(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な構成により、所望の厚みの均一な薄膜を形成することができる薄膜塗布手段およびそれを備えた湿式画像形成装置を提供する。【解決手段】シャフト２１と、シャフトに対して巻かれた第一のワイヤ２２１と、前記第一のワイヤよりも径が小さく、第一のワイヤと第一のワイヤの間に生じた溝に沿って巻かれた第二のワイヤ２２２と、を有し、前記第一のワイヤにより形成されるコイル形状体の外径よりも、前記第二のワイヤにより形成されるコイル形状体の外径のほうが大きい。【選択図】図２
2007190508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
シャフトに対して巻かれた第一のワイヤと、
前記第一のワイヤよりも径が小さく、第一のワイヤと第一のワイヤの間に生じた溝に沿って巻かれた第二のワイヤと、を有し、
前記第一のワイヤにより形成されるコイル形状体の外径よりも、前記第二のワイヤにより形成されるコイル形状体の外径のほうが大きいことを特徴とする薄膜塗布手段。
【請求項２】
前記第一のワイヤの直径をＤ１、前記第二のワイヤの直径をＤ２としたとき、
Ｄ１／２≦Ｄ２≦３Ｄ１／４
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の薄膜塗布手段。
【請求項３】
Ｄ１が、３０μｍから２００μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜塗布手段。
【請求項４】
前記第一のワイヤと前記第二のワイヤを前記シャフトに対して多条巻きにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の薄膜塗布手段。
【請求項５】
前記第一のワイヤと前記第二のワイヤを前記シャフトに対して２〜５条巻きにしたことを特徴とする請求項４に記載の薄膜塗布手段。
【請求項６】
前記請求項１から請求項５のいずれかに記載の薄膜塗布手段と、
液体現像剤を感光体ドラムに転写するための現像ローラと、を備え、
前記薄膜塗布手段により、前記現像ローラ上に前記液体現像剤の薄膜を形成させることを特徴とする湿式画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工液等の薄膜を形成するための薄膜塗布手段に関するものであり、またその薄膜塗布手段を備えた湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塗工液等の薄膜塗布手段としては、ミーリングにより溝を形成しその上に硬質クロムメッキを施したもの、セラミックスを金属シャフトの上に溶射しその表面をレーザ加工により溝を形成したもの、金属シャフトにワイヤを巻いたワイヤバー、等が用いられている。上述のような薄膜塗布手段のうち、ワイヤバーは安価な構成として知られている。
【０００３】
ワイヤバーは、金属シャフトの表面に巻かれたワイヤにより形成された溝を利用して、被塗工基材上に塗工液の薄膜を形成する。すなわち、当該溝に塗工液を保持させる工程と、その塗工液を被塗工基材上に転移させる工程とにより、被塗工基材上に薄膜を形成させることができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ワイヤバーを用いて薄膜塗工する装置であって、母材ロッドに対して第一のワイヤが巻かれ、ワイヤとワイヤの間に生じた溝に、当該ワイヤよりも細い第二のワイヤを巻き、かつ第一のワイヤバーの外径よりも、第二のワイヤバーの外径が小さいワイヤバーを有する薄膜塗工装置が記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載のワイヤバーでは、ワイヤバーの溝に保持される塗工液の量は、第一のワイヤの径及び第二のワイヤの径により調整することができる。第一のワイヤの径を大きくすれば形成される溝も大きくなり、保持される塗工液の量を多くなる。第二のワイヤの径を大きくすれば溝の断面積が減少し、塗工液の量も減少する。
【特許文献１】特開平９−９４５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薄膜塗布手段により質の高い薄膜を得るためには、（１）薄膜の均一性と、（２）膜厚とを制御することが必要となる。（１）薄膜の均一性は、薄膜塗布手段の表面に形成される溝の間隔（ピッチ）に依存し、ピッチが小さいほど均一性がよい（すなわち、被塗工基材に形成される薄膜は、厳密には、ワイヤバーの溝に対応する部分では厚く、ワイヤに対応する部分では薄くなるため、ピッチが小さいほど単位面積当たりの均一性が向上する）。（２）膜厚は、溝により保持される塗工液の量に依存する。用途によっては、ある程度の厚みを必要とする場合もある。
【０００７】
ワイヤバーにおいては、ワイヤの径を小さくすることにより、ピッチが小さくなり、薄膜の均一性が向上する。しかし、ワイヤの径を小さくすると、溝に保持される塗工液の量が少なくなり、均一性は向上しても所望の膜圧を得られなくなる場合が生じる。
【０００８】
特許文献１に記載のワイヤバーでは、第一のワイヤによりピッチが決定され、第二のワイヤにより溝に保持される塗工液の量が決定される。しかし、塗工液の量を減らすことしかできないため、十分に小さいピッチにおいて必要な塗工液の量を得ることが困難である。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な構成により、所望の厚みの均一な薄膜を形成することができる薄膜塗布手段およびそれを備えた湿式画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、シャフトと、シャフトに対して巻かれた第一のワイヤと、前記第一のワイヤよりも径が小さく、第一のワイヤと第一のワイヤの間に生じた溝に沿って巻かれた第二のワイヤと、を有し、前記第一のワイヤにより形成されるコイル形状体の外径よりも、前記第二のワイヤにより形成されるコイル形状体の外径のほうが大きいことを特徴とする薄膜塗布手段を提供する。
【００１１】
本発明は上記の構成により、第二のワイヤ間に形成される隙間に塗工液（液体現像剤等）を保持することができるため、第一のワイヤの径でピッチを決定することができると共に、第二のワイヤの径で塗工液の量を調整することができる。ピッチを小さくしつつも膜厚を制御可能であるため、所望の厚みの均一な薄膜を形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る薄膜塗布手段は、前記第一のワイヤの直径をＤ１、前記第二のワイヤの直径をＤ２としたとき、Ｄ１／２≦Ｄ２≦３Ｄ１／４を満たすことを特徴とする。
【００１３】
また、上記Ｄ１が、３０μｍから２００μｍであることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第一のワイヤと前記第二のワイヤを前記シャフトに対して多条巻きにしたことを特徴とする。さらに、詳細には、前記第一のワイヤと前記第二のワイヤを前記シャフトに対して２〜５条巻きにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明では、上述の薄膜塗布手段を備えた湿式画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、本発明は、安価な構成により、所望の厚みの均一な薄膜を形成することができる薄膜塗布手段およびそれを備えた湿式画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る薄膜塗布手段の具体的な実施形態を図を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る薄膜塗布手段およびその周辺を示した図である。本発明の実施形態は、湿式画像形成装置に該薄膜塗布手段を用いた場合について説明するものである。湿式画像形成装置とは、トナーとキャリア液からなる液体現像剤を用い、画像情報に基づいて変調されたレーザで感光体ドラム上に静電潜像を形成し、該静電潜像により現像されたトナー像を用いて記録紙上に画像を形成して出力する装置であり、コンピュータ等の出力装置として用いられるものである。しかし、本発明に係る薄膜塗布手段は、湿式画像形成装置への用途に限定されるものではなく、例えば、フィルム、紙、ガラス、プラスチック等、様々な材料への塗工に用いることができる。
【００１９】
図１は、湿式画像形成装置の一部を示す模式図であり、薄膜塗布手段の周辺を示したものである。湿式画像形成装置は、現像剤保持ローラ１０と、薄膜塗布手段としてのワイヤバー２０と、現像ローラ３０と、感光体ドラム４０と、ブレード２５とを有する（以下、現像剤保持ローラ１０、ワイヤバー２０、現像ローラ３０、感光体ドラム４０を一括して称する場合には「各ローラ」というものとする）。各ローラは、それぞれの回転軸が互いにほぼ平行となるように配設されており、図１は、各ローラを回転軸方向からみた断面図である。また、湿式画像形成装置の現像時には、図に示すように、現像剤保持ローラ１０と現像ローラ３０は図中時計回りに、ワイヤバー２０と感光体ドラム４０は図中反時計回りに回転する。ブレード２５は、例えば、ゴム材料で形成された板状部材であり、ワイヤバー２０の回転軸方向に沿って伸び、その一辺がワイヤバー２０の表面に沿って当接している。
【００２０】
現像剤保持ローラ１０は、液体現像剤５０（トナーとキャリア液からなる）を保持する機能を有する。すなわち、現像剤保持ローラ１０とワイヤバー２０との間に形成されるくさび形状の空間は、図中上方から供給される液体現像剤５０を所定量保持することができる。
【００２１】
ワイヤバー２０は、シャフト２１とシャフト２１の周囲に巻かれたワイヤ２２とを有する。現像剤保持ローラ１０とワイヤバー２０とは近接しており、液体現像剤５０は現像剤保持ローラ１０とワイヤバー２０との近接部を経て図中下方へと流れ落ちる。液体現像剤５０は、現像剤保持ローラ１０とワイヤバー２０との近接部を通過する際に、ワイヤバー２０のワイヤ２２により形成された溝部（後述）に入り込む。
【００２２】
ワイヤバー２０では、現像剤保持ローラ１０とワイヤバー２０との近接部を経た後は、溝部および表面に液体現像剤５０が十分に付着している。その後、ワイヤバー２０がさらに回転すると、液体現像剤５０の一部はブレード２５により掻き落とされる。ブレード２５は、ワイヤ２２により形成された溝部に入り込んだ液体現像剤５０を掻き落とすことができないため、結果として溝部に保持された液体現像剤５０のみがワイヤバー２０上に残る。
【００２３】
現像ローラ３０とワイヤバー２０とは多少押圧された状態で当接している。溝部に液体現像剤５０を有するワイヤバー２０の表面が現像ローラ３０に当接すると、液体現像剤５０は、現像ローラ３０の表面へと移動する。すなわち、現像ローラ３０の表面に液体現像剤５０が塗布され、液体現像剤５０の薄膜が形成される。現像ローラ３０の表面に形成される薄膜の均一性や厚みは、ワイヤ２２に形成された溝部の形状に依存する。
【００２４】
現像ローラ３０と感光体ドラム４０とは近接して配置されている。現像ローラ３０には所定のバイアスが印加されており、また、感光体ドラム４０の表面付近は、現像ローラ３０に印加されたバイアスよりも高い電位で均一に帯電させられている。
【００２５】
感光体ドラム４０は、帯電された後、画像形成情報に基づいて感光体ドラム４０の回転軸方向に走査されるレーザにより露光される。レーザが照射された位置（点）は電位が低下し、その結果電位差によるコントラストを有する静電潜像が感光体ドラム４０上に形成される。
【００２６】
現像ローラ３０上の液体現像剤５０の薄膜と感光体ドラム４０とは、現像ローラ３０と感光体ドラム４０との近接位置において接触する。液体現像剤５０が静電潜像の形成された感光体ドラム４０の表面に接触すると、トナーはキャリア液を介して感光体ドラム４０上の電位が低下した位置に引き寄せられて移動する。すなわち、現像ローラ３０と感光体ドラム４０との間の電位差により生じる現像電界によりトナーが移動する。一方、トナーは、感光体ドラム４０上の電位が低下していない位置には移動しないため、感光体ドラム４０上には、静電潜像に対応したトナー像が形成される。その後、トナー像が搬送され、記録紙等に転移される（印刷される）。
【００２７】
図２は、ワイヤバー２０の構造を説明するための図であり、図１におけるＡ−Ａ位置の断面図である（ワイヤバー２０の回転軸を含む断面図）。なお、図２のワイヤバー２０は、ワイヤを１条巻きとしたものである。
【００２８】
ワイヤバー２０は、シャフト２１と内側ワイヤ２２１と外側ワイヤ２２２とを有する。シャフト２１は円柱状或いは円筒状の部材であり、内側ワイヤ２２１はシャフト２１の周面に巻かれている。内側ワイヤ２２１は、隙間無く敷き詰められるように巻かれる。外側ワイヤ２２２は、内側ワイヤ２２１により形成される凹部上に沿って巻かれる。なお、外側ワイヤ２２２は、内側ワイヤ２２１よりもシャフト２１から見て外側へ突出するように巻かれる。すなわち、コイル形状となる内側ワイヤ２２１の外径と、コイル形状となる外側ワイヤ２２２の外径とを比較すると、必ず外側ワイヤ２２２の外径の方が大きくなるように構成されなければならない。コイル形状となる外側ワイヤ２２２の外径の方が小さくなると、十分な液体現像剤の量を保持できなくなるからである。
【００２９】
ワイヤバー２０では、内側ワイヤ２２１と外側ワイヤ２２２とにより溝部２３０が形成される。この溝部２３０により液体現像剤５０を保持する。溝部２３０のピッチと液体現像剤の保持量とは、両ワイヤの径を選択することにより制御することができる。すなわち、内側ワイヤ２２１の径によって溝部２３０のピッチが決定され、さらに外側ワイヤ２２２の径によって液体現像剤の保持量が決まる。つまりは、内側ワイヤ２２１と外側ワイヤ２２２のそれぞれの径の組み合わせにより、現像ローラ３０上に形成される液体現像剤５０の膜厚とピッチの設定の自由度が増加する。
【００３０】
各部材の材質は、例えば、シャフト２１は金属、両ワイヤはステンレス製のバネ材であり、共にある程度の強度が要求される。内側ワイヤ２２１の直径は、３０μｍから２００μｍであることが好ましい。３０μｍよりも小さいとワイヤの強度を得ることが難しく破断のおそれがあり、２００μｍよりも大きいと、ピッチが大きくなり過ぎてしまう。外側ワイヤ２２２の直径は、内側ワイヤ２２１の直径の１／２から３／４程度であることが望ましい。
【００３１】
本発明の実施形態では、例えば、約４μｍの膜厚を得たい場合には、１重巻きの場合には約０．０９ｍｍのワイヤを巻かなければならず、そのピッチが約０．０９ｍｍとなるが、本発明の実施形態によれば、２重巻きにする事により、約０．０７ｍｍのピッチで所望の膜厚を得ることができる。すなわち、内側ワイヤ２２１と外側ワイヤ２２２の２重巻きとすることで、１重巻きの場合よりもより小さいピッチで同様の膜厚を得ることができる。また、膜厚の最大値は、内側ワイヤ２２１の径に依存した外側ワイヤ２２２の径によって決定される。膜厚を最大値以下に設定する場合には、溝部２３０の断面積を減少させる方向に外側ワイヤ２２２の径を設定すれば良い。この時、溝部２３０の断面積を減少させる方向に外側ワイヤ２２２の径を設定する方法は、ワイヤ径を太くする、又は細くする方法があるが、好ましくは、外側ワイヤの径を細くすることにより、断面積を減少させることが望ましい。
【００３２】
図３は、ワイヤバー２０’の構造を説明するための図である（図２の視点に準ずる）。図３のワイヤバー２０’は、ワイヤを２条巻きとしたものであり、湿式画像形成装置においては図２のワイヤバー２０と置換可能である。
【００３３】
ワイヤバー２０’の各構成部材である、シャフト２１、内側ワイヤ２２１、外側ワイヤ２２２個々の材質および形状はワイヤバー２０に示すものと同様であるため説明は省略する。
【００３４】
ワイヤバー２０’は、内側ワイヤ２２１及び外側ワイヤ２２２を２条巻きとしている。２条巻きとすることにより、各ワイヤの進行方向とシャフト２１の回転軸とのなす角（以降、ねじれ角と称す）はθ２となる。θ２は、ワイヤバー２０におけるねじれ角θ１よりも小さい。さらに、３条巻き、４条巻きと、条数を増やすほどねじれ角は減少する。ねじれ角が小さいほど、現像ローラ３０上に形成された薄膜（ピッチごとに溝部２３０に対応する山と、外側ワイヤ２２２に対応する谷が存在している）において、液体現像剤の山の頂上部がワイヤバー２０の回転軸方向に沿った一方向側に傾斜するようになるので、薄膜の均一性はよくなる。本発明のワイヤバーにおいては、１条巻きから５条巻きが、より好ましくは２条巻きから３条巻きが好ましい。条数が多くなるとワイヤバーの製造工程において、ワイヤを巻く時間が早くなるという利点と、ワイヤの端部を固定する技術が複雑となるという欠点とを併せ持つこととなる。
【００３５】
したがって、本発明は、上述のような構成により、安価な構成により、所望の厚みの均一な薄膜を形成することができる薄膜塗布手段およびそれを備えた湿式画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る薄膜塗布手段およびその周囲を示す図である。
【図２】ワイヤバーの断面図である。
【図３】ワイヤバーの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  現像剤保持ローラ
２０  ワイヤバー
２１  シャフト
２２  ワイヤ
２２１  内側ワイヤ
２２２  外側ワイヤ
２５  ブレード
３０  現像ローラ
４０  感光体ドラム
【図１】
2007190508.tif 000003
【図２】
2007190508.tif 000004
【図３】
2007190508.tif 000005