JP2013054292A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高画質のハーフトーン画像を出力した場合であっても、直線画像の再現性が得られ、かつ、干渉スジの発生が抑制される画像形成装置および画像形成方法の提供。
【解決手段】 画像形成装置は、円筒状基体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体と、一様に帯電された前記電子写真感光体を露光させることにより当該電子写真感光体上に静電潜像を形成する露光手段とを有し、露光手段が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンによるAMスクリーン処理がなされた画像データに従って動作される画像形成装置であって、電子写真感光体を構成する円筒状基体が、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、式(1):ΔL≧10μm〔式(1)中、ΔLは、円筒状基体の外周面の画像領域内における、中心軸方向の切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差である。〕の条件を満たす切削加工形状を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 画像形成装置は、円筒状基体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体と、一様に帯電された前記電子写真感光体を露光させることにより当該電子写真感光体上に静電潜像を形成する露光手段とを有し、露光手段が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンによるAMスクリーン処理がなされた画像データに従って動作される画像形成装置であって、電子写真感光体を構成する円筒状基体が、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、式(1):ΔL≧10μm〔式(1)中、ΔLは、円筒状基体の外周面の画像領域内における、中心軸方向の切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差である。〕の条件を満たす切削加工形状を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、軽印刷分野等に用いられる、極めて高画質なハーフトーン画像を出力することができる画像形成装置および当該画像形成装置を用いた画像形成方法に関するものである。
通常、AMスクリーニング方式の電子写真法による画像形成装置において単色画像を形成する場合には、スクリーン角が45度または135度のスクリーンパターンを用いてスクリーン処理を行うことが主流となっている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
これは、所望する画像にハーフトーンの縦線画像や横線画像(以下、「直線画像」ともいう。)が含まれる場合に、用いるスクリーンパターンのスクリーン角が0度、90度、または180度に近いほど、直線画像の再現性が満足に得られない、具体的には、スクリーンの方位性によって当該直線画像の線幅が変化してしまう、という理由からである。
これは、所望する画像にハーフトーンの縦線画像や横線画像(以下、「直線画像」ともいう。)が含まれる場合に、用いるスクリーンパターンのスクリーン角が0度、90度、または180度に近いほど、直線画像の再現性が満足に得られない、具体的には、スクリーンの方位性によって当該直線画像の線幅が変化してしまう、という理由からである。
一方、近年、光学技術の進歩により、電子写真法による画像形成装置においては、600dpiから1200dpi、もしくはそれ以上の解像度で露光できるようになってきており、比較的高画質の画像が得られるようになったことから、比較的少部数のプリントを得る軽印刷分野等において電子写真法による画像形成装置が広く用いられるようになってきた。
その結果として、電子写真法による画像形成装置においては、さらに高いレベルの画質が要求されている。また、従来の電子写真法による画像形成装置においては稀な用途、例えばコート紙へのプリント、高カバレッジ画像のプリント、極めて高精細な画像や微妙なトーン(色調)を有する画像のプリントや、同一画像の大量連続プリント等に電子写真法による画像形成装置が利用されている。これらに伴い、従来は殆どあるいは全く指摘されなかった不具合が生じている。
その結果として、電子写真法による画像形成装置においては、さらに高いレベルの画質が要求されている。また、従来の電子写真法による画像形成装置においては稀な用途、例えばコート紙へのプリント、高カバレッジ画像のプリント、極めて高精細な画像や微妙なトーン(色調)を有する画像のプリントや、同一画像の大量連続プリント等に電子写真法による画像形成装置が利用されている。これらに伴い、従来は殆どあるいは全く指摘されなかった不具合が生じている。
その不具合の一つとして、高画質の画像形成装置によって中間色の均一性を向上させたハーフトーン画像をコート紙などに出力するといった組み合わせにおいて近年頻発している、画像における斜めスジ状濃度ムラの発生がある。
この斜めスジ状濃度ムラは、いわゆる干渉スジと呼ばれるものであって、電子写真法による画像形成装置において用いられる電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう。)の円筒状基体の表面には、その外径等の寸法精度を所望のレベルにする、表面の酸化膜を除きフレッシュにする等の目的で、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成されているところ、当該感光体の円筒状基体の表面に形成された切削凹凸の周期と、スクリーン処理に用いるスクリーンパターンの周期との間の干渉に起因して生じるものと推測される。
この斜めスジ状濃度ムラは、いわゆる干渉スジと呼ばれるものであって、電子写真法による画像形成装置において用いられる電子写真感光体(以下、単に「感光体」ともいう。)の円筒状基体の表面には、その外径等の寸法精度を所望のレベルにする、表面の酸化膜を除きフレッシュにする等の目的で、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成されているところ、当該感光体の円筒状基体の表面に形成された切削凹凸の周期と、スクリーン処理に用いるスクリーンパターンの周期との間の干渉に起因して生じるものと推測される。
干渉スジの発生を抑制する技術として、従来、感光体を構成する円筒状基体の表面の切削凹凸の形状に工夫をする技術がある(例えば、特許文献4〜6参照)。すなわち、円筒状基体の表面の切削形状はバイト切削加工によって形成されることが多いが、スクリーンパターンの周期の整数倍ではない周期等、比較的害の少ない周期の切削凹凸を、定速切削によって形成したり、さらに陽極酸化処理やブラスト処理といったコストがかかり弊害が生じやすい追加工を実施して切削凹凸形状の消去を図ることが行われてきた。特許文献3〜5に開示された円筒状基体の中心軸方向の切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差ΔLは、具体的には、最大でも4μm程度である。
このような切削凹凸を形成した円筒状基体の感光体を用いた画像形成装置においては、オフィス等において普通紙に出力される一般のハーフトーン画像については、十分な画像品質レベルを有するものとして満足されていた。
このような切削凹凸を形成した円筒状基体の感光体を用いた画像形成装置においては、オフィス等において普通紙に出力される一般のハーフトーン画像については、十分な画像品質レベルを有するものとして満足されていた。
しかしながら、上述のような軽印刷分野等において用いられる高画質の画像形成装置によって中間色の均一性を向上させたハーフトーン画像をコート紙などに出力したものについては、濃度ムラの視認性が格段に向上されてしまうため、上記の技術では干渉スジの発生の抑制の効果が充分ではない。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、高画質のハーフトーン画像を出力した場合であっても、直線画像の再現性が得られ、かつ、干渉スジの発生が抑制される画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
本発明の画像形成装置は、円筒状基体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体と、一様に帯電された前記電子写真感光体を露光させることにより当該電子写真感光体上に静電潜像を形成する露光手段とを有し、
前記露光手段が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンによるAMスクリーン処理がなされた画像データに従って動作される画像形成装置であって、
前記電子写真感光体を構成する円筒状基体が、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、下記式(1)の条件を満たす切削加工形状を有することを特徴とする。
式(1):ΔL≧10μm
〔式(1)中、ΔLは、円筒状基体の外周面の画像領域内における、中心軸方向の切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差である。〕
前記露光手段が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンによるAMスクリーン処理がなされた画像データに従って動作される画像形成装置であって、
前記電子写真感光体を構成する円筒状基体が、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、下記式(1)の条件を満たす切削加工形状を有することを特徴とする。
式(1):ΔL≧10μm
〔式(1)中、ΔLは、円筒状基体の外周面の画像領域内における、中心軸方向の切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差である。〕
本発明の画像形成装置においては、前記AMスクリーン処理は、互いに異なるスクリーン線数の複数のスクリーンパターンから選ばれたスクリーンパターンに従ってなされることが好ましい。
また、前記複数のスクリーンパターンの少なくとも1つが、スクリーン線数が150lpi〜300lpiのものであることが好ましい。
また、前記複数のスクリーンパターンの少なくとも1つが、スクリーン線数が150lpi〜300lpiのものであることが好ましい。
本発明の画像形成方法は、上記の画像形成装置を用いて画像を形成することを特徴とする。
本発明の画像形成装置によれば、電子写真感光体を構成する円筒状基体が切削凹凸の周期性の低減されたものであることにより、スクリーンパターンの周期と電子写真感光体の円筒状基体の表面に形成された切削凹凸の周期との間の干渉が低減され、従って、干渉スジの発生が抑制された高画質のハーフトーン画像を確実に得ることができる。
また、AMスクリーン処理が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンに基づいてなされるために、ハーフトーンの縦線画像や横線画像の線幅の変化が生じることが抑制されて、直線画像の再現性に優れた高画質のハーフトーン画像を得ることができる。
また、AMスクリーン処理が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンに基づいてなされるために、ハーフトーンの縦線画像や横線画像の線幅の変化が生じることが抑制されて、直線画像の再現性に優れた高画質のハーフトーン画像を得ることができる。
以下、本発明について具体的に説明する。
〔画像形成装置〕
図1は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
この画像形成装置は、トナー像を形成して当該トナー像を画像支持体P上に転写する画像形成ユニット10と、画像支持体Pに対してトナー像を定着させる定着手段24とを備える画像形成装置本体Aを有し、当該画像形成装置本体Aの上部に、原稿を光学的に走査して画像情報をデジタルデータとして読み取るための原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
また、この画像形成装置には、原稿画像読み取り装置SCにおいて得られたデジタルデータ(原稿画像データ)に、所定の画像処理およびスクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンを少なくとも用いてAMスクリーン処理を行う画像処理部30(図6参照)が備えられている。
図1は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
この画像形成装置は、トナー像を形成して当該トナー像を画像支持体P上に転写する画像形成ユニット10と、画像支持体Pに対してトナー像を定着させる定着手段24とを備える画像形成装置本体Aを有し、当該画像形成装置本体Aの上部に、原稿を光学的に走査して画像情報をデジタルデータとして読み取るための原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
また、この画像形成装置には、原稿画像読み取り装置SCにおいて得られたデジタルデータ(原稿画像データ)に、所定の画像処理およびスクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンを少なくとも用いてAMスクリーン処理を行う画像処理部30(図6参照)が備えられている。
画像形成ユニット10は、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーまたは黒トナーによって単色のトナー像を形成するものである。
画像形成ユニット10は、像形成体であるドラム状の感光体1の周囲に、当該感光体1の表面に一様な電位を与える帯電手段2、一様に帯電された感光体1上にAMスクリーン処理がなされた露光用画像データ信号に基づいて露光を行って静電潜像を形成する露光手段3、トナーを感光体1上に搬送して静電潜像を顕像化する現像手段4、感光体1に形成されたトナー像を画像支持体Pに転写させる転写手段5、感光体1に密着した状態の画像支持体Pを当該感光体1から分離させる分離手段9、転写後に感光体1上に残留した残留トナーを回収するクリーニング手段6が配置されてなる。
〔感光体〕
感光体1は、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、上記式(1)の条件を満たす切削加工形状(以下、「特定の切削加工形状」ともいう。)を有する円筒状基体上に少なくとも感光層を有する、特定の感光体からなる。
感光体1は、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、上記式(1)の条件を満たす切削加工形状(以下、「特定の切削加工形状」ともいう。)を有する円筒状基体上に少なくとも感光層を有する、特定の感光体からなる。
具体的な一例を挙げると、例えば図2に示されるように、特定の切削加工形状を有する円筒状基体1a上に、中間層1b、電荷発生層1c、電荷輸送層1dおよび保護層1eがこの順に積層されてなり、電荷発生層1cおよび電荷輸送層1dから電子写真感光体の構成に必要不可欠な感光層1αが構成されている。このような感光体1は、電荷発生層1cおよび電荷輸送層1dがそれぞれ公知の有機電荷発生物質および有機電荷輸送物質から構成される有機感光層である、いわゆる有機感光体であることが好ましい。
以下、特定の感光体が有機感光体からなるものとして説明する。
以下、特定の感光体が有機感光体からなるものとして説明する。
(円筒状基体)
特定の感光体を構成する円筒状基体は、導電性を有し、その外周面に特定の切削加工形状が形成された円筒形状のものである。
特定の切削加工形状を示す上記式(1)の条件において、ΔLは、切削凹凸の周期の変動の幅を示し、具体的には、円筒状基体の外周面の画像領域内における、切削凹凸の周期幅(図4においてWで示す。)の最大値と最小値との差である。
特定の感光体を構成する円筒状基体は、導電性を有し、その外周面に特定の切削加工形状が形成された円筒形状のものである。
特定の切削加工形状を示す上記式(1)の条件において、ΔLは、切削凹凸の周期の変動の幅を示し、具体的には、円筒状基体の外周面の画像領域内における、切削凹凸の周期幅(図4においてWで示す。)の最大値と最小値との差である。
上記式(1)が導き出された理由は、以下の通りである。
本発明において課題とされる、形成されたハーフトーン画像に現れる干渉スジを図3に示す。このように、干渉スジは、画面r上に感光体の周方向、すなわち画像支持体Pの搬送方向sに沿った方向に伸びる斜めのスジ状の濃度ムラとして現われるものであり、一様な画像において目立ち、特に、滑面画像で軽印刷の如く大画面の高画質なハーフトーン画像において明確に視認されてしまう。
本発明において課題とされる、形成されたハーフトーン画像に現れる干渉スジを図3に示す。このように、干渉スジは、画面r上に感光体の周方向、すなわち画像支持体Pの搬送方向sに沿った方向に伸びる斜めのスジ状の濃度ムラとして現われるものであり、一様な画像において目立ち、特に、滑面画像で軽印刷の如く大画面の高画質なハーフトーン画像において明確に視認されてしまう。
発明者の検討によれば、本発明にて問題視される干渉スジの発生原因は、下記の通りである。
図4は、感光体の断面における部分拡大図である。
干渉スジは、円筒状基体の切削凹凸自体に起因するものではなく、当該切削凹凸を反映して感光体1の感度が周期を有することに起因して生じる。
すなわち、図4に示すように、当該円筒状基体1aの表面の切削凹凸の形状が中間層1bを介して電荷発生層(CGL)1cの膜厚に反映され、具体的には円筒状基体1aの切削凹凸の深さの大小に対応して膜厚が厚い部分βや膜厚の薄い部分α等が生じ、その結果、感光体1が、電荷発生層1cの膜厚が規則的な周期に従って変動するものとなる。
そして、感光体1の感度は、電荷発生層1cの膜厚に従って変動するので、当該感光体1の感度の周期と、レーザー光やLED光源等による露光が行われるときの当該露光に係るスクリーンパターンの周期とが干渉して静電潜像に周期性を有する電位ムラが生じ、当該静電潜像が現像、転写および定着されて得られた画像において、当該画像が高画質なものとされる場合に、周期的な濃度ムラ、すなわち干渉スジとして可視化される。
干渉スジは、円筒状基体の切削凹凸自体に起因するものではなく、当該切削凹凸を反映して感光体1の感度が周期を有することに起因して生じる。
すなわち、図4に示すように、当該円筒状基体1aの表面の切削凹凸の形状が中間層1bを介して電荷発生層(CGL)1cの膜厚に反映され、具体的には円筒状基体1aの切削凹凸の深さの大小に対応して膜厚が厚い部分βや膜厚の薄い部分α等が生じ、その結果、感光体1が、電荷発生層1cの膜厚が規則的な周期に従って変動するものとなる。
そして、感光体1の感度は、電荷発生層1cの膜厚に従って変動するので、当該感光体1の感度の周期と、レーザー光やLED光源等による露光が行われるときの当該露光に係るスクリーンパターンの周期とが干渉して静電潜像に周期性を有する電位ムラが生じ、当該静電潜像が現像、転写および定着されて得られた画像において、当該画像が高画質なものとされる場合に、周期的な濃度ムラ、すなわち干渉スジとして可視化される。
本発明においては、円筒状基体の表面に切削により生じる切削凹凸の周期幅をある程度以上変動させることが、干渉スジの発生の抑制に極めて有効であることを見いだし、さらに、その変動の幅の下限値を見いだしたものである。
ΔLが10μm未満である場合は、円筒状基体が切削凹凸の周期性の十分に低減されたものとならず、用いるスクリーンパターンによっては当該スクリーンパターンの周期と感光体の円筒状基体の表面に形成された切削凹凸の周期との間に干渉が生じ、従って、高画質なハーフトーン画像を形成した場合に当該画像に干渉スジが発生する。
ΔLの上限値は、現時点では切削加工形状を形成するための加工機の性能によって限定されているが、発明の効果による限界は存在しないと思われる。ただし、加工機の特性によっては、加工機の速度プログラムをΔLを大きくするための設定にすることにより、速度変動が急激に起こって加工面に段差が発生し、これに起因して画像にスジが生じることがある。そのため、ΔLは、好ましくは300μm≧ΔL≧10μmであり、より好ましくは150μm≧ΔL≧10μmである。
〔円筒状基体の作製方法〕
円筒状基体は、例えば円筒管よりなる素管の表面にバイト切削加工によって特定の切削加工形状を形成させることにより、作製することができる。
素管としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属をドラム状に成形したものなどが挙げられる。
円筒状基体は、例えば円筒管よりなる素管の表面にバイト切削加工によって特定の切削加工形状を形成させることにより、作製することができる。
素管としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属をドラム状に成形したものなどが挙げられる。
特定の切削加工形状は、具体的には、素管の表面をバイト切削加工によって整形するときに、素管を円筒軸を中心として回転させると共に切削バイトを非定速的に移動させながら当接させることにより形成することができる。
以下、本発明に係る特定の切削加工形状を形成するためのバイト切削加工について、さらに説明する。
以下、本発明に係る特定の切削加工形状を形成するためのバイト切削加工について、さらに説明する。
円筒状基体のバイト切削加工は、円筒状基体の外径等の寸法精度を所望のレベルにする、円筒状基体の表面の酸化膜を除きフレッシュにする、円筒状基体の表面を所望の形状にする等の目的で行われる。従来のバイト切削加工で仕上げられた円筒状基体は、その中心軸方向に極めて規則的に切削凹凸が形成された形状を有するものとなり、円筒状基体上に形成された感光層の膜厚分布は、当該形状を反映した周期性を有し、その反映は間に中間層を介するなど、層を重ねても容易には消失しない。
例えば、円筒状基体上に中間層(UCL)が設けられ、当該中間層上に電荷発生層が形成される場合には、当該電荷発生層の下地となる形状は中間層の表面形状になるが、当該中間層の表面形状は、円筒状基体の表面の形状と中間層の組成によって主に決定される(図4はこのケースを図示している)。
切削凹凸の周期の不規則性の指標であるΔLを10μm以上とするためには、素管の表面をバイト切削加工によって整形するときに、素管の表面に対する切削バイトの移動速度を加工途中で頻繁に変える指示を加えればよい。
例えば、切削バイトの移動速度Xn (mm/回転)とその指示位置Yn (mm)とを指示するCNC旋盤を用いる場合には、(X1 、Y1 )、(X2 、Y2 )、…(Xn 、Yn )のようにnブロックのプログラムを行うことになる。例えば第mブロックにおいて、(Ym+1 −Ym )/Xm が特定数とならない場合に、そのブロック終点で切り替えを可能とするために切削バイトの移動速度の減速が生じ、次の第m+1ブロックでは指示速度Xm+1 までの増速が行われる。この場合、例えばXm とXm+1 が同じ速度の指示であっても、(Ym+1 −Ym )/Xm が特定数とならない場合には、減速、増速が起こるため、これを用いて切削バイトの移動速度を変化させることが可能である。また、同じプログラムでも主軸回転数(素管の回転数)を変えるとΔLは変わることがある。この原因は、切削バイトの移動を観測した結果に基づいて行われるプログラムの速度切り換え判断がデジタル回路によって間欠的に行われ、その間隔が加工速度に対して充分短くはないためと考えられる。特定数が必ずしも自然数ではないのも同様の理由によると考えられる。
言い換えると、特定数は旋盤の設計および設定と主軸回転数に依存する。
また、CNC旋盤ではなくアナログ旋盤を用いる場合には、切削バイトの移動速度を制御しているモーター電圧を、例えば複数の抵抗をスイッチングする回路を通して出力させることにより切削バイトの移動速度を変化させることが可能である。また例えば、指定した波形の電圧を出力することができる電源を用いて切削バイトの移動を行わせることによってもその移動速度を変化させることが可能である。
切削凹凸の周期性をより低減させるために、切削バイトの移動速度を変える指示間隔は一定にしないことが望ましい。これは例えば、上記のCNC旋盤を用いる場合はYn −Yn-1 を一定にしないことで、また上記のアナログ旋盤を用いる場合はスイッチングするタイマーを複数用いること、或いは出力波形を異なる波形の重畳等で複雑化することが可能な電源を用いること等で達成することができる。
また、ΔLを10μm以上とすることは、バイト切削加工時の素管の回転数(主軸回転数)を適宜変動させることにより実現することも可能である。これは例えば、上記のアナログ旋盤の場合と同様な手段で達成することができる。
ΔLは切削バイトの移動速度の指示値差よりも大きくなる傾向があるが、それは上記CNC旋盤の場合は上記の減速が入るためであり、上記アナログ旋盤の場合は電圧を変化させる時のオーバーシュートのためと考えられる。
また、素管の回転数(主軸回転数)が大きいほどΔLが大きくなる傾向があるが、それは回転体の振れやワウの影響であると考えられる。
以上のように、素管の表面をバイト切削加工によって整形するときに素管の表面に対して切削バイトを変則的に移動させながら当接させることにより、ΔLを10以上にすることができる。
(ΔLの測定方法)
本発明における円筒状基体の外周面の画像領域内における、切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差ΔLは、例えば図5に例示するように、当該外周面の画像領域の断面曲線から読み取られたものである。具体的には、図5(a)の断面曲線から、繰り返し形状および周期に目ぼしをつけ、図5(b)の断面曲線に示すように適切な倍率に上げてその周期幅を読み取ったものである。なお、図5(b)の断面曲線は、横倍率を図5(a)の断面曲線の4倍にしたものである。
本発明における円筒状基体の外周面の画像領域内における、切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差ΔLは、例えば図5に例示するように、当該外周面の画像領域の断面曲線から読み取られたものである。具体的には、図5(a)の断面曲線から、繰り返し形状および周期に目ぼしをつけ、図5(b)の断面曲線に示すように適切な倍率に上げてその周期幅を読み取ったものである。なお、図5(b)の断面曲線は、横倍率を図5(a)の断面曲線の4倍にしたものである。
切削凹凸の周期幅の最大値および最小値を読み取るために測定される切削凹凸の周期数は、5周期以上であればよい。
断面曲線の測定箇所は、円筒状基体の外周面の画像領域内の任意の箇所でよく、1箇所であっても複数箇所であってもよい。測定箇所が1箇所である場合は、当該測定箇所から連続した、あるいは断続した5周期以上の切削凹凸の周期幅から最大値および最小値を読み取ればよく、測定箇所が複数箇所である場合は、当該複数の測定箇所から任意に5周期以上の切削凹凸の周期幅を選択し、これらから最大値および最小値を読み取ればよい。
断面曲線の測定箇所としては、例えば円筒状基体の中心軸方向の中央付近が選定されることが好ましい。
断面曲線の測定長さは、切削凹凸の周期幅を読み取ることができれば任意の長さでよいが、測定箇所が1箇所である場合は、切削凹凸の周期幅が少なくとも5周期以上読み取れる長さであることが好ましく、10周期以上読み取れる長さであることが特に好ましい。
断面曲線の測定長さは、具体的には例えば4mmとされる。
断面曲線の測定長さは、具体的には例えば4mmとされる。
円筒状基体の外周面の画像領域の断面曲線は、触針式の表面粗さ測定器「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用いて下記の測定条件において得られたものである。
−測定条件−
・測定モード:粗さ測定(JIS’01規格)
・測定長:4.0mm
・カットオフ:0.8mm(ガウシアン)
・測定速度:0.3mm/sec
・測定モード:粗さ測定(JIS’01規格)
・測定長:4.0mm
・カットオフ:0.8mm(ガウシアン)
・測定速度:0.3mm/sec
(中間層)
中間層は、円筒状基体と有機感光層との間にバリアー機能と接着機能とを付与するものである。種々の故障防止などの観点から、このような中間層を設けることが好ましい。
中間層は、円筒状基体と有機感光層との間にバリアー機能と接着機能とを付与するものである。種々の故障防止などの観点から、このような中間層を設けることが好ましい。
中間層は、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、アルキッド−メラミン、エポキシおよびゼラチンなどのバインダー樹脂を公知の溶媒に溶解して塗布液を調製し、この塗布液を、円筒状基体の外周面に浸漬塗布などによって塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜を乾燥することにより形成することができる。
中間層を形成するバインダー樹脂としては、アルコール可溶性のポリアミド樹脂を用いることが好ましい。
中間層を形成するバインダー樹脂としては、アルコール可溶性のポリアミド樹脂を用いることが好ましい。
また、中間層には抵抗調整や粗さ付与等の目的で金属酸化物粒子等の各種の微粒子を含有させることができる。
中間層に各種の微粒子が含有された特定の感光体によれば、中間層の表面形状が円筒状基体の表面の切削凹凸に加えて当該微粒子の形状に由来するランダムな凸形状を反映したものとなるために、円筒状基体の表面の形状に由来の感度の周期性を減ずることができ、干渉スジの発生を極めて有効に抑制することができる。
中間層に各種の微粒子が含有された特定の感光体によれば、中間層の表面形状が円筒状基体の表面の切削凹凸に加えて当該微粒子の形状に由来するランダムな凸形状を反映したものとなるために、円筒状基体の表面の形状に由来の感度の周期性を減ずることができ、干渉スジの発生を極めて有効に抑制することができる。
金属酸化物粒子としては、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズおよび酸化ジルコニウムなどの微粒子が挙げられる。
これらの金属酸化物粒子は、2種類以上を混合して用いてもよい。2種類以上混合した場合には、固溶体または融着の形をとってもよい。このような金属酸化物粒子の平均粒径は好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.1μm以下である。また、これらの金属酸化物粒子は、無機化合物や有機化合物で一重または多重に表面処理されていてもよい。
中間層を形成するバインダー樹脂を溶解させる溶媒としては、公知のものを挙げることができるが、例えばバインダー樹脂としてアルコール可溶性ポリアミドを用いる場合、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノール等の炭素数1〜4のアルコール類が、ポリアミドの溶解性と塗布性能に優れるために好ましい。また、塗布性や保存性、微粒子の分散性等を向上するために、溶媒と共に助溶媒を用いることが好ましく、好ましい効果を得られる助溶媒としては、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
中間層を形成するための塗布液におけるバインダー樹脂の濃度は、中間層の膜厚や生産速度に合わせて適宜選択される。
中間層に微粒子を含有させる場合のバインダー樹脂に対する微粒子の混合割合は、バインダー樹脂100体積部に対して微粒子20〜400体積部が好ましく、さらに好ましくは40〜200体積部である。
微粒子の分散手段としては、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダーおよびホモミキサー等が使用することができるが、これらに限定されるものではない。平均粒径0.1〜0.5mmのビーズを用いたビーズミルを好ましいものとして挙げることができる。
なお、中間層用の塗布液は塗布前に異物や凝集物を濾過することで画像欠陥の発生を防ぐことができる。
中間層の乾燥方法は、バインダー樹脂や溶媒の種類、膜厚に応じて適宜選択することができるが、熱乾燥が好ましい。
中間層の膜厚は、0.1〜30μmであることが好ましく、0.3〜15μmであることがより好ましい。
(電荷発生層)
特定の感光体を構成する電荷発生層は、バインダー樹脂中に電荷発生物質が含有されたものである。
特定の感光体を構成する電荷発生層は、バインダー樹脂中に電荷発生物質が含有されたものである。
電荷発生物質は、スーダンレッドおよびダイアンブルーなどのアゾ顔料、ピレンキノンやアントアントロンなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴおよびチオインジゴなどのインジゴ顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの電荷発生物質は単独、もしくは公知の樹脂中に分散する形態で使用することができる。
電荷発生層を形成するバインダー樹脂としては、公知の樹脂を用いることができ、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、並びにこれらの樹脂の内2つ以上を含む共重合体樹脂(例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂)およびポリビニルカルバゾール樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
電荷発生層は、バインダー樹脂を溶媒に溶解させた溶液中に分散機を用いて電荷発生物質を分散して塗布液を調製し、当該塗布液を、中間層の外周面に塗布機で一定の膜厚に塗布し、乾燥して塗布膜を作製することが好ましい。
電荷発生層に使用するバインダー樹脂を溶解し塗布するための溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、1,2−ジクロロエタン、メチルエチルケトン、4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ピリジンおよびジエチルアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
電荷発生物質の分散手段としては、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダーおよびホモミキサー等が使用することができるが、これらに限定されるものではない。
バインダー樹脂に対する電荷発生物質の混合割合は、バインダー樹脂100質量部に対して電荷発生物質10〜600質量部が好ましく、さらに好ましくは50〜500質量部である。
電荷発生層の膜厚は、電荷発生物質の特性、バインダー樹脂の特性および混合割合等により異なるが好ましくは0.01〜5μm、より好ましくは0.05〜3μmである。なお、電荷発生層用の塗布液は塗布前に異物や凝集物を濾過することで画像欠陥の発生を防ぐことができる。前記顔料を真空蒸着することによって形成することもできる。
電荷発生層の膜厚は、電荷発生物質の特性、バインダー樹脂の特性および混合割合等により異なるが好ましくは0.01〜5μm、より好ましくは0.05〜3μmである。なお、電荷発生層用の塗布液は塗布前に異物や凝集物を濾過することで画像欠陥の発生を防ぐことができる。前記顔料を真空蒸着することによって形成することもできる。
(電荷輸送層)
特定の感光体を構成する電荷輸送層は、バインダー樹脂中に電荷輸送物質(CTM)が含有されたものである。
特定の感光体を構成する電荷輸送層は、バインダー樹脂中に電荷輸送物質(CTM)が含有されたものである。
電荷輸送物質としては、例えば、カルバゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−1−ビニルピレンおよびポリ−9−ビニルアントラセン、トリフェニルアミン誘導体等が挙げられ、これらは2種以上混合して使用してもよい。
電荷輸送層を形成するバインダー樹脂としては、公知の樹脂を用いることができ、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリルニトリル共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂およびスチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂等が挙げられるが、ポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。また、BPA、BPZ、ジメチルBPA、BPA−ジメチルBPA共重合体等を用いることが、耐クラック、耐磨耗性、帯電特性の点で好ましい。
電荷輸送層は、バインダー樹脂および電荷輸送物質を溶媒に溶解させて塗布液を調製し、当該塗布液を、電荷発生層の外周面に塗布機によって一定の膜厚に塗布し、塗布膜を乾燥して作製することが好ましい。
バインダー樹脂および電荷輸送物質を溶解するための溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メチレンクロライド、1,2−ジクロロエタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ピリジンおよびジエチルアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
バインダー樹脂に対する電荷輸送物質の混合割合は、バインダー樹脂100質量部に対して電荷輸送物質10〜500質量部が好ましく、さらに好ましくは20〜100質量部である。
電荷輸送層の膜厚は、電荷輸送物質の特性、バインダー樹脂の特性および混合割合等により異なるが好ましくは5〜40μmであり、さらに好ましくは10〜30μmである。
電荷輸送層中には酸化防止剤、電子導電剤、安定剤等が添加されていてもよい。酸化防止剤については特開2000−305291号公報に記載のものが挙げられ、電子導電剤については特開昭50−137543号公報、同58−76483号公報等に記載のものが挙げられる。
(保護層)
特定の感光体には、必要に応じてその最表面、すなわち電荷輸送層上に保護層が設けられていてもよい。
特定の感光体には、必要に応じてその最表面、すなわち電荷輸送層上に保護層が設けられていてもよい。
帯電手段2としては、コロナ放電型の帯電器が用いられている。
露光手段3としては、露光光源として発光ダイオードを用いた、例えば感光体1の軸方向にアレイ状に発光ダイオードからなる発光素子が配列されたLED部と結像素子とから構成される光照射装置、あるいは、露光光源として半導体レーザーを用いた、レーザー光学系のレーザ照射装置等よりなり、図1の画像形成装置においては、レーザー照射装置が用いられている。
本発明に係る露光手段3においては、発振波長が350〜850nmの半導体レーザーまたは発光ダイオードを、露光光源として用いた装置からなることが望ましい。このような露光光源を、書き込みの主査方向の露光ドット径を10〜100μmに絞り込んで用い、感光体1上にデジタル露光を行うことにより、600dpiから2400dpi、あるいはそれ以上の高解像度の電子写真画像を得ることができる。
露光手段3における露光方法としては、半導体レーザーを用いた走査光学系であってもよく、LEDによる固体型であってもよい。光強度分布についても、ガウス分布およびローレンツ分布等があるがそれぞれのピーク強度の1/e2 以上の領域を露光ドット径とすればよい。
本発明の画像形成装置における画像処理部30は、図6に示されるように、原稿画像読み取り装置SCからの画像データまたは外部機器から入力される画像データに対して適宜の画像処理を行うものであり、少なくとも中間調を再現するためのAMスクリーン処理(以下、単に「スクリーン処理」という。)を行う機能を有する。
画像処理部30は、具体的には、例えば入力された原稿画像の画像データ信号(輝度信号)に対して、濃度変換処理、再現処理、γ補正処理、スクリーン処理および必要に応じて適宜に行われる各種の画像処理を順次に行い、露光用画像データ信号として露光手段3に出力するものである。
画像処理部30は、具体的には、例えば入力された原稿画像の画像データ信号(輝度信号)に対して、濃度変換処理、再現処理、γ補正処理、スクリーン処理および必要に応じて適宜に行われる各種の画像処理を順次に行い、露光用画像データ信号として露光手段3に出力するものである。
スクリーン処理において用いられるスクリーンパターンは、画像処理部30における図示しない記憶手段にプログラムとして格納されており、本発明においては、互いに異なるスクリーン角またはスクリーン線数を有するものが目的に応じて適宜に選択可能に複数格納されている。
本発明の画像形成装置において画像処理部30の記憶手段に格納される複数のスクリーンパターンは、互いに異なるスクリーン線数の複数のスクリーンパターンを有することが好ましい。記憶手段に格納されるスクリーンパターンの数は、当該画像形成装置において設定される解像度、選択することのできる画質等によって異なるが、例えば4〜30種類とすることができる。
本発明の画像形成装置において画像処理部30の記憶手段に格納される複数のスクリーンパターンは、互いに異なるスクリーン線数の複数のスクリーンパターンを有することが好ましい。記憶手段に格納されるスクリーンパターンの数は、当該画像形成装置において設定される解像度、選択することのできる画質等によって異なるが、例えば4〜30種類とすることができる。
スクリーンパターンのスクリーン角は、主走査方向(感光体1の軸方向)を9時−3時線とみなし、当該9時−3時線と、スクリーンパターンがドット柄である場合は当該スクリーンパターン中の最も近接した2点を結ぶ直線、あるいは、スクリーンパターンが線柄である場合は当該線との交点を中心として、9時の方向を起点としたときの時計回りの角度(0度〜180度)で表される。
本発明においては、画像処理部30の記憶手段に格納される複数のスクリーンパターンのうち、少なくとも1つは、そのスクリーン角が45度または135度のものとされる。
本発明の画像形成装置において画像処理部30の記憶手段に格納される複数のスクリーンパターンの少なくとも1つは、スクリーン線数が150lpi〜300lpiのものであることが好ましい。
スクリーンパターンのスクリーン線数は、スクリーンパターンがドット柄である場合は当該スクリーンパターン中の最も近接した2点を結ぶ直線、あるいは、スクリーンパターンが線柄である場合は当該線の、それらに垂直な方向1インチ中の数である。
スクリーンパターンのスクリーン線数は、スクリーンパターンがドット柄である場合は当該スクリーンパターン中の最も近接した2点を結ぶ直線、あるいは、スクリーンパターンが線柄である場合は当該線の、それらに垂直な方向1インチ中の数である。
スクリーンパターンのスクリーン角およびスクリーン線数の一例としては、例えば、スクリーン角:45度、スクリーン線数:270lpiである。
以上のような画像形成装置によれば、感光体1を構成する円筒状基体1aが切削凹凸の周期性の低減されたものであることにより、スクリーンパターンの周期と感光体1の円筒状基体1aの表面に形成された切削凹凸の周期との間の干渉が低減され、従って、干渉スジの発生が抑制された高画質のハーフトーン画像を確実に得ることができる。
また、AMスクリーン処理が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンに基づいてなされるために、ハーフトーンの縦線画像や横線画像の線幅の変化が生じることが抑制されて、直線画像の再現性に優れた高画質のハーフトーン画像を得ることができる。
また、AMスクリーン処理が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンに基づいてなされるために、ハーフトーンの縦線画像や横線画像の線幅の変化が生じることが抑制されて、直線画像の再現性に優れた高画質のハーフトーン画像を得ることができる。
本発明の画像形成装置は、電子写真複写機、レーザープリンター、LEDプリンターおよび液晶シャッター式プリンター等の電子写真装置一般に適応するが、更に、電子写真技術を応用したディスプレー、記録、軽印刷、製版およびファクシミリ等の装置にも幅広く適用することができる。
本発明の画像形成装置は、特に、高画質のデジタルモノクロ複写機に適用することが好ましい。
本発明の画像形成装置は、特に、高画質のデジタルモノクロ複写機に適用することが好ましい。
〔画像形成方法〕
本発明の画像形成装置においては、原稿画像読み取り装置SCによって得られた原稿画像データ信号(輝度信号)が画像処理部30に入力されると、まず、濃度変換処理、空間フィルタ処理、γ補正処理などの適宜の画像処理が順次に行われ、原稿に忠実な像を再現するための画像処理がなされる。ここに、濃度変換処理、空間フィルタ処理、γ補正処理などは、従来より好適に用いられている方法を利用することができる。
画像処理が終了すると、その印刷jobに使用されるスクリーンパターンが記憶手段から読み出され、γ補正された画像データ信号に対して、当該スクリーンパターンに従ってスクリーン処理が行われる。
そして、スクリーン処理を経ることにより得られた露光用画像データ信号が、露光手段3に出力される。
スクリーン処理の具体的な方法としては、従来より好適に用いられている方法を利用することができる。
本発明の画像形成装置においては、原稿画像読み取り装置SCによって得られた原稿画像データ信号(輝度信号)が画像処理部30に入力されると、まず、濃度変換処理、空間フィルタ処理、γ補正処理などの適宜の画像処理が順次に行われ、原稿に忠実な像を再現するための画像処理がなされる。ここに、濃度変換処理、空間フィルタ処理、γ補正処理などは、従来より好適に用いられている方法を利用することができる。
画像処理が終了すると、その印刷jobに使用されるスクリーンパターンが記憶手段から読み出され、γ補正された画像データ信号に対して、当該スクリーンパターンに従ってスクリーン処理が行われる。
そして、スクリーン処理を経ることにより得られた露光用画像データ信号が、露光手段3に出力される。
スクリーン処理の具体的な方法としては、従来より好適に用いられている方法を利用することができる。
一方、画像形成ユニット10においては、感光体1の表面が帯電手段2より帯電され、露光手段3が画像処理部30から出力された露光用画像データ信号に従って動作され、具体的には当該露光用画像データ信号に対応して変調されたレーザー光が露光光源から出力され、このレーザー光によって当該感光体1が走査露光されることにより、原稿画像読み取り装置SCにより読み取られた原稿に対応した静電潜像が各感光体1上に形成される。
次いで、感光体1上に形成された静電潜像が、現像手段4においてトナーによって現像されることによりトナー像が形成される。
さらに、トナー像の形成に同期して、給紙カセット20内に収容された普通紙や透明シート等の画像支持体Pが、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22Bおよびレジストローラ23を経て、転写手段5に搬送され、当該画像支持体P上に、転写手段5によってトナー像が転写される。そして、トナー像の転写直後に、感光体1に密着した状態にある画像支持体Pは分離手段9によって感光体1から分離される。
画像支持体P上に転写されたトナー像は、定着手段24において例えば加熱および加圧により定着されて可視画像が形成され、その後、可視画像が形成された画像支持体Pが、排紙ローラ25によって機外に排出されて排紙トレイ26上に載置される。
さらに、トナー像の形成に同期して、給紙カセット20内に収容された普通紙や透明シート等の画像支持体Pが、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22Bおよびレジストローラ23を経て、転写手段5に搬送され、当該画像支持体P上に、転写手段5によってトナー像が転写される。そして、トナー像の転写直後に、感光体1に密着した状態にある画像支持体Pは分離手段9によって感光体1から分離される。
画像支持体P上に転写されたトナー像は、定着手段24において例えば加熱および加圧により定着されて可視画像が形成され、その後、可視画像が形成された画像支持体Pが、排紙ローラ25によって機外に排出されて排紙トレイ26上に載置される。
トナー像を画像支持体Pに転写させた後の感光体1は、クリーニング手段6により当該感光体1に残留したトナーを除去した後に、次のトナー像の形成に供される。
〔トナーおよび現像剤〕
本発明の画像形成方法に用いられるトナーは、粉砕トナーであっても重合トナーであってもよいが、本発明の画像形成方法においては、安定した粒度分布を得られる観点から、重合法で作製された重合トナーを用いることが好ましい。
本発明の画像形成方法に用いられるトナーは、粉砕トナーであっても重合トナーであってもよいが、本発明の画像形成方法においては、安定した粒度分布を得られる観点から、重合法で作製された重合トナーを用いることが好ましい。
重合トナーとは、トナーを形成するバインダー樹脂の生成とトナー粒子形状の形成が、バインダー樹脂を得るための原料モノマーの重合と、必要によりその後の化学的処理とにより並行して行われて得られるトナーを意味する。
より具体的には、懸濁重合、乳化重合等の重合反応により樹脂微粒子を得る工程と、必要によりその後に行われる樹脂微粒子同士を融着させる工程を経て形成されるトナーを意味する。
トナーの体積平均粒径、すなわち、上記50%体積粒径(Dv50)は2〜9μm、より好ましくは3〜7μmであることが望ましい。この範囲とすることにより、解像度を高くすることができる。さらに上記の範囲と組み合わせることにより、小粒径トナーでありながら、微細な粒径のトナーの存在量を少なくすることができ、長期に亘ってドット画像の再現性が改善され、鮮鋭性の良好な、安定した画像を形成することができる。
本発明に係るトナーは、それのみで一成分現像剤として用いてもよく、キャリアと混合して二成分現像剤として用いてもよい。
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、あるいはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれも使用することができる。
また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いる場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を用いることができ。特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましくは25〜80μmのものがよい。
キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定はないが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
以上のような画像形成方法によれば、感光体1を構成する円筒状基体1aが切削凹凸の周期性の低減されたものであることにより、スクリーンパターンの周期と感光体1の円筒状基体1aの表面に形成された切削凹凸の周期との間の干渉が低減され、従って、干渉スジの発生が抑制された高画質のハーフトーン画像を確実に得ることができる。
また、AMスクリーン処理が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンに基づいてなされるために、ハーフトーンの縦線画像や横線画像の線幅の変化が生じることが抑制されて、直線画像の再現性に優れた高画質のハーフトーン画像を得ることができる。
また、AMスクリーン処理が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンに基づいてなされるために、ハーフトーンの縦線画像や横線画像の線幅の変化が生じることが抑制されて、直線画像の再現性に優れた高画質のハーフトーン画像を得ることができる。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明の実施形態は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、感光体の具体的な層構成は、上記の構成に限定されるものではない。
例えば、感光体の具体的な層構成は、上記の構成に限定されるものではない。
また例えば、本発明の画像形成装置は、上述のように単色画像を形成する装置として構成されることに限定されず、カラー画像を形成する画像形成装置として構成することもできる。このカラー画像を形成する画像形成装置は、1つの感光体と、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に係る4種類の現像手段とにより構成される4サイクル方式の画像形成装置や、各色に係る感光体および各色に係る現像手段を有する画像形成ユニットを、それぞれ色別に搭載したタンデム方式の画像形成装置など、いずれの構成のものであってもよい。
カラー画像を形成する画像形成装置においては、各色に係るスクリーン処理に、互いにスクリーン角の異なるスクリーンパターンが用いられることが好ましい。
カラー画像を形成する画像形成装置においては、各色に係るスクリーン処理に、互いにスクリーン角の異なるスクリーンパターンが用いられることが好ましい。
以下に、タンデム型のカラー画像形成装置の具体的な構成について説明する。
図7は、本発明の画像形成装置の構成の別の一例を示す説明用断面図である。
この画像形成装置は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンまたは黒のトナー像を形成する画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkと、これらの画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkにおいて形成された各色のトナー像を画像支持体P上に転写する中間転写ユニット7と、画像支持体Pに対してトナー像を定着させる定着手段24とを備える画像形成装置本体Aを有し、当該画像形成装置本体Aの上部に、原稿を光学的に走査して画像情報をデジタルデータ(原稿画像データ)として読み取るための原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
また、この画像形成装置には、原稿画像読み取り装置SCにおいて得られたデジタルデータ(原稿画像データ)に、所定の画像処理およびスクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンを少なくとも用いてスクリーン処理を行う画像処理部(図示せず)が備えられている。
この画像処理部は、上記と同様の構成を有するものとすることができる。
図7は、本発明の画像形成装置の構成の別の一例を示す説明用断面図である。
この画像形成装置は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンまたは黒のトナー像を形成する画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkと、これらの画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkにおいて形成された各色のトナー像を画像支持体P上に転写する中間転写ユニット7と、画像支持体Pに対してトナー像を定着させる定着手段24とを備える画像形成装置本体Aを有し、当該画像形成装置本体Aの上部に、原稿を光学的に走査して画像情報をデジタルデータ(原稿画像データ)として読み取るための原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
また、この画像形成装置には、原稿画像読み取り装置SCにおいて得られたデジタルデータ(原稿画像データ)に、所定の画像処理およびスクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンを少なくとも用いてスクリーン処理を行う画像処理部(図示せず)が備えられている。
この画像処理部は、上記と同様の構成を有するものとすることができる。
画像形成ユニット10Yについて、以下に詳細に説明する。
画像形成ユニット10M、10C、10Bkは、各々、イエロートナーに代えて、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによってトナー像を形成するものであり、基本的には画像形成ユニット10Yと同様の構成を有するものである。
画像形成ユニット10M、10C、10Bkは、各々、イエロートナーに代えて、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーによってトナー像を形成するものであり、基本的には画像形成ユニット10Yと同様の構成を有するものである。
画像形成ユニット10Yは、像形成体であるドラム状の感光体1Yの周囲に、当該感光体1Yの表面に一様な電位を与える帯電手段2Y、一様に帯電された感光体1Y上に露光用画像データ信号(イエロー)に基づいて露光を行い、イエローの画像に対応する静電潜像を形成する露光手段3Y、カラートナーを感光体1Y上に搬送して静電潜像を顕像化する現像手段4Y、一次転写後に感光体1Y上に残留した残留トナーを回収するクリーニング手段6Yが配置されてなり、感光体1Y上にイエロー(Y)のトナー像を形成するものである。
帯電手段2Yとしては、コロナ放電型の帯電器が用いられている。
露光手段3Yとしては、露光光源として発光ダイオードを用いた、例えば感光体1Yの軸方向にアレイ状に発光ダイオードからなる発光素子が配列されたLED部と結像素子とから構成される光照射装置、あるいは、露光光源として半導体レーザーを用いた、レーザー光学系のレーザ照射装置等よりなり、図5の画像形成装置においては、レーザー照射装置が用いられている。
露光手段3Yにおいては、発振波長が350〜850nmの半導体レーザーまたは発光ダイオードを、露光光源として用いた装置からなることが望ましい。このような露光光源を、書き込みの主査方向の露光ドット径を10〜100μmに絞り込んで用い、感光体1Y上にデジタル露光を行うことにより、600dpiから2400dpi、あるいはそれ以上の高解像度の電子写真画像を得ることができる。
露光手段3Yにおける露光方法としては、半導体レーザーを用いた走査光学系であってもよく、LEDによる固体型であってもよい。光強度分布についても、ガウス分布およびローレンツ分布等があるがそれぞれのピーク強度の1/e2 以上の領域を露光ドット径とすればよい。
この例の画像形成装置においては、画像形成ユニット10Yにおける感光体1Y、帯電手段2Y、現像手段4Y、クリーニング手段6Yが一体化されたプロセスカートリッジとして設けられている。
以上のような画像形成装置は、一の画像形成ユニットにおける感光体と、現像手段、クリーニング手段等の構成要素とをプロセスカートリッジとして一体に結合させて構成し、このプロセスカートリッジが画像形成装置本体に対して着脱自在とされるよう構成されていてもよい。また、一の画像形成ユニットにおける帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段または図示しない分離手段、およびクリーニング手段の少なくとも1つを感光体と共に一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、レールなどの案内手段を用いて画像形成装置本体に対して着脱自在とされるよう構成してもよい。
中間転写ユニット7は、複数の支持ローラ71〜74により張架され、循環移動可能に支持された無端ベルト状の中間転写体70と、それぞれ画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkによって形成されたトナー像を中間転写体70に転写するための一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkと、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkによって中間転写体70上に転写されたトナー像を画像支持体P上に転写する二次転写ローラ5bと、中間転写体70上に残留した残留トナーを回収するクリーニング手段6bとを有する。
中間転写ユニット7における一次転写ローラ5Bkは、画像形成処理中の常時、感光体1Bkに当接されており、他の一次転写ローラ5Y、5M、5Cは、カラー画像を形成する場合にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに当接される。
また、二次転写ローラ5bは、ここを画像支持体Pが通過して二次転写が行われるときにのみ、中間転写体70に当接される。
この画像形成装置においては、画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkにおけるプロセスカートリッジのそれぞれと、中間転写ユニット7の二次転写ローラ5b以外のものが筐体8に収納されており、当該筐体8が、画像形成装置本体Aから支持レール82L、82Rを介して引き出し可能に構成されている。
この画像形成装置においては、全ての画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bkの感光体1Y、1M、1C、1Bkのうち、全ての感光体1Y、1M、1C、1Bkが上記の特定の切削加工形状を有する特定の感光体からなるものであることが好ましいが、感光体1Y、1M、1C、1Bkのうち少なくとも1つが上記の特定の感光体から構成されていれば、干渉スジの発生が抑制された高画質な画像を形成する効果を得ることができる。
〔画像形成方法〕
以上のような画像形成装置においては、感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面が帯電手段2Y、2M、2C、2Bkより帯電され、露光手段3Y、3M、3C、3Bkが原稿画像読み取り装置SCによって得られた原稿画像データに上記と同様に各種の画像処理およびスクリーン処理が施されて得られた各色の露光用画像データ信号に従って動作され、具体的には当該露国用画像データ信号に対応して変調されたレーザー光が露光光源から出力され、このレーザー光によって当該感光体1Y、1M、1C、1Bkが走査露光されることにより、原稿画像読み取り装置SCにより読み取られた原稿に対応したイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応した静電潜像が各感光体1Y、1M、1C、1Bk上にそれぞれ形成される。
以上のような画像形成装置においては、感光体1Y、1M、1C、1Bkの表面が帯電手段2Y、2M、2C、2Bkより帯電され、露光手段3Y、3M、3C、3Bkが原稿画像読み取り装置SCによって得られた原稿画像データに上記と同様に各種の画像処理およびスクリーン処理が施されて得られた各色の露光用画像データ信号に従って動作され、具体的には当該露国用画像データ信号に対応して変調されたレーザー光が露光光源から出力され、このレーザー光によって当該感光体1Y、1M、1C、1Bkが走査露光されることにより、原稿画像読み取り装置SCにより読み取られた原稿に対応したイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応した静電潜像が各感光体1Y、1M、1C、1Bk上にそれぞれ形成される。
次いで、感光体1Y、1M、1C、1Bk上に形成された静電潜像が、現像手段4Y、4M、4C、4Bkにおいて各色のトナーによって現像されることにより各色のトナー像が形成され、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Bkにより各色のトナー像が中間転写体70上に逐次転写されて重ね合わされて合成され、カラートナー像が形成される。
さらに、カラートナー像の形成に同期して、給紙カセット20内に収容された普通紙や透明シート等の画像支持体Pが、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22Dおよびレジストローラ23を経て、二次転写ローラ5bに搬送され、当該画像支持体P上に、二次転写ローラ5bによって中間転写体70上に転写されたカラートナー像が一括して転写される。
画像支持体P上に転写されたカラートナー像は、定着手段24において例えば加熱および加圧により定着されて可視画像が形成され、その後、可視画像が形成された画像支持体Pが、排紙ローラ25によって機外に排出されて排紙トレイ26上に載置される。
さらに、カラートナー像の形成に同期して、給紙カセット20内に収容された普通紙や透明シート等の画像支持体Pが、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22Dおよびレジストローラ23を経て、二次転写ローラ5bに搬送され、当該画像支持体P上に、二次転写ローラ5bによって中間転写体70上に転写されたカラートナー像が一括して転写される。
画像支持体P上に転写されたカラートナー像は、定着手段24において例えば加熱および加圧により定着されて可視画像が形成され、その後、可視画像が形成された画像支持体Pが、排紙ローラ25によって機外に排出されて排紙トレイ26上に載置される。
各色のトナー像を中間転写体70に転写させた後の感光体1Y、1M、1C、1Bkは、それぞれクリーニング手段6Y、6M、6C、6Bkにより当該感光体1Y、1M、1C、1Bkに残留したトナーを除去した後に、次の各色のトナー像の形成に供される。
一方、二次転写ローラ5bにより画像支持体P上にカラートナー像を転写し、画像支持体Pが曲率分離された後の中間転写体70は、クリーニング手段6bにより当該中間転写体70上に残留したトナーを除去した後に、次のトナー像の中間転写に供される。
一方、二次転写ローラ5bにより画像支持体P上にカラートナー像を転写し、画像支持体Pが曲率分離された後の中間転写体70は、クリーニング手段6bにより当該中間転写体70上に残留したトナーを除去した後に、次のトナー像の中間転写に供される。
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、ΔLは、円筒状基体の外周面の中央付近における断面曲線を、「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用い、JIS’01規格において、測定長4.0mm、カットオフ0.8mm(ガウシアン)、測定速度0.3mm/secの測定条件で行った粗さ測定によって得、この断面曲線を用いて上述の通りに測定した。
また、Rzは、上記の断面曲線の測定においてカットオフを0.25mmとした他は同様にして得た断面曲線から算出した。
なお、ΔLは、円筒状基体の外周面の中央付近における断面曲線を、「サーフコム1400D」((株)東京精密製)を用い、JIS’01規格において、測定長4.0mm、カットオフ0.8mm(ガウシアン)、測定速度0.3mm/secの測定条件で行った粗さ測定によって得、この断面曲線を用いて上述の通りに測定した。
また、Rzは、上記の断面曲線の測定においてカットオフを0.25mmとした他は同様にして得た断面曲線から算出した。
<円筒状基体の作製例A>
長さ344mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径99.66mm、表面のRzが0.85μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔A〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を6000rpmに設定し、バイトの移動速度(バイト送り速度)を、0.340〜0.360mm/回転の間を、加工距離1.5mm毎に0.005mm/回転ずつ変化するよう、バイト送り速度の増減を繰り返させるプログラムによって変速させながら行った。
円筒状基体〔A〕の外周面におけるΔLを測定したところ、50μmであった。
長さ344mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径99.66mm、表面のRzが0.85μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔A〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を6000rpmに設定し、バイトの移動速度(バイト送り速度)を、0.340〜0.360mm/回転の間を、加工距離1.5mm毎に0.005mm/回転ずつ変化するよう、バイト送り速度の増減を繰り返させるプログラムによって変速させながら行った。
円筒状基体〔A〕の外周面におけるΔLを測定したところ、50μmであった。
<円筒状基体の作製例B>
円筒状基体の作製例Aにおいて、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を2000rpmに設定したことの他は同様にして、円筒状基体〔B〕を得た。この円筒状基体〔B〕の外周面のΔLを測定したところ、30μmであった。
円筒状基体の作製例Aにおいて、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を2000rpmに設定したことの他は同様にして、円筒状基体〔B〕を得た。この円筒状基体〔B〕の外周面のΔLを測定したところ、30μmであった。
<円筒状基体の作製例C>
円筒状基体の作製例Bにおいて、バイト切削加工のバイト送り速度を、0.340mm/回転と0.345mm/回転の間を加工距離1.5mm毎にスイッチするプログラムにより行ったことの他は同様にして、円筒状基体〔C〕を得た。この円筒状基体〔C〕の外周面のΔLを測定したところ、10μmであった。
円筒状基体の作製例Bにおいて、バイト切削加工のバイト送り速度を、0.340mm/回転と0.345mm/回転の間を加工距離1.5mm毎にスイッチするプログラムにより行ったことの他は同様にして、円筒状基体〔C〕を得た。この円筒状基体〔C〕の外周面のΔLを測定したところ、10μmであった。
<円筒状基体の作製例Y:比較用>
円筒状基体の作製例Aにおいて、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を3000rpmに設定すると共に、バイト送り速度を0.350mm/回転に固定したことの他は同様にして、円筒状基体〔Y〕を得た。この円筒状基体〔Y〕の外周面のΔLを測定したところ、3μmであった。
円筒状基体の作製例Aにおいて、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を3000rpmに設定すると共に、バイト送り速度を0.350mm/回転に固定したことの他は同様にして、円筒状基体〔Y〕を得た。この円筒状基体〔Y〕の外周面のΔLを測定したところ、3μmであった。
<円筒状基体の作製例Z:比較用>
長さ344mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、表面のRzが0.85μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔Z〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を4000rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が1.47mm、2.32mm、1.68mm、2.53mm、1.89mm、2.75mm、2.10mm、2.96mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔Z〕の外周面のΔLを測定したところ、8μmであった。
長さ344mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、表面のRzが0.85μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔Z〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を4000rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が1.47mm、2.32mm、1.68mm、2.53mm、1.89mm、2.75mm、2.10mm、2.96mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔Z〕の外周面のΔLを測定したところ、8μmであった。
<感光体の製造例A>
(1)中間層の形成
下記式(N−1)で表されるバインダー樹脂1質量部を、エタノールとn−プロピルアルコールとテトラヒドロフランの混合溶媒(体積比=45:20:35)20質量部に加え、撹拌して溶解させた後、質量比で5%のメチルハイドロジェンポリシロキサンによって表面処理をしたルチル型酸化チタン粒子4.2質量部を混合し、この混合液をビーズミルを用いて、平均粒径0.5mmのジルコニアビーズを用い、充填率80%、周速設定4m/sec、ミル滞留時間3時間の条件で分散することにより、中間層塗布液〔1〕を調製した。この中間層塗布液〔1〕を、濾過精度5μmのポリプロピレン製の濾材を用いたフィルタによって濾過し、これを、上記の円筒状基体〔A〕を洗浄した後の外周面に浸漬塗布法によって塗布し、120℃で20分間乾燥することにより、円筒状基体〔A〕上に乾燥膜厚2μmの中間層〔1〕を形成した。
(1)中間層の形成
下記式(N−1)で表されるバインダー樹脂1質量部を、エタノールとn−プロピルアルコールとテトラヒドロフランの混合溶媒(体積比=45:20:35)20質量部に加え、撹拌して溶解させた後、質量比で5%のメチルハイドロジェンポリシロキサンによって表面処理をしたルチル型酸化チタン粒子4.2質量部を混合し、この混合液をビーズミルを用いて、平均粒径0.5mmのジルコニアビーズを用い、充填率80%、周速設定4m/sec、ミル滞留時間3時間の条件で分散することにより、中間層塗布液〔1〕を調製した。この中間層塗布液〔1〕を、濾過精度5μmのポリプロピレン製の濾材を用いたフィルタによって濾過し、これを、上記の円筒状基体〔A〕を洗浄した後の外周面に浸漬塗布法によって塗布し、120℃で20分間乾燥することにより、円筒状基体〔A〕上に乾燥膜厚2μmの中間層〔1〕を形成した。
(2)電荷発生層の形成
次いで、下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散することにより、電荷発生層塗布液を調製した。
この電荷発生層塗布液を浸漬塗布法によって中間層〔1〕上に塗布して、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層〔1〕を形成した。
・Y−チタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線によるX線回折のスペクトルでブラッグ角(2θ±0.2°)27.3°に最大回折ピークを有するチタニルフタロシン顔料)
20質量部
・ポリビニルブチラール(「BX−1」(積水化学(株)製)) 10質量部
・メチルエチルケトン 700質量部
・シクロヘキサノン 300質量部
次いで、下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散することにより、電荷発生層塗布液を調製した。
この電荷発生層塗布液を浸漬塗布法によって中間層〔1〕上に塗布して、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層〔1〕を形成した。
・Y−チタニルフタロシアニン(Cu−Kα特性X線によるX線回折のスペクトルでブラッグ角(2θ±0.2°)27.3°に最大回折ピークを有するチタニルフタロシン顔料)
20質量部
・ポリビニルブチラール(「BX−1」(積水化学(株)製)) 10質量部
・メチルエチルケトン 700質量部
・シクロヘキサノン 300質量部
(3)電荷輸送層の形成
次いで、下記成分を混合し、溶解させることにより、電荷輸送層塗布液を調製した。
この電荷輸送層塗布液を浸漬塗布法によって電荷発生層〔1〕上に塗布し、120℃で70分間乾燥することにより、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層〔1〕を形成し、これにより、感光体〔A〕を得た。
・下記式(CTM)で表される電荷輸送物質 50質量部
・ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製) 100質量部
・酸化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール) 8質量部
・テトラヒドロフラン/トルエン(体積比8/2) 750質量部
次いで、下記成分を混合し、溶解させることにより、電荷輸送層塗布液を調製した。
この電荷輸送層塗布液を浸漬塗布法によって電荷発生層〔1〕上に塗布し、120℃で70分間乾燥することにより、乾燥膜厚20μmの電荷輸送層〔1〕を形成し、これにより、感光体〔A〕を得た。
・下記式(CTM)で表される電荷輸送物質 50質量部
・ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Z300」(三菱ガス化学社製) 100質量部
・酸化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール) 8質量部
・テトラヒドロフラン/トルエン(体積比8/2) 750質量部
<感光体の製造例B、C、Y、Z>
感光体の製造例Aにおいて、円筒状基体〔A〕の代わりに、それぞれ円筒状基体〔B〕、〔C〕、〔Y〕、〔Z〕を用いたことの他は同様にして、感光体〔B〕、〔C〕、〔Y〕、〔Z〕を得た。
感光体の製造例Aにおいて、円筒状基体〔A〕の代わりに、それぞれ円筒状基体〔B〕、〔C〕、〔Y〕、〔Z〕を用いたことの他は同様にして、感光体〔B〕、〔C〕、〔Y〕、〔Z〕を得た。
<実施例1〜12、比較例1〜13>
〔画質評価1,2〕
表1に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRO 950」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔A〕〜〔C〕、〔Y〕、〔Z〕のいずれかを搭載して表1に従ったスクリーンパターンを用いたスクリーン処理を経てテスト画像を出力し、得られたテスト画像について、下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表2に示す。
テスト画像は、具体的には、濃度指示値を、0/255、51/255、102/255、153/255、204/255、255/255の51おきの5水準に振り、A3サイズのコート紙「PODグロスコート(100g/m2 )」(王子製紙社製)上に出力した黒(Bk)の全面ハーフトーン画像である。
画質評価は、濃度指示値が異なる画像部分中、最悪水準の画像部分で評価した。
〔画質評価1,2〕
表1に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRO 950」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔A〕〜〔C〕、〔Y〕、〔Z〕のいずれかを搭載して表1に従ったスクリーンパターンを用いたスクリーン処理を経てテスト画像を出力し、得られたテスト画像について、下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表2に示す。
テスト画像は、具体的には、濃度指示値を、0/255、51/255、102/255、153/255、204/255、255/255の51おきの5水準に振り、A3サイズのコート紙「PODグロスコート(100g/m2 )」(王子製紙社製)上に出力した黒(Bk)の全面ハーフトーン画像である。
画質評価は、濃度指示値が異なる画像部分中、最悪水準の画像部分で評価した。
(画質評価1)斜めスジ状濃度ムラ(干渉スジ)
−評価基準−
○:斜めスジ状濃度ムラが全く見られない。
△:斜めスジ状濃度ムラが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:斜めスジ状濃度ムラが見られ、実使用上問題あり。
−評価基準−
○:斜めスジ状濃度ムラが全く見られない。
△:斜めスジ状濃度ムラが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:斜めスジ状濃度ムラが見られ、実使用上問題あり。
(画質評価2)感光体周方向スジ
−評価基準−
○:感光体周方向スジが全く見られない。
△:感光体周方向スジが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:感光体周方向スジが見られ、実使用上問題あり。
−評価基準−
○:感光体周方向スジが全く見られない。
△:感光体周方向スジが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:感光体周方向スジが見られ、実使用上問題あり。
〔画像評価〕
表1に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRO 950」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔A〕〜〔C〕、〔Y〕、〔Z〕のいずれかを搭載して表1に従ったスクリーンパターンを用いたスクリーン処理を経て日本画像学会発行のテストチャートNo.3を出力し、得られたチャート画像について、オリジナル画像と比較して下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表2に示す。
−評価基準−
○:直線画像について、オリジナル画像と同等レベルであり、実用上十分に許容されるレベル。
△:直線画像について、オリジナル画像より劣るが、実使用上許容されるレベル。
×:直線画像について、画像ムラが見られ、実使用上許容されないレベル。
表1に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRO 950」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔A〕〜〔C〕、〔Y〕、〔Z〕のいずれかを搭載して表1に従ったスクリーンパターンを用いたスクリーン処理を経て日本画像学会発行のテストチャートNo.3を出力し、得られたチャート画像について、オリジナル画像と比較して下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表2に示す。
−評価基準−
○:直線画像について、オリジナル画像と同等レベルであり、実用上十分に許容されるレベル。
△:直線画像について、オリジナル画像より劣るが、実使用上許容されるレベル。
×:直線画像について、画像ムラが見られ、実使用上許容されないレベル。
表2から明らかなように、ΔL≧10である円筒状基体による感光体(特定の感光体)を用いて画像を形成した場合においては良好な画像が得られたのに対し、比較例4〜13のようにΔLが小さい円筒状基体による感光体を用いて画像を形成した場合においては、用いたスクリーンパターンのスクリーン角によらず、円筒状基体の切削凹凸の周期とスクリーンパターンの周期との間の干渉に起因すると推定される斜めスジ状濃度ムラが発生した。また、比較例1〜3のように用いたスクリーンパターンのスクリーン角が45度または135度ではない場合は、オリジナル画像に比べて直線画像に画像ムラが観察された。
<円筒状基体の作製例1>
円筒状基体の作製例Aの円筒状基体の作製工程において、長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を用い、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるようにバイト切削加工を行ったことの他は同様にして、円筒状基体〔1〕を得た。この円筒状基体〔1〕の外周面のΔLを測定したところ、50μmであった。
円筒状基体の作製例Aの円筒状基体の作製工程において、長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を用い、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるようにバイト切削加工を行ったことの他は同様にして、円筒状基体〔1〕を得た。この円筒状基体〔1〕の外周面のΔLを測定したところ、50μmであった。
<円筒状基体の作製例2>
円筒状基体の作製例1において、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を2000rpmに設定したことの他は同様にして、円筒状基体〔2〕を得た。この円筒状基体〔2〕の外周面のΔLを測定したところ、30μmであった。
円筒状基体の作製例1において、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を2000rpmに設定したことの他は同様にして、円筒状基体〔2〕を得た。この円筒状基体〔2〕の外周面のΔLを測定したところ、30μmであった。
<円筒状基体の作製例3>
円筒状基体の作製例2において、バイト切削加工のバイト送り速度を、0.340mm/回転と0.345mm/回転の間を加工距離1.5mm毎にスイッチするプログラムにより行ったことの他は同様にして、円筒状基体〔3〕を得た。この円筒状基体〔3〕の外周面のΔLを測定したところ、10μmであった。
円筒状基体の作製例2において、バイト切削加工のバイト送り速度を、0.340mm/回転と0.345mm/回転の間を加工距離1.5mm毎にスイッチするプログラムにより行ったことの他は同様にして、円筒状基体〔3〕を得た。この円筒状基体〔3〕の外周面のΔLを測定したところ、10μmであった。
<円筒状基体の作製例4>
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔4〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を4000rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が1.43mm、2.28mm、1.64mm、2.49mm、1.85mm、2.71mm、2.06mm、2.92mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔4〕の外周面のΔLを測定したところ、20μmであった。
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔4〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を4000rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が1.43mm、2.28mm、1.64mm、2.49mm、1.85mm、2.71mm、2.06mm、2.92mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔4〕の外周面のΔLを測定したところ、20μmであった。
<円筒状基体の作製例5>
円筒状基体〔5〕の作製方法は、以下の通りである。
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔5〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を3160rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が2.20mm、2.21mm、2.22mm、2.23mm、2.24mm、2.23mm、2.22mm、2.21mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔5〕の外周面のΔLを測定したところ、65μmであった。
円筒状基体〔5〕の作製方法は、以下の通りである。
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔5〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を3160rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が2.20mm、2.21mm、2.22mm、2.23mm、2.24mm、2.23mm、2.22mm、2.21mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔5〕の外周面のΔLを測定したところ、65μmであった。
<円筒状基体の作製例6>
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、アナログ旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔6〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を3160rpmに設定し、加工距離に対するバイト送り速度の指示値(加工距離−速度指示値)が、0.5mm−380μm/回転、1.6mm−390μm/回転、2.8mm−380μm/回転、1.1mm−390μm/回転、2.5mm−380μm/回転、3.2mm−390μm/回転、の繰り返しになるように、タイマーと抵抗等を組み合わせた回路を介した電圧をバイト移動モータに入力して行った。
円筒状基体〔6〕の外周面のΔLを測定したところ、25μmであった。
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、アナログ旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔6〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を3160rpmに設定し、加工距離に対するバイト送り速度の指示値(加工距離−速度指示値)が、0.5mm−380μm/回転、1.6mm−390μm/回転、2.8mm−380μm/回転、1.1mm−390μm/回転、2.5mm−380μm/回転、3.2mm−390μm/回転、の繰り返しになるように、タイマーと抵抗等を組み合わせた回路を介した電圧をバイト移動モータに入力して行った。
円筒状基体〔6〕の外周面のΔLを測定したところ、25μmであった。
<円筒状基体の作製例7>
円筒状基体の作製例1において、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を3000rpmに設定すると共に、バイト送り速度を0.350mm/回転に固定したことの他は同様にして、円筒状基体〔7〕を得た。この円筒状基体〔7〕の外周面のΔLを測定したところ、3μmであった。
円筒状基体の作製例1において、バイト切削加工の旋盤の主軸回転数を3000rpmに設定すると共に、バイト送り速度を0.350mm/回転に固定したことの他は同様にして、円筒状基体〔7〕を得た。この円筒状基体〔7〕の外周面のΔLを測定したところ、3μmであった。
<円筒状基体の作製例8>
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔8〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を4000rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が1.47mm、2.32mm、1.68mm、2.53mm、1.89mm、2.75mm、2.10mm、2.96mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔8〕の外周面のΔLを測定したところ、8μmであった。
長さ362mmのアルミニウム合金製の素管を、CNC旋盤に装着し、ダイヤモンド焼結バイトにて、外径59.95mm、表面のRzが0.75μmになるように下記条件でバイト切削加工を行うことにより、円筒状基体〔8〕を作製した。
バイト切削加工は、旋盤の主軸回転数を4000rpmに設定し、バイト送り速度値は400μm/回転で一定にし、素管端部をスタートとして、加工距離が1.47mm、2.32mm、1.68mm、2.53mm、1.89mm、2.75mm、2.10mm、2.96mm、を繰り返すように設定したプログラムによって行った。
円筒状基体〔8〕の外周面のΔLを測定したところ、8μmであった。
<感光体の作製例1〜3>
感光体の製造例Aにおいて、円筒状基体〔A〕の代わりに上記の円筒状基体〔1〕〜〔3〕を用いたことの他は同様にして、それぞれ感光体〔1〕〜〔3〕を得た。
感光体の製造例Aにおいて、円筒状基体〔A〕の代わりに上記の円筒状基体〔1〕〜〔3〕を用いたことの他は同様にして、それぞれ感光体〔1〕〜〔3〕を得た。
<感光体の製造例4>
感光体の製造例3において、中間層〔1〕の代わりに下記の中間層〔2〕を設けたことの他は同様にして、感光体〔4〕を得た。
中間層〔2〕の形成方法は、以下の通りである。
すなわち、上記式(N−1)で表されるバインダー樹脂1質量部を、エタノールとn−プロピルアルコールとテトラヒドロフランの混合溶媒(体積比=45:20:35)20質量部に加え、撹拌して溶解させて中間層塗布液〔2〕を調製した。この中間層塗布液〔2〕を、濾過精度5μmのポリプロピレン製の濾材を用いたフィルタによって濾過し、これを、円筒状基体〔3〕を洗浄した後の外周面に浸漬塗布法によって塗布し、120℃で20分間乾燥することにより、円筒状基体〔3〕上に乾燥膜厚1μmの中間層〔2〕を形成した。
感光体の製造例3において、中間層〔1〕の代わりに下記の中間層〔2〕を設けたことの他は同様にして、感光体〔4〕を得た。
中間層〔2〕の形成方法は、以下の通りである。
すなわち、上記式(N−1)で表されるバインダー樹脂1質量部を、エタノールとn−プロピルアルコールとテトラヒドロフランの混合溶媒(体積比=45:20:35)20質量部に加え、撹拌して溶解させて中間層塗布液〔2〕を調製した。この中間層塗布液〔2〕を、濾過精度5μmのポリプロピレン製の濾材を用いたフィルタによって濾過し、これを、円筒状基体〔3〕を洗浄した後の外周面に浸漬塗布法によって塗布し、120℃で20分間乾燥することにより、円筒状基体〔3〕上に乾燥膜厚1μmの中間層〔2〕を形成した。
<感光体の製造例5〜9>
感光体の製造例Aにおいて、円筒状基体〔1〕の代わりに上記の円筒状基体〔4〕〜〔8〕を用いたことの他は同様にして、それぞれ感光体〔5〕〜〔9〕を得た。
感光体の製造例Aにおいて、円筒状基体〔1〕の代わりに上記の円筒状基体〔4〕〜〔8〕を用いたことの他は同様にして、それぞれ感光体〔5〕〜〔9〕を得た。
<実施例14〜27、比較例14〜26>
〔画質評価1,2〕
表3に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRESS C6000」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔1〕〜〔9〕のいずれかを搭載して表3に従ったスクリーンパターン組1〜3のいずれかを用いたスクリーン処理を経てテスト画像を出力し、得られたテスト画像について、下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表4に示す。
テスト画像は、具体的には、濃度指示値を、0/255、51/255、102/255、153/255、204/255、255/255の51おきの5水準を各色で独立に振り、マゼンタとシアンを重ねたブルー(B)、イエローとシアンを重ねたグリーン(G)、イエローとマゼンタを重ねたレッド(R)、黒(Bk)を、A3サイズの画像支持体「PODグロスコート(100g/m2 )」(王子製紙社製)上に出力した全面ハーフトーン画像である。
斜めスジ状濃度ムラの画質評価は、ブルー(B)、グリーン(G)、レッド(R)、黒(Bk)の濃度指示値が異なる組み合わせの画像部分中、最悪水準の画像部分で評価した。感光体周方向スジの画質評価は、濃度指示値が異なる画像部分中、最悪水準の画像部分で評価した。
〔画質評価1,2〕
表3に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRESS C6000」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔1〕〜〔9〕のいずれかを搭載して表3に従ったスクリーンパターン組1〜3のいずれかを用いたスクリーン処理を経てテスト画像を出力し、得られたテスト画像について、下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表4に示す。
テスト画像は、具体的には、濃度指示値を、0/255、51/255、102/255、153/255、204/255、255/255の51おきの5水準を各色で独立に振り、マゼンタとシアンを重ねたブルー(B)、イエローとシアンを重ねたグリーン(G)、イエローとマゼンタを重ねたレッド(R)、黒(Bk)を、A3サイズの画像支持体「PODグロスコート(100g/m2 )」(王子製紙社製)上に出力した全面ハーフトーン画像である。
斜めスジ状濃度ムラの画質評価は、ブルー(B)、グリーン(G)、レッド(R)、黒(Bk)の濃度指示値が異なる組み合わせの画像部分中、最悪水準の画像部分で評価した。感光体周方向スジの画質評価は、濃度指示値が異なる画像部分中、最悪水準の画像部分で評価した。
(画質評価1)斜めスジ状濃度ムラ(干渉スジ)
−評価基準−
○:斜めスジ状濃度ムラが全く見られない。
△:斜めスジ状濃度ムラが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:斜めスジ状濃度ムラが見られ、実使用上問題あり。
−評価基準−
○:斜めスジ状濃度ムラが全く見られない。
△:斜めスジ状濃度ムラが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:斜めスジ状濃度ムラが見られ、実使用上問題あり。
(画質評価2)感光体周方向スジ
−評価基準−
○:感光体周方向スジが全く見られない。
△:感光体周方向スジが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:感光体周方向スジが見られ、実使用上問題あり。
−評価基準−
○:感光体周方向スジが全く見られない。
△:感光体周方向スジが僅かに見られるが、実使用上は問題ない。
×:感光体周方向スジが見られ、実使用上問題あり。
〔画像評価〕
表3に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRESS C6000」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔1〕〜〔9〕のいずれかを搭載して表3に従ったスクリーンパターン組1〜3のいずれかを用いたスクリーン処理を経て日本画像学会発行のテストチャートNo.7を出力し、得られたチャート画像について、オリジナル画像と比較して下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表4に示す。
−評価基準−
○:直線画像について、オリジナル画像と同等レベルであり、実用上十分に許容されるレベル。
△:直線画像について、オリジナル画像より劣るが、実使用上許容されるレベル。
×:直線画像について、画像ムラが見られ、実使用上許容されないレベル。
表3に記載のスクリーンパターンを搭載した「bizhub PRESS C6000」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に以上の感光体〔1〕〜〔9〕のいずれかを搭載して表3に従ったスクリーンパターン組1〜3のいずれかを用いたスクリーン処理を経て日本画像学会発行のテストチャートNo.7を出力し、得られたチャート画像について、オリジナル画像と比較して下記の評価基準に従って画質評価を行った。結果を表4に示す。
−評価基準−
○:直線画像について、オリジナル画像と同等レベルであり、実用上十分に許容されるレベル。
△:直線画像について、オリジナル画像より劣るが、実使用上許容されるレベル。
×:直線画像について、画像ムラが見られ、実使用上許容されないレベル。
表4から明らかなように、ΔL≧10である円筒状基体による感光体(特定の感光体)を用いてカラー画像を形成した場合においては、いずれのスクリーンパターン組を用いてスクリーン処理を行った場合にも、いずれの色においても良好な画像が得られたのに対し、比較例21〜26のようにΔLが小さい円筒状基体による感光体を用いてカラー画像を形成した場合においては、用いたスクリーンパターン組のそれぞれのスクリーン角によらず、円筒状基体の切削凹凸の周期とスクリーンパターンの周期との間の干渉に起因すると推定される斜めスジ状濃度ムラが発生した。また、比較例14〜20のように用いたスクリーンパターン組にスクリーン角が45度または135度のものを含まない場合は、オリジナル画像に比べて直線画像に画像ムラが観察された。
1、1Y、1M、1C、1Bk 感光体
1a 円筒状基体
1b 中間層
1c 電荷発生層
1d 電荷輸送層
1e 保護層
1α 感光層
2、2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3、3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4、4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
5 転写手段
5Y、5M、5C、5Bk 一次転写ローラ
5b 二次転写ローラ
6、6Y、6M、6C、6Bk クリーニング手段
6b クリーニング手段
7 中間転写ユニット
8 筐体
9 分離手段
10、10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット
20 給紙カセット
21 給紙手段
22A、22B 中間ローラ
23 レジストローラ
24 定着手段
25 排紙ローラ
26 排紙トレイ
30 画像処理部
70 中間転写体
71〜74 支持ローラ
82L、82R 支持レール
A 画像形成装置本体
P 画像支持体
SC 原稿画像読み取り装置
1a 円筒状基体
1b 中間層
1c 電荷発生層
1d 電荷輸送層
1e 保護層
1α 感光層
2、2Y、2M、2C、2Bk 帯電手段
3、3Y、3M、3C、3Bk 露光手段
4、4Y、4M、4C、4Bk 現像手段
5 転写手段
5Y、5M、5C、5Bk 一次転写ローラ
5b 二次転写ローラ
6、6Y、6M、6C、6Bk クリーニング手段
6b クリーニング手段
7 中間転写ユニット
8 筐体
9 分離手段
10、10Y、10M、10C、10Bk 画像形成ユニット
20 給紙カセット
21 給紙手段
22A、22B 中間ローラ
23 レジストローラ
24 定着手段
25 排紙ローラ
26 排紙トレイ
30 画像処理部
70 中間転写体
71〜74 支持ローラ
82L、82R 支持レール
A 画像形成装置本体
P 画像支持体
SC 原稿画像読み取り装置
Claims (4)
- 円筒状基体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体と、一様に帯電された前記電子写真感光体を露光させることにより当該電子写真感光体上に静電潜像を形成する露光手段とを有し、
前記露光手段が、スクリーン角が45度または135度であるスクリーンパターンによるAMスクリーン処理がなされた画像データに従って動作される画像形成装置であって、
前記電子写真感光体を構成する円筒状基体が、その外周面に中心軸方向に周期的に切削凹凸が形成された、下記式(1)の条件を満たす切削加工形状を有することを特徴とする画像形成装置。
式(1):ΔL≧10μm
〔式(1)中、ΔLは、円筒状基体の外周面の画像領域内における、中心軸方向の切削凹凸の周期幅の最大値と最小値との差である。〕 - 前記AMスクリーン処理は、互いに異なるスクリーン線数の複数のスクリーンパターンから選ばれたスクリーンパターンに従ってなされることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記複数のスクリーンパターンの少なくとも1つが、スクリーン線数が150lpi〜300lpiのものであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011193958A JP2013054292A (ja) | 2011-09-06 | 2011-09-06 | 画像形成装置および画像形成方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013218289A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-10-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
-
2011
- 2011-09-06 JP JP2011193958A patent/JP2013054292A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
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JP2013218289A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-10-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
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