備えられている。
また、第２の剤貯蔵部４１１に熱交換部分を設けることは、第１の剤貯蔵部４０１に設ける場合に比べて、熱交換部分の容量を大きくすることが比較的容易である。また第２の剤貯蔵部４１１では、液体現像剤Ｄの濃度調整を行っており、濃度検知手段が設けられている。濃度検知手段として、液体現像剤Ｄを薄層化してその光学濃度を検知する手段等が用いられる場合には、薄層化手段において液体現像剤Ｄの粘度が影響する。そのため、液体現像剤Ｄの温度を制御しておくことは、濃度検知の精度を向上させる上でも効果がある。
図１５は、図１４に示す塗布装置を連続動作させ、温度制御手段による温度制御を行った場合と行わない場合とで、中間塗布ローラ４０５の温度変化と塗布量との関係を比較した特性図である。ここでは、２５℃に温度制御した水を通して液体現像剤Ｄを温度制御している。図１５の結果からわかるように、中間塗布ローラ４０５の温度変動を押さえることによって、塗布量を安定させることができている。
【００４３】
（実施形態９）
以上、説明した実施形態１〜８の塗布装置で実際に塗布操作を行った結果、動作中に中間塗布ローラ４０５の温度は低下することがなく、温度制御は昇温側に使用することがほとんどなかった。例えば、寒冷地において空調がされていない状態での始動時等には、中間塗布ローラ４０５の温度を上げるために温度制御を昇温側へ使用する可能性がある。しかし、この場合も作動後数分の動作によって装置内の温度が上昇するため、温度を上げて使用する必要はなくなる。このように、あまり使用されることのない昇温側の温度制御装置のためにコストや場所を取られることは無駄である。そこで、実施形態９に係る塗布装置は、中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する温度制御手段として、温度を下げる機能のみを備えた冷却装置を用いている。図１６は、中間塗布ローラ４０５の温度制御方法の手順に関するフローチャートである。この温度制御装置は、図１６に示すように、中間塗布ローラ４０５の表面温度を検知する温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲内にあれば（ステップＳ９でＹ）、送風ファンをＯＦＦにする（ステップＳ１０）。また、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲外あれば（ステップＳ９でＮ）、送風ファンをＯＮにする（ステップＳ１１）。このように、温度制御装置は、冷却動作のみを行うようにしても、特別な環境下で使用しない限り十分な効果を発揮することができる。
【００４４】
（実施形態１０）
一方、冷却の能力についても、外気を利用した冷却では、限界がある。非常に気温の高い状態で使用された場合には、十分な冷却を行うことができず、連続動作時には中間塗布ローラ４０５の温度が上昇し、計量部Ｂでの液体現像剤Ｄの粘度が低下して塗布量が減少してしまう。ペルチェ素子を使用したり、コンプレッサーを利用した冷凍器等を使用したりする冷却を行えば、このような問題を解消することができるが、コストが高くなり、装置が大型化してしまう。そこで、実施形態１０に係る塗布装置では、上記温度制御手段によっても温度検知センサ４１２が検知する検知温度が所定の温度以下とならない場合に、中間塗布ローラ４０５の回転数を上げて塗布量を制御する塗布量制御手段を設けた。図１７は、実施形態１０に係る塗布装置において、温度制御方法及び塗布量制御方法の手順を示すフローチャートである。図１７に示すように、温度制御手段及び塗布量制御手段は、中間塗布ローラ４０５の表面温度を検知する温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲内にあれば（ステップＳ１２でＹ）、送風ファンをＯＦＦにし、塗布ローラ４０４の回転数を通常のまま維持する（ステップＳ１３）。一方、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の温度範囲外あれば（ステップＳ１２でＮ）、送風ファンをＯＮにする（ステップＳ１４）。そして、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の限界温度以上である場合（ステップＳ１５でＹ）には、塗布ローラ４０４の回転数を上げて塗布量を制御する。また、温度検知センサ４１２が検知した検知温度が所定の限界温度以下である場合（ステップＳ１５でＹ）には、塗布ローラ４０４の回転数を通常のまま維持する。
このように、温度制御手段による冷却動作時によっても温度が十分に下がらない、又は温度が上昇する場合であっても、上記塗布量制御手段によって、塗布量が同等となるように制御することができ、画像品質を維持することができる。また、このように温度制御と塗布ローラ４０４の回転数による塗布量制御を組み合わせて行うことで、過剰な冷却装置をつけることなく、安定した画像品質を維持することができる。
【００４５】
（実施形態１１）
実施形態９及び１０のように冷却手段のみを備えた塗布装置を用いる画像形成装置においては、装置始動時に塗布ローラ４０４及び中間塗布ローラ４０５が所定の温度に達していない場合がある。そのまま、画像を出力した場合には、塗布装置の計量部Ｂでの液体現像剤Ｄの粘度が高く、塗布量が増加してしまうことが考えられる。このような場合にも、温度が上昇しすぎた場合と同様に中間塗布ローラ４０５の速度を遅くなるようにすることで制御することもできる。しかし、中間塗布ローラ４０５の周速を被塗布部材である現像ローラ４０２の周速以下にすると、塗布ローラ４０４の彫刻パターンの影響が塗布面で顕著になり塗布面の均一性を損なう。このため、通常、中間塗布ローラ４０５の周速は現像ローラ４０２の周速に対して１．２倍程度になるようにしている。よって、塗布量を減らすために中間塗布ローラ４０５の周速を落とすことは、塗布面の均一性を損なう恐れがある。そこで、実施形態１１に係る塗布装置は、装置始動時に塗布ローラ４０４及び中間塗布ローラ４０５が所定の温度に達していない場合には、像形成を行わずに塗布装置のみを動作させる。そして、塗布装置の計量部Ｂの温度が所定の温度に到達するのを待ってから、画像形成を開始する。これにより、常に安定した画像品質を維持することができる。通常、画像形成装置では、始動時には定着部での温度上昇等を行うために数分の時間が必要であり、このような暖気時間を設けても装置の使用上の不具合はない。
【００４６】
以上、各実施形態に係る塗布装置は、中間塗布部材としての中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御する温度制御手段としての温度制御装置４１４、４１７、４２２、４２５、４２７、４３２を備えている。よって、中間塗布ローラ４０５の温度変動に起因する塗布量の変動を抑制することができる。
また、各実施形態に係る塗布装置は、温度制御装置４１４、４１７、４２２、４２５、４２７、４３２が温度検知手段としての温度検知センサ４１２の検知結果に基づいて動作することができるので、中間塗布ローラ４０５の温度を効率よく制御することができる。また、温度検知センサ４１２が中間塗布ローラ４０５に接触していないことから、温度検知センサ４１２によって中間塗布ローラ４０５表面に傷が発生することがなく、中間塗布ローラ４０５の高寿命化を図ることができる。さらに、温度検知センサ４１２の検知面の汚れに伴う検知ミスも抑制できるので、安定した温度検知を行うことができる。
また、各実施形態に係る塗布装置は、中間塗布ローラ４０５の弾性層又は滑性層の少なくともいずれか一方の層に、熱伝導性の高い無機材料の粉末がフィラーとして添加され、中間塗布ローラ４０５表面の熱伝導性が高くなっている。よって、中間塗布ローラ４０５と他の部材、例えば現像ローラ４０２との摺動部で発生した熱も他の部分へ伝達しやすくなり、中間塗布ローラ４０５自体の温度上昇を抑制することができる。また、中間塗布ローラ４０５の温度を制御する際にも、熱伝導性が高いので応答性がよくなり、温度変動を抑制することが容易となる。
また、実施形態２及び３に係る塗布装置は、温度制御部としての管４１３やヒートパイプ４１５が中間塗布ローラ４０５に内蔵され直接温度制御するので、熱交換の効率が高い。
また、実施形態４に係る塗布装置は、温度制御部としての温度制御ローラ４２０が中間塗布ローラ４０５の表面に接触して、直接温度制御するので、熱交換の効率が高い。
また、実施形態５及び６に係る塗布装置は、液体現像剤Ｄの温度を制御することにより中間塗布ローラ４０５の表面温度を制御している。このように温度制御の媒体として液体現像剤Ｄを用いることにより、塗布装置の構成を複雑化することなく、中間塗布ローラ４０５の温度制御を行うことができる。
また、実施形態５に係る塗布装置は、液体現像剤Ｄの循環流量が現像装置４内で消費される液体現像剤Ｄの量に比較して十分に多い。これにより、温度制御の媒体としての液体現像剤Ｄの温度制御能力を高めることができる。
また、実施形態６に係る塗布装置は、温度制御部としてのラジエータが液体現像剤Ｄの循環経路上に設けられている。つまり、移動している状態である液体現像剤Ｄとの間で熱交換することができるため、熱交換の効率が高い。
また、実施形態７に係る塗布装置は、液体現像剤Ｄを直接温度制御するのではなく、温度制御部としての熱交換器４２６が液体現像剤Ｄと予め温度制御された媒体との間で熱交換を行う。よって、熱交換器４２６のレイアウト上の制約が減少し、能力の高い熱交換器を設置することが可能となる。また、外気を用いて冷却する場合には、外装部近辺に設置することも簡単に行うことができ、熱交換の効率が向上する。さらには、この塗布装置を備えた画像形成装置においては、他のユニットの影響を排除、又は他のユニットへの影響を排除することができ、熱交換の効率が向上する。
また、実施形態８に係る塗布装置は、温度制御部としての熱交換部分が撹拌機能をもった第１の剤貯蔵部４０１又は第２の剤貯蔵部４１１内に設置されている。よって、熱交換部分をある程度大きくした場合でも、装置を大きくする必要がなく、熱交換の効率を向上させることができる。
また、実施形態９に係る塗布装置においては、温度制御手段として冷却装置のみを用いることで、温度制御装置の構成部品の点数を減らすことができる。
また、実施形態１０に係る塗布装置においては、温度検知センサ４１２が検知する検知温度が所定の温度以下とならない場合に、中間塗布ローラ４０５の回転数を上げて塗布量が減らないように制御する塗布量制御手段を設けている。よって、温度制御装置の能力が中間塗布ローラ４０５の温度上昇に追いつかない場合でも、塗布量の変動を抑制することができ、安定した画像品質を得ることができる。
また、実施形態１１に係る画像形成装置においては、装置始動時に塗布ローラ４０４及び中間塗布ローラ４０５が所定の温度に達していない場合には、像形成を行わずに塗布装置のみを動作させる。そして、塗布装置の計量部Ｂの温度が所定の温度に到達するのを待ってから、画像形成を開始する。よって、常に安定した画像品質を維持することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、現像剤担持体の長寿命化を図ることができ、且つ、安定した画像品質を得ることができる液体現像剤の塗布装置及びこの塗布装置を備えた現像装置、画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】上記プリンタの塗布ローラの正面図。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記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】液体現像剤の塗布量の粘度依存性を示す特性図。
【図５】液体現像剤の粘度の温度依存性を示す特性図。
【図６】中間塗布ローラの表面温度と液体現像剤の塗布量の経時変化を示す特性図。
【図７】実施形態１に係る塗布装置の温度制御方法の手順に関するフローチャート。
【図８】実施形態２に係る塗布装置の概略構成図。
【図９】実施形態３に係る塗布装置の概略構成図。
【図１０】実施形態４に係る塗布装置の概略構成図。
【図１１】実施形態４に係る塗布装置の別の概略構成図。
【図１２】実施形態６に係る塗布装置の概略構成図。
【図１３】実施形態７に係る塗布装置の概略構成図。
【図１４】実施形態８に係る塗布装置の概略構成図。
【図１５】中間塗布ローラの表面温度と液体現像剤の塗布量の経時変化を示す特性図。
【図１６】実施形態９に係る塗布装置の温度制御方法の手順に関するフローチャート。
【図１７】実施形態１０に係る塗布装置の温度制御方法の手順に関するフローチャート。
【符号の説明】
１    感光体
４    現像装置
４０    塗布装置
４０１    第１の剤貯蔵部
４０２    現像ローラ
４０３    スイープローラ
４０４    塗布ローラ
４０５    中間塗布ローラ
４０６、４１０    撹拌部材（搬送スクリュ）
４０７    クリーニングブレード
４０８    クリーニングブレード
４０９    一時剤貯蔵部
４１１    第２の剤貯蔵部
４１２    温度検知センサ
４１３、４２１    管
４１４、４１７、４２２、４２５、４２７、４３２    温度制御装置
４１５    ヒートパイプ
４１６    ラジエータ
４１８    送風ファン
４１９    ヒータ
４２０    温度制御ローラ
４２３、４２９    ポンプ
４２４    循環経路
４２６    熱交換器
４２８、４３１    配管経路
４３０    断熱材
４３３    撹拌部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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