JP7020006B2 - 画像形成装置、及び画像形成装置用ユニット - Google Patents
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Description
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電し、帯電部材を有する帯電装置であって、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して配置されている帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備え、
前記露光装置の固有周波数をF(Hz)、前記帯電部材の回転周速度をV(mm/s)、前記帯電部材の表面形状を周方向に周期解析したときの周期をL(mm)とした場合、前記帯電部材の軸方向と直交する方向に切断した断面の外形形状の振幅Afであって、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μm以下である画像形成装置。
前記振幅Afが、0.60μm以下である<1>に記載の画像形成装置。
前記振幅Afが、0.35μm以下である<2>に記載の画像形成装置。
前記露光装置が、発光ダイオードを光源とした露光装置である<1>~<3>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記像保持体と、前記帯電部材と、前記露光装置とが筐体に一体的に保持されている<4>に記載の画像形成装置。
像保持体の表面を帯電し、帯電部材を有する帯電装置であって、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して配置されている帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、
を備え、
前記露光装置の固有周波数をF(Hz)、帯電部材の回転周速度をV(mm/s)、帯電部材の表面形状を周方向に周期解析したときの周期をL(mm)とした場合、前記帯電部材の軸方向と直交する方向に切断した断面の外形形状の振幅Afであって、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μm以下である画像形成装置用ユニット。
<2>に係る発明によれば、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.60μmを超える場合に比べ、画像の濃度ムラを抑制する画像形成装置が提供される。
<3>に係る発明によれば、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.35μmを超える場合に比べ、画像の濃度ムラを抑制する画像形成装置が提供される。
<4>に係る発明によれば、画像の濃度ムラが生じやすい露光装置として、発光ダイオードを光源とした露光装置を備えても、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μmを超える場合に比べ、画像の濃度ムラを抑制する画像形成装置が提供される。
<5>に係る発明によれば、画像の濃度ムラが生じやすい構成(帯電部材と、露光装置とが筐体に一体的に保持されている構成)であっても、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μmを超える場合に比べ、画像の濃度ムラを抑制する画像形成装置が提供される。
<6>に係る発明によれば、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μmを超える場合に比べ、画像の濃度ムラを抑制する画像形成装置用ユニットが提供される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電し、帯電部材を有する帯電装置であって、帯電部材が像保持体の表面に接触して配置されている帯電装置と、帯電した像保持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、を備える。
そして、露光装置の固有周波数をF(Hz)、帯電部材の回転周速度をV(mm/s)、帯電部材の表面形状を周方向に周期解析したときの周期をL(mm)とした場合、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afは、0.80μm以下である。
真円度・円筒形状測定機を用いて、帯電部材の弾性層全長(全長=帯電部材の軸方向長さ)を9等分した間隔で、帯電部材の9つの断面(帯電部材の軸方向と直交する方向に切断した断面)の外形形状を測定する。それにより、帯電部材の断面の外形形状の振幅を求める。帯電部材の断面の外形形状の測定条件は、次の通りである。
・真円度/円筒形状測定機:型式:RondCom 60A、東京精密社製
・検出器:RondCom 60A用低圧検出器(型式:E-DT-R87A、東京精密社製)
・うねり形状測定子:RondCom60A用うねり形状測定子(型式:0102505、東京精密社製)
・測定倍率:500倍
・測定速度:4/min
・中心法:LSC
・フィルタ:2RC
・カットオフ:Low
・データ抽出ピッチ:0.1°毎。
次に、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)に、露光装置の固有周波数F(Hz)、帯電部材の回転周速度V(mm/s)、周期L(=2πr/N)を代入する。代入された式は、N数以外は、予め測定又は算出された固定値となる。その状態で、正の整数Nを変数として、V/L(=NV/2πr)を算出する。つまり、N=1とのときのV/L(=NV/2πr)、N=2のときのV/L(=NV/2πr)といった具合に、N=nのまでのV/L(=NV/2πr)を求める。nは、(F+5)<(V/L)となる最初の正の整数である。
そして、上記周期解析により求めた周期Lのときの振幅値を、振幅Afとする。
露光装置(例えば、LEDプリントヘッド)の長手方向の一端部と中央部(長手方向長さの中心部)とに、各々加速度センサーを設ける。加速度センサーを設けた状態で、加振機を用いて振動周波数を変化させながら、露光装置に振動を加える。長手方向の一端部と中央部とでの振幅を各々測定する。そして、その比(中央部振幅/端部振幅)が最大となる周波数を、露光装置の固有周波数Fとして求める。
なお、露光装置が、光源から出射された光を回転多面鏡で走査露光する方式の露光装置の場合、光源を有するユニットを測定対象とする。
帯電部材が像保持体に接触して従動する構成となっている場合、画像形成装置のプロセススピード(記録媒体の搬送速度)を、帯電部材の回転周速度とする。または、市販のデジタルハンディ回転計を用いて帯電部材の回転周速度を測定してもよい。
具体的には、例えば、露光装置は、発光ダイオードアレイ及びその駆動部分を一体化した複数のサイリスタ構造を有する発光部(発光サイリスタ)、及び発光サイリスタアレイの駆動を制御する回路が実装された実装基板と、結像部としての(例えばセルフォック(登録商標)レンズアレイ(日本板硝子(株)))と、を備えた自己走査型のLEDプリントヘッドが例示される。
ここで、中間転写ベルト224、第1転写ロール226、及び第2転写ロール228からなるユニットが、転写装置の一例に相当する。
なお、帯電装置223と露光装置236とを少なくとも備えるユニットが、画像形成装置用ユニットの一例に該当する。この画像形成装置用ユニットは、感光体232、現像装置238等の他の部材又は装置を有していてもよい。
なお、露光装置236は、光源から回転多面鏡(ポリゴンミラー等)を介して感光体232を走査露光する光学系の露光装置であってもよい。
なお、本明細書において導電性とは、20℃における体積抵抗率が1×1014Ωcm以下であることを意味する。
図2は、本実施形態に係る帯電部材を示す概略斜視図である。図3は、本実施形態に係る帯電部材の概略断面図である。なお、図3は、図2のA-A断面図である。
また、帯電部材310は、弾性層314と導電性基材312との間に配置される中間層(例えば接着層)、弾性層314と表面層316との間に配置される抵抗調整層又は移行防止層を設けた態様であってもよい。
導電性基材について説明する。
導電性基材としては、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金;クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄;導電性の樹脂などの導電性の材質で構成されたものが用いられる。
弾性層について説明する。
弾性層は、例えば、弾性材料と、導電剤と、を含む導電性の層である。弾性層は、必要に応じて、その他添加剤を含んでもよい。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これら導電剤の平均粒径としては、1nm以上200nm以下であることが望ましい。
なお、平均粒子径は、弾性層を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により観察し、導電剤の100個の直径(最大径)を測定し、それを平均することにより算出する。また、平均粒径は、例えば、シスメックス社製ゼータサイザーナノZSを用いて測定してもよい。
そして、弾性層の体積抵抗率は103Ωcm以上1014Ωcm以下が好ましい。
弾性層からシート状の測定試料を採取し、その測定試料に対し、JIS K 6911(1995)に従って、測定治具(R12702A/Bレジスティビティ・チェンバ:アドバンテスト社製)と高抵抗測定器(R8340Aデジタル高抵抗/微小電流計:アドバンテスト社製)とを用い、電場(印加電圧/組成物シート厚)が1000V/cmになるよう調節した電圧を30秒印加した後、その流れる電流値より、下記式を用いて算出する。
体積抵抗率(Ωcm)=(19.63×印加電圧(V))/(電流値(A)×測定試料厚(cm))
表面層は、例えば、樹脂を含む層である。表面層は、必要に応じて、その他添加剤等を含んでもよい。
樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、共重合ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、セルロース樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂。ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン樹脂、4フッ化エチレン樹脂、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等)が挙げられる。また、樹脂は、硬化性樹脂を硬化剤若しくは触媒により硬化又は架橋したものが好ましい。
ここで、共重合ナイロンは、610ナイロン、11ナイロン、12ナイロン、の内のいずれか1種又は複数種を重合単位として含む共重合体である。なお、共重合ナイロンには、6ナイロン、66ナイロン等の他の重合単位を含んでいてもよい。
その他添加剤としては、例えば、導電剤、充填剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤等の通常表面層に添加され得る周知の添加剤が挙げられる。
表面層の厚さは、次の方法により測定される値である。表面層を切り出した試料を用い、電子顕微鏡により表面層断面を10点測定し、平均することにより算出する。
なお、表面層の体積抵抗率は、弾性層の体積抵抗率と同じ方法により測定される値である。
本実施形態に係る帯電部材の製造方法の一例について、製造方法に利用する製造装置の一例と共に説明する。この帯電部材の製造方法の一例及び製造装置の一例において、例えば、後述する「離間距離K、K2、及びK3」、「ブレーカープレートの穴のΦ外径及び数」、「排出ヘッド(ダイス温度)」等を調整することにより、帯電部材の回転に伴う振動が抑えられ易くなる。そして、露光装置による潜像の形成位置(書き込み位置)の変動による画像の濃度ムラが抑制され易くなる。
ゴムロールの製造装置10を図4に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示す。
ゴムロールの製造装置10は、いわゆるクロスヘッドダイを備える押出機12と、押出機12の下方側に配置される分離機14と、分離機14の下方側に配置される引出機16とを備えている。さらに、ゴムロールの製造装置10は、切除機(図示省略)を備えている。
押出機12は、未加硫のゴムを供給する供給部18と、供給部18から供給されたゴムを円筒状に押し出す押出部20と、押出部20から円筒状に押し出されるゴムの中心部に芯金22を供給する芯金搬送部24と、を備えている。
供給部18は、円筒状の本体部26の内部に配置されるスクリュー28と、本体部26内のゴムを加熱するヒータ(図示省略)と、本体部26のスクリュー28の後端側(基端部)に配置され、スクリュー28を回転駆動する駆動モータ30と、本体部26のスクリュー28の先端側に配置されるブレーカープレート29と、を備えている。さらに、本体部26の駆動モータ30側にはゴム材100を投入する材料投入口32が配置されている。
押出部20は、供給部18に接続される円筒状のケース34と、ケース34の内側に設けられた筒状の保持部材42と、を備える。ケース34の側部には、供給部18から供給されたゴム材100が投入される投入口102が形成されている。保持部材42の下端部には、排出ヘッド38が保持されており、排出ヘッド38は、保持部材42を介してケース34に保持されている。排出ヘッド38には、押出部20に投入されたゴム材100を下方へ排出する為の排出口104が形成されている。
マンドレル36の中心部には芯金22が挿入されて通過する通過孔46が形成されている。また、マンドレル36の下方側の部分は、マンドレル36を押出部20に取り付けた状態(以下「マンドレル36のセット状態」とも称する)で排出口104側に位置する先端へ向けて先細った形状を呈している。そして、マンドレル36の先端の下方側の領域は、通過孔46から供給される芯金22と環状流路44から供給されるゴム材100とが合流する合流域48とされている。即ち、この合流域48に向けてゴム材100が円筒状に押し出され、円筒状に押し出されるゴム材100の中心部に芯金22が送り込まれるようになっている。
芯金搬送部24は、図4に示したように、マンドレル36の上方側に配置されるローラ対50を備えている。ローラ対50は複数対(例えば、3対)設けられ、各ローラ対50の片側(図中左側)のローラはベルト52を介して駆動ローラ54に接続されている。駆動ローラ54が駆動されると、各ローラ対50によって挟持される芯金22はマンドレル36の通過孔46に向けて搬送されるようになっている。芯金22は予め定められた長さとされており、ローラ対50によって送られる後方の芯金22がマンドレル36の通過孔46内に存在する先方の芯金22を押すことにより、複数の芯金22が順次に通過孔46を通過するようになっている。
分離機14は、1対の半円筒状の分離部材60を備えている。1対の分離部材60は、押出機12から排出されるゴムロール部56を挟むように対向配置されている。各分離部材60には、中心部に向けて突出する突出部62が形成されている。そして、各分離部材60は、駆動機構(図示省略)によって図中左右方向に可動して先方のゴムロール部56と後方のゴムロール部56とを分離するようになっている。これにより、先方の芯金22が袋とじ状とされるゴムロール体(図示省略)が形成されるようになっている。
引出機16は、1対の半円筒状の把持部材64を有している。1対の把持部材64は、押出機12から排出されるゴムロール部56を挟むように対向配置されている。各把持部材64には、ゴムロール部56の外周面形状に対応した形状の把持部66が形成されている。そして、各把持部材64は駆動機構(図示省略)によって左右方向および上下方向に可動されるようになっている。
(ゴムロールの作製(弾性層の形成))
図4~図9に示すゴムロールの製造装置に相当する三葉製作所社製「60mm一軸ベントゴム押出機」を用いて、ゴムロールを作製した。具体的には、SUS303製の直径8mm、長さ330mmの芯金を用意し、下記設定のゴムロールの製造装置(但し、変動条件は表1に従う条件とした製造装置)の押出部から円筒状に下記組成のゴム材を押出し、押出されたゴム材の中心部に芯金を供給して、芯金の外周面上に円筒状のゴム材を被覆した。そして、芯金の外周面にゴム材で被覆した未加硫ゴムロールを、空気加熱炉により160℃で60分間加硫した。それにより、芯金(導電性基材)の外周面に加硫ゴム材(弾性層)が被覆された外径12.00mmのゴムロールを得た。
ただし、比較例1は、外周面の研磨を行い、外径11.99mmのゴムロールを得た。また、比較例2も、外周面の研磨を行い、外径11.99mmのゴムロールを得た。
・ゴム 100質量部
(エピクロルヒドリン-エチレンオキシド-アリルグリシジルエーテル共重合ゴム Hydrin T3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック アサヒサーマル:旭カーボン社製) 20質量部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ライオン社製) 2質量部
・イオン導電剤 1質量部
(ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、商品名「BTEAC」ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製)
・加硫剤 1.5質量部
(有機硫黄 4,4'-ジチオジモルホリン バルノックR:大内新興化学工業社製)
・加硫促進剤 1.5質量部
(ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド ノクセラーDM-P:大内新興化学工業社製)
・加硫促進剤 1.8質量部
(テトラエチルチウラムジスルフィド ノクセラーTET-G:大内新興化学工業社製)
・加硫促進助剤(酸化亜鉛 酸化亜鉛1種:正同化学工業社製) 3質量部
・ステアリン酸 1.0質量部
・重質炭酸カルシウム 40質量部
-基本条件-
・円筒状の本体部(シリンダー):長さL=1200mm、内径ID=60mm、L/ID=20
・スクリュー回転数:16rpm
・押出し圧力:23MPa
・芯金:全長350mm、外径φ8.0mm
・排出ヘッド径(ダイス径):φ12.5mm
・排出ヘッド温度(ダイス温度):80℃
・マンドレル(図4~図9参照)
A:マンドレル36の入口側凸面126から内周面42Aまでの離間距離K2=0.6Dmm、サイド側凸面128から内周面42Aまでの離間距離K3=0.8Dmm、溝122の溝底122Aから内周面42Aまでの離間距離K=1.2Dmm、マンドレル36の基端部112の長さL1と先端部114の長さL2の比L1:L2=4:6
B:離間距離K2=0.7Dmm、離間距離K3=0.5Dmm、離間距離K=1.1Dmm、比L1:L2=5:5
C:離間距離K2=0.7Dmm、離間距離K3=0.7Dmm、離間距離K=1.0D mm、比L1:L2=4:6
A:穴のΦ外径 0.8~1.1mm、穴数120個
B:穴のΦ外径 1.0mm、穴数90個
C:穴のΦ外径 1.3mm、穴数60個
・結着樹脂: 100質量部
N-メトキシメチル化ナイロン(商品名F30K、ナガセケムテックス社製)
・粒子A: 15質量部
カーボンブラック(商品名:MONAHRCH1000、キャボット社製)
・粒子B: 20質量部
ポリアミド粒子(ポリアミド12、アルケマ社製)
・添加剤: 1質量部
ジメチルポリシロキサン(BYK-307、アルタナ社製)
各例で得られた画像形成装置について、次の評価を実施した。結果を表1に示す。
既述の方法に従って、露光装置の固有周波数F(Hz)、帯電部材の回転周速度V(mm/s)、帯電部材の半径r(mm)、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(=2πr/N)(mm)、周期Lf(mm)における振幅Afを測定又は算出した。
なお、実施例1、3等において、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lfは複数算出されるため、既述の通り、代表値として最大値の周期Lにおける振幅Afを求めた。
各例で得られた画像形成装置により、A3サイズP紙(富士ゼロックス社製)、白黒モード、全面ハーフトーン、画像濃度60%、の条件で画像出力し、画像の濃度ムラのグレードを評価した。グレード評価は、G0~G5まで0.5刻みで行い、Gの数字が小さい程、濃度ムラの発生度合いが少ないことを示す。濃度ムラの許容グレードは、G4.5である。
Claims (6)
- 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電し、帯電部材を有する帯電装置であって、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して配置されている帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、
前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備え、
前記露光装置の固有周波数をF(Hz)、前記帯電部材の回転周速度をV(mm/s)、前記帯電部材の表面形状を周方向に周期解析したときの周期をL(mm)とした場合、前記帯電部材の軸方向と直交する方向に切断した断面の外形形状の振幅Afであって、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μm以下である画像形成装置。 - 前記振幅Afが、0.60μm以下である請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記振幅Afが、0.35μm以下である請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記露光装置が、発光ダイオードを光源とした露光装置である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記像保持体と、前記帯電部材と、前記露光装置とが筐体に一体的に保持されている請求項4に記載の画像形成装置。
- 像保持体の表面を帯電し、帯電部材を有する帯電装置であって、前記帯電部材が前記像保持体の表面に接触して配置されている帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、
を備え、
前記露光装置の固有周波数をF(Hz)、帯電部材の回転周速度をV(mm/s)、帯電部材の表面形状を周方向に周期解析したときの周期をL(mm)とした場合、前記帯電部材の軸方向と直交する方向に切断した断面の外形形状の振幅Afであって、式:(F-5)≦(V/L)≦(F+5)を満たす周期Lf(mm)における振幅Afが、0.80μm以下である画像形成装置用ユニット。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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